(57)【要約】      （修正有）【課題】駆動信号の切り替え時における電位変化を抑制することができる駆動回路を提供する【解決手段】液体吐出ヘッドに波形データに応じた駆動信号を入力する駆動信号用基板５１を有する液体吐出装置において、ノズルを駆動する駆動素子８６と、駆動素子に並列に接続された複数のスイッチング素子２３１ａ，ｂと、各スイッチング素子を介して駆動素子に接続され、駆動信号を伝達する複数の信号線からなる第１信号伝達部と、各信号線に伝達される駆動信号の中間電位に基づいた電位差を検出する電位差検出部２３３と、電位差に基づいて補正信号を生成する補正信号生成部２３４と、補正信号に基づいて波形データを補正する補正処理部２２２と、補正処理部により補正された前記波形データに基づいて駆動信号を生成して信号線に出力する、信号線ごとに設けられた駆動信号生成部２２３ａ，ｂとを有する液体吐出装置。【選択図】図５
2020055297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに波形データに応じた駆動信号を入力する駆動信号用基板とを有する液体吐出装置であって、
前記ノズルを駆動する駆動素子と、
前記駆動素子に並列に接続された複数のスイッチング素子と、
前記各スイッチング素子を介して前記駆動素子に接続され、前記駆動信号を伝達する複数の信号線からなる第１信号伝達部と、
前記複数のスイッチング素子を択一的にオンとするスイッチング制御を行うスイッチング制御部と、
前記各信号線に伝達される駆動信号の中間電位に基づいた電位差を検出する電位差検出部と、
前記電位差に基づいて補正信号を生成する補正信号生成部と、
前記補正信号に基づいて前記波形データを補正する補正処理部と、
前記補正処理部により補正された前記波形データに基づいて前記駆動信号を生成して前記信号線に出力する、前記信号線ごとに設けられた駆動信号生成部と、
を有する液体吐出装置。
【請求項２】
前記補正処理部は、前記補正信号に基づき、前記電位差をなくすように前記波形データを補正するオフセット補正を行うオフセット補正処理部を有する請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記補正処理部は、前記オフセット補正が行われた波形から理想電位を減じた波形に対して電圧倍率を乗じ、前記理想電位を付加する電圧倍率補正を行う電圧倍率補正処理部をさらに有する請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記駆動信号生成部は、一定の吐出周期で周期的にそれぞれ異なる波形データに基づいて前記駆動信号を出力し、
前記駆動素子に入力される前記駆動信号は、前記スイッチング制御によって選択される請求項１ないし３いずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記補正信号生成部から前記補正処理部に前記補正信号を伝達する第２信号伝達部をさらに有する請求項１ないし４いずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
前記電位差検出部による前記電位差の検出、前記補正信号生成部による前記補正信号の生成、及び、前記補正処理部による前記補正は、吐出周期ごとに実行される請求項１ないし５いずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項７】
前記電位差検出部による前記電位差の検出、前記補正信号生成部による前記補正信号の生成、及び、前記補正処理部による前記補正は、前記液体吐出ヘッドによる記録媒体への画像記録動作の前に実行される請求項１ないし６いずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項８】
前記駆動素子は、圧電素子である請求項１ないし７いずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項９】
前記電位差は、中間電位と理想電位との電位差である請求項１ないし８いずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項１０】
液体を吐出するノズルを駆動する駆動素子と、
前記駆動素子に並列に接続された複数のスイッチング素子と、
前記各スイッチング素子を介して前記駆動素子に接続され、波形データに応じた駆動信号を伝達する複数の信号線からなる第１信号伝達部と、
前記各信号線に伝達される駆動信号の中間電位に基づいた電位差を検出する電位差検出部と
を有する液体吐出ヘッド。
【請求項１１】
液体を吐出するノズルを駆動する駆動素子と、
前記駆動素子に並列に接続された複数のスイッチング素子と、
前記各スイッチング素子を介して前記駆動素子に接続され、波形データに応じた駆動信号を伝達する複数の信号線からなる第１信号伝達部と、
前記各信号線に伝達される駆動信号の中間電位に基づいた電位差を検出する電位差検出部と
を有する液体吐出ヘッドの駆動方法であって、
前記電位差検出部により検出される前記電位差に基づいて補正信号を生成し、前記補正信号に基づいて前記波形データを補正し、前記補正信号により補正された前記波形データに基づいて前記駆動信号を生成して前記信号線に出力することにより前記駆動素子を駆動する駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置、液体吐出ヘッド及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置として、圧電素子等の駆動素子を用いて液体流路の壁面を形成する振動板を変形させることによって、液体流路内容積を変化させて液体を吐出させるいわゆるピエゾ型の装置が知られている。
【０００３】
この種の液体吐出装置は、吐出される液体（液滴）の制御を電気的に行うことから、液滴サイズ等を細かく制御可能であり、例えばインクジェットプリンタの様に微小な液滴により高精細画像を形成する記録装置に用いる場合に有利である。
【０００４】
液体吐出装置には、液体吐出ヘッドに設けられた駆動素子に印可する駆動信号を生成するための駆動信号生成回路を備えている。この駆動信号生成回路に、液滴サイズ、インク温度等に応じた波形データを記録し、波形データの選択を可能とすることが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
１つの駆動素子に対して複数の駆動信号生成回路を設け、スイッチにより駆動信号生成回路を切り替えることにより、駆動素子に入力する駆動信号を切り替え可能とすることが考えられる。この構成によれば、液滴サイズ等に応じて高速に駆動信号を切り替えることができる。
【０００６】
しかしながら、一つの駆動素子に対して入力される複数の駆動信号は、駆動信号生成回路や伝達経路の製造バラツキ等により中間電位（基準電位）が異なる場合がある。この場合には、駆動信号の切り替え時に瞬間的な電位変化が生じて、予期しない電流が駆動素子に入力され、駆動素子の誤作動や故障の原因となる。
【０００７】
開示の技術は、上記事情に鑑みてこれを解決すべくなされたものであり、駆動信号の切り替え時における電位変化を抑制することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
開示の技術は、ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに波形データに応じた駆動信号を入力する駆動信号用基板とを有する液体吐出装置において、前記ノズルを駆動する駆動素子と、前記駆動素子に並列に接続された複数のスイッチング素子と、前記各スイッチング素子を介して前記駆動素子に接続され、前記駆動信号を伝達する複数の信号線からなる第１信号伝達部と、前記複数のスイッチング素子を択一的にオンとするスイッチング制御を行うスイッチング制御部と、前記各信号線に伝達される駆動信号の中間電位に基づいた電位差を検出する電位差検出部と、前記電位差に基づいて補正信号を生成する補正信号生成部と、前記補正信号に基づいて前記波形データを補正する補正処理部と、前記補正処理部により補正された前記波形データに基づいて前記駆動信号を生成して前記信号線に出力する、前記信号線ごとに設けられた駆動信号生成部と、を有する液体吐出装置である。
【発明の効果】
【０００９】
駆動信号の切り替え時における電位変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る液体吐出装置を前方側から見た外観斜視図を示す。
【図２】液体吐出装置の機構部の平面概略図である。
【図３】液体吐出ヘッドの断面図である。
【図４】制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】駆動信号用基板及び液体吐出ヘッドの電気的構成を示すブロック図である。
【図６】第１駆動信号生成部及び第２駆動信号生成部の構成を例示するブロック図である。
【図７】理想状態における駆動信号等の波形を例示する図である。
【図８】中間電位にずれが生じているが、オフセット補正を行わない場合における駆動信号等の波形を比較例として示す図である。
【図９】中間電位にずれが生じ、オフセット補正が行われる場合における駆動信号等の波形を示す図である。
【図１０】液体吐出装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１１】第２実施形態における補正処理部の構成を示す図である。
【図１２】電源投入後の初期動作を説明するフローチャートである。
【図１３】第３実施形態における駆動信号用基板及び液体吐出ヘッドの電気的構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。なお、以下で説明する実施形態では、本発明を適用した液体吐出装置の一例として、記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェットプリンタを例示する。
【００１２】
［第１実施形態］
以下に、本発明の第１実施形態に係る液体吐出装置について説明する。
【００１３】
＜液体吐出装置の構成＞
図１は、本実施形態に係る液体吐出装置１を前方側から見た外観斜視図を示す。
【００１４】
液体吐出装置１は、装置本体１ａと、給紙トレイ２と、排紙トレイ３とを有する。給紙トレイ２は、装置本体１ａに着脱自在に装着され、装置本体１ａに記録媒体としての用紙１１（図２参照）を供給する。排紙トレイ３は、装置本体１ａに着脱自在に装着され、装置本体１ａにより画像が記録（形成）された用紙１１をストックする。
【００１５】
装置本体１ａの前面の一端部側には、インクカートリッジを装填するためのカートリッジ装填部４が設けられている。このカートリッジ装填部４の上面には、操作ボタンや表示器等を有する操作表示部５が設けられている。
【００１６】
カートリッジ装填部４は、インクの色が異なる複数のインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙを、装置本体１ａの前面側から背面側に向かって挿入して装填することが可能に構成されている。
【００１７】
インクカートリッジ１０ｋは、ブラック（Ｋ）インクを収容している。インクカートリッジ１０ｃは、シアン（Ｃ）インクを収容している。インクカートリッジ１０ｍは、マゼンタ（Ｍ）インクを収容している。インクカートリッジ１０ｙは、イエロー（Ｙ）インクを収容している。なお、インクの色を区別しない場合には、単にインクカートリッジ１０という。
【００１８】
カートリッジ装填部４の前面側には、インクカートリッジ１０を着脱する際に開く前カバー６が開閉可能に設けられている。また、インクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙは、縦置き状態で横方向に並べて装填する構成としている。
【００１９】
操作表示部５には、各色のインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙの残量を表示する残量表示部、電源ボタン、用紙送り／印刷再開ボタン、キャンセルボタン等が配設されている。
【００２０】
次に、液体吐出装置１の機構部について図２を用いて説明する。図２は、液体吐出装置１の機構部の平面概略図である。
【００２１】
主ガイド部材であるガイドロッド２２と、従ガイド部材（ガイドロッド、ガイドステー等）とで、キャリッジ２５を主走査方向（ガイドロッドの長手方向）に摺動自在に保持している。ガイドロッド２２は、装置本体１ａのフレーム部材を構成するメイン側板２１Ａ，２１Ｂに横架されている。
【００２２】
キャリッジ２５は、主走査モータ２６、駆動プーリ２７、従動プーリ２８及びタイミングベルト２９で構成される主走査機構によって主走査方向に移動走査される。
【００２３】
キャリッジ２５には、例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のインク滴（液滴）を吐出するサブタンク一体型の４個の液体吐出ヘッド３１が搭載されている。
【００２４】
液体吐出ヘッド３１には、複数のノズル９８ａ（図３参照）からなるノズル列が主走査方向と直交する副走査方向に形成されている。キャリッジ２５は、液体吐出方向を下方とする状態でキャリッジ２５に装着されている。
【００２５】
キャリッジ２５では、配線部材としてのフレキシブルフラットケーブル（ＦＦＣ）１２と、中継基板５６を介して、駆動信号用基板５１からの駆動信号が液体吐出ヘッド３１に入力される。中継基板５６は、キャリッジ２５に設けられている。
【００２６】
一方、キャリッジ２５の下側には、給紙トレイ２から給紙される用紙１１を副走査方向に搬送する搬送手段としての搬送ベルト４１が配置されている。搬送ベルト４１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ４２とテンションローラ４３との間に掛け渡されている。搬送ベルト４１は、副走査モータ２１０（図４参照）により搬送ローラ４２が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動される。
【００２７】
＜液体吐出ヘッドの構造＞
次に、液体吐出ヘッド３１の構造について説明する。図３は、液体吐出ヘッド３１の断面図である。
【００２８】
液体吐出ヘッド３１は、駆動ユニット１０２と液室ユニット１０４とを有する。駆動ユニット１０２は、例えば熱可塑性樹脂等からなり、中央部に圧力発生装置収納空間としての中空部８０ａが形成されたフレーム部材８０と、中空部８０ａ内に配置された圧力発生装置８２とを有する。
【００２９】
フレーム部材８０には、中空部８０ａを挟んでその長手方向に直交する方向の両側に、一対の共通液室８０ｂ、８０ｃがそれぞれ形成されている。
【００３０】
圧力発生装置８２は、セラミックスや金属、例えばステンレス等の硬質材料で形成された直方体状のベース部材８４と、ベース部材８４上に２行ｎ列のマトリックス状に配列された複数の圧電素子８６とを有する。
【００３１】
各圧電素子８６は、ピエゾ型の積層圧電素子である。各圧電素子８６の多数の内部電極９０は、１層おきに交互に両端面に取り出され、両端面に形成された例えばＡｇＰｄ合金等からなる個別端面電極にそれぞれ接続されている。また、各圧電素子８６の同行の他の圧電素子に対向する端面側の個別端面電極は、ベース部材８４上の共通電極に接続されている。
【００３２】
各圧電素子８６の同行の他の圧電素子に対向しない端面側の個別端面電極及び共通電極には、ＦＰＣが半田付けにより接合され、共通電極はグランド電位に接続されている。
【００３３】
各圧電素子８６は、駆動信号が印加されることにより、積層方向に電界を発生し、積層方向に変位することで、液室の内部容積を変え、ノズル９８ａから液体（液滴）を吐出させる。したがって、圧電素子８６は、ノズル９８ａを駆動する駆動素子である。
【００３４】
＜制御部の構成＞
次に、液体吐出装置１の制御部の構成について説明する。図４は、制御部２００の構成を示すブロック図である。
【００３５】
制御部２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３、ＲＡＭ２０４と、ホストＩ／Ｆ２０５とを有する。
【００３６】
ＣＰＵ２０１は、液体吐出装置１の全体の制御を行う。ＲＯＭ２０２は、ＣＰＵ２０１が実行するプログラムや、各種データを格納する。ＲＡＭ２０３は、画像データ等を一時的に格納する。ＲＡＭ２０４は、電源オフ時に保持が必要なデータを記憶する。
【００３７】
ホストＩ／Ｆ２０５は、パーソナルコンピュータ等のホスト機器から送信される画像データを有線又は無線で受信する。
【００３８】
さらに、制御部２００は、上述の駆動信号用基板５１と、主走査モータ２６を駆動する主走査モータ駆動部２０６と、副走査モータ２１０を駆動する副走査モータ駆動部２０７とを有する。ＣＰＵ２０１は、駆動信号用基板５１、主走査モータ駆動部２０６、及び副走査モータ駆動部２０７を制御することにより、用紙１１への画像記録動作を行わせる。
【００３９】
＜駆動信号用基板及び液体吐出ヘッドの電気的構成＞
図５は、駆動信号用基板５１及び液体吐出ヘッド３１の電気的構成を示すブロック図である。液体吐出装置１は、駆動信号用基板５１内で生成される駆動信号を液体吐出ヘッド３１内の各圧電素子８６に入力することにより液体（液滴）を吐出する構成である。
【００４０】
駆動信号用基板５１は、駆動波形情報記憶部２２０と、波形選択部２２１と、補正処理部２２２と、第１駆動信号生成部２２３ａと、第２駆動信号生成部２２３ｂと、吐出タイミング制御部２２４と、液滴サイズ選択部２２５とを有する。
【００４１】
液体吐出ヘッド３１は、ヘッド温度検出部２３０と、第１スイッチング素子（以下、第１ＳＷという。）２３１ａと、第２スイッチング素子（以下、第２ＳＷという。）２３１ｂと、スイッチング制御部２３２と、電位差検出部２３３と、補正信号生成部２３４とを有する。
【００４２】
駆動波形情報記憶部２２０は、液滴サイズ、液滴の温度等に応じた波形データを記憶している。波形選択部２２１は、液体吐出ヘッド３１内のヘッド温度検出部２３０により検出されるヘッド温度の温度検出信号に基づき、駆動波形情報記憶部２２０から波形データを選択して補正処理部２２２へ出力する。
【００４３】
補正処理部２２２は、後述する補正信号生成部２３４から供給される補正信号（第１オフセット信号及び第２オフセット信号）を保持し、当該補正信号に基づいて、波形データを補正する。補正後の波形データは、第１駆動信号生成部２２３ａ及び第２駆動信号生成部２２３ｂに入力される。
【００４４】
第１駆動信号生成部２２３ａと第２駆動信号生成部２２３ｂとには、異なる波形データが入力される。例えば、第１駆動信号生成部２２３ａと第２駆動信号生成部２２３ｂとには、異なる液滴サイズ用の波形データが入力される。例えば、第１駆動信号生成部２２３ａには、液滴サイズが小さい小滴生成用の波形データが入力され、第２駆動信号生成部２２３ｂには、液滴サイズが大きい大滴生成用の波形データが入力される。
【００４５】
第１駆動信号生成部２２３ａは、小滴生成用の第１駆動信号Ｖａ（ｔ）を生成して信号線２４０ａに出力することにより、第１駆動信号Ｖａ（ｔ）を液体吐出ヘッド３１へ伝達させる。第２駆動信号生成部２２３ｂは、大滴生成用の第２駆動信号Ｖｂ（ｔ）を生成して信号線２４０ｂに出力することにより、第２駆動信号Ｖｂ（ｔ）を液体吐出ヘッド３１へ伝達させる。信号線２４０ａ，２４０ｂは、ＦＦＣ１２及び中継基板５６を介して形成された、駆動信号伝達用の第１信号伝達部である。
【００４６】
図６は、第１駆動信号生成部２２３ａ及び第２駆動信号生成部２２３ｂの構成を例示するブロック図である。第１駆動信号生成部２２３ａ及び第２駆動信号生成部２２３ｂは、それぞれ波形データ用メモリ２５０と、Ｄ／Ａコンバータ２５１と、電圧増幅回路２５２と、電流増幅回路２５３とを有する。
【００４７】
波形データ用メモリ２５０は、補正処理部２２２から入力される波形データを記憶する。波形データ用メモリ２５０は、補正処理部２２２から新たな波形データが入力された場合には、記憶中の波形データを消去して新たな波形データに更新する。
【００４８】
Ｄ／Ａコンバータ２５１は、波形データ用メモリ２５０から出力される波形データをアナログ信号に変換する。電圧増幅回路２５２は、Ｄ／Ａコンバータ２５１により変換されたアナログ信号に対して電圧増幅を行う。電流増幅回路２５３は、電圧増幅回路２５２により電圧増幅された信号を電流増幅する。電流増幅回路２５３から出力される信号が駆動信号となる。
【００４９】
第１駆動信号生成部２２３ａと第２駆動信号生成部２２３ｂとは、所定のクロック信号に同期して、一定の吐出周期Ｔで動作する。第１駆動信号Ｖａ（ｔ）及び第２駆動信号Ｖｂ（ｔ）は、時間ｔに依存して周期的に変化する。
【００５０】
図５に戻り、各圧電素子８６の一方の電極には、第１ＳＷ２３１ａと第２ＳＷ２３１ｂとが並列に接続されている。各圧電素子８６の他方の電極はグランド（ＧＮＤ）に接続されている。
【００５１】
各第１ＳＷ２３１ａの圧電素子８６とは反対側の端子は、第１駆動信号Ｖａ（ｔ）が伝達される信号線２４０ａに接続されている。各第２ＳＷ２３１ｂの圧電素子８６とは反対側の端子は、第２駆動信号Ｖｂ（ｔ）が伝達される信号線２４０ｂに接続されている。すなわち、第１ＳＷ２３１ａは、圧電素子８６と信号線２４０ａとの接続状態をオンとオフとの間で切り替える。第２ＳＷ２３１ｂは、圧電素子８６と信号線２４０ｂとの接続状態をオンとオフとの間で切り替える。
【００５２】
第１ＳＷ２３１ａ及び第２ＳＷ２３１ｂは、スイッチング制御部２３２によりスイッチングが制御される。
【００５３】
スイッチング制御部２３２は、吐出タイミング制御部２２４からのタイミング制御信号と、液滴サイズ選択部２２５からの液滴サイズ選択信号とに基づき、第１ＳＷ２３１ａと第２ＳＷ２３１ｂとを択一的にオンとする。すなわち、圧電素子８６には、第１駆動信号Ｖａ（ｔ）と第２駆動信号Ｖｂ（ｔ）とのいずれか一方が選択され、駆動信号Ｖ（ｔ）として入力される。
【００５４】
吐出タイミング制御部２２４は、画像データに基づくＣＰＵ２０１からの指示に基づき、吐出タイミング制御信号を生成して各スイッチング制御部２３２へ出力する。液滴サイズ選択部２２５は、画像データに基づくＣＰＵ２０１からの指示に基づき、液滴サイズ選択信号を生成して各スイッチング制御部２３２へ出力する。各スイッチング制御部２３２は、吐出タイミング制御信号及び液滴サイズ選択信号に基づき、第１ＳＷ２３１ａと第２ＳＷ２３１ｂとのいずれをオンとするか、及びオンとするタイミングを制御する。
【００５５】
電位差検出部２３３は、信号線２４０ａ及び信号線２４０ｂに接続されている。電位差検出部２３３は、信号線２４０ａに伝達される第１駆動信号Ｖａ（ｔ）の中間電位と理想電位Ｖｉとの電位差である第１電位差と、信号線２４０ｂに伝達される第２駆動信号Ｖｂ（ｔ）の中間電位と理想電位Ｖｉとの電位差である第２電位差とを算出する。ここで、中間電位とは、第１駆動信号Ｖａ（ｔ）と第２駆動信号Ｖｂ（ｔ）の基準電位であって、各吐出Ｔの初期（ｔ＝０）及び終期（ｔ＝Ｔ）における電位である。理想電位とは、電位ずれが生じていない場合における理想の中間電位Ｖｉである。
【００５６】
電位差検出部２３３は、理想電位Ｖｉの値を保持しており、下式（１）及び（２）で表される第１電位差ΔＶａと第２電位差ΔＶｂを検出する。
【００５７】
ΔＶａ＝Ｖａ（０）−Ｖｉ    ・・・（１）
ΔＶｂ＝Ｖｂ（０）−Ｖｉ    ・・・（２）
補正信号生成部２３４は、第１電位差ΔＶａを表す第１オフセット信号と、第２電位差ΔＶｂを表す第２オフセット信号とを生成して出力する。補正信号生成部２３４は、補正信号としての第１オフセット信号及び第２オフセット信号を、信号線２４１を介して駆動信号用基板５１へ伝達する。信号線２４１は、ＦＦＣ１２及び中継基板５６を介して形成された、補正信号伝達用の第２信号伝達部である。
【００５８】
駆動信号用基板５１内の補正処理部２２２は、波形選択部２２１から入力される小滴生成用の波形データを第１オフセット信号に基づいてオフセット補正し、大滴生成用の波形データを第２オフセット信号に基づいてオフセット補正する。これにより、第１駆動信号生成部２２３ａには、オフセット補正された小滴生成用の波形データが入力される。第２駆動信号生成部２２３ｂには、オフセット補正された大滴生成用の波形データが入力される。
【００５９】
この結果、第１駆動信号生成部２２３ａ及び第２駆動信号生成部２２３ｂにより生成される第１駆動信号Ｖａ（ｔ）及び第２駆動信号Ｖｂ（ｔ）は、それぞれ下式（３）及び（４）に示すように補正される。
【００６０】
Ｖａ'（ｔ）＝Ｖａ（ｔ）−ΔＶａ    ・・・（３）
Ｖｂ'（ｔ）＝Ｖｂ（ｔ）−ΔＶｂ    ・・・（４）
ここで、Ｖａ'（ｔ）及びＶｂ'（ｔ）は、それぞれ補正後の第１駆動信号及び第２駆動信号を表している。
【００６１】
＜駆動信号のオフセット補正＞
次に、第１駆動信号Ｖａ（ｔ）及び第２駆動信号Ｖｂ（ｔ）のオフセット補正について説明する。
【００６２】
図７は、理想状態における駆動信号等の波形を例示する図である。図７（ａ）は、第１駆動信号Ｖａ（ｔ）の波形を示す。図７（ｂ）は、第２駆動信号Ｖｂ（ｔ）の波形を示す。図７（ｃ）は、第１ＳＷ２３１ａに与えられる第１スイッチング信号を示す。図７（ｄ）は、第２ＳＷ２３１ｂに与えられる第２スイッチング信号を示す。図７（ｅ）は、圧電素子８６に入力される駆動信号Ｖ（ｔ）を示す。
【００６３】
第１及び第２スイッチング信号により、第１吐出周期では第１駆動信号Ｖａ（ｔ）が選択され、第２吐出周期では第２駆動信号Ｖｂ（ｔ）が選択され、第３吐出周期では第１駆動信号Ｖａ（ｔ）が選択されている。
【００６４】
図７は、第１駆動信号Ｖａ（ｔ）の中間電位Ｖａ（０）と、第２駆動信号Ｖｂ（ｔ）の中間電位Ｖｂ（０）とがいずれも理想電位Ｖｉに一致している場合を示している。この場合、吐出周期間で駆動信号が切り替わる際に、電位差異が生じることはない。
【００６５】
図８は、中間電位にずれが生じているが、オフセット補正を行わない場合における駆動信号等の波形を比較例として示す図である。図８（ａ）〜図８（ｅ）は、それぞれ図７（ａ）〜図７（ｅ）と同様の信号の波形を示す。
【００６６】
図８（ａ）は、理想電位Ｖｉに対する第１駆動信号Ｖａ（ｔ）の中間電位Ｖａ（０）の電位差ΔＶａがゼロでない場合を示している。図８（ｂ）は、理想電位Ｖｉに対する第２駆動信号Ｖｂ（ｔ）の中間電位Ｖｂ（０）の電位差ΔＶｂゼロでない場合を示している。これらの電位差は、第１駆動信号生成部２２３ａ及び第２駆動信号生成部２２３ｂの製造ばらつきや、第１信号伝達部の製造ばらつき等によって信号増幅率や伝達時の減衰率が異なりことにより生じ得る。
【００６７】
この場合、図８（ｅ）に示すように、吐出周期間で駆動信号が切り替わる際に急峻な電位の変化が生じ、予期しない電流が圧電素子８６に流れて、圧電素子８６の故障や誤動作の原因となる可能性がある。
【００６８】
例えば、第１吐出周期と第２吐出周期との間のように、高電位のＶａ（Ｔ）から低電位のＶｂ（０）に電位が変化すると、圧電素子８６は収縮動作をし、液体吐出ヘッド３１のメニスカス面をノズル９８ａの内部に引きこむ方向に圧力が発生する。この引き込み動作そのものでは異常吐出は発生しないが、その後の第２駆動信号Ｖｂ（ｔ）によるメニスカス動作で干渉が生じ、正常な吐出が行われない場合がある。
【００６９】
逆に、第２吐出周期と第３吐出周期との間のように、低電位のＶｂ（Ｔ）から高電位のＶａ（０）に電位が変化すると、液体吐出ヘッド３１のメニスカス面をノズル９８ａの外部に押し出す方向に圧力が発生する。これは吐出を行う方向への動作であり、異常吐出につながる恐れがある。また、異常吐出が発生しなくても、その後の第１駆動信号Ｖａ（ｔ）によるメニスカス動作で干渉が生じ、正常な吐出が行われない場合がある。
【００７０】
さらに、急峻な電位の変化が高速で何度も繰り返されると、第１ＳＷ２３１ａ及び第２ＳＷ２３１ｂが破損し、著しく画像品質を損なう可能性がある。
【００７１】
図９は、中間電位にずれが生じ、オフセット補正が行われる場合における駆動信号等の波形を示す図である。図９（ａ）〜図９（ｅ）は、それぞれ図７（ａ）〜図７（ｅ）と同様の信号の波形を示す。
【００７２】
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、電位差ΔＶａ及び電位差ΔＶｂがゼロでない場合には、これらの電位差が電位差検出部２３３により検出され、補正信号としての第１オフセット信号及び第２オフセット信号が補正信号生成部２３４により生成されて補正処理部２２２に入力される。補正処理部２２２は、入力された補正信号に基づいて波形データを補正して第１駆動信号生成部２２３ａ及び第２駆動信号生成部２２３ｂに入力する。これらの処理は、第１吐出周期内に行われる。
【００７３】
第１吐出周期以降においては、第１駆動信号生成部２２３ａ及び第２駆動信号生成部２２３ｂからは、オフセット補正が行われた補正後の第１駆動信号Ｖａ'（ｔ）及び第２駆動信号Ｖｂ'（ｔ）が出力される。
【００７４】
この結果、図９（ｅ）に示すように、第２吐出周期以降においては、中間電位Ｖａ（０）及び中間電位Ｖｂ（０）が理想電位Ｖｉにほぼ一致し、駆動信号の切り替え時（吐出周期間）における電位変化が抑制される。これにより、圧電素子８６の故障や誤動作が防止される。
【００７５】
＜動作フロー＞
次に、液体吐出装置１の動作フローについて説明する。図１０は、液体吐出装置１の動作を説明するフローチャートである。
【００７６】
図１０に示す液体吐出装置１の各動作は、ＣＰＵ２０１による制御に基づいて行われる。用紙１１への画像記録動作を開始するにあたって、まず、ＣＰＵ２０１は、第１駆動信号生成部２２３ａ及び第２駆動信号生成部２２３ｂに、第１駆動信号Ｖａ（ｔ）及び第２駆動信号Ｖｂ（ｔ）の出力を開始させる（ステップＳ１０）。
【００７７】
次に、ＣＰＵ２０１は、吐出情報に基づき、吐出情報に応じた駆動信号を選択する（ステップＳ１１）、吐出タイミング制御部２２４と液滴サイズ選択部２２５とを介して、スイッチング制御部２３２のスイッチング制御を実行させる（ステップＳ１２）。例えば、小滴を吐出させることが必要な場合には、第１駆動信号Ｖａ（ｔ）を選択し（ステップＳ１１）、第１ＳＷ２３１ａをオンとする。これにより、圧電素子８６に駆動信号Ｖ（ｔ）が入力され、第１吐出期間における吐出動作が開始する。
【００７８】
次に、ＣＰＵ２０１は、吐出情報に基づき、次の吐出期間に対する駆動信号を選択する（ステップＳ１３）。そして、ＣＰＵ２０１は、次の吐出期間において駆動信号の切り替えが必要であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。例えば、第１吐出期間で第１駆動信号Ｖａ（ｔ）を選択し、第２吐出期間で第２駆動信号Ｖｂ（ｔ）を選択する場合には、駆動信号の切り替えが必要であると判定する。
【００７９】
ＣＰＵ２０１は、駆動信号の切り替えが必要である場合には（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、電位差検出部２３３に上述の電位差の検出動作を行わせ（ステップＳ１５）、補正信号生成部２３４に補正信号を生成させるとともに、補正処理部２２２にオフセット補正処理を行わせる（ステップＳ１６）。これにより、第１駆動信号生成部２２３ａ及び第２駆動信号生成部２２３ｂからは、補正後の第１駆動信号Ｖａ'（ｔ）及び第２駆動信号Ｖｂ'（ｔ）が出力される。そして、ＣＰＵ２０１は、スイッチング制御部２３２のスイッチング制御を実行させる（ステップＳ１７）。
【００８０】
次に、ＣＰＵ２０１は、画像記録動作を終了するか否かを判定し（ステップＳ１８）、終了させる場合には（ステップＳ１８：Ｙｅｓ）、処理を終了する。一方、ＣＰＵ２０１は、画像記録動作を終了させない場合には、処理をステップＳ１３に戻す。また、ＣＰＵ２０１は、ステップＳ１４において駆動信号の切り替えが必要ないと判定した場合には（ステップＳ１４：Ｎｏ）、処理をステップＳ１８に進める。
【００８１】
以上のように、吐出周期ごとに電位差検出及びオフセット補正を行うことで、駆動信号の切り替え時における電位変化が常に抑制される。
【００８２】
なお、ＣＰＵ２０１は、液体吐出装置１の電源投入時等に、電位差検出及びオフセット補正を実行してもよい。補正処理部２２２が補正信号を保持している場合には、当該補正信号は、新たな補正信号により更新される。
【００８３】
＜効果＞
本実施形態に係る液体吐出装置１によれば、上述のように電位差検出及びオフセット補正を行うことにより、駆動信号の切り替え時における電位変化が抑制される。また、吐出周期ごとに電位差検出及びオフセット補正を行うことにより、吐出動作時の温度変化に依存した電位変化に対応することができる。
【００８４】
また、本実施形態では、第１ＳＷ２３１ａ及び第２ＳＷ２３１ｂと、電位差検出部２３３とを圧電素子８６を有する液体吐出ヘッド３１内に設けているので、電位差検出部２３３は、第１信号伝達部等の特性による影響が少なく、高精度に電位差を検出することができ、オフセット補正の精度が向上する。
【００８５】
また、本実施形態では、液体吐出ヘッド３１内に補正信号生成部２３４を設けているので、電位差情報の劣化を抑制し、高精度な補正信号を生成することができる。
【００８６】
［第２実施形態］
以下に、本発明の第２実施形態に係る液体吐出装置ついて説明する。
【００８７】
図１１は、第２実施形態における補正処理部２２２の構成を示す図である。本実施形態では、補正処理部２２２は、オフセット補正処理部３００と、電圧倍率補正処理部３０１と、電圧倍率記憶部３０２とを有する。
【００８８】
オフセット補正処理部３００は、第１実施形態で説明した補正信号（第１オフセット信号及び第２オフセット信号）に基づくオフセット処理を行う。電圧倍率補正処理部３０１は、オフセット処理された波形データに対して、ノズル９８ａから吐出される液体（液滴）の速度や重量を調整するための電圧倍率補正処理を行う。電圧倍率記憶部３０２は、電圧倍率補正処理に用いる電圧倍率を記憶している。この電圧倍率は、外部ＰＣ等から予め電圧倍率記憶部３０２に記憶される。
【００８９】
電圧倍率補正は、波形データを構成する電圧信号に電圧倍率を乗じる演算を行う補正処理であり、中間電位を基準として電圧倍率を拡大又は縮小することを目的とする。このため、単純に電圧倍率補正を行うと、ＧＮＤ電位を基準とした電圧値を補正することになるので、中間電位にずれが生じている場合には、このずれ量が影響して、電圧倍率補正後の波形データにはさらに電位ずれが発生する可能性がある。
【００９０】
そこで、本実施形態では、電圧倍率補正処理部３０１による電圧倍率補正処理を、オフセット補正処理部３００によるオフセット補正処理が行われた後に行うように補正処理部２２２を構成している。
【００９１】
具体的には、オフセット補正後の波形が上式（３）及び（４）で表されるとすると、電圧倍率補正処理部３０１は、下式（５）及び（６）に基づく補正処理を行う。
【００９２】
Ｖａ''（ｔ）＝（Ｖａ'（ｔ）−Ｖｉ）×Ｘ＋Ｖｉ    ・・・（５）
Ｖｂ''（ｔ）＝（Ｖｂ'（ｔ）−Ｖｉ）×Ｘ＋Ｖｉ    ・・・（６）
ここで、Ｘは、電圧倍率記憶部３０２に記憶された電圧倍率である。Ｖａ''（ｔ）及びＶｂ''（ｔ）は、それぞれ電圧倍率補正後の第１駆動信号及び第２駆動信号を表している。
【００９３】
すなわち、電圧倍率補正処理部３０１は、オフセット補正後の波形から理想電位Ｖｉを減じた波形（中間電位がＧＮＤ電位とされた波形）に対して電圧倍率を乗じ、理想電位Ｖｉを付加する。
【００９４】
電圧倍率補正処理部３０１により電圧倍率補正がなされた波形データは、第１駆動信号生成部２２３ａ及び第２駆動信号生成部２２３ｂに入力され、第１駆動信号Ｖａ''（ｔ）及び第２駆動信号Ｖｂ''（ｔ）が生成される。
【００９５】
この電圧倍率補正処理は、図１０に示した第１実施形態のフローチャート中のステップＳ１６において、オフセット補正処理の後に行われる。
【００９６】
第２実施形態に係る液体吐出装置のその他の構成及び動作は、第１実施形態に係る液体吐出装置の構成及び動作と同一である。
【００９７】
なお、第２実施形態では、液体吐出装置は、電源投入後に図１２に示す初期動作を行うことが好ましい。
【００９８】
図１２は、電源投入後の初期動作を説明するフローチャートである。ＣＰＵ２０１は、操作表示部５の電源ボタンが操作されて電源がオン（ステップＳ３０）となると、オフセット補正処理部３００にオフセット値（第１オフセット信号及び第２オフセット信号）が記憶されているか否かを判定する（ステップＳ３１）。
【００９９】
ＣＰＵ２０１は、オフセット補正処理部３００にオフセット値が記憶されている場合（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、補正値を更新する必要があるか否かを判定する（ステップＳ３２）。例えば、ＣＰＵ２０１は、操作表示部５にメッセージ表示を行い、更新の要否をユーザに選択させる。
【０１００】
ＣＰＵ２０１は、オフセット補正処理部３００にオフセット値が記憶されていない場合（ステップＳ３１：Ｎｏ）、及び補正値の更新を要する場合（ステップＳ３２：Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ２０１は、各部を動作させて上述のオフセット処理を実行させる（ステップＳ３３）。これにより、オフセット値（補正信号）が取得されてオフセット補正処理部３００に記憶される。
【０１０１】
次に、ＣＰＵ２０１は、電圧倍率記憶部３０２に電圧倍率が記憶されているか否かを判定する（ステップＳ３４）。ＣＰＵ２０１は、電圧倍率記憶部３０２に電圧倍率が記憶されていない場合（ステップＳ３４：Ｎｏ）、電圧倍率を取得する処理を実行し、取得した電圧倍率を電圧倍率記憶部３０２に記憶させる（ステップＳ３５）。
【０１０２】
この後、ＣＰＵ２０１は、各部を制御して、用紙１１に対する画像記録動作を開始する（ステップＳ３６）。なお、ステップＳ３２において、補正値を更新する必要がないと判定された場合（ステップＳ３２：Ｎｏ）、ＣＰＵ２０１は、ステップＳ３３〜Ｓ３５をスキップして画像記録動作を開始する。
【０１０３】
以上のように、第２実施形態では、オフセット補正後に中間電位をゼロとした状態で電圧倍率補正を行っているので、電圧倍率補正により電位のずれは抑制される。
【０１０４】
［第３実施形態］
以下に、本発明の第３実施形態に係る液体吐出装置ついて説明する。
【０１０５】
図１３は、第３実施形態における駆動信号用基板５１ａ及び液体吐出ヘッド３１の電気的構成を示すブロック図である。本実施形態の駆動信号用基板５１ａは、温度差検出部４００と、温度差補正処理部４０１とをさらに有する。
【０１０６】
温度差検出部４００は、第１駆動信号生成部２２３ａと第２駆動信号生成部２２３ｂとの間の温度差を検出する温度センサである。第１駆動信号生成部２２３ａと第２駆動信号生成部２２３ｂとは、それぞれ個別の回路で構成されるので、発熱量の差異等により、両者に温度差が生じ得る。
【０１０７】
温度差補正処理部４０１は、温度差によって生じる第１駆動信号と第２駆動信号との差異がなくなるように、温度差検出部４００により検出される温度差に基づき波形を補正する。
【０１０８】
この温度差検出及び温度差補正処理は、図１０に示したフローチャート中のステップＳ１６において行われる。
【０１０９】
第３実施形態に係る液体吐出装置のその他の構成及び動作は、第１実施形態又は第２実施形態に係る液体吐出装置の構成及び動作と同一である。
【０１１０】
以上のように、第３実施形態では、駆動信号生成部間の温度差に基づいて駆動信号を補正するので、より高精度な補正が可能となる。
【０１１１】
＜変形例＞
なお、上記各実施形態では、第１駆動信号生成部２２３ａと第２駆動信号生成部２２３ｂとの２つの駆動信号生成部を設けているが、駆動信号生成部の数は２に限られず、３以上としてもよい。この場合、各駆動信号生成部に対して駆動信号を伝達するための信号線が第１信号伝達部に設けられる。電位差検出部２３３は、各駆動信号の中間電位と、理想電位Ｖｉとの電位差を検出する。補正信号生成部２３４は、各電位差に対応した補正信号（オフセット信号）を生成する。
【０１１２】
また、上記各実施形態では、駆動信号生成部に、小滴生成用の波形データ又は大滴生成用の波形データを入力しているが、波形データはこれらに限られず、適宜変更可能である。例えば、微駆動用の波形データを駆動信号生成部に入力してもよい。微駆動とは、画素が画像データ上の白領域に対応する場合に、圧電素子８６に対して、ノズル９８ａから液体が吐出されない程度の駆動信号を入力してノズル面を撹拌する動作である。
【０１１３】
補正に用いられる理想電位と中間電位の電位差は上記に説明した以外の値が用いられてもよい。例えば、第１駆動信号Ｖａ（ｔ）の中間電位Ｖａ（０）、及び、第２駆動信号Ｖｂ（ｔ）の中間電位Ｖｂ（０）が異なる場合には、中間電位は、第１駆動信号Ｖａ（ｔ）の中間電位Ｖａ（０）、及び、第２駆動信号Ｖｂ（ｔ）の中間電位Ｖｂ（０）のどちらか一方に合わせてもよい。このような中間電位に基づいて算出される電位差が補正信号を生成するのに用いられてもよい。
【０１１４】
なお、上記各実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【０１１５】
１  液体吐出装置
１０  インクカートリッジ
１１  用紙
３１  液体吐出ヘッド
５１，５１ａ  駆動信号用基板
８６  圧電素子（駆動素子）
９８ａ  ノズル
２００  制御部
２２０  駆動波形情報記憶部
２２１  波形選択部
２２２  補正処理部
２２３ａ  第１駆動信号生成部
２２３ｂ  第２駆動信号生成部
２２４  吐出タイミング制御部
２２５  液滴サイズ選択部
２３０  ヘッド温度検出部
２３１ａ  第１スイッチング素子
２３１ｂ  第２スイッチング素子
２３２  スイッチング制御部
２３３  電位差検出部
２３４  補正信号生成部
２４０ａ  信号線
２４０ｂ  信号線
２４１  信号線
３００  オフセット補正処理部
３０１  電圧倍率補正処理部
３０２  電圧倍率記憶部
４００  温度差検出部
４０１  温度差補正処理部
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１６】
【特許文献１】特開２０１８−８３４０５号公報
【図１】
2020055297.tif 000003
【図２】
2020055297.tif 000004
【図３】
2020055297.tif 000005
【図４】
2020055297.tif 000006
【図５】
2020055297.tif 000007
【図６】
2020055297.tif 000008
【図７】
2020055297.tif 000009
【図８】
2020055297.tif 000010
【図９】
2020055297.tif 000011
【図１０】
2020055297.tif 000012
【図１１】
2020055297.tif 000013
【図１２】
2020055297.tif 000014
【図１３】
2020055297.tif 000015