JP2017052153A - 液体を吐出する装置、駆動波形生成装置、ヘッド駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動波形の波形長の増加を抑えつつ滴体積を増加することができる液体を吐出する装置を提供する。
【解決手段】連続する２つの駆動パルスＰａ、Ｐｂを生成出力し、駆動パルスＰａは、個別液室を膨張させる膨張波形要素ａ１と、膨張された個別液室を収縮させて液体をさせる収縮波形要素ｃ１を含み、駆動パルスＰｂは、個別液室を膨張させる膨張波形要素ａ２と、膨張された個別液室を収縮させて液体をさせる収縮波形要素ｃ２を含み、連続する駆動パルスＰａと駆動パルスＰｂとの間の波形要素をパルス間保持波形要素ｄ２とするとき、時系列で先頭の駆動パルスＰａの膨張波形要素ａ１の開始電位及び最終の駆動パルスＰｂの収縮波形要素ｃ２の終了電位に対して、パルス間保持波形要素ｄ２の電位が高い。
【選択図】図１０

Description

本発明は液体を吐出する装置、駆動波形生成装置、ヘッド駆動方法に関する。

液体を吐出する液体吐出ヘッドを駆動制御する場合、１駆動周期内で液体を吐出させる複数の駆動パルスを含む駆動波形を生成出力して、複数の駆動パルスで吐出される液体を合体させることで所要の滴を形成することが行われている。

従来、圧力室内を減圧する側にアクチュエータを駆動するための負圧電位と、圧力室内を加圧する側にアクチュエータを駆動する正圧電位とを含む駆動電圧信号を圧電素子に供給する駆動信号供給手段を備え、所定の一印字周期内に、所定の負圧電位と正圧電位との間の基準電位から負圧電位にまで下降する電位降下波形と、負圧電位を維持する負圧電位維持波形と、負圧電位から正圧電位にまで上昇する電位上昇波形とからなる初期駆動パルスと、正圧電位を維持する正圧電位維持波形と、正圧電位から負圧電位にまで下降する電位降下波形と、負圧電位を維持する負圧電位維持波形と、負圧電位から正圧電位にまで上昇する電位上昇波形とからなる１または２以上の後続駆動パルスとを供給するように構成したものが知られている（特許文献１）。

特開２００１−１５８１１５号公報

ところで、複数の駆動パルスを連続して液体吐出ヘッドに与えて１つの滴を形成する場合、滴体積を大きくするためには、駆動パルスの数を増加し、あるいは、１つの駆動パルスの波高値を大きくする必要がある。

しかしながら、駆動パルスの数を増加すると、駆動波形の波形長が長くなる。同様に、１つの駆動パルスの波高値を大きくすると、メニスカスの安定までの待ち時間が長くなり、駆動波形の波形長が長くなる。このように駆動波形長が長くなると、駆動周波数が低下するという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、駆動周波数の低下を抑えつつ、滴体積を増加することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体を吐出する装置は、
液体吐出ヘッドから液体を吐出させる駆動パルスを含む駆動波形を生成出力する駆動波形生成手段を備え、
前記駆動波形には、時系列で連続して配置され、前記液体を吐出させて１つの滴を形成させる、連続する複数の駆動パルスを含み、
前記駆動パルスは、少なくとも、前記液体吐出ヘッドの個別液室を膨張させる膨張波形要素と、膨張された前記個別液室を収縮させて前記液体を吐出させる収縮波形要素と、を含み、
前記連続する複数の駆動パルス間の波形要素をパルス間保持波形要素とするとき、
前記連続する複数の駆動パルスのうち、時系列で先頭の前記駆動パルスの前記膨張波形要素の開始電位及び時系列で最終の前記駆動パルスの前記収縮波形要素の終了電位に対して、前記パルス間保持波形要素で保持する電位が高い
構成とした。

本発明によれば、駆動周波数の低下を抑えつつ、滴体積を増加することができる。

本発明に係る液体を吐出する装置の一例を示す側面説明図である。 液体吐出ユニットの要部平面説明図である。 液体吐出ヘッドの一例を示す液室長手方向の断面説明図である。 同じく滴吐出動作の説明に供する断面説明図である。 同装置の制御部の概要を示すブロック説明図である。 同制御部の印刷制御部及びヘッドドライバの一例を示すブロック説明図である。 本発明の第１実施形態における駆動波形の説明に供する説明図である。 同実施形態の液体の吐出状態の説明に供する説明図である。 同実施形態による駆動波形長の増加抑制効果の説明に供する説明図である。 本発明の第２実施形態における駆動波形の説明に供する説明図である。 本発明の第３実施形態における異なる駆動波形の説明に供する説明図である。 本発明の第４実施形態における駆動波形の説明に供する説明図である。 本発明の第５実施形態における駆動波形の説明に供する説明図である。 本発明の第６実施形態における駆動波形の説明に供する説明図である。 本発明の第７実施形態における駆動波形の説明に供する説明図である。 本発明の第８実施形態における駆動波形の説明に供する説明図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図１を参照して説明する。図１は同装置の概略説明図である。

この液体を吐出する装置は、フルライン型ヘッドを備える装置であり、装置本体１と乾燥時間を稼ぐ出口ユニット２とを並置している。

この装置においては、液体が付着するものである媒体１０として連続紙を使用している。媒体１０は、元巻きローラ１１から巻き出され、搬送ローラ１２〜１８によって搬送されて、巻取りローラ２１にて巻き取られる。なお、本発明を適用する装置はシート状媒体を使用するものでもよい。

この媒体１０は、搬送ローラ１３と搬送ローラ１４との間で、搬送ガイド部材１９上を液体吐出ユニット５に対向して搬送され、液体吐出ユニット５から吐出される液体によって画像が形成される。

ここで、液体吐出ユニット５には、例えば、媒体搬送方向上流側から、４色分のフルライン型ヘッドユニット５１Ｄ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｙ（以下、色の区別しないときは「ヘッドユニット５１」という。）が配置されている。各ヘッドユニット５１は、それぞれ、搬送される媒体１０に対してブラックＤ，シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの液体を吐出する。なお、色の種類及び数はこれに限るものではない。

ヘッドユニット５１は、例えば、図２に示すように、複数の液体吐出ヘッド（これを、単に「ヘッド」ともいう。）１００をベース部材５２上に千鳥状に並べてヘッドアレイとしたものを使用しているが、これに限らない。また、ヘッドユニット５１は、液体吐出ヘッドとこの液体吐出ヘッドに液体供給するヘッドタンクとで構成しているが、これに限るものではなく、液体吐出ヘッド単独の構成でもよい。

次に、ヘッドユニットを構成する１つの液体吐出ヘッドの一例について図３及び図４を参照して説明する。図３は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）の断面説明図、図４は同じくノズル配列方向（液室短手方向）の断面説明図である。

この液体吐出ヘッドは、ノズル板１０１と、流路板１０２と、振動板部材１０３とを接合している。そして、振動板部材１０３を変位させる圧電アクチュエータ１１１と、共通流路部材としてフレーム部材１２０とを備えている。

これにより、液滴を吐出する複数のノズル１０４に通じる個別液室（圧力室、加圧室などとも称される。）１０６、個別液室１０６に液体を供給する流体抵抗部を兼ねた液体供給路１０７と、液体供給路１０７に通じる液導入部１０８とを形成している。隣り合う個別液室１０６はノズル配列方向で隔壁１０６Ａによって隔てられている。

そして、フレーム部材１２０の共通流路としての共通液室１１０から振動板部材１０３に形成したフィルタ部１０９を通じて、液導入部１０８、液体供給路１０７を経て複数の個別液室１０６に液体を供給する。

圧電アクチュエータ１１１は、振動板部材１０３の個別液室１０６の壁面を形成する変形可能な振動領域１３０を挟んで、個別液室１０６とは反対側に配置されている。

この圧電アクチュエータ１１１は、ベース部材１１３上に接合した複数の積層型圧電部材１１２を有している。圧電部材１１２にはハーフカットダイシングによって溝加工して、駆動波形を与える柱状の圧電素子（圧電柱）１１２Ａと、支柱１１２Ｂを所定の間隔で櫛歯状に形成している。

そして、圧電素子１１２Ａを振動板部材１０３の振動領域１３０に形成した島状の凸部１０３ａに接合している。また、支柱１１２Ｂを振動板部材１０３の凸部１０３ｂに接合している。

この圧電部材１１２は、圧電層と内部電極とを交互に積層したものであり、内部電極がそれぞれ端面に引き出されて外部電極が設けられ、圧電素子１１２Ａの外部電極に駆動波形を与えるための可撓性を有するフレキシブル配線基板としてのＦＰＣ１１５が接続されている。

フレーム部材１２０には、ヘッドタンクや液体カートリッジから液体が供給される共通液室１１０が形成されている。

このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば圧電素子１１２Ａに印加する電圧を中間電位から下げることによって圧電素子１１２Ａが収縮し、振動板部材１０３の振動領域１３０が下降して個別液室１０６の容積が膨張することで、個別液室１０６内に液体が流入する。

その後、圧電素子１１２Ａに印加する電圧を上げて圧電素子１１２Ａを積層方向に伸長させ、振動板部材１０３の振動領域１３０をノズル１０４方向に変形させて個別液室１０６の容積を収縮させる。これにより、個別液室１０６内の液体が加圧され、ノズル１０４から液体が吐出（噴射）される。

そして、圧電素子１１２Ａに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板部材１０３の振動領域１３０が初期位置に復元し、個別液室１０６が膨張して負圧が発生するので、共通液室１１０から液体供給路１０７を通じて個別液室１０６内に液体が充填される。そこで、ノズル１０４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の吐出のための動作に移行する。

次に、この装置の制御部の概要について図５を参照して説明する。なお、図５は同制御部のブロック説明図である。

この制御部は、この装置全体の制御を司るＣＰＵ５１１、ＲＯＭ５１２、ＲＡＭ５１３、Ｉ／Ｏななどを含むマイクロコンピュータと、画像メモリと、通信インタフェースなどで構成した主制御部（システムコントローラ）５０１を備えている。

主制御部５０１は、外部の情報処理装置（ホスト側）などから転送される画像データ及び各種コマンド情報に基づいて媒体に画像を形成するために、印刷制御部５０２に印刷用データを送出する。

印刷制御部５０２は、主制御部５０１から受領した画像データをシリアルデータで転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、制御信号などをヘッドドライバ５０３に出力する。

また、印刷制御部５０２は、内部ＲＯＭに格納されている共通駆動波形のパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動波形生成部を含み、１の駆動パルス或いは複数の駆動パルスで構成される駆動波形をヘッドドライバ５０３に対して出力する。

ヘッドドライバ５０３は、シリアルに入力される１つのヘッドユニット５１に相当する画像データに基づいて印刷制御部５０２から与えられる駆動波形を構成する駆動パルスを選択して圧力発生手段としての圧電素子１１２Ａに対して与えて液体を吐出させる。このとき、駆動波形を構成するパルスの一部又は全部或いはパルスを形成する波形要素の全部又は一部を選択することによって、例えば、大滴、中滴、小滴など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。

また、主制御部５０１は、モータドライバ５０４を介して、元巻きローラ１１、搬送ローラ１２〜１８、巻取りローラ２１などの各ローラ類５１０を駆動制御する。

また、主制御部５０１には各種センサからなるセンサ群５０６からの検出信号が入力され、また、操作部５０７との間で各種情報の入出力及び表示情報のやり取りを行う。

次に、印刷制御部５０２及びヘッドドライバ５０３の一例について図６のブロック説明図を参照して説明する。

印刷制御部５０２は、共通駆動波形Ｖｃｏｍを生成出力する駆動波形生成手段（駆動波形生成装置）としての駆動波形生成部７０１と、印刷画像に応じた２ビットの画像データ（階調信号０、１）と、クロック信号、ラッチ信号（ＬＡＴ）、共通駆動波形を構成する駆動パルスを選択する選択信号を出力するデータ転送部７０２を備えている。

ここで、駆動波形生成部７０１からは、１印刷周期（１駆動周期）内に、液体を吐出させる複数の駆動パルス（これを吐出パルスともいう。）が時系列で配置された共通駆動波形Ｖｃｏｍが生成出力される。

なお、選択信号は、ヘッドドライバ５０３の後述するスイッチ手段であるアナログスイッチ７１５の開閉を滴毎に指示する信号である。共通駆動波形Ｖｃｏｍの印刷周期に合わせて選択すべきパルス（又は波形要素で）Ｈレベル（ＯＮ）に状態遷移し、非選択時にはＬレベル（ＯＦＦ）に状態遷移する。

ヘッドドライバ５０３は、シフトレジスタ７１１と、ラッチ回路７１２と、デコーダ７１３と、レベルシフタ７１４と、アナログスイッチ７１５とを備えている。

シフトレジスタ７１１は、データ転送部７０２からの転送クロック（シフトクロック）及びシリアル画像データ（階調データ：２ビット／１チャンネル（１ノズル）を入力する。ラッチ回路７１２は、シフトレジスタ７１１の各レジスト値をラッチ信号によってラッチする。デコーダ７１３は、階調データと選択信号をデコードして結果を出力する。レベルシフタ７１４は、デコーダ７１３のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチ７１５が動作可能なレベルへとレベル変換する。アナログスイッチ７１５は、レベルシフタ７１４を介して与えられるデコーダ７１３の出力でオン／オフ（開閉）される。

このアナログスイッチ７１５は、圧電部材１１２の各圧電素子１１２Ａの選択電極（個別電極）に接続され、駆動波形生成部７０１からの共通駆動波形Ｖｃｏｍが入力されている。したがって、シリアル転送された画像データ（階調データ）と選択信号をデコーダ７１３でデコードした結果に応じてアナログスイッチ７１５がオンにする。これにより、共通駆動波形Ｖｃｏｍを構成する所要の駆動パルス（あるいは波形要素）が通過して（選択されて）、圧電素子１１２Ａに印加される。

次に、本発明の第１実施形態における駆動波形ついて図７を参照して説明する。

本実施形態において、駆動波形には、時系列で連続して配置された複数（ここでは、２つ）の駆動パルスＰａ、Ｐｂを含んでいる。連続する２つの駆動パルスＰａ、Ｐｂは、いずれも液体を吐出させるパルスであり、連続する２つの駆動パルスＰａ、Ｐｂで吐出される各液体が合体して１つの滴が形成される。

駆動パルスＰ１は、膨張波形要素ａ１、膨張保持波形要素ｂ１、収縮波形要素ｃ２を有する。

膨張波形要素ａ１は、中間電位（基準電位）Ｖｍを保持する波形要素ｍ１から電位Ｖ１まで立ち下がって個別液室１０６を膨張させる。膨張保持波形要素ｂ１は、膨張波形要素ａ１で立ち下がった電位Ｖ１を保持して膨張状態に保持する。収縮波形要素ｃ１は、膨張保持波形要素ｂ１で保持された電位Ｖ１から中間電位Ｖｍよりも高い電位Ｖｎ（Ｖｎ＞Ｖｍ）まで立ち上がって個別液室１０６を収縮させる。

この駆動パルスＰａの膨張波形要素ａ１の開始電位は中間電位Ｖｍとなる。

連続する２つの駆動パルスＰａと駆動パルスＰｂとの間には、駆動パルスＰａの収縮波形要素ｃ１で立ち上がった電位Ｖｎを保持するパルス間保持波形要素（収縮保持波形要素）ｄ１が配置されている。

駆動パルスＰｂは、膨張波形要素ａ２、膨張保持波形要素ｂ２、収縮波形要素ｃ２を有する。

膨張波形要素ａ２は、パルス間保持波形要素ｄ１の電位Ｖｎから電位Ｖ２（Ｖｍ＞Ｖ２＞Ｖ１）まで立ち下がって個別液室１０６を膨張させる。膨張保持波形要素ｂ２は、膨張波形要素ａ２で立ち下がった電位Ｖ２を保持して膨張状態に保持する。収縮波形要素ｃ２は、膨張保持波形要素ｂ２で保持された電位Ｖ２から中間電位Ｖｍまで立ち上がって個別液室１０６を収縮させる。

この駆動パルスＰｂの収縮波形要素ｃ２の終了電位は中間電位Ｖｍとなる。

駆動パルスＰｂの収縮波形要素ｃ２で立ち上がった中間電位Ｖｍは波形要素ｍ２で保持される。

ここで、連続する２つの駆動パルスＰａ、Ｐｂにおいては、時系列で先頭の駆動パルスＰａの膨張波形要素ａ１の開始電位である中間電位Ｖｍ、及び、最終の駆動パルスＰｂの収縮波形要素ｃ２の終了電位である中間電位Ｖｍに対して、駆動パルスＰａと駆動パルスＰｂとの間のパルス間保持波形要素ｄ１の電位Ｖｎが高くなっている。

また、連続する２つの駆動パルスＰａ、Ｐｂの吐出間隔は、個別液室１０６の固有振動周期をＴｃとするとき、（１／２）Ｔｃないし２Ｔｃの範囲内としている。なお、吐出間隔は、収縮波形要素ｃ１の開始から終了までの中間点ｔ１と収縮波形要素ｃ２の開始から終了までの中間点ｔ２との間の時間（ｔ２−ｔ１）とする。

次に、連続する２つの駆動パルスＰａ、Ｐｂによる液体の吐出状態について図８を参照して説明する。図８は同説明に供する波形要素と吐出状態を示す説明図である。波形要素については該当する波形要素を実線で示している。

図８（ａ）で示すように、先頭の駆動パルスＰａを与え、膨張波形要素ａ１で中間電位Ｖｍから電位Ｖ１まで下げた後、収縮波形要素ｃ１で中間電位Ｖｍまで戻るときに液体（先頭滴）３０１ａが吐出される。

ここで、図８（ｂ）に示すように、収縮波形要素ｃ１が中間電位Ｖｍよりも高い電位Ｖｎまで立ち上げることで、先滴３０１ａを吐出するときに個別液室１０６を初期状態よりも収縮させて液体３００を加圧し，先頭滴３０１ａを押し出すことで先頭滴３０１ａの体積を増加させる。

その後、図８（ｃ）に示すように、個別液室１０６が収縮した状態から最終の駆動パルスＰｂを与えて、膨張波形要素ａ２で電位Ｖ２まで立ち下げて個別液室１０６を膨張させることで、メニスカス３０２が矢印で示すように個別液室１０６側に大きく引き込まれる。

そこで、このメニスカス３０２を引きこんだ状態から、図８（ｄ）に示すように、収縮波形要素ｃ２によって電位を中間電位Ｖｍまで立ち上げて個別液室１０６を収縮させることで、後続滴３０１ｂを吐出させる。

このとき、後続滴３０１ｂはメニスカス３０２を大きく引いていたことで体積が増加する。また、後続滴３０１ｂと先頭滴３０１ａの吐出間隔（ｔ２−ｔ１）が（１／２）Ｔｃないし２Ｔｃの範囲内であることで、先頭滴３０１ａと後続滴３０１ｂの間のリガメントが千切れにくくなる。

そして、図８（ｅ）に示すように、先頭滴３０１ｂと後続滴３０１ｂが空中でマージして一つの大きな滴３０１を形成する。

このようにして、駆動波形の波形長の増加を抑え、駆動周波数の低下を抑えつつ、滴体積を増加することができる。

次に、本実施形態による駆動波形長の増加抑制効果について図９を参照して具体的に説明する。図９は同説明に供する説明図であり、（ａ）は本実施形態の波形、（ｂ）は（ａ）と同じ滴体積を得るための第１比較例の波形、（ｃ）は（ａ）と同じ滴体積を得るための第２比較例の波形である。

まず、図９（ａ）に示すように、連続する２つの駆動パルスの間の電位（パルス間保持波形要素で保持する電位）を中間電位より高くする実施形態の構成では、１駆動パルス当たりの吐出体積が３．０ｐｌとなり、２つの連続パルスで吐出体積が６．０ｐｌの滴を形成することができる。

一方、図９（ｂ）に示す第１比較例は、中間電位Ｖｍから電位Ｖａ（Ｖａ＜Ｖｍ）まで立ち下がる膨張波形要素ａ、保持波形要素ｃ、電位Ｖａから中間電位Ｖｍまで立ち上がる収縮波形要素ｃで構成される駆動パルスＰｓ１を使用するものである。

この駆動パルスＰｓ１は小さな波高値（電位Ｖｍ−Ｖａ）としているため、連続吐出するときの後続滴の吐出までの吐出間隔を短くすることができる。しかしながら、駆動パルスＰｓ１は波高値が小さいことで、１つの駆動パルスＰｓ１で吐出させる液滴の吐出体積は少なくなる（例えば２．０ｐｌとなる。）。

したがって、本実施形態と同様に、吐出体積が６．０ｐｌの液滴を形成するためには、３つの駆動パルスＰｓ１が必要になり、駆動波形長が本実施形態に比べて長くなる。駆動波形長が長くなると、駆動周波数が低下することになる。

また、図９（ｃ）に示す第２比較例は、中間電位Ｖｍから電位Ｖｃ（Ｖｃ＜Ｖａ＜Ｖｍ）まで立ち下がる膨張波形要素ａ、保持波形要素ｃ、電位Ｖｃから中間電位Ｖｍまで立ち上がる収縮波形要素ｃで構成される駆動パルスＰｓ２を使用するものである。

この駆動パルスＰｓ２は大きな波高値（Ｖｍ−Ｖｃ＞Ｖｍ−Ｖａ）としているため、１つの駆動パルスＰｓ２で吐出させる滴の吐出体積は第１比較例よりも多くなる（例えば３．０ｐｌとなる。）。しかしながら、連続吐出するとき、先頭滴の吐出に伴うメニスカス変位が後続滴の吐出に影響を与えないように減衰するまで後続滴の吐出を待機する必要がある。

したがって、本実施形態と同様に、吐出体積が６．０ｐｌの液滴を形成するためには、２つの駆動パルスＰｓ２間にメニスカス変動の減衰を待つ待機時間ｔｓを設けることが必要になり、駆動波形長が本実施形態に比べて長くなる。

このように、時系列で連続する駆動パルス間のパルス間保持波形用の電位が、先頭の駆動パルスの膨張波形要素の開始電位及び最終の駆動パルスの収縮波形要素の終了電位に対して高い構成とすることで、駆動周波数の低下を抑止しつつ滴体積を大きくすることができる。

次に、本発明の第２実施形態における駆動波形ついて図１０を参照して説明する。

駆動波形には、時系列で連続して配置された３つの駆動パルスＰａ、Ｐｂ、Ｐｃを含んでいる。連続する３つの駆動パルスＰａ、Ｐｂ、Ｐｃは、いずれも液体を吐出させるパルスであり、連続する３つの駆動パルスＰａ、Ｐｂ、Ｐｃで吐出される各液体が合体して１つの滴が形成される。

駆動パルスＰ１は、膨張波形要素ａ１、膨張保持波形要素ｂ１、収縮波形要素ｃ２を有する。

膨張波形要素ａ１は、中間電位Ｖｍを保持する波形素ｍ１から電位Ｖ１まで立ち下がって個別液室１０６を膨張させる。膨張保持波形要素ｂ１は、膨張波形要素ａ１で立ち下がった電位Ｖ１を保持して膨張状態に保持する。収縮波形要素ｃ１は、膨張保持波形要素ｂ１で保持された電位Ｖ１から中間電位Ｖｍよりも高い電位Ｖｎ１（Ｖｎ１＞Ｖｍ）まで立ち上がって個別液室１０６を収縮させる。

この駆動パルスＰａの膨張波形要素ａ１の開始電位は中間電位Ｖｍとなる。

連続する駆動パルスＰａと駆動パルスＰｂとの間には、駆動パルスＰａの収縮波形要素ｃ１で立ち上がった電位Ｖｎ１を保持するパルス間保持波形要素（収縮保持波形要素）ｄ１が配置されている。

駆動パルスＰｂは、膨張波形要素ａ２、膨張保持波形要素ｂ２、収縮波形要素ｃ２を有する。

膨張波形要素ａ２は、パルス間保持波形要素ｄ１の電位Ｖｎ１から電位Ｖ２（Ｖｍ＞Ｖ２＞Ｖ１）まで立ち下がって個別液室１０６を膨張させる。膨張保持波形要素ｂ２は、膨張波形要素ａ２で立ち下がった電位Ｖ２を保持して膨張状態に保持する。収縮波形要素ｃ２は、膨張保持波形要素ｂ２で保持された電位Ｖ２から中間電位Ｖｍ及び電位Ｖ１より高い電位Ｖｎ２（Ｖｎ２＞Ｖｎ１＞Ｖｍ）まで立ち上がって個別液室１０６を収縮させる。

連続する駆動パルスＰｂと駆動パルスＰｃとの間には、駆動パルスＰｂの収縮波形要素ｃ２で立ち上がった電位Ｖｎ２を保持するパルス間保持波形要素（収縮保持波形要素）ｄ２が配置されている。

駆動パルスＰｃは、膨張波形要素ａ３、膨張保持波形要素ｂ３、収縮波形要素ｃ３を有する。

膨張波形要素ａ３は、パルス間保持波形要素ｄ２の電位Ｖｎ２から電位Ｖ３（Ｖｍ＞Ｖ２＞Ｖ１＞Ｖ３）まで立ち下がって個別液室１０６を膨張させる。膨張保持波形要素ｂ３は、膨張波形要素ａ３で立ち下がった電位Ｖ３を保持して膨張状態に保持する。収縮波形要素ｃ３は、膨張保持波形要素ｂ３で保持された電位Ｖ３から中間電位Ｖｍまで立ち上がって個別液室１０６を収縮させる。

この駆動パルスＰｃの収縮波形要素ｃ３の終了電位は中間電位Ｖｍとなる。

駆動パルスＰｃの収縮波形要素ｃ３で立ち上がった中間電位Ｖｍは波形要素ｍ２で保持される。

ここで、連続する３つの駆動パルスＰａ、Ｐｂ、Ｐｃにおいては、時系列で先頭の駆動パルスＰａの膨張波形要素ａ１の開始電位である中間電位Ｖｍ、及び、最終の駆動パルスＰｃの収縮波形要素ｃ３の終了電位である中間電位Ｖｍに対して、駆動パルスＰａと駆動パルスＰｂとの間のパルス間保持波形要素ｄ１の電位、及び、駆動パルスＰｂと駆動パルスＰｃとの間のパルス間保持波形要素ｄ２の電位が高くなっている。

また、駆動パルスＰａ、Ｐｂの吐出間隔及び駆動パルスＰｂ、Ｐｃの吐出間隔は、個別液室１０６の固有振動周期をＴｃとするとき、（１／２）Ｔｃないし２Ｔｃの範囲内としている。なお、前述したように、吐出間隔は、収縮波形要素ｃ１の開始から終了までの中間点ｔ１と収縮波形要素ｃ２の開始から終了までの中間点ｔ２との間の時間、収縮波形要素ｃ２の開始から終了までの中間点ｔ２と収縮波形要素ｃ３の開始から終了までの中間点ｔ３との間の時間とする。

このように構成することで、前記第１実施形態よりも、より大きな体積の滴を形成することができる。

なお、上記第１、第２実施形態では、連続する駆動パルスの数が２又は３である例で説明しているが、４以上とすることもできる。４以上の連続する駆動パルスとする場合でも、時系列で先頭の駆動パルスの膨張波形要素の開始電位及び最終の駆動パルスの収縮波形要素の終了電位に対して、パルス間保持波形要素の電位が高い構成とすることで、駆動波形長を長くすることなく、つまり、駆動周波数の低下を抑えつつ、滴体積を増加することができる。

次に、本発明の第３実施形態における異なる駆動波形について図１１を参照して説明する。

図１１（ａ）の駆動波形は、第１パルスとして液体を吐出させる駆動パルスＰｆを、連続パルスを構成する第２パルス及び第３パルスとして連続する２つの駆動パルスＰａ、Ｐｂを時系列で配置されている。つまり、連続する複数の駆動パルスの前に液体を吐出させる駆動パルスを配置している。

そして、３つの駆動パルスＰｆ、Ｐａ、Ｐｂを選択することで相対的に大きな液滴（大滴）を、連続する２つの駆動パルスＰａ、Ｐｂを選択することで相対的に小さな液滴（小滴）を形成することができる。

図１１（ｂ）の駆動波形は、連続パルスを構成する第１パルス及び第２パルスとして連続する２つの駆動パルスＰａ、Ｐｂを、第３パルスとして液体を吐出させる駆動パルスＰｅを時系列で配置されている。つまり、連続する複数の駆動パルスの後に液体を吐出させる駆動パルスを配置している。

そして、３つの駆動パルスＰａ、Ｐｂ、Ｐｅを選択することで相対的に大きな液滴（大滴）を、２つの連続する駆動パルスＰａ、Ｐｂを選択することで相対的に小さな液滴（小滴）を形成することができる。

次に、本発明の第４実施形態における駆動波形について図１２を参照して説明する。

本実施形態において、図１２（ａ）に示すように、駆動パルスＰａの収縮波形要素ｃ１は、収縮波形要素ｃ１１、中間保持波形要素ｅ１、収縮波形要素ｃ１２とで構成され、個別液室１０６を二段階で収縮させる。

収縮波形要素ｃ１１は、膨張保持波形要素ｂ１で保持された電位（収縮波形要素ｃ１の開始電位）から、当該保持された電位とパルス間保持波形要素ｄ１で保持する電位（収縮波形要素ｃ１の終了電位）との間の所定電位に立ち上がる波形要素である。

中間保持波形要素ｅ１は、収縮波形要素ｃ１１で立上った所定電位を所定時間保持する波形要素である。

収縮波形要素ｃ１２は、中間保持波形要素ｅ１で保持された所定電位からパルス間保持波形要素ｄ１で保持する電位（収縮波形要素ｃ１の終了電位）まで立ち上がる波形要素である。

駆動パルスＰｂの膨張波形要素ａ２は、膨張波形要素ａ２１、中間保持波形要素ｅ２、膨張波形要素ａ２２とで構成され、個別液室１０６を二段階で膨張させる。

膨張波形要素ａ２１は、パルス間保持波形要素ｄ１で保持された電位（膨張波形要素ａ２の開始電位）から、当該保持された電位と膨張保持波形要素ｂ２で保持する電位（膨張波形要素ａ２の終了電位）との間の所定電位に立ち下がる波形要素である。

中間保持波形要素ｅ２は、膨張波形要素ａ２２で立ち下がった所定電位を所定時間保持する波形要素である。

膨張波形要素ａ２２は、中間保持波形要素ｅ２で保持された所定電位から膨張保持波形要素ｂ２で保持する電位（膨張波形要素ａ２の終了電位）まで立ち下がる波形要素である。

このように、収縮波形要素ｃ１の途中に中間保持波形要素ｅ１を、膨張波形要素ａ２の途中に中間保持波形要素ｅ２を配置した場合でも、保持時間が短いときには、図１２（ｂ）に示すように、ヘッドの圧電素子に与えられるアナログ信号である印加電圧信号としては鈍るために段差は発生せず、吐出に影響を与えない。

なお、吐出に影響のない中間保持波形要素ｅ１の保持時間としては、収縮波形要素ｃ１１の開始電位から終了電位（中間保持波形要素ｅ１の電位）までの時間と、収縮波形要素ｃ１２の開始電位（中間保持波形要素ｅ１の電位）から終了電位までの時間の和をＴとするとき、０〜０．５Ｔの範囲内である。

同様に、吐出に影響のない中間保持波形要素ｅ２の保持時間としては、膨張波形要素ａ２１の開始電位から終了電位（中間保持波形要素ｅ２の電位）までの時間と、膨張波形要素ａ２２の開始電位（中間保持波形要素ｅ２の電位）から終了電位までの時間の和をＴとするとき、０〜０．５Ｔの範囲内である。

次に、本発明の第５実施形態における駆動波形について図１３を参照して説明する。

本実施形態において、駆動パルスＰａの膨張波形要素ａ１は、膨張波形要素ａ１１、中間保持波形要素ｈ１、膨張波形要素ａ１２とで構成され、個別液室１０６を二段階で膨張させる。

膨張波形要素ａ１１は、中間電位Ｖｍ（膨張波形要素ａ１の開始電位）から、中間電位Ｖｍと膨張波形要素ａ１の終了電位（膨張保持波形要素ｂ１で保持する電位）との間の所定電位に立ち下がる波形要素である。

中間保持波形要素ｈ１は、膨張波形要素ａ１１で立ち下がった所定電位を所定時間保持する波形要素である。

膨張波形要素ａ１２は、中間保持波形要素ｈ１で保持された所定電位から膨張波形要素ａ１の終了電位（膨張保持波形要素ｂ１で保持する電位）まで立ち下がる波形要素である。

このように、先頭の駆動パルスＰａの膨張波形要素ａ１によって二段階で個別液室１０６を膨張させることで、メニスカスをゆっくり引くことができて、先頭の駆動パルスＰａによる吐出滴が曲がることを防ぐことができる。

次に、本発明の第６実施形態における駆動波形について図１４を参照して説明する。

本実施形態において、駆動パルスＰｂの収縮波形要素ｃ２は、収縮波形要素ｃ２１、中間保持波形要素ｈ２、収縮波形要素ｃ２２とで構成され、個別液室１０６を二段階で収縮させる。

収縮波形要素ｃ２１は、膨張保持波形要素ｂ２の保持電位から当該保持電位と中間電位Ｖｍ（収縮波形要素ｃ２の終了電位）との間の所定電位に立ち上がる波形要素である。

中間保持波形要素ｈ２は、収縮波形要素ｃ２１で立ち上がった所定電位を所定時間保持する波形要素である。

収縮波形要素ｃ２２は、中間保持波形要素ｈ２で保持された所定電位から中間電位Ｖｍ（収縮波形要素ｃ２の終了電位）まで立ち上がる波形要素である。

このように、後続（ここでは最終）の駆動パルスＰｂの収縮波形要素ｃによって二段階で個別液室１０６を収縮させることで、後続の駆動パルスＰｂによる吐出滴を一気に押し出すことなく適正な速度で吐出させて先頭滴にマージさせることができる。後続滴の収縮波形要素で一気に押し出すように個別液室を収縮した場合に、滴の吐出速度が速くなりすぎて吐出滴が曲がることを防止できる。

次に、本発明の第７実施形態における駆動波形について図１５を参照して説明する。

本実施形態においては、駆動パルスＰｂの収縮波形要素ｃ２は、中間電位Ｖｍよりも高くパルス間保持波形要素ｄで保持する電位より低い電位Ｖｈ（Ｖｈ＞Ｖｍ）まで立ち上がる。つまり、駆動パルスＰｂの収縮波形要素ｃ２の終了電位は中間電位Ｖｍである必要はない。

そして、時系列で、駆動パルスＰｂの後に、メニスカス振動を抑制する制振パルスＰｇを配置している。

制振パルスＰｇは、駆動パルスＰｂの収縮波形要素ｃ２の終了電位Ｖｈを保持する保持波形要素ｊから立ち上がって制振部分となる収縮波形要素ｋ、保持波形要素ｌ、及び中間電位Ｖｍまで立下る膨張波形要素ｎを有する。膨張波形要素ｎで立ち下がった中間電位Ｖｍは波形要素ｍ２で保持される。

駆動パルスＰｂの収縮波形要素ｃ２の開始点ｔ４から制振パルスＰｇの収縮波形要素ｋの終了点ｔ５までの時間は、固有振動周期をＴｃとしたとき、（１／２）Ｔｃないし３Ｔｃの範囲内にある。

制振パルスＰｇを配置することで、メニスカス振動を速やかに減衰させて、次の滴吐出に移行することができる。

次に、本発明の第８実施形態における駆動波形について図１６を参照して説明する。

本実施形態においても、駆動パルスＰｂの収縮波形要素ｃ２は、中間電位Ｖｍよりも高くパルス間保持波形要素ｄで保持する電位より低い電位Ｖｋ（Ｖｋ＞Ｖｍ）まで立ち上がる。

そして、時系列で、駆動パルスＰｂの後に、メニスカス振動を抑制する制振パルスＰｈを配置している。

制振パルスＰｈは、駆動パルスＰｂの収縮波形要素ｃ２の終了電位を保持する保持波形要素ｊから立ち下がって制振部分となる膨張波形要素ｏ、保持波形要素ｐ、及び中間電位Ｖｍまで立ち上がる収縮波形要素ｑを有する。収縮波形要素ｑで立上った中間電位Ｖｍは波形要素ｍ２で保持される。

駆動パルスＰｂの保持波形要素ｂ２の最終点ｔ４から制振パルスＰｈの膨張波形要素ｏの終了点ｔ６までの時間は、固有振動周期をＴｃとしたとき、（１／２）Ｔｃないし３Ｔｃの範囲内にある。

制振パルスＰｈを配置することで、メニスカス振動を速やかに減衰させて、次の滴吐出に移行することができる。

本願において、「液体を吐出する装置」とは、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置である。

この「液体を吐出する装置」には、液体を吐出する部分だけでなく、液体が付着する部材の給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置と称される装置などを含むことができる。

また、「液体を吐出する装置」には、従前の記録装置、印刷装置、画像形成装置、液滴吐出装置、液体吐出装置、処理液塗布装置、立体造形装置などと称される装置そのものが含まれる。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出されて付着した液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、３次元像を造形するものも含まれる。

なお、上記「液体が付着するもの」とは液体が一時的にでも付着可能なものを意味する。そして、「液体が付着する部材」の用語に代えて、用紙、媒体、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙、粉体層（粉末層）などの代替用語を使用するとき、当該代替用語は、特に限定しない限り、すべての液体が付着する部材を含む意味であるものとする。

また、「液体が付着する部材」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体」は、インク、処理液、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、結着剤なども含まれる。

また、「液体を吐出する装置」には、特に限定しない限り、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。

また、「液体吐出ユニット」とは、液体を吐出させる部分を一体化したものを意味する。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持機構、主走査移動機構の構成を任意に液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

例えば、「液体吐出ユニット」は、液体吐出ヘッドとヘッドタンクを一体化したもの、液体吐出ヘッドとキャリッジを一体化したもの、液体吐出ヘッド、ヘッドタンク及びキャリッジを一体化したものなども含まれる。

また、これらの液体吐出ユニットにフィルタユニット（前述したフィルタ部材と分配流路を形成したもの）を追加したものも含まれる。

また、液体吐出ヘッドと維持機構を一体化したもの、液体吐出ヘッドと維持機構と主走査移動機構を一体化したもの、液体吐出ヘッド、主走査移動機構、供給機構を一体化したものなども含まれる。

上記主走査移動機構は、キャリッジ、キャリッジを案内するガイド部材、あるいは、これらに駆動源、キャリッジの移動機構を組み合わせて構成される。供給機構は、メインタンクを装着する装填部、チューブと、ヘッドタンクなどで構成される。維持機構は、キャップ、ワイパ部材、キャップに通じる吸引ポンプなどの吸引手段、空吐出受けのいずれか２以上を組み合わせたものである。

さらに、「液体吐出ユニット」には、前記実施形態で説明した機構部から液体が付着するものを搬送する機構を除いた部分で構成されるものを含む。

また、「液体吐出ヘッド」は、使用する圧力発生手段が限定されるものではない。例えば、上記実施形態で説明したような圧電アクチュエータ（積層型圧電素子を使用するものでもよい。）以外にも、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものでもよい。

また、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

５ 液体吐出ユニット
１０ 媒体
５１ ヘッドユニット
１００ 液体吐出ヘッド（ヘッド）
１０６ 個別液室
５００ 制御部
５０２ 印刷制御部
５０３ ヘッドドライバ
７０１ 駆動波形生成部
７０２ データ転送部

Claims (10)

1. 液体吐出ヘッドから液体を吐出させる駆動パルスを含む駆動波形を生成出力する駆動波形生成手段を備え、
   前記駆動波形には、時系列で連続して配置され、前記液体を吐出させて１つの滴を形成させる、連続する複数の駆動パルスを含み、
   前記駆動パルスは、少なくとも、前記液体吐出ヘッドの個別液室を膨張させる膨張波形要素と、膨張された前記個別液室を収縮させて前記液体を吐出させる収縮波形要素と、を含み、
   前記連続する複数の駆動パルス間の波形要素をパルス間保持波形要素とするとき、
   前記連続する複数の駆動パルスのうち、時系列で先頭の前記駆動パルスの前記膨張波形要素の開始電位及び時系列で最終の前記駆動パルスの前記収縮波形要素の終了電位に対して、前記パルス間保持波形要素で保持する電位が高い
   ことを特徴とする液体を吐出する装置。
2. 前記連続する複数の駆動パルスによる吐出間隔は、前記個別液室の固有振動周期をＴｃとするとき、（１／２）Ｔｃないし２Ｔｃの範囲内である
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体を吐出する装置。
3. 前記先頭の駆動パルスの前記膨張波形要素は、開始電位と終了電位との間の所定電位を所定時間保持する中間保持波形要素を含む
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体を吐出する装置。
4. 前記最終の駆動パルスの前記収縮波形要素は、開始電位と終了電位との間の所定電位を所定時間保持する中間保持波形要素を含む
   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液体を吐出する装置。
5. 前記中間保持波形要素で所定電位に保持する所定時間は、開始電位から所定電位になるまでの時間と所定電位から終了電位になるまでの時間とを合わせた時間の１／２以下である
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の液体を吐出する装置。
6. 前記駆動波形には、時系列で、前記最終の前記駆動パルスの後に、前記液体が吐出しない状態で前記個別液室を収縮させる収縮波形要素を有する制振パルスを含み、
   前記最終の駆動パルスの前記収縮波形要素の開始点から前記制振パルスの前記収縮波形要素の終了点までの時間は、前記個別液室の固有振動周期をＴｃとするとき、（１／２）Ｔｃないし２Ｔｃの範囲内である
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体を吐出する装置。
7. 前記駆動波形には、時系列で、前記最終の前記駆動パルスの後に、前記個別液室を膨張させる膨張波形要素を有する制振パルスを含み、
   前記最終の駆動パルスの前記収縮波形要素の開始点から前記制振パルスの前記膨張波形要素の終了点までの時間は、前記個別液室の固有振動周期をＴｃとするとき、（１／２）Ｔｃないし２Ｔｃの範囲内である
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体を吐出する装置。
8. 前記駆動波形には、時系列で、前記連続する複数の駆動パルスの前及び後の少なくともいずれかに、前記液体を吐出させる駆動パルスが配置されている
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の液体を吐出する装置。
9. 液体吐出ヘッドから液体を吐出させる駆動パルスを含む駆動波形を生成出力する駆動波形生成装置であって、
   前記駆動波形には、時系列で連続して配置され、前記液体を吐出させて１つの滴を形成させる、連続する複数の駆動パルスを含み、
   前記駆動パルスは、少なくとも、前記液体吐出ヘッドの個別液室を膨張させる膨張波形要素と、膨張された前記個別液室を収縮させて前記液体を吐出させる収縮波形要素と、を含み、
   前記連続する複数の駆動パルス間の波形要素をパルス間保持波形要素とするとき、
   前記連続する複数の駆動パルスのうち、時系列で先頭の前記駆動パルスの前記膨張波形要素の開始電位及び時系列で最終の前記駆動パルスの前記収縮波形要素の終了電位に対して、前記パルス間保持波形要素で保持する電位が高い
   ことを特徴とする駆動波形生成装置。
10. 液体吐出ヘッドから液体を吐出させる駆動パルスを含む駆動波形を生成出力し、前記駆動パルスを前記液体吐出ヘッドに与えて液体を吐出させるヘッド駆動方法であって、
    前記駆動波形には、時系列で連続して配置され、前記液体を吐出させて１つの滴を形成させる、連続する複数の駆動パルスを含み、
    前記駆動パルスは、少なくとも、前記液体吐出ヘッドの個別液室を膨張させる膨張波形要素と、膨張された前記個別液室を収縮させて前記液体を吐出させる収縮波形要素と、を含み、
    前記連続する複数の駆動パルス間の波形要素をパルス間保持波形要素とするとき、
    前記連続する複数の駆動パルスのうち、時系列で先頭の前記駆動パルスの前記膨張波形要素の開始電位及び時系列で最終の前記駆動パルスの前記収縮波形要素の終了電位に対して、前記パルス間保持波形要素で保持する電位が高い
    ことを特徴とするヘッド駆動方法。

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