JP7163233B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、液体吐出装置に関する。

所定量の液体を所定の位置に供給する液体吐出装置が知られている。液体吐出装置は、例えばインクジェットプリンタ、３Ｄプリンタ、分注装置などに搭載する。インクジェットプリンタは、インクの液滴をインクジェットヘッドから吐出して、記録媒体の表面に画像等を印刷する。３Ｄプリンタは、造形材の液滴を造形材吐出ヘッドから吐出し、硬化させて、三次元造形物を形成する。分注装置は、試料の液滴を吐出して複数の容器等へ所定量供給する。

インクジェットプリンタの液体吐出装置であるインクジェットヘッドは、ノズルからインクを吐出する駆動装置として、圧電駆動式のアクチュエータを備えている。ヘッド駆動回路は、印字データに基づいて選択したアクチュエータに駆動電圧波形を与えて駆動させる。例えばアクチュエータの劣化を抑えるため、印刷をしないときにはバイアス電圧を与えるのを休止することが提案されている。例えば３段のバッファで印字データをラッチし、次のドットが空白の場合にバイアス電圧を与えるのを休止する方式である。しかしながらこの方式では、更に次のドットでインクを吐出させる場合、吐出前にアクチュエータに与えるバイアス電圧の印加時間が駆動周期の一周期分に限られてしまう。そのため、バイアス電圧印加後、短時間の間にアクチュエータの特性が変化する現象に対応できず、その結果、印刷品質が低下してしまう。

特開２００３－１４５７６０号公報 特開２０１３－６３５８１号公報

本発明が解決しようとする課題は、アクチュエータに与えるバイアス電圧の印加を休止することができ、しかも次に液体を吐出するときのアクチュエータの特性が安定している液体吐出装置を提供することにある。

本発明の実施形態の液体吐出装置は、液体吐出部とアクチュエータ駆動回路を備えている。液体吐出部は、液体を吐出するノズルとアクチュエータを備える。アクチュエータ駆動回路は、ノズルから液体を吐出させずにアクチュエータに与える電圧を第１の電圧から該第１の電圧よりも大きい第２の電圧に遷移させ、その後も該第２の電圧を保持するｗａｋｅ波形を前記アクチュエータに与え、ｗａｋｅ波形を与えた後、液体を吐出する吐出周期にて１以上の液滴を前記ノズルから吐出するよう駆動電圧波形をアクチュエータに与え、ｎ回（ｎ≧１）の吐出周期の後、アクチュエータに与える電圧を第２の電圧から第１の電圧に遷移させ、その後も該第１の電圧を保持するｓｌｅｅｐ波形をアクチュエータに与える。ｗａｋｅ波形をアクチュエータに与え始めてから駆動電圧波形をアクチュエータに与え始めるまでの時間は、吐出周期の２周期分の時間以上であり、ｓｌｅｅｐ波形をアクチュエータに与え始めてからｗａｋｅ波形をアクチュエータに与え始めるまでの時間は、吐出周期の２周期分の時間以上である。

実施形態に従うインクジェットプリンタの全体構成図である。 上記インクジェットプリンタのインクジェットヘッドの斜視図である。 上記インクジェットヘッドのノズルプレートの平面図である。 上記インクジェットヘッドの縦断面図である。 上記インクジェットヘッドのノズルプレートの縦断面図である。 上記インクジェットプリンタの制御系のブロック構成図である。 上記制御系のコマンド解析部のブロック構成図である。 上記制御系の波形生成部のブロック構成図である。 一フレーム分の駆動電圧波形の情報を示すＷＧレジスタの説明図である。 各階調値毎のＷＧレジスタの割り当てと、コード化駆動電圧波形ＷＫ０～ＷＫ７の説明図である。 上記制御系の波形選択部のブロック構成図である。 上記制御系の出力バッファの回路図である。 上記インクジェットヘッドに与える一連の駆動電圧波形の一例である。 バイアス電圧印加休止後の１ドット目の印刷が濃くなる現象を示す説明図である。 上記１ドット目の印刷が濃くなる現象を確認するために行った試験の駆動電圧波形と、アクチュエータの静電容量の測定結果を示す説明図である。 上記インクジェットヘッドに与える一連の駆動電圧波形の他の例である。 ＷＧレジスタＧＷ，ＧＳの変形例を示す説明図である。 ＷＧレジスタＧＷ，ＧＳの変形例を示す説明図である。 各階調値毎のＷＧレジスタの割り当てと、コード化駆動電圧波形ＷＫ０～ＷＫ７の説明図である。 上記インクジェットヘッドに与える一連の駆動電圧波形の他の例である。

以下、実施形態に従う液体吐出装置について、添付図面を参照しながら詳述する。なお、各図において、同一構成は同一の符号を付している。

実施形態の液体吐出装置１を搭載した画像形成装置の一例として、記録媒体に画像を印刷するインクジェットプリンタ１０を説明する。図１は、インクジェットプリンタ１０の概略構成を示す。インクジェットプリンタ１０は、例えば外装体である箱型の筐体１１を備えている。筐体１１の内部には、記録媒体の一例であるシートＳを収納するカセット１２、シートＳの上流搬送路１３、カセット１２内から取り出したシートＳを搬送する搬送ベルト１４、搬送ベルト１４上のシートＳに向けてインクの液滴を吐出するインクジェットヘッド１Ａ～１Ｄ、シートＳの下流搬送路１５、排出トレイ１６、及び制御基板１７を配置している。ユーザーインターフェイスである操作部１８は、筐体１１の上部側に配置している。

シートＳに印刷する画像データは、例えば外部接続機器であるコンピュータ２で生成する。コンピュータ２で生成した画像データは、ケーブル２１、コネクタ２２Ｂ，２２Ａを通してインクジェットプリンタ１０の制御基板１７に送られる。

ピックアップローラ２３は、カセット１２からシートＳを一枚ずつ上流搬送路１３へ供給する。上流搬送路１３は、送りローラ対１３ａ、１３ｂと、シート案内板１３ｃ、１３ｄで構成する。シートＳは、上流搬送路１３を経由して、搬送ベルト１４の上面へ送られる。図中の矢印Ａ１は、カセット１２から搬送ベルト１４へのシートＳの搬送経路を示す。

搬送ベルト１４は、表面に多数の貫通孔が形成された網状の無端ベルトである。駆動ローラ１４ａ、従動ローラ１４ｂ，１４ｃの３本のローラは、搬送ベルト１４を回転自在に支持している。モータ２４は、駆動ローラ１４ａを回転させることによって搬送ベルト１４を回転させる。モータ２４は、駆動装置の一例である。図中Ａ２は、搬送ベルト１４の回転方向を示す。搬送ベルト１４の裏面側には、負圧容器２５を配置している。負圧容器２５は、減圧用のファン２６と連結しており、ファン２６が形成する気流によって容器内が負圧になる。シートＳは、負圧容器２５内が負圧になることによって搬送ベルト１４の上面に吸着保持される。図中Ａ３は、気流の流れを示している。

インクジェットヘッド１Ａ～１Ｄは、搬送ベルト１４上に吸着保持したシートＳに対して、例えば１ｍｍの僅かな隙間を介して対向するように配置している。インクジェットヘッド１Ａ～１Ｄは、シートＳに向けてインクの液滴を夫々吐出する。シートＳは、インクジェットヘッド１Ａ～１Ｄの下方を通過する際に画像が印刷される。各インクジェットヘッド１Ａ～１Ｄは、吐出するインクの色が異なることを除けば、同じ構造になっている。インクの色は、例えば、シアン，マゼンタ，イエロー，ブラックである。

各インクジェットヘッド１Ａ～１Ｄは、インク流路３１Ａ～３１Ｄを介してインクタンク３Ａ～３Ｄ及びインク供給圧力調整装置３２Ａ～３２Ｄと夫々連結している。インク流路３１Ａ～３１Ｄは、例えば樹脂製チューブである。インクタンク３Ａ～３Ｄは、インクを貯留した容器である。各インクタンク３Ａ～３Ｄは、各インクジェットヘッド１Ａ～１Ｄの上方に配置している。待機時に、インクジェットヘッド１Ａ～１Ｄのノズル５１（図２参照）からインクが漏れ出ないように、各インク供給圧力調整装置３２Ａ～３２Ｄは、各インクジェットヘッド１Ａ～１Ｄ内を大気圧に対して負圧、例えば－１ｋＰａに調整している。画像印刷時、各インクタンク３Ａ～３Ｄのインクは、インク供給圧力調整装置３２Ａ～３２Ｄによって各インクジェットヘッド１Ａ～１Ｄに供給される。

印刷後、シートＳは、搬送ベルト１４から下流搬送路１５へ送られる。下流搬送路１５は、送りローラ対１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄと、シートＳの搬送経路を規定するシート案内板１５ｅ，１５ｆで構成している。シートＳは、下流搬送路１５を経由し、排出口２７から排出トレイ１６へ送られる。図中矢印Ａ４は、シートＳの搬送経路を示す。

続いて、図２～図６を参照しながら、液体吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッド１Ａの構成について説明する。なお、インクジェットヘッド１Ｂ～１Ｄは、インクジェットヘッド１Ａと同じ構造であるので詳しい説明は省略する。

図２は、インクジェットヘッド１Ａの外観斜視図である。インクジェットヘッド１Ａは、液体供給部の一例であるインク供給部４、ノズルプレート５、フレキシブル基板６、ヘッド駆動回路７を備えている。インクを吐出する複数のノズル５１は、ノズルプレート５に配列している。各ノズル５１から吐出するインクは、ノズル５１に連通するインク供給部４から供給する。インク供給圧力調整装置３２Ａからのインク流路３１Ａは、インク供給部４の上部側に接続している。矢印Ａ２は、既述の搬送ベルト１４の回転方向を示している（図１参照）。

図３は、ノズルプレート５の部分拡大平面図である。ノズル５１は、列方向（Ｘ方向）及び行方向（Ｙ方向）に２次元配列している。但し、行方向（Ｙ方向）に並ぶノズル５１は、Ｙ軸の軸線上にノズル５１が重ならないように斜めに配列している。各ノズル５１は、Ｘ軸方向に距離Ｘ１、Ｙ軸方向に距離Ｙ１の間隔で配置している。一例として、距離Ｘ１は、略４２．２５μｍ、距離Ｙ１は、略２５３．５μｍとする。すなわち、Ｘ軸方向に６００ＤＰＩの記録密度となるように距離Ｘ１を決めている。さらに、Ｙ軸方向にも６００ＤＰＩで印字するように、距離Ｙ１を決めている。ノズル５１は、Ｙ方向に配列した８個のノズル５１を１組としてＸ方向に複数配列していく。図示は省略するが、Ｘ方向に例えば１５０組配列し、総数１２００個のノズル５１を配列している。

インクを吐出する動作の駆動源となる圧電駆動式の静電容量性アクチュエータ８（以下、単に「アクチュエータ８」と称す）は、ノズル５１毎に設けている。一組のノズル５１とアクチュエータ８は、一つのチャネルを構成する。各アクチュエータ８は、円環状に形成し、その中央にノズル５１が位置するように配列している。アクチュエータ８のサイズは、例えば、内径３０μｍ、外径１４０μｍである。各アクチュエータ８は、個別電極８１と夫々電気的に接続している。さらに、各アクチュエータ８は、Ｙ方向に並ぶ８個のアクチュエータ８を共通電極８２で電気的に接続している。各個別電極８１及び各共通電極８２は、さらに実装パッド９と夫々電気的に接続している。実装パッド９は、駆動電圧波形をアクチュエータ８に与える入力ポートになっている。各個別電極８１は、各アクチュエータ８に駆動電圧波形を夫々与え、各アクチュエータ８は、与えられた駆動電圧波形に応じて駆動する。なお、図３は、説明の便宜上、アクチュエータ８、個別電極８１、共通電極８２及び実装パッド９を実線で記載しているが、これらはノズルプレート５の内部に配置している（図４の縦断面図参照）。勿論、アクチュエータ８の位置は、ノズルプレート５の内部に限定されない。

実装パッド９は、フレキシブル基板６に形成した配線パターンと例えば異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic Contact Film）を介して電気的に接続している。さらに、フレキシブル基板６の配線パターンは、ヘッド駆動回路７と電気的に接続している。ヘッド駆動回路７は、例えばＩＣ（Integrated Circuit）である。ヘッド駆動回路７は、印刷する画像データに応じて選択されるアクチュエータ８に駆動電圧波形を与える。

図４は、インクジェットヘッド１Ａの縦断面図である。図４に示すように、ノズル５１は、ノズルプレート５をＺ軸方向に貫通している。ノズル５１のサイズは、例えば、直径２０μｍ、長さ８μｍである。インク供給部４の内部には、各ノズル５１に夫々連通する圧力室（個別圧力室）４１を複数設けている。圧力室４１は、例えば上部を開放した円柱形の空間である。各圧力室４１の上部は開口しており、共通インク室４２と連通している。インク流路３１Ａは、インク供給口４３を介して共通インク室４２と連通している。各圧力室４１及び共通インク室４２内は、インクで満たされている。共通インク室４２は、例えばインクを循環させる流路状に形成する場合もある。圧力室４１は、例えば厚さ５００μｍの単結晶シリコンウエハに、例えば直径２００μｍの円柱形の穴を形成した構成である。インク供給部４は、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）に共通インク室４２に対応する空間を形成した構成である。

図５は、ノズルプレート５の部分拡大図である。ノズルプレート５は、底面側から保護層５２、アクチュエータ８及び振動板５３を順に積層した構造である。アクチュエータ８は、下部電極８４、圧電素子の一例である薄膜の圧電体８５及び上部電極８６を積層した構造である。上部電極８６は、個別電極８１と電気的に接続し、下部電極８４は、共通電極８２と電気的に接続している。保護層５２と振動板５３の境界には、個別電極８１と共通電極８２の短絡を防ぐ絶縁層５４を介在させている。絶縁層５４は、例えば厚さ０．５μｍの二酸化シリコン膜（ＳｉＯ_２）で形成する。下部電極８４と共通電極８２は、絶縁層５４に形成したコンタクトホール５５によって電気的に接続している。圧電体８５は、圧電特性と絶縁破壊電圧を考慮して、例えば厚さ５μｍ以下のＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）で形成している。上部電極８６及び下部電極８４は、例えば厚さ０．１５μｍの白金で形成している。個別電極８１と共通電極８２は、例えば厚さ０．３μｍの金（Ａｕ）で形成している。

振動板５３は、絶縁性無機材料で形成している。絶縁性無機材料は、例えば二酸化シリコン（ＳｉＯ_２）である。振動板５３の厚みは、例えば２～１０μｍ、好ましくは４～６μｍである。振動板５３及び保護層５２は、電圧を印加した圧電体８５がｄ_３１モード変形することに伴って内側に湾曲する。そして圧電体８５への電圧の印加を止めると元に戻る。この可逆的な変形によって、圧力室（個別圧力室）４１の容積は、拡張及び収縮する。圧力室４１の容積を変えると、圧力室４１内のインク圧が変わる。この圧力室４１の容積の拡張と収縮、インク圧の変化を利用してノズル５１からインクを吐出する。すなわち、ノズル５１とアクチュエータ８は、液体吐出部を構成する一例である。

保護層５２は、例えば厚さ４μｍのポリイミドで形成している。保護層５２は、ノズルプレート５の底面側の一面を覆い、さらにノズル５１の孔の内周面を覆っている。

図６は、インクジェットプリンタ１０の制御系のブロック構成図である。インクジェットプリンタ１０の制御系は、プリンタの制御部である印刷制御装置１００と、ヘッド駆動回路７によって構成されている。ヘッド駆動回路７は、アクチュエータ駆動回路の一例である。印刷制御装置１００は、ＣＰＵ１０１、記憶部１０２、画像メモリ１０３、ヘッドインターフェース１０４、及び搬送インターフェース１０５を備えている。印刷制御装置１００は、例えば制御基板１７に搭載している。記憶部１０２は例えばＲＯＭであり、画像メモリ１０３は例えばＲＡＭである。外部接続機器であるコンピュータ２からの画像データは、印刷制御装置１００に送られ、画像メモリ１０３に保存される。ＣＰＵ１０１は、画像メモリ１０３から画像データを読み取り、インクジェットヘッド１Ａ～１Ｄのデータフォーマットに合うように変換してヘッドインターフェース１０４に、印字データとして送る。印字データは、液体吐出データの一例である。ヘッドインターフェース１０４は、印字データとその他の制御コマンドをヘッド駆動回路７に送る。なお、図示は省略しているが、他のインクジェットヘッド１Ｂ～１Ｄのヘッド駆動回路７も同様の回路構成である。

搬送インターフェース１０５は、ＣＰＵ１０１の指示で、搬送装置１０６（搬送ベルト１４，駆動モータ２４など）を制御してシートＳを搬送すると共に、シートＳとインクジェットヘッド１Ａ～１Ｄとの相対位置を光学式エンコーダなどの位置センサー（不図示）で検知し、各ノズル５１のインクを吐出すべきタイミングをヘッドインターフェース１０４に送る。ヘッドインターフェース１０４は、この吐出タイミングを印字トリガとしてヘッド駆動回路７へ送る。印字トリガは、ヘッド駆動回路７へ送る制御コマンドの一種である。

ヘッド駆動回路７には、第１の電圧として電圧Ｖ０、第２の電圧として電圧Ｖ１、第３の電圧として電圧Ｖ２が、アクチュエータ電源として与えられる。一例として、電圧Ｖ１は３０Ｖ、電圧Ｖ２は１０Ｖ、電圧Ｖ０は０Ｖの直流電圧である（Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３）。電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の電圧の大きさは、図示しない電源回路によって、例えばインクの粘度や温度に応じて逐次調節される。

ヘッド駆動回路７は、受信部７１、コマンド解析部７２、波形生成部７３、印字データバッファ７４、波形選択部７５、及び出力バッファ７６を備えている。出力バッファ７６は、出力スイッチの一例である。受信部７１は、印刷制御装置１００からのデータを受信し、コマンド解析部７２に送る。コマンド解析部７２は、受信したデータを解析する。コマンド解析部７２は、詳しくは図７に示すように、波形設定情報抽出部２００、印字トリガ抽出部２０１、Ｓｌｅｅｐコマンド抽出部２０２、Ｗａｋｅコマンド抽出部２０３、印字データ抽出部２０４、及び印字データ走出部２０５を備えている。コマンド解析部７２は、受信したデータが、波形設定情報であるか、印字トリガであるか、Ｗａｋｅコマンドであるか、Ｓｌｅｅｐコマンドであるか、印字データであるかを解析して抽出する。勿論、これら以外のコマンドがあってもよい。なお、印刷制御装置１００からのデータは、これらの情報やコマンドがパケット単位で送られて来る。一つのパケットに複数のコマンドを含む場合もある。

解析の結果、波形設定情報は、波形生成部７３へ送られる。印字トリガは、波形生成部７３と印字データバッファ７４の両方へ送られる。波形生成部７３へ送られた印字トリガは、波形生成を実行する起動信号となる。印字データバッファ７４へ送られた印字トリガは、印字データバッファ７４内においてデータを入力側から出力側へ転送するバッファ更新信号となる。印字データ、Ｗａｋｅコマンド、Ｓｌｅｅｐコマンドは、印字データ送出部２０５へ送られる。

印字データ送出部２０５は、印字データ抽出部２０４から印字データを受け取った場合、そのデータを、印字データバッファ７４へ送る。印字データは、例えば複数ビットのグレースケールデータである。グレースケールデータは、例えば階調値０～７で、吐出の有無、吐出する場合の吐出量、その他の動作を表している。一例として、階調値０は、バイアス電圧印加の維持であり、階調値１は、インクを１回ドロップであり、階調値２は、インクを２回ドロップであり、階調値３は、インクを３回ドロップであり、階調値４は、インクを４回ドロップであり、階調値５はＷａｋｅであり、階調値６はＳｌｅｅｐであり、階調値７は、Ｓｌｅｅｐの維持（Ｓｌｅｅｐ ｈｏｌｄ）である。なお、印刷制御装置１００は、ノズル５１とアクチュエータ８の組み合わせからなるチャネルを複数備えるマルチノズルヘッドの場合、階調値０～７を各チャネル毎に個別に割り当てる。

一方、印字データ送出部２０５は、Ｗａｋｅコマンド抽出部２０３からＷａｋｅコマンドを受け取った場合には、Ｗａｋｅデータとして定義している階調値５を全アクチュエータ８に対して送る（一括Ｗａｋｅ）。また、印字データ送出部２０５は、Ｓｌｅｅｐコマンド抽出部２０２からＳｌｅｅｐコマンドを受け取った場合には、Ｓｌｅｅｐデータとして定義している階調値６を全アクチュエータ８に対して送る（一括Ｓｌｅｅｐ）。すなわち、グレースケールデータの階調値０～７の中の一つである階調値５に、Ｗａｋｅコマンドが割り当てられ、階調値６に、Ｓｌｅｅｐコマンドが割り当てられている。同様に、階調値７にＳｌｅｅｐの維持（Ｓｌｅｅｐ ｈｏｌｄ）が割り当てられている。

すなわち、印字データバッファ７４へＷａｋｅデータを送る方法として、コード化した印字データとして送る方法と、Ｗａｋｅコマンドとして送る方法の２種類が用意されている。前者は指定したアクチュエータ８のみをＷａｋｅさせることができ、後者は全アクチュエータ８を一括してＷａｋｅさせることができる。同様に、印字データバッファ７４へＳｌｅｅｐデータを送る方法として、コード化した印字データとして送る方法と、Ｓｌｅｅｐコマンドとして送る方法の２種類が用意されている。前者は指定したアクチュエータ８のみをＳｌｅｅｐさせることができ、後者は全アクチュエータ８を一括してＳｌｅｅｐさせることができる。

続いて、波形生成部７３は、詳しくは図８に示すように、波形生成回路３００～３０６とＷＧレジスタ記憶部３０７を備えている。波形生成回路３００～３０６とＷＧレジスタ記憶部３０７は、１フレーム分の駆動電圧波形の情報を示すＷＧレジスタを用いて、各階調値０～７に対応するコード化駆動電圧波形ＷＫ０～ＷＫ７を生成する。１フレーム分の駆動電圧波形の情報は、例えばステート値とタイマ値によって表している。

階調値０～７のうち階調値０～４に対応する波形生成回路３００～３０４は、互いに異なる駆動電圧波形の情報を示した複数種類のＷＧレジスタを、時系列に配置した４つのフレームＦ０～Ｆ３に割り当てることによって、階調値０～４に対応するコード化駆動電圧波形ＷＫ０～ＷＫ４を生成する。波形生成回路３００～３０４は、インクを吐出する駆動電圧波形をアクチュエータ８に与える吐出波形生成部を構成する一例である。階調値０に対応する波形生成回路３００は、ＷＧＧレジスタ４００、フレームカウンタ４０１、セレクタ４０２、セレクタ４０３、ステート４０４、タイマ４０５を備えている。なお、波形生成回路３００の回路構成のみ図示しているが、波形生成回路３０１～３０４も同様の回路構成である。ＷＧＧレジスタ４００は、４つのフレームＦ０～Ｆ３に、複数種類のＷＧレジスタの中のどれを割り当てるかを設定している。すなわち、ＷＧＧレジスタ４００は、各階調値毎に使用する駆動電圧波形を設定する波形設定部である。ＷＧＧレジスタ４００の４つのフレームＦ０～Ｆ３にどのＷＧレジスタを割り当てるかは各階調値で異なる。つまり、波形設定部であるＷＧＧレジスタ４００とＷＧレジスタ３０７は、駆動電圧波形と後述する保持電圧の複数のセットを記憶している波形メモリを構成する一例である。

フレームカウンタ４０１は、Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３の順にフレームを選択する。セレクタ４０２は、ＷＧＧレジスタ４００の設定に基づき、フレームカウンタ４０１が選択したフレームに割り当てられているＷＧレジスタを選択する。セレクタ４０３は、選択されたＷＧレジスタのステート値とタイマ値に基づき、ステート４０４とタイマ４０５の値を設定する。各ＷＧレジスタのステート値とタイマ値は、ＷＧレジスタ記憶部３０７から受け取る。タイマ４０５は、設定されたタイムをカウントし、ステート４０６は、タイマ４０５がタイムアップするとステートを更新する。

Ｗａｋｅデータにあたる階調値５及びＳｌｅｅｐデータにあたる階調値６の波形生成回路３０５，３０６は、ステート４０６，４０８とタイマ４０７，４０９を備える。階調値０～４とは異なり、波形生成回路３０５，３０６は、フレームを用いずにＷａｋｅとＳｌｅｅｐに対応するコード化駆動電圧波形ＷＫ５とＷＫ６を夫々生成する。Ｓｌｅｅｐホールドデータにあたる階調値７も同様にフレームを用いないでコード化駆動電圧波形ＷＫ７を生成する。波形生成回路３０５は、インクを吐出することなくアクチュエータ８の電圧を電圧Ｖ１に遷移させるＷａｋｅ波形生成部の一例であり、波形生成回路３０６は、インクを吐出することなくアクチュエータ８の電圧を電圧Ｖ０に遷移させるＳｌｅｅｐ波形生成部の一例である。

ＷＧレジスタ記憶部３０７は、複数種類のＷＧレジスタを格納している。図９は、ＷＧレジスタ及びその設定値の一例を示している。この例では、ＧＷ，ＧＳ，Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２の５種類のＷＧレジスタを用いる。各ＧＷレジスタは、Ｓ０～Ｓ８の９個のステート値と、ステートを実行するタイミングの設定であるｔ０～ｔ７の８個のタイマ値によって、１フレーム分の駆動電圧波形の情報を示している。ステート値は、例えば０，１，２，３の値を取る。ステート値０は、第１の電圧である電圧Ｖ０をアクチュエータ８に与える第１の出力スイッチをＯＮすることを意味し、ステート値１は、第２の電圧である電圧Ｖ１をアクチュエータ８に与える第２の出力スイッチをＯＮすることを意味し、ステート値２は、第３の電圧である電圧Ｖ２をアクチュエータ８に与える第３の出力スイッチをＯＮすることを意味する。ステート値３は、第１～第３の出力スイッチを全てＯＦＦし、駆動回路出力をハイインピーダンスにすることを意味する。各出力スイッチは、例えばトランジスタである（図１２参照）。

ステートＳ０の状態は、時間ｔ０の間保持され、次にステートＳ１となる。ステートＳ１の状態は、時間ｔ１の間保持され、次にステートＳ２となる。ステートＳ２の状態は、時間ｔ２の間保持され、次にステートＳ３となる。ステートＳ３の状態は、時間ｔ３の間保持され、次にステートＳ４となる。ステートＳ４の状態は、時間ｔ４の間保持され、次にステートＳ５となる。ステートＳ５の状態は、時間ｔ５の間保持され、次にステートＳ６となる。ステートＳ６の状態は、時間ｔ６の間保持され、次にステートＳ７となる。ステートＳ７の状態は、時間ｔ７の間保持され、次にステートＳ８となる。ステートＳ８に保持時間はない。ステートＳ８の状態は、次のフレームに更新されるか、或いは、次に印字トリガが発生するまで保持する。すなわち、最後のステートＳ８に設定されている電圧は、保持電圧である。さらに、出力バッファ７６に後述する第１～第３のトランジスタＱ０，Ｑ２，Ｑ３を用いた場合、保持するＯＮ／ＯＦＦの状態を決める。すなわち、波形メモリの一例であるＷＧレジスタ記憶部３０７には、最後にＯＮするトランジスタが互いに異なる複数種類の駆動電圧波形の情報が記憶されている。勿論、コード化駆動電圧波形ＷＫ０～ＷＫ６自体を波形メモリに記憶するようにしてもよい。

各ＷＧレジスタＧＷ，ＧＳ，Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２のステート値とタイマ値は、ＷＧレジスタ記憶部３０７からコード化駆動電圧波形ＷＫ０～ＷＫ６を生成する波形生成回路３００～３０６へ送られる。波形生成回路３００～３０６は、ＷＧレジスタのステート値とタイマ値に従って、コード化駆動電圧波形ＷＫ０～ＷＫ６を生成する。ＷＫ７は、ＧＳの最終ステートＳ８である。コード化駆動電圧波形ＷＫ０～ＷＫ７の生成開始のトリガとなるのは、印字トリガである。例えば階調値０～４に対応する波形生成回路３００～３０４は、印字トリガの信号が入力されると、ＷＧＧレジスタ４００の設定に基づき、該当するＷＧレジスタのステート値とタイマ値を読み出し、タイマ値の時間だけ該当するステート値をコード化駆動電圧波形ＷＫ０～ＷＫ４に出力し、これを全てのフレームＦ０～Ｆ４で繰り返す。

図１０は、各階調値０～７毎のＷＧレジスタＧＷ，ＧＳ，Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２の割り当てと、生成されるコード化駆動電圧波形ＷＫ０～ＷＫ７を示している。図１０に示すように、階調値０に対応するコード化駆動電圧波形ＷＫ０には、ＷＧレジスタＧ０の値がＦ０～Ｆ３の間出力され、最終値が保持される。Ｇ０のステート値は全て“１”なのでこの期間は電圧Ｖ１が出力される。インクを１回ドロップする階調値１に対応するコード化駆動電圧波形ＷＫ１には、ＷＧレジスタＧ１の値がＦ０の期間出力され、Ｇ０の値がＦ１～Ｆ３の間出力され、最終値が保持される。インクを２回ドロップする階調値２に対応するコード化駆動電圧波形ＷＫ２には。ＷＧレジスタＧ１の値がＦ０～Ｆ１の期間繰り返し出力され、Ｇ０の値がＦ２～Ｆ３の間出力され、最終値が保持される。インクを３回ドロップする階調値３に対応するコード化駆動電圧波形ＷＫ３には、ＷＧレジスタＧ１の値がＦ０～Ｆ２の期間繰り返し出力され、Ｇ０の値がＦ３の間出力され、最終値が保持される。インクを４回ドロップする階調値４に対応するコード化駆動電圧波形ＷＫ４には、ＷＧレジスタＧ１の値がＦ０～Ｆ３の期間繰り返し出力され、Ｇ２の値がＦ３の最後（ステートＳ８）に出力され、最終値が保持される。ステートＳ８の状態は、例えば次に印字トリガが発生するまで保持する。すなわち、最後のステートＳ８に設定されている電圧は、駆動電圧波形を印加した後の保持電圧である。保持電圧は、例えば印刷制御装置１００から設定及び変更可能である。

階調値５，６，７は、フレームを用いず、ＷＧＧレジスタ４００の設定は無く、階調値０～４とは波形生成の動作が異なる。階調値５に対応するコード化駆動電圧波形ＷＫ５には、ＷＧレジスタＧＷの値が出力され、最終値が保持される。階調値６に対応するコード化駆動電圧波形ＷＫ６には、ＷＧレジスタＧＳの値が出力され、最終値が保持される。階調値７に対応するコード化駆動電圧波形ＷＫ７には、ＷＧレジスタＧＳのステートＳ８の値が出力され、これが保持される。ステートＳ８の状態は、例えば次に印字トリガが発生するまで保持する。こうして生成されたコード化駆動電圧波形ＷＫ０～ＷＫ７は、各波形選択部７５の被選択入力に夫々与えられる。なお、この例では印刷制御装置１００から波形設定情報コマンドによって送られてくる設定値がＷＧレジスタとＷＧＧレジスタ４００に設定される。勿論、ＷＧレジスタとＷＧＧレジスタ４００の設定値は固定値とすることも可能だが、印刷制御装置１００から設定可能とすることによって、次のような利点がある。

すなわち、インクジェットヘッド１Ａ～１Ｄは、インクに関する詳細情報を持っていない。インクが変わったときやインクの温度が変わったとき駆動電圧波形をどのように変えればよいのかは一概に決められるものではなく、インクジェットヘッド１Ａ～１Ｄ単体にインクに関する詳細情報を固定してしまうと例えば新しいインクや新しく要求された駆動条件に対応できなくなってしまうからである。インクジェットヘッド１Ａ～１Ｄ単体は通常ディスプレイや入力パネルを持つことができず、ホストコンピュータとの接続も直接にはできない。これに対してプリンタの制御部である印刷制御装置１００には例えば操作部１８などにディスプレイや入力パネルを設けることができ、また多くの場合ホストコンピュータとのインターフェースを有している。よって、例えばディスプレイと入力パネルを使って、あるいはホストコンピュータから、インクの特性を入力し、それに応じて駆動電圧波形を設定することが可能である。このためインクに関する詳細情報はインクジェットヘッド１Ａ～１Ｄには持たせず、印刷制御装置１００がこの情報を持ち、この情報に応じてＷＧレジスタ、ＷＧＧレジスタ４００などの値を設定する方が、より幅広い条件で使用可能で融通の利くプリンタとなり得る。

説明を図６に戻し、印字データバッファ７４は、印字データ送出部２０５から送られてくるデータを蓄える入力側バッファと、それを波形選択部７５へ送出する出力側バッファによって構成されている。各バッファは、各チャネル毎の階調値のデータをチャネル数分だけ蓄える容量を有する。印字データバッファ７４に印字トリガが与えられると、入力側バッファの印字データは出力側バッファに転送される。

波形選択部７５は、図１１に示すように、セレクタ５００、デコーダ５０１、グリッチ除去・デッドタイム生成回路５０２を備える。さらに、出力バッファ７６は、図１２（ａ）の回路図に示すように、電圧Ｖ０をアクチュエータに与える第１のトランジスタＱ０、電圧Ｖ１をアクチュエータに与える第２のトランジスタＱ１、電圧Ｖ２をアクチュエータに与える第３のトランジスタＱ２（Ｑ２ｐとＱ２ｎ）、を備えている。

図１１に示すように、波形選択部７５の被選択入力には、印字データが与えられる。波形選択部７５に与えられる印字データは、０～７の値を取る３ｂｉｔの信号である。この０～７の値は、階調値０～７に対応している。波形選択部７５のセレクタ５００は、印字データの０～７の値に従って、コード化駆動電圧波形ＷＫ０～ＷＫ７の中から一つのコード化駆動電圧波形を選択する。コード化駆動電圧波形は０～３の値を取る２ｂｉｔの信号のストリームである。この２ｂｉｔの信号は、電圧Ｖ０をアクチュエータに与える第１のトランジスタＱ０、電圧Ｖ１をアクチュエータに与える第２のトランジスタＱ１、電圧Ｖ２をアクチュエータに与える第３のトランジスタＱ２（Ｑ２ｐとＱ２ｎ）のうち一つをＯＮするか、すべてをＯＦＦするかという、図１２（ｂ）に示すステート値０～３の意味を持っている。このステート値は、ＷＧレジスタのステート値に対応している。これをデコーダ５０１でデコードした信号が、ａ０ｉｎ，ａ１ｉｎ，ａ２ｉｎである。

デコードの際に発生するグリッジは、グリッジ除去・デッドタイム生成回路５０２によって除去する。同時に、グリッジ除去・デッドタイム生成回路５０２は、ＯＮするトランジスタＱ１，Ｑ２（Ｑ２ｐ，Ｑ２ｎ），Ｑ０が切り替わるタイミングで一旦全てのトランジスタをＯＦＦするデッドタイムを挿入した信号ａ０，ａ１，ａ２を生成する。信号ａ０，ａ１，ａ２は出力バッファ７６に送られる。信号ａ０が“Ｈ”のとき第１のトランジスタＱ０がＯＮし、アクチュエータ８には電圧Ｖ０（＝０Ｖ）が印加される。信号ａ１が“Ｈ”のとき第２のトランジスタＱ１がＯＮし、アクチュエータ８には電圧Ｖ１が印加される。信号ａ２が“Ｈ”のとき第３のトランジスタＱ２（Ｑ２ｐ，Ｑ２ｎ）がＯＮし、アクチュエータ８には電圧Ｖ２が印加される。信号ａ０，ａ１，ａ２が全て“Ｌ”のとき、第１～第３のトランジスタＱ０，Ｑ１，Ｑ２（Ｑ２ｐ，Ｑ２ｎ）は全てＯＦＦし、アクチュエータ８の端子はハイインピーダンスとなる。信号ａ０，ａ１，ａ２のうち２つ以上が同時に“Ｈ”になることはない。

図１３は、一連の印字動作を行うためにアクチュエータ８に与える一連の駆動電圧波形を示している。印字周期は２０μｓである。初期状態ではアクチュエータ８に電圧０Ｖが印加されている。印字に先立ち、印刷制御装置１００は、全アクチュエータ８を一括でＷａｋｅさせるＷａｋｅコマンド（階調値５）と印字トリガを発行する。波形選択部７５は、コード化駆動電圧波形ＷＫ０～ＷＫ７の中からコード化駆動電圧波形ＷＫ５を選択し、出力バッファ７６は、第１～第３のトランジスタＱ０，Ｑ１，Ｑ２（Ｑ２ｐ，Ｑ２ｎ）のＯＮ／ＯＦＦを制御してコード化駆動電圧波形ＷＫ５に従うＷａｋｅ電圧波形をアクチュエータ８に与える。これにより、アクチュエータ８に与える電圧は、電圧Ｖ０から電圧Ｖ１に立ち上がる。すなわち、第１の電圧から第２の電圧に遷移される（第１の電圧＜第２の電圧）。Ｗａｋｅのために電圧Ｖ１に立ち上げるこのときはインクを吐出してはならない。そのため、電圧立ち上がり時の圧力振幅を抑えると共に圧力振動をキャンセルすることを図って、Ｗａｋｅ電圧波形には、最初の２μｓの間、電圧Ｖ２にするステップを設けている。２μｓは圧力振動の半周期である。圧力振動の半周期は、ＡＬ（Acoustic Length）とも称される。

その後、印刷制御装置１００は、印字データ（階調値１～４）と印字トリガを順次発行し、インクを吐出すべきノズル５１のアクチュエータ８に駆動電圧波形をｎ回（ｎ≧１）与えることとなる。但し、図１３に示すように、Ｗａｋｅから最初の印字までの時間は、印字周期（この例では２０μｓ）の２周期以上確保する。２周期以上の時間は、次の印字トリガを発行する時間調節で確保してもよく、或いは、続いて印字データ（階調値０）と印字トリガを発行して電圧Ｖ１を印加し続けることで確保してもよい。Ｗａｋｅから最初の印字までに駆動電圧波形の２周期以上の時間を確保して印字前のバイアス電圧の印加を行う理由を、図１４～図１５を参照しながら説明する。

アクチュエータ８にバイアス電圧を印加すると、アクチュエータ８の分極が変化する。このとき、印字前のバイアス電圧の印加時間が短いと、分極の変化が飽和する前に印字を始めることになるため、最初のドットを印刷するときだけ圧電定数が高く見え、図１４に一例を示すように打ち始めの印字が濃くなってしまうことがある。すなわち、印字品質が劣化するという問題が起きる。

この現象を調べるために、図１５（ａ）に示す電圧波形でアクチュエータ８を駆動し、アクチュエータ８の静電容量の変化を調べた。インクを吐出する駆動電圧波形は、インクを４回ドロップして１ドットとするコード化駆動電圧波形ＷＫ４である。２μｓは圧力振動の半周期である。その結果を図１５（ｂ）に示す。図１５（ｂ）の結果から、インクを吐出させる駆動電圧波形を与える前に、２０μｓの間（すなわち印字周期の１周期分）、バイアス電圧を印加しても、静電容量変化は飽和しないことが分かった。吐出前後で合計１００μｓ（印字周期の５周期分）の間バイアス電圧を与えると、静電容量は低下し、このため２ドット目以降の静電容量は安定する。しかしその後にバイアス電圧を止めて暫く放置すると静電容量は戻ってしまう。この現象が、図１４に示した最初のドットが濃く印字される現象の原因である。よって、Ｗａｋｅから最初の印字までに少なくとも駆動電圧波形の２周期以上の時間を確保し、最初の１ドット目が濃くなってしまうのを抑える。より望ましくは吐出の前後に合計で或いは吐出前に１００μｓにあたる５周期分以上を確保する。Ｗａｋｅコマンドと印字データ（階調値５）はいずれも印刷制御装置１００からヘッド駆動回路７に送るので、Ｗａｋｅから最初の印字までの時間は自由に調節可能である。

図１３の例では、アクチュエータ８にＷａｋｅ電圧波形を与えてさらに電圧Ｖ１をバイアス電圧として印加した後（合計で印字周期の２周期分＝４０μｓ以上）、印刷制御装置１００から印字データ（階調値１，２，３，４）と印字トリガ２～５を順次発行して、階調値１，２，３，４の順に４ドットの印字を行う。その後、印刷制御装置１００から印字データ（階調値０）と印字トリガ６～７を順に発行してアクチュエータ８に電圧Ｖ１を印加し、このままで暫く印字を休止する。その間電圧Ｖ１が維持される。この例では印字周期の４周期分（＝８０μｓ）、電圧Ｖ１を維持している。次に再び印刷制御装置１００から印字データ（階調値１，２，３，４）と印字トリガ９～１２を順次発行して、階調値１，２，３，４の順に４ドットの印字を行う。その後、印刷制御装置１００から印字データ（階調値０）と印字トリガ１３を発行してアクチュエータ８に電圧Ｖ１を印加する。

一連の印字動作を完了に際して、印刷制御装置１００は、Ｓｌｅｅｐコマンド（階調値６）と印字トリガ１４を発行する。Ｓｌｅｅｐコマンドが実行されると、波形選択部７５は、コード化駆動電圧波形ＷＫ０～ＷＫ７の中からコード化駆動電圧波形ＷＫ６を選択し、出力バッファ７６は、第１～第３のトランジスタＱ０，Ｑ１，Ｑ２（Ｑ２ｐ，Ｑ２ｎ）のＯＮ／ＯＦＦを制御してコード化駆動電圧波形ＷＫ６に従うＳｌｅｅｐ電圧波形をアクチュエータ８に与える。アクチュエータ８の印加電圧は、電圧Ｖ１から電圧０Ｖへ立ち下がる。すなわち、第２の電圧から第１の電圧に遷移する（第１の電圧＜第２の電圧）。Ｓｌｅｅｐのため電圧Ｖ０に立ち下げるこのときはインクを吐出してはならない。電圧立ち下がり時の圧力振幅を抑えると共に圧力振動をキャンセルすることを図って、Ｓｌｅｅｐ波形には、最初の２μｓの間、電圧Ｖ２にするステップを設けている。２μｓは圧力振動の半周期である。その後、次の印字トリガが入力されるまで電圧Ｖ０が維持される。

図１６に示す別の例では、最初の４ドットの印字と次の４ドットの印字の間にＳｌｅｅｐを設けてバイアス電圧の印加を休止させている。印刷制御装置１００はインクジェットヘッド１Ａ～１Ｄと違って多ライン分のバッファを持っているためこの先に吐出があるか無いかの情報を多くのラインに亘り持っている。このため印刷制御装置１００は今後数ライン後にすぐ次の印字があるのか、それとも数十ライン、あるいは数百ラインに亘って暫く吐出が無いのかを判断することができる。この先数百ライン以上に亘って吐出が無いと判断した場合、印刷制御装置１００はＳｌｅｅｐコマンド（階調値６）と印字トリガ７を発行する。Ｓｌｅｅｐを実行することによって、アクチュエータ８に与える電圧は、一旦電圧Ｖ０（＝０Ｖ）になる。なお、Ｓｌｅｅｐから電圧Ｖ０（＝０Ｖ）を維持する時間は、印字周期（この例では２０μｓ）の２周期以上確保することが望ましい。

その後、次の吐出よりも印字周期の２周期分（＝４０μｓ）以上の時間先立って、印刷制御装置１００はＷａｋｅコマンド（階調値５）と印字トリガ８を発行する。Ｗａｋｅ電圧波形によってアクチュエータ８に与える電圧は電圧Ｖ１に立ち上がりバイアス電圧として電圧Ｖ１の印加を維持する。吐出前バイアス電圧の印加時間を印字周期の２周期分以上確保することによって、次の吐出の第１ドット目が濃くなることを防ぐことができ、良好な印字品質を得ることができる。

なお、上記の例はコマンドにより一括Ｗａｋｅと一括Ｓｌｅｅｐを行っているが、印字データにＷａｋｅデータ（階調値５）とＳｌｅｅｐデータ（階調値６）を含めて個別のアクチュエータ８に対してＷａｋｅとＳｌｅｅｐを実行しても、同様に、第１ドット目が濃くなることを防ぐことができ、良好な印字品質を得ることができる。

すなわち、上述の実施形態によれば、静電容量性アクチュエータに与えるバイアス電圧の印加を休止することができ、しかも次に液体を吐出するときのアクチュエータの特性を安定化させることができる。

続いて、ＷａｋｅのＷＧレジスタＧＷと、ＳｌｅｅｐのＷＧレジスタＧＳの設定値の変形例について、図１７を参照しながら説明する。図１７に示すように、ＷＧレジスタＧＷは、電圧Ｖ０から電圧Ｖ２への電圧波形の立ち上がりと電圧Ｖ２から電圧Ｖ１への電圧波形の立ち上がりの２か所に、第１～第３のトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３を全てＯＦＦするステート値３を設定している。図中、「Ｈｉ－Ｚ」で示した箇所である。具体的には、第３のトランジスタＱ２をＯＮしてアクチュエータ８の充電を開始した後、電圧Ｖ２への電圧波形の立ち上がり開始から、充電動作の完了に要する時間より短い所定時間（例えば０．１μｓ）が経過した時点にステート３を所定時間（例えば０．１μｓ）だけ挿入して第３のトランジスタＱ２をＯＦＦする。そしてこの所定時間が経過すると再び第３のトランジスタＱ２をＯＮする。その後、第２のトランジスタＱ１をＯＮし、電圧Ｖ１への電圧波形の立ち上がり開始から、充電動作の完了に要する時間より短い所定時間（例えば０．１μｓ）が経過した時点にステート３を所定時間（例えば０．１μｓ）だけ挿入して第２のトランジスタＱ１をＯＦＦする。そしてこの所定時間が経過すると再び第２のトランジスタＱ１をＯＮする。このようにステート３を挿入して電圧の立ち上がり時間を延ばしている。電圧波形の立ち上がりの充電、立ち下がりの放電には数百ナノ秒を要するので、この時間内にステート値３に変化させることによって立ち上がり時間を調節しているのである。このようにＷａｋｅ電圧波形の立ち上がり時間を調整することによって、Ｗａｋｅ電圧波形で駆動する際の不要なインクの吐出を起き難くすることができる。

同様に、ＷＧレジスタＧＳも、電圧Ｖ１から電圧Ｖ２への電圧波形の立ち下がりと電圧Ｖ２から電圧Ｖ０への電圧波形の立ち下がりの２か所に、第１～第３のトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３を全てＯＦＦするステート値３を設定している。図中、「Ｈｉ－Ｚ」で示した箇所である。具体的には、第３のトランジスタＱ２をＯＮしてアクチュエータ８の放電を開始した後、電圧Ｖ２への電圧波形の立ち下がり開始から、放電動作の完了に要する時間より短い所定時間（例えば０．１μｓ）が経過した時点にステート３を所定時間（例えば０．１μｓ）だけ挿入して第３のトランジスタＱ２をＯＦＦする。そしてこの所定時間が経過すると再び第３のトランジスタＱ２をＯＮする。その後、第１のトランジスタＱ０をＯＮし、電圧Ｖ０への電圧波形の立ち下がり開始から、放電動作の完了に要する時間より短い所定時間（例えば０．１μｓ）が経過した時点にステート３を所定時間（例えば０．１μｓ）だけ挿入して第１のトランジスタＱ０をＯＦＦする。そしてこの所定時間が経過すると再び第１のトランジスタＱ０をＯＮする。このようにステート３を挿入して電圧の立ち下がり時間を延ばしている。このようにＳｌｅｅｐ電圧波形の立ち下がり時間を調整することによって、Ｓｌｅｅｐ電圧波形で駆動する際の不要なインクの吐出を起き難くすることができる。

ＷａｋｅのＷＧレジスタＧＷと、ＳｌｅｅｐのＷＧレジスタＧＳの設定値の他の変形例について、図１８を参照しながら説明する。図１６に例示したような印刷中にインクを吐出しない区間が続くときアクチュエータ８に与える電圧を電圧Ｖ０（＝０Ｖ）まで下げて完全にＳｌｅｅｐさせることに代えて、この変形例では、アクチュエータ８に与える電圧を電圧Ｖ２（＞０Ｖ）まで下げて待機させる。すなわち、低電圧Ｗａｋｅ状態（dark wake）にする。そのため、ＷＧレジスタＧＷの全てのステートＳ０～Ｓ８にステート値２を設定する。すなわち電圧Ｖ２に固定する。一方で、ＷＧレジスタＧＳの全てのステートＳ０～Ｓ８にはステート値０を設定する。すなわち電圧Ｖ０に固定する。電圧が固定なので各タイマｔ０～ｔ７の設定値はいずれの値でもよい。

図１９は、図１８に示したＷＧレジスタＧＷ，ＧＳを用いたときの、各階調値０～７のＷＧレジスタＧＷ，ＧＳ，Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２の割り当てと、生成されるコード化駆動電圧波形ＷＫ０～ＷＫ７の一例を示している。図１９に示すように、階調値５に対応するコード化駆動電圧波形ＷＫ５はアクチュエータ８に全時間領域で電圧Ｖ２を与えた低電圧Ｗａｋｅ状態（dark wake）、階調値６に対応するコード化駆動電圧波形ＷＫ６はアクチュエータ８に全時間領域で電圧０（＝０Ｖ）を与えたＳｌｅｅｐ状態になる。よって、階調値５に対応するコード化駆動電圧波形ＷＫ５には、ＷＧレジスタＧＷの値（電圧Ｖ２）が出力され、最終値が保持される。階調値６に対応するコード化駆動電圧波形ＷＫ６には、ＷＧレジスタＧＳ（電圧Ｖ０）の値が出力され、最終値が保持される。階調値７は使用せず、Ｓｌｅｅｐを維持するときは階調値６のコード化駆動電圧波形ＷＫ６を用いるようにする。階調値０～４は、図１０に示した例と同様である。

図２０は、一連の印字動作を行うためにアクチュエータ８に与える一連の駆動電圧波形を示している。印字周期は２０μｓである。初期状態ではアクチュエータ８に電圧０Ｖが印加されている。印字に先立ち、印刷制御装置１００からＷａｋｅコマンド（階調値５）と印刷トリガ１が発行されると、波形選択部７５はコード化駆動電圧波形ＷＫ５を選択し、全アクチュエータ８に印加する電圧は電圧０Ｖから電圧Ｖ２に立ち上がる。すなわち、低電圧Ｗａｋｅ状態（dark wake）となる。その後、例えば吐出をするアクチュエータ８に対して印刷制御装置１００から印字データ（階調値０）と印刷トリガ２が発行されると、波形選択部７５はコード化駆動電圧波形ＷＫ０を選択し、アクチュエータ８に印加する電圧は電圧Ｖ２から電圧Ｖ１に立ち上がる。すなわち、Ｗａｋｅ電圧波形が与えられバイアス電圧を印加した状態になる。この後もう一度、印刷制御装置１００から印字データ（階調値０）と印刷トリガ３が発行される。その結果、吐出前バイアス電圧の印加時間を印字周期の２周期分以上保つこととなり、アクチュエータ８の特性が安定化される。

その後、印刷制御装置１００から印字データ（階調値４）と印刷トリガ４が発行され、階調値４で１ドットの印字を行う。次の吐出が無ければ印刷制御装置１００から印字データ（階調値０）と印刷トリガ５が発行されるが、その後暫く吐出が無いと判断した時点で印刷制御装置１００は、例えばＷａｋｅコマンド（階調値５）と印刷トリガ７を発行する。印字データとして階調値５を与えても良い。波形選択部７５はコード化駆動電圧波形ＷＫ５を選択し、アクチュエータ８に印加する電圧は電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に下がり低電圧Ｗａｋｅ状態（dark wake）となる。吐出を再開するよりも印字周期２周期分前の時点で印刷制御装置１００は印字データ（階調値０）と印刷トリガ１０を発行する。波形選択部７５はコード化駆動電圧波形ＷＫ０を選択し、アクチュエータ８に印加する電圧は電圧Ｖ２から電圧Ｖ１に立ち上がる。すなわち、バイアス電圧を印加した状態になる。この後もう一度、印刷制御装置１００から印字データ（階調値０）と印刷トリガ１１が発行される。その結果、吐出前バイアス電圧の印加時間を印字周期の２周期分以上保つこととなり、アクチュエータ８の特性が安定化される。

その後、印刷制御装置１００から印字データ（階調値１）と印刷トリガ１２が発行され、階調値１で１ドットの印字を行う。次の印刷周期で、印刷制御装置１００から印字データ（階調値４）と印刷トリガ１３が発行され、階調値４で１ドットの印字を行う。その後、印刷制御装置１００から印字データ（階調値０）と印刷トリガ１４が発行され、アクチュエータ８に電圧Ｖ１を与える。この時点でその後暫く吐出が無いと判断したら、印刷制御装置１００はｗａｋｅコマンド（階調値５）と印字トリガ１５を発行し、アクチュエータ８に与える電圧を電圧Ｖ２まで下げる。さらに次の印字周期でＳｌｅｅｐコマンド（階調値６）と印字トリガ１６を発行し、全てのアクチュエータ８に与える電圧を電圧Ｖ０（＝０Ｖ）まで下げる。すなわち完全Ｓｌｅｅｐ状態にする。

上述の実施形態では、液体吐出装置の一例として、インクジェットプリンタ１のインクジェットヘッド１Ａ、１０１Ａを説明したが、液体吐出装置は、３Ｄプリンタの造形材吐出ヘッド、分注装置の試料吐出ヘッドであってもよい。勿論、アクチュエータ８も容量性負荷であれば上述の実施形態の構成及び配置に限定されない。

すなわち、実施形態の液体吐出装置は、
（１）液体を吐出するノズルとアクチュエータを備える液体吐出部と、
前記ノズルから液体を吐出させずに前記アクチュエータに与える電圧を第１の電圧から該第１の電圧よりも大きい第２の電圧に遷移させ、該第２の電圧を保持した後、駆動電圧波形を前記アクチュエータにｎ回（ｎ≧１）与えて液体を吐出させ、前記ノズルから液体を吐出させずに前記アクチュエータに与える電圧を前記第２の電圧から前記第１の電圧に遷移させ、該第１の電圧を保持するアクチュエータ駆動回路と、を備え、
前記第２の電圧を保持する時間と前記第１の電圧を保持する時間は、前記駆動電圧波形の２周期分以上である。
（２）前記第１の電圧は０Ｖである。
（３）前記駆動電圧波形の初期電圧は前記第２の電圧に等しい。
（４）前記駆動電圧波形の終了電圧は前記第２の電圧に等しい。
（５）前記アクチュエータに与える電圧を前記第１の電圧から前記第２の電圧に遷移させる指示、及び前記アクチュエータに与える電圧を前記第２の電圧から前記第１の電圧に遷移させる指示は、コマンドとして前記アクチュエータ駆動回路に与えられる。
（６）前記ノズルとアクチュエータの組み合わせからなるチャネルを複数備え、
前記アクチュエータに与える電圧を前記第１の電圧から前記第２の電圧に遷移させるタイミング、及び前記アクチュエータに与える電圧を前記第２の電圧から前記第１の電圧に遷移させるタイミングは、少なくとも２つのチャネル間で互いに異なる。
（７）前記アクチュエータに与える電圧を前記第１の電圧から前記第２の電圧に遷移させる指示、及び前記アクチュエータに与える電圧を前記第２の電圧から前記第１の電圧に遷移させる指示は、液体吐出データと共にコード化されて前記アクチュエータ駆動回路に与えられる。
（８）液体を吐出するノズルとアクチュエータを備える液体吐出部と、
バイアス電圧の印加を休止したアクチュエータには、Ｗａｋｅ電圧波形を与えてさらにバイアス電圧の印加を保持した後に、駆動電圧波形をｎ回（ｎ≧１）与えて液体を吐出させるアクチュエータ駆動回路と、を備え、
前記アクチュエータにＷａｋｅ電圧波形を与えてさらにバイアス電圧の印加を保持する時間の合計が、前記液体を吐出する駆動電圧波形の２周期分以上である。
（９）液体を吐出するノズルとアクチュエータを備える液体吐出部と、
前記ノズルから液体を吐出させずに前記アクチュエータに与える電圧を第１の電圧から該第１の電圧よりも大きい第２の電圧に遷移させ、該第２の電圧を保持した後、駆動電圧波形を前記アクチュエータにｎ回（ｎ≧１）与えて液体を吐出させた後、前記ノズルから液体を吐出させずに前記アクチュエータに与える電圧を前記第２の電圧から前記第１の電圧に遷移させ、該第１の電圧を保持するアクチュエータ駆動回路と、を備え、
前記アクチュエータに与える電圧を前記第１の電圧から前記第２の電圧に遷移させる指示、及び前記アクチュエータに与える電圧を前記第２の電圧から前記第１の電圧に遷移させる指示は、コマンドとして前記アクチュエータ駆動回路に与えられる。
（１０）液体を吐出するノズルとアクチュエータを備える液体吐出部と、
前記ノズルから液体を吐出させずに前記アクチュエータに与える電圧を第１の電圧から該第１の電圧よりも大きい第２の電圧に遷移させ、該第２の電圧を保持した後、駆動電圧波形を前記アクチュエータにｎ回（ｎ≧１）与えて液体を吐出させた後、前記ノズルから液体を吐出させずに前記アクチュエータに与える電圧を前記第２の電圧から前記第１の電圧に遷移させ、該第１の電圧を保持するアクチュエータ駆動回路と、を備え、
前記アクチュエータに与える電圧を前記第１の電圧から前記第２の電圧に遷移させる指示、及び前記アクチュエータに与える電圧を前記第２の電圧から前記第１の電圧に遷移させる指示は、液体吐出データと共にコード化されて前記アクチュエータ駆動回路に与えられる。

本発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ インクジェットプリンタ
１Ａ～１Ｄ インクジェットヘッド
４ インク供給部
５１ ノズル
７ ヘッド駆動回路
７２ コマンド解析部
７４ 印字データバッファ
７５ 波形選択部
７６ 出力バッファ
８ アクチュエータ
１００ 印刷制御装置
３０７ ＷＧレジスタ記憶部
４００ ＷＧＧレジスタ
Ｑ０ 第１のトランジスタ
Ｑ１ 第２のトランジスタ
Ｑ２ 第３のトランジスタ

Claims (4)

1. 液体を吐出するノズルとアクチュエータを備える液体吐出部と、
   前記ノズルから液体を吐出させずに前記アクチュエータに与える電圧を第１の電圧から該第１の電圧よりも大きい第２の電圧に遷移させ、その後も該第２の電圧を保持するｗａｋｅ波形を前記アクチュエータに与え、
   前記ｗａｋｅ波形を与えた後、液体を吐出する吐出周期にて１以上の液滴を前記ノズルから吐出するよう駆動電圧波形を前記アクチュエータに与え、
   ｎ回（ｎ≧１）の前記吐出周期の後、前記アクチュエータに与える電圧を前記第２の電圧から前記第１の電圧に遷移させ、その後も該第１の電圧を保持するｓｌｅｅｐ波形を前記アクチュエータに与えるアクチュエータ駆動回路と、を備え、
   前記ｗａｋｅ波形を前記アクチュエータに与え始めてから前記駆動電圧波形を前記アクチュエータに与え始めるまでの時間は、前記吐出周期の２周期分の時間以上であり、
   前記ｓｌｅｅｐ波形を前記アクチュエータに与え始めてから前記ｗａｋｅ波形を前記アクチュエータに与え始めるまでの時間は、前記吐出周期の２周期分の時間以上であることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記ノズルと前記アクチュエータの組み合わせからなるチャネルを複数備え、
   前記アクチュエータに与える電圧を第１の電圧から第２の電圧に遷移させるタイミング、及び前記アクチュエータに与える電圧を第２の電圧から第１の電圧に遷移させるタイミングは、少なくとも２つのチャネル間で互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記アクチュエータに与える電圧を前記第１の電圧から前記第２の電圧に遷移させる指示、及び前記アクチュエータに与える電圧を前記第２の電圧から前記第１の電圧に遷移させる指示は、コマンドとして前記アクチュエータ駆動回路に与えられることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
4. 前記アクチュエータに与える電圧を前記第１の電圧から前記第２の電圧に遷移させる指示、及び前記アクチュエータに与える電圧を前記第２の電圧から前記第１の電圧に遷移させる指示は、液体吐出データと共にコード化されて前記アクチュエータ駆動回路に与えられることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
   

Images