特開 2025-32915 駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025032915

(43)【公開日】2025-03-12

(54)【発明の名称】駆動装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/015 20060101AFI20250305BHJP

【ＦＩ】

B41J2/015 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023138430

(22)【出願日】2023-08-28

(71)【出願人】

【識別番号】324006865

【氏名又は名称】理想テクノロジーズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】市川 晶也

【テーマコード（参考）】

2C057

【Ｆターム（参考）】

2C057AF21

2C057AG44

2C057AM15

2C057AR08

2C057BA14

2C057CA04

(57)【要約】

【課題】吐出体積の調整が可能な駆動装置を提供すること。
【解決手段】 実施形態にかかる駆動装置は、液体を吐出するノズルに連通する圧力室を駆動するアクチュエータに印加する駆動信号を出力する駆動部を備える。前記駆動信号は、前記圧力室のインク圧力を減少させる減少パルスを有する第１波形部と、前記圧力室のインク圧力を段階的に増加させる複数の増加パルスを有し、複数の前記増加パルスの間に、前記増加パルスの電位と前記減少パルスの電位の間の戻し電位とする戻しパルスを有する、第２波形部と、を含む調整吐出波形を含む駆動波形を有する。
【選択図】 図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を吐出するノズルに連通する圧力室を駆動するアクチュエータに印加する駆動信号を出力する駆動部を備え、
前記駆動信号は、前記圧力室のインク圧力を減少させる減少パルスを有する第１波形部と、前記圧力室のインク圧力を段階的に増加させる複数の増加パルスを有し、複数の前記増加パルスの間に、前記増加パルスの電位と前記減少パルスの電位の間の戻し電位とする戻しパルスを有する、第２波形部と、を含む調整吐出波形を含む駆動波形を有する、駆動装置。

【請求項2】

前記駆動波形は、複数のドロップ波形を連続して有するマルチドロップ波形であり、
前記複数のドロップ波形のいずれかが前記調整吐出波形を有する、請求項１に記載の駆動装置。

【請求項3】

前記駆動波形は、複数のドロップ波形を連続して有するマルチドロップ波形であり、
１ドロップ目のドロップ波形は、前記調整吐出波形を有し、
２ドロップ目のドロップ波形は、前記圧力室のインク圧力を減少させる減少パルスを有する波形部と、前記圧力室のインク圧力を段階的に増加させる複数の増加パルスを有する波形部と、を含む基準吐出波形を有する、請求項２に記載の駆動装置。

【請求項4】

前記戻しパルスのパルス幅の調整によって吐出体積を制御する、請求項３に記載の駆動装置。

【請求項5】

前記調整吐出波形の前記戻し電位は、基準電位と、前記減少パルスの減少電位との間の電位であり、前記戻しパルスにより、前記圧力室のインク圧力を減少させる、請求項１に記載の駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

インクジェットヘッド等の液体吐出装置において、吐出速度と吐出体積の関係は使用するインクとヘッドのアクチュエータ周辺構造、アクチュエータに入力される駆動波形に応じて、決定される。駆動波形をある特定のヘッドとインクの組み合わせで吐出した場合、アクチュエータに印加する電圧を変化させる事で吐出速度と体積との間には相関関係があり、ヘッドやインクを変更することなく、この速度と体積の関係性から外れた印字性能で使用する為には駆動波形を変更する必要がある。一方、駆動波形を変更すると現状の吐出速度と体積の関係式から大きく外れる可能性もあり、所望の吐出速度と体積の関係を得る事が難しくなる。特に、吐出速度を変えずに吐出体積を減少させることは難しい。

【0003】

このようなインクジェットヘッドにおいて、吐出体積を細かく調整することが求められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許６９８７５８０号公報

【特許文献2】特開２００４－８２６９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は吐出体積の調整が可能な駆動装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態にかかる駆動装置は、液体を吐出するノズルに連通する圧力室を駆動するアクチュエータに印加する駆動信号を出力する駆動部を備える。前記駆動信号は、前記圧力室のインク圧力を減少させる減少パルスを有する第１波形部と、前記圧力室のインク圧力を段階的に増加させる複数の増加パルスを有し、複数の前記増加パルスの間に、前記増加パルスの電位と前記減少パルスの電位の間の戻し電位とする戻しパルスを有する、第２波形部と、を含む調整吐出波形を含む駆動波形を有する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１の実施形態に係る液体吐出装置の構成を示す説明図。

【図2】同実施形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す斜視図。

【図3】同実施形態における基準吐出波形を示す波形図。

【図4】同実施形態における調整吐出波形を示す波形図。

【図5】同実施形態において戻しパルス波形部を第１タイミングに配置した駆動波形を示す波形図。

【図6】同実施形態において戻しパルス波形部を第２タイミングに配置した駆動波形を示す波形図。

【図7】同実施形態において戻しパルス波形部を第３タイミングに配置した駆動波形を示す波形図。

【図8】同実施形態におけるタイミングと吐出体積の変化の関係を示すグラフ。

【図9】同実施形態における基準吐出波形において電圧を可変した場合の吐出体積と吐出速度の関係を示すグラフ。

【図10】同実施形態における調整吐出波形の戻しパルス幅を変化した場合の吐出速度と吐出体積の関係を示すグラフ。

【図11】他の実施形態における駆動波形を示す波形図。

【図12】同実施形態における２ドロップ目の吐出体積と吐出速度の関係を示すグラフ。

【図13】同実施形態において戻しパルス幅を変化させた時の、１ドロップ目と２ドロップ目における、吐出体積を示すグラフ。

【図14】他の実施形態にかかる駆動波形ＷＤを示す波形図。

【図15】同実施形態にかかる駆動波形の吐出体積と吐出速度の関係を示すグラフ。

【図16】同実施形態における２ドロップ目における、吐出体積と吐出速度の関係を示すグラフ。

【図17】同実施形態の駆動波形の、１ドロップ目と２ドロップ目の戻しパルス幅と吐出体積の関係を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、第１の実施形態に係る液体吐出ヘッド１及び液体吐出ヘッド１を用いた液体吐出装置２について、図１乃至図４を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る液体吐出装置２の構成を示す説明図であり、図２は、液体吐出ヘッド１の構成を示す斜視図である。図３は第１実施形態における基準吐出波形を示す波形図であり、図４は調整吐出波形を示す波形図である。各波形図において、縦軸は電圧［Ｖ］、横軸は時間［μｓ］を示す。各図において説明のため、適宜構成を拡大、縮小または省略して示している。

【0009】

液体吐出ヘッド１を有する液体吐出装置２について、図１を参照して説明する。液体吐出装置２は、筐体２１１１と、媒体供給部２１１２と、画像形成部２１１３と、媒体排出部２１１４と、支持装置である搬送装置２１１５と、制御部２１１８と、を備える。

【0010】

液体吐出装置２は、媒体供給部２１１２から画像形成部２１１３を通って媒体排出部２１１４に至る所定の搬送路２００１に沿って、吐出対象物である記録媒体として例えば用紙Ｐを搬送しながらインク等の液体を吐出することで、用紙Ｐに画像形成処理を行うインクジェットプリンタである。

【0011】

媒体供給部２１１２は複数の給紙カセット２１１２１を備える。画像形成部２１１３は、用紙を支持する支持部２１２０と、支持部２１２０の上方に対向配置された複数のヘッドユニット２１３０と、を備える。媒体排出部２１１４は、排紙トレイ２１１４１を備える。

【0012】

支持部２１２０は、画像形成を行う所定領域にループ状に備えられる搬送ベルト２１２０１と、搬送ベルト２１２０１を裏側から支持する支持プレート２１２０２と、搬送ベルト２１２０１の裏側に備えられた複数のベルトローラ２１２０３と、を備える。

【0013】

ヘッドユニット２１３０は、複数のインクジェットヘッドである液体吐出ヘッド１と、各液体吐出ヘッド１上にそれぞれ搭載された液体タンクとしての複数の供給タンク２１３２と、インクを供給するポンプ２１３４と、液体吐出ヘッド１と供給タンク２１３２とを接続する接続流路２１３５と、を備える。

【0014】

液体吐出ヘッド１は、供給タンク２１３２に貯留された液体としてのインクが供給される。なお、液体吐出ヘッド１は、インクを循環させない非循環式のヘッドであってもよく、また、インクを循環させる循環式のヘッドであってもよい。

【0015】

本実施形態において、液体吐出ヘッド１としてシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの４色の液体吐出ヘッド１と、これらの各色のインクをそれぞれ収容する４色の供給タンク２１３２を備える。供給タンク２１３２は接続流路２１３５によって液体吐出ヘッド１に接続される。

【0016】

図２に示すように、液体吐出ヘッド１は、インクジェットヘッドであり、複数のノズル２１１を有するノズルプレート２１と、アクチュエータ基板２２と、アクチュエータ基板２２に接合されたマニフォルド２３と、駆動回路２４と、を備える。

【0017】

アクチュエータ基板２２は、ノズル２１１に対向配置され、ノズル２１１に連通する複数の圧力室２６と、複数の圧力室２６に隣接する駆動素子部２７と、を有する液体吐出部としてのアクチュエータ２５を備える。アクチュエータ基板２２は、ノズルプレート２１との間に複数の圧力室２６を含む所定の流路を形成する所定形状に構成される。

【0018】

アクチュエータ２５の圧力室２６に隣接する駆動素子部２７には、駆動回路２４に接続される電極が形成される。電極は、例えば駆動回路２４に接続される配線により駆動回路２４の後述するドライバを介して、制御部２１１８に接続され、プロセッサによる制御によって駆動制御可能に構成される。

【0019】

駆動回路２４は、ドライバＩＣ２４１や、各種配線基板２４２を備える。駆動回路２４は、ドライバＩＣ２４１により駆動電圧をアクチュエータ２５の配線パターンに印加することでアクチュエータ２５を駆動し、圧力室２６の容積を増減させて、対向配置されたノズル２１１から液滴を吐出させる。すなわち、駆動回路２４は、アクチュエータ２５に所定の駆動波形を有する駆動信号を出力する駆動部である。

【0020】

例えばドライバＩＣ２４１は、各駆動素子部２７を動作させるための制御信号及び駆動信号を生成する生成部である。ドライバＩＣ２４１は、液体吐出装置２の制御部２１１８から入力された画像信号に従い、インクを吐出させるタイミング及びインクを吐出させる駆動素子部２７を選択するなどの制御のための制御信号を生成する。また、ドライバＩＣ２４１は、制御信号に従って駆動素子部２７に印加する電圧、すなわち駆動信号（電気信号）を生成する。ドライバＩＣ２４１が駆動素子部２７に駆動信号を印加すると、駆動素子部２７は圧力室２６の容積を変化させるように駆動する。これにより、圧力室２６に充填されたインクが圧力室２６に連通するノズル２１１から吐出する。なお、液体吐出ヘッド１は、１画素に着弾するインク滴の量を変更することで階調表現を実現できるようにしてもよい。また、液体吐出ヘッド１は、インクの吐出回数を変えることで、１画素に着弾するインク滴の量を変更できるようにしてもよい。

【0021】

例えば、ドライバＩＣ２４１は、データバッファ、デコーダ、ドライバを備えている。データバッファは、印字データを駆動素子部２７毎に時系列に保存する。デコーダは、駆動素子部２７毎に、データバッファに保存された印字データに基づいて、ドライバを制御する。ドライバは、デコーダの制御に基づき、各駆動素子部２７を動作させる駆動信号を出力する。駆動信号は、各駆動素子部２７に印加する電圧である。

【0022】

液体吐出ヘッド１は、ノズルプレート２１と、アクチュエータ基板２２と、マニフォルド２３とによって、内部に圧力室２６を有する所定の流路を構成する。液体吐出ヘッド１の流路は、液体吐出装置の接続流路２１３５に接続される。

【0023】

ポンプ２１３４は、例えば圧電ポンプで構成される送液ポンプである。ポンプ２１３４は、制御部２１１８に接続され、制御部２１１８により駆動制御される。

【0024】

接続流路２１３５は、液体吐出ヘッド１のインク供給管に接続される供給流路を備える。また、接続流路２１３５は、液体吐出ヘッド１のインク排出管に接続される回収流路を備える。例えば、液体吐出ヘッド１が非循環式の場合には、回収流路は、メンテナンス装置に接続され、液体吐出ヘッド１が循環式の場合には、回収流路は、供給タンク２１３２に接続される。

【0025】

搬送装置２１１５は、媒体供給部２１１２の給紙カセット２１１２１から画像形成部２１１３を通って媒体排出部２１１４の排紙トレイ２１１４１に至る搬送路２００１に沿って、用紙Ｐを搬送する。搬送装置２１１５は、搬送路２００１に沿って配置される複数のガイドプレート対２１２１１～２１２１８と、複数の搬送用ローラ２１２２１～２１２２８と、を備えている。搬送装置２１１５は、用紙Ｐを液体吐出ヘッド１に相対移動可能に支持する。

【0026】

制御部２１１８は、例えば、制御基板である。制御部２１１８は、プロセッサ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、入出力ポートであるＩ／Ｏポート、画像メモリを搭載している。

【0027】

プロセッサは、コントローラであるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の処理回路である。プロセッサは、Ｉ／Ｏポートを通して、液体吐出装置２に設けられるヘッドユニット２１３０、駆動モータ、操作部、及び各種センサ等を制御する。プロセッサは、画像メモリに保存した印字データを描画順に駆動回路２４に送信する。
プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（ｍｉｃｒｏ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、ＳｏＣ（ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ ａ ｃｈｉｐ）、ＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）又はＧＰＵ（ｇｒａｐｈｉｃｓ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、あるいは、これらの組み合わせである。

【0028】

ＲＯＭは、各種のプログラムなどを記憶する。ＲＡＭは、各種の可変データや画像データなどを一時的に記憶する。Ｉ／Ｏポートは、外部からのデータの入力及び外部へのデータの出力をするインターフェイス部である。外部接続機器からの印字データは、Ｉ／Ｏポートを通じて制御部２１１８へ送信され、画像メモリに保存される。

【0029】

以下、実施形態に係る液体吐出装置２に用いられる液体吐出ヘッド１の特性及び液体吐出ヘッド１の駆動回路２４で生成される駆動信号の駆動波形について説明する。例えば駆動回路２４で生成される駆動信号の駆動波形は、調整吐出波形ＷＡを含む。なお、液体吐出ヘッド１の駆動方法は、例えば複数回の吐出動作によって１つの液滴を形成するマルチドロップ駆動である。すなわち、複数のドロップのうちいずれかのドロップを駆動する駆動波形として用いられる複数の駆動パターンのうちいずれかの駆動パターンにおいて調整吐出波形ＷＡが含まれる。すなわち、駆動回路２４は、調整吐出波形ＷＡを含む複数パターン（複数種類）のマルチドロップ信号により、多階調の駆動波形でアクチュエータ２５を駆動する。

【0030】

制御部２１１８は、印字データに基づき、各駆動素子に印加する駆動波形を設定する。制御部２１１８は、印字データに基づき、いずれかのパターンとして調整吐出波形ＷＡを含む各種の波形パターンにて、液体吐出部の各ノズルに対応する複数の駆動素子をそれぞれ駆動する。
例えば制御部２１１８は、駆動波形の条件を設定することで、吐出体積を調整する調整手段となる。すなわち、後述する戻しパルス波形部ＰＰの位置や幅の大きさは、用途によって、例えば使用する吐出体積に応じて、設定する事が可能であり、制御部２１１８が駆動波形を設定することにより戻しパルスのパルス幅を調整して吐出体積を調整する調整手段となる。あるいは、駆動回路２４が駆動波形を生成することにより、戻しパルスのパルス幅を調整して吐出体積を調整する調整手段を構成してもよい。

【0031】

以下に、図３及び図４に従って、本実施形態の駆動信号ＳＡの駆動波形が含む調整吐出波形ＷＡ及び駆動信号ＳＢの駆動波形が含む基準吐出波形ＷＢについて説明する。図３は本実施形態にかかる基準吐出波形ＷＢを示す波形図である。縦軸は電圧［Ｖ］、横軸は時間［μｓ］を示す。例えば本実施形態にかかる基準吐出波形ＷＢは、拡張と収縮によりノズル２１１から液体を１回吐出させる吐出波形である。

【0032】

基準吐出波形ＷＢは、圧力室のインク圧力を減少させる減少パルスを有する減少波形部ＰＡと、圧力室のインク圧力を段階的に増加させる複数の増加パルスを有する増加波形部ＰＢと、を含む。

【0033】

すなわち、基準吐出波形ＷＢは、減少波形部ＰＡ及び増加波形部ＰＢをこの順で含む。

【0034】

減少波形部ＰＡは、ゼロ電位（ｖａ）、第１の負電位（ｖｂ）、第２の負電位（ｖｃ）、第１の負電位（ｖｄ）、ゼロ電位（ｖｅ）の順で変化する波形を有する。なお、第１の負電位の大きさは、ゼロ電位（ｖａ）と第２の負電位（ｖｃ）の間の電位であり、一例として、第２の負電位の大きさの１／２である。

【0035】

増加波形部ＰＢは、ゼロ電位（ｖｅ）から、第１の正電位（ｖｆ）、第２の正電位（ｖｇ）、第１の正電位（ｖｈ）、ゼロ電位（ｖｉ）の順で変化する波形を有する。

【0036】

すなわち、増加波形部ＰＢは、一例として、２段階に分けて段階的に電圧を増加し、２段階に分けて段階的に印加を終了する。

【0037】

なお、第１の正電位の大きさは、ゼロ電位（ｖｅ）と第２の正電位（ｖｇ）の間の正電位であり、一例として、第２の正電位の大きさの１／２である。

【0038】

すなわち、基準吐出波形ＷＢは、ゼロ電位（ｖａ）、第１の負電位（ｖｂ）、第２の負電位（ｖｃ）、第１の負電位（ｖｄ）、ゼロ電位（ｖｅ）、第１の正電位（ｖｆ）、第２の正電位（ｖｇ）、第１の正電位（ｖｈ）、ゼロ電位（ｖｉ）の順で変化する波形を有する。

【0039】

ゼロ電位（ｖｅ）から第１の正電位（ｖｆ）への遷移は、１段階目の増加である。第１の正電位（ｖｆ）から第２の正電位（ｖｇ）への遷移は、２段階目の増加である。第２の正電位（ｖｇ）から第１の正電位（ｖｈ）への遷移は、１段階目の印加終了である。第１の正電位（ｖｈ）からゼロ電位（ｖｉ）への遷移は、２段階目の印加終了である。

【0040】

なお、ゼロ電位は、基準電位との電位差がゼロ近傍の所定の範囲内となる電位である。

【0041】

減少波形部ＰＡは、圧力室の圧力を減少させるようにアクチュエータ２５を駆動させる第１波形部の一例である。増加波形部ＰＢは、圧力室の圧力を増加させるようにアクチュエータ２５を駆動させる第２波形部の一例である。

【0042】

基準吐出波形ＷＢの印加開始後、一定時間ゼロ電位（ｖａ）が印加される。そして、ゼロ電位（ｖａ）の後、減少波形部ＰＡの印加が開始される。減少波形部ＰＡは、まず、ゼロ電位（ｖａ）から第１の負電位（ｖｂ）、第１の負電位（ｖｂ）から第２の負電位（ｖｃ）へ変化する。そして、減少波形部ＰＡは、第２の負電位（ｖｃ）になった後、減少波形部ＰＡの印加開始から時間Ｄ経過するまで第２の負電位（ｖｃ）を継続する。減少波形部ＰＡは、減少波形部ＰＡの印加開始から時間Ｄ経過後、第２の負電位（ｖｃ）から第１の負電位（ｖｄ）、第１の負電位（ｖｄ）からゼロ電位（ｖｅ）への変化を開始する。

【0043】

基準吐出波形ＷＢは、減少波形部ＰＡの印加終了後、ゼロ電位（ｖｅ）を所定時間継続した後、増加波形部ＰＢの印加を開始する波形を有する。

【0044】

増加波形部ＰＢは、ゼロ電位（ｖｅ）から第１の正電位（ｖｆ）に変化し、第１の正電位（ｖｆ）を所定時間継続した後に第１の正電位（ｖｆ）から第２の正電位（ｖｇ）へ変化する。そして、増加波形部ＰＢの印加開始から所定時間後に第２の正電位（ｖｇ）から第１の正電位（ｖｈ）へ変化する。そして、第１の正電位（ｖｈ）を所定時間継続した後、第１の正電位（ｖｈ）からゼロ電位（ｖｉ）へと変化する。

【0045】

時間Ｄは、圧力室２６の固有振動周期の半分の時間であることが好ましい。なお、圧力室２６の固有振動周期の半分の時間を、１ＡＬ（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｌｅｎｇｔｈ）とする。すなわち、時間Ｄは、１ＡＬであることが好ましい。例えば時間Ｄ（第１のパルス幅）は、発生する圧力波の振幅が最大となるようにＡＬとし、第２の増加後の収縮パルスの時間Ｍ（第２パルス幅）はそれまでの駆動波形によって発生した振動を最小化させるようなパルス幅とする。例えば第２の増加後の収縮パルスの時間Ｍは、ＡＬより短いことが望ましく、例えばＡＬ／２とする。第２の増加後の収縮パルスの中央から、増加波形部ＰＢの第２の増加後の収縮パルスの中央までの時間Ｓは、２ＡＬとする。

【0046】

続いて、本実施形態にかかる駆動信号ＳＡの駆動波形が含む調整吐出波形ＷＡについて図４を参照して説明する。図４は、本実施形態にかかる調整吐出波形ＷＡを示すグラフであり、縦軸は電圧［Ｖ］、横軸は時間［μｓ］を示す。例えば本実施形態にかかる波形ＷＡは、拡張と収縮によりノズル２１１から液体を１回吐出させる吐出波形である。
すなわち、調整吐出波形ＷＡは、圧力室のインク圧力を減少させる減少パルスを有する波形部と、圧力室のインク圧力を段階的に増加させる複数の増加パルスを有し、複数の増加パルスの間に、増加パルスの増加電位と減少パルスの減少電位の間の戻し電位に戻す戻しパルス波形部ＰＰを含む。

【0047】

調整吐出波形ＷＡは、減少波形部ＰＡ（第１の波形部）及び増加波形部ＰＣ（第２の波形部）をこの順で含む。

【0048】

減少波形部ＰＡは、ゼロ電位（ｖａ）、第１の負電位（ｖｂ）、第２の負電位（ｖｃ）、第１の負電位（ｖｄ）、ゼロ電位（ｖｅ）の順で変化する波形を有する。なお、第１の負電位の大きさは、ゼロ電位（ｖａ）と第２の負電位（ｖｃ）の間の電位であり、一例として、第２の負電位の大きさの１／２である。

【0049】

増加波形部ＰＣは、ゼロ電位（ｖｅ）から、第１の正電位（ｖｆ）、戻し電位（ｖｊ）、第１の正電位（ｖｆ）、第２の正電位（ｖｇ）、第１の正電位（ｖｈ）、ゼロ電位（ｖｉ）の順で変化する波形を有する。

【0050】

すなわち、増加波形部ＰＣは、一例として、２段階に分けて段階的に電圧を増加し、２段階に分けて段階的に印加を終了する。そして、２段階の電圧の増加の間のタイミングで、一旦電圧を減少する。例えば戻しパルス波形部ＰＰとして、電圧を減少することで収縮量を減らすか、ゼロ電位まで戻すか、あるいはさらに負電位側にまで電圧を下げて拡張させ、一定時間後に、電圧を増加して収縮状態に戻す。

【0051】

なお、第１の正電位（ｖｆ）の大きさは、ゼロ電位（ｖｅ）と第２の正電位（ｖｇ）の間の正電位であり、一例として、第２の正電位の大きさの１／２である。

【0052】

戻し電位（ｖｊ）の大きさは、第１の正電位（ｖｆ）と、第２の負電位（ｖｃ）の間の電位である。例えば戻し電位（ｖｉ）はゼロ電位（ｖａ）と同じとする。

【0053】

すなわち、調整吐出波形ＷＡは、ゼロ電位（ｖａ）、第１の負電位（ｖｂ）、第２の負電位（ｖｃ）、第１の負電位（ｖｄ）、ゼロ電位（ｖｅ）、第１の正電位（ｖｆ）、戻し電位（ｖｊ）、第１の正電位（ｖｆ）、第２の正電位（ｖｇ）、第１の正電位（ｖｈ）、ゼロ電位（ｖｉ）の順で変化する波形を有する。

【0054】

ゼロ電位（ｖｅ）から第１の正電位（ｖｆ）への遷移は、１段階目の増加である。第１の正電位（ｖｆ）から第２の正電位（ｖｇ）への遷移は、２段階目の増加である。第２の正電位（ｖｇ）から第１の正電位（ｖｈ）への遷移は、１段階目の印加終了である。第１の正電位（ｖｈ）からゼロ電位（ｖｉ）への遷移は、２段階目の印加終了である。

【0055】

なお、ゼロ電位は、基準電位との電位差がゼロ近傍の所定の範囲内となる電位である。

【0056】

減少波形部ＰＡは、圧力室の圧力を減少させるようにアクチュエータ２５を駆動させる第１波形部の一例である。増加波形部ＰＣは、圧力室の圧力を増加させるようにアクチュエータ２５を駆動させる第２波形部の一例である。

【0057】

調整吐出波形ＷＡの印加開始後、一定時間ゼロ電位（ｖａ）が印加される。そして、ゼロ電位（ｖａ）の後、減少波形部ＰＡの印加が開始される。減少波形部ＰＡは、まず、ゼロ電位（ｖａ）から第１の負電位（ｖｂ）、第１の負電位（ｖｂ）から第２の負電位（ｖｃ）へ変化する。そして、減少波形部ＰＡは、第２の負電位（ｖｃ）になった後、減少波形部ＰＡの印加開始から時間Ｄ経過するまで第２の負電位（ｖｃ）を継続する。減少波形部ＰＡは、減少波形部ＰＡの印加開始から時間Ｄ経過後、第２の負電位（ｖｃ）から第１の負電位（ｖｄ）、第１の負電位（ｖｄ）からゼロ電位（ｖｅ）への変化を開始する。

【0058】

調整吐出波形ＷＡは、減少波形部ＰＡの印加終了後、ゼロ電位（ｖｅ）が所定時間後継続した後、増加波形部ＰＣの印加を開始する波形を有する。

【0059】

増加波形部ＰＣは、ゼロ電位（ｖｅ）から第１の正電位（ｖｆ）に変化し、第１の正電位（ｖｆ）を所定時間継続した後に第１の正電位（ｖｆ）から第２の正電位（ｖｇ）へ変化する。そして、増加波形部ＰＣの印加開始から所定時間後に第２の正電位（ｖｇ）から第１の正電位（ｖｈ）へ変化する。そして、第１の正電位（ｖｈ）を所定時間継続した後、第１の正電位（ｖｈ）からゼロ電位（ｖｉ）へと変化する。

【0060】

時間Ｄは、圧力室２６の固有振動周期の半分の時間であることが好ましい。なお、圧力室２６の固有振動周期の半分の時間を、１ＡＬ（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｌｅｎｇｔｈ）とする。すなわち、時間Ｄは、１ＡＬであることが好ましい。第２の増加後の収縮パルスの時間Ｍは、ＡＬより短いことが望ましく、例えばＡＬ／２とする。減少波形部ＰＡの拡張パルスの中央から、増加波形部ＰＣの第２の増加後の収縮パルスの中央までの時間Ｓは、２ＡＬとする。

【0061】

以上説明したように、吐出体積を減らす微調整をするための調整吐出波形ＷＡは、基準吐出波形ＷＢに対して、第１増加タイミング後から第２パルスの第２増加タイミングの間のタイミングで、一旦アクチュエータの収縮を元に戻す戻し要素を有する戻しパルス波形部ＰＰ（凹部）を加えた形である。すなわち、調整吐出波形ＷＡは、第２の波形部である増加波形部ＰＣの所定のタイミングで、凹部となる戻しパルス波形部ＰＰを有する。

【0062】

図５乃至図７は、それぞれ、戻しパルス波形部ＰＰのタイミングを変えた波形を示す。図５は、第１の増加後、戻しパルス波形部ＰＰまでの間の時間が、戻しパルス波形部ＰＰから第２の増加までの時間より短い第１のタイミングで、戻しパルス波形部ＰＰを配置した例を示す駆動波形ＷＡＡである。図６は、第１の増加後、戻しパルス波形部ＰＰにおいて電圧を下げるまでの時間と、戻しパルス波形部ＰＰの終了から第２の増加までの時間とが等しい、中央位置となる第２のタイミングで、戻しパルス波形部ＰＰを配置した例を示す駆動波形ＷＡＢである。図７は、第１の増加後、戻しパルス波形部ＰＰまでの時間が、戻しパルス波形部ＰＰの後から第２の増加までの時間より長くなる第３のタイミングで、戻しパルス波形部ＰＰを配置した例を示す駆動波形ＷＡＣである。

【0063】

図８は、図５乃至図７のタイミングが異なる３つの波形において、それぞれ戻しパルス波形部ＰＰの凹部の幅を可変した場合の１ドロップの吐出堆積を示す。図８によれば、まず、戻しパルス波形部ＰＰの凹部幅としての戻しパルス幅ｗｊの調整によって吐出体積を制御する事ができる。図８において、パルス幅ｗｊはＡＬ比で示す。

【0064】

図９は、基準吐出波形ＷＢを用いて電圧を可変した場合の吐出体積と吐出速度の関係を示す。
図９によれば、基準吐出波形ＷＢでは、吐出体積と吐出速度は比例する関係にあり、プロットの配置が線形に並ぶ関係性を有する。したがって、吐出体積が小さい領域で使用したい場合には、吐出体積の減少に伴って吐出速度も減少してしまうことになる。

【0065】

例えば、吐出速度の減少は、液滴がメディアに着弾した時の着弾ズレが顕著となる為、印刷品質の低下を招く。図１０は、戻しパルス波形部ＰＰの戻しパルス幅ｗｊを可変した場合の速度と体積の関係を重ねたグラフである。なお図１０において戻しパルス幅ｗｊはＡＬ比で示す。図１０によれば、戻しパルス波形部ＰＰによって、図９の吐出体積と吐出速度の比例関係から外れ、速度を保ちつつ体積を減少している。すなわち、戻しパルス幅ｗｊが少ない場合は吐出速度を保ったまま吐出体積が減少していることがわかる。一方、戻しパルス幅ｗｊが大きくなると吐出体積と同様に吐出速度も減少する傾向となるが、同じ吐出体積で比較すると吐出速度が約１ｍ／ｓｅｃ大きくなっている。

【0066】

したがって、戻しパルス幅ｗｊやタイミングを調整することで、基準吐出波形ＷＢと比較して同じ吐出体積を吐出する場合に吐出速度が高い状態で吐出する事が可能となる。したがって、小液滴を吐出する場合も、吐出速度が遅い事が理由で発生する印刷品質の低下を抑止する事が可能となる。例えば戻しパルス波形部ＰＰの位置や幅の大きさは、用途によって、例えば使用する吐出体積に応じて、設定する事が可能である。

【0067】

本実施形態によれば吐出体積の調整が可能な駆動装置及び液体吐出装置を提供できる。すなわち、圧力室のインク圧力を減少させる減少パルスを有する第１波形部としての減少波形部ＰＡと、前記圧力室のインク圧力を段階的に増加させる複数の増加パルスを有し、複数の前記増加パルスの間に、前記増加パルスの電位と前記減少パルスの電位の間の戻し電位に戻す戻しパルス波形部ＰＰを有する第２波形部としての増加波形部ＰＣと、を含む調整吐出波形ＷＡを用いた駆動制御により、液体の吐出速度との比例関係から外れて小液滴を吐出可能であり、吐出体積の微調整が可能となる。

【0068】

なお、本発明の実施形態は上述した構成に限定されるものではなく、適宜変更して実施できる。

【0069】

例えば駆動信号は１つの吐出波形のみでなく、複数種類以上の吐出波形を組み合わせてもよい。例えば複数の駆動素子部２７のうち、いずれかの駆動素子部２７に、いずれかのタイミングで印加する駆動波形で、複数の増加要素の間に収縮を戻す戻し波形を有し、異なる別の波形と組み合わせて駆動することも可能である。例えば、戻し波形を有する吐出波形は、複数の吐出波形により液滴を吐出するマルチドロップ波形の一部であってもよく、あるいは１回の吐出波形により液滴を吐出するシングル波形であってもよい。

【0070】

図１１は、他の実施形態にかかる駆動信号ＳＣの駆動波形ＷＣを示す。本実施形態にかかる駆動波形ＷＣは、吐出波形ＷＡと基準吐出波形ＷＢを有するマルチドロップ波形を有する。本実施形態にかかる駆動波形ＷＣは、最大２ドロップを吐出させる場合の波形であり、調整吐出波形ＷＡの後に、基準吐出波形ＷＢを有する波形である。

【0071】

図１２は本実施形態にかかる駆動波形ＷＣにおける、２ドロップ目の吐出体積と吐出速度の関係を示すグラフである。図１３は本実施形態の駆動波形ＷＣにおいて、凹部の幅である戻しパルス幅ｗｊを変化させた時の、１ドロップ目と２ドロップ目における、吐出体積を示すグラフである。図１２より、２ドロップ目の液滴の吐出速度と、２ドロップ目の吐出体積の関係は基準吐出波形と同じとなっている。更に、図１３より、１ドロップ目の戻しパルス幅ｗｊを変えた場合、１ドロップ目の吐出体積の変化は大きいが、２ドロップまでの吐出体積はほぼ一定のままであることがわかる。すなわち、本実施形態によれば、１ドロップ目の吐出体積を小液滴化しつつ、最大ドロップ数の吐出体積を保つことが可能となる。また、本実施形態によれば、同じ調整吐出波形ＷＡを複数回繰り返す波形に比べて、スイッチング回数を減らすことが可能であり、消費電力の抑制効果も期待される。

【0072】

なお、各要素における電圧の値についても、上記実施形態に限られるものではない。例えば戻しパルス波形部ＰＰの戻し電位は、一例としゼロ電位としたが、これに限られるものではない。例えば第１正電位より低い値であればよい。

【0073】

また、戻しパルス波形部ＰＰは、上記実施形態に限られるものではなく、適宜変更して実施可能である。例えば戻しパルス波形部ＰＰは、段階的に、電圧を下げるステップ波形を有していてもよい。

【0074】

図１４は他の実施形態にかかる駆動波形ＷＤを示す。駆動波形ＷＤは、ステップ波形を有する戻しパルス波形部ＰＰを備える。すなわち、本実施形態において、戻しパルス波形部ＰＰは、第１の戻し電位（ｖｊ）を経て第２の戻し電位（ｖｋ）まで、２段階で電圧を下げ、所定時間後に２段階で電圧を上げる戻しパルス波形部ＰＰを有する。すなわち、駆動波形ＷＤは、第１の増加と第２の増加の間のタイミングで収縮を減少あるいは収縮を無くす過程において、戻し波形部を２段階の波形とし、基準電位よりも低い電位まで、電圧を変化させる。

【0075】

図１５は、駆動波形ＷＤを１ドロップ目の吐出波形として用いた場合の、吐出体積と吐出速度の関係を示すグラフである。図１６は、駆動波形ＷＤを１ドロップ目の吐出波形として用いた場合の、２ドロップ目における、吐出体積と吐出速度の関係を示すグラフである。図１７は、駆動波形ＷＤを１ドロップ目の吐出波形として用いた場合の、１ドロップ目と２ドロップ目の戻しパルス幅ｗｊと吐出体積の関係を示すグラフである。

【0076】

図１５によれば、１ドロップ目に駆動波形ＷＤを用いることで、吐出体積をさらに小液滴化できることが判る。このため、例えば本実施形態にかかる駆動波形ＷＤは、吐出速度を一定に保つ領域が少なく、基準吐出波形よりも少ない液滴体積を吐出速度を上げて使用する場合に、有用であるといえる。

【0077】

一方で、図１６及び図１７に示すように、１ドロップ目の下げ幅が大きく、戻しパルス幅ｗｊが広くなるにつれて残留振動などの影響で吐出が不安定になる領域がある為、例えば戻しパルス幅ｗｊは例えばＡＬ比で０．３ＡＬ程度までの領域とするのが好ましい。

【0078】

また、上記実施形態において、１ドロップ目のみを調整吐出波形ＷＡとし、２ドロップ目以降は基準吐出波形ＷＢとした例示をしたが、これに限られるものではない。例えば２ドロップ目以降のいずれかあるいは全てについて調整吐出波形ＷＡを適用することも可能である。

【0079】

また、標記各実施形態において、圧力を減少させる第１波形部としての減少波形部ＰＡは、２段階で段階的に電圧を下げるステップ波形を例示したが、これに限られるものではない。例えばゼロ電位（ｖａ）から、第２の負電位（ｖｃ）まで推移させ、一定時間経過後に、第２の負電位（ｖｃ）からゼロ電位（ｖａ）に戻す波形としてもよい。

【0080】

また５つの電位で推移する例に限られず、６つ以上の電位で推移させてもよい。

【0081】

また、例えばマルチドロップ少なくともいずれかのドロップ波形として、液体を吐出しない非吐出波形を含んでいてもよい。

【0082】

例えば、液体吐出ヘッド１の構成は上記の例に限られるものではなく、他のタイプのヘッドに用いてもよい。例えば液体吐出ヘッドは、圧力室と駆動素子との間に設けられる振動板を駆動素子の変形によって振動させることで、液体吐出部を駆動する構成であってもよい。

【0083】

例えば上記実施形態においては、駆動装置の一例として、液体吐出ヘッド１に設けられたドライバＩＣ２４１を有する駆動回路２４を例示したがこれに限られるものではない。例えば液体吐出ヘッド１に接続され、液体吐出ヘッド１の外部に設けられた制御装置など、各種制御装置を駆動装置としてもよい。

【0084】

また、上記実施形態においては液体吐出装置はインクジェット記録装置に用いられる例を示したが、これに限られるものではなく、例えば３Ｄプリンタ、産業用の製造機械、医療用途にも用いることが可能であり、小型軽量化及び低コスト化が可能である。

【0085】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、より細かい調整が可能となる。

【0086】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。

【符号の説明】

【0087】

１…液体吐出ヘッド、２…液体吐出装置、２１…ノズルプレート、２２…アクチュエータ基板、２３…マニフォルド、２４…駆動回路、２５…アクチュエータ、２６…圧力室、２１１…ノズル、２４１…ドライバＩＣ、２４２…配線基板、２００１…搬送路、２１１１…筐体、２１１２…媒体供給部、２１１３…画像形成部、２１１４…媒体排出部、２１１５…搬送装置、２１１８…制御部、２１２０…支持部、２１３０…ヘッドユニット、２１３２…供給タンク、２１３４…ポンプ、２１３５…接続流路、２１１２１…給紙カセット、２１１４１…排紙トレイ、２１２０１…搬送ベルト、２１２０２…支持プレート、２１２０３…ベルトローラ、２１２１１～２１２１８…ガイドプレート対、２１２２１～２１２２８…搬送用ローラ、ＷＡ…調整吐出波形、ＷＢ…基準吐出波形。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】