JP2008087413A

JP2008087413A - 液滴吐出制御装置および液滴吐出装置

Info

Publication number: JP2008087413A
Application number: JP2006273099A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Yajima; 悟志谷嶋
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2006-10-04
Filing date: 2006-10-04
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2026-10-04
Also published as: JP4765880B2

Abstract

【課題】省電力期間において消費電力を低減させることができる液滴吐出制御装置および液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】所定電圧の電源が供給され、波形発生回路６３で発生した駆動信号を増幅して出力する第１駆動回路６４と、前記所定電圧よりも高い電圧の電源が供給され、第１駆動回路６４から出力された駆動信号を増幅する第２駆動回路６５を設け、切替制御部６０は、消費電力を低減させる省電力期間では、第２駆動回路６５に対する電源の供給を停止して、波形発生回路６３で発生され第１駆動回路６４で増幅された駆動信号が記録ヘッド２０の駆動素子に印加されるように制御し、省電力期間以外の期間では、第１駆動回路６４および第２駆動回路６５の双方に電源を供給し、波形発生回路６３で発生され第１駆動回路６４および第２駆動回路６５で増幅された記録ヘッド２０の駆動素子に印加されるように制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、液滴吐出制御装置および液滴吐出装置に関する。

近年、インク滴を吐出する吐出口が複数配列された記録ヘッドを備え、吐出口からインク滴を吐出して画像を形成するインクジェットプリンタが広く普及している。インク滴を吐出させる方式には様々あるが、例えば、圧電素子に駆動波形を印加してインクが収容された圧力室を変形させてインク滴を吐出させる方式などがある。

インクジェットプリンタでは、複数のアナログ波形を用いて滴径をコントロールして高画質化を図り、ヘッドユニットを長尺状に並べて記録紙幅の記録ヘッドを構成し高速化を図るものも提案されている。以下、このようなヘッドをＦＷＡ（Full Width Array）式の記録ヘッドと呼称する。

ＦＷＡ式の記録ヘッドでは、吐出されるインク滴にばらつきがないように記録ヘッドの各ヘッドユニットに対して歪みの少ない駆動波形を印加することが必要となるため、駆動素子に印加する駆動信号を増幅させるための回路として、周波数特性の良い駆動回路、一例としてＡＢ級動作駆動回路等が必要となる。また、記録ヘッドでは、インク増粘防止のために、インク滴を吐出しない期間はインク増粘防止のための駆動波形を印加する必要がある。近年、このような条件を満足しつつ、システムの省電力化を図る方法が望まれている。

省電力化を図る装置としては、例えば、非印刷時にはヘッド駆動系の電源を切るが、リフレッシュ動作を行なうときには高圧電源を入れる装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この装置ではリフレッシュ動作時には高圧電源を入れるため、省電力化の効果が低い。

また、主電源のスイッチング周波数を可変して、省電力化する装置も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この装置では、主電源の周波数切換に通常100ｍｓｅｃ程度必要になり、ヘッド駆動部の電源電圧が不安定になる恐れがある。これを防ぐ為に主電源二次側に出力安定化用のブリーダ抵抗を取り付ける方法も考えられるが、かえって消費電力が増える可能性がある。また、この装置では高圧電源が常に供給されるため省電力化の効果が低い。
特開平１０−１９３６２８号公報特開２０００−１４１４１号公報

本発明は、省電力期間において消費電力を低減させることができる液滴吐出制御装置および液滴吐出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の発明の液滴吐出制御装置は、液体が収容される圧力室、前記圧力室に連通し前記圧力室内の圧力の変化に応じて液滴を吐出する吐出部、および印加された駆動信号に応じて前記圧力室内の圧力を変化させる駆動素子を備えた液滴吐出手段の駆動素子に印加する駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、所定電圧の電源が供給され、前記駆動信号発生手段により発生した駆動信号を増幅して出力する第１の増幅手段と、前記所定電圧よりも高い電圧の電源が供給され、前記第１の増幅手段から出力された駆動信号を増幅する第２の増幅手段と、消費電力を低減させる省電力期間では、前記第２の増幅手段に対する電源の供給を停止して、前記駆動信号発生手段で発生され前記第１の増幅手段で増幅された駆動信号が前記駆動素子に印加されるように制御し、前記省電力期間以外の期間では、前記第１の増幅手段および前記第２の増幅手段の双方に電源を供給し、前記駆動信号発生手段で発生され前記第１の増幅手段および前記第２の増幅手段で増幅された駆動信号が前記駆動素子に印加されるように制御する制御手段と、を含んで構成されている。

請求項２の発明は、請求項１に記載の発明において、前記駆動信号発生手段は、前記省電力期間では、前記吐出部から液滴を吐出させずに前記圧力室内の液体の増粘を防止するための駆動信号を発生させることを特徴とする。

また、請求項３の発明の液滴吐出装置は、液体が収容される圧力室、前記圧力室に連通し前記圧力室内の圧力の変化に応じて液滴を吐出する吐出部、および印加された駆動信号に応じて前記圧力室内の圧力を変化させる駆動素子を備えた液滴吐出手段と、前記駆動素子に印加する駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、所定電圧の電源が供給され、前記駆動信号発生手段により発生した駆動信号を増幅して出力する第１の増幅手段と、前記所定電圧よりも高い電圧の電源が供給され、前記第１の増幅手段から出力された駆動信号を増幅する第２の増幅手段と、消費電力を低減させる省電力期間では、前記第２の増幅手段に対する電源の供給を停止して、前記駆動信号発生手段で発生され前記第１の増幅手段で増幅された駆動信号が前記駆動素子に印加されるように制御し、前記省電力期間以外の期間では、前記第１の増幅手段および前記第２の増幅手段の双方に電源を供給し、前記駆動信号発生手段で発生され前記第１の増幅手段および前記第２の増幅手段で増幅された駆動信号が前記駆動素子に印加されるように制御する制御手段と、を含んで構成されている。

請求項４の発明は、請求項３に記載の液滴吐出装置において、前記駆動信号発生手段は、前記省電力期間では、前記吐出部から液滴を吐出させずに前記圧力室内の液体の増粘を防止するための駆動信号を発生させることを特徴とする。

以上説明したように本発明の液滴吐出制御装置および滴滴吐出装置によれば、省電力期間において消費電力を大幅に低減させることができる、という効果が得られる。

図１は、本実施の形態に係る液滴吐出装置１０の主要構成を概略的に示した構成図である。本実施の形態の液滴吐出装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を記録紙に吐出して画像を形成する装置である。

同図に示されるように、液滴吐出装置１０は、給紙トレイ５０、排紙トレイ５２を含んで構成されている。

給紙トレイ５０内には、記録紙が収容されており、画像形成時には給紙トレイ５０内の記録紙がローラ４２により１枚ずつ取り出されて液滴吐出装置１０内を所定の搬送経路Ｆに沿って搬送されながら後述する記録ヘッド２０Ｙ，２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにより画像が記録され、排紙トレイ５２に排紙される。

この記録紙の搬送経路Ｆには、矢印Ｅ方向に回転する搬送ロール４４に張架された無端ベルト４６および吸着器４８が配設されている。吸着器４８は、搬送経路Ｆ上を搬送されてきた記録紙を無端ベルト４６に押圧すると共に記録紙に電荷を与え、無端ベルト４６に吸着させる。

また、記録紙の搬送経路Ｆには、無端ベルト４６に吸着された記録紙に対向する位置に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクを吐出する４つの記録ヘッド２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが設けられている。

各色の記録ヘッド２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは、それぞれ複数の液滴イジェクタ２８を備えた複数のヘッドユニットが上記無端ベルト４６の幅方向全域にわたって配列されたＦＷＡ（ＦｕｌｌＷｉｄｔｈＡｒｒａｙ）型の記録ヘッドである。このような構成により、記録ヘッド２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを走査させなくても、記録紙を搬送させてインク滴を吐出させれば記録紙に画像を形成することができる。

図２は、液滴イジェクタ２８の構成を説明する断面概略図である。液滴イジェクタ２８は、複数のノズル２が形成されたノズルプレート３と、各ノズル２に対応して設けられノズル２から吐出するインクが充填される圧力発生室４と、図示しないインクタンクから圧力発生室４にインクを供給するインク供給路５と、各圧力発生室４に対応して設けられた圧電素子７とから構成される。圧電素子７を駆動させることによって圧力発生室４が膨張又は収縮し、この膨張、収縮により所定量だけ体積が変化（圧力が変化）したときに内部に充填されたインクがノズル２から吐出される。

また、同図に示されるように、本実施の形態に係る液滴吐出装置１０は、表裏反転用搬送経路Ｒを含んで構成されている。両面印刷時には、片面に画像を形成した後に、記録紙を搬送経路Ｒに沿って搬送することにより、画像が形成された面の裏面側が各記録ヘッド２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋに対向するように表裏反転を行なうことができる。

なお、記録ヘッド２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは、不図示の駆動機構により無端ベルト４６から離間移動可能に構成されている。

記録ヘッド２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの搬送経路Ｆの上流側および下流側には、それぞれメンテナンスユニット２６Ａおよび２６Ｂが設けられている。メンテナンスユニット２６Ａは、ブラック用、シアン用のメンテナンスユニットであり、メンテナンスユニット２６Ｂは、マゼンタ用、イエロー用のメンテナンスユニットである。各メンテナンスユニット２６Ａおよび２６Ｂは後述するモータドライバ２２により駆動し、メンテナンス時には互いに接近する方向に移動可能に構成されている。

メンテナンス時には、記録ヘッド２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが無端ベルト４６から離間移動される。さらに、メンテナンス時には、メンテナンスユニット２６Ａ、２６Ｂが、記録ヘッド２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの離間移動により生じた記録ヘッド２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋと無端ベルト４６との間の空間に移動される。

これにより、記録ヘッド２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの４つの記録ヘッド２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにそれぞれメンテナンスユニット２６Ａ、２６Ｂが対向配置され、メンテナンス処理が適宜実行される。メンテナンス処理としては、液滴イジェクタ２８内のインクの吸引、ノズル２に付着したインク滴のワイピング、液滴イジェクタ２８内へのインクの供給等の処理があげられる。

図３は、本発明の実施の形態に係る液滴吐出装置１０の制御系の主要構成を示したブロック図である。

液滴吐出装置１０の制御系は、メインコントローラ１２、画像処理装置１４、入力インタフェース１６、ＹＭＣＫ各色毎の記録ヘッドコントローラ１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ、およびモータドライバ２２を含んで構成されている。

なお、以下では、各色毎の記録ヘッドコントローラ１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋを特に区別しないで説明する場合には、符号末尾の添字を省略し、記録ヘッドコントローラ１８と呼称する。また、同様に、記録ヘッド２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを特に区別しないで説明する場合には、符号末尾の添字を省略し、記録ヘッド２０と呼称する。

メインコントローラ１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭにより構成され、ＣＰＵがＲＯＭに格納されているプログラムを実行することにより、液滴吐出装置１０の画像出力動作全般を制御する。

入力インタフェース１６は、外部の端末装置３０と接続され、端末装置３０から複数色を重ね合わせてカラー画像を印刷するためのＹＭＣＫ各色毎の多階調画像データを入力する。入力された多階調画像データはメインコントローラ１２に出力され、メインコントローラ１２のＲＡＭに記憶される。

画像処理装置１４は、端末装置３０から入力した各色毎の多階調画像データを各色毎の低階調画像データ（ここでは二値画像データ）に変換する。変換して得られた各色毎の二値画像データは、メインコントローラ１２に出力され、メインコントローラ１２は該二値画像データに基づいて各記録ヘッドコントローラ１８およびモータドライバ２２を制御する。これにより記録媒体に画像が記録される。

記録ヘッドコントローラ１８には、各色毎の記録ヘッド２０が接続され、該記録ヘッド２０を駆動する。各記録ヘッドコントローラ１８には、対応する記録ヘッド２０を駆動するための電力が不図示の電源から供給される。各記録ヘッドコントローラ１８は、記録ヘッド２０の各ノズル２に対応して設けられた圧電素子７にメインコントローラ１２からの制御信号に応じた駆動信号を印加する。

モータドライバ２２は、用紙搬送装置２４およびメンテナンス装置２６に接続され、メインコントローラ１２からの制御信号に基づいて用紙搬送装置２４およびメンテナンス装置２６を駆動する。

用紙搬送装置２４は、ローラ４２、搬送ロール４４、無端ベルト４６、吸着器４８を含んで構成されている。このうち、ローラ４２、搬送ロール４４、吸着器４８は、モータドライバ２２により駆動され、記録紙を搬送経路Ｆ（あるいは表裏反転用搬送経路Ｒ）方向に搬送する。

メンテナンス装置２６は、メンテナンスユニット２６Ａ、２６Ｂにより構成される。メンテナンス装置２６は、モータドライバ２２により駆動され、前述したように記録ヘッド２０をクリーニングする。

図４は、記録ヘッドコントローラ１８および記録ヘッド２０の概略構成を示したブロック図である。

記録ヘッドコントローラ１８は、切替制御部６０、ノズル選択制御部６１、複数の波形発生回路６３、複数の第１駆動回路６４、複数の第２駆動回路６５、および複数の切替スイッチ６２を含んで構成されている。

記録ヘッド２０は、複数のヘッドユニット７２、およびヘッドユニット７２に対応した複数のスイッチＩＣ７０を含んで構成されている。

また、記録ヘッドコントローラ１８の波形発生回路６３、第１駆動回路６４、第２駆動回路６５、および切替スイッチ６２も、記録ヘッド２０の各ヘッドユニット７２に対応してそれぞれ１つずつ設けられている。

波形発生回路６３は、メインコントローラ１２からの駆動波形情報に応じて駆動信号を発生させる。波形発生回路６３で発生させる駆動信号の波形には、ノズル２からインク滴を吐出させるための吐出波形と、ノズル２からインク滴を吐出させない程度に液面を振動させて圧力発生室４内のインクの増粘を防止するための増粘防止波形とがある。吐出波形の駆動信号は、記録紙に対する画像形成中に発生させる信号であり、増粘防止波形の駆動信号は、非画像形成中に発生させる信号である。

波形発生回路６３の構成は特に限定されないが、デジタルの駆動波形情報からアナログ波形の駆動信号を生成して出力する場合には、一般的なＤ／Ａ変換器で構成してもよい。なお、複数の波形発生回路６３の各々の構成は全て同一である。

第１駆動回路６４および第２駆動回路６５は、波形発生回路６３により発生された駆動信号を記録ヘッド２０を駆動可能なレベルまで増幅し、記録ヘッド２０に出力する。

図５は、図４に示す一対の第１駆動回路および第２駆動回路の回路構成図である。なお、図４に示す複数の第１駆動回路６４の各々は全て同一構成であり、同じく複数の第２駆動回路６５の各々も全て同一構成である。

第１駆動回路６４には、電源電圧Ｖｄｓが供給され、波形発生回路６３で発生された駆動信号を、精度良く増幅して出力する。

第１駆動回路６４の構成は、入力した駆動信号を増幅して出力できれば特に限定されず、例えば、図５に示すように、高周波特性が良好な低電圧電力駆動用オペアンプ６４ａで構成することができる。

なお、後述するように、この液滴吐出装置１０では、第２駆動回路６５を用いずに第１駆動回路６４だけで駆動信号を増幅して記録ヘッド２０に供給する場合がある。その場合の駆動信号は、増粘防止波形の駆動信号であって、増粘防止波形は通常の吐出波形に比べて波形電圧が小さく、また、インクを吐出しない程度に液面を振動させるための波形であるため、波形の直線性を考慮する必要はない。従って、低電圧電力駆動用オペアンプ６４ａによる構成で充分な動作性能が得られる。

第２駆動回路６５には、第１駆動回路６４に供給される電源電圧Ｖｄｓよりも高い高電源電圧Ｖｄｄが電源供給部６６から供給され、第１駆動回路６４で増幅され出力された駆動信号を第１駆動回路６４よりも高い増幅率で増幅して記録ヘッド２０に出力する。

第２駆動回路６５は、第１駆動回路６４から出力された駆動信号を精度良く増幅して、画像形成中等に記録ヘッド２０の各液滴イジェクタ２８に設けられた圧電素子７を駆動することができるような、高圧、高速な増幅器が望ましく、例えば図５に示すようなＡＢ級動作が可能な増幅回路で構成することができる。

第１駆動回路６４におけるトランジスタＱ１１、Ｑ２１、抵抗ＲＥ１、ＲＣ１は差動増幅回路を構成しており、両トランジスタのベース入力電圧の差に比例した電圧をＱ１１のコレクタ端子に発生する。トランジスタＱ２は電圧増幅回路であり、負荷インピーダンスはトランジスタＱ２１、Ｑ２２、抵抗Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２３からなる定電流回路で構成されている。このため、負荷インピーダンスは極めて高く、第２駆動回路６５の裸の増幅率は事実上無限大と見なせる。

トランジスタＱ５１１、Ｑ５２１は、ＭＯＳＦＥＴによるソースフォロアであり電流増幅を行う。トランジスタＱ４１、Ｑ４２は、電圧増幅回路と電流増幅回路の間に入るバッファである。ＭＯＳＦＥＴは、高周波域まで高い増幅率を確保するために用いる。

しかし、ＭＯＳＦＥＴは、ゲート／ソース間に入力容量があるため直接、電圧増幅回路の負荷に接続すると、高周波数域でインピーダンスが下がるため高周波域で第２駆動回路６５の裸の増幅率が下がる。バッファはこれを避けるために挿入されている。

トランジスタＱ３、抵抗Ｒ３１、Ｒ３２は、トランジスタＱ４１、Ｑ５１１、Ｑ４２、Ｗ５２１のベース／エミッタ電圧、およびゲート／ソース間電圧を補償するバイアス回路であり、圧電素子７に流れる電流が充電から放電、および放電から充電に遷移する際に波形が歪まないようにするためのものである。

抵抗ＲＧ１１、ＲＧ１２はトランジスタＱ５１１、Ｑ５２１のゲート電圧を決定していると同時に、抵抗Ｒ４１、Ｒ４２と共にトランジスタＱ５１１、Ｑ５２１がＯＮからＯＦＦに変移した時、トランジスタＱ５１１、Ｑ５２１に充電されたゲート／ソース間の電荷を放電するためのものである。抵抗ＲＳ２２は、ヘッド負荷が外れた場合でも駆動回路が発振しないように取り付けられた負荷である。コンデンサＣ１は、第２駆動回路６５が帰還回路を構成した際に発振しないための位相補償用である。また、コンデンサＣ２、抵抗ＲＦ、抵抗ＲＩはフィードバック回路を構成している。

この第２駆動回路６５には、電源電圧Ｖｄｄが供給されるが、後述するように省電力期間は電源電圧Ｖｄｄが供給は停止される。

切替スイッチ６２は、切替制御部６０からの切替制御信号に応じて、記録ヘッド２０のスイッチＩＣ７０の入力端の接続先を第１駆動回路６４の出力端または第２駆動回路６５の出力端に切替える。切替スイッチ６２の構成は特に限定されないが、例えば、一般的なリレー回路、ＦＥＴを用いたアナログＳＷ等で実現可能である。

切替制御部６０は、メインコントローラ１２からの制御信号に応じて、切替スイッチ６２に対して切替制御信号を出力する。また、切替スイッチ６２によって記録ヘッド２０のスイッチＩＣ７０の入力端の接続先を第１駆動回路６４の出力端に切替える場合には、第２駆動回路６５に対する電源電圧Ｖｄｄの供給が停止されるように電源供給部６６に電源制御信号を出力する。

ノズル選択制御部６１は、記録紙に記録する二値画像データに応じて、ヘッドユニット７２に設けられたノズル２の圧電素子７に対する駆動信号の印加／非印加を制御するためのノズル選択信号を生成し、記録ヘッド２０のスイッチＩＣ７０に出力する。

記録ヘッド２０は、上述したように複数のヘッドユニット７２を備えており、各ヘッドユニット７２に対してそれぞれスイッチＩＣ７０が設けられている。また、スイッチＩＣ７０は、切替スイッチ６２に応じて第１駆動回路６４の出力端および第２駆動回路６５の出力端のいずれか一方に接続され、いずれか一方から出力された駆動信号が入力される。

スイッチＩＣ７０は、ヘッドユニット７２に設けられた液滴イジェクタ２８に対応した数のスイッチを備えており、上記ノズル選択制御部６１から出力されたノズル選択信号に応じて、第１駆動回路６４および第２駆動回路６５のいずれか一方から出力された駆動信号を圧電素子７に印加する。

メインコントローラ１２は、液滴吐出装置１０が非省電力状態から省電力状態に移行するときには、第２駆動回路６５の電源供給を停止させるための制御信号を切替制御部６０に出力すると共に、記録ヘッド２０のスイッチＩＣ７０の入力端に第１駆動回路６４の出力端を接続するための制御信号を切替制御部６０に出力する。

また、メインコントローラ１２は、省電力状態から非省電力状態に移行するときには、記録ヘッド２０のスイッチＩＣ７０の入力端に第２駆動回路６５の出力端を接続するための制御信号を切替制御部６０に出力すると共に、第２駆動回路６５の電源供給を開始させるための制御信号を切替制御部６０に出力する。

切替制御部６０は、メインコントローラ１２が出力する制御信号によって切替スイッチ６２を動作させ、記録ヘッド２０のスイッチＩＣ７０の入力端の接続先を切替え、また第２駆動回路６５に対する電源供給を制御する。

なお、本実施の形態の液滴吐出装置１０は、起動中は、準備状態、稼働状態、待機状態、および停止状態のいずれかの状態になる。

まず液滴吐出装置１０の電源投入直後の所定期間は、液滴吐出装置１０は準備状態となる。準備状態では、液滴吐出装置１０をインク滴を吐出可能な状態にするためのウォームアップ動作が行なわれる。

画像データが入力されると液滴吐出装置１０は稼働状態となる。稼働状態では、入力された画像データに基づいて記録ヘッド２０からインク滴を吐出して画像を形成する。

一旦、画像形成が終了すると、液滴吐出装置１０は待機状態となる。待機状態では、増粘防止波形の駆動信号を各液滴イジェクタ２８の圧電素子７に印加し続け、次に画像データが入力されたときに即座にインク滴を吐出できる状態に維持する。

画像データが入力されずに所定期間以上待機状態が続くと、液滴吐出装置１０は停止状態となる。外部から次の画像データが入力されるまで停止状態は継続される。なお、停止状態にあっても増粘防止波形の駆動信号は出力される。停止状態にあるときに画像データが入力されると停止状態から復帰して待機状態となり、続いて稼働状態となって、該入力された画像データに基づいた画像形成を開始する。

本実施の形態では、液滴吐出装置１０が停止状態にある期間を省電力期間として、この期間は消費電力が低減するように第２駆動回路６５への電源電圧Ｖｄｄの供給を停止し、波形発生回路６３から出力される駆動信号（停止状態では、増粘防止波形の駆動信号のみである）を第１駆動回路６４のみで増幅して、記録ヘッド２０に供給する。

また、省電力期間以外の非省電力期間では、第２駆動回路６４への電源供給を行ない、波形発生回路６３から出力される駆動信号を第１駆動回路６４および第２駆動回路６５で増幅して、記録ヘッド２０に供給する。

ここで、第１駆動回路６４の増幅率が２倍、第２駆動回路６５の増幅率が１０倍となるように各駆動回路を構成し、波形発生回路６３から出力される駆動信号が０〜２Ｖである場合を例に挙げて説明する。

この場合には、非省電力期間では駆動信号が第１駆動回路６４および第２駆動回路６５で増幅されるため、記録ヘッド２０に出力される駆動信号は０〜４０Ｖとなり、記録ヘッド２０の圧電素子７の駆動に必要な駆動信号を得ることができる。

省電力期間では、第２駆動回路６５に対する電源電圧Ｖｄｄの供給が停止され、第１駆動回路６４のみで増幅された駆動信号が記録ヘッド２０に出力される。前述したように、省電力期間（停止状態）では、増粘防止波形のみが圧電素子７に印加される。このとき、第２駆動回路６５は完全に停止状態にあり、第２駆動回路６５における消費電力はゼロである。

図６（Ａ）は、非省電力期間に記録ヘッド２０に出力される吐出波形および増粘防止波形を示す図である。非省電力期間では、第１駆動回路６４、第２駆動回路６５共に動作し、所定の増幅率で動作しているため、吐出波形および増粘防止波形は高いヘッドバイアスレベルVbias（図６では破線で示されている）で出力される。特に吐出波形は、振幅が大きいため（Ｖ１，Ｖ２）、高いヘッドバイアスレベルVbiasが必要となる。

図６（Ｂ）は、省電力期間に記録ヘッド２０に出力される増粘防止波形を示す図である。この期間は、第１駆動回路６４のみが動作しているため、ヘッドバイアスレベルＶｂｉａｓは非消費電力期間のレベルよりも低くなっている。しかしながら、省電力期間（停止状態）では、増粘防止波形のみが出力されるため、バイアスレベルは増粘防止波形の振幅（Ｖ３）以上のレベルであればどのレベルでもよい。従って、ヘッドバイアスレベルVbiasが非省電力期間のレベルより低くなっても正常な増粘防止動作が可能となる。

図７は、メインコントローラ１２が実行する切替処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。

ステップ１００では、液滴吐出装置１０が停止状態に移行するタイミングになったか否かを判断する。例えば、待機状態が所定時間以上継続した場合に停止状態に移行するタイミングになった判断する。

ステップ１００で肯定判断した場合には、ステップ１０２で、波形発生回路６３に対する駆動波形情報の出力を停止し、駆動信号の発生を停止させる。

ステップ１０４では、第２駆動回路６５に対する電源供給が停止されるように切替制御部６０に制御信号を出力する。これにより切替制御部６０が電源供給部６６に電源制御信号を出力し、第２駆動回路６５に対する電源供給が停止される。

ステップ１０６では、記録ヘッド２０のスイッチＩＣ７０の入力端の接続先を第１駆動回路６４の出力端に切替えるための制御信号を切替制御部６０に出力する。これにより切替制御部６０が切替制御信号を出力し、スイッチＩＣ７０の入力端の接続先が第１駆動回路６４の出力端に切替えられる。

ステップ１０８では、波形発生回路６３に対する駆動波形情報の出力を再開する。なお、ここで出力される駆動波形情報は、増粘防止波形の駆動信号を生成するための駆動波形信号である。これにより波形発生回路６３による駆動信号の発生が再開される。

ステップ１１０では、液滴吐出装置１０が停止状態から復帰して待機状態に移行するタイミングが到来したか否かを判断する。例えば、画像データ等の信号が入力されたときに復帰するタイミングが到来したと判断する。

ステップ１１０で肯定判断した場合には、ステップ１１２で、波形発生回路６３に対する駆動波形情報の出力を停止し、駆動信号の発生を停止させる。

ステップ１１４では、記録ヘッド２０のスイッチＩＣ７０の入力端の接続先を第２駆動回路６５の出力端に切替えるための制御信号を切替制御部６０に出力する。これにより切替制御部６０が切替制御信号を出力し、スイッチＩＣ７０の入力端の接続先が第２駆動回路６５の出力端に切替えられる。

ステップ１１６では、第２駆動回路６５に対する電源供給が再開されるように切替制御部６０に制御信号を出力する。これにより切替制御部６０が電源供給部６６に電源制御信号を出力し、第２駆動回路６５に対する電源供給が再開される。

ステップ１１８では、波形発生回路６３に対する駆動波形情報の出力を再開し、ステップ１００に戻る。

図８は、第１駆動回路６４および第２駆動回路６５の動作切替シーケンスを示した図である。

稼動状態では、第１駆動回路６４および第２駆動回路６５の双方を動作させて、波形発生回路６３で発生させた吐出波形の駆動信号を規定の増幅度（例えば前述した例では２０倍）で増幅する。

待機状態でも、第１駆動回路６４および第２駆動回路６５の双方を動作させて、波形発生回路６３で発生させた増粘防止波形の駆動信号を規定の増幅度（稼働状態と同じ増幅率）で増幅する。

待機状態から停止状態に切り替えるときには、まず、波形発生回路６３の波形発生を停止させる。

続いて、第２駆動回路６５の電源供給を停止し、切替スイッチ６２を切替えて第１駆動回路６４の出力端をスイッチＩＣ７０に接続する。

この状態で、再び波形発生回路６３より増粘防止波形の駆動信号を発生させ、第１駆動回路６４で停止状態における規定の増幅度（例えば前述した例では２倍）で増幅してスイッチＩＣ７０に出力し、圧電素子７を駆動させて停止状態の増粘防止が行われる。このとき、第１駆動回路６４のみの増幅となるため、稼働状態や待機状態に比べて駆動信号の増幅率が低くなっている（ここで挙げた例では１０分の１になっている）ため、この増幅率でも充分に増粘防止が可能なだけの波形が得られるように、波形発生回路６３で停止状態専用の増粘防止波形の駆動信号を発生させるようにすればなお効果的である。

停止状態から待機状態へ復帰するときには、逆の手順で切替処理を行なう。すなわち、波形発生回路６３における波形発生を停止させ、第２駆動回路６５の出力端をスイッチＩＣ７０に接続するように切替スイッチ６２を切替え、第２駆動回路６５に対する電源供給再開し、最後に波形発生を再開させる。

以上説明したように、波形発生回路６３で発生させた駆動信号を増幅させる増幅回路を第１駆動回路６４と第２駆動回路６５の２段構成とし、停止状態の期間（省電力期間）は、高圧側の第２駆動回路６５を停止し、低圧側の第１駆動回路６４のみで増粘防止波形の駆動信号を増幅させることにより、省電力期間における消費電力低減を実現させることができる。

また、増幅回路を第１駆動回路６４および第２駆動回路６５の２段で構成することにより、各駆動回路での増幅率（ＧＡＩＮ）は１段で構成した場合より下げることが可能になる。これにより、各駆動回路部品の諸特性（駆動素子の高周波特性等）を下げないのであれば、周波数特性の改善が可能になり、波形の直線性（波形なまり）を改善できる。また、回路全体の周波数特性改善が必要ないのであれば、駆動回路部品の諸特性を下げられるため、駆動回路のコストアップが抑えられる。

なお、上記実施の形態では、停止状態に移行するタイミングや停止状態から復帰するタイミングをメインコントローラ１２が判断して制御信号を記録ヘッドコントローラ１８の切替制御部６０に出力する例について説明したが、これに限定されず、切替制御部６０が停止状態に移行するタイミングや停止状態から復帰するタイミングを判断して自動的に切替制御信号や電源制御信号を出力するようにしてもよい。例えば、記録ヘッドコントローラ１８或いは切替制御部６０内部にタイマなどを設け、待機状態開始からの経過時間を計測し、待機状態から所定時間経過したときを停止状態に移行するタイミングとして、切替制御信号や電源制御信号を出力するようにする。また、外部から画像データ信号が入力されたときに、該入力されたことを示す入力信号が切替制御部６０に入力されるように構成すれば、停止状態から復帰するタイミングを自動的に判断して、切替制御信号や電源制御信号を出力することができる。このような構成であっても、上記実施の形態と同様の効果が得られる、
なお、上記実施の形態では、液滴吐出装置からインク滴を吐出する場合を例にとり説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、吐出する液滴はインク滴に限定されない。また、液晶表示素子の配向膜形成材料の塗布、フラックスの塗布、接着剤の塗布などにも本発明を上記と同様に適用することができる。

本発明の実施の形態に係る液滴吐出装置の主要構成を概略的に示した構成図である。液滴イジェクタの構成を説明する断面概略図である。本発明の実施の形態に係る液滴吐出装置の制御系の主要構成を示したブロック図である。記録ヘッドコントローラおよび記録ヘッドの概略構成を示したブロック図である。一対の第１駆動回路および第２駆動回路の回路構成図である。（Ａ）は、非省電力期間に記録ヘッドに出力される吐出波形および増粘防止波形を示す図であり、（Ｂ）は、省電力期間に記録ヘッドに出力される増粘防止波形を示す図である。メインコントローラが実行する切替処理ルーチンの流れを示すフローチャートである。第１駆動回路および第２駆動回路の動作切替シーケンスを示した図である。

符号の説明

２ノズル
４圧力発生室
７圧電素子
１０液滴吐出装置
１２メインコントローラ
１８記録ヘッドコントローラ
２０記録ヘッド
２８液滴イジェクタ
６０切替制御部
６２切替スイッチ
６３波形発生回路
６４第１駆動回路
６５第２駆動回路
７０スイッチＩＣ
７２ヘッドユニット

Claims

液体が収容される圧力室、前記圧力室に連通し前記圧力室内の圧力の変化に応じて液滴を吐出する吐出部、および印加された駆動信号に応じて前記圧力室内の圧力を変化させる駆動素子を備えた液滴吐出手段の駆動素子に印加する駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、
所定電圧の電源が供給され、前記駆動信号発生手段により発生した駆動信号を増幅して出力する第１の増幅手段と、
前記所定電圧よりも高い電圧の電源が供給され、前記第１の増幅手段から出力された駆動信号を増幅する第２の増幅手段と、
消費電力を低減させる省電力期間では、前記第２の増幅手段に対する電源の供給を停止して、前記駆動信号発生手段で発生され前記第１の増幅手段で増幅された駆動信号が前記駆動素子に印加されるように制御し、前記省電力期間以外の期間では、前記第１の増幅手段および前記第２の増幅手段の双方に電源を供給し、前記駆動信号発生手段で発生され前記第１の増幅手段および前記第２の増幅手段で増幅された駆動信号が前記駆動素子に印加されるように制御する制御手段と、
を含む液滴吐出制御装置。
前記駆動信号発生手段は、前記省電力期間では、前記吐出部から液滴を吐出させずに前記圧力室内の液体の増粘を防止するための駆動信号を発生させる請求項１記載の液滴吐出制御装置。
液体が収容される圧力室、前記圧力室に連通し前記圧力室内の圧力の変化に応じて液滴を吐出する吐出部、および印加された駆動信号に応じて前記圧力室内の圧力を変化させる駆動素子を備えた液滴吐出手段と、
前記駆動素子に印加する駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、
所定電圧の電源が供給され、前記駆動信号発生手段により発生した駆動信号を増幅して出力する第１の増幅手段と、
前記所定電圧よりも高い電圧の電源が供給され、前記第１の増幅手段から出力された駆動信号を増幅する第２の増幅手段と、
消費電力を低減させる省電力期間では、前記第２の増幅手段に対する電源の供給を停止して、前記駆動信号発生手段で発生され前記第１の増幅手段で増幅された駆動信号が前記駆動素子に印加されるように制御し、前記省電力期間以外の期間では、前記第１の増幅手段および前記第２の増幅手段の双方に電源を供給し、前記駆動信号発生手段で発生され前記第１の増幅手段および前記第２の増幅手段で増幅された駆動信号が前記駆動素子に印加されるように制御する制御手段と、
を含む液滴吐出装置。
前記駆動信号発生手段は、前記省電力期間では、前記吐出部から液滴を吐出させずに前記圧力室内の液体の増粘を防止するための駆動信号を発生させる請求項３記載の液滴吐出装置。