JP2012214018A - インクジェットヘッドの駆動方法および駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動ノズルと、駆動ノズル以外の非駆動ノズルとの温度差を極力少なくすることができ、描画処理中のインクジェットヘッドの温度変化を抑えることができる。
【解決手段】複数の吐出ノズル４６に連なるインク吐出のための圧電素子部への駆動波形の印加に伴って発熱する性質を有するインクジェットヘッドの駆動方法であって、描画データに基づいて、インク吐出する吐出ノズル４６である駆動ノズルに対し、所定の駆動周期で、インク吐出を伴う駆動波形である吐出波形を印加し、駆動ノズル以外の吐出ノズル４６である非駆動ノズルに対し、上記駆動周期で、インク吐出を伴わない駆動波形である不吐出波形を印加する。
【選択図】図５

Description

本発明は、描画データに基づいて、複数の吐出ノズルからインクを選択的に吐出して記録を行うインクジェットヘッドの駆動方法および駆動装置に関するものである。

従来、インクジェットヘッドの駆動装置として、複数の吐出ノズルから液滴を吐出するための駆動波形を生成する駆動信号生成部と、各吐出ノズルの吐出の有無を示したデータ列を保持するデータ保持部と、データ列に基づいて、吐出波形を印加する駆動ノズルを選択するセレクターと、を備えたものが知られている（特許文献１参照）。各吐出ノズルは、ノズル駆動部を有しており、当該ノズル駆動部に吐出波形が印加されることで、液滴を吐出する。

特開２００４−２６２０５７号公報

ところで、インクジェットヘッドでは、吐出ノズルのノズル駆動部に駆動波形を印加した際、ノズル駆動部の駆動に伴って熱が発生し、吐出ノズル周りの温度が上昇する。そのため、駆動波形を印加し駆動した吐出ノズルと、駆動波形を印加せず駆動しなかった吐出ノズルとでは、温度に差が生じてしまうという問題があった。吐出ノズルの温度に伴って、吐出するインクの粘度が変化するため、温度差によって吐出量に差が生じてしまい、精度良く描画処理を行うことができない。
また、描画処理を継続しているとノズル駆動部の駆動に伴って発生する熱の蓄積により、インクジェットヘッドの温度は描画処理開始時と比較して上昇していく。さらに、インクジェットヘッドの温度が変化することにより、インクジェットヘッド内のインクの温度も変化し、インクの粘度も変化してしまう。そのため、描画処理開始時と継続描画処理中では、吐出量に差が生じてしまい、濃度の違いが発生し、品質が安定しない。

本発明は、駆動ノズルと、駆動ノズル以外の非駆動ノズルとの温度差を極力少なくすることができ、描画処理中のインクジェットヘッドの温度変化を抑えることができるインクジェットヘッドの駆動方法および駆動装置を提供することを課題としている。

本発明のインクジェットヘッドの駆動方法は、複数の吐出ノズルを有し、各吐出ノズルに連なる圧電素子部への駆動波形の印加に伴って発熱する性質を有するインクジェットヘッドの駆動方法であって、描画データに基づいて、インク吐出する吐出ノズルである駆動ノズルに対し、所定の駆動周期で、インク吐出を伴う駆動波形である吐出波形を印加し、駆動ノズル以外の吐出ノズルである非駆動ノズルに対し、駆動周期で、インク吐出を伴わない駆動波形である不吐出波形を印加し、複数の吐出ノズルが形成されたノズルプレートの任意の箇所の温度が描画処理中において一定となるように圧電素子部へ駆動波形を印加することを特徴とする。

この場合、前記描画処理中において前記ノズルプレートの任意の箇所の温度が一定となるように、吐出開始時に予め前記インクジェットヘッドの温度を上昇させることが好ましい。

この場合、上記同一熱量となるように、不吐出波形を、１の駆動周期を分周して複数パルス印加することが好ましい。

本発明のインクジェットヘッドの駆動装置は、複数の吐出ノズルを有し、各吐出ノズルに連なる圧電素子部への駆動波形の印加に伴って発熱する性質を有するインクジェットヘッドの駆動装置であって、インク吐出を伴う駆動波形である吐出波形と、インク吐出を伴わない駆動波形である不吐出波形とを生成する駆動波形生成部と、生成した吐出波形および生成した不吐出波形を、所定の駆動周期で圧電素子部に印加する印加制御部と、を備え、印加制御部は、描画データに基づいて、インク吐出する吐出ノズルである駆動ノズルに対し、吐出波形を印加し、駆動ノズル以外の吐出ノズルである非駆動ノズルに対し、不吐出波形を印加し、複数の吐出ノズルが形成されたノズルプレートの任意の箇所の温度が描画処理中において一定となるように前記圧電素子部へ前記駆動波形を印加することを特徴とする。

これらの構成によれば、描画データに基づいて、駆動ノズル以外の吐出ノズルである非駆動ノズルに対し、不吐出波形を印加することで、非駆動ノズルも、駆動ノズルと同様に発熱する。そのため、どのような描画データに基づいても、複数の吐出ノズルが形成されたノズルプレートの任意の箇所の温度を描画処理中において一定となるようにすることができる。別の言い方をすると、インクジェットヘッド内のインクの温度を、描画処理中、あまり変動させずに安定させることができる。ひいては、描画処理中に、各吐出ノズルのインクの吐出量や吐出速度を安定させることができる。

上記のインクジェットヘッドの駆動方法において、吐出波形の印加電圧に対し、不吐出波形の印加電圧が５％以上８０％以下であり、且つ１の駆動周期における不吐出波形の印加パルス数が２以上であることが好ましい。

不吐出波形の印加電圧が５％未満であると、１パルスの発熱量が低すぎるため、上記発熱量に必要な印加パルス数が著しく大きくなってしまう。よって、１の駆動周期に収まらなくなるという問題や、圧電素子部に不具合が生じる可能性が高くなるという問題等が発生する。一方、不吐出波形の印加電圧が８０％を超えると、インクが吐出されてしまう虞がある。
上記の構成によれば、このような問題を考慮した最適な条件で、不吐出波形を設計することで、非駆動ノズルに対し適切な発熱処理を行うことができる。

上記のインクジェットヘッドの駆動方法において、１の駆動周期において、吐出波形と不吐出波形とがタイミングをずらして印加されることが好ましい。

吐出波形の駆動と、不吐出波形の駆動とを同一タイミングで実施すると、不吐出波形の駆動による影響が、吐出波形の駆動に出てしまうので、駆動ノズルの駆動を精度良く行うことができないという問題がある。
これに対し、上記の構成によれば、吐出波形と不吐出波形とをタイミングをずらして印加することにより、不吐出波形の駆動による影響が抑制することができ、駆動ノズルの駆動を精度良く行うことができる。また、吐出波形と不吐出波形とを一体に連ねて生成することができるため、単一の駆動波形生成回路により、両吐出波形を生成することができる。なお、吐出波形より不吐出波形を早いタイミングで印加する構成であっても良いし、遅いタイミングで印加する構成であっても良い。

上記のインクジェットヘッドの駆動方法において、１の駆動周期において、吐出波形と不吐出波形とがタイミングを合わせて印加されることが好ましい。

これらの構成によれば、１の駆動周期において、吐出波形と不吐出波形とを、タイミングを合わせて印加することで、駆動ノズルと非駆動ノズルとで発熱するタイミングが同じタイミングとなる。よって、駆動ノズルと非駆動ノズルとをより同じ状態にすることができ、より厳密に温度の均一状態を維持することができる。また、駆動周期を短くすることができるため、高密度、または単位時間当たりの吐出数を向上することができ、描画処理をより精度良く行うことができる。

上記のインクジェットヘッドの駆動装置において、駆動波形生成部は、吐出量「中」の駆動ノズルに印加する第１吐出波形と、吐出量「小」の駆動ノズルに印加する第２吐出波形と、第１吐出波形に対応する第１不吐出波形と、第２吐出波形に対応する第２不吐出波形と、を生成すると共に、各駆動周期において、第１吐出波形と第２不吐出波形とを一体に連ねて生成する第１駆動波形生成回路と、各駆動周期において、第１不吐出波形と第１吐出波形とを一体に連ねて生成する第２駆動波形生成回路と、を有し、１の駆動周期において、第１吐出波形と第１不吐出波形とが、タイミングを合わせて印加され、第２吐出波形と第２不吐出波形とが、タイミングを合わせて印加されることが好ましい。

この構成によれば、吐出量の異なる吐出波形の駆動に合わせて、発熱量の異なる不吐出波形を駆動するため、吐出量を変えても、複数の吐出ノズルにおける温度の均一状態を維持することができる。また、吐出波形と不吐出波形とを、タイミングを合わせて印加することで、発熱するタイミングを同タイミングにすることができると共に、駆動周期を短くすることができるため、高密度、または単位時間当たりの吐出数を向上することができ、描画処理をより精度良く行うことができる。さらに、第１吐出波形および第２不吐出波形、第１不吐出波形および第２吐出波形を一体に連ねて生成することができるため、駆動波形生成部を簡単な構成にすることができる。なお、１の駆動周期において、任意の吐出ノズルの圧電素子部に、吐出量「小」の駆動波形と、吐出量「中」の駆動波形とを印加することで、吐出量「大」の吐出を行う構成であっても良い。すなわち、３段階の吐出量制御を行うことができる。

実施形態に係るインクジェット記録装置を示した平面模式図である。 インクジェットヘッドを示した斜視図である。 インクジェットヘッドの内部構造を示した模式図である。 第１実施形態の制御装置を示した制御ブロック図である。 （ａ）は、第１実施形態の駆動波形および分割信号を示した図である。（ｂ）は、第２実施形態の駆動波形を示した図である。（ｃ）は、第３実施形態の駆動波形および分割信号を示した図である。 第２実施形態の制御装置を示した制御ブロック図である。 第３実施形態の制御装置を示した制御ブロック図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの駆動方法を適用したインクジェット記録装置１について説明する。このインクジェット記録装置１は、描画データに基づいて、複数の吐出ノズル４６から所定の駆動周期でインクを選択的に吐出して描画（記録）を行う装置である。図１に示すように、インクジェット記録装置１は、機台２と、機台２上の全域に広く載置され、インクジェットヘッド１１を搭載した描画装置３と、機台２上で描画装置３に添設されたメンテナンス装置４と、各部を制御する制御装置（インクジェットヘッドの駆動装置）５（図４参照）と、を備えている。インクジェット記録装置１は、メンテナンス装置４によりインクジェットヘッド１１のメンテナンス処理（機能維持・回復）を行うと共に、描画装置３によりワークＷ（記録媒体）上にインクを吐出させる描画動作を行うようにしている。なお、本発明は、特に、温度によって粘度や体積が変化するインクに対して有効である。このようなインクとしては、紫外線で硬化するＵＶインクや、各種溶媒中に染料、顔料、または、機能性材料などが含まれたインク等が挙げられる。

描画装置３は、機台２上に配設され、ワークＷをＸ軸方向に移動自在に載置するＸ軸テーブル２２と、一対の支柱２９を介してＸ軸テーブル２２を跨ぐように架け渡され、Ｘ軸方向に直交するＹ軸方向に延在したＹ軸テーブル２３と、Ｙ軸テーブル２３にＹ軸方向に移動自在に吊設されたキャリッジユニット１５と、を有している。キャリッジユニット１５は、キャリッジプレート１５ａと、キャリッジプレート１５ａに下向きに搭載したインクジェットヘッド１１と、を備えている。本実施形態のインクジェットヘッド１１には、常温で粘度の高いインクが導入される。

Ｘ軸テーブル２２は、Ｘ軸方向の駆動系を構成するモーター駆動のＸ軸スライダー２４を有し、これに吸着テーブル２６およびθテーブル２７等から成るセットテーブル２５を移動自在に搭載して構成されている。同様に、Ｙ軸テーブル２３は、Ｙ軸方向の駆動系を構成するモーター駆動のＹ軸スライダー２８を有し、これに上記のキャリッジユニット１５を移動自在に搭載して構成されている。そして、Ｙ軸テーブル２３は、これに搭載したキャリッジユニット１５を、Ｘ軸テーブル２２の直上部に位置する描画エリア３１と、メンテナンス装置４の直上部に位置するメンテナンスエリア３２との相互間で、適宜移動させる。また、Ｙ軸テーブル２３は、描画エリア３１上のワークＷにインクジェットヘッド１１を臨ませて、インクジェットヘッド１１を主走査する。

このように構成されたインクジェット記録装置１は、メンテナンス装置４によりインクジェットヘッド１１に対し適宜メンテナンス処理を行うと共に、描画装置３によりワークＷに描画動作を行うようにしている。すなわち、描画装置３は、制御装置５による制御を受けながら、ワークＷをＸ軸テーブル２２によりＸ軸方向に間欠的に送り（副走査）、これに同期してＹ軸テーブル２３によりインクジェットヘッド１１をＹ軸方向に往復動させる（主走査）と共に、描画データに基づいて、インクジェットヘッド１１を所定の駆動周期でインクを選択的に駆動して、ワークＷに描画を行うようになっている。

図２に示すように、インクジェットヘッド１１は、複数の接続針を有するインク導入部４１と、インク導入部４１に連なるヘッド基板４２と、ヘッド基板４２に連なるポンプ部４３と、ポンプ部４３に連なるノズルプレート４５と、を備えている。ノズルプレート４５のノズル面ＮＦには、複数列のノズル列ＮＬが相互に平行に列設されており、各ノズル列ＮＬは、等ピッチで並べた１８０個の吐出ノズル４６で構成されている。

図３に模式的に示すように、ポンプ部４３は、接着フィルム４３ａ上に設置され、各吐出ノズル４６に連なるインク吐出のための各圧電素子（圧電素子部）４３ｂと、接着フィルム４３ａとノズルプレート４５とを接合して、各吐出ノズル４６に対応する圧力室４３ｄを構成する各シリコンキャビティ４３ｃと、で構成されている。また、ポンプ部４３には、圧力室４３ｄに供給するためのインクを溜めると共に各接続針に連通する共通室４３ｅと、各圧力室４３ｄと共通室４３ｅとをつなぐ供給路４３ｆと、が形成されている。そして、各圧力室４３ｄは、各吐出ノズル４６（圧電素子４３ｂ）に対応し、各吐出ノズル４６に連通している。

図２に示すように、ヘッド基板４２には、制御装置５に連なるフレキシブルフラットケーブル（図示省略）が接続されている。そして、制御装置５から出力された駆動波形（厳密には、後述の吐出波形）が各ポンプ部４３（各圧電素子４３ｂ）に印加されることで、各吐出ノズル４６からインクが吐出される。なお、圧電素子４３ｂは、駆動波形の印加に伴って発熱する性質を有している。詳細は後述するが、これに対し、本インクジェット記録装置１では、インク吐出する駆動ノズル以外の吐出ノズル４６（非駆動ノズル）の圧電素子４３ｂにも、駆動波形（後述の不吐出波形）を印加することで、駆動ノズルと非駆動ノズルとの発熱量の相違を極力なくするように、構成されている。

また、駆動波形の印加に伴って圧電素子４３ｂが発熱すると、インクジェットヘッド１１の温度が上昇することとなる。しかし、インクジェットヘッド１１は、同時に、インクジェットヘッド１１を支持している部材等への熱伝導、周囲環境への放熱、または、インク吐出により吐出されたインクが奪っていく熱、等により損失する熱もある。描画処理を継続していると、描画処理開始時と比べて描画処理継続中のインクジェットヘッド１１の温度は上昇するが、インクジェットヘッド１１の温度が上昇するほど、インクジェットヘッド１１と周囲等との温度勾配が大きくなり、インクジェットヘッド１１から周囲等へ熱が移る速度も速くなる。そのため、単位時間当たりの発熱量が一定の状態に対して、単位時間当たりの熱損失量が増加し、インクジェットヘッド１１は、ある温度以降、発熱量と熱損失量が略等しくなる。結果として、インクジェットヘッド１１の温度は、上昇せずに一定となる。

次に図４を参照して、制御装置５について説明する。制御装置５は、描画データ生成部５１と、タイミング生成部５２と、駆動波形生成部５３と、波形選択出力部５４と、スイッチ群５６と、を有している。なお、請求項にいう「印加制御部」は、波形選択出力部５４およびスイッチ群５６により、構成されている。

描画データ生成部５１は、主走査移動時の各駆動周期における各吐出ノズル４６の吐出の有無を示した描画データを記憶する。厳密には、描画データは、１８０個の吐出ノズル４６毎の、主走査移動における各駆動周期に対する吐出の有無を示す有無データを含んでいる。すなわち、有無データを各着弾位置に対応して配列したデータであり、Ｘ軸を吐出ノズル４６（ノズル番号）に対応付け、Ｙ軸を駆動周期に対応づけたデータとなっている。なお、駆動周期は、主走査移動の往動もしくは復動を複数個に分割して構成した周期であり、吐出ノズル４６の駆動タイミングを示すためのものである。

タイミング生成部５２は、Ｙ軸テーブル２３に搭載されたリニアエンコーダー５９からのエンコーダー信号（パルス信号）を受けて、ラッチ信号を出力する。タイミング生成部５２が出力した複数のラッチ信号の各間隔が各駆動周期となる。例えば、エンコーダー信号の所定パルス数毎に１のラッチ信号を出力する。エンコーダー信号のパルス数は、キャリッジユニット１５の初期位置からの移動量（移動位置）に対応するものであるため、キャリッジユニット１５の移動量に対応して、ラッチ信号を出力することができる。

駆動波形生成部５３は、吐出ノズル４６の圧電素子４３ｂに印加する駆動波形を生成する。具体的には、駆動波形生成部５３は、駆動波形を生成し出力する駆動波形生成回路６１と、駆動周期を分割した分割信号を生成し出力する分割信号生成回路６２と、を有している。ここで図５（ａ）を参照して、駆動波形および分割信号について詳しく説明する。図５（ａ）は、１の駆動周期における駆動波形および分割信号を示した図である。図５（ａ）に示すように、駆動波形生成回路６１は、１の駆動周期単位の駆動波形として、駆動ノズルに印加するインク吐出を伴う駆動波形である吐出波形と、非駆動ノズルに印加するインク吐出を伴わない駆動波形である不吐出波形（発熱波形）と、を一体に連ねて生成する。すなわち、１の駆動周期において、吐出波形と不吐出波形とがタイミングをずらして生成される。そのため、圧電素子４３ｂには、吐出波形と不吐出波形とがタイミングをずらして印加される。一方、分割信号生成回路６２は、１の駆動周期を２分し、吐出波形と不吐出波形とを分割するタイミングで分割信号を生成する。駆動波形生成回路６１は、ラッチ信号を受けて、駆動周期毎に上記一連の駆動波形を生成し、圧電素子４３ｂに出力する。一方、分割信号生成回路６２は、ラッチ信号を受けて、駆動周期毎に上記分割信号を生成し、スイッチ群５６に出力する。

吐出波形は、インクを吐出するための駆動波形であり、台形波で構成されている。一方、不吐出波形は、インクを吐出せずに、圧電素子４３ｂを発熱するための駆動波形であり、１の駆動周期内で複数パルスに分周して生成されている。さらに、不吐出波形は、印加による圧電素子４３ｂの発熱量が、吐出波形の印加による圧電素子４３ｂの発熱量と、吐出ノズル４６から吐出される液滴によって奪われる熱分を引いて同一熱量のとなるように設計されている。すなわち、インクジェットヘッド１１の全ての吐出ノズル４６の圧電素子４３ｂに、吐出波形を印加して、インクを吐出した時の発熱量（上昇温度）を予め測定しておき、この測定した発熱量（上昇温度）となるように、不吐出波形が設計される。また、不吐出波形は、印加条件として、吐出波形の印加電圧に対し、当該不吐出波形の印加電圧が５％以上８０％以下とし、１の駆動周期における当該不吐出波形の印加パルス数が２以上とする。
なお、インクジェットヘッド１１の温度は、圧電素子４３ｂが発する熱の他に、圧電素子を駆動させるための回路等が発する熱の影響も受ける。そのため、インクジェットヘッド１１に係わる発熱量は、回路等が発する熱を含めて調整することが好ましい。

波形選択出力部５４は、駆動周期毎に描画データをデコードして、駆動周期単位の有無データを抽出し、さらに各吐出ノズル４６の有無データに基づいて、スイッチ群５６に波形ポジション選択データを出力する。波形ポジション選択データは、任意の吐出ノズル４６に対し、１の駆動周期において、先後どちらの駆動波形を印加するかを示すデータである。波形選択出力部５４は、任意の吐出ノズル４６の有無データが、吐出「有」である場合（吐出ノズル４６が駆動ノズルである場合）には、当該吐出ノズル４６に対し、先側の駆動波形（吐出波形）を印加する旨の情報を出力し、任意の吐出ノズル４６の有無データが、吐出「無」である場合（吐出ノズル４６が非駆動ノズルである場合）には、当該吐出ノズル４６に対し、後側の駆動波形（不吐出波形）を印加する旨の情報を出力する。

スイッチ群５６は、波形ポジション選択データ、ラッチ信号および分割信号に基づいて、各圧電素子４３ｂ（各吐出ノズル４６）に対する駆動波形の転送のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。すなわち、任意の吐出ノズル４６における波形ポジション選択データが、先側の駆動波形を印加する旨の情報を有している場合には、ラッチ信号を受けて、当該吐出ノズル４６に対する転送をＯＮにし、その後分割信号を受けて、当該吐出ノズル４６に対する転送をＯＦＦにする。すなわち、先側の駆動波形（吐出波形）のみを圧電素子４３ｂに印加する。一方、任意の吐出ノズル４６における波形ポジション選択データが、後側の駆動波形を印加する旨の情報を有している場合には、ラッチ信号を受けて、当該吐出ノズル４６に対する転送をＯＦＦにし、その後分割信号を受けて、当該吐出ノズル４６に対する転送をＯＮにする。すなわち、後側の駆動波形のみを圧電素子４３ｂに印加する。

描画処理では、主走査に伴って駆動周期毎に、駆動波形生成部５３により、駆動波形が出力すると共に、波形選択出力部５４により、描画データに基づいて、スイッチ群５６に各吐出ノズル４６に対する波形ポジション選択データを出力する。これを受けたスイッチ群５６は、波形ポジション選択データに基づいて、先後の駆動波形を選択することで、駆動ノズルに対して吐出波形を印加し、非駆動ノズルに対し不吐出波形を印加する。

また、描画データは、様々な吐出パターンに基づいている場合があり、各駆動周期で吐出ノズル４６の有無データは、吐出「有」と吐出「無」の割合が大きく変動することがある。このような場合に、少なくとも吐出可能な全ての駆動周期毎に、吐出波形または不吐出波形を印加することが好ましい。極端な例では、吐出に使用している全ての吐出ノズル４６に対する有無データが吐出「無」である場合に、吐出に使用している全ての吐出ノズル４６に対して、不吐出波形を印加する。これにより、どのような描画データに基づいて吐出しても、駆動周期毎の発熱量が一定となり、描画処理中において、インクジェットヘッド１１の温度は、安定した状態を保つことができる。

なお、予め描画処理開始時に、インクジェットヘッド１１の温度を、発熱量と熱損失量が一定となる温度に上昇させておくと良い。これにより、描画処理中のインクジェットヘッド１１の温度は、常に一定となるため、インクの粘度が変化せず、吐出量が安定し、描画処理開始時と継続描画処理中で、濃度差も生じないので、品質が安定する。

次に、図６および図５（ｂ）を参照して、第２実施形態のインクジェット記録装置１について特に異なる部分のみ説明する。図６に示すように、インクジェット記録装置１の制御装置５において、駆動波形生成部５３は、吐出波形を生成し出力する吐出波形生成回路７１と、不吐出波形を生成し出力する不吐出波形生成回路７２と、を有している。図５（ｂ）に示すように、吐出波形および不吐出波形は、タイミングを合わせて生成され、印加される。

また、波形選択出力部５４は、波形ポジション選択データに代えて、波形選択データを出力する。波形選択データは、どの波形生成回路７１、７２からの駆動波形を印加するかを示すデータである。波形選択出力部５４は、任意の吐出ノズル４６の有無データが、吐出「有」である場合（吐出ノズル４６が駆動ノズルである場合）には、当該吐出ノズル４６に対し、吐出波形生成回路７１の駆動波形（吐出波形）を印加する旨の情報を出力し、任意の吐出ノズル４６の有無データが、吐出「無」である場合には、当該吐出ノズル４６に対し、不吐出波形生成回路７２の駆動波形（不吐出波形）を印加する旨の情報を出力する。

これに対し、スイッチ群５６は、当該波形選択データと、ラッチ信号とに基づいて、各圧電素子４３ｂ（各吐出ノズル４６）に対する駆動波形の転送のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。すなわち、任意の吐出ノズル４６における波形選択データが、吐出波形生成回路７１の駆動波形（吐出波形）を印加する旨の情報を有している場合には、ラッチ信号を受けて、吐出波形生成回路７１からの駆動波形における吐出ノズル４６に対する転送をＯＮにし、不吐出波形生成回路７２の駆動波形における吐出ノズル４６に対する転送をＯＦＦにする。すなわち、吐出波形生成回路７１からの駆動波形（吐出波形）を、吐出ノズル４６に印加する。一方、任意の吐出ノズル４６における波形選択データが、不吐出波形生成回路７２の駆動波形（不吐出波形）を印加する旨の情報を有している場合には、吐出波形生成回路７１からの駆動波形における吐出ノズル４６に対する転送をＯＦＦにし、不吐出波形生成回路７２の駆動波形における吐出ノズル４６に対する転送をＯＮにする。すなわち、不吐出波形生成回路７２からの駆動波形（不吐出波形）を、吐出ノズル４６に印加する。このように、スイッチ群５６は、波形選択データに基づいて、波形生成回路７１、７２を選択することで、駆動ノズルに対して吐出波形を印加し、非駆動ノズルに対し不吐出波形を印加する。

次に図７および図５（ｃ）を参照して、第３実施形態のインクジェット記録装置１について特に異なる部分のみ説明する。図７に示すように、インクジェット記録装置１の制御装置５において、描画データ生成部５１は、描画データに、吐出量の大小、発熱量の大小のデータを付与して生成する。具体的には、各吐出ノズル４６の有無データに対し、吐出「有」である場合（駆動ノズルである場合）には、吐出量の大小（吐出量「大」、吐出量「中」もしくは吐出量「小」）のデータを付与し、吐出「無」である場合（非駆動ノズルである場合）には、発熱量の大小（発熱量「大」、発熱量「中」もしくは発熱量「小」）のデータを付与する。

一方、駆動波形生成部５３は、第１駆動波形生成回路７３と、第２駆動波形生成回路７４と、上記分割信号生成回路６２と、を有している。図５（ｃ）に示すように、第１駆動波形生成回路７３は、吐出量「中」の駆動ノズルに印加する第１吐出波形と、発熱量「小」の非駆動ノズルに印加する第２不吐出波形と、を一体に連ねて生成する。第２駆動波形生成回路７４は、発熱量「中」の非駆動ノズルに印加する第１不吐出波形と、吐出量「小」の駆動ノズルに印加する第２吐出波形と、を一体に連ねて生成する。そして、１の駆動周期におけて、第１吐出波形と第１不吐出波形とは、タイミングを合わせて生成・印加され、第２吐出波形と第２不吐出波形とは、タイミングを合わせて生成・印加される。

第１吐出波形は、吐出量「中」に設定された吐出量だけ、インクを吐出するための駆動波形である。第２吐出波形は、吐出量「小」に設定された吐出量だけ、インクを吐出するための駆動波形である。第１不吐出波形は、第１吐出波形の印加による圧電素子４３ｂの発熱量と同一熱量となるように、圧電素子４３ｂを発熱するための駆動波形である。第２不吐出波形は、第２吐出波形の印加による圧電素子４３ｂの発熱量と同一熱量となるように、圧電素子４３ｂを発熱するための駆動波形である。

また、波形選択出力部５４は、描画データに基づいて、波形ポジション選択データおよび波形選択データを出力する。これに対し、スイッチ群５６は、波形ポジション選択データと、波形選択データと、ラッチ信号と、分割信号と、に基づいて、各圧電素子４３ｂ（各吐出ノズル４６）に対する駆動波形の転送のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。これにより、スイッチ群５６は、第１吐出波形、第２吐出波形、第１不吐出波形および第２不吐出波形を選択的に、各圧電素子４３ｂに印加する。具体的には、吐出量「小」の駆動ノズルに対し、第２吐出波形を印加し、吐出量「中」の駆動ノズルに対し、第１吐出波形を印加する。さらに、吐出量「大」の駆動ノズルに対し、第１吐出波形および第２吐出波形を印加する。一方、発熱量「小」の非駆動ノズルに対し、第２不吐出波形を印加し、一方、発熱量「中」の非駆動ノズルに対し、第１不吐出波形を印加する。さらに、発熱量「大」の非駆動ノズルに対し、第１不吐出波形および第２不吐出波形を印加する。

以上の各実施形態の構成によれば、描画データに基づいて、非駆動ノズルに対し、不吐出波形を印加することで、駆動ノズルと非駆動ノズルとの間での温度差を極力少なくすることができる。別の言い方をすると、駆動ノズルとの発熱と非駆動ノズルの発熱とを均一化することができる。ひいては、描画処理中に、複数の吐出ノズル４６における発熱の均一状態を維持することができ、インクの吐出量や吐出速度を均一化することができる。

なお、インクジェットヘッド１１は、周辺部に比べて中央部の温度が高くなり易く、ノズルプレート４５のノズル面ＮＦの温度を測定すると、ノズル面ＮＦの周辺部より中央部の温度が高くなる傾向である。ノズルプレート４５の温度は、比較的に、インクジェットヘッド１１内のインクの温度に近いため、中央部のインクの温度の方が周辺部に比べて高いと言える。ただし、各吐出ノズル４６に対応する発熱量が一定であれば、場所によって温度差を持つとしても、温度差を持ったまま、継続描画処理中のインクジェットヘッド１１の温度は安定するため、各吐出ノズル４６からのインクの吐出量も変動が少ない。そのため、ノズルプレート４５の温度は、任意の箇所で測定した場合に、描画処理中に亘って一定を保つことが好ましい。

また、吐出波形の印加電圧に対し、不吐出波形の印加電圧が５％以上８０％以下とし、且つ１の駆動周期における不吐出波形の印加パルス数が２以上とすることで、印加電圧および印加パルス数を最適化することができ、非駆動ノズルに対し適切な発熱処理を行うことができる。

また、第１実施形態によれば、吐出波形と不吐出波形とをタイミングをずらして印加することにより、不吐出波形の駆動による影響が抑制することができ、駆動ノズルの駆動を精度良く行うことができる。また、吐出波形と不吐出波形とを一体に連ねて生成することができるため、単一の駆動波形生成回路６１により、両吐出波形を生成することができる。

さらに、第２実施形態によれば、１の駆動周期において、吐出波形と不吐出波形とを、タイミングを合わせて印加することにより、駆動ノズルと非駆動ノズルとで発熱するタイミングが同じタイミングとなる。よって、駆動ノズルと非駆動ノズルとをより同じ状態にすることができ、より厳密に温度の均一状態を維持することができる。また、駆動周期を短くすることができるため、高密度、または単位時間当たりの吐出数を向上することができ、描画処理をより精度良く行うことができる。

またさらに、第３実施形態によれば、吐出量の異なる吐出波形の駆動に合わせて、発熱量の異なる不吐出波形を駆動するため、吐出量を変えても、複数の吐出ノズル４６における温度の均一状態を維持することができる。また、吐出波形と不吐出波形とを、タイミングを合わせて印加することで、発熱するタイミングを同タイミングにすることができると共に、駆動周期を短くすることができるため、高密度、または単位時間当たりの吐出数を向上することができ、描画処理をより精度良く行うことができる。さらに、第１吐出波形および第２不吐出波形、第１不吐出波形および第２吐出波形を一体に連ねて生成することができるため、駆動波形生成部５３を簡単な構成にすることができる。

なお、本実施形態においては、吐出波形および不吐出波形を、台形波で構成したが、これに限るものではなく。例えば、吐出波形のみ台形波とし、不吐出波形を発熱に適した別の形態に設計する構成であっても良い。また、不吐出波形は、吐出波形と同一熱量に発熱可能なものであれば、１の駆動周期で複数パルス分周するものに限らず、１の駆動周期に対し１パルスの不吐出波形を生成・印加する構成であっても良い。

また、第３実施形態においては、駆動波形生成回路７３、７４を２個設け、３段階の吐出量制御を行う構成としたが、駆動波形生成回路７３、７４の個数を増やし、より多い段階数で吐出量制御を行う構成としても良い。

５：制御装置、 １１：インクジェットヘッド、 ４３ｂ：圧電素子、 ４６：吐出ノズル、 ５３：駆動波形生成部、 ５４：波形選択出力回路、 ５６：スイッチ群、 ６１：駆動波形生成回路、 ７１：吐出波形生成回路、 ７２：不吐出波形生成回路、 ７３：第１駆動波形生成回路、 ７４：第２駆動波形生成回路。

Claims (9)

1. 複数の吐出ノズルを有し、前記各吐出ノズルに連なる圧電素子部への駆動波形の印加に伴って発熱する性質を有するインクジェットヘッドの駆動方法であって、
   描画データに基づいて、インク吐出する前記吐出ノズルである駆動ノズルに対し、所定の駆動周期で、インク吐出を伴う前記駆動波形である吐出波形を印加し、前記駆動ノズル以外の前記吐出ノズルである非駆動ノズルに対し、前記駆動周期で、インク吐出を伴わない前記駆動波形である不吐出波形を印加し、
   前記複数の吐出ノズルが形成されたノズルプレートの任意の箇所の温度が、描画処理中において一定となるように前記圧電素子部へ前記駆動波形を印加することを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
2. 前記描画処理中において前記ノズルプレートの任意の箇所の温度が一定となるように、吐出開始時に予め前記インクジェットヘッドの温度を上昇させることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
3. 前記描画データは、様々な吐出パターンを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
4. 前記同一熱量となるように、前記不吐出波形を、１の前記駆動周期を分周して複数パルス印加することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
5. 前記吐出波形の印加電圧に対し、前記不吐出波形の印加電圧が５％以上８０％以下であり、
   且つ１の前記駆動周期における前記不吐出波形の印加パルス数が２以上であることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
6. １の前記駆動周期において、前記吐出波形と前記不吐出波形とがタイミングをずらして印加されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
7. １の前記駆動周期において、前記吐出波形と前記不吐出波形とがタイミングを合わせて印加されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
8. 複数の吐出ノズルを有し、前記各吐出ノズルに連なる圧電素子部への駆動波形の印加に伴って発熱する性質を有するインクジェットヘッドの駆動装置であって、
   インク吐出を伴う前記駆動波形である吐出波形と、インク吐出を伴わない前記駆動波形である不吐出波形とを生成する駆動波形生成部と、
   生成した前記吐出波形および生成した前記不吐出波形を、所定の駆動周期で前記圧電素子部に印加する印加制御部と、を備え、
   前記印加制御部は、描画データに基づいて、インク吐出する前記吐出ノズルである駆動ノズルに対し、前記吐出波形を印加し、前記駆動ノズル以外の前記吐出ノズルである非駆動ノズルに対し、前記不吐出波形を印加し、
   前記複数の吐出ノズルが形成されたノズルプレートの任意の箇所の温度が、描画処理中において一定となるように前記圧電素子部へ前記駆動波形を印加することを特徴とするインクジェットヘッドの駆動装置。
9. 前記駆動波形生成部は、吐出量「中」の駆動ノズルに印加する第１吐出波形と、吐出量「小」の駆動ノズルに印加する第２吐出波形と、前記第１吐出波形に対応する第１不吐出波形と、前記第２吐出波形に対応する第２不吐出波形と、を生成すると共に、
   前記各駆動周期において、前記第１吐出波形と第２不吐出波形とを一体に連ねて生成する第１駆動波形生成回路と、
   前記各駆動周期において、前記第１不吐出波形と第１吐出波形とを一体に連ねて生成する第２駆動波形生成回路と、を有し、
   １の前記駆動周期において、前記第１吐出波形と前記第１不吐出波形とが、タイミングを合わせて印加され、前記第２吐出波形と前記第２不吐出波形とが、タイミングを合わせて印加されることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットヘッドの駆動装置。

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