特許 7067162 駆動波形生成装置、液体を吐出する装置、ヘッド駆動方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-05-06

(45)【発行日】2022-05-16

(54)【発明の名称】駆動波形生成装置、液体を吐出する装置、ヘッド駆動方法

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/015 20060101AFI20220509BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20220509BHJP

   B41J 2/045 20060101ALI20220509BHJP

【ＦＩ】

B41J2/015 101

B41J2/01 403

B41J2/045

B41J2/01 401

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018050913

(22)【出願日】2018-03-19

(65)【公開番号】P2019162738

(43)【公開日】2019-09-26

【審査請求日】2020-12-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】230100631

【弁護士】

【氏名又は名称】稲元 富保

(72)【発明者】

【氏名】寒川 哲幹

【審査官】小宮山 文男

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０３０３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６６７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－０５２５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０５２１５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１６４９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１０５１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０８９６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０５１５９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体吐出ヘッドの圧力発生素子に与える駆動波形を生成する装置であって、
前記駆動波形は、時系列で順次生成された第１波形と第２波形とを含み、
前記第１波形は、中間電位から立ち下がった後に前記中間電位より高い電位に立ち上がり、前記立ち上がった電位を保持した状態を維持し、前記保持した電位から前記中間電位まで立ち下がらない波形であり、
前記第２波形は、前記中間電位から前記中間電位より高い電位まで立ち上がり、前記立ち上がった電位を保持した後、前記中間電位まで立ち下がる波形であり、
前記第１波形と前記第２波形とは不連続である
ことを特徴とする駆動波形生成装置。

【請求項2】

前記第１波形は、前記中間電位より低い電位から前記中間電位より高い電位まで段階的に立ち上がる
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動波形生成装置。

【請求項3】

前記第１波形は、前記中間電位より低い電位から前記中間電位より高い電位まで立ち上がる間に、少なくとも２つの電圧変化率の異なる立ち上がり波形要素を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動波形生成装置。

【請求項4】

前記中間電位から立ち下がった後に少なくとも前記中間電位まで立ち上がる第３波形を含む
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駆動波形生成装置。

【請求項5】

少なくとも２つの前記第２波形を含む
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の駆動波形生成装置。

【請求項6】

液体を吐出する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドの圧力発生素子に与える駆動波形を生成する請求項１ないし５のいずれかに記載の駆動波形生成装置と、を備えている
ことを特徴とする液体を吐出する装置。

【請求項7】

前記液体吐出ヘッドから液体を吐出させる駆動をするときには、前記第１波形を前記圧力発生素子に与え、前記第１波形の前記立ち上がった電位を保持している間に前記圧力発生素子への入力を遮断し、前記第２波形の前記立ち上がった電位を保持しているときに前記第２波形を前記圧力発生素子に与え、
前記液体を吐出させない程度に駆動するときには前記第２波形を前記圧力発生素子に与える
ことを特徴とする請求項６に記載の液体を吐出する装置。

【請求項8】

液体吐出ヘッドの圧力発生素子に駆動波形を与えて駆動するヘッド駆動方法であって、
時系列で順次生成された第１波形と第２波形とを含み、
前記第１波形は、中間電位から立ち下がった後に前記中間電位より高い電位に立ち上がり、前記立ち上がった電位を保持した状態を維持し、前記保持した電位から前記中間電位まで立ち下がらない波形であり、
前記第２波形は、前記第１波形の前記電位を保持している波形要素と不連続で、前記中間電位から前記中間電位より高い電位まで立ち上がり、前記立ち上がった電位を保持した後、前記中間電位まで立ち下がる波形であり、
前記第１波形と前記第２波形とは不連続である駆動波形を生成し、
前記液体吐出ヘッドから液体を吐出させる駆動をするときには、前記第１波形を前記圧力発生素子に与え、前記第１波形の前記立ち上がった電位を保持している間に前記圧力発生素子への入力を遮断し、前記第２波形の前記立ち上がった電位を保持しているときに前記第２波形を前記圧力発生素子に与え、
前記液体を吐出させない程度に駆動するときには前記第２波形を前記圧力発生素子に与える
ことを特徴とするヘッド駆動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は駆動波形生成装置、液体を吐出する装置、ヘッド駆動方法に関する。

【背景技術】

【0002】

液体吐出ヘッドを使用する装置では、液滴が吐出しない程度にノズルメニスカスを揺らして液体の粘度上昇を防ぐ微駆動（微振動、非吐出駆動、上記の予備吐出などともいう。）動作が行なわれる。

【0003】

従来、液体を吐出させる吐出パルスが２段階で立ち上がる立ち上がり波形要素を含み、２段目の電圧保持波形要素と立ち上がり波形要素を微駆動パルスとして使用するものも知られている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－１７４４０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示の構成にあっては、先頭の吐出パルスの立下り波形要素から最終の吐出パルスの立ち上り波形要素までの間、圧力発生素子への電圧供給が遮断されるため、圧力発生素子に電圧が供給されない時間が長くなって、駆動が不安定になるという課題がある。

【0007】

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、安定した駆動を行えるようにすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するため、本発明に係る駆動波形生成装置は、
液体吐出ヘッドの圧力発生素子に与える駆動波形を生成する装置であって、
前記駆動波形は、時系列で順次生成された第１波形と第２波形とを含み、
前記第１波形は、中間電位から立ち下がった後に前記中間電位より高い電位に立ち上がり、前記立ち上がった電位を保持した状態を維持し、前記保持した電位から前記中間電位まで立ち下がらない波形であり、
前記第２波形は、前記中間電位から前記中間電位より高い電位まで立ち上がり、前記立ち上がった電位を保持した後、前記中間電位まで立ち下がる波形であり、
前記第１波形と前記第２波形とは不連続である
構成とした。

【0009】

本発明によれば、安定した駆動を行えるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明に係る液体を吐出する装置の一例に機構部の平面説明図である。

【図2】同じく要部側面説明図である。

【図3】液体吐出ヘッドの一例のノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）の断面説明図である。

【図4】同じくノズル配列方向（液室短手方向）の断面説明図である。

【図5】同装置の制御部のブロック説明図である。

【図6】ヘッド駆動制御に係る部分の一例のブロック説明図である。

【図7】本発明の第１実施形態における共通駆動波形、マスク信号、非吐出駆動波形、吐出駆動波形の説明に供する説明図である。

【図8】本発明の第２実施形態における共通駆動波形、選択信号（マスク信号）、非吐出駆動波形、吐出駆動波形の説明に供する説明図である。

【図9】本発明の第３実施形態における共通駆動波形、選択信号（マスク信号）、非吐出駆動波形、吐出駆動波形の説明に供する説明図である。

【図10】本発明の第４実施形態における共通駆動波形、選択信号（マスク信号）、非吐出駆動波形、吐出駆動波形の説明に供する説明図である。

【図11】本発明の第５実施形態における共通駆動波形、選択信号（マスク信号）、非吐出駆動波形、吐出駆動波形の説明に供する説明図である。

【図12】本発明の第６実施形態における共通駆動波形、選択信号（マスク信号）、非吐出駆動波形、吐出駆動波形の説明に供する説明図である。

【図13】本発明の第７実施形態における共通駆動波形、選択信号（マスク信号）、非吐出駆動波形、吐出駆動波形の説明に供する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。まず、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図１を参照して説明する。図１は同装置の概略説明図である。

【0012】

この液体を吐出する装置は、フルライン型ヘッドを備える装置であり、装置本体１と乾燥時間を稼ぐ出口ユニット２とを並置している。

【0013】

この装置においては、液体が付着するものである媒体１０として連続紙を使用している。媒体１０は、元巻きローラ１１から巻き出され、搬送ローラ１２～１８によって搬送されて、巻取りローラ２１にて巻き取られる。なお、本発明を適用する装置はシート状媒体を使用するものでもよい。

【0014】

この媒体１０は、搬送ローラ１３と搬送ローラ１４との間で、搬送ガイド部材１９上を液体吐出ユニット５に対向して搬送され、液体吐出ユニット５から吐出される液体によって画像が形成される。

【0015】

ここで、液体吐出ユニット５には、例えば、媒体搬送方向上流側から、４色分のフルライン型ヘッドユニット５１Ｄ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｙ（以下、色の区別しないときは「ヘッドユニット５１」という。）が配置されている。各ヘッドユニット５１は、それぞれ、搬送される付与部材である媒体１０に対してブラックＤ，シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの液体を吐出して付与する。なお、色の種類及び数はこれに限るものではない。

【0016】

ヘッドユニット５１は、例えば、図２に示すように、複数の液体吐出ヘッド（これを、単に「ヘッド」ともいう。）１００をベース部材５２上に千鳥状に並べてヘッドアレイとしたものを使用しているが、これに限らない。また、ヘッドユニット５１は、液体吐出ヘッドとこの液体吐出ヘッドに液体供給するヘッドタンクとで構成しているが、これに限るものではなく、液体吐出ヘッド単独の構成でもよい。

【0017】

次に、ヘッドユニットを構成する１つの液体吐出ヘッドの一例について図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（液室長手方向）の断面説明図、図４は同じくノズル配列方向（液室短手方向）の断面説明図である。

【0018】

この液体吐出ヘッドは、ノズル板１０１と、流路板１０２と、振動板部材１０３とを接合している。そして、振動板部材１０３を変位させる圧電アクチュエータ１１１と、共通流路部材としてフレーム部材１２０とを備えている。

【0019】

これにより、液滴を吐出する複数のノズル１０４に通じる個別液室（圧力室、加圧室などとも称される。）１０６、個別液室１０６に液体を供給する流体抵抗部を兼ねた液体供給路１０７と、液体供給路１０７に通じる液導入部１０８とを形成している。隣り合う個別液室１０６はノズル配列方向で隔壁１０６Ａによって隔てられている。

【0020】

そして、フレーム部材１２０の共通流路としての共通液室１１０から振動板部材１０３に形成したフィルタ部１０９を通じて、液導入部１０８、液体供給路１０７を経て複数の個別液室１０６に液体を供給する。

【0021】

圧電アクチュエータ１１１は、振動板部材１０３の個別液室１０６の壁面を形成する変形可能な振動領域１３０を挟んで、個別液室１０６とは反対側に配置されている。

【0022】

この圧電アクチュエータ１１１は、ベース部材１１３上に接合した複数の積層型圧電部材１１２を有している。圧電部材１１２にはハーフカットダイシングによって溝加工して、駆動波形を与える柱状の圧力発生素子としての圧電素子（圧電柱）１１２Ａと、支柱１１２Ｂを所定の間隔で櫛歯状に形成している。

【0023】

そして、圧電素子１１２Ａを振動板部材１０３の振動領域１３０に形成した島状の凸部１０３ａに接合している。また、支柱１１２Ｂを振動板部材１０３の凸部１０３ｂに接合している。

【0024】

この圧電部材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が設けられ、圧電素子１１２Ａの外部電極に駆動波形を与えるための可撓性を有するフレキシブル配線基板としてのＦＰＣ１１５が接続されている。

【0025】

フレーム部材１２０には、ヘッドタンクや液体カートリッジから液体が供給される共通液室１１０が形成されている。

【0026】

このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば圧電素子１１２Ａに印加する電圧を中間電位Ｖｅから下げることによって圧電素子１１２Ａが収縮し、振動板部材１０３の振動領域１３０が下降して個別液室１０６の容積が膨張することで、個別液室１０６内に液体が流入する。

【0027】

その後、圧電素子１１２Ａに印加する電圧を上げて圧電素子１１２Ａ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方向に変形させて個別液室１０６の容積を収縮させる。これにより、個別液室１０６内の液体が加圧され、ノズル１０４から液体が吐出（噴射）される。

【0028】

そして、圧電素子１１２Ａに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板部材１０３の振動領域１３０が初期位置に復元し、個別液室１０６が膨張して負圧が発生するので、共通液室１１０から液体供給路１０７を通じて個別液室１０６内に液体が充填される。そこで、ノズル１０４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の吐出のための動作に移行する。

【0029】

次に、この装置の制御部の概要について図５を参照して説明する。なお、図５は同制御部のブロック説明図である。

【0030】

この制御部は、この装置全体の制御を司るＣＰＵ５１１、ＲＯＭ５１２、ＲＡＭ５１３、Ｉ／Ｏななどを含むマイクロコンピュータと、画像メモリと、通信インタフェースなどで構成した主制御部（システムコントローラ）５０１を備えている。

【0031】

主制御部５０１は、外部の情報処理装置（ホスト側）などから転送される画像データ及び各種コマンド情報に基づいて媒体に画像を形成するために、印刷制御部５０２に印刷用データを送出する。

【0032】

印刷制御部５０２は、主制御部５０１から受領した画像データをシリアルデータで転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、制御信号などをヘッドドライバ５０３に出力する。

【0033】

また、印刷制御部５０２は、内部ＲＯＭに格納されている共通駆動波形のパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動波形生成部を含み、１又は複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される共通駆動波形をヘッドドライバ５０３に対して出力する。

【0034】

ヘッドドライバ５０３は、シリアルに入力される１つのヘッドユニット５１に相当する画像データに基づいてる共通駆動波形を構成する駆動パルスを選択して圧力発生素子（手段）としての圧電素子１１２Ａに対して与えて液体を吐出させる。このとき、共通駆動波形を構成するパルスの一部又は全部或いはパルスを形成する波形要素の全部又は一部を選択することによって、例えば、大滴、中滴、小滴など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。

【0035】

また、主制御部５０１は、モータドライバ５０４を介して、元巻きローラ１１、搬送ローラ１２～１８、巻取りローラ２１などの各ローラ類５１０を駆動制御する。

【0036】

また、主制御部５０１には各種センサからなるセンサ群５０６からの検出信号が入力され、また、操作部５０７との間で各種情報の入出力及び表示情報のやり取りを行う。

【0037】

次に、ヘッド駆動制御に係る部分の一例について図６のブロック説明図を参照して説明する。

【0038】

印刷制御部５０２は、本発明に係る駆動波形生成装置としての駆動波形生成部７０１を含んでいる。また、印刷画像に応じた２ビットの画像データ（階調信号０、１）と、クロック信号、ラッチ信号、共通駆動波形を構成する駆動パルス（又は波形要素）を選択するマスク信号（選択信号）ＭＮを出力するデータ転送部７０２を含んでいる。

【0039】

ここで、駆動波形生成部７０１からは、１印刷周期（１駆動周期）内に、液体を吐出させる１又は複数の駆動パルス（駆動信号）を含む駆動波形Ｖｃｏｍが生成出力される。

【0040】

なお、マスク信号ＭＮは、ヘッドドライバ５０３のスイッチ手段であるアナログスイッチＡＳの開閉を滴毎に指示する信号である。共通駆動波形Ｖｃｏｍの印刷周期（駆動周期）に合わせて選択すべき駆動パルス（又は波形要素）でＨレベル（ＯＮ）に状態遷移し、非選択時にはＬレベル（ＯＦＦ）に状態遷移する。

【0041】

ヘッドドライバ５０３は、シフトレジスタ７１１と、ラッチ回路７１２と、デコーダ７１３と、レベルシフタ７１４と、アナログスイッチアレイ７１５とを備えている。

【0042】

シフトレジスタ７１１は、データ転送部７０２からの転送クロック（シフトクロック）及びシリアル画像データ（階調データ：２ビット／１チャンネル（１ノズル）を入力する。ラッチ回路７１２は、シフトレジスタ７１１の各レジスト値をラッチ信号によってラッチする。

【0043】

デコーダ７１３は、階調データと選択信号をデコードして結果を出力する。レベルシフタ７１４は、デコーダ７１３のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチアレイ７１５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。

【0044】

アナログスイッチアレイ７１５のアナログスイッチＡＳは、レベルシフタ７１４を介して与えられるデコーダ７１３の出力でオン／オフ（開閉）される。

【0045】

アナログスイッチアレイ７１５のアナログスイッチＡＳは、圧電素子１１２Ａの個別電極に接続され、駆動波形生成部７０１からの共通駆動波形Ｖｃｏｍが入力されている。したがって、シリアル転送された画像データ（階調データ）と選択信号ＭＮをデコーダ７１３でデコードした結果に応じてアナログスイッチＡＳがオンにする。これにより、共通駆動波形Ｖｃｏｍを構成する所要の駆動パルス（あるいは波形要素）が通過して（選択されて）、圧電素子１１２Ａの個別電極に与えられる。

【0046】

次に、本発明の第１実施形態における駆動波形について図７を参照して説明する。図７は同実施形態における共通駆動波形、マスク信号、非吐出駆動波形、吐出駆動波形の説明に供する説明図である。

【0047】

なお、「共通駆動波形」は駆動波形データをＤ／Ａ変換等して生成する波形、非吐出駆動波形は液体を吐出しない程度に駆動する微駆動波形、吐出駆動波形は液体を吐出させる波形である。また、「中間電位」とは「１周期の駆動波形において時系列で最初の電圧」である。

【0048】

まず、共通駆動波形Ｖｃｏｍは、図７（ａ）に示すように、時系列で連続する第１波形である駆動パルスとしての吐出パルスＰａと、第２波形である駆動パルスとしての非吐出パルス（微駆動パルス）Ｐｂとを含む。

【0049】

第１波形である吐出パルスＰａは、中間電位Ｖ０から立ち下がった後に中間電位より高い電位Ｖ１に立ち上がり、立ち上がった電位Ｖ１を保持する波形である。

【0050】

この吐出パルスＰ１は、立下り波形要素ａと、保持波形要素ｂと、立ち上がり波形要素ｃと、保持波形要素ｄとを含む。立下り波形要素ａは個別液室１０６を膨張させる波形要素であり、引き込み波形要素、又は、膨張波形要素ともいう。また、立ち上がり波形要素ｃは、個別液室１０６を収縮させる波形要素であり、収縮波形要素、又は、押し込み波形要素ともいう。

【0051】

立下り波形要素ａは、中間電位Ｖ０から中間電位Ｖ０より低い電位Ｖ２（Ｖ２＜Ｖ０）まで立下がって個別液室１０６を膨張させる。保持波形要素ｂは、立下り波形要素ａによる立下り電位Ｖ２を一定時間保持する。立ち上がり波形要素ｃは、保持波形要素ｂで保持された電位Ｖ２から中間電位Ｖ０より高い電位Ｖ１まで立ち上がって個別液室１０６を収縮させて液体を吐出させる。

【0052】

第２波形である非吐出パルスＰｂは、第１波形である吐出パルスＰａの電位を保持している波形要素と不連続で、中間電位Ｖ０から中間電位Ｖ０より高い電位Ｖ１まで立ち上がり、立ち上がった電位Ｖ１を所定時間保持した後、中間電位Ｖ０まで立ち下がる波形である。

【0053】

この非吐出パルスＰ２は、中間電位Ｖ０を保持する保持波形要素ｅと、保持波形要素ｅで保持している中間電位Ｖ０から電位Ｖ１まで立ち上がる立ち上がり波形要素ｆと、立ち上がった電位Ｖ１を保持する保持波形要素ｇと、保持波形要素ｇで保持された電位Ｖ１から中間電位Ｖ０まで立下がる立ち上がり波形要素ｈとを含む。このとき、非吐出パルスＰｂによる駆動はメニスカスが揺れる程度の駆動（微駆動）であり、液体は吐出されない。

【0054】

次に、マスク信号（選択信号）ＭＮ０は、図７（ｂ）に示すように、時点ｔ３から時点ｔ５までのＯＮ状態になる信号である。したがって、このマスク信号ＭＮ０を与えたときには、非吐出パルスＰｂの波形要素が選択され、それ以外の波形要素はマスクする。

【0055】

これにより、図７（ｃ）に示すように、非吐出パルスＰ２が非吐出駆動波形（微駆動波形）として圧電素子１１２Ａに与えられる。この非吐出駆動波形により、個別液室１０６が収縮されることで微駆動が行われる。

【0056】

また、マスク信号ＭＮ１は、図７（ｂ）に示すように、時点ｔ１から時点ｔ２までＯＮ状態になり、時点ｔ２～時点ｔ４までの間はＯＦＦ状態になり、時点ｔ４で再びＯＮ状態になって時点ｔ５でＯＦＦ状態になる振動である。

【0057】

これにより、図７（ｃ）に示すように、吐出パルスＰａ及び非吐出パルスＰｂの波形要素で構成される吐出駆動波形が圧電素子１１１Ａに与えられる。

【0058】

つまり、吐出パルスＰａの立下り波形要素ａから保持波形要素ｂ、立ち上がり波形要素ｃが与えられることで液体が吐出さえる。そして、吐出波形Ｐａの保持波形要素ｄが圧電素子１１２Ａに与えられた後、圧電素子１１２Ａに与える駆動波形が遮断される。圧電素子１１２は駆動波形が遮断されたときの電位Ｖ１を保持する。

【0059】

その後、非吐出パルスＰｂの保持波形要素ｇが選択されて時点ｔ５になるまで非吐出パルスＰｂが圧電素子１１２Ａに与えられるので、圧電素子１１２Ａには再度電位Ｖ１が与えられた状態に戻る。

【0060】

ここで、吐出パルスＰａの電位Ｖ１を保持する保持波形要素ｄは、立ち上がり波形要素ｃによる液体吐出後の制振、或いは、サテライト滴短縮化を行うためのものである。保持波形要素ｄの印加が遮断されても、電位Ｖ１が保持され、非吐出パルスＰｂの保持波形要素ｇによって再度電位Ｖ１が印加されるので、電位Ｖ１を所定時間保持することができ、液体吐出後の制振やサテライト滴短縮化を行うことができる。

【0061】

つまり、本実施形態では、吐出パルスＰａの制振ないしサテライト滴短縮化の波形要素中に非吐出パルスＰｂを埋め込んでいる。このとき、制振用波形要素で駆動波形が遮断される時間が短く、圧電素子の自由放電による影響を緩和でき、安定した駆動を行うことができる。また、微駆動のために波形長を長くする必要がないため，高周波駆動を実現することができる．

【0062】

次に、本発明の第２実施形態における駆動波形について図８を参照して説明する。図８は同実施形態における共通駆動波形、選択信号（マスク信号）、非吐出駆動波形、吐出駆動波形の説明に供する説明図である。

【0063】

本実施形態では、吐出パルスＰａの立下り電位Ｖ２から立ち上がりＶ１まで立ち上がる波形要素ｃは、電位Ｖ２から、中間電位Ｖ０より高く、電位Ｖ１より低い電位Ｖ３（Ｖ０＜Ｖ３＜Ｖ１）まで立ち上がって液体を吐出させる第１立ち上がり波形要素ｃ１と、電位Ｖ３を保持する保持波形要素ｉｔと、電位Ｖ３から電位Ｖ１まで立ち上がる第２立ち上がり波形要素ｃ２で構成されて、段階的に電位が変化して立ち上がる。第２立ち上がり波形要素ｃ２で立ち上がった電位Ｖ１は保持波形要素ｄで保持される。

【0064】

このとき、第１立ち上がり波形要素ｃ１によって液体が吐出され、所定時間保持波形要素ｉで保持された後、再度、第２立ち上がり波形要素ｃ２によって個別液室１０６が収縮させる。

【0065】

このように、液体吐出後に２段階で押し出しを実施することで、第１実施形態の駆動波形より制振又はサテライト短縮を行うことができる。そして、第１実施形態と同様に．制振波形要素を途中から微駆動用として共用することで、微駆動のために波形長を長くする必要がなく、高周波駆動を実現することができる。

【0066】

次に、本発明の第３実施形態における駆動波形について図９を参照して説明する。図９は同実施形態における共通駆動波形、選択信号（マスク信号）、非吐出駆動波形、吐出駆動波形の説明に供する説明図である。

【0067】

本実施形態では、前記第２実施形態の吐出パルスＰａの第１立ち上がり波形要素ｃ２の立ち上がり電位Ｖ４を中間電位Ｖ０より低い電位（Ｖ４＜Ｖ０）としている。

【0068】

これにより、第２実施形態に比べて、同じ吐出速度で滴サイズを小さくすることができる。

【0069】

次に、本発明の第４実施形態における駆動波形について図１０を参照して説明する。図１０は同実施形態における共通駆動波形、選択信号（マスク信号）、非吐出駆動波形、吐出駆動波形の説明に供する説明図である。

【0070】

本実施形態では、吐出パルスＰａの前に、中間電位Ｖ０から立下り波形要素ａで電位Ｖ２まで立ち下がり、電位Ｖ２を保持波形要素ｂで保持した後、立ち上がり波形要素ｃで中間電位Ｖ０まで立ち上がる第３波形である吐出パルスＰｃを配置している。この吐出パルスＰｃは液体を吐出させる波形である。

【0071】

一方、マスク信号ＭＮとして、非吐出パルスＰａを選択するマスク信号ＭＮ０、吐出パルスＰａと非吐出パルスＰｂを選択するマスク信号ＭＮ１とともに、吐出パルスＰｃ、Ｐａの両方及び非吐出パルスＰｂを選択するマスク信号ＭＮ２を設定している。

【0072】

吐出パルスＰｃ、Ｐａを選択することで２滴が吐出され、液体付着量を増やして画像濃度を上げることができる。また、吐出パルスＰａで１滴を吐出させることで画像の粒状性や画像濃度の階調変化を滑らかにすることができる．

【0073】

次に、本発明の第５実施形態における駆動波形について図１１を参照して説明する。図１１は同実施形態における共通駆動波形、選択信号（マスク信号）、非吐出駆動波形、吐出駆動波形の説明に供する説明図である。

【0074】

本実施形態では、非吐出パルスＰｂの後に、中間電位Ｖ０から立下り波形要素ａで電位Ｖ２まで立ち下がり、電位Ｖ２を保持波形要素ｂで保持した後、立ち上がり波形要素ｃで中間電位Ｖ０まで立ち上がる第３波形である吐出パルスＰｃを配置している。この吐出パルスＰｃは液体を吐出させる波形である。

【0075】

一方、マスク信号ＭＮとして、非吐出パルスＰａを選択するマスク信号ＭＮ０、吐出パルスＰａと非吐出パルスＰｂを選択するマスク信号ＭＮ１とともに、吐出パルスＰｃ、Ｐａの両方及び非吐出パルスＰｂを選択するマスク信号ＭＮ２を設定している。

【0076】

吐出パルスＰｃ、Ｐａを選択することで２滴が吐出され、液体付着量を増やして画像濃度を上げることができる。また、吐出パルスＰａで１滴を吐出させることで画像の粒状性や画像濃度の階調変化を滑らかにすることができる．

【0077】

次に、本発明の第６実施形態について図１２を参照して説明する。図１２は同実施形態における共通駆動波形、選択信号（マスク信号）、非吐出駆動波形、吐出駆動波形の説明に供する説明図である。

【0078】

本実施形態では、吐出パルスＰａ、非吐出パルスＰｂと同様に、吐出パルスＰｄ，非吐出パルスＰｅを配置している。

【0079】

第１波形である吐出パルスＰｄは、中間電位Ｖ０から立ち下がった後に中間電位より高い電位Ｖ５に立ち上がり、立ち上がった電位Ｖ５を保持する波形である。

【0080】

この吐出パルスＰｄは、立下り波形要素ａと、保持波形要素ｂと、立ち上がり波形要素ｃと、保持波形要素ｄとを含む。立下り波形要素ａは個別液室１０６を膨張させる波形要素である。

【0081】

立下り波形要素ａは、中間電位Ｖ０から中間電位Ｖ０より低い電位Ｖ２（Ｖ２＜Ｖ０）まで立下がって個別液室１０６を膨張させる。保持波形要素ｂは、立下り波形要素ａによる立下り電位Ｖ２を一定時間保持する。立ち上がり波形要素ｃは、保持波形要素ｂで保持された電位Ｖ２から中間電位Ｖ０より高い電位Ｖ５まで立ち上がって個別液室１０６を収縮させて液体を吐出させる。

【0082】

非吐出パルスＰｅは、吐出パルスＰｄの電位を保持している保持波形要素ｄと不連続で、中間電位Ｖ０から中間電位Ｖ０より高い電位Ｖ５まで立ち上がり、立ち上がった電位Ｖ５を保持した後、中間電位Ｖ０まで立ち下がる波形である。

【0083】

この非吐出パルスＰｅは、中間電位Ｖ０を保持する保持波形要素ｅと、保持波形要素ｅで保持している中間電位Ｖ０から電位Ｖ５まで立ち上がる立ち上がり波形要素ｆと、立ち上がった電位Ｖ５を保持する保持波形要素ｇと、保持波形要素ｇで保持された電位Ｖ５から中間電位Ｖ０まで立下がる立ち上がり波形要素ｈとを含む。このとき、非吐出パルスＰｂによる駆動はメニスカスが揺れる程度の駆動（微駆動）であり、液体は吐出されない。

【0084】

次に、マスク信号ＭＮ０は、前記第１実施形態のマスク信号ＭＮ０と同様である。マスク信号ＭＮ１は、時点ｔ３から時点ｔ５までＯＮ状態になり、時点ｔ６から時点ｔ８までＯＮ状態になる。このマスク信号ＭＮ１を与えることで、非吐出パルスＰｂ、Ｐｅが選択される。

【0085】

また、マスク信号ＭＮ２は、時点ｔ１から時点ｔ２までＯＮ状態になり、時点ｔ２から時点ｔ４までＯＦＦ状態になり、時点ｔ４から時点ｔ６までＯＮ状態になり、時点ｔ６から時点ｔ８までＯＦＦ状態になる。

【0086】

このマスク信号ＭＮ２を与えることで、前記第１実施形態と同様に、吐出パルスＰａの保持波形要素ｄの途中までが与えられた後、圧電素子１１２Ａへの駆動波形が遮断され、非吐出パルスＰｂの保持波形要素ｇの途中から時点ｔ５になるまで非吐出パルスＰｂが選択される。同様に、吐出パルスＰｄの保持波形要素ｄの途中までが与えられた後、圧電素子１１２Ａへの駆動波形が遮断され、非吐出パルスＰｅの保持波形要素ｇの途中から時点ｔ９になるまで非吐出パルスＰｅが選択される。

【0087】

このように、本実施形態では、１つの非吐出パルスＰｂによる微駆動と、２つの非吐出パルスＰｂ，Ｐｄによる微駆動とを使い分けることができる。これにより、例えば、放置時間が異なる場合や、液体中の顔料サイズが異なる場合などに使い分けることができる。

【0088】

次に、本発明の第７実施形態について図１３を参照して説明する。図１３は同実施形態における共通駆動波形、選択信号（マスク信号）、非吐出駆動波形、吐出駆動波形の説明に供する説明図である。

【0089】

本実施形態では、吐出パルスＰａの立ち上がり波形要素は、電位Ｖ２から電位Ｖ６（Ｖ６＜Ｖ０）まで立ち上がる第１立ち上がり波形要素ｃ１と、電位Ｖ６から第１立ち上がり波形要素ｃ１と異なる傾き（電圧変化率）で電位Ｖ７（Ｖ１＞Ｖ７＞Ｖ０）まで立ち上がる第２立ち上がり波形要素ｃ２と、電位Ｖ７から電位Ｖ１まで立ち上がる第３立ち上がり波形要素ｃ３とで構成している。

【0090】

このように、連続した立ち上げ波形要素において単位時間当たりの電位変化率が異なっており，さらに複数の立ち上げ波形要素で収縮（押し出し）を行うことで、前記第３実施形態の波形よりも、押し出しによるメニスカス振動を小さくすることができ、粘度の低い液体でも吐出安定性を向上することができる．

【0091】

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。

【0092】

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。

【0093】

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。

【0094】

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。

【0095】

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。

【0096】

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。

【0097】

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。

【0098】

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。

【0099】

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。

【0100】

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。

【0101】

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。

【符号の説明】

【0102】

５ 液体吐出ユニット
１０ 媒体
５１ ヘッドユニット
１００ 液体吐出ヘッド（ヘッド）
１０６ 個別液室
５００ 制御部
５０２ 印刷制御部
５０３ ヘッドドライバ
７０１ 駆動波形生成部
７０２ データ転送部

【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】