JP2010125742A - 液体噴射型印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の印刷モードを実現しながら駆動信号の種類を低減し、ひいては消費電力も低減可能な液体噴射型印刷装置を提供する。
【解決手段】一回の噴射でノズルから噴射される液体量を多くする場合には、圧力調整アクチュエータ１６で液体タンク２０４の位置を高くするなどして液体の供給圧を高くし、一回の噴射でノズルから噴射される液体量を少なくする場合には液体タンク２０４の位置を低くするなどして液体の供給圧を低くすればよいので、印刷モードに応じて液体の供給圧を制御することで、それらの印刷モードを実現しながら駆動信号ＣＯＭの種類を低減することが可能となり、これにより駆動信号ＣＯＭの電圧を抑制することが可能となり、消費電力を低減することが可能となる。
【選択図】図８

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型印刷装置に関するものである。

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。

この種の液体噴射型印刷装置では、液体噴射ヘッドに液体を噴射するためのノズルを複数形成し、各ノズルには、噴射される液体を貯留する液体貯留部と、液体貯留部から液体が供給される圧力室と、圧力室に連通し、液体を噴射する開口部とを設ける。加圧室には、圧電素子などのノズルアクチュエータを配設し、各ノズルアクチュエータの夫々に駆動信号を印加することで該当するノズルの開口部から印刷媒体に向けて液体を噴射する。下記特許文献１では、通常印刷や高速印刷などの印刷モードを設定し、例えば高速印刷モードでは、通常印刷モードに比して、各ノズルから噴射される液体の量を多くすべく、通常モードとは異なる駆動信号をノズルアクチュエータに印加して、夫々の印刷モードに最適な液体量が噴射されるようにしている。
特開平５−１５５０１０号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載される液体噴射型印刷装置では、印刷モードの変更に合わせて駆動信号を変更しなければならないことから、駆動信号の種類が多くなり、駆動信号をより複雑にする必要などから、消費電力が増加しやすい。また、一回の噴射で噴射される液体量を多くする場合に、駆動信号の電圧を高くすると、消費電力が増加する。
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、複数の印刷モードを実現しながら駆動信号の種類を低減し、ひいては消費電力も低減可能な液体噴射型印刷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、本発明の液体噴射型印刷装置は、ノズルから液体を噴射して印刷を行う印刷装置であって、前記液体を貯留する液体貯留部と、前記液体貯留部に連通して液体が供給される圧力室と、前記圧力室に連通して液体を噴射する開口部と、前記圧力室に配設され且つ印加される駆動信号によって駆動して開口部から液体を噴射するアクチュエータと、前記液体貯留部から圧力室に供給される液体の供給圧を調整する液体供給圧調整部と、前記アクチュエータに駆動信号を印加すると共に、印刷状態を規定する印刷モード情報に応じて、前記液体供給圧調整部による液体の供給圧を制御する制御部とを備えたことを特徴とするものである。
この液体噴射型印刷装置によれば、一回の噴射でノズルから噴射される液体量を多くする場合には液体の供給圧を高くし、少なくする場合には液体の供給圧を低くすればよいので、印刷モードに応じて液体の供給圧を制御することで、それらの印刷モードを実現しながら駆動信号の種類を低減することが可能となり、これにより消費電力を低減することが可能となる。

また、本発明の液体噴射型印刷装置は、前記液体貯留部から圧力室に供給される液体の供給圧を検出する圧力検出手段を備え、前記制御部は、前記圧力検出手段で検出された液体の供給圧に基づいて、前記液体供給圧調整部による液体の供給圧を制御することを特徴とするものである。
この液体噴射型印刷装置によれば、液体の供給圧をフィードバック制御して、印刷モードに応じた適切な噴射液体量を達成することができる。
また、本発明の液体噴射型印刷装置は、前記液体貯留部内の液体の量を検出する液量検出手段を備え、前記制御部は、前記液量検出手段で検出された液体の量に基づいて、前記液体供給圧調整部による液体の供給圧を制御することを特徴とするものである。

この液体噴射型印刷装置によれば、液体貯留部内の液体の量に応じて変化する圧力室への液体供給圧を補償することが可能となり、これにより印刷モードに応じた適切な噴射液体量を達成することができる。
また、本発明の液体噴射型印刷装置は、温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御部は、前記温度検出手段で検出された温度に基づいて、前記液体供給圧調整部による液体の供給圧を制御することを特徴とするものである。
この液体噴射型印刷装置によれば、温度に応じて変化する液体の粘度を補償することが可能となり、これにより印刷モードに応じた適切な噴射液体量を達成することができる。

次に、本発明の液体噴射型印刷装置の一実施形態について、図面を用いながら説明する。
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、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し、その列方向をノズル列方向とする。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。

図３には、液体噴射ヘッド２内のノズルの概略構成を示す。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、各色の液体タンク２０４から液体供給チューブ２０５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。なお、本実施形態では、後述するように、液体タンク２０４から供給される液体の圧力を調整するための圧力調整アクチュエータ１６が設けられている。

各ノズルには、一般にキャビティと呼ばれる圧力室２０２が形成され、この圧力室２０２に開口部２０６を開設してノズルとする。圧力室２０２には、リザーバ２０３が連設され、このリザーバ２０３に、液体貯留部である液体タンク２０４からの液体が供給される。なお、圧力室２０２内の圧力とリザーバ２０３内の圧力とはほぼ同等である。また、圧力室２０２にはノズルアクチュエータ２２が配設され、このノズルアクチュエータに後述する駆動信号を印加することで、各ノズルから液体が噴射される。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２２である圧電素子に駆動信号を与えると、キャビティ（圧力室）２０２の壁部をなす振動板２０７が変位してキャビティ２０２内に圧力変化を生じ、その圧力変化によって液滴が開口部２０６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、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。なお、前記搬送ベルト６には、例えばリニアエンコーダなどで構成される印刷基準信号出力装置が取付けられている。この印刷基準信号出力装置は、例えば搬送ベルト６とそれに吸着されて搬送される印刷媒体１とが同期して移動されることに着目し、印刷媒体１が搬送経路中の所定位置を通過した後は、搬送ベルト６の移動に伴って要求される印刷解像度相当のパルス信号を出力し、このパルス信号に応じて、後述する駆動回路から駆動信号をノズルアクチュエータに出力することで印刷媒体１上の所定位置に所定の色の液体を噴射し、そのドットによって印刷媒体１上に所定の画像を描画する。

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４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読込んだり、後述する圧力センサ１２で検出された圧力、液量センサ１３で検出された液量、温度センサ１４で検出された温度を読込んだりす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等の演算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、前記圧力調整アクチュエータ１６を駆動制御する圧力調整ドライバ６４と、各液体噴射ヘッド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６３〜６６と外部の給紙ローラモータ１７、圧力調整アクチュエータ１６、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。なお、本実施形態では、ホストコンピュータ６０から、高速印刷モードや高精細印刷モードといった印刷モード（印刷状態）を入力（指定）することができ、そうした印刷モードでは、通常印刷モードに比して、高速で印刷したり、高精細に印刷したりすることができるように構成されている。

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、例えば印刷制御全般に関しては、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６３〜６６に制御信号を出力する。各ドライバ６３〜６６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、圧力調整アクチュエータ１６、電動モータ７、液体噴射ヘッド２内のノズルアクチュエータなどが夫々作動して、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５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。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５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４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ＣＬＫ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６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ＣＬＫ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７には、ノズルアクチュエータの駆動回路の具体的な構成を示す。本実施形態の駆動回路は、予め記憶されている駆動波形データに基づいて、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を基に、所定のサンプリング周期で標本化され、所定のビット数で量子化された駆動波形信号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、三角波信号やノコギリ波信号などの基準信号と駆動波形信号ＷＣＯＭとを比較して、例えば基準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、この場合は基準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。

図８には、圧力調整アクチュエータ１６の具体的な構成の第１実施形態を示す。この圧力調整アクチュエータ１６は、例えば電動モータからなり、これに回転−直動変換機構を組合せて、液体タンク２０４を上下方向に移動し、液体噴射ヘッド２のノズル面２ａと液体タンク２０４内の液体の上面との液位、所謂水頭値を調整するものである。図９には、ノズルの開口部２０６における液体の状態、所謂メニスカスの状態を示す。図９ａは、液体タンク２０４の位置が低く、その結果、液体タンク２０４からキャビティ（圧力室）２０２への液体供給圧が低いときのメニスカスの状態を示している。図示の通り、ノズル開口部２０６が下方向きに開口している液体噴射ヘッド２では、メニスカスの位置が高く、開口部２０６内に奥まっている。この状態から、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）を印加して液滴を噴射すると、サテライトと呼ばれる液体の尾引きが小さく、結果的に噴射液体量が少ない。図９ｂは、液体タンク２０４の位置が高く、その結果、液体タンク２０４からキャビティ（圧力室）２０２への液体供給圧が高いときのメニスカスの状態を示す。この場合、下方向きに開口するノズル開口部２０６ではメニスカスの位置が低く、開口部２０６内に押し出されている。この状態から、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）を印加して液滴を噴射すると、サテライト（尾引き）が大きく、噴射液体量が多い。この特性を利用すれば、同じ駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）でも、噴射液体量を変更制御することができる。

図１０は、本実施形態で、高速印刷モードが入力された場合に、前記制御部６２で行われる演算処理のフローチャートである。高速印刷モードでは、印刷媒体１の搬送速度を速くする必要から、通常印刷モードよりも、一回の噴射で噴射される液体量を多くしてドット密度を高める制御が行われる。この演算処理では、まずステップＳ１で、高速印刷モードが入力されたか否かを判定し、高速印刷モードが入力された場合にはステップＳ２に移行し、そうでない場合にはステップＳ３に移行する。
ステップＳ２では、液体供給圧が高くなるように液体タンク２０４の位置を予め設定された上昇位置に設定してからステップＳ４に移行する。
ステップＳ３では、液体供給圧が低くなるように液体タンク２０４の位置を予め設定された下降位置に設定してからステップＳ４に移行する。
ステップＳ４では、ステップＳ２又はステップＳ３で設定された液体タンク２０４の位置が達成されるように圧力調整アクチュエータ１６に向けて制御信号を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、高速印刷モードが入力されると、液体タンク２０４の位置が、通常モードよりも高い上昇位置に移動されるので、液体タンク２０４からキャビティ（圧力室）２０２に供給される液体の圧力が高くなり、その結果、同じ駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）でも、一回の噴射で噴射される液体量を多くすることができ、高速印刷モードでもドット密度の高い印刷を行うことができる。従って、この実施形態によれば、一回の噴射でノズルから噴射される液体量を多くする場合には液体の供給圧を高くし、後述する高精細印刷モードのように、一回の噴射でノズルから噴射される液体量を少なくする場合には液体の供給圧を低くすればよいので、印刷モードに応じて液体の供給圧を制御することで、それらの印刷モードを実現しながら駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の種類を低減することが可能となり、これにより例えば駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）の電圧を抑制することが可能となり、消費電力を低減することが可能となる。

図１１には、圧力調整アクチュエータ１６による液体供給圧制御の第２実施形態を示す。本実施形態の圧力調整アクチュエータ１６は、前記第１実施形態と同様に、液体タンク２０４を上下方向に移動し、液体噴射ヘッド２のノズル面２ａと液体タンク２０４内の液体の上面との水頭値を調整することで、液体タンク２０４からキャビティ（圧力室）２０２への液体の供給圧を調整するものである。本実施形態では、液体供給チューブ２０５に、液体タンク２０４からキャビティ（圧力室）２０２に供給される液体の圧力を検出する圧力センサ１２が設けられている。

図１２は、本実施形態で、高精細印刷モードが入力された場合に、前記制御部６２で行われる演算処理のフローチャートである。高精細印刷モードでは、印刷媒体１の搬送速度を遅くして解像度を高める、換言するとドット密度を高くする必要から、通常印刷モードよりも、一回の噴射で噴射される液体量を少なくして画素（ドット）単位の濃度を低くする制御が行われる。この演算処理では、まずステップＳ１１で、高精細印刷モードが入力されたか否かを判定し、高精細印刷モードが入力された場合にはステップＳ１２に移行し、そうでない場合にはステップＳ１５に移行する。
ステップＳ１２では、圧力センサ１２で検出された液体圧力を読込んでからステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３では、ステップＳ１２で読込まれた液体圧力に応じ、高精細印刷モードに適応する液体供給圧を設定してからステップＳ１４に移行する。具体的には、例えば予め記憶されている高精細印刷モード用の液体供給圧と圧力センサで検出された液体圧力を照合し、例えば検出されている液体圧力が低い場合には、予め記憶されている高精細印刷モード用の液体供給圧より少し高い圧力を液体供給圧に設定するとか、検出されている液体圧力が高い場合には、予め記憶されている高精細印刷モード用の液体供給圧より少し低い圧力を液体供給圧に設定するなどの処理を行う。
ステップＳ１４では、前記ステップＳ１３で設定された高精細印刷モードに適応する液体供給圧が得られる液体タンク２０４の下降位置を算出し、液体供給圧が低くなるように液体タンク２０４の位置を当該下降位置に設定してからステップＳ１６に移行する。
一方、ステップＳ１５では、液体供給圧が低くなるように液体タンク２０４の位置を予め設定された下降位置に設定してからステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６では、ステップＳ１４又はステップＳ１５で設定された液体タンク２０４の位置が達成されるように圧力調整アクチュエータ１６に向けて制御信号を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、高精細印刷モードが入力されると、液体タンク２０４の位置が、通常モードよりも低い下降位置に移動されるので、液体タンク２０４からキャビティ（圧力室）２０２に供給される液体の圧力が低くなり、その結果、同じ駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）でも、一回の噴射で噴射される液体量を少なくすることができ、高精細印刷モードでも画素（ドット）単位の濃度が低い印刷を行うことができる。その際、圧力センサ１２で検出された液体圧力をフィードバックして、印刷モードに応じた適切な噴射液体量を達成することができる。

図１３には、圧力調整アクチュエータ１６による液体供給圧制御の第３実施形態を示す。本実施形態の圧力調整アクチュエータ１６は、前記第１実施形態と同様に、液体タンク２０４を上下方向に移動し、液体噴射ヘッド２のノズル面２ａと液体タンク２０４内の液体の上面との水頭値を調整することで、液体タンク２０４からキャビティ（圧力室）２０２への液体の供給圧を調整するものである。本実施形態では、液体タンク２０４内に、当該液体タンク２０４内に貯留されている液体の液位から液量を検出する液量センサ１３が設けられている。

図１４は、本実施形態で、高精細印刷モードが入力された場合に、前記制御部６２で行われる演算処理のフローチャートである。高精細印刷モードでは、前述したように、一回の噴射で噴射される液体量を少なくして画素（ドット）単位の濃度を低くする制御が行われる。この演算処理では、まずステップＳ２１で、高精細印刷モードが入力されたか否かを判定し、高精細印刷モードが入力された場合にはステップＳ２２に移行し、そうでない場合にはステップＳ２５に移行する。
ステップＳ２２では、液量センサ１３で検出された液量を読込んでからステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２３では、ステップＳ２２で読込まれた液量に応じ、高精細印刷モードに適応する液体供給圧を設定してからステップＳ２４に移行する。具体的には、例えば予め記憶されている液体の基準量と液量センサで検出された液量を照合し、例えば検出されている液量が少ない場合には供給液体圧が低くなる傾向にあるので、予め記憶されている高精細印刷モード用の液体供給圧より少し高い圧力を液体供給圧に設定するとか、検出されている液量が多い場合には供給液体圧が高くなる傾向にあるので、予め記憶されている高精細印刷モード用の液体供給圧より少し低い圧力を液体供給圧に設定するなどの処理を行う。

ステップＳ２４では、前記ステップＳ２３で設定された高精細印刷モードに適応する液体供給圧が得られる液体タンク２０４の下降位置を算出し、液体供給圧が低くなるように液体タンク２０４の位置を当該下降位置に設定してからステップＳ２６に移行する。
一方、ステップＳ２５では、液体供給圧が低くなるように液体タンク２０４の位置を予め設定された下降位置に設定してからステップＳ２６に移行する。
ステップＳ２６では、ステップＳ２４又はステップＳ２５で設定された液体タンク２０４の位置が達成されるように圧力調整アクチュエータ１６に向けて制御信号を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、高精細印刷モードが入力されると、液体タンク２０４の位置が、通常モードよりも低い下降位置に移動されるので、液体タンク２０４からキャビティ（圧力室）２０２に供給される液体の圧力が低くなり、その結果、同じ駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）でも、一回の噴射で噴射される液体量を少なくすることができ、高精細印刷モードでも画素（ドット）単位の濃度が低い印刷を行うことができる。その際、液体タンク２０４内の液量に応じて変化するキャビティ（圧力室）２０２への液体供給圧を補償することが可能となり、これにより印刷モードに応じた適切な噴射液体量を達成することができる。なお、制御部６２では、どの液体をどの程度、過去に噴射したかを積算することができるので、その噴射積算値を液体タンク２０４の初期値から減ずれば、現在の液量を検出することができ、その液量を用いて、本実施形態を行うことも可能である。その場合、液量を直接検出するセンサは不要となる。つまり、この場合、制御部６２が液体タンク２０４の液体の量を検出する液量検出手段となる。

図１５には、圧力調整アクチュエータ１６による液体供給圧制御の第４実施形態を示す。本実施形態の圧力調整アクチュエータ１６は、前記第１実施形態と同様に、液体タンク２０４を上下方向に移動し、液体噴射ヘッド２のノズル面２ａと液体タンク２０４内の液体の上面との水頭値を調整することで、液体タンク２０４からキャビティ（圧力室）２０２への液体の供給圧を調整するものである。本実施形態では、液体噴射ヘッド２に、温度を検出する温度センサ１４が設けられている。

図１６は、本実施形態で、高速印刷モードが入力された場合に、前記制御部６２で行われる演算処理のフローチャートである。高速印刷モードでは、前述したように、一回の噴射で噴射される液体量を多くしてドット密度を高める制御が行われる。この演算処理では、まずステップＳ３１で、高速印刷モードが入力されたか否かを判定し、高速印刷モードが入力された場合にはステップＳ３２に移行し、そうでない場合にはステップＳ３５に移行する。
ステップＳ３２では、温度センサ１４で検出された温度を読込んでからステップＳ３３に移行する。

ステップＳ３３では、ステップＳ３２で読込まれた温度に応じ、高速印刷モードに適応する液体供給圧を設定してからステップＳ３４に移行する。具体的には、例えば予め記憶されている基準温度と温度センサで検出された温度を照合し、例えば検出されている温度が低い場合には粘度が高くなって一回に噴射される液体量が少なくなる傾向にあるので、予め記憶されている高速印刷モード用の液体供給圧より少し高い圧力を液体供給圧に設定するとか、検出されている温度が高い場合には粘度が低くなって一回に噴射される液体量が多くなる傾向にあるので、予め記憶されている高速印刷モード用の液体供給圧より少し低い圧力を液体供給圧に設定するなどの処理を行う。
ステップＳ３４では、前記ステップＳ３３で設定された高精細印刷モードに適応する液体供給圧が得られる液体タンク２０４の上昇位置を算出し、液体供給圧が高くなるように液体タンク２０４の位置を当該上昇位置に設定してからステップＳ３６に移行する。

一方、ステップＳ３５では、液体供給圧が低くなるように液体タンク２０４の位置を予め設定された下降位置に設定してからステップＳ３６に移行する。
ステップＳ３６では、ステップＳ３４又はステップＳ３５で設定された液体タンク２０４の位置が達成されるように圧力調整アクチュエータ１６に向けて制御信号を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、高速印刷モードが入力されると、液体タンク２０４の位置が、通常モードよりも高い上昇位置に移動されるので、液体タンク２０４からキャビティ（圧力室）２０２に供給される液体の圧力が高くなり、その結果、同じ駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）でも、一回の噴射で噴射される液体量を多くすることができ、高速印刷モードでもドット密度の高い印刷を行うことができる。その際、温度に応じて変化する液体の粘度を補償することが可能となり、これにより印刷モードに応じた適切な噴射液体量を達成することができる。

なお、前記実施形態では、液体タンク２０４からキャビティ（圧力室）２０２に供給される液体の圧力調整アクチュエータ１６として、液体タンク２０４の高さを調整してノズル面との水頭値を調整するものについて説明したが、本発明の圧力調整アクチュエータは、これに限定されるものではなく、例えば図１７に示すように、液体タンク２０４が、液体パックのように密閉且つ変形可能なものである場合、電動モータなどを圧力調整アクチュエータ１６とし、これに回転−直動変換機構を組合せて液体パックの容積を変更調整可能なものとしてもよく、そのようにすれば液体パックの容積を小さくすることで液体供給圧を高くすることができ、容積を大きくすることで液体供給圧を低くすることができる。

また、前記実施形態では、本発明の液体噴射型印刷装置をラインヘッド型の液体噴射型印刷装置に用いた場合についてのみ詳述したが、本発明の電力増幅装置は、マルチパス型の液体噴射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、圧力調整アクチュエータ１６により、液体タンク２０４の高さを調整することについて説明したが、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）などの各色の液体タンクのそれぞれに対して圧力調整アクチュエータ１６を設置して各色の液体タンクの高さを個別に調整したり、複数の液体タンクに共通する圧力調整アクチュエータ１６を設置して複数の液体タンクの高さを同時に調整したりしても構わない。

また、前記実施形態では、本発明の液体噴射型印刷装置をインクなどの液体を噴射するものに具体化したが、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。

本発明の液体噴射型印刷装置の一実施形態を示す概略構成正面図である。 図１の液体噴射型印刷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の液体噴射ヘッド内のノズルの概略構成図である。 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。 ノズルアクチュエータの駆動信号出力回路の一例を示すブロック図である。 圧力調整アクチュエータによる液体供給圧制御の第１実施形態を示す概略構成図である。 液体供給圧制御によって行われる噴射液体量の説明図である。 第１実施形態の液体供給圧制御で行われる演算処理のフローチャートである。 圧力調整アクチュエータによる液体供給圧制御の第２実施形態を示す概略構成図である。 第２実施形態の液体供給圧制御で行われる演算処理のフローチャートである。 圧力調整アクチュエータによる液体供給圧制御の第３実施形態を示す概略構成図である。 第３実施形態の液体供給圧制御で行われる演算処理のフローチャートである。 圧力調整アクチュエータによる液体供給圧制御の第４実施形態を示す概略構成図である。 第４実施形態の液体供給圧制御で行われる演算処理のフローチャートである。 圧力調整アクチュエータの他の実施形態を示す概略構成図である。

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、１２は圧力センサ、１３は液量センサ、１４は温度センサ、１６は圧力調整アクチュエータ、２２はノズルアクチュエータ、２５は駆動波形信号発生回路、２６は変調回路、２７はデジタル電力増幅器、２８はデジタル電力増幅回路、２９は平滑フィルタ、３０はゲートドライバ回路、３１はハーフブリッジＤ級出力段、６２は制御部、２０２はキャビティ（圧力室）、２０３はリザーバ、２０４は液体タンク（液体貯留部）、２０５は液体供給チューブ、２０６は開口部、２０７は振動板

Claims (4)

1. ノズルから液体を噴射して印刷を行う印刷装置であって、前記液体を貯留する液体貯留部と、前記液体貯留部に連通して液体が供給される圧力室と、前記圧力室に連通して液体を噴射する開口部と、前記圧力室に配設され且つ印加される駆動信号によって駆動して開口部から液体を噴射するアクチュエータと、前記液体貯留部から圧力室に供給される液体の供給圧を調整する液体供給圧調整部と、前記アクチュエータに駆動信号を印加すると共に、印刷状態を規定する印刷モード情報に応じて、前記液体供給圧調整部による液体の供給圧を制御する制御部とを備えたことを特徴とする液体噴射型印刷装置。
2. 前記液体貯留部から圧力室に供給される液体の供給圧を検出する圧力検出手段を備え、前記制御部は、前記圧力検出手段で検出された液体の供給圧に基づいて、前記液体供給圧調整部による液体の供給圧を制御することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射型印刷装置。
3. 前記液体貯留部内の液体の量を検出する液量検出手段を備え、前記制御部は、前記液量検出手段で検出された液体の量に基づいて、前記液体供給圧調整部による液体の供給圧を制御することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射型印刷装置。
4. 温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御部は、前記温度検出手段で検出された温度に基づいて、前記液体供給圧調整部による液体の供給圧を制御することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射型印刷装置。

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