JP7400415B2 - 液体を吐出する装置、ヘッド駆動制御方法、ヘッド駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は液体を吐出する装置、ヘッド駆動制御方法、ヘッド駆動制御装置に関する。

液体吐出ヘッドは、製造上のばらつきなどにより、ノズル間で、液体の吐出速度、吐出量にばらつきが生じる。

従来、駆動波形の放電時間（駆動波形の立下り部）を調整することで、ノズル毎に圧電素子に印加する印加波形の電圧を調整して複数ノズル間で吐出量（吐出液滴重量）を揃えるようにしたものが知られている（特許文献１）。

特許第３７５３０７５号公報

ところで、特許文献１に開示の構成にあっては、ノズル単位で駆動波形の調整を行うため、共通駆動波形に含まれる複数の駆動パルスの１又は２以上の駆動パルスを選択して異なるサイズの滴を吐出させる場合、複数の駆動パルスの調整量が同じになる。

そのため、例えば１つの駆動パルスで吐出させる小滴について調整を行っても、２以上の駆動パルスで吐出させる中滴、大滴などの吐出時にはノズル毎の吐出特性が揃わなくな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、吐出特性のばらつきを低減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、
液体を吐出するノズルを有する液体吐出手段と、
前記液体を吐出させる複数の駆動パルスを含む共通駆動波形を生成出力する手段と、
前記共通駆動波形から１又は２以上の前記駆動パルスを選択して前記液体吐出手段の圧力発生素子に与える手段と、
前記圧力発生素子に与えられる少なくとも２つの前記駆動パルスの印加波形形状を異なる調整値で調整する手段と、を備え、
前記調整する手段は、
ノズル毎に前記異なる調整値を保持する手段と、
前記保持された前記調整値に従って、前記駆動パルスを入力するスイッチ手段をＯＮ／ＯＦＦするタイミングを変化させるスイッチ切替え手段と、を備えている
構成とした。

本発明によれば、吐出特性のばらつきを低減できる。

本発明の第１実施形態に係る液体を吐出する装置としての印刷装置の概略説明図である。 同印刷装置の吐出ユニットの平面説明図である。 ヘッドの一例のノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。 同じくノズル配列方向に沿う断面説明図である。 本発明の第１実施形態におけるヘッド駆動制御装置のブロック説明図である。 ヘッドドライバの共通駆動波形の選択を行う部分とトリミング（波形形状の調整）の概要も説明に供する同ヘッドドライバのスイッチ部分の説明図である。 印加波形の波形形状の調整（トリミング）の一例の説明に供する説明図である。 本発明の第１実施形態におけるトリミング制御の説明に供する説明図である。 本発明の第２実施形態におけるヘッド駆動制御装置のブロック説明図である。 同実施形態におけるトリミング制御の説明に供する説明図である。 本発明の第３実施形態におけるトリミング制御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。本発明の第１実施形態に係る液体を吐出する装置としての印刷装置について図１及び図２を参照して説明する。図１は同印刷装置の概略説明図、図２は同印刷装置の吐出ユニットの平面説明図である。

印刷装置１は、シート材Ｐを搬入する搬入部１０と、前処理部２０と、印刷部３０と、乾燥部４０と、搬出部５０とを備えている。印刷装置１は、搬入部１０から搬入（供給）されるシート材Ｐに対し、前処理手段である前処理部２０で必要に応じて前処理液を付与（塗布）し、印刷部３０で液体を付与して所要の印刷を行い、乾燥部４０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５０に排出する。

搬入部１０は、複数のシート材Ｐを収容する搬入トレイ１１（下段搬入トレイ１１Ａ、上段搬入トレイ１１Ｂ）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（１２Ａ、１２Ｂ）とを備え、シート材Ｐを前処理部２０に供給する。

前処理部２０は、例えばインクを凝集させ、裏写りを防止する作用効果を有する処理液をシート材Ｐの印刷面に付与する処理液付与手段である塗布部２１などを備えている。

印刷部３０は、シート材Ｐを周面に担持して回転する担持部材（回転部材）であるドラム３１と、ドラム３１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部３２を備えている。

また、印刷部３０は、前処理部２０から送り込まれたシート材Ｐを受け取ってドラム３１との間でシート材Ｐを渡す渡し胴３４と、ドラム３１によって搬送されたシート材Ｐを受け取って反転機構部３６に渡す受け渡し胴３５を備えている。

前処理部２０から印刷部３０へ搬送されてきたシート材Ｐは、渡し胴３４に設けられた把持手段（シートグリッパ）によって先端が把持され、渡し胴３４の回転に伴って搬送される。渡し胴３４により搬送されたシート材Ｐは、ドラム３１との対向位置でドラム３１へ受け渡される。

ドラム３１の表面にも把持手段（シートグリッパ）が設けられており、シート材Ｐの先端が把持手段（シートグリッパ）によって把持される。ドラム３１の表面には、複数の吸引穴が分散して形成され、吸引手段によってドラム３１の所要の吸引穴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３４からドラム３１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、吸引手段による吸い込み気流によってドラム３１上に吸着担持され、ドラム３１の回転に伴って搬送される。

液体吐出部３２は、液体吐出手段である吐出ユニット３３（３３Ａ～３３Ｄ）を備えている。例えば、吐出ユニット３３Ａはシアン（Ｃ）の液体を、吐出ユニット３３Ｂはマゼンタ（Ｍ）の液体を、吐出ユニット３３Ｃはイエロー（Ｙ）の液体を、吐出ユニット３３Ｄはブラック（Ｋ）の液体を、それぞれ吐出する。また、その他、白色、金色（銀色）などの特殊な液体の吐出を行う吐出ユニットを使用することもできる。

吐出ユニット３３は、例えば、図２に示すように、複数のノズル１０４を配列したノズル列を複数列有する複数の液体吐出ヘッド（以下、単に「ヘッド」という。）１００をベース部材３３１に千鳥状に配置したフルライン型ヘッドである。

液体吐出部３２の各吐出ユニット３３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。ドラム３１に担持されたシート材Ｐが液体吐出部３２との対向領域を通過するときに、吐出ユニット３３から各色の液体が吐出され、当該印刷情報に応じた画像が印刷される。

反転機構部３６は、受け渡し胴３５から渡されたシート材Ｐに対して両面印刷をおこなうときに、スイッチバック方式で、シート材Ｐを反転する機構であり、反転されたシート材Ｐは印刷部３０の搬送経路３６０を通じて渡し胴３４よりも上流側に逆送される。

乾燥部４０は、印刷部３０でシート材Ｐ上に付着した液体を乾燥させる。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５０は、複数のシート材Ｐが積載される搬出トレイ５１を備えている。乾燥部４０から搬送されてくるシート材Ｐは、搬出トレイ５１上に順次積み重ねられて保持される。

なお、本実施形態では、シート材がカットシート材である例で説明しているが、連帳紙、ロール紙などの連続体（ウェブ）を使用する装置、壁紙などのシート材を使用する装置などにも本発明を適用することができる。

次に、ヘッド１００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の断面説明図、図４は同じくノズル配列方向に沿う断面説明図である。

本実施形態の液体吐出ヘッド１００は、ノズル板１０１と、個別流路部材である流路板１０２と、壁面部材としての振動板部材１０３とを積層接合している。そして、振動板部材１０３の振動領域（振動板）１３０を変位させる圧電アクチュエータ１１１と、ヘッドのフレーム部材を兼ねている共通流路部材１２０とを備えている。

ノズル板１０１は、液体を吐出する複数のノズル１０４を配列した複数のノズル列を有している。

流路板１０２は、複数のノズル１０４に通じる複数の圧力室１０６と、各圧力室１０６にそれぞれ通じる流体抵抗部を兼ねる個別供給流路１０７と、２以上の個別供給流路１０７に通じる液導入部となる中間供給流路１０８を形成している。

振動板部材１０３は、流路板１０２の圧力室１０６の壁面を形成する変位可能な複数の振動板（振動領域）１３０を有する。ここでは、振動板部材１０３は２層構造（限定されない）とし、流路板１０２側から薄肉部を形成する第１層１０３Ａと、厚肉部を形成する第２層１０３Ｂで構成されている。

そして、薄肉部である第１層１０３Ａで圧力室１０６に対応する部分に変形可能な振動領域１３０を形成している。振動領域１３０内には、第２層１０３Ｂで圧電アクチュエータ１１１と接合する厚肉部である凸部１３０ａを形成している。

そして、振動板部材１０３の圧力室１０６とは反対側に、振動板部材１０３の振動領域１３０を変形させる駆動手段（アクチュエータ手段、圧力発生素子）としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ１１１を配置している。

この圧電アクチュエータ１１１は、ベース部材１１３上に接合した圧電部材にハーフカットダイシングによって溝加工をして、ノズル配列方向において、所要数の柱状の圧電素子１１２を所定の間隔で櫛歯状に形成している。そして、圧電素子１１２は、１つおきに、振動板部材１０３の振動領域１３０に形成した厚肉部である凸部１３０ａに接合している。

この圧電素子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（端面電極）に接続され、外部電極にフレキシブル配線部材１１５が接続されている。

共通流路部材１２０は共通供給流路１１０を形成している。共通供給流路１１０は、振動板部材１０３に設けたフィルタ部を兼ねる開口部１０９を介して液導入部となる中間供給流路１０８に連通し、中間供給流路１０８を介して個別供給流路１０７に通じている。

この液体吐出ヘッド１００においては、例えば圧電素子１１２に与える電圧を基準電位（中間電位）から下げることによって圧電素子１１２が収縮し、振動板部材１０３の振動領域１３０が引かれて圧力室１０６の容積が膨張することで、圧力室１０６内に液体が流入する。

その後、圧電素子１１２に印加する電圧を上げて圧電素子１１２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に向かう方向に変形させて圧力室１０６の容積を収縮させることにより、圧力室１０６内の液体が加圧され、ノズル１０４から液体が吐出される。

次に、本発明の第１実施形態におけるヘッド駆動制御装置について図５を参照して説明する。図５は同ヘッド駆動制御装置のブロック説明図である。

ヘッド駆動制御装置４００は、ヘッド制御部４０１と、駆動波形生成手段を構成する駆動波形生成部４０２及び波形データ格納部４０３と、本発明に係るヘッド駆動装置としてのヘッドドライバ４１０と、吐出タイミングを生成するための吐出タイミング生成部４０４を備えている。

ヘッド制御部４０１は、吐出タイミングパルスｓｔｂを受信すると、共通駆動波形の生成のトリガーとなる吐出同期信号ＬＩＮＥを駆動波形生成部４０２へ出力する。また、ヘッド制御部４０１は、吐出同期信号ＬＩＮＥからの遅延量に当たる吐出タイミング信号ＣＨＡＮＧＥを駆動波形生成部４０２へ出力する。

駆動波形生成部４０２は、吐出同期信号ＬＩＮＥと、吐出タイミング信号ＣＨＡＮＧＥに基づいたタイミングで共通駆動波形Ｖｃｏｍを生成出力する。

ヘッド制御部４０１は、画像データを受け取り、この画像データをもとに、ヘッド１００の各ノズル１０４からの液体吐出の有無を制御するマスク制御信号ＭＮを生成する。マスク制御信号ＭＮは吐出タイミング信号ＣＨＡＮＧＥに同期したタイミングの信号である。

そして、ヘッド制御部４０１は、画像データＳＤと、同期クロック信号ＳＣＫと、画像データのラッチを命令するラッチ信号ＬＴと、生成した選択信号ＭＮとを、ヘッドドライバ４１０に転送する。

また、ヘッド制御部４０１は、トリミングデータＴＤ１、ＴＤ２と、トリミングデータＴＤ１、ＴＤ２のラッチを命令するラッチ信号ＬＴ１、ＬＴ２と、カウンタクロック信号ＣＣＫと、カウンタトリガ信号ＣＴと、調整値選択信号ＣＳと、調整値選択信号ＣＳの「Ｈ」、「Ｌ」を判定するタイミングをとる調整値選択信号判定信号ＣＳＤと、をヘッドドライバ４１０に転送する。

ヘッドドライバ４１０は、ヘッド制御部４０１からの各種信号に基づいて、共通駆動波形Ｖｃｏｍの内、液体吐出ヘッド１００の各圧力発生素子（圧電素子１１２）に与える波形部分を選択する選択手段である。

このヘッドドライバ４１０は、シフトレジスタ４１１、ラッチ回路４１２、セレクタ４１３、レベルシフタ４１４、及びアナログスイッチアレイ（スイッチ部）４１５を備える。

また、ヘッドドライバ４１０は、シフトレジスタ４２１、４２２、ラッチ回路４２３、４２４、レジスタ４２５、４２６、４２７、カウンタ４２８を備える。

シフトレジスタ４１１は、ヘッド制御部４０１から転送される画像データＳＤ及び同期クロック信号ＳＣＫを入力する。ラッチ回路４１２は、シフトレジスタ４１１の各レジスト値を、ヘッド制御部４０１から転送されるラッチ信号ＬＴによってラッチする。ラッチ回路４１２でラッチされた値はレジスタ４２５に保存される。

同様に、シフトレジスタ４２１、４２２は、ヘッド制御部４０１からトリミングデータＴＤ１、ＴＤ２として転送される異なる調整値（ここでは、２つの調整値Ｔ１、Ｔ２とする。）を入力する。ラッチ回路４２３、４２４は、シフトレジスタ４２１，４２２の各レジスト値を、ヘッド制御部４０１から転送されるラッチ信号ＬＴ１、ＬＴ２によってラッチする。ラッチ回路４２３、４２４でラッチされた値（調整値）は、異なる調整値を保持する手段としてのレジスタ４２６、レジスタ４２７に保存される。なお、レジスタ４２６、４２７で保持手段を構成している。

セレクタ４１３は、選択手段であり、レジスタ４２５に保存された値（画像データＳＤ）とヘッド制御信号ＭＮとから結果を出力する。

また、セレクタ４１３は、レジスタ４２６、４２７にそれぞれに保存された値（調整値）と、カウンタ４２８からの出力信号と、カウント開始トリガ信号であるカウンタトリガ信号ＣＴと、調整値選択信号ＣＳと、調整値選択信号判定信号ＣＳＤと、カウンタ手段であるカウンタ４２８のカウント結果を入力する。

そして、セレクタ４１３は、液体を吐出するノズル１０４については、調整値選択信号ＣＳで選択された調整値を調整値選択信号判定信号ＣＳＤで判定し、共通駆動波形Ｖｃｏｍの各駆動パルスについて、レジスタ４２６、レジスタ４２７に保持されている調整値Ｔ１，Ｔ２に従って、カウンタ４２８のカウント結果が調整値Ｔ１又はＴ２になったときにアナログスイッチＡＳをオフさせる信号を出力する。

レベルシフタ４１４は、スイッチ切替手段であり、セレクタ４１３のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチアレイ４１５のアナログスイッチＡＳが動作可能なレベルへとレベル変換する。

アナログスイッチアレイ４１５のアナログスイッチＡＳは、レベルシフタ４１４を介して与えられるセレクタ４１３の出力でオン／オフするスイッチ手段であり、共通駆動波形Ｖｃｏｍの通過／非通過（遮断）を行う手段である。

このアナログスイッチＡＳは、ヘッド１００が備えるノズル１０４毎に設けられ、各ノズル１０４に対応する圧電素子１１２の個別電極に接続されている。また、アナログスイッチＡＳには、駆動波形生成部４０２からの共通駆動波形Ｖｃｏｍが入力されている。

したがって、レベルシフタ４１４を介して与えられるセレクタ４１３の出力に応じて適切なタイミングでアナログスイッチＡＳのオン／オフが切り替えられることにより、共通駆動波形Ｖｃｏｍから各ノズル１０４に対応する圧電素子１１２に印加される波形部分が選択される。その結果、ノズル１０４から吐出される滴の大きさなどが制御され、異なるサイズの滴が吐出される。

吐出タイミング生成部４０４は、ドラム３１の回転量を検出するロータリエンコーダ４０５の検出結果から、シート材Ｐが所定量移動される毎に吐出タイミングパルスｓｔｂを生成して出力する。ロータリエンコーダ４０５は、ドラム３１と共に回転するエンコーダホイールと、エンコーダホイールのスリットを読取るエンコーダセンサで構成される。

次に、ヘッドドライバの共通駆動波形の選択を行う部分とトリミング（波形形状の調整）の概要について図６を参照して説明する。図６は同ヘッドドライバのスイッチ部分の説明図である。

本実施形態では、共通駆動波形Ｖｃｏｍを入力するスイッチ手段であるスイッチＳを介して圧電素子１１２に駆動波形を印加する。スイッチＳは前記アナログスイッチＡＳに相当する。

スイッチＳをオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）することで、共通駆動波形Ｖｃｏｍの所要の駆動パルスＰの所要の波形部分を選択して印加波形として圧電素子１１２に印加することができる。

そして、スイッチＳをオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）するタイミングを調整することで、圧電素子１１２に与えられる駆動パルスの印加波形の波形形状を調整することができる。このとき、少なくとも２つの駆動パルスＰについてスイッチＳをオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）のタイミングを異なる調整値で調整することで、少なくとも２つの駆動パルスＰの印加波形形状を異なる調整値で調整することができる。

ここでは、スイッチＳをＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移させるタイミングを調整することで、駆動パルスＰの電圧波形（立下り波形要素ａ）を調整する。スイッチＳには共通駆動波形Ｖｃｏｍの入力側に圧電素子１１２の方向が順方向になるようにダイオードＤがスイッチＳと並列に接続されており、圧電素子１１２の充電（駆動パルスの立上り波形要素ｂ）は、このダイオードＤを通して行われる。

そして、スイッチＳはノズル毎（圧電素子１１２毎）に設けられているので、複数のノズル１０４毎に圧電素子１１２に与える駆動パルスの波形形状を調整して、吐出特性のばらつきを低減することができる。

この場合、スイッチＳのＯＮ／ＯＦＦのタイミングは、例えば、カウンタが内蔵されており、レジスタにセットされた調整値の数だけクロックのカウントを行ったらスイッチＳをＯＮ／ＯＦＦする方法がある。

また、スイッチＳのＯＮ／ＯＦＦ制御信号がスイッチＳ毎に用意されており、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が「Ｈ」のときＯＦＦ、「Ｌ」のときＯＮに遷移し、レジスタにセットされた調整値の値によってＯＮ／ＯＦＦ制御信号の「Ｈ」、「Ｌ」の切替タイミングが調整されるようになっていて、それによりスイッチＳ毎にＯＮ／ＯＦＦタイミングを調整する方法もある。

次に、印加波形の波形形状の調整（トリミング）の一例について図７を参照して説明する。図７は同説明に供する説明図である。なお、ここでは、調整値は調整値Ｔ１～Ｔ３の３つとする。

例えば、図７（ａ）に示す共通駆動波形Ｖｃｏｍの駆動パルスＰがスイッチＳに入力される。駆動パルスＰは、中間電位（基準電位）Ｖｍから立ち下がって圧力室１０６を膨張させる立ち下がり波形要素ａと、立ち下がり波形要素ａの立下り電位を保持する保持波形要素ｂと、保持された電位から立ち上がって圧力室１０６を収縮させる立ち上がり波形要素ｃとを含む。

この駆動パルスＰが入力されたとき、図７（ｂ）に示すように、スイッチＳをＯＮ状態にして、タイミングＡでセットされた調整値（スイッチＳのＯＮ時間）のカウントを開始し、カウント値が調整値になった時点でスイッチＳをＯＦＦ状態にする。

ここで、調整値（スイッチＳのＯＮ時間）が調整値Ｔ１であるときには、タイミングＡから調整値Ｔ１に相当する時間が経過した（カウント値になった）時点ｔ１でスイッチＳがＯＦＦ状態になる。これにより、時点ｔ１で圧電素子１１２の放電が止まり、電圧が維持されるので、圧電素子１１２には図７（ｃ）に示す印加波形ＴＰａが印加される。

同様に、調整値Ｔ２であるときには、タイミングＡから調整値Ｔ２に相当する時間が経過した時点ｔ２でスイッチＳがＯＦＦ状態になる。これにより、時点ｔ２で圧電素子１１２の放電が止まり、電圧が維持されるので、圧電素子１１２には図７（ｃ）に示す印加波形ＴＰｂが印加される。

同様に、調整値Ｔ３であるときには、タイミングＡから調整値Ｔ３に相当する時間が経過した時点ｔ３でスイッチＳがＯＦＦ状態になる。これにより、時点ｔ３で圧電素子１１２の放電が止まり、電圧が維持されるので、圧電素子１１２には図７（ｃ）に示す印加波形ＴＰｃが印加される。

印加波形ＴＰａは波高値が低いため、リファレンス駆動波形で駆動したときに、比較的駆動力の大きい圧電素子１１２に適用すれば、高過ぎる駆動力を下げることができる。

印加波形ＴＰｂは波高値が中くらいのため、リファレンス駆動波形で駆動したときに、平均的な駆動力の圧電素子１１２に適用すれば、求める吐出力を得ることができる。

印加波形ＴＰｃは波高値が高いため、リファレンス駆動波形で駆動したときに、比較的駆動力の小さい圧電素子１１２に適用すれば、低過ぎる駆動力を上げることができる。

例えば、スイッチＳをＯＦＦするタイミングとして３２のケースを用意すれば、３２段階に波形形状を調整できる。

なお、駆動パルスＰの電圧が、圧電素子１１２の個別電極の電圧（スイッチＳをＯＦＦにしたときの電圧と略同じ電圧）以上になれば、厳密には、（個別電極の電圧＋ダイオードＤがＯＮする電圧）以上になれば、圧電素子１１２には駆動パルスＰの立ち上がり波形要素が印加されるので、圧電素子１１２は充電される。なお、タイミングＢ以降はスイッチＳをＯＮしてもよい。

次に、本実施形態におけるトリミング制御について図８を参照して説明する。図８は同説明に供する説明図である。

本実施形態では、図８（ａ）に示すように、液体を吐出させる複数（ここでは３つ）の駆動パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３を時系列で含む共通駆動波形Ｖｃｏｍが生成出力されて、ドライバＩＣ４１０の各圧電素子１１２に対応するアナログスイッチＡＳに入力される。

駆動パルスＰ１～Ｐ３は、前記駆動パルスＰと同様に、中間電位Ｖｍから立ち下がって圧力室１０６を膨張させる立ち下がり波形要素ａと、立ち下がり波形要素ａの立下り電位を保持する保持波形要素ｂと、保持された電位から立ち上がって圧力室１０６を収縮させる立ち上がり波形要素ｃとを含む。

ここでは、調整値は調整値Ｔ１、Ｔ２の２種類とする。ヘッド制御部４０１は、ノズル１０４毎に、調整値Ｔ１（トリミングデータＴＤ１）又は調整値Ｔ２（トリミングデータＴＤ１）の２値をレジスタ４２６、４２７に書き込む。

また、ヘッド制御部４０１は、図８（ｂ）に示すカウンタトリガ信号ＣＴと、図８（ｃ）に示す調整値選択信号判定信号ＣＳＤと、図８（ｄ）に示す調整値選択信号ＣＳとを、共通駆動波形Ｖｃｏｍと同期してセレクタ４１３に送信する。

ここで、図８（ｂ）に示すように、カウンタトリガ信号ＣＴ及び調整値選択信号判定信号ＣＤＳは、共通駆動波形Ｖｃｏｍの調整を行う駆動パルスＰ１～Ｐ３毎に立っている。

そして、調整値選択信号判定信号ＣＤＳのタイミングで調整値選択信号ＣＳが「Ｈ」か「Ｌ」かが判定され、カウンタトリガ信号ＣＴの立ち上がりでカウントが開始される。このとき、調整値選択信号ＣＳが「Ｈ」である駆動パルスＰについては、調整値Ｔ１の値だけカウントを行ったらスイッチＡＳをＯＦＦ状態に遷移させる。また、調整値選択信号ＣＳが「Ｌ」の駆動パルスＰについては、調整値Ｔ２の値だけカウントを行ったらスイッチＡＳをＯＦＦ状態に遷移する。

例えば、図８（ｄ）に示すように、調整値選択信号ＣＳが「Ｈ」となっている駆動パルスＰ１、Ｐ２について調整値Ｔ１でカウントが行われ、調整値選択信号ＣＳが「Ｌ」となっている駆動パルスＰ３について調整値Ｔ２でカウントが行われる。

これにより、図８（ｅ）に示すように、印加波形ＴＰは、駆動パルスＰ１を調整値Ｔ１で調整した印加パルス（吐出パルス）ＴＰ１、駆動パルスＰ２を調整値Ｔ１で調整した印加パルス（吐出パルス）ＴＰ２，駆動パルスＰ３を調整値Ｔ２で調整した印加パルス（吐出パルス）ＴＰ３で構成される。

このように、共通駆動波形Ｖｃｏｍの各駆動パルスについて、個別に、ノズル毎に２通りの調整を行うことができる。つまり、圧力発生素子に与えられる少なくとも２つ以上の駆動パルスが、ここではノズル毎に、２種以上の波形形状を有するように調整される。

したがって、単一の駆動パルスで構成される小滴、複数の駆動パルスで構成される中滴や大滴の吐出特性（吐出速度や吐出量など）を揃えたり、吐出速度と吐出量の両方を揃えたりすることができる。

ここで、異なるサイズの滴、例えば、小滴、中滴、大滴の吐出特性を揃える例について説明する。

上記の図８の共通駆動波形Ｖｃｏｍを使用して、駆動パルスＰ１を選択して小滴を、駆動パルスＰ１、Ｐ３を選択して中滴を、駆動パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３を選択して大滴をそれぞれ吐出させるものとする。

この場合、最初に小滴を、駆動パルスＰ１を調整することで、複数ノズル１０４の特性が揃うようにトリミングを行い、駆動パルスＰ１にはその時の調整値をセットする。次に、中滴は、駆動パルスＰ１は小滴でトリミングしたときの調整量を適用しながら、駆動パルスＰ３を調整することで、複数のノズル１０４の吐出特性が揃うようにトリミングを行い、駆動パルスＰ３にはその時の調整値をセットする。最後に、大滴は、駆動パルスＰ１と駆動パルスＰ３は小滴と中滴でトリミングしたときの調整量を適用しながら、駆動パルスＰ２を調整することで、複数のノズル１０４の吐出特性が揃うようにトリミングを行う。

この結果、異なるサイズの滴をそれぞれ第１滴（小滴）、第２滴（中滴、大滴）とし、第２滴の吐出に使用する駆動パルスは、第１滴の吐出に使用する駆動パルスを含むときには、第１滴の吐出と第２滴の吐出に共通に使用する駆動パルスが圧力発生素子に印加されるときの印加波形形状は同じになる

次に、吐出速度（滴速度）と吐出量（滴重量）の両方を揃える例について説明する。

調整したときに吐出量について支配的な第１パルスと、吐出速度について支配的な第２パルスを、共通駆動波形として用意し、第１パルスでノズル１０４毎の吐出量を揃えた後、第２パルスでノズル１０４毎の吐出速度を揃える。

次に、本発明の第２実施形態におけるヘッド駆動制御装置について図９を参照して説明する。図９は同ヘッド駆動装置のブロック説明図である。

本実施形態では、ヘッド制御部４０１から前記第１実施形態における調整値選択信号判定信号ＣＳＤをセレクタ４１３に入力していない点のみが異なる。

本実施形態では、スイッチ切替え手段としてのセレクタ４１３は、調整値を選択する信号（調整値選択信号）ＣＳを入力し、カウント手段であるカウンタ４２８のカウント結果とレジスタ４２６、４２７に保持された異なる調整値Ｔ１、Ｔ２に基づいてスイッチ手段であるアナログスイッチＡＳをＯＦＦ状態にする手段である。

そして、セレクタ４１３は、カウント４２８によるカウントを開始するトリガとなるカウント開始トリガ信号が第１状態（ＯＮ状態）から第２状態（ＯＦＦ状態）へ遷移するときに調整値選択信号ＣＳの状態を読み込み、調整値Ｔ１、調整値Ｔ２のいずれが選択されているかを判別する。

その後、カウント開始トリガ信号が第２状態（ＯＦＦ状態）から第１状態（ＯＮ状態）へ遷移したときからのカウント値が選択された調整値になったときにアナログスイッチＡＳをＯＦＦ状態にする。

次に、第２実施形態におけるトリミング制御について図１０を参照して説明する。図１０は同説明に供する説明図である。

本実施形態では、図１０（ａ）に示すように、液体を吐出させる複数（ここでは３つ）の駆動パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３を時系列で含む共通駆動波形Ｖｃｏｍが生成出力されて、ドライバＩＣ４１０の各圧電素子１１２に対応するアナログスイッチＡＳに入力される。

駆動パルスＰ１～Ｐ３は、前記駆動パルスＰと同様に、中間電位（基準電位）Ｖｍから立ち下がって圧力室１０６を膨張させる立ち下がり波形要素ａと、立ち下がり波形要素ａの立下り電位を保持する保持波形要素ｂと、保持された電位から立ち上がって圧力室１０６を収縮させる立ち上がり波形要素ｃとを含む。

ここでは、調整値は調整値Ｔ１、Ｔ２の２種類とする。ヘッド制御部４０１は、ノズル１０４毎に、調整値Ｔ１（トリミングデータＴＤ１）又は調整値Ｔ２（トリミングデータＴＤ１）の２値をレジスタ４２６、４２７に書き込む。

また、ヘッド制御部４０１は、図１０（ｂ）に示すカウンタトリガ信号ＣＴと、図１０（ｃ）に示す調整値選択信号ＣＳとを、共通駆動波形Ｖｃｏｍと同期してセレクタ４１３に送信する。

ここで、図１０（ｂ）に示すように、カウンタトリガ信号ＣＴは、共通駆動波形Ｖｃｏｍの調整を行う駆動パルスＰ１～Ｐ３毎に立っている。

そして、カウンタトリガ信号ＣＴの立下り（立ち上がりでも良い）のタイミングで調整値選択信号ＣＳが「Ｈ」か「Ｌ」かが判定され、カウンタトリガ信号ＣＴの立ち上がりでカウントが開始される。このとき、調整値選択信号ＣＳが「Ｈ」である駆動パルスＰについては、調整値Ｔ１の値だけカウントを行ったらスイッチＡＳをＯＦＦ状態に遷移させる。また、調整値選択信号ＣＳが「Ｌ」の駆動パルスＰについては、調整値Ｔ２の値だけカウントを行ったらスイッチＡＳをＯＦＦ状態に遷移する。

例えば、図１０（ｃ）に示すように、調整値選択信号ＣＳが「Ｌ」となっている駆動パルスＰ１について調整値Ｔ２でカウントが行われ、調整値選択信号ＣＳが「Ｈ」となっている駆動パルスＰ２、Ｐ３について調整値Ｔ１でカウントが行われる。

これにより、図１０（ｅ）に示すように、印加波形ＴＰは、駆動パルスＰ１を調整値Ｔ２で調整した印加パルス（吐出パルス）ＴＰ１、駆動パルスＰ１を調整値Ｔ１で調整した印加パルス（吐出パルス）ＴＰ２，駆動パルスＰ３を調整値Ｔ１で調整した印加パルス（吐出パルス）ＴＰ３で構成される。

このように、共通駆動波形Ｖｃｏｍの各駆動パルスについて、個別に、ノズル毎に２通りの調整を行うことができる。したがって、単一の駆動パルスで構成される小滴、複数の駆動パルスで構成される中滴や大滴の吐出特性（吐出速度や吐出量など）を揃えたり、吐出速度と吐出量の両方を揃えたりすることができる。

次に、本発明の第３実施形態について図１１を参照して説明する。図１１は同実施形態におけるトリミング制御の説明に供する説明図である。

本実施形態では、図１１（ａ）に示すように、液体を吐出させる複数（ここでは４つ）の駆動パルスＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を時系列で含む共通駆動波形Ｖｃｏｍが生成出力されて、ドライバＩＣ４１０の各圧電素子１１２に対応するアナログスイッチＡＳに入力される。

駆動パルスＰ１～Ｐ４は、中間電位（基準電位）Ｖｍから立ち下がって圧力室１０６を膨張させる立下がり波形要素ａが、第１立下り波形要素ａ１、第１立下がり保持波形要素ａ２、第２立下がり波形要素ａ３で構成されている。

第１立下り波形要素ａ１は中間電位（基準電位）Ｖｍから所定電位まで立ち下がって圧力室１０６を膨張させる。第１立下がり保持波形要素ａ２は第１立下り波形要素ａ１の立下り電位を保持する。第２立下がり波形要素ａ３は、第１立下り波形要素ａ２で保持された電位から更に立ち下がって圧力室１０６を膨張させる。

また、駆動パルスＰ１～Ｐ４は、第２立ち下がり波形要素ａ３の立下り電位を保持する保持波形要素ｂと、保持された電位から立ち上がって圧力室１０６を収縮させる立ち上がり波形要素ｃとを含む。

さらに、駆動パルスＰ４の後には、駆動パルスＰ４の中間電位Ｖｍを超えて立ち上がる立ち上がり波形要素ｃの立ち上がり電位を保持する保持波形要素ｄと、保持波形要素ｄで保持された電位から中間電位Ｖｍに立ち下がる立下り波形要素ｅとが配置されている。

ここでは、調整値は調整値Ｔ１、Ｔ２の２種類とする。ヘッド制御部４０１は、ノズル１０４毎に、調整値Ｔ１（トリミングデータＴＤ１）又は調整値Ｔ２（トリミングデータＴＤ１）の２値をレジスタ４２６、４２７に書き込む。

また、ヘッド制御部４０１は、図１１（ｂ）に示すカウンタトリガ信号ＣＴと、図１１（ｃ）に示す調整値選択信号ＣＳとを、共通駆動波形Ｖｃｏｍと同期してセレクタ４１３に送信する。

ここで、図１１（ｂ）に示すように、カウンタトリガ信号ＣＴは、共通駆動波形Ｖｃｏｍの調整を行う駆動パルスＰ１～Ｐ４毎に立っている。

そして、カウンタトリガ信号ＣＴの立下り（立ち上がりでも良い）のタイミングで調整値選択信号ＣＳが「Ｈ」か「Ｌ」かが判定され、カウンタトリガ信号ＣＴの立ち上がりでカウントが開始される。このとき、調整値選択信号ＣＳが「Ｈ」である駆動パルスＰについては、調整値Ｔ１の値だけカウントを行ったらスイッチＡＳをＯＦＦ状態に遷移させる。また、調整値選択信号ＣＳが「Ｌ」の駆動パルスＰについては、調整値Ｔ２の値だけカウントを行ったらスイッチＡＳをＯＦＦ状態に遷移する。

例えば、図１１（ｃ）に示すように、調整値選択信号ＣＳが「Ｌ」となっている駆動パルスＰ１～Ｐ３について調整値Ｔ２でカウントが行われ、調整値選択信号ＣＳが「Ｈ」となっている駆動パルスＰ１について調整値Ｔ１でカウントが行われる。

これにより、図１１（ｅ）に示すように、印加波形ＴＰは、駆動パルスＰ１を調整値Ｔ２で調整した印加パルス（吐出パルス）ＴＰ１～ＴＰ３、駆動パルスＰ４を調整値Ｔ１で調整した印加パルス（吐出パルス）ＴＰ４で構成される。

このように、共通駆動波形Ｖｃｏｍの各駆動パルスについて、個別に、ノズル毎に２通りの調整を行うことができる。したがって、単一の駆動パルスで構成される小滴、複数の駆動パルスで構成される中滴や大滴の吐出特性（吐出速度や吐出量など）を揃えたり、吐出速度と吐出量の両方を揃えたりすることができる。

また、本実施形態のような複数段階（ここでは、二段階）立下り、あるいは、複数段階立上り波形を使用する場合のトリミングでは、トリミング前にスイッチを一旦ＯＦＦにする必要がある。そのため、一般的には、スイッチをＯＦＦするためのタイミング信号が必要になるが、本実施形態の構成によれば、トリミング値の読み込み信号（カウンタトリガ信号）で上記タイミング信号を兼用することができ、信号線数の増加を抑えることができる。

本願において、吐出される液体は、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く、特に限定されないが、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、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り、これらは例えば、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。

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、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が含まれる。

また、「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。

この「液体を吐出する装置」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、「液体を吐出する装置」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、「液体を吐出する装置」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、三次元像を造形するものも含まれる。

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、「液体を吐出する装置」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含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、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。

なお、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。

１ 印刷装置
１０ 搬入部
２０ 前処理部
３０ 印刷部
４０ 乾燥部
５０ 搬出部
２１ 塗布部
３３ 吐出ユニット
１００ 液体吐出ヘッド（ヘッド）
１０６ 圧力室
１１２ 圧電素子
４００ ヘッド駆動制御装置
４０１ ヘッド制御部
４０２ 駆動波形生成部
４０３ 波形データ格納部
４１０ ヘッドドライバ
４１３ セレクタ
４１５ アナログスイッチアレイ
４２６～４２７ レジスタ

Claims (8)

1. 液体を吐出するノズルを有する液体吐出手段と、
   前記液体を吐出させる複数の駆動パルスを含む共通駆動波形を生成出力する手段と、
   前記共通駆動波形から１又は２以上の前記駆動パルスを選択して前記液体吐出手段の圧力発生素子に与える手段と、
   前記圧力発生素子に与えられる少なくとも２つの前記駆動パルスの印加波形形状を異なる調整値で調整する手段と、を備え、
   前記調整する手段は、
   ノズル毎に前記異なる調整値を保持する手段と、
   前記保持された前記調整値に従って、前記駆動パルスを入力するスイッチ手段をＯＮ／ＯＦＦするタイミングを変化させるスイッチ切替え手段と、を備えている
   ことを特徴とする液体を吐出する装置。
2. 前記スイッチ切替え手段は、
   前記調整値を選択する信号を入力し、
   カウント手段のカウント結果と保持された前記異なる調整値に基づいて前記スイッチ手段をＯＦＦ状態にする手段であり、
   前記カウント手段によるカウントを開始するトリガとなるカウント開始トリガ信号が第１状態から第２状態へ遷移するときに前記調整値を選択する信号の状態を読み込み、
   前記カウント開始トリガ信号が前記第２状態から前記第１状態へ遷移したときからのカウント値が前記選択された調整値になったときに前記スイッチ手段をＯＦＦ状態にする
   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. 前記共通駆動波形の前記駆動パルスは、第１立下り波形要素と、第１立下り波形要素で立ち下がった電位を保持する第１立下り保持波形要素と、第１立下り保持波形要素で保持された電位から立ち下がる第２立下り波形要素と、を含み、
   前記第１立下り保持波形要素の部分で前記スイッチ手段をＯＦＦ状態にする
   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. 少なくとも２つの異なるサイズの滴をそれぞれ第１滴、第２滴とし、
   前記第２滴の吐出に使用する前記駆動パルスは、前記第１滴の吐出に使用する前記駆動パルスを含み、
   前記第１滴の吐出と前記第２滴の吐出に共通に使用する前記駆動パルスが前記圧力発生素子に印加されるときの印加波形形状は同じである
   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液体を吐出する装置。
5. 前記第１滴は小滴であり、前記第２滴は大滴又は中滴である
   ことを特徴とする請求項４に記載の液体を吐出する装置。
6. 前記第１滴及び前記第２滴のいずれか一方は吐出量が調整され、他方は吐出速度が調整されている
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の液体を吐出する装置。
7. 複数のノズルを有する液体吐出手段の前記ノズルから液体を吐出させる複数の駆動パルスを含む共通駆動波形を生成出力し、
   圧力発生素子に与えられる少なくとも２つの前記駆動パルスの印加波形形状を異なる調整値で調整するとき、
   ノズル毎に前記異なる調整値を保持しておき、
   前記保持された前記調整値に従って、前記駆動パルスを入力するスイッチ手段をＯＮ／ＯＦＦするタイミングを変化させる
   ことを特徴とするヘッド駆動制御方法。
8. 液体を吐出する複数のノズルを有する液体吐出手段の前記ノズルから前記液体を吐出させる複数の駆動パルスを含む共通駆動波形を生成出力する手段と、
   前記共通駆動波形から１又は２以上の前記駆動パルスを選択して前記液体吐出手段の圧力発生素子に与える手段と、
   前記圧力発生素子に与えられる少なくとも２つの前記駆動パルスの印加波形形状を異なる調整値で調整する手段と、を備え、
   前記調整する手段は、
   ノズル毎に前記異なる調整値を保持する手段と、
   前記保持された前記調整値に従って、前記駆動パルスを入力するスイッチ手段をＯＮ／ＯＦＦするタイミングを変化させるスイッチ切替え手段と、を備えている
   ことを特徴とするヘッド駆動制御装置。

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