JP2009178950A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動信号出力回路の数を低減しながら駆動信号特性の変化を十分に抑制防止することが可能な液体噴射装置を提供する。
【解決手段】液体を噴射するためのノズルアクチュエータ２２を駆動信号ＣＯＭで駆動することにより液体噴射ヘッド２の該当するノズルから印刷媒体１に向けて液体を噴射するにあたり、予め設定された所定駆動ノズルアクチュエータ数に応じて適正な駆動信号ＣＯＭを出力し且つ互いに駆動信号ＣＯＭの特性が異なる駆動信号出力回路１２を２以上且つノズル総数より少ない数備え、スイッチングコントローラ１３により、適正な駆動信号ＣＯＭを出力する駆動信号出力回路１２の所定駆動ノズルアクチュエータ数の合計が駆動するノズルアクチュエータの数ｎになるように駆動信号出力回路１２を選出とノズルアクチュエータ２２との接続状態を制御する。
【選択図】図５

Description

本発明は、微小な液体を複数のノズルから噴射して、その微粒子（ドット）を印刷媒体上に形成することにより、所定の文字や画像等を印刷するようにした液体噴射装置に関するものである。

このような液体噴射装置の１つである液体噴射型印刷装置は、一般に安価で且つ高品質なカラー印刷物が容易に得られることから、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなどの普及に伴い、オフィスのみならず一般ユーザにも広く普及してきている。
このような液体噴射型印刷装置のうち、液体噴射ノズルの形成された液体噴射ヘッドをキャリッジと呼ばれる移動体に載せて印刷媒体の搬送方向と交差する方向に移動させるものを一般に「マルチパス型印刷装置」と呼んでいる。これに対し、印刷媒体の搬送方向と交差する方向に長尺な液体噴射ヘッドを配置して、所謂１パスでの印刷が可能なものを一般に「ラインヘッド型印刷装置」と呼んでいる。

ところで、圧電素子などの液体噴射用素子であるノズルアクチュエータは静電容量を有する容量性負荷なので、配線などのインダクタとノズルアクチュエータの静電容量の組合せでフィルタが構成され、しかも駆動するノズルアクチュエータ、即ち静電容量の接続数によってフィルタ特性が変化し、その結果、駆動信号特性が変化して液体噴射特性まで変化してしまう。そこで、下記特許文献１では、駆動信号の特性が等しい駆動信号出力回路を複数設け、駆動するノズルアクチュエータの数に応じて、駆動信号特性の変化が抑制されるように駆動信号出力回路の駆動数を設定し、それら設定された駆動信号出力回路と駆動するノズルアクチュエータとの接続状態を制御するようにしている。
特開２００６−２２４６２３号公報

しかしながら、前記特許文献１では、複数の駆動信号出力回路から出力される駆動信号の特性が等しいので、実際に駆動ノズルアクチュエータに印加される駆動信号特性の変化の抑制に限界があり、この駆動信号特性の変化を十分に抑制するためにはより多くの駆動信号出力回路を設ける必要がある。
本発明は、これらの諸問題に着目して開発されたものであり、駆動信号出力回路の数を低減しながら駆動信号特性の変化を十分に抑制防止することが可能な液体噴射装置を提供することを目的とするものである。

上記諸問題を解決するため、本発明の液体噴射装置は、液体を噴射するためのノズルを液体噴射ヘッドに複数形成すると共に各ノズルに液体噴射用素子を配設し、各液体噴射用素子を駆動信号で駆動することにより液体噴射ヘッドの該当するノズルから液体を噴射する液体噴射装置であって、予め設定された所定駆動液体噴射用素子数に応じて適正な駆動信号を出力し且つ互いに駆動信号の特性が異なる駆動信号出力回路を２以上且つノズル総数より少ない数備え、駆動する液体噴射用素子の数に応じて駆動信号出力回路と液体噴射用素子との接続状態を制御するスイッチング制御回路を備え、前記スイッチング制御回路は、適正な駆動信号を出力する駆動信号出力回路の所定駆動液体噴射用素子数の合計が駆動する液体噴射用素子の数又はその近傍になるように駆動信号出力回路を選出して、それら選出された駆動信号出力回路と液体噴射用素子との接続状態を制御することを特徴とするものである。

而して、本発明の液体噴射装置によれば、適正な駆動信号を出力する駆動信号出力回路の所定駆動液体噴射用素子数の合計が駆動する液体噴射用素子の数又はその近傍になるように駆動信号出力回路を選出して、それら選出された駆動信号出力回路と液体噴射用素子との接続状態を制御することにより、駆動信号出力回路の数を低減しながら、駆動信号特性の変化を十分に抑制防止することができる。

また、本発明の液体噴射装置は、前記駆動信号出力回路は、予め設定された所定駆動液体噴射用素子数の範囲内で駆動信号を補正可能としたことを特徴とするものである。
本発明の液体噴射装置によれば、駆動信号出力回路の数を可及的に低減しながら、駆動信号特性の変化をより一層抑制防止することができる。また、液体噴射用素子の数又はその近傍になるように駆動信号出力回路を選出して、それら選出された駆動信号出力回路と液体噴射用素子との接続状態を制御しているため、所定駆動液体噴射用素子数の範囲内で駆動信号を補正することが容易となる。

次に、本発明の印刷装置の第１実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の印刷装置の概略構成図であり、図において、印刷媒体１は、図の左から右に向けて矢印方向に搬送され、その搬送途中の印字領域で印字される、ラインヘッド型印刷装置である。
図１中の符号２は、印刷媒体１の搬送ライン上方に設けられた７つの液体噴射ヘッドであり、印刷媒体搬送方向に２列になるように配設されて、夫々、ヘッド固定プレート１１に固定されている。図２は、液体噴射ヘッド２付近の平面図である。これらの液体噴射ヘッド２は、例えば図に示すように、千鳥配列されている。各液体噴射ヘッド２の最下面を示す図の内側の四角形の内側部分には、多数のノズルが形成されており、この面がノズル面と呼ばれている。従って、千鳥配列された全ての液体噴射ヘッド２によって、印刷媒体１の搬送方向と交差する方向の幅全長に及ぶラインヘッドが形成されている。印刷媒体１は、これらの液体噴射ヘッド２のノズル面の下方を通過するときに、ノズル面に形成されている多数のノズルから液体が噴射され、印刷が行われる。

液体噴射ヘッド２には、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクなどの液体が、図示しない各色の液体タンクから液体供給チューブを介して供給される。各液体噴射ヘッド２には、印刷媒体１の搬送方向と直交する方向に、複数のノズルが形成されており（即ちノズル列方向）、それらのノズルから同時に必要箇所に必要量の液滴を噴射することにより、印刷媒体１上に微小なドットを出力する。これを各色毎に行うことにより、搬送部４で搬送される印刷媒体１を一度通過させるだけで、所謂１パスによる印刷を行うことができる。

液体噴射ヘッドの各ノズルから液体を噴射する方法としては、静電方式、ピエゾ方式、膜沸騰液体噴射方式などがあり、本実施形態ではピエゾ方式を用いた。ピエゾ方式は、ノズルアクチュエータ、つまりは液体噴射用素子である圧電素子に駆動信号を与えると、キャビティ内の振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化によって液滴がノズルから噴射されるというものである。そして、駆動信号の波高値や電圧増減傾きを調整することで液滴の噴射量を調整することが可能となる。なお、ピエゾ方式に用いられる圧電素子は容量性負荷である。また、本発明は、ピエゾ方式以外の液体噴射方法にも、同様に適用可能である。

液体噴射ヘッド２の下方には、印刷媒体１を搬送方向に搬送するための搬送部４が設けられている。搬送部４は、駆動ローラ８及び従動ローラ９に搬送ベルト６を巻回して構成され、駆動ローラ８には図示しない電動モータが接続されている。また、搬送ベルト６の内側には、当該搬送ベルト６の表面に印刷媒体１を吸着するための図示しない吸着装置が設けられている。この吸着装置には、例えば負圧によって印刷媒体１を搬送ベルト６に吸着する空気吸引装置や、静電気力で印刷媒体１を搬送ベルト６に吸着する静電吸着装置などが用いられる。従って、給紙ローラ５によって給紙部３から印刷媒体１を一枚だけ搬送ベルト６上に送給し、電動モータによって駆動ローラ８を回転駆動すると、搬送ベルト６が印刷媒体搬送方向に回転され、吸着装置によって搬送ベルト６に印刷媒体１が吸着されて搬送される。この印刷媒体１の搬送中に、液体噴射ヘッド２から液体を噴射して印刷を行う。印刷の終了した印刷媒体１は、搬送方向下流側の排紙部１０に排紙される。

この印刷装置内には、自身を制御するための制御装置が設けられている。この制御装置は、例えば図３に示すように、例えばパーソナルコンピュータ、デジタルカメラ等のホストコンピュータ６０から入力された印刷データに基づいて、印刷装置や給紙装置等を制御することにより印刷媒体に印刷処理を行うものである。そして、ホストコンピュータ６０から入力された印刷データを受取るための入力インタフェース６１と、この入力インタフェース６１から入力された印刷データに基づいて印刷処理を実行する例えばマイクロコンピュータで構成される制御部６２と、前記給紙ローラ５に接続されている給紙ローラモータ１７を駆動制御する給紙ローラモータドライバ６３と、液体噴射ヘッド２を駆動制御するヘッドドライバ６５と、前記駆動ローラ８に接続されている電動モータ７を駆動制御する電動モータドライバ６６と、各ドライバ６３、６５、６６と外部の給紙ローラモータ１７、液体噴射ヘッド２，３、電動モータ７とを接続するインタフェース６７とを備えて構成される。

制御部６２は、印刷処理等の各種処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）６２ａと、入力インタフェース６１を介して入力された印刷データ或いは当該印刷データ印刷処理等を実行する際の各種データを一時的に格納し、或いは印刷処理等のプログラムを一時的に展開するＲＡＭ（Random Access Memory）６２ｃと、ＣＰＵ６２ａで実行する制御プログラム等を格納する不揮発性半導体メモリで構成されるＲＯＭ（Read-Only Memory）６２ｄを備えている。この制御部６２は、インタフェース部６１を介してホストコンピュータ６０から印刷データ（画像データ）を入手すると、ＣＰＵ６２ａが、この印刷データに所定の処理を実行して、何れのノズルから液体を噴射するか或いはどの程度の液体を噴射するかというノズル選択データやノズルアクチュエータへの駆動信号出力データを算出し、この印刷データや駆動信号出力データ及び各種センサからの入力データに基づいて、各ドライバ６３、６５、６６に制御信号を出力する。各ドライバ６３、６５、６６からはアクチュエータを駆動するための駆動信号が出力され、液体噴射ヘッド２の複数のノズルに対応するノズルアクチュエータ、給紙ローラモータ１７、電動モータ７が夫々作動して、印刷媒体１の給紙及び搬送及び排紙、並びに印刷媒体１への印刷処理が実行される。なお、制御部６２内の各構成要素は、図示しないバスを介して電気的に接続されている。

図４には、本実施形態の印刷装置の制御装置から液体噴射ヘッド２に供給され、圧電素子からなるノズルアクチュエータを駆動するための駆動信号ＣＯＭの一例を示す。本実施形態では、中間電位を中心に電位が変化する信号とした。この駆動信号ＣＯＭは、ノズルアクチュエータを駆動して液体を噴射する単位駆動信号としての駆動パルスＰＣＯＭを時系列的に接続したものであり、各駆動パルスＰＣＯＭの立上がり部分がノズルに連通するキャビティ（圧力室）の容積を拡大して液体を引込む（液体の噴射面を考えればメニスカスを引き込むとも言える）段階であり、駆動パルスＰＣＯＭの立下がり部分がキャビティの容積を縮小して液体を押出す（液体の噴射面を考えればメニスカスを押出すとも言える）段階であり、液体を押出した結果、液滴がノズルから噴射される。

この電圧台形波からなる駆動パルスＰＣＯＭの電圧増減傾きや波高値を種々に変更することにより、液体の引込量や引込速度、液体の押出量や押出速度を変化させることができ、これにより液滴の噴射量を変化させて異なる大きさのドットを得ることができる。従って、複数の駆動パルスＰＣＯＭを時系列的に連結する場合でも、そのうちから単独の駆動パルスＰＣＯＭを選択してアクチュエータに供給し、液滴を噴射したり、複数の駆動パルスＰＣＯＭを選択してアクチュエータに供給し、液滴を複数回噴射したりすることで種々の大きさのドットを得ることができる。即ち、液体が乾かないうちに複数の液滴を同じ位置に着弾すると、実質的に大きな液滴を噴射するのと同じことになり、ドットの大きさを大きくすることができるのである。このような技術の組合せによって多階調化を図ることが可能となる。なお、図４の左端の駆動パルスＰＣＯＭ１は、液体を引込むだけで押出していない。これは、微振動と呼ばれ、液滴を噴射せずに、例えばノズルの増粘を抑制防止したりするのに用いられる。

これらの結果、液体噴射ヘッド２には、後述する駆動信号出力回路から出力される駆動信号ＣＯＭ、印刷データに基づいて噴射するノズルを選択すると共に圧電素子などのノズルアクチュエータの駆動信号ＣＯＭへの接続タイミングを決定する駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰ、全ノズルにノズル選択データが入力された後、駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰに基づいて駆動信号ＣＯＭと液体噴射ヘッド２のノズルアクチュエータとを接続させるラッチ信号ＬＡＴ及びチャンネル信号ＣＨ、駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰをシリアル信号として液体噴射ヘッド２に送信するためのクロック信号ＳＣＫが入力されている。なお、これ以後、ノズルアクチュエータを駆動する駆動信号の最小単位を駆動パルスＰＣＯＭとし、駆動パルスＰＣＯＭが時系列的に連結された信号全体を駆動信号ＣＯＭと記す。

図５には、ヘッドドライバ６５とノズルアクチュエータ２２との接続の具体的な構成を示す。本実施形態では、ヘッドドライバ６５内に４つの駆動信号出力回路１２が設けられ、各ノズルアクチュエータ２２には、それら４つの駆動信号出力回路１２の夫々に独立して断続するためのトランスミッションゲートなどからなる選択スイッチ２０１が介装され、更にヘッドドライバ６５内には、その選択スイッチ２０１の接続状態を制御するスイッチ制御回路としてのスイッチングコントローラ１３が設けられている。４つの駆動信号出力回路１２は、基本的な波形は同じであっても、位相やゲインといった特性の異なる駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）を出力する。駆動信号出力回路１２の具体的な構成は、後段に詳述する。

図６は、スイッチングコントローラ１３のブロック図である。このスイッチングコントローラ１３は、液体を噴射させるべきノズルに対応した圧電素子などのノズルアクチュエータ２２を指定するための駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰを保存するシフトレジスタ２１１と、シフトレジスタ２１１のデータを一時的に保存するラッチ回路２１２と、ラッチ回路２１２の出力をレベル変換して選択スイッチ２０１に供給することにより、駆動信号ＣＯＭをピエゾ素子などのノズルアクチュエータ２２に接続するレベルシフタ２１３と、後述する演算処理により、前記液体を噴射させるべきノズルに対応するノズルアクチュエータ２２に設けられた４つの選択スイッチ２０１のうち、何れの選択スイッチ２０１をオンして、４つの駆動信号出力回路１２のうちの何れの駆動信号出力回路１２に接続すべきであるかを制御するスイッチング制御部２１０を備えて構成されている。

シフトレジスタ２１１には、駆動信号選択データ信号ＳＩ＆ＳＰが順次入力されると共に、クロック信号ＳＣＫの入力パルスに応じて記憶領域が初段から順次後段にシフトする。ラッチ回路２１２は、ノズル数分の駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰがシフトレジスタ２１１に格納された後、入力されるラッチ信号ＬＡＴによってシフトレジスタ２１１の各出力信号をラッチする。ラッチ回路２１２に保存された信号は、レベルシフタ２１３によって次段の選択スイッチ２０１をオンオフできる電圧レベルに変換される。これは、駆動信号ＣＯＭが、ラッチ回路２１２の出力電圧に比べて高い電圧であり、これに合わせて選択スイッチ２０１の動作電圧範囲も高く設定されているためである。従って、レベルシフタ２１３によって選択スイッチ２０１が閉じられる圧電素子などのノズルアクチュエータは駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰの接続タイミングで駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）に接続される。また、シフトレジスタ２１１の駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰがラッチ回路２１２に保存された後、次の印刷情報をシフトレジスタ２１１に入力し、液体の噴射タイミングに合わせてラッチ回路２１２の保存データを順次更新する。なお、図中の符号ＨＧＮＤは、圧電素子などのノズルアクチュエータのグランド端である。また、この選択スイッチ２０１によれば、圧電素子などのノズルアクチュエータを駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）から切り離した後も、当該ノズルアクチュエータ２２の入力電圧は、切り離す直前の電圧に維持される。

４つの駆動信号出力回路１２は、出力する駆動信号の特性は異なるが、基本的な回路構成としては何れも同じものであり、図７にその具体的な構成を示す。各駆動信号出力回路１２は、予め記憶されている駆動信号出力データに基づいて、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の元、つまりノズルアクチュエータ２２の駆動を制御する信号の基準となる駆動波形信号ＷＣＯＭを生成する駆動波形信号発生回路２５と、駆動波形信号発生回路２５で生成された駆動波形信号ＷＣＯＭをパルス変調する変調回路２６と、変調回路２６でパルス変調された変調信号を電力増幅するデジタル電力増幅器、所謂Ｄ級アンプ２８と、デジタル電力増幅器２８で電力増幅された電力増幅変調信号を平滑化して、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）としてノズルアクチュエータ２２に供給する平滑フィルタ２９とを備えて構成される。

駆動波形信号発生回路２５は、予め設定されたデジタルデータを時系列に組合せて出力し、それをＤ／Ａ変換器でアナログ変換して駆動波形信号ＷＣＯＭとして出力する。本実施形態では、この駆動波形信号ＷＣＯＭをパルス変調する変調回路２６に、一般的なパルス幅変調（ＰＷＭ）回路を用いた。パルス幅変調は、三角波信号発生回路２３で所定周波数の三角波信号を発生し、この三角波信号と駆動波形信号ＷＣＯＭとをコンパレータ２４で比較して、例えば三角波信号より駆動波形信号ＷＣＯＭが大きいときにオンデューティとなるパルス信号を変調信号として出力する。デジタル電力増幅器２８は、実質的に電力を増幅するためのハイサイドのスイッチング素子Ｑ１及びローサイドのスイッチング素子Ｑ２からなるハーフブリッジＤ級出力段３１と、変調回路２６からの変調信号に基づいて、それらのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のゲート−ソース間信号ＧＨ、ＧＬを調整するためのゲートドライバ回路３０とを備えて構成されている。また、平滑フィルタ２９はコイルＬとコンデンサＣの組合せからなるローパスフィルタ（低域通過フィルタ）で構成され、このローパスフィルタによって電力増幅変調信号の変調周期成分、この場合は三角波信号の周波数成分が除去される。

デジタル電力増幅器２８では、変調信号がＨｉレベルであるとき、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１のゲート−ソース間信号ＧＨはＨｉレベルとなり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２のゲート−ソース間信号ＧＬはＬｏレベルとなるので、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１はＯＮ状態となり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２はＯＦＦ状態となり、その結果、ハーフブリッジＤ級出力段３１の出力は、供給電力ＶＤＤとなる。一方、変調信号がＬｏレベルであるとき、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１のゲート−ソース間信号ＧＨはＬｏレベルとなり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２のゲート−ソース間信号ＧＬはＨｉレベルとなるので、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１はＯＦＦ状態となり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２はＯＮ状態となり、その結果、ハーフブリッジ出力段３１の出力は０となる。

このようにハイサイド及びローサイドのスイッチング素子がデジタル駆動される場合には、ＯＮ状態のスイッチング素子に電流が流れるが、ドレイン−ソース間の抵抗値は非常に小さく、損失は殆ど発生しない。また、ＯＦＦ状態のスイッチング素子には電流が流れないので損失は発生しない。従って、このデジタル電力増幅器２８の損失は極めて小さく、小型のＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を使用することができ、冷却用放熱板などの冷却手段も不要である。ちなみに、トランジスタをリニア駆動するときの効率が３０％程度であるのに対し、デジタル電力増幅器の効率は９０％以上である。また、トランジスタの冷却用放熱板は、トランジスタ一つに対して６０ｍｍ角程度の大きさが必要になるので、こうした冷却用放熱板が不要になると、実際のレイアウト面で圧倒的に有利である。

４つの駆動信号出力回路１２の駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の出力特性は、例えば平滑フィルタ２９の特性を変更したり、駆動波形信号発生回路２５のデジタルデータを変更したりすることで互いに異なる特性になるように調整されている。なお、デジタル電力増幅器に代えてアナログ電力増幅器を用いることも可能であり、その場合にも例えば駆動波形のデジタルデータを変更するなどして４つの駆動信号出力回路１２の駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の出力特性を互いに異なるものとする。

次に、４つの駆動信号出力回路１２の駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の出力特性の設定方法の一例を説明する。例えば、ノズルアクチュエータ２２の総数が１５個である場合、第１の駆動信号出力回路１２の駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）は液体を噴射させるべきノズルに対応するノズルアクチュエータ（以下、駆動ノズルアクチュエータとも記す）２２が１個のときに最適となる信号特性とし、第２の駆動信号出力回路１２の駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）は駆動ノズルアクチュエータ２２が２個のときに最適となる信号特性とし、第３の駆動信号出力回路１２の駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）は駆動ノズルアクチュエータ２２が４個のときに最適となる信号特性とし、第４の駆動信号出力回路１２の駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）は駆動ノズルアクチュエータ２２が８個のときに最適となる信号特性とする。

従って、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が１個のときには当該駆動ノズルアクチュエータ２２を第１の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が２個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２を第２の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が３個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１個を第１の駆動信号出力回路１２に接続し且つ２個を第２の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が４個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２を第３の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が５個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１個を第１の駆動信号出力回路１２に接続し且つ４個を第３の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が６個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの２個を第２の駆動信号出力回路１２に接続し且つ４個を第３の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が７個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１個を第１の駆動信号出力回路１２に接続し且つ２個を第２の駆動信号出力回路１２に接続し且つ４個を第３の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が８個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２を第４の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が９個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１個を第１の駆動信号出力回路１２に接続し且つ８個を第４の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が１０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの２個を第２の駆動信号出力回路１２に接続し且つ８個を第４の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が１１個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１個を第１の駆動信号出力回路１２に接続し且つ２個を第２の駆動信号出力回路１２に接続し８個を第４の駆動信号出力回路に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が１２個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの４個を第３の駆動信号出力回路１２に接続し且つ８個を第４の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が１３個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１個を第１の駆動信号出力回路１２に接続し且つ４個を第３の駆動信号出力回路１２に接続し且つ８個を第４の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が１４個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの２個を第２の駆動信号出力回路１２に接続し且つ４個を第３の駆動信号出力回路１２に接続し且つ８個を第４の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が１５個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１個を第１の駆動信号出力回路１２に接続し且つ２個を第２の駆動信号出力回路１２に接続し且つ４個を第３の駆動信号出力回路１２に接続し且つ８個を第４の駆動信号出力回路１２に接続する。この接続パターンによれば、各駆動信号出力回路１２は、常に最適数の駆動ノズルアクチュエータ２２しか接続されないので、各駆動信号出力回路１２から出力される駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）は最適なものとなり、ノズル数１５に対して、それよりも少ない４つの駆動信号出力回路１２で、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の変化を抑制防止することができる。なお、接続パターンは予めテーブルなどに記憶しておけばよい。また、駆動信号出力回路１２の数や最適な駆動ノズルアクチュエータ数の設定は、これに限定されるものではない。

４つの駆動信号出力回路１２の駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の出力特性の設定方法の他の例として、例えばノズルアクチュエータ２２の総数が１５０個である場合に、第１の駆動信号出力回路１２の駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）は駆動ノズルアクチュエータ２２が１〜１０個のときに適正となる信号特性とし、第２の駆動信号出力回路１２の駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）は駆動ノズルアクチュエータ２２が１１〜２０個のときに適正となる信号特性とし、第３の駆動信号出力回路１２の駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）は駆動ノズルアクチュエータ２２が３１〜４０個のときに適正となる信号特性とし、第４の駆動信号出力回路１２の駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）は駆動ノズルアクチュエータ２２が７１〜８０個のときに最適となる信号特性とする。

従って、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が１〜１０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２を第１の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が１１〜２０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２を第２の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が２１〜３０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１〜１０個を第１の駆動信号出力回路１２に接続し且つ２０個を第２の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が３１〜４０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２を第３の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が４１〜５０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１〜１０個を第１の駆動信号出力回路１２に接続し且つ４０個を第３の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が５１〜６０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１１〜２０個を第２の駆動信号出力回路１２に接続し且つ４０個を第３の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が６１〜７０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１〜１０個を第１の駆動信号出力回路１２に接続し且つ２０個を第２の駆動信号出力回路１２に接続し且つ４０個を第３の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が７１〜８０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２を第４の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が８１〜９０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１〜１０個を第１の駆動信号出力回路１２に接続し且つ８０個を第４の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が９１〜１００個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１１〜２０個を第２の駆動信号出力回路１２に接続し且つ８０個を第４の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が１０１〜１１０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１〜１０個を第１の駆動信号出力回路１２に接続し且つ２０個を第２の駆動信号出力回路１２に接続し８０個を第４の駆動信号出力回路に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が１１１〜１２０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの３１〜４０個を第３の駆動信号出力回路１２に接続し且つ８０個を第４の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が１２１〜１３０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１〜１０個を第１の駆動信号出力回路１２に接続し且つ４０個を第３の駆動信号出力回路１２に接続し且つ８０個を第４の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が１３１〜１４０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１１〜２０個を第２の駆動信号出力回路１２に接続し且つ４０個を第３の駆動信号出力回路１２に接続し且つ８０個を第４の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が１４１〜１５０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１〜１０個を第１の駆動信号出力回路１２に接続し且つ２０個を第２の駆動信号出力回路１２に接続し且つ４０個を第３の駆動信号出力回路１２に接続し且つ８０個を第４の駆動信号出力回路１２に接続する。この接続パターンによれば、各駆動信号出力回路１２は、常に適正数の駆動ノズルアクチュエータ２２しか接続されないので、各駆動信号出力回路１２から出力される駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）は適正なものとなり、ノズル数１５０に対して、それよりも少ない４つの駆動信号出力回路１２で、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の変化を抑制防止することができる。なお、このような場合にも、接続パターンは予めテーブルなどに記憶しておけばよい。また、駆動信号出力回路１２の数や適正な駆動ノズルアクチュエータ数の設定は、これに限定されるものではない。

次に、本実施形態において、前記図６のスイッチング制御部２１０で行われる図８の演算処理について説明する。この演算処理は、例えば前述したノズル総数が１５個又は１５０個の場合のように、駆動ノズルアクチュエータ数に応じた４つの駆動信号出力回路１２の接続パターンがテーブルに記憶されているときに用いられるものであり、ラインヘッドをなす液体噴射ヘッド２のノズル列相当の駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰが読込まれる度に実行される。この演算処理では、まずステップＳ１で、駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰから駆動ノズルアクチュエータ数ｎを算出する。
次にステップＳ２に移行して、前記ステップＳ１で算出された駆動ノズルアクチュエータ数ｎに応じたノズルアクチュエータ−駆動信号出力回路接続パターンを前述したテーブルから選出する。

次にステップＳ３に移行して、図示しない個別の演算処理により、前記ステップＳ２で選出した接続パターンに応じて、選択スイッチ２０１の接続制御を行ってからメインプログラムに復帰する。
この演算処理によれば、前述したノズルアクチュエータ−駆動信号出力回路接続パターンに応じて選択スイッチ２０１の接続制御が行われるため、ノズル総数よりも少ない４つの駆動信号出力回路１２で、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の変化を抑制防止することができる。

このように本実施形態の液体噴射装置によれば、液体を噴射するためのノズルを液体噴射ヘッド２に複数形成すると共に各ノズルにノズルアクチュエータ２２を配設し、各ノズルアクチュエータ２２を駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）で駆動することにより液体噴射ヘッド２の該当するノズルから印刷媒体１に向けて液体を噴射するにあたり、予め設定された所定駆動ノズルアクチュエータ数に応じて適正な駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）を出力し且つ互いに駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の特性が異なる駆動信号出力回路１２を２以上且つノズル総数より少ない数備え、スイッチングコントローラ１３により、駆動するノズルアクチュエータの数ｎに応じて駆動信号出力回路１２とノズルアクチュエータ２２との接続状態を制御する構成としたため、適正な駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）を出力する駆動信号出力回路１２の所定駆動ノズルアクチュエータ数の合計が駆動するノズルアクチュエータの数ｎ又はその近傍になるように駆動信号出力回路１２を選出して、それら選出された駆動信号出力回路１２とノズルアクチュエータ２２との接続状態を制御することにより、駆動信号出力回路１２の数を低減しながら、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の特性変化を十分に抑制防止することができる。

次に、本発明の液体噴射装置の第２実施形態について説明する。本実施形態の液体噴射装置の構成は、前記第１実施形態のそれと同様であるから、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、前記４つの駆動信号出力回路１２のうち、第１及び第２の駆動信号出力回路１２に駆動信号補正機能が付加されている。この駆動信号補正機能は、例えば特開平９−１８７９４９号公報に記載されるものと同様であり、例えば接続される駆動ノズルアクチュエータの数に応じて駆動波形信号を変更することにより、駆動ノズルアクチュエータに最適な駆動信号ＣＯＭ（駆動パルス信号ＰＣＯＭ）と供給できるようにするものである。

例えば、ノズルアクチュエータ２２の総数が１５０個である場合に、第１及び第２の駆動信号出力回路１２の駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）は１〜２０個の駆動ノズルアクチュエータ２２の数に合わせて最適な特性となるように補正可能とし、第３の駆動信号出力回路１２の駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）は駆動ノズルアクチュエータ２２が４０個のときに最適となる信号特性とし、第４の駆動信号出力回路１２の駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）は駆動ノズルアクチュエータ２２が８０個のときに最適となる信号特性とする。

従って、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が１〜２０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２を第１の駆動信号出力回路１２に接続し、且つ駆動ノズルアクチュエータ２２の数に合わせて駆動信号（駆動パルスＰＣＯＭ）を補正する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が２１〜４０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２を第１及び第２の駆動信号出力回路１２に接続し、且つ駆動ノズルアクチュエータ２２の数に合わせて駆動信号（駆動パルスＰＣＯＭ）を補正する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が４１〜６０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１〜２０個を第１の駆動信号出力回路１２に接続し且つ４０個を第３の駆動信号出力回路１２に接続し、且つ駆動ノズルアクチュエータ２２の数に合わせて駆動信号（駆動パルスＰＣＯＭ）を補正する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が６１〜８０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１〜２０個を第１の駆動信号出力回路に接続し且つ２０個を第２の駆動信号出力回路に接続し且つ４０個を第３の駆動信号出力回路１２に接続し、且つ駆動ノズルアクチュエータ２２の数に合わせて駆動信号（駆動パルスＰＣＯＭ）を補正する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が８１〜１００個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１〜２０個を第１の駆動信号出力回路１２に接続し且つ８０個を第４の駆動信号出力回路１２に接続し、且つ駆動ノズルアクチュエータ２２の数に合わせて駆動信号（駆動パルスＰＣＯＭ）を補正する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が１０１〜１２０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１〜２０個を第１の駆動信号出力回路に接続し且つ２０個を第２の駆動信号出力回路１２に接続し且つ８０個を第４の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が１２１〜１４０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１〜２０個を第１の駆動信号出力回路１２に接続し且つ４０個を第３の駆動信号出力回路１２に接続し且つ８０個を第４の駆動信号出力回路１２に接続する。また、駆動ノズルアクチュエータ２２の数が１４１〜１５０個のときにはそれらの駆動ノズルアクチュエータ２２のうちの１〜１０個を第１の駆動信号出力回路１２に接続し且つ２０個を第２の駆動信号出力回路１２に接続し且つ４０個を第３の駆動信号出力回路１２に接続し且つ８０個を第４の駆動信号出力回路１２に接続し、且つ駆動ノズルアクチュエータ２２の数に合わせて駆動信号（駆動パルスＰＣＯＭ）を補正する。この接続パターンによれば、第３及び第４の駆動信号出力回路１２は、常に最適数の駆動ノズルアクチュエータ２２しか接続されず、第１及び第２の駆動信号出力回路１２は、最適特性に補正可能な駆動ノズルアクチュエータ２２しか接続されないので、各駆動信号出力回路１２から出力される駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）は最適なものとなり、ノズル数１５０に対して、それよりも少ない４つの駆動信号出力回路１２で、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の変化を抑制防止することができる。しかも、第１及び第２の駆動信号出力回路１２は、１〜２０個の駆動ノズルアクチュエータに合わせて駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）を補正するだけでよい。つまり、スイッチングコントローラ１３などで接続状態を制御しないで同じ出力特性の４つの駆動信号出力回路を駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）で同様に補正する場合、ノズル数１５０個に対応するために４つの駆動信号出力回路の全てで、１〜３８個の駆動ノズルアクチュエータに合わせて補正をする必要があるが、それに比べて補正データが少なくてよい。なお、接続パターンは予めテーブルなどに記憶しておけばよい。また、駆動信号出力回路１２の数や適正な駆動ノズルアクチュエータ数の設定は、これに限定されるものではない。

図９には、本実施形態において、前記スイッチング制御部２１０で行われる演算処理を示す。この演算処理は、前記第１実施形態の図８の演算処理に類似しており、ステップＳ１〜ステップＳ３は同じで、ステップＳ３の後に新たにステップＳ４が追加されている。この演算処理の実行タイミングも前記第１実施形態の図８の演算処理と同じである。
この演算処理では、前記第１実施形態のステップＳ１と同様に、駆動ノズルアクチュエータ数ｎを算出した後、ステップＳ２で、駆動ノズルアクチュエータ数ｎに応じたノズルアクチュエータ−駆動信号出力回路接続パターンを前述したテーブルから選出し、次のステップＳ３で、図示しない個別の演算処理により、前記ステップＳ２で選出した接続パターンに応じて、選択スイッチ２０１の接続制御を行う。

そして、ステップＳ４に移行して、前記ステップＳ１で算出した駆動ノズルアクチュエータ数ｎに応じた駆動信号（具体的には駆動波形信号）補正指令を第１及び第２の駆動信号出力回路１２に向けて出力してからメインプログラムに復帰する。
この演算処理によれば、駆動ノズルアクチュエータ２２と駆動信号出力特性の異なる複数の駆動信号出力回路１２との接続制御を行うと共に、駆動ノズルアクチュエータ２２の数に応じて駆動信号出力回路１２から出力される駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の補正を行うことにより、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の変化を十分に抑制防止することができる。

このように本実施形態の液体噴射装置によれば、前記第１実施形態の液体噴射装置の硬化に加えて、駆動信号出力回路１２が、予め設定された所定駆動ノズルアクチュエータ数の範囲内で駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）を補正可能としたことにより、駆動信号出力回路１２の数を可及的に低減しながら、駆動信号特性の変化をより一層抑制防止することができる。
なお、前記実施形態では、本発明の液体噴射装置をラインヘッド型印刷装置に用いた場合についてのみ詳述したが、本発明の液体噴射装置は、マルチパス型印刷装置にも同様に適用可能である。

また、前記実施形態では、本発明の液体噴射装置をインクジェット式印刷装置に具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の液体（液体以外にも、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルなどの流状体を含む）や液体以外の流体（流体として流して噴射できる固体など）を噴射したり吐出したりする液体噴射装置に具体化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッサンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解の形態で含む液状体を噴射する液状体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられて試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。更に、時計やカメラなどの精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子などに用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するための紫外線硬化樹脂などの透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリなどのエッチング液を噴射する液体噴射装置、ジェルを噴射する流状体噴射装置、トナーなどの粉体を例とする固体を噴射する流体噴射式記録装置であってもよい。そして、これらのうち何れか一種の噴射装置に本発明を適用することができる。

本発明の液体噴射装置を用いた印刷装置の第１実施形態を示す概略構成正面図である。 図１の液体噴射装置に用いられる液体噴射ヘッド近傍の平面図である。 図１の液体噴射型印刷装置の制御装置のブロック図である。 ノズルアクチュエータを駆動する駆動信号の説明図である。 図４のヘッドドライバと液体噴射ヘッドのブロック図である。 図５のスイッチングコントローラのブロック図である。 図５の各駆動信号出力回路のブロック図である。 図６のスイッチング制御部で行われる演算処理のフローチャートである。 本発明の液体噴射装置を用いた印刷装置の第２実施形態で行われる演算処理のフローチャートである。

符号の説明

１は印刷媒体、２は液体噴射ヘッド、３は給紙部、４は搬送部、５は給紙ローラ、６は搬送ベルト、７は電動モータ、８は駆動ローラ、９は従動ローラ、１０は排紙部、１１は固定プレート、１２は駆動信号出力回路、１３はスイッチングコントローラ、２２はノズルアクチュエータ、６２は制御部、６５はヘッドドライバ、２０１は選択スイッチ、２１０はスイッチング制御部

Claims (2)

1. 液体を噴射するためのノズルを液体噴射ヘッドに複数形成すると共に各ノズルに液体噴射用素子を配設し、各液体噴射用素子を駆動信号で駆動することにより液体噴射ヘッドの該当するノズルから液体を噴射する液体噴射装置であって、
   予め設定された所定駆動液体噴射用素子の数に応じて適正な駆動信号を出力し且つ互いに駆動信号の特性が異なる駆動信号出力回路を２以上且つノズル総数より少ない数備え、
   駆動する液体噴射用素子の数に応じて前記駆動信号出力回路と前記液体噴射用素子との接続状態を制御するスイッチング制御回路を備え、 前記スイッチング制御回路は、適正な駆動信号を出力する駆動信号出力回路の所定駆動液体噴射用素子数の合計が駆動する液体噴射用素子の数又はその近傍になるように駆動信号出力回路を選出して、それら選出された駆動信号出力回路と液体噴射用素子との接続状態を制御することを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記駆動信号出力回路は、予め設定された所定駆動液体噴射用素子数の範囲内で駆動信号を補正可能としたことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。

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