JP2023060557A - 液体吐出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】駆動電圧の生成に使用するパルスの選択の組み合わせ数の減少を抑制し、表現できる諧調の数を増やす。【解決手段】液体吐出装置は、圧電素子と、前記圧電素子に印加される駆動電圧の変化に応じて液体を吐出するノズルと、複数のパルスを各々含む複数の駆動波形を周期的に生成する駆動波形生成部と、前記ノズル毎に吐出する液体の吐出量に応じて、前記複数の駆動波形に含まれるパルスを、駆動波形間でのパルスが互いに重複しないように選択し、選択したパルスを連結した形状を有する前記駆動電圧を生成する駆動制御部と、を備え、前記駆動波形生成部は、前記複数の駆動波形の前記複数のパルスの少なくとも1つを、他の駆動波形においてタイミングが重なるパルスと同じ周期かつ同じタイミングに設定する。【選択図】図4
Description
本発明は、液体吐出装置に関する。
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像形成装置として使用するインクジェット記録装置に搭載される液体吐出装置は、駆動波形によって記録ヘッドから吐出するインク滴の体積を変調させ、画像等の画素値に応じた諧調を表現している。この種の液体吐出装置では、複数の駆動波形のそれぞれに含まれる複数のパルスのうち、任意のパルスを選択して合成することで記録ヘッドに印加する駆動電圧を生成する場合がある(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、例えば、一方の駆動波形のパルスの1つが他方の駆動波形の2つのパルスと重複する場合、駆動電圧を生成する駆動周期において、駆動電圧が記録ヘッドに印加されない無駄な期間が発生してしまう。これにより、駆動電圧の生成に使用するパルスの選択の組み合わせ数が少なくなると、表現できる諧調の数が少なくなるという問題がある。
開示の技術は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、駆動電圧の生成に使用するパルスの選択の組み合わせ数の減少を抑制し、表現できる諧調の数を増やすことを目的とする。
上記技術的課題を解決するため、本発明の一形態の液体吐出装置は、圧電素子と、前記圧電素子に印加される駆動電圧の変化に応じて液体を吐出するノズルと、複数のパルスを各々含む複数の駆動波形を周期的に生成する駆動波形生成部と、前記ノズル毎に吐出する液体の吐出量に応じて、前記複数の駆動波形に含まれるパルスを、駆動波形間でのパルスが互いに重複しないように選択し、選択したパルスを連結した形状を有する前記駆動電圧を生成する駆動制御部と、を備え、前記駆動波形生成部は、前記複数の駆動波形の前記複数のパルスの少なくとも1つを、他の駆動波形においてタイミングが重なるパルスと同じ周期かつ同じタイミングに設定することを特徴とする。
駆動電圧の生成に使用するパルスの選択の組み合わせ数の減少を抑制し、表現できる諧調の数を増やすことができる。
以下、図面を参照して実施の形態の説明を行う。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
ここで、液体を吐出する装置である液体吐出装置は、液体吐出ヘッドまたは液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、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だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。例えば、液体吐出装置が搭載される装置として、画像形成装置、立体造形装置、処理液塗布装置または噴射造粒装置がある。
液体吐出装置は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。
例えば、液体吐出装置が搭載される装置として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物(三次元造形物)を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置(三次元造形装置)がある。
また、液体吐出装置は、吐出され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装置に限定されない。例えば、液体吐出装置は、意味を持たないパターン等を形成する装置、または、三次元像を造形する装置でもよい。
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。
上記「液体が付着可能なもの」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、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよい。特に限定されないが、「液体」は、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が30mPa・s以下となるものであることが好ましい。より具体的には、「液体」は、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、DNA、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどである。これらの液体は、例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、3次元造形用材料液等の用途で用いることができる。
また、液体吐出装置は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、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などが、液体吐出装置に含まれる。
また、液体吐出装置として、上記以外にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。
以下、「液体が付着可能なもの」をシート材とし、液体吐出装置が、ライン走査型インクジェット方式の画像形成装置に搭載される場合を一例に実施形態が説明される。
(液体吐出装置の第1の実施形態)
図1は、本発明の液体吐出装置が搭載される画像形成装置の第1の実施形態を示すブロック図である。図1に示す画像形成装置1は、搬入部10と、画像形成部20と、乾燥部30と、搬出部40とを有する。画像形成装置1は、搬入部10から搬入されるシート状部材であるシート材Pに対し、画像形成部20で液体を付与して所要の画像形成を行い、乾燥部30でシート材Pに付着した液体を乾燥させた後、シート材Pを搬出部40に排出する。
図1は、本発明の液体吐出装置が搭載される画像形成装置の第1の実施形態を示すブロック図である。図1に示す画像形成装置1は、搬入部10と、画像形成部20と、乾燥部30と、搬出部40とを有する。画像形成装置1は、搬入部10から搬入されるシート状部材であるシート材Pに対し、画像形成部20で液体を付与して所要の画像形成を行い、乾燥部30でシート材Pに付着した液体を乾燥させた後、シート材Pを搬出部40に排出する。
搬入部10は、複数のシート材Pが積載される搬入トレイ11と、搬入トレイ11からシート材Pを1枚ずつ分離して送り出す給送装置12と、シート材Pを画像形成部20へ送り込むレジストローラ対13とを備える。
給送装置12には、ローラやコロを用いた装置や、エア吸引を利用した装置等の給送装置を用いることが可能である。給送装置12により搬入トレイ11から送り出されたシート材Pは、その先端がレジストローラ対13に到達した後、レジストローラ対13が所定のタイミングで駆動することにより、画像形成部20へ送り出される。
画像形成部20は、シート材Pを外周面に担持して搬送する搬送部としての回転部材の一例である搬送ドラム21と、搬送ドラム21に担持されたシート材Pに向けて液体を吐出する液体吐出装置22とを備える。
また、画像形成部20は、送り込まれたシート材Pを受け取って搬送ドラム21へ渡す渡し胴24と、搬送ドラム21によって搬送されたシート材Pを乾燥部30へ受け渡す受け渡し胴25を備える。
搬入部10から画像形成部20へ搬送されてきたシート材Pは、渡し胴24の表面に設けられたシートグリッパによって先端が把持され、渡し胴24の回転に伴って搬送される。渡し胴24により搬送されたシート材Pは、搬送ドラム21との対向位置で搬送ドラム21へ受け渡される。
搬送ドラム21の表面にもシートグリッパが設けられており、シート材Pの先端がシートグリッパによって把持される。搬送ドラム21の表面には、複数の吸引孔が分散して形成されている。吸着部である吸着装置26によって搬送ドラム21の吸引孔から内側へ向かう吸い込み気流を発生させる。
そして、渡し胴24から搬送ドラム21へ受け渡されたシート材Pは、シートグリッパによって先端が把持されるとともに、吸着装置26による吸い込み気流によって搬送ドラム21上に吸着され、搬送ドラム21の回転に伴って搬送される。
液体吐出装置22は、複数の液体吐出ユニット23(23A~23F)を含む。例えば、液体吐出ユニット23Aはシアン(C)の液体を、液体吐出ユニット23Bはマゼンタ(M)の液体を吐出し、液体吐出ユニット23Cはイエロー(Y)の液体を吐出し、液体吐出ユニット23Dはブラック(K)の液体を吐出する。また、液体吐出ユニット23E、23Fは、YMCKのいずれか、あるいは、白色、金色または銀色などの特殊な液体の吐出に使用する。さらに、液体吐出装置22は、表面コート液などの処理液を吐出する吐出ユニットを設けることもできる。
液体吐出ユニット23は、印刷情報に応じた駆動信号によりそれぞれ吐出動作が制御される。搬送ドラム21に担持されたシート材Pが液体吐出装置22との対向領域を通過するときに、液体吐出ユニット23から各色の液体が吐出され、シート材Pに、画像データに応じた画像が形成される。
液体吐出ユニット23は、印刷情報に応じた駆動信号によりそれぞれ吐出動作が制御される。搬送ドラム21に担持されたシート材Pが液体吐出装置22との対向領域を通過するときに、液体吐出ユニット23から各色の液体が吐出され、シート材Pに、画像データに応じた画像が形成される。
乾燥部30は、画像形成部20でシート材P上に付着した液体を乾燥させるための乾燥機構部31と、画像形成部20から搬送されてくるシート材Pを吸引した状態で搬送する吸引搬送機構部32とを有する。
画像形成部20から搬送されてきたシート材Pは、吸引搬送機構部32に受け取られた後、乾燥機構部31を通過するように搬送され、搬出部40へ受け渡される。乾燥機構部31を通過するとき、シート材P上の液体には乾燥処理が施される。これにより液体中の水分等の液分が蒸発し、シート材P上に液体中に含まれる着色剤が定着し、また、シート材Pのカールが抑制される。
搬出部40は、複数のシート材Pが積載される搬出トレイ41を備える。乾燥部30から搬送されてくるシート材Pは、搬出トレイ41上に順次積み重ねられて保持される。なお、画像形成装置1は、画像形成部20の上流側に配置されてシート材Pに対して前処理を行う前処理部を有してもよく、乾燥部30と搬出部40との間に配置されてシート材Pに対して後処理を行う後処理部を有してもよい。
例えば、前処理部では、液体と反応して滲みを抑制する処理液をシート材Pに塗布する先塗り処理等が行われてもよい。後処理部では、シート材Pの両面に印刷するために、画像形成部20で印刷されたシートを反転させて画像形成部20へ送るシート反転搬送処理、または、複数枚のシートを綴じる処理等が行われてもよい。
図2は、図1の液体吐出ユニット23の構成の一例を示す平面図である。液体吐出ユニット23は、例えば、複数のノズルを配列したノズル列100aを有する複数の液体吐出ヘッド100をベース部材52に配置したフルライン型ヘッド等である。なお、液体吐出ユニット23の構成は、図2に限定されない。
図3は、図1の搬送ドラム21の一例を示す平面図である。なお、図3では、説明を分かりやすくするために、1つの液体吐出ユニット23のみが示され、液体吐出ユニット23における搬送方向の幅が拡大されている。
搬送ドラム21の回転軸21aにはエンコーダホイール202が設けられ、エンコーダホイール202を読取るエンコーダセンサ203が、エンコーダホイール202の外周部に配置されている。そして、エンコーダホイール202とエンコーダセンサ203とにより、第1エンコーダ201が構成されている。第1エンコーダ201は、ロータリエンコーダであり、搬送ドラム21の回転量(回転駆動量)に応じた第1信号(出力パルス)を出力する。
また、搬送ドラム21の周面にはエンコーダスケール212が付設され、エンコーダスケール212を読取るエンコーダセンサ213が、エンコーダスケール212に対向する位置に配置されている。そして、エンコーダスケール212とエンコーダセンサ213とにより、第2エンコーダ211が構成されている。第2エンコーダ211は、リニアエンコーダであり、搬送ドラム21の周面の移動量に応じた第2信号(出力パルス)を出力する。第2信号は、搬送ドラム21の周面におけるシート材Pの移動量に相関する情報を含む。
第2エンコーダ211に含まれるエンコーダセンサ213は、複数の液体吐出ユニット23の各々の近傍に配置されている。図3に示す例では、液体吐出ユニット23が配置されるベース部材52に取り付けている。したがって、各液体吐出ユニット23のベース部材52に取り付けられたエンコーダセンサ213と搬送ドラム21に付設されたエンコーダスケール212とによって、液体吐出ユニット23毎に第2エンコーダ211が構成される。
図4は、図2の液体吐出ヘッド100と、液体吐出ヘッド100に接続されるヘッド駆動基板110とのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。すなわち、図4は、図1の液体吐出装置22の要部の一例を示す。
ヘッド駆動基板110は、制御IC(Integrated Circuit)111と滴種に応じた駆動波形をそれぞれ生成する駆動波形生成部112A、112Bを有する。制御IC111は、滴種の選択に使用する画像データと、切り替え回路104のオン/オフを示す複数の切り替えパターンを含むタイミングデータとを液体吐出ヘッド100に出力し、駆動タイミングを駆動波形生成部112A、112Bに出力する。
駆動波形生成部112Aは、制御IC111からの駆動タイミングに基づいて、複数のパルスを含む共通の駆動波形ComAを有する駆動電圧VComAを液体吐出ヘッド100に出力する。駆動波形生成部112Bは、制御IC111からの駆動タイミングに基づいて、複数のパルスを含む共通の駆動波形ComBを有する駆動電圧VComBを液体吐出ヘッド100に出力する。
すなわち、ヘッド駆動基板110は、2系統の駆動波形ComA、ComBを生成可能である。なお、ヘッド駆動基板110は、3以上の駆動波形生成部を使用して3系統以上の駆動波形Comを生成してもよい。また、駆動波形生成部112A、112Bは、一体に形成されてもよい。
液体吐出ヘッド100は、ヘッド基板101、圧電素子支持基板102および複数の圧電素子105(105a、105b、...、105z)を有する。圧電素子支持基板102には、圧電素子105の各々に対応する切り替え回路104(104a、104b、...、104z)を含む圧電素子駆動IC103が搭載される。切り替え回路104は、駆動電圧を生成する駆動制御部の一例である。
各切り替え回路104は、ヘッド駆動基板110から受信する画像データに含まれる、液滴の生成に使用する画素の画素値の諧調に対応する切り替えパターンを、駆動波形ComA、ComB毎にタイミングデータの中から選択する。例えば、タイミングデータは、複数の切り替えパターンのデータを含む。各切り替え回路104は、選択した切り替えパターンに応じて、駆動波形ComA、ComB毎にパルスを選択し、選択したパルスを合成(連結)して駆動電圧を生成し、生成した駆動電圧を圧電素子105に供給する。なお、各切り替え回路104が選択するパルスは、インク滴を吐出するためのパルスの間に、インク滴を吐出させない微振動パルスを含んでもよい。微振動パルスは、ノズル孔のメニスカス面を微細に振動させて乾燥を防ぐために使用される。
各圧電素子105は、切り替え回路104から出力される駆動電圧に基づいて、印字周期T毎に図示しないノズル孔からサイズの異なるインク滴を吐出する。また、各圧電素子105は、インク滴を吐出させない微振動パルスに対応する駆動電圧に基づいて、ノズル孔のメニスカス面を微細に振動させる。
図5は、図4の液体吐出ヘッド100の構造の一例を示す断面図である。図5は、液体吐出ヘッド100において、図2のノズル列100aの1つのノズルに対応する吐出ブロック120の構造の例を示す。
吐出ブロック120は、インク121が流入される加圧液室122と、加圧液室122を挟んで対向する位置に設けられるノズル123および振動板124を有する。振動板124は、加圧液室122の壁面に接触している。また、吐出ブロック120は、振動板124に接触する圧電素子105と、圧電素子105に電気的に接続されたドライバIC126とを有する。例えば、ドライバIC126は、図4の切り替え回路104内に搭載される。
圧電素子105は、ドライバIC126から印加される駆動電圧に応じて変形し、振動板124を介して加圧液室122の体積を変化させ、加圧液室122内のインク121の圧力を変化させる。加圧液室122内のインク121が加圧された場合、加圧されたインク121は、ノズル123から液滴として吐出される。吐出される液滴の量は、駆動電圧に応じてインク121に掛かる圧力により調整可能である。
図6は、図1の液体吐出装置22の動作の一例を示す説明図である。図6では、図4に示した液体吐出ヘッド100内の1つの圧電素子105を駆動する例が示される。駆動波形ComAは、図4の駆動波形生成部112Aから液体吐出ヘッド100内のすべての切り替え回路104に周期的に供給される共通の波形である。同様に、駆動波形ComBは、駆動波形生成部112Bから液体吐出ヘッド100内のすべての切り替え回路104に周期的に供給される共通の波形である。なお、駆動波形ComAは、駆動電圧VComAを示し、駆動波形ComBは、駆動電圧VComBを示す。
図6に示す例では、印字周期Tの間に、駆動波形ComA、ComBのパルスは、それぞれ3回切り替えられる。駆動波形ComA、ComBのパルスの切り替えタイミングは互いに同じに設定される。このため、駆動波形ComAのパルス周期Ta1と駆動波形ComBのパルス周期Tb1とは互いに等しい(=パルス周期T1)。
駆動波形ComAのパルス周期Ta2と駆動波形ComBのパルス周期Tb2とは互いに等しい(=パルス周期T2)。駆動波形ComAのパルス周期Ta3と駆動波形ComBのパルス周期Tb3とは互いに等しい(=パルス周期T3)。また、駆動波形ComA、ComBのパルスの波形形状は、互いに相違している。
パルスの波形形状を相違させることで、パルスの組み合わせ数を増やすことができ、パルスの組み合わせにより表現可能な諧調の数を増やすことができる。なお、印字周期T内に含まれるパルス周期の数は、3つに限定されず、印字周期内に収まる範囲で増加させることができる。
液体吐出ヘッド100の各圧電素子205に実際に印加される駆動電圧VComは、各パルス周期T1、T2、T3において、駆動波形ComA、ComBのパルスのいずれかを選択し、選択したパルスを合成(連結)することで生成される。なお、各パルス周期T1、T2、T3において、駆動波形ComA、ComBのパルスは選択されなくてもよい。この場合、圧電素子205には、パルスなし時の波形が印加される。パルスなし時の波形の値(固定値)は、駆動波形ComA、ComBの初期値(パルスがないときの値)に等しい。
図6において、各パルス周期T1、T2、T3において、符号ONは、パルスが選択されることを示し、符号OFFは、パルスが選択されないことを示す。網掛けで示されるOFF期間にパルスは選択されない。破線の波形で示すパルスは、選択されないことを示す。
例えば、各切り替え回路104は、制御IC111から供給される、画像データの各画素の画素値に対応する滴種を選択するための切り替えパターンを、駆動波形ComA、ComB毎にタイミングデータの中から選択する。そして、各切り替え回路104は、選択したタイミングデータに応じて選択される駆動波形ComA、ComBのパルスを合成して駆動電圧VComを生成し、生成した駆動電圧VComを、対応する圧電素子105に印加する。
各圧電素子105は、各切り替え回路104から受ける駆動電圧VComに応じた吐出量の液滴を吐出する。なお、各切り替え回路104は、駆動波形ComA、ComBのパルスをいずれも選択しないパルス周期(T1、T2またはT3)では、パルスなし時の波形に対応する電圧を圧電素子105に供給する。
この実施形態では、駆動波形ComAの各パルス周期Ta1、Ta2、Ta3は、駆動波形ComBの各パルス周期Tb1、Tb2、Tb3と等しく、生成タイミングも等しい。これにより、駆動波形ComA、ComBのパルスの切り替えタイミングを揃えることができる。この結果、各パルス周期T1、T2、T3において任意の駆動波形ComA、ComBのパルスを選択する場合にも、駆動波形ComAのパルスと駆動波形ComBのパルスとが互いに重複することを防止することができる。
また、各パルス周期T1、T2、T3において、駆動波形ComAのパルスまたは駆動波形ComBのパルスのいずれかを選択することができる。したがって、駆動電圧VComの生成に使用するパルスの選択の組み合わせ数の減少を抑制し、表現できる諧調の数を増やすことができる。例えば、印字周期Tでの駆動波形ComA、ComBのパルス数をそれぞれn個とすると、理想的には3n個の諧調を表現することができる。nが3個の図6では、理想的には、27個の諧調を表現することができる。
なお、各切り替え回路104は、駆動波形ComA、ComBにそれぞれ含まれる先頭のパルス周期Ta1、Tb1のパルスおよび最終のパルス周期Ta3、Tb3のパルスの少なくとも一方を、駆動電圧Vcomの生成に使用するパルスから除外してもよい。この場合、除外されたパルスに対応する期間、駆動電圧Vcomの生成期間を変更可能(短縮可能)である。これにより、パルスを除外しない場合に比べて圧電素子105の駆動周波数を高くすることができる。駆動周波数を高くすることで、印字周期Tを短くできるため、単位時間に印字できる画素数を増加させることできる。
また、駆動波形ComA、ComBのパルスの1つを、微振動パルスとすることで、ノズル123の開口部の液面の乾燥を抑制することができる。
図7は、他の液体吐出装置の動作の一例を示す説明図である。図6と同様の動作については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図7に示す動作を行う液体吐出装置では、パルス周期Tb1は、パルス周期Ta1より短く、パルス周期Tb2は、パルス周期Ta2より短く、パルス周期Tb3は、パルス周期Ta3より長い。このため、パルスの切り替えタイミングは、駆動波形ComAと駆動波形ComBとで相違する。
図7に示す例では、駆動波形ComAのパルス周期Ta2のパルスが選択され、駆動波形ComBのパルス周期Tb1のパルスが選択される。駆動波形ComBのパルス周期Tb3は、駆動波形ComAのパルスTa2と重なる期間があり、ドライバIC126同士の短絡による故障を防止するために選択することができない。
この結果、図7では、駆動電圧VComの波形において斜線で示す期間、駆動波形ComA、ComBの両方のパルスが選択されない排他制御時間が発生する。排他制御時間が発生する駆動波形ComA、ComBが設定される場合、表現できる諧調の数は減ってしまう。換言すれば、パルスの切り替えタイミングが駆動波形ComA、ComBで相違し、一方の駆動波形のパルス周期が他方の駆動波形の2つのパルス周期と重なると、表現できる諧調の数は減ってしまう。
以上、第1の実施形態では、駆動波形ComA、ComBにおいて、タイミングが重なるパルスの周期と生成タイミングとのそれぞれは、互いに同じに設定され、パルスの切り替えタイミングが揃えられる。これにより、各パルス周期T1、T2、T3において、駆動波形ComA、ComBのパルスのいずれかを選択して駆動電圧VComを生成することができる。この結果、図7に示した排他制御時間の発生を抑制することができ、液滴の吐出量をより細かく制御をすることができるため、表現できる諧調の数を増やすことができる。
駆動波形ComA、ComBのパルスの波形形状を互いに相違させることで、パルスの組み合わせ数を増やすことができ、パルスの組み合わせによる表現できる諧調の数を増やすことができる。
駆動波形ComA、ComBのパルス周期Ta1、Tb1のパルスおよびパルス周期Ta3、Tb3のパルスの少なくとも一方を、駆動電圧Vcomの生成に使用するパルスから除外することで、圧電素子105の駆動周波数を高くすることができる。これにより、印字周期Tを短くできるため、単位時間に印字できる画素数を増加させることできる。
(液体吐出装置の第2の実施形態)
図8は、液体吐出装置の第2の実施形態における動作の一例を示す説明図である。図6および図7と同様の動作については、詳細な説明は省略する。図8の動作を実現する液体吐出装置の構成および機能は、駆動波形ComA、ComBが相違することを除き、図1に示した液体吐出装置22の構成および機能と同様である。この実施形態の液体吐出装置は、例えば、図1に示した画像形成装置1等に搭載される。例えば、この実施形態の液体吐出装置の構成は、図2から図5で説明した構成と同様である。このため、以下の説明では、図2から図5で説明した要素および符号が使用される。
図8は、液体吐出装置の第2の実施形態における動作の一例を示す説明図である。図6および図7と同様の動作については、詳細な説明は省略する。図8の動作を実現する液体吐出装置の構成および機能は、駆動波形ComA、ComBが相違することを除き、図1に示した液体吐出装置22の構成および機能と同様である。この実施形態の液体吐出装置は、例えば、図1に示した画像形成装置1等に搭載される。例えば、この実施形態の液体吐出装置の構成は、図2から図5で説明した構成と同様である。このため、以下の説明では、図2から図5で説明した要素および符号が使用される。
この実施形態では、図6と同様に、駆動波形ComA、ComBのパルス周期Ta1、Tb1と、パルスの生成タイミングとは、それぞれ互いに等しい。一方、駆動波形ComA、ComBのパルス周期Ta2、Tb2とパルスの終了タイミングとは、それぞれ互いに異なる。駆動波形ComA、ComBのパルス周期Ta3、Tb3とパルスの開始タイミングとは、それぞれ互いに異なる。また、駆動波形ComA、ComBのパルスの波形形状は、互いに相違している。
駆動波形ComAのパルス周期Ta2は、駆動波形ComBのパルス周期Tb2、Tb3の少なくとも一部と重複する。駆動波形ComBのパルス周期Tb3は、駆動波形ComAのパルス周期Ta2、Ta3の少なくとも一部と重複する。このため、図8に示すパルス周期Ta2とパルス周期Tb3とがONに設定されてパルスが選択される場合、パルスが互いに干渉し、ドライバIC126同士が短絡する。すなわち、図8に示す駆動パターンは、実際には使用できないパターンである。ドライバIC126同士の短絡を抑止するために、切り替え回路104は、駆動波形ComA、ComB間でのパルスが互いに重複しないようにパルスを選択し、選択したパルスを連結した形状を有する駆動電圧Vcomを生成する。
しかしながら、パルス周期Ta1、Tb1とパルスの生成タイミングとが互いに一致するため、図7に比べて表現できる諧調の数を増やすことができる。例えば、印字周期Tでの駆動波形ComA、ComBのパルス数をそれぞれn個とすると、理想的には3n-3個の諧調を表現することができる。nが3個の図8では、理想的には、24個の諧調を表現することができる。
以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、パルス周期Ta1、Tb1とパルスの生成タイミングとを互いに一致させることで、図7に比べて表現できる諧調の数を増やすことができる。
(液体吐出装置の第3の実施形態)
図9は、液体吐出装置の第3の実施形態における動作の一例を示す説明図である。図6から図8と同様の動作については、詳細な説明は省略する。図9の動作を実現する液体吐出装置の構成および機能は、駆動波形ComA、ComBが相違することを除き、図1に示した液体吐出装置22の構成および機能と同様である。この実施形態の液体吐出装置は、例えば、図1に示した画像形成装置1等に搭載される。例えば、この実施形態の液体吐出装置の構成は、図2から図5で説明した構成と同様である。このため、以下の説明では、図2から図5で説明した要素および符号が使用される。
図9は、液体吐出装置の第3の実施形態における動作の一例を示す説明図である。図6から図8と同様の動作については、詳細な説明は省略する。図9の動作を実現する液体吐出装置の構成および機能は、駆動波形ComA、ComBが相違することを除き、図1に示した液体吐出装置22の構成および機能と同様である。この実施形態の液体吐出装置は、例えば、図1に示した画像形成装置1等に搭載される。例えば、この実施形態の液体吐出装置の構成は、図2から図5で説明した構成と同様である。このため、以下の説明では、図2から図5で説明した要素および符号が使用される。
この実施形態では、図6と同様に駆動波形ComA、ComBのパルス周期Ta1、Tb1とパルスの生成タイミングとは、それぞれ互いに等しい。また、駆動波形ComAのパルス周期Ta2、Ta3は、図6のパルス周期Ta2、Ta3と同じである。一方、駆動波形ComBは、4つのパルス周期Tb1、Tb2、Tb3、Tb4を有する。換言すれば、駆動波形ComBは、駆動波形ComAのパルス周期Ta2、Ta3の期間に、3つのパルス周期Tb2、Tb3、Tb4を有する。
駆動波形ComBに含まれるパルスの数を駆動波形ComAに含まれるパルスの数に比べて増やすことで、駆動波形ComA、ComBのパルスによる組み合わせの数を増やすことが可能になる。この結果、表現できる諧調の数を増やすことが可能になる。以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
(液体吐出装置の第4の実施形態)
図10は、液体吐出装置の第4の実施形態における動作の一例を示す説明図である。図6から図9と同様の動作については、詳細な説明は省略する。図10の動作を実現する液体吐出装置の構成および機能は、駆動波形ComA、ComBが相違することを除き、図1に示した液体吐出装置22の構成および機能と同様である。この実施形態の液体吐出装置は、例えば、図1に示した画像形成装置1等に搭載される。例えば、この実施形態の液体吐出装置の構成は、図2から図5で説明した構成と同様である。このため、以下の説明では、図2から図5で説明した要素および符号が使用される。
図10は、液体吐出装置の第4の実施形態における動作の一例を示す説明図である。図6から図9と同様の動作については、詳細な説明は省略する。図10の動作を実現する液体吐出装置の構成および機能は、駆動波形ComA、ComBが相違することを除き、図1に示した液体吐出装置22の構成および機能と同様である。この実施形態の液体吐出装置は、例えば、図1に示した画像形成装置1等に搭載される。例えば、この実施形態の液体吐出装置の構成は、図2から図5で説明した構成と同様である。このため、以下の説明では、図2から図5で説明した要素および符号が使用される。
この実施形態では、印字周期Tに4つのパルス周期T1、T2、T3、T4が含まれる。駆動波形ComA、ComBのパルス周期Ta2、Tb2の各々は、パルス周期T2、T3に含まれる。そして、パルス周期Ta2、Tb2にそれぞれ含まれる2つのパルスは、パルス周期T2、T3の各々において選択(ON)または非選択(OFF)に設定可能である。換言すれば、パルス周期Ta2、Tb2にそれぞれ含まれるパルスは、前半と後半の各々において選択または非選択可能である。これにより、表現できる諧調の数をさらに増やすことができる。
パルス周期Ta2は、パルスを含むパルス周期Ta21とパルスを含むパルス周期Ta22とにより構成されることと等価である。パルス周期Tb2は、パルスを含むパルス周期Tb21とパルスを含むパルス周期Tb22とにより構成されることと等価である。そして、互いに隣接するパルス周期Ta21のパルスとパルス周期Ta22のパルスとの境界の値は、同じ値V2に設定される。互いに隣接するパルス周期Tb21のパルスとパルス周期Tb22のパルスとの境界の値は、同じ値V2に設定される。
また、互いに隣接するパルス周期Ta1のパルスとパルス周期Ta21のパルスとの境界の値は、同じ値V1に設定される。互いに隣接するパルス周期Ta22のパルスとパルス周期Ta3のパルスとの境界の値は、同じ値V1に設定される。互いに隣接するパルス周期Tb1のパルスとパルス周期Tb21のパルスとの境界の値は、同じ値V1に設定される。互いに隣接するパルス周期Tb22のパルスとパルス周期Tb3のパルスとの境界の値は、同じ値V1に設定される。値V1は、第1値の一例であり、値V2は、第2値の一例である。
これにより、駆動波形ComA、ComBのパルスを任意に選択する場合にも、パルスの境界の値を一致させることができる。これにより、駆動波形ComA、ComBのパルスを合成して生成される駆動電圧VComの波形に段差が発生することを抑止することができる。この結果、ノズルから吐出される液滴の吐出量の精度の低下を抑制することができ、液滴が誤って吐出されることを防止することができる。なお、駆動電圧VComの波形において、値V1に対応する電圧値は、第1電圧値の一例であり、値V2に対応する電圧値は、第2電圧値の一例である。値V1に対応する電圧値は、圧電素子105の駆動電圧の基準値であり、中間電位とも称される。
以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、パルス周期Ta1、Tb1とパルスの生成タイミングとを互いに一致させることで、表現できる諧調の数を増やすことができる。また、駆動波形ComA、ComBのパルス周期Ta1、Tb1のパルスおよびパルス周期Ta3、Tb3のパルスの少なくとも一方を、駆動電圧Vcomの生成に使用するパルスから除外することで、圧電素子105の駆動周波数を高くすることができる。これにより、印字周期Tを短くでき、単位時間に印字できる画素数を増加させることできる。
さらに、この実施形態では、駆動波形ComA、ComBのパルスが複数のパルスに分割可能にされ、分割したパルスが任意に選択可能にされる。これにより、表現できる諧調の数をさらに増やすことができる。
また、分割したパルスの境界の値が、駆動波形ComA、ComBとで同じ値V2に設定される。これより、分割したパルスを任意に選択する場合にも、駆動波形ComA、ComBのパルスを合成して生成される駆動電圧VComの波形に段差が発生することを抑止することができる。この結果、ノズルから吐出される液滴の吐出量の精度の低下を抑制することができ、液滴が誤って吐出されることを防止することができる。
以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
1 画像形成装置
10 搬入部
20 画像形成部
21 搬送ドラム
22 液体吐出装置
23(23A~23F) 液体吐出ユニット
30 乾燥部
40 搬出部
100 液体吐出ヘッド
100a ノズル列
101 ヘッド基板
102 圧電素子支持基板
103 圧電素子駆動IC
104(104a、104b、104z) 切り替え回路
105(105a、105b、105z) 圧電素子
110 ヘッド駆動基板
111 制御IC
112A、112B 駆動波形生成部
120 吐出ブロック
ComA、ComB 駆動波形
T 印字周期
T1、T2、T3、T4 パルス周期
Ta1、Ta2、Ta21、Ta22、Ta3 パルス周期
Tb1、Tb2、Tb21、Tb22、Tb3、Tb4 パルス周期
VCom、VComA、VComB 駆動電圧
V1、V2 値
10 搬入部
20 画像形成部
21 搬送ドラム
22 液体吐出装置
23(23A~23F) 液体吐出ユニット
30 乾燥部
40 搬出部
100 液体吐出ヘッド
100a ノズル列
101 ヘッド基板
102 圧電素子支持基板
103 圧電素子駆動IC
104(104a、104b、104z) 切り替え回路
105(105a、105b、105z) 圧電素子
110 ヘッド駆動基板
111 制御IC
112A、112B 駆動波形生成部
120 吐出ブロック
ComA、ComB 駆動波形
T 印字周期
T1、T2、T3、T4 パルス周期
Ta1、Ta2、Ta21、Ta22、Ta3 パルス周期
Tb1、Tb2、Tb21、Tb22、Tb3、Tb4 パルス周期
VCom、VComA、VComB 駆動電圧
V1、V2 値
Claims (6)
- 圧電素子と、
前記圧電素子に印加される駆動電圧の変化に応じて液体を吐出するノズルと、
複数のパルスを各々含む複数の駆動波形を周期的に生成する駆動波形生成部と、
前記ノズル毎に吐出する液体の吐出量に応じて、前記複数の駆動波形に含まれるパルスを、駆動波形間でのパルスが互いに重複しないように選択し、選択したパルスを連結した形状を有する前記駆動電圧を生成する駆動制御部と、を備え、
前記駆動波形生成部は、前記複数の駆動波形の前記複数のパルスの少なくとも1つを、他の駆動波形においてタイミングが重なるパルスと同じ周期かつ同じタイミングに設定すること
を特徴とする液体吐出装置。 - 前記駆動波形生成部が生成する前記複数の駆動波形に含まれる前記パルスの波形形状は、互いに相違すること
を特徴とする請求項1に記載の液体吐出装置。 - 前記駆動波形生成部が生成する複数のパルスの1つは、前記ノズルから液体を吐出せずに前記ノズルの開口部の液面を振動させる微振動パルスであること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の液体吐出装置。 - 前記駆動波形生成部が生成する前記複数の駆動波形のいずれかに含まれる前記複数のパルスの数は、他の駆動波形に含まれる前記複数のパルスの数と相違すること
を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の液体吐出装置。 - 前記複数の駆動波形の各々に含まれる前記複数のパルスにおいて、互いに隣接するパルスの境界は、第1値または第2値に設定され、
前記駆動制御部は、前記複数のパルスの前記境界に対応する前記駆動電圧の値を、第1値に対応する第1電圧値または第2値に対応する第2電圧値に設定する
を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の液体吐出装置。 - 前記駆動制御部は、前記複数の駆動波形にそれぞれ含まれる先頭のパルスまたは最終のパルスを、前記駆動電圧の生成に使用するパルスから除外することで、前記駆動電圧の生成期間を変更可能であること
を特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の液体吐出装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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