JP2009226628A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】色毎に異なる特性の液体を使用可能な液体噴射装置を提供する。
【解決手段】液体噴射ヘッド２に液体を噴射するためのノズル列を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、液体噴射ヘッド２と印刷媒体１とをノズル列と交差する方向に相対的に移動しながら、液体噴射ヘッド２の各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、駆動信号ＣＯＭを出力する駆動回路２０を液体噴射ヘッド２に形成されているノズル列毎に設けることにより、ノズル列毎に、即ち色毎に粘性などの特性の異なる液体を使用することが可能となる。
【選択図】図６

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。ラインヘッド型の液体噴射ヘッドを構成する場合には、例えば下記特許文献１に記載されるように、複数のノズルが列状に形成されたブロック状の液体噴射ヘッドを印刷媒体搬送方向と交差する方向に複数配設してラインヘッド型の液体噴射ヘッドを構成する場合がある。

ところで、この種の液体噴射型印刷装置では、各液体噴射ヘッドのノズルに対応して設けられているノズルアクチュエータを駆動するための駆動信号を駆動回路で生成しなければならない。そこで、下記特許文献１に記載される液体噴射装置では、ラインヘッドを構成する複数の液体噴射ヘッドの夫々に対応して駆動回路を設けることが開示されている。
特開２００２−１１８６５号公報

例えば前述したラインヘッドを構成する複数の液体噴射ヘッドでは、噴射する液体の色毎にノズル列を形成している。つまり、例えば４色の液体を噴射する場合には、少なくとも液体噴射ヘッドには４列のノズル列が形成される。駆動信号が一種類しかない場合に、各ノズル列から噴射される液体の粘性などの特性が異なると、その噴射特性もノズル列毎に変化し、ノズルから噴射される全ての液体を印刷媒体の所定の位置に付着（着弾とも言う）させることができなくなってしまう。そこで、現在では、噴射される液体の色が異なっても、その粘性などの特性が同等又は類似する液体しか使用できない。しかしながら、印刷の種類によっては、異なる特性の液体を使用したいという要求があり、一方で、前述のように液体の着弾特性を安定するために、異なる特性の液体は使用できない、という実態がある。
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、例えば色毎に異なる特性の液体を使用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、液体噴射ヘッドに液体を噴射するためのノズル列を複数形成すると共に各ノズルにノズルアクチュエータを配設し、液体噴射ヘッドと印刷媒体とをノズル列と交差する方向に相対的に移動しながら、液体噴射ヘッドの各ノズルアクチュエータを駆動信号で駆動することにより該当するノズルから印刷媒体に向けて液体を噴射する液体噴射装置であって、前記駆動信号を出力する駆動回路を前記液体噴射ヘッドに形成されているノズル列毎に設けた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、ノズル列毎に、例えば色毎に粘性などの特性の異なる液体を使用することが可能となる。
また、本発明の液体噴射装置は、前記ノズル列毎に設けられた駆動回路は、前記駆動信号の基準となる駆動波形データが各ノズル列から噴射される液体の特性に応じて異なる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、ノズル列毎に、例えば色毎に粘性などの特性の異なる液体の使用が容易に可能となる。

また、本発明の液体噴射装置は、前記ノズル列毎に設けられた駆動回路は、駆動信号の波高値が各ノズル列から噴射される液体の特性に応じて異なる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、ノズル列毎に、例えば色毎に粘性などの特性の異なる液体の使用が容易に可能となる。
また、本発明の液体噴射装置は、前記ノズル列毎に設けられた駆動回路は、駆動信号のタイミングが各ノズル列から噴射される液体の特性に応じて異なる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、ノズル列毎に、例えば色毎に粘性などの特性の異なる液体の使用が容易に可能となる。

また、本発明の液体噴射装置は、前記異なる駆動信号のタイミングを生成する印刷基準信号生成器を前記ノズル列毎に設け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、ノズル列毎に、例えば色毎に粘性などの特性の異なる液体の使用がより一層容易に可能となる。
また、本発明の液体噴射装置は、前記液体噴射ヘッドを、前記ノズル列方向に千鳥状に複数配設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、ラインヘッド型印刷装置に対しても、ノズル列毎に、例えば色毎に粘性などの特性の異なる液体を使用することが可能となる。

次に、本発明の液体噴射装置の第１実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の液体噴射装置を用いた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、その搬送途中の印刷領域で印刷される、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複数の液体噴射ヘッドであり、印刷媒体搬送方向に２列になるように且つ印刷媒体搬送方向と交差する方向に並べて配設されて、夫々、ヘッド固定プレート１１に固定されている。各液体噴射ヘッド２の最下面には、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。ノズルは、図２に示すように、一般的に、噴射する液体の色毎に、印刷媒体搬送方向と交差する方向に列状に配設されており、その列をノズル列と呼んだり、その列方向をノズル列方向と呼んだりする。そして、印刷媒体搬送方向と交差する方向に配設された全ての液体噴射ヘッド２のノズル列によって、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。そして、各液体噴射ヘッド２に形成されているノズル列から同時に必要箇所に必要量の液体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、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、何れの液体噴射ヘッド２の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（駆動信号選択データ）を算出し、この印刷データや駆動信号選択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、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、中間電圧を中心に電圧が変化する信号とした。この駆動信号ＣＯＭは、前記ヘッドドライバ６５内に構築された駆動回路から各液体噴射ヘッド２に出力されるものであり、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る。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。駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰで駆動信号を選択する仕組みとしては、例えば特開２００３−１８２４号公報に記載されるような形態で実現が可能である。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。

各液体噴射ヘッド２には、前記駆動信号ＣＯＭの他、前記図３の制御装置から制御信号として、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。即ち、ラッチ信号ＬＡＴで一連の駆動信号ＣＯＭが出力され始め、チャンネル信号ＣＨ毎に駆動パルスＰＣＯＭが出力されることになる。

図５には、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）をノズルアクチュエータ２２に供給するために各液体噴射ヘッド２内に構築されたスイッチングコントローラの具体的な構成を示す。このスイッチングコントローラは、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。

図６には、各液体噴射ヘッド２のノズルアクチュエータ２２に駆動信号ＣＯＭを供給する回路の主要部を示す（制御部やインタフェースなどは省略）。本実施形態では、ＲＯＭ６２ｄに記憶され且つ駆動信号ＣＯＭを創生するためのデジタル電圧データからなる駆動波形データＤＷＣＯＭをＣＰＵ６２ａが読込み、それを所定サンプリング周期でヘッドドライバ６５内に構築されている駆動回路２０に出力する。駆動回路２０は、その駆動波形データＤＷＣＯＭに基づいて駆動信号ＣＯＭを創生し、搬送部４の搬送ベルト６に設けられたリニアエンコーダからなる印刷基準信号生成器１９の印刷基準信号に基づいて、当該駆動信号ＣＯＭを液体噴射ヘッド２のノズルアクチュエータ２２（正確には選択スイッチ２０１）に向けて出力する。具体的には、リニアエンコーダからなる印刷基準信号生成器１９の印刷基準信号はパルス信号なので、そのパルス信号の立上がりに応じて駆動信号ＣＯＭを出力する。

図７には駆動回路２０の具体的な構成を示す。本実施形態の駆動回路は、前記駆動波形データＤＷＣＯＭに基づいて、駆動信号ＣＯＭ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）として選択スイッチ２０１から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、ＣＰＵ６２ａから出力された駆動波形データＤＷＣＯＭを電圧信号に変換して所定サンプリング周期分ホールドすると共に、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、周知のように、三角波信号発生回路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２１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駆動回路３０とを備えて構成されている。また、平滑フィルタ２９は例えばコイルとコンデンサ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、変調信号がハイレベルであるとき、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はハイレベルとなり、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はローレベルとなるので、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１はオン状態となり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２はオフ状態となり、その結果、ハーフブリッジＤ級出力段２１の出力は、供給電圧ＶＤＤとなる。一方、変調信号がローレベルであるとき、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はローレベルとなり、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はハイレベルとなるので、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１はオフ状態となり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２はオン状態となり、その結果、ハーフブリッジ出力段２１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、オン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、オフ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の損失そのものは極めて小さく、小型のＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を使用することができる。なお、本実施形態の液体噴射装置では、デジタル電力増幅器に代えて、例えば特開２００１−８００６９号公報に記載されるようなアナログ電力増幅器を用いることも可能である。

本実施形態では、駆動回路２０を、液体噴射ヘッド２の第１〜第４のノズル列に対応させて第１〜第４まで４つ設けた。また、ＲＯＭ６２ｄには、液体噴射ヘッド２の第１〜第４のノズル列に対応させて第１〜第４の駆動波形データＤＷＣＯＭを記憶し、第１〜第４駆動回路２０には、夫々、対応する第１〜第４駆動波形データＤＷＣＯＭが出力されるようにした。従って、第１〜第４駆動回路２０は、夫々、液体噴射ヘッド２の第１〜第４ノズル列に対応する駆動信号ＣＯＭを出力する。

前述したように、本実施形態では、液体噴射ヘッド２の第１〜第４ノズル列の夫々でイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色の液体が噴射される。もし、これらの液体の粘性などの特性が異なると、例えば粘性の高い液体はインク滴飛翔速度が遅いとか、同じ重量の液体を噴射するのに大きな振動板（ノズルアクチュエータ）の変位が必要になるのに対し、粘性の低い液体はインク滴飛翔速度が速いとか、同じ重量の液体を噴射するのに小さな振動板（ノズルアクチュエータ）の変位でよい、といった噴射特性（印刷媒体側からみると着弾特性）の変化が生じる。従って、駆動信号ＣＯＭが一種類しかないと、液体の粘性などの特性が異なると、それらの噴射特性（着弾特性）が異なるために、印刷媒体１の所定位置に液体を着弾させることができない。これに対し、本実施形態では、液体噴射ヘッド２の第１〜第４の４つのノズル列に対応させて第１〜第４の４つの駆動回路２０を設け、且つ第１〜第４の４つのノズル列に対応させた第１〜第４の４つの駆動波形データＤＷＣＯＭを記憶しているので、粘性などの特性の異なる液体に応じた駆動信号ＣＯＭを供給することが可能となり、これにより各液体の噴射特性（着弾特性）を整合させて、それらを印刷媒体１の所定位置に着弾させることが可能となる。

このように本実施形態の液体噴射装置によれば、液体噴射ヘッド２に液体を噴射するためのノズル列を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、液体噴射ヘッド２と印刷媒体１とをノズル列と交差する方向に相対的に移動しながら、液体噴射ヘッド２の各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、駆動信号ＣＯＭを出力する駆動回路２０を液体噴射ヘッド２に形成されているノズル列毎に設けたことにより、ノズル列毎に、例えば色毎に粘性などの特性の異なる液体を使用することが可能となる。

また、ノズル列毎に設けられた駆動回路２０は、駆動信号ＣＯＭの基準となる駆動波形データＤＷＣＯＭが各ノズル列から噴射される液体の特性に応じて異なることとしたため、ノズル列毎に、例えば色毎に粘性などの特性の異なる液体の使用が容易に可能となる。
また、液体噴射ヘッドをノズル列方向に千鳥状に複数配設したことにより、ラインヘッド型印刷装置に対しても、ノズル列毎に、例えば色毎に粘性などの特性の異なる液体を使用することが可能となる。

次に、本発明の液体噴射装置の第２実施形態について、図８、図９を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置の概略構成、制御装置、スイッチングコントローラは、前記第１実施形態のものと同様である。また、駆動回路２０自体の構成も前記第１実施形態のものと同様である。本実施形態では、各液体噴射ヘッド２のノズルアクチュエータ２２に駆動信号ＣＯＭを供給する回路の主要部が異なる。この回路は、図８に示すように、全ての液体噴射ヘッド２の全てのノズル列に対応させて駆動回路２０を設けた。例えば、図８の左端の液体噴射ヘッド２を第１液体噴射ヘッド２とし、その右側の液体噴射ヘッド２を第２液体噴射ヘッド２とするといったように設定し、更に各液体噴射ヘッド２の図示上端のノズル列を第１ノズル列、その下側のノズル列を第２ノズル列といったように設定したとき、図示上端の駆動回路２０は第１液体噴射ヘッド２の第１ノズル列に対応する第１ヘッド第１駆動回路２０であり、その下側の駆動回路２０は第１液体噴射ヘッド２の第２ノズル列に対応する第１ヘッド第２駆動回路２０であり、図示上端から５つ目の駆動回路２０は第２液体噴射ヘッド２の第１ノズル列に対応する第２ヘッド第１駆動回路２０である。これに対し、ＲＯＭ６２ｄに記憶されている駆動波形データＤＷＣＯＭは一種類だけである。そして、ＲＯＭ６２ｄ（正確にはＣＰＵ６２ａ）と各駆動回路２０との間に波高値調整回路１８を介装した。

波高値調整回路１８は、全ての駆動回路２０に対応する複数の増幅器２３からなり、複数の増幅器２３の夫々のゲインが対応する液体噴射ヘッド２のノズル列に対応している。例えば図９に示すように、第１液体噴射ヘッド２の第１ノズル列から噴射される液体の粘性が高く、第１液体噴射ヘッド２の第２ノズル列から噴射される液体の粘性が低いような場合には、前述したように、第１液体噴射ヘッド２の第１ノズル列のノズルアクチュエータ２２（正確には振動板）には大きな変位が必要となり、第１液体噴射ヘッド２の第２ノズル列のノズルアクチュエータ２２（振動板）にはさほど大きな変位は必要ない。そこで、本実施形態では、例えば第１液体噴射ヘッド２の第１ノズル列に対応する第１ヘッド第１駆動回路２０の入力側にはゲインの大きな増幅器２３を介装することで駆動信号ＣＯＭの波高値を大きくし、第１液体噴射ヘッド２の第２ノズル列に対応する第１ヘッド第２駆動回路２０の入力側にはゲインの小さな増幅器２３を改装することで駆動信号ＣＯＭの波高値を小さくする。前述したように、波高値の大きな駆動信号ＣＯＭはノズルアクチュエータ２２（振動板）の変位が大きく、波高値の小さな駆動信号ＣＯＭはノズルアクチュエータ２２（振動板）の変位が小さくなるから、各ノズル列から噴射される液体の噴射特性（着弾特性）を整合することができ、これにより液体を印刷媒体１の所定位置に着弾させることが可能となる。
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実施形態の効果に加えて、ノズル列毎に設けられた駆動回路２０は、駆動信号ＣＯＭの波高値が各ノズル列から噴射される液体の特性に応じて異なることとしたため、ノズル列毎に、例えば色毎に粘性などの特性の異なる液体の使用が容易に可能となる。

次に、本発明の液体噴射装置の第３実施形態について、図１０、図１１を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置は、前記第１実施形態と第２実施形態を組合せたものである。即ち、全ての液体噴射ヘッド２の全てのノズル列に対応させて駆動回路２０を設け、その入力側にゲインの異なる増幅器２３からなる波高値調整回路１８を介装すると共に、ＲＯＭ６２ｄには、各液体噴射ヘッド２の第１〜第４の４つのノズル列に対応させた第１〜第４の４つの駆動波形データＤＷＣＯＭを記憶している。従って、本実施形態の液体噴射装置によれば、ノズル列毎に、例えば色毎に粘性などの特性の異なる液体の使用がより一層容易に可能となる。

次に、本発明の液体噴射装置の第４実施形態について、図１２〜図１４を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置の概略構成、制御装置、スイッチングコントローラは、前記第１実施形態のものと同様である。また、駆動回路２０自体の構成も前記第１実施形態のものと同様である。また、本実施形態における各液体噴射ヘッド２のノズルアクチュエータ２２に駆動信号ＣＯＭを供給する回路の主要部は、前記第１実施形態のものに類似しており、本実施形態でも、前記第１実施形態と同様に、液体噴射ヘッド２の第１〜第４のノズル列に対応させて第１〜第４まで４つ設け、ＲＯＭ６２ｄには、液体噴射ヘッド２の第１〜第４のノズル列に対応させて第１〜第４の駆動波形データＤＷＣＯＭを記憶し、第１〜第４駆動回路２０には、夫々、対応する第１〜第４駆動波形データＤＷＣＯＭが出力されるようにしてあるが、印刷基準信号生成器１９からの印刷基準信号に対して、各駆動回路２０が駆動信号ＣＯＭを出力するタイミングが異なる。

例えば第ｎノズル列の液体の粘性が高い場合にはインク滴飛翔速度が遅く、第ｎ＋１ノズル列の液体の粘性が低い場合にはインク滴飛翔速度が速い。このような場合には、例えば図１３に示すように、第ｎノズル列のノズルアクチュエータ２２に対しては駆動信号ＣＯＭを早めに印加し、第ｎ＋１ノズル列のノズルアクチュエータ２２に対しては駆動信号ＣＯＭを遅めに印加すればよい。これを、印刷基準信号に組合せると、図１４に示すように、印刷基準信号のパルス信号の立上がりから早いタイミングで第ｎノズル列のノズルアクチュエータ２２に駆動信号ＣＯＭを出力し、印刷基準信号のパルス信号の立上がりから遅いタイミングで第ｎ＋１ノズル列のノズルアクチュエータ２２に駆動信号ＣＯＭを出力すればよい。
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〜第３実施形態の効果に加え、ノズル列毎に設けられた駆動回路２０は、駆動信号ＣＯＭのタイミングが各ノズル列から噴射される液体の特性に応じて異なることとしたため、ノズル列毎に、例えば色毎に粘性などの特性の異なる液体の使用が容易に可能となる。

次に、本発明の液体噴射装置の第５実施形態について、図１５を用いて説明する。本実施形態の液体噴射装置の概略構成、制御装置、スイッチングコントローラは、前記第１実施形態のものと同様である。また、駆動回路２０自体の構成も前記第１実施形態のものと同様である。また、本実施形態における各液体噴射ヘッド２のノズルアクチュエータ２２に駆動信号ＣＯＭを供給する回路の主要部は、前記第１実施形態のものに類似しており、本実施形態でも、前記第１実施形態と同様に、液体噴射ヘッド２の第１〜第４のノズル列に対応させて第１〜第４まで４つ設け、ＲＯＭ６２ｄには、液体噴射ヘッド２の第１〜第４のノズル列に対応させて第１〜第４の駆動波形データＤＷＣＯＭを記憶し、第１〜第４駆動回路２０には、夫々、対応する第１〜第４駆動波形データＤＷＣＯＭが出力されるようにしてある。また、前記第４実施形態と同様に、印刷基準信号生成器１９からの印刷基準信号に対して、各駆動回路２０が駆動信号ＣＯＭを出力するタイミングが異なる。

前記第４実施形態で第１〜第４駆動回路２０の夫々が共通する印刷基準信号に対してタイミングをずらして駆動信号ＣＯＭを出力する構成としたが、本実施形態では、第１〜第４のノズル列に対応して第１〜第４の印刷基準信号生成器１９が設けられ、夫々の印刷基準信号生成器１９から第１〜第４の印刷基準信号が出力され、この第１〜第４の印刷基準信号に応じて、第１〜第４の駆動回路２０の夫々から駆動信号ＣＯＭが出力される。駆動信号ＣＯＭの出力タイミングの設定基準については、前記第４実施形態と同様である。

このように本実施形態の液体噴射装置によれば、異なる駆動信号ＣＯＭのタイミングを生成する印刷基準信号生成器１９をノズル列毎に設けたことにより、ノズル列毎に、例えば色毎に粘性などの特性の異なる液体の使用がより一層容易に可能となる。
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の液体噴射ヘッドの平面図である。 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。 各液体噴射ヘッド内の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。 スイッチングコントローラのブロック図である。 図１の液体噴射型印刷装置の駆動信号出力回路のブロック図である。 各液体噴射ヘッドに設けられた駆動回路のブロック図である。 本発明の液体噴射装置を用いた印刷装置の第２実施形態を示す駆動信号出力回路のブロック図である。 図８の駆動信号出力回路による駆動信号の説明図である。 本発明の液体噴射装置を用いた印刷装置の第３実施形態を示す駆動信号出力回路のブロック図である。 図１０の駆動信号出力回路による駆動信号の説明図である。 本発明の液体噴射装置を用いた印刷装置の第３実施形態を示す駆動信号出力回路のブロック図である。 粘性の異なる液体に対する駆動信号出力タイミングの説明図である。 図１２の駆動信号出力回路による駆動信号の説明図である。 本発明の液体噴射装置を用いた印刷装置の第５実施形態を示す駆動信号出力回路のブロック図である。

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、１８は波高値調整回路、１９は印刷基準信号生成器、２０は駆動回路、２１はハーフブリッジＤ級出力段、２２はノズルアクチュエータ、２３は増幅器、２５は駆動波形信号発生回路、２６は変調回路、２８はデジタル電力増幅器、２９は平滑フィルタ、３０はゲート駆動回路、６２は制御部、６２ａはＣＰＵ、６２ｄはＲＯＭ、６５はヘッドドライバ

Claims (6)

1. 液体噴射ヘッドに液体を噴射するためのノズル列を複数形成すると共に各ノズルにノズルアクチュエータを配設し、液体噴射ヘッドと印刷媒体とをノズル列と交差する方向に相対的に移動しながら、液体噴射ヘッドの各ノズルアクチュエータを駆動信号で駆動することにより該当するノズルから印刷媒体に向けて液体を噴射する液体噴射装置であって、前記駆動信号を出力する駆動回路を前記液体噴射ヘッドに形成されているノズル列毎に設けたことを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記ノズル列毎に設けられた駆動回路は、前記駆動信号の基準となる駆動波形データが各ノズル列から噴射される液体の特性に応じて異なることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記ノズル列毎に設けられた駆動回路は、駆動信号の波高値が各ノズル列から噴射される液体の特性に応じて異なることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
4. 前記ノズル列毎に設けられた駆動回路は、駆動信号のタイミングが各ノズル列から噴射される液体の特性に応じて異なることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
5. 前記異なる駆動信号のタイミングを生成する印刷基準信号生成器を前記ノズル列毎に設けたことを特徴とする請求項４に記載の液体噴射装置。
6. 前記液体噴射ヘッドを、前記ノズル列方向に千鳥状に複数配設したことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の液体噴射装置。

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