JP6384198B2 - 液滴吐出装置、画像形成装置及び液滴吐出制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、液滴吐出装置、画像形成装置及び液滴吐出制御方法に関し、特に、液滴の吐出性能を維持するために不要な液滴を吐出する動作の制御に関する。

近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタやファクシミリ及び書類の電子化に用いるスキャナ等の画像処理装置は欠かせない機器となっている。このような画像処理装置は、撮像機能、画像形成機能及び通信機能等を備えることにより、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ、複写機として利用可能な複合機として構成されることが多い。

このような画像処理装置のうち、電子化された情報の出力に用いられるプリンタの一態様として、インクジェット方式を採用したプリンタ（以降、インクジェットプリンタとする）がある。インクジェットプリンタにおいては、記録ヘッドが記録媒体である用紙に対してインクを吐出することにより、画像が形成される。

記録ヘッドにおいてインクの吐出を制御する態様としては、圧電素子を用いるもの、インクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインクを吐出させるもの、静電気力を利用するもの等がある。このような吐出制御手段を用いた記録ヘッドにおいては、高密度のマルチノズル化を比較的容易に実現することが可能であり、高精細な画像を用紙上に形成することが可能である。

このようなインクジェットプリンタにおいては、記録ヘッド内部に充填された状態で水分が蒸発することにより粘度が増大したインク（以降、「増粘インク」とする）を排出することによってインクの吐出性能を維持するための維持動作が行われる。この維持動作は、フラッシング動作等と呼ばれることもある。

従来、インクの吐出を伴わずにインクの状態を維持する技術として、ノズル内でインクを流動させるのみでインクが吐出されない制御信号を印加する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、このようなインク状態の維持において、消費電力の低減を目的とした技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献１、２に開示された技術においては、ノズル内でインクを流動させることによってインクの状態を維持しているのみであり、増粘インクが排出されるわけではない。従って、増粘インクによる吐出性能の劣化を解決することはできない。但し、ノズル内でインクを流動させるのみでも、インクの増粘を防いでインク状態の維持をある程度図ることは可能である。

しかしながら、特許文献２に開示された技術による消費電力の低減技術においては、インク状態の維持のための信号の印加回数を低減するのみであり、信号による消費電力そのものを低減することは出来ない。

尚、このような課題は、インクジェット方式による画像形成装置に限らず、入力されたデータに従って選択的に液滴を吐出する液滴吐出装置であれば同様に発生し得る。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、液滴吐出装置における吐出口内部に充填された液体の状態を好適に維持すると共に消費電力を低減することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、入力された情報に基づいて液滴を吐出する液滴吐出装置であって、前記液滴を吐出するノズルと、前記ノズルから液滴を吐出させるための吐出力を生じさせるアクチュエータ素子と、前記アクチュエータ素子を駆動するための駆動信号を出力する信号出力部と、を含み、前記信号出力部は、前記入力された情報に基づいて液滴を吐出させるための通常動作駆動信号と、前記ノズルの内部の液滴の状態を維持するための維持動作駆動信号と、を出力し、前記維持動作駆動信号は、前記通常動作駆動信号よりも電圧の変化が急峻な信号であって且つ前記通常動作駆動信号よりも電圧の変化幅が狭く、前記ノズルの内部の液滴を排出するための信号であることを特徴とする。

本発明によれば、液滴吐出装置における吐出口内部に充填された液体の状態を好適に維持すると共に消費電力を低減することができる。

本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの全体構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの制御部を示す図である。 本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの駆動信号を示す図である。 本発明の実施形態に係るヘッド駆動部及びインクジェット記録ヘッドの構成を示す図である。 本発明の他の実施形態に係るヘッド駆動部及びインクジェット記録ヘッドの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの駆動信号を示す図である。

実施の形態１．
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態においては、インクジェット記録装置の例として、マルチチャネル化されたインクジェット記録ヘッドを含むインクジェットプリンタについて説明する。図１（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１の全体構成を模式的に示す図であり、図１（ａ）は、インクジェットプリンタ１の透視斜視図、図１（ｂ）は、インクジェットプリンタ１の透視側面図である。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１は、装置本体の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ１０１、キャリッジ１０１に搭載されたインクジェットヘッド１０２、インクジェットヘッド１０２にインクを供給するインクカートリッジ１０３等で構成される印字機構部等を含む。インクジェットプリンタ１の装置本体の下方部には前方側から多数枚の用紙Ｐを積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい）１０４を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙Ｐを手差しで給紙するための手差しトレイ１０５を開倒することができる。インクジェットプリンタ１は、給紙カセット１０４或いは手差しトレイ１０５から給送される用紙Ｐを取り込み、上述した印字機構部によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ１０６に排紙する。

また、印字機構部は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１０７と従ガイドロッド１０８とで、キャリッジ１０１を主走査方向（紙面垂直方向）に摺動自在に保持している。キャリッジ１０１に搭載されているインクジェットヘッド１０２は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する。これら各色のインクを吐出する複数のインク吐出口は主走査方向と交差する方向に配列されており、且つインク吐出口は下方に向けられている。

インクジェットヘッド１０２に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ１０３は、キャリッジ１０１において交換可能に装着されている。また、インクカートリッジ１０３は、上方に待機と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッド１０２にインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッド１０２へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。尚、本実施形態においては、インクジェットヘッド１０２が各色ごとに設けられている場合を例としていつが、各色のインクを吐出するノズルを有する１個のヘッドでもよい。

キャリッジ１０１は、後方側（用紙搬送方向下流側）が主ガイドロッド１０７に摺動自在に装着され、前方側（用紙搬送方向上流側）が従ガイドロッド１０８に摺動自在に装着されている。そして、キャリッジ１０１を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ１０９で回転駆動される駆動プーリ１１０と従動プーリ１１１との間にタイミングベルト１１２が架け渡されている。タイミングベルト１１２とキャリッジ１０１とは固定されており、主走査モータ１０９の正逆回転によりキャリッジ１０１が往復駆動される。

一方、給紙カセットにセットされた用紙をインクジェットヘッド１０２の下方側に搬送するために、給紙カセット１０４から用紙Ｐを分離給装する給紙ローラ１１３及びフリクションパッド１１４と、用紙Ｐを案内するガイド部材１１５と、給紙された用紙Ｐを反転させて搬送する搬送ローラ１１６と、この搬送ローラ１１６の周面に押し付けられる搬送コロ１１７及び搬送ローラ１１６からの用紙Ｐの送り出し角度を規定する先端コロ１１８とが設けられている。搬送ローラ１１６は図示しない副走査モータによってギヤ列を介して回転駆動される。

キャリッジ１０１の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１１６から送り出された用紙Ｐをインクジェットヘッド１０２の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材１１９が設けられている。この印写受け部材１１９の用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐを排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１２０、拍車１２１が設けられ、更に用紙Ｐを排紙トレイ１０６に送り出す排紙ローラ１２２及び拍車１２３と、排紙経路を形成するガイド部材１２４、１２５とが配置されている。

そして、用紙Ｐへの画像記録時には、インクジェットプリンタ１のコントローラが、キャリッジ１０１を移動させながら画像信号に応じてインクジェットヘッド１０２を駆動することにより、停止している用紙Ｐにインクを吐出して１走査分を記録し、用紙Ｐを所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙Ｐの後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙Ｐを排紙する。

インクジェットヘッド１０２は、上述したように複数設けられたノズルを夫々駆動するための駆動素子として圧電素子を含む。即ち、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１においては、複数のノズル夫々からインクを吐出させるためのアクチュエータ素子として圧電素子が用いられる。この圧電素子に所定の駆動波形を印加することにより、夫々のノズルからインクの吐出が行われる。

また、キャリッジ１０１の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、インクジェットヘッド１０２の吐出不良を回復するための維持回復装置１２６が配置されている。維持回復装置１２６はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ１０１は、印字待機中においてこの維持回復装置１２６側に移動されてキャッピング手段でインクジェットヘッド１０２をキャッピングされる。これにより、吐出口部が湿潤状態に保たれ、インク乾燥による吐出不良が防止される。

また、インクジェットヘッド１０２は、記録途中などにおいて記録と関係しないインクを維持回復装置１２６に吐出するフラッシング動作を行う。これにより、全ての吐出口のインク粘度が一定に保持され、安定した吐出性能が維持される。このフラッシング動作においてインクジェットヘッド１０２を駆動するための駆動信号が本実施形態に係る要旨の１つである。

次に、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１の制御構成について説明する。図２は、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１の制御構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１は、コントローラ１００、キャリッジ１０１、操作パネル１３０、主走査モータ１４０及び副走査モータ１５０を含む。

操作パネル１１０は、インクジェットプリンタ１に必要な情報の入力及び表示を行なうための操作部及び表示部として機能するユーザインタフェースである。キャリッジ１０１は、図１において説明したものと同一であり、用紙表面に顕色剤であるインクを吐出するプリントヘッドが搭載されており、画像形成出力動作時に主走査方向に動かされる。

主走査モータ１４０は、キャリッジ１０１を主走査方向に動かすための動力を供給するモータである。副走査モータ１５０は、画像を形成する対象である用紙を副走査方向に搬送するための動力を供給するモータである。

コントローラ１００は、インクジェットプリンタ１の動作を制御する制御部であり、図１に示すように、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３、ＮＶＲＡＭ（Ｎｏｎ Ｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）１４、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１５、ホストＩ／Ｆ１７、ＤＡＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｎａｌｏｇｕｅ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１８、ヘッド駆動部１９、ヘッド制御部２０、主走査モータ駆動部２１、副走査モータ駆動部２２を含む。

ＣＰＵ１１は演算手段であり、コントローラ１００各部の動作を制御する。ＲＯＭ１２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。ＲＡＭ１３は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１１が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＮＶＲＡＭ１４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、制御プログラムや制御用のパラメータが格納される。

本実施形態において、ＮＶＲＡＭ１４は、各種のプログラムの他、制御用のパラメータの１つとして、本実施形態の要旨に係るラッチ部による搬送ローラのホールドを行うか否か判断するための温度情報を記憶している。

ＡＳＩＣ１５は、画像形成出力に際して必要な画像処理を実行するハードウェア回路である。ホストＩ／Ｆ１７は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等のホスト装置から印刷データを受信するためのインタフェースであり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェースが用いられる。

ＤＡＣ１８は、デジタル情報をアナログ信号に変換する。ヘッド駆動部１９は、ＤＡＣ１８によって変換されたアナログ信号をキャリッジ１０１に入力してプリントヘッドを駆動する。ヘッド駆動部１９は、電圧増幅機能及び電流増幅機能に加えて、インクジェットヘッド１０２に含まれる複数のノズルを夫々選択的に駆動するための駆動回路を含む。また、ヘッド駆動部１９は、本実施形態の要旨に係る構成として、画像形成出力におけるインク吐出と、フラッシング動作におけるインク吐出とでインクジェットヘッド１０２に印加するための信号を切り替える機能を含む。ヘッド駆動部１９の構成については後に詳述する。

ヘッド制御部２０は、画像形成出力するべき画像情報に基づいてプリントヘッドを制御する。主走査モータ駆動部２１及び副走査モータ駆動部２２は、それぞれ、ＣＰＵ１１の制御に従い、それぞれ主走査モータ１４０、副走査モータ１５０を駆動する。

ＰＣ等の情報処理装置、イメージスキャナ等の画像読取装置、デジタルカメラ等の撮像装置といったホスト側からの印刷データは、ホストＩ／Ｆ１７によって受信される。ＣＰＵ１１は、ホストＩ／Ｆ１７に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ１５を制御して、画像形成出力の為に必要な画像処理やデータの並び替え処理等を実行させる。ＡＳＩＣ１５によって処理された画像データは、ＣＰＵ１１によってヘッド制御部２０に転送される。

なお、画像形成出力のためのドットパターンデータの生成は、例えばＲＯＭ１２にフォントデータを格納して行っても良いし、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開して画像形成装置１に入力するようにしても良い。

ヘッド制御部２０は、プリントヘッドの１行分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）を受け取ると、この１行分のドットパターンデータを、クロック信号に同期して、キャリッジ１０１にシリアルデータとして送出し、また所定のタイミングでラッチ信号をキャリッジ１０１に送出する。

ＤＡＣ１８は、ＲＯＭ１２に格納された駆動波形（ヘッド駆動信号）のパターンデータを読み取り、Ｄ／Ａ変換してアナログ信号の駆動波形を生成してヘッド駆動部１９に入力する。ヘッド駆動部１９は、ＤＡＣ１８から入力された駆動波形をキャリッジ１０１に入力する。

キャリッジ１０１は、ヘッド制御部２０から入力されるクロック信号及び画像データであるシリアルデータを保持するシフトレジスタと、シフトレジスタのレジスト値をヘッド制御部２０からのラッチ信号でラッチするラッチ回路と、ラッチ回路の出力値をレベル変化するレベル変換回路（レベルシフタ）と、このレベルシフタでオン／オフが制御されるアナログスイッチアレイ（スイッチ手段）等を含む。そして、キャリッジ１０１は、アナログスイッチアレイのオン／オフを制御することで、ヘッド駆動部１９から入力される駆動波形に含まれる所要の駆動波形を選択的にプリントヘッドのアクチュエータ手段に印加してプリントヘッドを駆動する。

このような構成において、本実施形態に係る要旨は、画像形成出力においてヘッド駆動部１９からインクジェットヘッド１０２に印加される駆動波形と、フラッシング動作においてヘッド駆動部１９からインクジェットヘッド１０２に印加される駆動波形との違いにある。以下、夫々の波形及びそのような波形を実現するための構成について説明する。

図３（ａ）、（ｂ）は、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１において、画像形成出力の際に用いられる駆動波形とフラッシング動作において用いられる駆動波形とを比較する図である。図３（ａ）は、ヘッド駆動部１９が出力する波形、即ち、ＲＯＭ１２に格納された駆動波形のパターンデータ通りの設計上の波形であり、図３（ｂ）は、ＦＦＣ（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｆｌａｔ ｃａｂｌｅ）や駆動回路を介してヘッド駆動部１９からインクジェットヘッド１０２の駆動素子に印加される波形である。また、図３（ａ）、（ｂ）において、図中左側が画像形成出力用の波形、右側がフラッシング動作用の波形である。

画像形成出力用の波形は、画像形成装置における通常動作におけるノズル駆動のための通常動作駆動信号である。これに対して、フラッシング動作用の波形は、ノズルの吐出性能を維持するために液滴を排出するための維持動作駆動信号である。

画像形成出力用の駆動信号は狙いの位置にインクの液滴を着弾させる必要があるため、細かい調整が必要である。本実施形態に係るインクジェットプリンタ１においては、図３（ｂ）に示すような波形をインクジェットヘッド１０２の駆動素子に印加する必要があり、そのため、ヘッド駆動部１９は、回路による信号の鈍りや、信号のオーバーシュートやアンダーシュートを考慮して、図３（ａ）左側に示すような波形を出力する。換言すると、ＲＯＭ１２には、画像形成出力用のインクジェットヘッド１０２の駆動波形のパターンデータとしてとして、図３（ａ）左側に示すようなパターンデータが格納されている。

他方、フラッシング動作においては、インクの液滴の着弾位置が正確である必要ななく、増粘したインクが排出されれば良い。但し、排出するべきインクが確実に排出される必要がある。そのため、本実施形態に係るヘッド駆動部１９は、図３（ａ）の右側に示すように、画像形成出力用の波形よりも電圧の変化が急峻な波形を、フラッシング動作用の波形として出力する。換言すると、ＲＯＭ１２には、フラッシング動作用のインクジェットヘッド１０２の駆動波形のパターンデータとしてとして、図３（ａ）右側に示すようなパターンデータが格納されている。

このように、本実施形態においては、ＲＯＭ１２からパターンデータを読み出してＤＡＣ１８にＤ／Ａ変換を行わせるＣＰＵ１１、ＤＡＣ１８及びヘッド駆動部１９が連動して、ノズルからインクを吐出させるための駆動信号を出力する信号出力部として機能する。ヘッド駆動部１９がインクジェットヘッド１０２に対して図３（ａ）右側に示す波形を出力すると、上述した信号のオーバーシュートやアンダーシュートの影響により、インクジェットヘッド１０２に含まれる各ノズルの駆動素子には、図３（ｂ）右側に示すような波形が印加される。

インクジェットヘッド１０２の駆動素子に印加される波形の電圧の変化が急峻であるほど、夫々のノズルに瞬間的に発生するインクの吐出力は強くなるため、図３（ｂ）に示すような波形が駆動素子に印加されることにより、増粘したインクが好適に排出されることとなる。

また、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態に係るフラッシング動作用の波形は、画像形成出力用の波形よりもΔＶだけ電圧の変化幅が狭い。これは、増粘したインクの吐出に必要な吐出力を得るために必要な電圧値に合わせて設定された変化幅である。本実施形態においては、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、駆動素子に印加する波形を急峻にすることによって吐出力を確保している。その分、上述したようにインクの着弾位置の精度は失われるが、フラッシング動作においてインク着弾位置の精度は不要なため問題ない。

そして、波形が急峻になることによってインクの吐出力が向上された分、電圧の変化幅を狭くしてもインクの吐出力は確保される。従って、フラッシング動作において図３（ａ）、（ｂ）の右側に示すような波形を用いることにより、増粘したインクの排出を適切に実行してインクの吐出性能を維持し、且つその動作の消費電力を低減することができる。

また、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１においては、図３（ｂ）の右側に示すようなオーバーシュート、アンダーシュートによる波形の乱れを意図的に発生させることにより、図３（ａ）の右側に示す波形よりも更に急峻な変化を生じさせる。これにより、上述したインクの吐出力の向上効果を更に高めている。

次に、図３（ａ）、（ｂ）に示すような駆動波形を実現するためのヘッド駆動部１９及びインクジェットヘッド１０２の構成について説明する。図４は、本実施形態に係るヘッド駆動部１９及びインクジェットヘッド１０２に含まれる圧電素子の構成を示す図である。図４に示すように、本実施形態に係るヘッド駆動部１９は、駆動信号源１９１、電圧増幅部１９２、電流増幅部１９３、画像形成出力用信号回路１９４、フラッシング用信号回路１９５及び経路選択スイッチ１９６を含む。

また、インクジェットヘッド１０２は、複数のノズル夫々に対応する圧電素子２０１−１、２０１−２、２０１−３・・・２０１−ｎ（以降、総じて圧電素子２０１とする）と、夫々の圧電素子への電圧の印加の有無を切り替えるスイッチ２０２−１、２０２−２、２０２−３・・・２０２−ｎ（以降、総じてスイッチ２０２とする）とを含む。スイッチ２０２は、ヘッド制御部２０を介してＣＰＵ１１によって制御される。

駆動信号源１９１は、ＤＡＣ１８から出力された駆動信号に従って電圧を発生させる。駆動信号源１９１が生成した電圧は、電圧増幅部１９２によって電圧増幅されると共に、電流増幅部１９３によって電流増幅される。電圧及び電流が増幅された駆動信号は、経路選択スイッチ１９６により、画像形成出力用信号回路１９４及びフラッシング用信号回路１９５のいずれか一方に印加される。即ち、経路選択スイッチ１９６が、接続切り替え部として機能する。経路選択スイッチ１９６は、ＣＰＵ１１の制御によって切り替えられる。

画像形成出力用信号回路１９４は、画像形成出力動作において上述した画像形成出力用の駆動信号を圧電素子２０１に供給するための回路、即ち、通常動作駆動信号回路である。これに対して、フラッシング用信号回路１９５は、フラッシング動作のための駆動信号を圧電素子２０１に供給するための回路、即ち、維持動作駆動信号回路である。

図４に示すように、画像形成出力用信号回路１９４及びフラッシング用信号回路１９５は、夫々インダクタンス成分Ｌ１、Ｌ２と、容量成分Ｃ１、Ｃ２とを含む。このインダクタンス成分及び容量成分は、コイルやコンデンサ等を用いて回路設計上意図的に構成される場合の他、信号線の配置によって構成される場合がある。

インダクタンス成分が大きい程、電圧や電流に急激な変化が生じた際のオーバーシュート、アンダーシュートが大きくなる。従って、画像形成出力用信号回路１９４のインダクタンス成分Ｌ１よりも、フラッシング用信号回路１９５のインダクタンス成分Ｌ２を大きくすることにより、図３（ｂ）において説明したように、フラッシング動作時の波形のオーバーシュート及びアンダーシュートを、画像形成出力動作時よりも大きくすることができる。

また、容量成分が大きい程、電気信号に鈍りが生じ、駆動信号のパルスの立ち上がり、立下りに遅延が生じる。即ち、容量成分が大きい程、信号のオーバーシュート、アンダーシュートが抑えられる。従って、画像形成出力用信号回路１９４の容量成分Ｃ１よりも、フラッシング用信号回路１９５の容量成分Ｃ２を小さくすることにより、図３（ｂ）において説明したように、フラッシング動作時の波形のオーバーシュート及びアンダーシュートを、画像形成出力動作時よりも大きくすることができる。

以上、説明したように、本実施形態においては、フラッシング動作において圧電素子に印加する駆動信号の電圧の変化幅を、画像形成出力において圧電素子に印加する駆動信号の電圧の変化幅よりも小さくすることにより、消費電力を抑えている。そして、電圧の変化幅が小さくなったことによるインク吐出力の低下は、駆動信号の電圧値の変化を、画像形成出力における駆動信号の変化よりも急峻にすることによって補っている。

更に、フラッシング動作における駆動信号に意図的にオーバーシュートやアンダーシュートを発生させることにより、インク吐出力の向上効果を更に高めている。このような構成により、液滴吐出装置における吐出口内部で増粘した液体の排出を好適に行うと共に消費電力を低減することが可能となる。

尚、上記実施形態においては、インクジェットプリンタ１を例として説明した。しかしながらこれは一例であり、インクの吐出に限らず、液滴を吐出する液滴吐出装置であれば同様に適用可能である。液滴吐出装置の他の例としては、液滴の吐出を何層も繰り返すことにより立体物を形成する３次元プリンタ等がある。

また、上記実施形態においては、図４において説明したように、画像形成出力用信号回路１９４及びフラッシング用信号回路１９５を設け、画像形成出力時とフラッシング動作時とで信号の経路を切り替える場合を例として説明した。その趣旨は、上述したようにインダクタンス成分や容量成分の切り替えである。従って、二系統の経路を設けて経路を切り替える態様に限らず、インダクタンス成分や容量成分を変えられる構成であれば同様の効果を得ることが可能である。

図５は、そのような態様を示す図である。図５に示すように、駆動信号の経路を単一の系統都市、可変インダクタンスや可変容量を設けることにより、上記と同様の効果を得ることが可能である。尚、可変インダクタンスや可変容量の制御は、ＣＰＵ１１の制御に従って専用の回路により行われる。

実施の形態２．
実施の形態１においては、フラッシング動作、即ち、増粘インクを破棄するための吐出動作において印加される駆動波形について説明した。本実施形態においては、インクを吐出するのではなく、ノズル内に充填されたインクの表面を振動させることによってインクの乾燥を防ぐ微駆動動作のための駆動波形について説明する。尚、実施の形態１と同様の符号を付す構成については、同一または相当部を示し、詳細な説明を省略する。

本実施形態に係るインクジェットプリンタ１の構成は実施の形態１において説明した構成と同様である。そして、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１は、フラッシング動作ではなく微駆動動作においてインクジェットヘッド１０２に印加される駆動波形に特徴を有する。以下、本実施形態に係る微駆動動作の波形（以降、「微駆動波形」とする）について説明する。

図６（ａ）、（ｂ）は本実施形態に係る駆動波形を示す図であり、微駆動波形と印字波形、即ち実際に画像形成出力を行うためにインクを吐出させるための駆動波形とを示す図である。図６（ａ）は、ヘッド駆動部１９が出力する波形、即ち、ＲＯＭ１２に格納された駆動波形のパターンデータ通りの設計上の波形であり、図６（ｂ）は、ＦＦＣや駆動回路を介して駆動素子に印加される波形である。即ち、図６（ａ）に示す駆動波形の信号が、維持動作駆動信号として用いられる。また、図６（ａ）、（ｂ）においては、従来技術に係る微駆動波形を破線で示している。

微駆動波形はノズルから液滴を吐出させるものではなく、ノズル内の液体を振動させて感想を防ぐものである。従って、図６（ａ）に破線で示すように、従来技術においても微駆動波形の電圧の変化幅は印字波形よりも狭い。本実施形態に係る微駆動波形は、実施の形態１におけるフラッシング動作の駆動波形と同様に、電圧の変化が急峻な波形を用いると共に、従来よりも電圧の変化幅を更に狭くする。

これにより、実施の形態１と同様に、目的のノズルの状態維持機能は維持したまま、駆動波形の印加のための消費電力を抑えることが可能となる。本実施形態に係る微駆動波形について、図６（ｂ）に示すように、オーバーシュート、アンダーシュートを意図的に発生させることにより、設計上の波形よりも更に急峻な変化を生じさせ、ヘッド内の液体に加わる圧力を更に高める点も、実施の形態１と同様である。

また、図６（ａ）に示すような駆動波形を出力するための構成も、実施の形態１と同様である。即ち、図６に示すような駆動波形のパターンデータは実施の形態１と同様にＲＯＭ１２に格納されている。そして、図４において説明したように、微駆動波形を出力する場合と印字波形を出力する場合とで信号線を切り替えることや、図５において説明したように、可変インダクタンスや可変容量を用いることも実施の形態１と同様である。

１０１ キャリッジ
１０２ インクジェットヘッド
１０３ インクカートリッジ
１０４ 給紙カセット
１０５ 手差しトレイ
１０６ 排紙トレイ
１０７ 主ガイドロッド
１０８ 従ガイドロッド
１０９ 主走査モータ
１１０ 駆動プーリ
１１１ 従動プーリ
１１２ タイミングベルト
１１３ 給紙ローラ
１１４ フリクションパッド
１１５ ガイド部材
１１６ 搬送ローラ
１１７ 搬送コロ
１１８ 先端コロ
１１９ 印写受け部材
１２０ 搬送コロ
１２１ 拍車
１２２ 排紙ローラ
１２３ 拍車
１２４ ガイド部材
１２６ 維持回復装置
１３０ 操作パネル
１４０ 主走査モータ
１５０ 副走査モータ
２０１ 圧電素子
２０２ 配線基板
２０３ 集積回路
２０４ 制御信号源
３０１ 駆動信号源
３０２ オン抵抗
３０３ 素子容量
３０４ リターン抵抗
３０５ ＲＯＭ

特開２００１−１７９９６４号公報 特開２００１−３１５３３２号公報

Claims (10)

1. 入力された情報に基づいて液滴を吐出する液滴吐出装置であって、
   前記液滴を吐出するノズルと、
   前記ノズルから液滴を吐出させるための吐出力を生じさせるアクチュエータ素子と、
   前記アクチュエータ素子を駆動するための駆動信号を出力する信号出力部と、を含み、
   前記信号出力部は、前記入力された情報に基づいて液滴を吐出させるための通常動作駆動信号と、前記ノズルの内部の液滴の状態を維持するための維持動作駆動信号と、を出力し、
   前記維持動作駆動信号は、前記通常動作駆動信号よりも電圧の変化が急峻な信号であって且つ前記通常動作駆動信号よりも電圧の変化幅が狭く、前記ノズルの内部の液滴を排出するための信号であることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 入力された情報に基づいて液滴を吐出する液滴吐出装置であって、
   前記液滴を吐出するノズルと、
   前記ノズルから液滴を吐出させるための吐出力を生じさせるアクチュエータ素子と、
   前記アクチュエータ素子を駆動するための駆動信号を出力する信号出力部と、を含み、
   前記信号出力部は、前記入力された情報に基づいて液滴を吐出させるための通常動作駆動信号と、前記ノズルの内部の液滴の状態を維持するための維持動作駆動信号と、を出力し、
   前記維持動作駆動信号は、前記通常動作駆動信号よりも電圧の変化が急峻な信号であって且つ前記通常動作駆動信号よりも電圧の変化幅が狭く、
   当該維持動作駆動信号を前記アクチュエータ素子に伝える経路のインダクタンス成分は、前記通常動作駆動信号を前記アクチュエータ素子に伝える経路のインダクタンス成分よりも大きいことを特徴とする液滴吐出装置。
3. 入力された情報に基づいて液滴を吐出する液滴吐出装置であって、
   前記液滴を吐出するノズルと、
   前記ノズルから液滴を吐出させるための吐出力を生じさせるアクチュエータ素子と、
   前記アクチュエータ素子を駆動するための駆動信号を出力する信号出力部と、を含み、
   前記信号出力部は、前記入力された情報に基づいて液滴を吐出させるための通常動作駆動信号と、前記ノズルの内部の液滴の状態を維持するための維持動作駆動信号、とを出力し、
   前記維持動作駆動信号は、前記通常動作駆動信号よりも電圧の変化が急峻な信号であって且つ前記通常動作駆動信号よりも電圧の変化幅が狭く、
   前記維持動作駆動信号を前記アクチュエータ素子に伝える経路の容量成分は、前記通常動作駆動信号を前記アクチュエータ素子に伝える経路の容量成分よりも小さいことを特徴とする記載の液滴吐出装置。
4. 前記通常動作駆動信号を前記アクチュエータ素子に伝える通常動作駆動信号回路と、
   前記維持動作駆動信号を前記アクチュエータ素子に伝える維持動作駆動信号回路と、
   前記通常動作駆動信号回路及び前記維持動作駆動信号回路のいずれか一方と前記信号出力部とを接続する接続切り替え部とを含むことを特徴とする請求項２または３に記載の液滴吐出装置。
5. 前記信号出力部と前記アクチュエータ素子との信号経路に接続された可変インダクタンス成分を含み、
   前記通常動作駆動信号及び前記維持動作駆動信号のいずれが前記信号出力部から出力されるかによって前記可変インダクタンス成分のインダクタンスを制御することを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
6. 前記信号出力部と前記アクチュエータ素子との信号経路に接続された可変容量成分を含み、
   前記通常動作駆動信号及び前記維持動作駆動信号のいずれが前記信号出力部から出力されるかによって前記可変容量成分の容量を制御することを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出装置。
7. 前記維持動作駆動信号は、前記ノズルの内部の液滴を振動させるための信号であることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の液滴吐出装置。
8. 請求項１乃至７いずれか１項に記載の液滴吐出装置によってインクを吐出して画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
9. 入力された情報に基づいて液滴を吐出する液滴吐出装置の制御方法であって、
   前記液滴吐出装置は、
   前記液滴を吐出するノズルと、
   前記ノズルから液滴を吐出させるための吐出力を生じさせるアクチュエータ素子と、
   前記アクチュエータ素子を駆動するための駆動信号を出力する信号出力部と、を含み、
   前記入力された情報に基づいて液滴を吐出させるための通常動作駆動信号と、前記ノズル内部の液滴の状態を維持するための維持動作駆動信号と、を前記信号出力部から出力させ、
   前記維持動作駆動信号は、前記通常動作駆動信号よりも電圧の変化が急峻な信号であって且つ前記通常動作駆動信号よりも電圧の変化幅が狭く、前記ノズルの内部の液滴を排出するための信号であることを特徴とする液滴吐出装置の制御方法。
10. 入力された情報に基づいて液滴を吐出する液滴吐出装置の制御方法であって、
    前記液滴吐出装置は、
    前記液滴を吐出するノズルと、
    前記ノズルから液滴を吐出させるための吐出力を生じさせるアクチュエータ素子と、
    前記アクチュエータ素子を駆動するための駆動信号を出力する信号出力部と、を含み、
    前記入力された情報に基づいて液滴を吐出させるための通常動作駆動信号と、前記ノズル内部の液滴の状態を維持するための維持動作駆動信号と、を前記信号出力部から出力させ、
    前記維持動作駆動信号は、前記通常動作駆動信号よりも電圧の変化が急峻な信号であって且つ前記通常動作駆動信号よりも電圧の変化幅が狭く、
    当該維持動作駆動信号を前記アクチュエータ素子に伝える経路のインダクタンス成分は、前記通常動作駆動信号を前記アクチュエータ素子に伝える経路のインダクタンス成分よりも大きいことを特徴とする液滴吐出装置の制御方法。