JP2010064340A - 液滴吐出装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で増粘防止に要する電力の消費量を少なくする。
【解決手段】スイッチ素子８２は、電圧が印加されるソース及びバックゲートを備え、ゲートに入力される信号に応じてオンオフし、オンオフに応じてソースに印加された電圧をドレインを介して圧電素子４０Ｃに印加して充電すると共に、バックゲートに印加される電圧が大きくなるにしたがってオン抵抗が大きくなるｐＭＯＳＦＥＴを備え、ＣＰＵ６２は、ｐＭＯＳＦＥＴのオン抵抗の大きさが、圧力室４０Ｂからインク液を吐出させる場合に比べて圧力室４０Ｂに収納されたインク液の増粘を防止する場合に大きくなるように、バックゲートに印加される電圧の大きさを制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、液滴吐出装置及びプログラムに関する。

圧電素子の形状の変化により液滴を吐出させる記録ヘッドを備えた、インクジェット式の画像形成装置には、記録ヘッドの駆動回路として、例えば、ｐＭＯＳＦＥＴ（ｐチャネル型Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）とｎＭＯＳＦＥＴ（ｎチャネル型Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）とで構成されるスイッチＩＣ（Integrated Circuit）を用いて、画像データに基づき圧電素子の駆動電圧のオン、オフのみを制御する２値回路を適用した画像形成装置がある。

ここで、圧力室から液体を吐出させるノズルにおいて液面と空気とが接触するため、圧力室内の液体の粘度が増す可能性がある。

特許文献１には、圧電素子の未飽和領域でスイッチＩＣの切り替えを行う技術が開示されている。特許文献１によると、圧電素子に印加する電圧を、圧電素子への充電が飽和する前にスイッチＩＣをオフにすることで、圧電素子の伸縮量を調整し、ノズルから吐出される液滴の量を減少させる。この技術を用いることで、圧力室から液滴を吐出させることなく、圧力室の液体を振動させることができる。

また、特許文献２には、増粘防止用の電圧印加手段を別途備える技術が開示されている。特許文献２によると、圧電素子を駆動させるための電圧印加手段として、圧力室から液滴をノズルから吐出させるための電圧印加手段と、圧力室内から液体を吐出させない程度に圧力室内の液体を振動させる増粘防止用の電圧印加手段とを備えている。
特開平０６−００８４２８号公報 特開平１１−０３４３２５号公報

本発明は、簡易な構成で増粘防止に要する電力の消費量を少なくすることができる、液滴吐出装置及びプログラムを提供することが目的である。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、電圧が印加されるソース及び電圧が印加される制御端子を備え、ゲートに入力される信号に応じてオンオフし、オンオフに応じて前記ソースに印加された電圧をドレインを介して圧電素子に印加して当該圧電素子を充電すると共に、前記制御端子に印加される電圧が大きく又は小さくなるにしたがってオン抵抗が大きくなる切替器を備えた切替手段と、前記切替器のオン抵抗の大きさが、圧力室から液体を吐出させる場合に比べて前記圧力室に収納された液体の増粘を防止する場合に大きくなるように、前記制御端子に印加される電圧の大きさを制御する電圧制御手段と、前記圧力室から液体を吐出させる場合には吐出用信号が前記ゲートに入力され、且つ前記圧力室に収納された液体の増粘を防止する場合には増粘防止用信号が前記ゲートに入力されるように制御する信号制御手段と、を備えている。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記切替器を前記制御端子をバックゲートとするｐＭＯＳトランジスタで構成すると共に、ソース及びバックゲートが接地され、且つドレインが前記ｐＭＯＳトランジスタのドレインに接続されたｎＭＯＳトランジスタを設け、前記ｐＭＯＳトランジスタ及び前記ｎＭＯＳトランジスタのゲートに前記吐出用信号及び前記増粘防止用信号が入力される。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記増粘防止用信号を、前記吐出用信号を反転させた信号とする。

一方、上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、電圧が印加されるソース及び電圧が印加される制御端子を備え、ゲートに入力される信号に応じてオンオフし、オンオフに応じて前記ソースに印加された電圧をドレインを介して圧電素子に印加して当該圧電素子を充電すると共に、前記制御端子に印加される電圧が大きく又は小さくなるにしたがってオン抵抗が大きくなる切替器を備えた切替手段、を備えた液滴吐出装置におけるプログラムであって、コンピュータを、前記切替器のオン抵抗の大きさが、圧力室から液体を吐出させる場合に比べて前記圧力室に収納された液体の増粘を防止する場合に大きくなるように、前記制御端子に印加される電圧の大きさを制御する電圧制御手段と、前記圧力室から液体を吐出させる場合には吐出用信号が前記ゲートに入力され、且つ前記圧力室に収納された液体の増粘を防止する場合には増粘防止用信号が前記ゲートに入力されるように制御する信号制御手段と、して機能させるためのプログラムである。

一方、上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、コンピュータを、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の液滴吐出装置を構成する前記電圧制御手段及び前記信号制御手段として機能させるためのプログラムである。

請求項１、請求項４、及び請求項５に記載の発明によれば、本発明を適用しない場合に比較して、簡易な構成で増粘防止に要する電力の消費量を少なくすることができる、という優れた効果を有する。

また、請求項２に記載の発明によれば、圧電素子に対する充放電させるためのｐＭＯＳトランジスタ及びｎＭＯＳトランジスタを用いた従来の回路の構成を変更することなく、本発明を適用しない場合に比較して、簡易な構成で増粘防止に要する電力の消費量を少なくすることができる、という優れた効果を有する。

更に、請求項３に記載の発明によれば、圧力室に収納された液体の増粘を防止する処理において、当該液体の誤吐出を防ぐことができる、という優れた効果を有する。

以下、図面を参照して、本発明に係る実施の形態について説明する。

図１には、本実施の形態に係るインクジェット式の画像形成装置（以下、「インクジェットプリンタ」という。）１０の構成が概略的に示されている。

同図に示されるように、インクジェットプリンタ１０は、記録用紙Ｐが収納されている給紙トレイ２０を備えており、画像を記録用紙Ｐに形成する処理（以下、「印刷処理」という。）を実行する場合には給紙トレイ２０に収納されている記録用紙Ｐが取り出しローラ２３により１枚ずつ取り出される。その後、記録用紙Ｐは、複数のローラ２４によって矢印Ｆ方向に搬送され、画像が形成された後に排紙トレイ２２に排紙される。

この記録用紙Ｐの搬送経路には、矢印Ｅ方向に回転駆動する駆動ロール１１と当該駆動ロール１１の回転駆動に伴って回転する従動ロール１２とに張架された搬送ベルト１４と、吸着器１６と、が配設されている。吸着器１６は、搬送されてきた記録用紙Ｐを搬送ベルト１４に押圧すると共に記録用紙Ｐに電荷を与え、搬送ベルト１４に静電吸着させる。

なお、搬送ベルト１４に対して記録用紙Ｐの搬送方向上流側には、レジロール２６が配設されている。レジロール２６は、矢印Ｆ方向に沿って搬送される記録用紙Ｐが搬送方向に対して歪んだ状態で搬送ベルト１４に吸着されることを防止すべく、用紙スキュー補正を行う。

また、搬送ベルト１４に静電吸着された記録用紙Ｐの記録面に対向する位置に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクを吐出させる４つの記録ヘッド１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋにより構成される記録ヘッドアレイ１７が設けられている。

各色の記録ヘッド１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋは、それぞれ複数の吐出ノズル４０（同図では図示省略、図３参照）を備えたヘッドユニットが、記録用紙Ｐの搬送方向に対して交差する方向である搬送ベルト１４の幅方向全域にわたって配列され、複数の吐出ノズル４０により構成されているＦＷＡ（Full Width Array）型のものとされている。

なお、以下では、各色毎に設けられた部材については、符号の末尾に各々の色を示すアルファベットを付与して示すが、特に色を区別せずに説明する場合は、この符号末尾のアルファベットを省略して説明する。

また、同図に示されるように、本実施の形態に係るインクジェットプリンタ１０は、両面印刷する際に、記録用紙Ｐの片面に画像を形成した後に、記録用紙Ｐを搬送方向Ｒに搬送することにより、画像が形成された面の裏面側が記録ヘッド１８に対向するように表裏反転を行う。

また、搬送ベルト１４と排紙トレイ２２の間には、各色のインク液をそれぞれ貯留するインクタンク１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋが設けられている。インクタンク１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋに収納されているインク液は、図示しないインク供給配管を介して各記録ヘッド１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋに供給される。

なお、同図に示すインクジェットプリンタ１０で使用可能なインク液の種類としては、水性インク、油性インク、溶剤系インク等の公知の各種インクがあげられる。

ここで、記録ヘッド１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋは、不図示の駆動機構により搬送ベルト１４から離間移動可能に構成されている。

さらに、当該記録ヘッド１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋに対して記録用紙Ｐの搬送方向下流側にはメンテナンス装置２８Ａが設けられており、メンテナンス装置２８Ａは、ブラック用のメンテナンスユニット３０Ｋ、及びシアン用のメンテナンスユニット３０Ｃを備えている。また、当該記録ヘッド１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋに対して記録用紙Ｐの搬送方向上流側にはメンテナンス装置２８Ｂが設けられており、メンテナンス装置２８Ｂは、マゼンタ用のメンテナンスユニット３０Ｍ、及びイエロー用のメンテナンスユニット３０Ｙを備えている。

上記メンテナンス装置２８Ａ，２８Ｂは、不図示の駆動機構により互いに接近する方向に移動可能に構成されており、図２に示されるように、メンテナンスの際には、記録ヘッド１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋが搬送ベルト１４から離間移動される。さらに、メンテナンスの際には、メンテナンス装置２８Ａ，２８Ｂが、記録ヘッド１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋの離間移動により生じた記録ヘッド１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋと搬送ベルト１４との間の空間に移動される。

これにより、記録ヘッド１８Ｙ，１８Ｍにメンテナンス装置２８Ａのメンテナンスユニット３０Ｙ，３０Ｍが対向して配置され、また、記録ヘッド１８Ｃ，１８Ｋにメンテナンス装置２８Ｂのメンテナンスユニット３０Ｃ，３０Ｋが対向して配置され、メンテナンスユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋによるメンテナンス処理が適宜実行される。

なお、メンテナンスユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋにより実行されるメンテナンス処理として、吐出ノズル４０内のインク液の吸引、吐出ノズル４０の吐出口４０Ａに付着したインク滴のワイピング、吐出ノズル４０内へのインク液の供給等の処理があげられる。

図３には、本実施形態に係る記録ヘッド１８の吐出ノズル４０の断面図が示されている。同図に示されるように、吐出ノズル４０は、吐出口４０Ａ、圧力室４０Ｂ、圧電素子４０Ｃ、圧力調整板４０Ｄ、及びインク供給路４０Ｅを備えている。

圧力室４０Ｂには、インク供給路４０Ｅを介して各々の記録ヘッド１８が対応している色のインクタンク１９から適量のインク液が供給され、収納される。圧力室４０Ｂは吐出口４０Ａを介して外部と連通されている。

また、圧力室４０Ｂの壁面の一部は、押圧力が加えられることにより変形する圧力調整板４０Ｄとして構成されており、当該圧力調整板４０Ｄには圧電素子４０Ｃが取り付けられている。

圧電素子４０Ｃは、電圧を印加することにより形状が変化する性質を有しており、この性質を利用して圧電素子４０Ｃに電圧を印加して、圧力調整板４０Ｄに対する押圧力を変化させることにより、圧力室４０Ｂ内の容積を収縮又は膨張させる。

このようにして圧力室４０Ｂ内の容積を変化させることによりインク液に振動波（圧力波）が発生する。この振動波によって吐出口４０Ａの液面が振動することにより、吐出口４０Ａからインク液が吐出される。

なお、インクジェットプリンタ１０は、ローラ２４や駆動ロール１１、メンテナンス装置２８Ａ，２８Ｂ等を駆動するための図示しないモータを含んで構成されている。これらのモータは、装置全体を制御する不図示の制御部により、記録用紙Ｐの搬送やメンテナンス動作を制御する不図示の搬送系駆動制御回路を介して駆動される。

図４には、記録ヘッド制御装置５０、及び駆動回路５２の構成を概略的に示す機能ブロック図が示されている。なお、本実施の形態に係るインクジェットプリンタ１０は、ＹＭＣＫ各色の記録ヘッド１８毎に記録ヘッド制御装置５０及び駆動回路５２を備えている。

同図に示されるように、記録ヘッド制御装置５０は、各々がバス６０に接続されている、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６２、制御メモリ６４、電力制御部６６Ａ，６６Ｂ、画像メモリ６８、駆動信号生成部７０、出力ポート７２を含んで構成されている。また、バス６０には、ノズル選択回路７４が接続されている。

ＣＰＵ６２は、装置全体の動作を司る不図示の制御部からの指示に基づいて制御メモリ６４に格納された各種プログラムを実行することで記録ヘッド１８を駆動させる。

制御メモリ６４は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含んで構成されており、ＣＰＵ６２により実行される記録ヘッド制御装置５０の各種制御プログラムやプログラムの実行に用いる各種パラメータ等が記憶されると共に、ＣＰＵ６２のワークエリアとして用いられる。

電力制御部６６Ａは、基板用電力供給部７６と接続されており、ＣＰＵ６２から出力される基板用電力制御信号に基づいて、基板用電力供給部７６に出力させる電圧の大きさを制御する。

電力制御部６６Ｂは、駆動用電力供給部７８と接続されており、ＣＰＵ６２から出力される駆動用電力制御信号に基づいて、駆動用電力供給部７８に出力させる電力のオンオフを制御する。

画像メモリ６８は、印刷処理の対象となる画像データに基づいて生成された記録データを格納する。上記記録データは、不図示の全体制御部により制御される記録データ制御部により画像データに基づいて作成される。記録データは、例えば、印刷処理の対象となる多階調（例えば、２５６階調）の画像データが、色変換によりＣＭＹＫ色毎の画像データに変換される。色変換により得られたＣＭＹＫ色毎の画像データは、各色毎に画素単位で所定の値数（例えば、２値）のドットデータに変換（量子化）される。このとき、量子化に伴い発生する量子化誤差を周辺の画素に拡散させる誤差拡散法やディザ等の手法を適宜用いてもよい。また、量子化されたＣＭＹＫ色毎のドットデータが記録ヘッド制御装置５０において解読可能なデータ構造に変換されると共に、各記録ヘッド１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｙ，１８Ｋの各吐出ノズル４０の配列を考慮した記録順序（転送順序）にデータが並び替えられてＣＭＹＫ色毎の記録データが作成される。なお、このようにして記録データ制御部により生成された記録データは、対応する色の記録ヘッド制御装置５０の画像メモリ６８に記憶される。

駆動信号生成部７０は、ＣＰＵ６２から駆動信号生成開始信号が入力されると、圧電素子４０Ｃを駆動させるための駆動信号の生成を開始し、ＣＰＵ６２から駆動信号生成終了始信号が入力されると駆動信号の生成を終了する。本実施の形態に係る駆動信号生成部７０で生成される駆動信号は、記録ヘッド１８の固有周期を基に生成する所定周波数であり、スイッチ部８０を介してノズル選択回路７４に入力される。

スイッチ部８０は、２つの入力端子を備えており、当該入力端子の一端は駆動信号生成部７０の出力端子に接続されており、他端は信号反転部８４を介して駆動信号生成部７０の出力端子に接続されている。そして、スイッチ部８０は、ＣＰＵ６２から出力され、出力ポート７２を介して入力される切替信号に応じて入力元を切り替える。

なお、本実施の形態に係るインクジェットプリンタ１０は、印刷処理を実行する場合には、信号反転部８４を介さずにスイッチ部８０に入力された駆動信号（以下、「吐出用信号」という。）を用いる一方、圧力室４０Ｂに収納されたインク液の増粘を防止する処理（増粘防止処理）を実行する場合には、信号反転部８４を介してスイッチ部８０に入力された駆動信号（以下、「増粘防止用信号」という。）を用いる。

信号反転部８４は、例えばインバータ素子で構成され、駆動信号生成部７０で生成された駆動信号を反転させた信号を出力する。すなわち、増粘防止用信号は、吐出用信号を反転させた信号であり、吐出用信号の逆論理の信号である。

ノズル選択回路７４は、画像メモリ６８に記憶されている記録データに応じて、駆動信号生成部７０で生成された駆動信号を入力させる吐出ノズル４０を選択する。なお、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１０では、ノズル選択回路７４は駆動回路５２に含まれている。

一方、駆動回路５２は、電圧が印加されるソース及び電圧が印加されるバックゲートを備え、ゲートに入力される信号に応じてオンオフし、オンオフに応じてソースに印加された電圧をドレインを介して圧電素子４０Ｃに印加して当該圧電素子４０Ｃを充電するスイッチ素子８２が、各圧電素子４０Ｃ毎に設けられていた集積回路である。

図５に当該スイッチ素子８２の構成を示す。

同図に示すように、スイッチ素子８２は、ｐＭＯＳＦＥＴ８２Ａ及びｎＭＯＳＦＥＴ８２Ｂにより構成されたインバータ回路であり、ｐＭＯＳＦＥＴ８２ＡのゲートはｎＭＯＳＦＥＴ８２Ｂのゲートと接続されており、ノズル選択回路７４を介してｐＭＯＳＦＥＴ８２Ａのゲート及びｎＭＯＳＦＥＴ８２Ｂのゲートに吐出用信号又は増粘防止用信号が入力される。

また、ｐＭＯＳＦＥＴ８２Ａのソースは、上述した駆動用電力供給部７８の出力端子が接続されており、駆動用電力供給部７８から出力される駆動電圧Ｖ_Ｈが印加される。さらに、ｐＭＯＳＦＥＴ８２Ａのバックゲートには、上述した基板用電力供給部７６の出力端子が接続されており、基板用電力供給部７６から出力される極性が正の基板電圧Ｖ_ＢＧが印加される。なお、バックゲートはインピーダンスが高く、ほとんど電流は流れないため、本実施の形態に係る基板用電力供給部７６は、ＤＣ／ＤＣコンバータで構成してもよい。

一方、ｎＭＯＳＦＥＴ８２Ｂのソース及びバックゲートは、それぞれ接地されている。さらに、ｐＭＯＳＦＥＴ８２ＡのドレインとｎＭＯＳＦＥＴ８２Ｂのドレインとが接続されると共に、圧電素子４０Ｃの高電位側に接続されている。なお、スイッチ素子８２のラッチアップを防止すべく、駆動電圧Ｖ_Ｈと基板電圧Ｖ_ＢＧとの関係は、基板電圧Ｖ_ＢＧが駆動電圧Ｖ_Ｈに比較して大きくなるように設定される。

この構成により、ノズル選択回路７４からｐＭＯＳＦＥＴ８２Ａ及びｎＭＯＳＦＥＴ８２Ｂのゲートに駆動信号が入力された場合に、駆動信号がＬｏｗである場合にはｐＭＯＳＦＥＴ８２Ａがオン、ｎＭＯＳＦＥＴ８２Ｂがオフとなり、駆動電圧Ｖ_Ｈが圧電素子４０Ｃに印加され、当該駆動電圧Ｖ_Ｈの印加により圧電素子４０Ｃに電荷が充電される。一方、駆動信号がＨｉｇｈである場合にはｎＭＯＳＦＥＴ８２Ｂがオフ、ｐＭＯＳＦＥＴ８２Ａがオンとなり、圧電素子４０Ｃに充電された電荷が放電される。

図６（Ａ）に、基板電圧Ｖ_ＢＧを変化させたときのｐＭＯＳＦＥＴ８２のオン抵抗Ｒ_ｄの変化を示し、図６（Ｂ）に駆動電圧Ｖ_Ｈを変化させたときのｐＭＯＳＦＥＴ８２のオン抵抗Ｒ_ｄの変化の一例を示す。同図に示されるように、基板電圧Ｖ_ＢＧが低いほどオン抵抗Ｒ_ｄは小さくなり、駆動電圧Ｖ_Ｈが大きいほどオン抵抗Ｒ_ｄは小さくなる。

このオン抵抗Ｒ_ｄを変化させることにより、圧電素子４０Ｃに電荷を充電するときの時定数（以下、「充電時定数」という。）を制御することができ、オン抵抗Ｒ_ｄを大きくすれば充電時定数はより長くなり、オン抵抗Ｒ_ｄを小さくすれば充電時定数はより短くなる。

次に、図７を参照して、本実施の形態に係る増粘防止処理について説明する。

図７（Ａ）は、スイッチ素子８２に入力される吐出用信号と増粘防止用信号とを示している。

同図に示すように、本実施の形態に係る圧電素子４０Ｃは、印刷処理の際には、吐出用信号がＨｉｇｈからＬｏｗになる際にインク液面を引く動作を行い、ＬｏｗからＨｉｇｈになる際にインク液面を押す動作（インク液の吐出）を行う。なお、本実施の形態に係る吐出用信号は、一例として、圧電素子４０Ｃに対する駆動電圧の印加時間が、圧電素子４０Ｃに対する駆動電圧の未印加時間に比較して長くなるように設定されている。

一方、増粘防止処理の際には、増粘防止用信号の信号は吐出用信号の逆論理の信号であるため印刷処理の際とは逆のメニスカス動作となる。

また、図７（Ｂ）は、印刷処理及び増粘防止処理を実行する場合の基板電圧Ｖ_ＢＧと、圧電素子４０Ｃの電圧の大きさを示している。

本実施の形態に係るインクジェットプリンタ１０では、ｐＭＯＳＦＥＴ８２のオン抵抗の大きさが、圧力室４０Ｂからインク液を吐出させる場合には圧電素子４０Ｃが当該インク液を吐出させるのに必要な状態に充電される大きさとなり、且つ圧力室４０Ｂに収納されたインク液の増粘を防止する場合には圧電素子４０Ｃがインク液の増粘を防止するのに必要な状態に充電される大きさとなるように、ｐＭＯＳＦＥＴ８２のバックゲートに印加される基板電圧Ｖ_ＢＧの大きさが制御される。

そして、図７（Ｂ）に示すように、本実施の形態に係る増粘防止処理では、印刷処理の際にｐＭＯＳＦＥＴ８２Ａのバックゲートに印加する基板電圧Ｖ_ＢＧ（以下、「吐出用基板電圧」という。）の大きさを、増粘防止処理の際にｐＭＯＳＦＥＴ８２Ａのバックゲートに印加する基板電圧Ｖ_ＢＧ（以下、「増粘防止用基板電圧」という。）に比較して大きくする。

本実施の形態に係るインクジェットプリンタ１０では、一例として、駆動電圧Ｖ_Ｈを２０Ｖとし、吐出用基板電圧の大きさ２５Ｖとし、増粘防止用基板電圧の大きさを４０Ｖとする。この例の場合、印刷処理の際のｐＭＯＳＦＥＴ８２Ａのオン抵抗は３００Ωとなり、増粘防止処理の際のｐＭＯＳＦＥＴ８２Ａのオン抵抗は５ｋΩとなるため、増粘防止処理の際の圧電素子４０Ｃの充電時定数は、印刷処理の際の圧電素子４０Ｃの充電時定数と比較して長くなる。

このため、圧電素子４０Ｃの電圧が駆動電圧Ｖ_Ｈとなる前に増粘防止用信号がＨｉｇｈからＬｏｗとなり、駆動電圧Ｖ_Ｈよりも低い電圧による圧電素子４０Ｃの変動によって圧力室４０Ｂのインク液が攪拌される。

また、図７（Ｂ）の一転鎖線は、増粘防止処理として本実施の形態に係る増粘防止処理を実行せず、駆動電圧Ｖ_Ｈを変化させる従来の処理を実行した場合を示している。

ここで、圧電素子４０Ｃを駆動させる際の消費エネルギー量Ｅは、Ｃを圧電素子４０Ｃの静電容量、Ｖ_１を圧電素子４０Ｃの最大電圧、Ｖ_２を圧電素子４０Ｃの最低電圧とした場合に式１で表される。

本実施の形態に係る増粘防止処理は、図７（Ｂ）に示すように、従来の増粘防止処理に比較して最大電圧Ｖ_１及び最低電圧Ｖ_２共に小さいため、従来の増粘防止処理に比較してエネルギー消費量Ｅが減少する。

なお、本実施の形態に係るインクジェットプリンタ１０の動作状態は、図８に示すように印刷処理の準備状態（状態Ａ、状態継続時間Ｔ_Ａ）、印刷処理の実行状態（状態Ｂ、状態継続時間Ｔ_Ｂ）、記録データが駆動回路５２に出力されない印刷処理の待機状態（状態Ｃ、状態継続時間Ｔ_Ｃ）、印刷処理を実行しない停止状態（状態Ｄ、状態継続時間Ｔ_Ｄ）に分けることができる。

本実施の形態に係る増粘防止処理は、他の状態に対して消費電力は少ないものの、他の状態に対して状態継続時間Ｔ_Ｄが長く、各状態継続時間の総和であるＴ_{ｔｏｔａｌ}に対しても占める割り合いの大きい停止状態、又は待機状態の際に実行される。なお、本実施の形態に係る増粘防止処理は、停止状態又は待機状態の際に常に実行する処理としても良いし、一定の時間間隔で、所定時間ずつ実行する処理としても良い。

次に、図９を参照して、本実施の形態に係るインクジェットプリンタ１０の作用を説明する。なお、図９は、インクジェットプリンタ１０の動作状態が、停止状態又は待機状態となった場合に、ＣＰＵ６２によって実行される増粘防止プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムは制御メモリ６４の所定領域に予め記憶されている。

まず、ステップ１００では、電力制御部６６Ａに基板用電力制御信号を出力する。基板用電力制御部６６Ａに基板用電力制御信号が入力されると、電力制御部６６Ａは、基板用電力供給部７６に出力させる基板電圧Ｖ_ＢＧの大きさを吐出用基板電圧から増粘防止用基板電圧に切り替える。

次のステップ１０２では、出力ポート７２を介してスイッチ部８０に切替信号を出力する。スイッチ部８０に切替信号が入力されると、スイッチ部８０は、増粘防止用信号がノズル選択回路７４に入力するように入力元を切り替える。

次のステップ１０４では、駆動信号生成部７０に駆動信号生成開始信号を出力する。駆動信号生成部７０に駆動信号生成開始信号が入力されると、駆動信号生成部７０は駆動信号の生成を開始する。これにより、生成された駆動信号が信号反転部８４に入力され、増粘防止用信号が信号反転部８４から出力され、スイッチ部８０を介してノズル選択回路７４に入力される。

なお、本実施の形態に係るインクジェットプリンタ１０は、増粘防止処理を実行する場合は、一例として全てのスイッチ素子８２に増粘防止用信号が入力されるようにノズル選択回路７４が制御される。

次のステップ１０６では、インクジェットプリンタ１０の動作状態が準備状態又は稼動状態となったか否かを判定し、肯定判定となった場合は駆動信号生成終了信号を駆動信号生成部７０に出力することで、駆動信号生成部７０に駆動信号の生成を停止させてステップ１０８へ移行する一方、否定判定となった場合はステップ１０４へ移行し、動作状態が準備状態又は稼動状態となるまで駆動信号を生成させ、スイッチ素子８２に増粘防止用信号を入力し続ける。

ステップ１０８では、出力ポート７２を介してスイッチ部８０に切替信号を出力する。スイッチ部８０に切替信号が入力されると、スイッチ部８０は、吐出用信号がノズル選択回路７４に入力するように入力元を切り替える。

次のステップ１０８では、電力制御部６６Ａに基板用電力制御信号を出力する。電力制御部６６Ａに基板用電力制御信号が入力されると、電力制御部６６Ａは、基板用電力供給部７６に出力させる基板電圧Ｖ_ＢＧの大きさを増粘防止用基板電圧から吐出用基板電圧に切り替え、本プログラムを終了する。

以上、本発明を上記実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

また、上記実施の形態は、請求項にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における組み合わせにより種々の発明を抽出できる。上記実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

例えば、上記実施の形態では、印刷処理の際に、吐出用信号がＨｉｇｈからＬｏｗになる際にインク液面を引く動作を行い、ＬｏｗからＨｉｇｈになる際にインク液面を押す動作を行うことでインク液を圧力室４０Ｂから吐出させる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、印刷処理の際に、吐出用信号がＬｏｗからＨｉｇｈになる際にインク液面を引く動作を行い、ＨｉｇｈからＬｏｗになる際にインク液面を押す動作を行うことでインク液を圧力室４０Ｂから吐出させる形態としてもよい。

また、上記実施の形態では吐出用信号を反転させた信号を増粘防止用信号として用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、スイッチ部８０を設けずに、吐出用信号を増粘防止用信号として用いる形態や、駆動信号生成部７０で吐出用信号の周波数を変更した信号を増粘防止用信号として生成して用いる形態等としてもよい。

また、上記実施の形態ではスイッチ素子８２としてＭＯＳＦＥＴを用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、オン抵抗を外部から制御可能な他の素子（たとえば接合型ＦＥＴ）を用いる形態としてもよい。

また、上記実施の形態では、ｐＭＯＳＦＥＴ８２Ａのバックゲートに極性が正の基板電圧Ｖ_ＢＧが印加される場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ｐＭＯＳＦＥＴ８２Ａのバックゲートに極性が負の基板電圧Ｖ_ＢＧが印加される形態としてもよい。この形態の場合、ｐＭＯＳＦＥＴ８２Ａのバックゲートに印加される基板電圧Ｖ_ＢＧの絶対値の大きさが小さくなるにしたがってｐＭＯＳＦＥＴ８２Ａのオン抵抗が大きくなる。

また、上記実施の形態では増粘防止プログラムが制御メモリ６４に予め記憶（インストール）される場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、増粘防止プログラムが、コンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等としてもよい。

その他、上記実施の形態で説明したインクジェットプリンタ１０の構成（図１〜図４参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要な部分を削除したり、新たな部分を追加したりすることができることは言うまでもない。

また、上記実施の形態で説明した増粘防止プログラムの処理の流れ（図９参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において不要なステップを削除したり、新たなステップを追加したり、処理順序を入れ替えたりすることができることは言うまでもない。

実施の形態に係るインクジェットプリンタの構成を示す概略図である。 実施の形態に係るインクジェットプリンタのメンテナンスの際の記録ヘッド、メンテナンス装置及び搬送ベルトの位置関係を示す概略図である。 実施の形態に係る記録ヘッドの吐出ノズルの構成を示す概略図である。 実施の形態に係るインクジェットプリンタの記録ヘッド制御装置、及び駆動回路の構成を示すブロック図である。 実施の形態に係るスイッチ素子の構成を示す回路図である。 実施の形態に係る基板電圧とｐＭＯＳＦＥＴのオン抵抗との関係、及び駆動電圧とｐＭＯＳＦＥＴのオン抵抗との関係を示すグラフである。 実施の形態に係る増粘防止処理における増粘防止用信号、基板電圧の大きさ、及び圧電素子の電圧の大きさを示す模式図である。 実施の形態に係るインクジェットプリンタの動作状態を示す模式図である。 実施の形態に係る増粘防止プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０ インクジェットプリンタ
６２ ＣＰＵ（電圧制御手段、信号制御手段）
８２ スイッチ素子（切替手段）
８２Ａ ｐＭＯＳＦＥＴ（切替器、ｐＭＯＳトランジスタ）
８２Ｂ ｎＭＯＳＦＥＴ（ｎＭＯＳトランジスタ）

Claims (5)

1. 電圧が印加されるソース及び電圧が印加される制御端子を備え、ゲートに入力される信号に応じてオンオフし、オンオフに応じて前記ソースに印加された電圧をドレインを介して圧電素子に印加して当該圧電素子を充電すると共に、前記制御端子に印加される電圧が大きく又は小さくなるにしたがってオン抵抗が大きくなる切替器を備えた切替手段と、
   前記切替器のオン抵抗の大きさが、圧力室から液体を吐出させる場合に比べて前記圧力室に収納された液体の増粘を防止する場合に大きくなるように、前記制御端子に印加される電圧の大きさを制御する電圧制御手段と、
   前記圧力室から液体を吐出させる場合には吐出用信号が前記ゲートに入力され、且つ前記圧力室に収納された液体の増粘を防止する場合には増粘防止用信号が前記ゲートに入力されるように制御する信号制御手段と、
   を備えた液滴吐出装置。
2. 前記切替器を前記制御端子をバックゲートとするｐＭＯＳトランジスタで構成すると共に、ソース及びバックゲートが接地され、且つドレインが前記ｐＭＯＳトランジスタのドレインに接続されたｎＭＯＳトランジスタを設け、前記ｐＭＯＳトランジスタ及び前記ｎＭＯＳトランジスタのゲートに前記吐出用信号及び前記増粘防止用信号が入力される請求項１記載の液滴吐出装置。
3. 前記増粘防止用信号を、前記吐出用信号を反転させた信号とする請求項１又は請求項２記載の液滴吐出装置。
4. 電圧が印加されるソース及び電圧が印加される制御端子を備え、ゲートに入力される信号に応じてオンオフし、オンオフに応じて前記ソースに印加された電圧をドレインを介して圧電素子に印加して当該圧電素子を充電すると共に、前記制御端子に印加される電圧が大きく又は小さくなるにしたがってオン抵抗が大きくなる切替器を備えた切替手段、を備えた液滴吐出装置におけるプログラムであって、
   コンピュータを、
   前記切替器のオン抵抗の大きさが、圧力室から液体を吐出させる場合に比べて前記圧力室に収納された液体の増粘を防止する場合に大きくなるように、前記制御端子に印加される電圧の大きさを制御する電圧制御手段と、
   前記圧力室から液体を吐出させる場合には吐出用信号が前記ゲートに入力され、且つ前記圧力室に収納された液体の増粘を防止する場合には増粘防止用信号が前記ゲートに入力されるように制御する信号制御手段と、
   して機能させるためのプログラム。
5. コンピュータを、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の液滴吐出装置を構成する前記電圧制御手段及び前記信号制御手段として機能させるためのプログラム。

Images