(57)【要約】【課題】ノズル詰まりを引き起こすことなく、種々の液体乾燥形態も実現可能な液体噴射型印刷装置を提供する。【解決手段】ノズルから液体を印刷媒体に噴射して印刷を行うにあたり、開閉扉３４を有する密閉容器３２内に、液体が噴射されて印刷済の印刷媒体１を気密に格納し、次いで密閉容器３２内を減圧ポンプ３５で減圧すると共に加熱ヒータ１６で印刷済印刷媒体１を加熱することで液体の乾燥を促進することができるので、ノズル詰まりを引き起こすことなく、密閉容器３２内の減圧状態や印刷媒体１の加熱状態を制御することで種々の液体乾燥形態を実現することが可能となる。また、印刷媒体１への液体の噴射量に応じて、密閉容器３２内の減圧状態及び印刷媒体１の加熱状態を制御可能とすることで、種々の液体乾燥形態を実現することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから印刷媒体に向けて液体を噴射して印刷を行う印刷装置であって、前記液体が噴射されて印刷済の印刷媒体を搬入する開閉扉を有し且つ当該印刷済の印刷媒体を気密に格納可能な密閉容器と、前記密閉容器内を減圧する減圧手段とを備えたことを特徴とする液体噴射型印刷装置。
【請求項２】
前記密閉容器内の印刷済の印刷媒体を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射型印刷装置。
【請求項３】
前記印刷媒体の印刷完了後、当該印刷済の印刷媒体を前記密閉容器内に搬送し、次いで前記開閉扉を閉じ、次いで前記減圧手段及び加熱手段を稼動させる乾燥制御手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の液体噴射型印刷装置。
【請求項４】
前記乾燥制御手段は、前記印刷媒体への液体の噴射量に応じて、前記減圧手段の減圧レベル及び加熱手段の加熱レベルを制御することを特徴とする請求項３に記載の液体噴射型印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小な液体を複数のノズルから噴射して、その微粒子（ドット）を印刷媒体上に形成することにより、所定の文字や画像等を印刷するようにした液体噴射型印刷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射型印刷装置は、一般に安価で且つ高品質なカラー印刷物が容易に得られることから、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなどの普及に伴い、オフィスのみならず一般ユーザにも広く普及してきている。
このような液体噴射型印刷装置のうち、液体噴射ノズルの形成された液体噴射ヘッドをキャリッジと呼ばれる移動体に載せて印刷媒体の搬送方向と交差する方向に移動させるものを一般に「マルチパス型印刷装置」と呼んでいる。これに対し、印刷媒体の搬送方向と交差する方向に長尺な液体噴射ヘッドを配置して、所謂１パスでの印刷が可能なものを一般に「ラインヘッド型印刷装置」と呼んでいる。
【０００３】
この種の液体噴射型印刷装置では、液体噴射ヘッドに液体を噴射するためのノズルを複数形成し、各ノズルには圧電素子などのノズルアクチュエータを配設し、各ノズルアクチュエータの夫々に駆動信号を印加することで該当するノズルから印刷媒体に向けて液体を噴射する。下記特許文献１では、このような液体噴射型印刷装置を密閉印刷室内に収納し、この密閉印刷室内を減圧することで、印刷媒体を高速で搬送したときの風の発生を抑制して液滴の飛行曲がりを防止したり、液体の蒸発乾燥を促進してにじみを防止したりするようにしている。
【特許文献１】特開平６−３３６０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に記載される液体噴射型印刷装置では、印刷装置そのものを密閉印刷室内に収納し、密閉印刷室内を減圧するため、液体噴射ヘッドも減圧状態に晒され、ノズル表面やノズル内部での液体乾燥も促進され、結果的にノズル詰まりを引き起こし、印刷品質の劣化や液体噴射ヘッドのメンテナンスの原因となる。
本発明は、これらの諸問題に着目して開発されたものであり、ノズル詰まりを引き起こすことなく、種々の液体乾燥形態も実現可能な液体噴射型印刷装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記諸問題を解決するため、本発明の液体噴射型印刷装置は、ノズルから印刷媒体に向けて液体を噴射して印刷を行う印刷装置であって、前記液体が噴射されて印刷済の印刷媒体を搬入する開閉扉を有し且つ当該印刷済の印刷媒体を気密に格納可能な密閉容器と、前記密閉容器内を減圧する減圧手段とを備えたことを特徴とするものである。
この液体噴射型印刷装置によれば、印刷済の印刷媒体を密閉容器内に気密に格納し、次いで密閉容器内を減圧することで印刷媒体に噴射された液体の乾燥のみを促進することができるので、ノズル詰まりを引き起こすことなく、密閉容器内の減圧状態を制御することで種々の液体乾燥形態を実現することが可能となる。
【０００６】
また、本発明の液体噴射型印刷装置は、前記密閉容器内の印刷済の印刷媒体を加熱する加熱手段を備えたことを特徴とするものである。
この液体噴射型印刷装置によれば、密閉容器内の減圧と共に印刷済の印刷媒体を加熱することで印刷媒体に噴射された液体の乾燥を促進することができると共に、印刷媒体の加熱状態を制御することで種々の液体乾燥形態を実現することが可能となる。
また、本発明の液体噴射型印刷装置は、前記印刷媒体の印刷完了後、当該印刷済の印刷媒体を前記密閉容器内に搬送し、次いで前記開閉扉を閉じ、次いで前記減圧手段及び加熱手段を稼動させる乾燥制御手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
この液体噴射型印刷装置によれば、密閉容器内の減圧状態及び印刷媒体の加熱状態を制御可能とすることで、種々の液体乾燥形態を実現することができる。
また、本発明の液体噴射型印刷装置は、前記乾燥制御手段は、前記印刷媒体への液体の噴射量に応じて、前記減圧手段の減圧レベル及び加熱手段の加熱レベルを制御することを特徴とするものである。
この液体噴射型印刷装置によれば、印刷媒体への液体の噴射量に応じて、密閉容器内の減圧状態及び印刷媒体の加熱状態を制御することにより、無駄なエネルギーの消費を回避しながら効率よい液体乾燥を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、本発明の液体噴射型印刷装置の一実施形態について、図面を用いながら説明する。
図１は、本実施形態の印刷装置の概略構成図であり、図において、印刷媒体１は、図の右から左に向けて矢印方向に搬送され、その搬送途中の印刷領域で印刷される、ラインヘッド型印刷装置である。
【０００９】
図１中の符号２は、印刷媒体１の搬送ライン上方に設けられた複数の液体噴射ヘッドであり、印刷媒体搬送方向に２列になるように且つ印刷媒体搬送方向と交差する方向に並べて配設されて、夫々、ヘッド固定プレート１１に固定されている。各液体噴射ヘッド２の最下面には、多数のノズルが形成されており、この面がノズル面と呼ばれている。ノズルは、図２に示すように、噴射する液体の色毎に、印刷媒体搬送方向と交差する方向に列状に配設されており、その列をノズル列とし、その列方向をノズル列方向とする。そして、印刷媒体搬送方向と交差する方向に配設された全ての液体噴射ヘッド２のノズル列によって、印刷媒体１の搬送方向と交差する方向の幅全長に及ぶラインヘッドが形成されている。印刷媒体１は、これらの液体噴射ヘッド２のノズル面の下方を通過するときに、ノズル面に形成されている多数のノズルから液体が噴射され、印刷が行われる。
【００１０】
液体噴射ヘッド２には、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクなどの液体が、各色の液体タンクから液体供給チューブを介して供給される。そして、各液体噴射ヘッド２に形成されているノズルから同時に必要箇所に必要量の液体を噴射することにより、印刷媒体１上に微小なドットを形成する。これを各色毎に行うことにより、搬送部４で搬送される印刷媒体１を一度通過させるだけで、所謂１パスによる印刷を行うことができる。
【００１１】
各ノズルには、圧電素子などのノズルアクチュエータが配設され、このノズルアクチュエータに後述する駆動信号を印加することで、各ノズルから液体が噴射される。液体噴射ヘッドの各ノズルから液体を噴射する方法としては、静電方式、ピエゾ方式、膜沸騰液体噴射方式などがあり、本実施形態ではピエゾ方式を用いた。ピエゾ方式は、ノズルアクチュエータである圧電素子に駆動信号を与えると、キャビティ（圧力室）の壁部をなす振動板が変位してキャビティ内に圧力変化を生じ、その圧力変化によって液滴がノズル開口部から噴射されるというものである。そして、駆動信号の波高値や電圧増減傾きを調整することで液滴の噴射量を調整することが可能となる。なお、本発明は、ピエゾ方式以外の液体噴射方法にも、同様に適用可能である。
【００１２】
液体噴射ヘッド２の下方には、印刷媒体１を搬送方向に搬送するための搬送部４が設けられている。搬送部４は、駆動ローラ８及び従動ローラ９に搬送ベルト６を巻回して構成され、駆動ローラ８には図示しない電動モータが接続されている。また、搬送ベルト６の内側には、当該搬送ベルト６の表面に印刷媒体１を吸着するための図示しない吸着装置が設けられている。この吸着装置には、例えば負圧によって印刷媒体１を搬送ベルト６に吸着する空気吸引装置や、静電気力で印刷媒体１を搬送ベルト６に吸着する静電吸着装置などが用いられる。従って、給紙ローラ５によって給紙部３から印刷媒体１を一枚だけ搬送ベルト６上に送給し、電動モータによって駆動ローラ８を回転駆動すると、搬送ベルト６が印刷媒体搬送方向に回転され、吸着装置によって搬送ベルト６に印刷媒体１が吸着されて搬送される。この印刷媒体１の搬送中に、液体噴射ヘッド２から液体を噴射して印刷を行う。なお、前記搬送ベルト６には、例えばリニアエンコーダなどで構成される印刷基準信号出力装置が取付けられている。この印刷基準信号出力装置は、例えば搬送ベルト６とそれに吸着されて搬送される印刷媒体１とが同期して移動されることに着目し、印刷媒体１が搬送経路中の所定位置を通過した後は、搬送ベルト６の移動に伴って要求される印刷解像度相当のパルス信号を出力し、このパルス信号に応じて、後述する駆動回路から駆動信号をノズルアクチュエータに出力することで印刷媒体１上の所定位置に所定の色の液体を噴射し、そのドットによって印刷媒体１上に所定の画像を描画する。
【００１３】
前記搬送ベルト６の印刷媒体搬送方向下流側には、排紙ローラ３１を介して、密閉容器３２が配設されている。この密閉容器３２は、周囲が断熱材で覆われた方形の容器であり、排紙ローラ３１の印刷媒体搬送方向下流側には、印刷済の印刷媒体１を搬入・搬出するための開口部３０１が形成され、その開口部３０１の印刷媒体搬送方向下流側の密閉容器３２内には複数の拍車３３が設けられている。これらの拍車３３は、後述する排紙ローラモータにより、排紙ローラ３１と同期して駆動される。また、密閉容器３２の開口部３０１には、当該開口部３０１を開閉する開閉扉３４が設けられており、この開閉扉３４は、扉開閉モータ１４によって開閉駆動される。また、開閉扉３４には、当該開閉扉３４の全閉状態を検出する全閉１２スイッチが設けられており、全閉スイッチ１２がオンする開閉扉３４の全閉状態では、密閉容器３２内が気密状態に密閉される。また、密閉容器３２には、減圧手段を構成する減圧ポンプ３５が取付けられており、後述する減圧ポンプモータによって減圧ポンプ３５を稼動すると密閉容器３２内を真空状態近傍まで減圧することができる。また、密閉容器３２内の上部には、加熱手段を構成する加熱ヒータ１６が取付けられており、加熱ヒータ１６を稼動させることにより、後述するように密閉容器３２内に格納された印刷済の印刷媒体１を加熱することができる。
【００１４】
従って、液体噴射ヘッド２のノズルから液体が噴射され、印刷が完了した印刷済の印刷媒体１を、排紙ローラ３１及び拍車３３によって密閉容器３２内に搬入し、次いで開閉扉３４を閉じ、減圧ポンプ３５を稼動させて密閉容器３２内を減圧し、必要に応じて、加熱ヒータ１６を稼動させて密閉容器３２内の印刷済の印刷媒体１を加熱することで、当該印刷済印刷媒体１に噴射された液体の乾燥を促進することができる。例えば、この状態を所定時間継続することにより、印刷媒体１に噴射された液体が所定状態まで乾燥したら、減圧ポンプ３５及び加熱ヒータ１６の稼動を停止し、次いで開閉扉３４を開き、排紙ローラ３１及び拍車３３によって密閉容器３２内から印刷媒体１を搬出し、搬出された印刷媒体１を、図示しない排出機構によって排出する。減圧ポンプ３５による減圧レベルや、加熱ヒータ１６による加熱レベルは、後述する制御部によって制御されるが、その制御形態については後段に詳述する。
【００１５】
この印刷装置内には、自身を制御するための制御装置が設けられている。この制御装置は、例えば図３に示すように、例えばパーソナルコンピュータ、デジタルカメラ等のホストコンピュータ６０から入力された印刷データに基づいて、印刷装置や給紙装置等を制御することにより印刷媒体に印刷処理を行うものである。そして、ホストコンピュータ６０から入力された印刷データ読込んだり、前記全開スイッチ１２の信号を読込んだりするための入力インタフェース６１と、この入力インタフェース６１から入力された印刷データに基づいて印刷処理等の演算処理を実行する例えばマイクロコンピュータで構成される制御部６２と、前記給紙ローラ５に接続されている給紙ローラモータ１７を駆動制御する給紙ローラモータドライバ６３と、前記排紙ローラに接続されている排紙ローラモータ１３を駆動制御する排紙ローラモータドライバ６４と、各液体噴射ヘッド２を駆動制御するヘッドドライバ６５と、前記駆動ローラ８に接続されている電動モータ７を駆動制御する電動モータドライバ６６と、前記開閉扉３４に接続されている扉開閉モータ１４を駆動制御する扉開閉モータドライバ６８と、前記減圧ポンプ３５に接続されている減圧ポンプモータ１５を駆動制御する減圧ポンプモータドライバ６９と、前記加熱ヒータ１６を駆動制御する加熱ヒータドライバ７０と、各ドライバ６３〜６６、６８〜７０と外部の給紙ローラモータ１７、排紙ローラモータ１３、扉開閉モータ１４、減圧ポンプモータ１５、加熱ヒータ１６、液体噴射ヘッド２、電動モータ７とを接続するインタフェース６７とを備えて構成される。
【００１６】
制御部６２は、印刷処理等の各種処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）６２ａと、入力インタフェース６１を介して入力された印刷データ或いは当該印刷データ印刷処理等を実行する際の各種データを一時的に格納し、或いは印刷処理等のプログラムを一時的に展開するＲＡＭ（Random Access Memory）６２ｃと、ＣＰＵ６２ａで実行する制御プログラム等を格納する不揮発性半導体メモリで構成されるＲＯＭ（Read-Only Memory）６２ｄを備えている。この制御部６２は、例えば印刷制御全般に関しては、インタフェース６１を介してホストコンピュータ６０から印刷データ（画像データ）を入手すると、ＣＰＵ６２ａが、この印刷データに所定の処理を実行して、何れの液体噴射ヘッド２の何れのノズルから液体を噴射するか或いはどの程度の液体を噴射するかというノズル選択データ（駆動信号選択データ）を算出し、この印刷データや駆動信号選択データ及び各種センサからの入力データに基づいて、各ドライバ６３〜６６、６８〜７０に制御信号を出力する。各ドライバ６３〜６６、６８〜７０からはアクチュエータを駆動するための駆動信号が出力され、給紙ローラモータ１７、排紙ローラモータ１３、扉開閉モータ１４、減圧ポンプモータ１５、加熱ヒータ１６、電動モータ７、液体噴射ヘッド２内のノズルアクチュエータなどが夫々作動して、印刷媒体１の給紙及び搬送及び排紙、並びに印刷媒体１への印刷処理が実行される。なお、制御部６２内の各構成要素は、図示しないバスを介して電気的に接続されている。
【００１７】
図４には、本実施形態の印刷装置の制御装置から液体噴射ヘッド２に供給され、圧電素子からなるノズルアクチュエータを駆動するための駆動信号ＣＯＭの一例を示す。本実施形態では、中間電位を中心に電位が変化する信号とした。この駆動信号ＣＯＭは、ノズルアクチュエータを駆動して液体を噴射する単位駆動信号としての駆動パルスＰＣＯＭを時系列的に接続したものであり、各駆動パルスＰＣＯＭの立上がり部分がノズルに連通するキャビティ（圧力室）の容積を拡大して液体を引込む（液体の噴射面を考えればメニスカスを引き込むとも言える）段階であり、駆動パルスＰＣＯＭの立下がり部分がキャビティの容積を縮小して液体を押出す（液体の噴射面を考えればメニスカスを押出すとも言える）段階であり、液体を押出した結果、液滴がノズルから噴射される。
【００１８】
この電圧台形波からなる駆動パルスＰＣＯＭの電圧増減傾きや波高値を種々に変更することにより、液体の引込量や引込速度、液体の押出量や押出速度を変化させることができ、これにより液滴の噴射量を変化させて異なる大きさのドットを得ることができる。従って、複数の駆動パルスＰＣＯＭを時系列的に連結する場合でも、そのうちから単独の駆動パルスＰＣＯＭを選択してアクチュエータに供給し、液滴を噴射したり、複数の駆動パルスＰＣＯＭを選択してアクチュエータに供給し、液滴を複数回噴射したりすることで種々の大きさのドットを得ることができる。即ち、液体が乾かないうちに複数の液滴を同じ位置に着弾すると、実質的に大きな液滴を噴射するのと同じことになり、ドットの大きさを大きくすることができる。このような技術の組合せによって多階調化を図ることが可能となる。なお、図４の左端の駆動パルスＰＣＯＭ１は、液体を引込むだけで押出していない。これは、微振動と呼ばれ、液滴を噴射せずに、例えばノズルの増粘を抑制防止したりするのに用いられる。
【００１９】
各液体噴射ヘッド２には、前記駆動信号ＣＯＭの他、前記図３の制御装置から制御信号として、印刷データに基づいて噴射するノズルを選択すると共に圧電素子などのノズルアクチュエータの駆動信号ＣＯＭへの接続タイミングを決定する駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰ、全ノズルにノズル選択データが入力された後、駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰに基づいて駆動信号ＣＯＭと液体噴射ヘッド２のノズルアクチュエータとを接続させるラッチ信号ＬＡＴ及びチャンネル信号ＣＨ、駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰをシリアル信号として液体噴射ヘッド２に送信するためのクロック信号ＣＬＫが入力されている。なお、これ以後、ノズルアクチュエータを駆動する駆動信号の最小単位を駆動パルスＰＣＯＭとし、駆動パルスＰＣＯＭが時系列的に連結された信号全体を駆動信号ＣＯＭと記す。即ち、ラッチ信号ＬＡＴで一連の駆動信号ＣＯＭが出力され始め、チャンネル信号ＣＨ毎に駆動パルスＰＣＯＭが出力されることになる。
【００２０】
図５には、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）をノズルアクチュエータ２２に供給するために各液体噴射ヘッド２内に構築されたスイッチングコントローラの具体的な構成を示す。このスイッチングコントローラは、液体を噴射させるべきノズルに対応した圧電素子などのノズルアクチュエータ２２を指定するための駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰを保存するシフトレジスタ２１１と、シフトレジスタ２１１のデータを一時的に保存するラッチ回路２１２と、ラッチ回路２１２の出力をレベル変換して選択スイッチ２０１に供給することにより、駆動信号ＣＯＭをピエゾ素子などのノズルアクチュエータ２２に接続するレベルシフタ２１３を備えて構成されている。
【００２１】
シフトレジスタ２１１には、駆動信号選択データ信号ＳＩ＆ＳＰが順次入力されると共に、クロック信号ＣＬＫの入力パルスに応じて記憶領域が初段から順次後段にシフトする。ラッチ回路２１２は、ノズル数分の駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰがシフトレジスタ２１１に格納された後、入力されるラッチ信号ＬＡＴによってシフトレジスタ２１１の各出力信号をラッチする。ラッチ回路２１２に保存された信号は、レベルシフタ２１３によって次段の選択スイッチ２０１をオンオフできる電圧レベルに変換される。これは、駆動信号ＣＯＭが、ラッチ回路２１２の出力電圧に比べて高い電圧であり、これに合わせて選択スイッチ２０１の動作電圧範囲も高く設定されているためである。従って、レベルシフタ２１３によって選択スイッチ２０１が閉じられる圧電素子などのノズルアクチュエータは駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰの接続タイミングで駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）に接続される。また、シフトレジスタ２１１の駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰがラッチ回路２１２に保存された後、次の印刷情報をシフトレジスタ２１１に入力し、液体の噴射タイミングに合わせてラッチ回路２１２の保存データを順次更新する。なお、図中の符号ＨＧＮＤは、圧電素子などのノズルアクチュエータのグランド端である。また、この選択スイッチ２０１によれば、圧電素子などのノズルアクチュエータを駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）から切り離した後も、当該ノズルアクチュエータ２２の入力電圧は、切り離す直前の電圧に維持される。
【００２２】
図６には、ノズルアクチュエータの駆動回路の具体的な構成を示す。本実施形態の駆動回路は、予め記憶されている駆動波形データに基づいて、駆動信号ＣＯＭの元、つまりノズルアクチュエータ２２の駆動を制御する信号の基準となる駆動波形信号ＷＣＯＭを生成する駆動波形信号発生回路２５と、駆動波形信号発生回路２５で生成された駆動波形信号ＷＣＯＭをパルス変調する変調回路２６と、変調回路２６でパルス変調された変調信号を電力増幅するデジタル電力増幅器、所謂Ｄ級アンプ２８と、デジタル電力増幅器２８で電力増幅された電力増幅変調信号を平滑化して、駆動信号ＣＯＭ（駆動パルスＰＣＯＭ）として選択スイッチ２０１からノズルアクチュエータ２２に供給する平滑フィルタ２９とを備えて構成される。
【００２３】
駆動波形信号発生回路２５は、ＣＰＵ６２ａから出力された駆動波形データを基に、所定のサンプリング周期で標本化され、所定のビット数で量子化された駆動波形信号ＷＣＯＭとして出力する。本実施形態では、この駆動波形信号ＷＣＯＭをパルス変調する変調回路２６にパルス幅変調（ＰＷＭ）回路を用いた。パルス幅変調は、三角波信号やノコギリ波信号などの基準信号と駆動波形信号ＷＣＯＭとを比較して、例えば基準信号より駆動波形信号ＷＣＯＭが大きいときにオンデューティとなるパルス信号を変調信号として出力する。デジタル電力増幅器２８は、実質的に電力を増幅するためのハイサイドのスイッチング素子Ｑ１及びローサイドのスイッチング素子Ｑ２からなるハーフブリッジＤ級出力段２１と、変調回路２６からの変調信号に基づいて、それらのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のゲート−ソース間信号ＧＨ、ＧＬを調整するためのゲート駆動回路３０とを備えて構成されている。また、平滑フィルタ２９は例えばコイルＬとコンデンサＣの組合せからなるローパスフィルタ（低域通過フィルタ）で構成され、このローパスフィルタによって電力増幅変調信号の変調周期成分、この場合は基準信号の周波数成分が除去される。
【００２４】
デジタル電力増幅器２８では、変調信号がハイレベルであるとき、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１のゲート−ソース間信号ＧＨはハイレベルとなり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２のゲート−ソース間信号ＧＬはローレベルとなるので、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１はオン状態となり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２はオフ状態となり、その結果、ハーフブリッジＤ級出力段２１の出力は、供給電圧ＶＤＤとなる。一方、変調信号がローレベルであるとき、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１のゲート−ソース間信号ＧＨはローレベルとなり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２のゲート−ソース間信号ＧＬはハイレベルとなるので、ハイサイド側スイッチング素子Ｑ１はオフ状態となり、ローサイド側スイッチング素子Ｑ２はオン状態となり、その結果、ハーフブリッジ出力段２１の出力は０となる。
【００２５】
このようにハイサイド及びローサイドのスイッチング素子がデジタル駆動される場合には、オン状態のスイッチング素子に電流が流れるが、ドレイン−ソース間の抵抗値は非常に小さく、損失は殆ど発生しない。また、オフ状態のスイッチング素子には電流が流れないので損失は発生しない。従って、このデジタル電力増幅器２８の損失そのものは極めて小さく、小型のＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子を使用することができる。
次に、前記密閉容器３２を使用して、印刷済の印刷媒体１に噴射された液体の乾燥を促進するための演算処理について、図７のフローチャートを用いて説明する。この演算処理は、所定のサンプリング周期のタイマ割込処理として実行され、まずステップＳ１で、印刷媒体１枚当たりの印刷が完了したか否かを判定し、印刷が完了した場合にはステップＳ２に移行し、そうでない場合にはメインプログラムに復帰する。
【００２６】
ステップＳ２では、排紙ローラモータ１３を高速に正回転して、即ち搬送ベルト６から高速排紙して、印刷済の印刷媒体１を密閉容器３２内に搬入する。
次にステップＳ３に移行して、排紙ローラ３１や拍車３３の回転状態から、印刷済印刷媒体１の密閉容器３２内への搬入が完了したか否かを判定し、搬入が完了した場合にはステップＳ４に移行し、そうでない場合にはステップＳ３に移行する。
ステップＳ４では、扉開閉モータ１４を開閉扉３４の閉方向に回転させる。
次にステップＳ５に移行して、前記全閉スイッチ１２の信号から開閉扉３４が全閉状態にあるか否かを判定し、開閉扉３４が全閉状態にある場合にはステップＳ６に移行し、そうでない場合にはステップＳ４に移行する。
【００２７】
ステップＳ６では、印刷済の印刷媒体１への印刷デューティを読込む。印刷デューティとは、現在、印刷が完了している印刷済印刷媒体１への液滴噴射率であり、全ノズルから液滴が噴射された場合を１００％とし、実際に液滴を噴射したノズル数の比で表し、例えば印刷済印刷媒体１を印刷したときの駆動信号選択データＳＩ＆ＳＰから液滴噴射率が得られる。
次にステップＳ７に移行して、下記表１を参照して、印刷デューティに応じた減圧レベル及び加熱レベルを検索する。なお、減圧レベル及び加熱レベルについては、後段に詳述する。
次にステップＳ８に移行して、前記ステップＳ７で検索した減圧レベルが達成されるように、図示しない個別の演算処理に従って、減圧ポンプモータ１５の稼動状態を制御する。
【００２８】
次にステップＳ９に移行して、前記ステップＳ７で検索した加熱レベルが達成されるように、図示しない個別の演算処理に従って、加熱ヒータ１６の稼動状態を制御する。
次にステップＳ１０に移行して、所定時間が経過したか否かを判定し、所定時間が経過した場合にはステップＳ１１に移行し、そうでない場合にはステップＳ８に移行する。
ステップＳ１１では、減圧ポンプモータ１５をオフする。
次にステップＳ１２に移行して、加熱ヒータ１６をオフする。
次にステップＳ１３に移行して、扉開閉モータ１４を開閉扉３４の開方向に回転させる。
次にステップＳ１４に移行して、排紙ロータモータ１３を逆回転させて、密閉容器３２内から印刷済印刷媒体を搬出してからメインプログラムに復帰する。
【００２９】
【表１】
2010125741.tif 000003
【００３０】
この演算処理によれば、印刷媒体１への印刷が完了したら、排紙ローラ３１や拍車３３を高速回転させて、印刷済印刷媒体１を密閉容器３２内に速やかに搬入する。これにより、続いて行われる印刷媒体１に噴射された液体の乾燥時間を長くすることができる。印刷済印刷媒体１が密閉容器３２内に搬入されたら開閉扉３４を閉じ、その印刷済印刷媒体１の印刷デューティから減圧レベル及び加熱レベルを設定し、その減圧レベル及び加熱レベルが達成されるように減圧ポンプモータ１５及び加熱ヒータ１６を制御する。減圧レベル及び加熱レベルは、前記表１のように設定した。印刷デューティは、前述したように、全てのノズルから液体を噴射する場合を１００％として、実際の印刷で噴射するノズル数の比率で表すが、実際の印刷で、印刷デューティが５０％を超えることは殆どない。そこで、印刷デューティを１％以下、１％を超え３％以下、３％を超え５％以下、５％を超え１０％以下、…、４５％を超え５０％以下といったように分類し、夫々の範囲で減圧レベル及び加熱レベルを設定した。減圧レベル及び加熱レベルは、夫々、減圧ポンプ最大能力の減圧レベル及び加熱ヒータ最大能力の加熱レベルを夫々１００％とし、減圧ポンプ能力及び加熱ヒータ能力の比率で規定した。
【００３１】
ここで、約−０．１ＭＰａ程度の真空減圧下では、水は約５０℃前後で沸騰状態になる。この原理を用いれば、印刷媒体１に噴射された液体の乾燥を促進することができる。一方、特に印刷媒体１に噴射された液体の量が多い場合、乾燥に伴う印刷媒体１のカールが問題になる。本実施形態では、加熱ヒータ１６による印刷媒体１の加熱によっても、噴射された液体の乾燥を促進することができるが、乾燥に伴う印刷媒体のカール対策には、減圧による液体乾燥促進の方が有利であると考えられるので、前記表１に示すように、印刷デューティの小さい順に、減圧レベルを優先して大きくし、印刷デューティが最大と考えられる５０％に近づくにつれて、加熱レベルを大きくするようにした。これにより、加熱ヒータ１６の容量を小さくすることができ、合わせて印刷媒体の乾燥に伴うカールを抑制防止することができる。また、このように設定することにより、噴射された液体の乾燥に伴うエネルギーの消費量を低減することができ、効率よい液体乾燥を実現することができる。
【００３２】
本実施形態では、印刷媒体に噴射された液体を乾燥させるための密閉容器３２内に、印刷済の印刷媒体１のみを格納するようにしたため、前記従来技術と異なり、ノズル詰まりを引き起こすことがないだけでなく、密閉容器３２の大きさを小さくすることができ、装置の小型化、コストの低廉化、レイアウトの自由化などの利点がある。また、密閉容器３２の小型化に伴い、液体乾燥のための減圧ポンプや加熱ヒータに能力の小さいものを使用することができ、その面でも、装置の小型化、コストの低廉化、レイアウトの自由化、消費エネルギーの低減化などの利点がある。更には、液体乾燥に、加熱ヒータだけでなく、減圧ポンプを用いたことにより、加熱ヒータに能力の小さなものを用いることができ、より一層の消費エネルギーの低減化が可能となる。
【００３３】
また、印刷媒体に噴射された液体を乾燥させるための密閉容器３２内に、印刷済の印刷媒体１のみを格納するようにしたため、印刷装置全体を密閉容器内に格納する場合と異なり、前述のような種々の液体乾燥条件を設定することができる。即ち、印刷装置全体を密閉容器内に格納して当該密閉容器内を減圧する場合、減圧状態が違うと、ノズル面及びノズル内の液体の乾燥状態が変化し、安定した液体噴射を行うことができない恐れがある。つまり、印刷装置全体を密閉容器内に格納して当該密閉容器内を減圧する場合、少なくとも液体乾燥状態を一定にしなければならない。これに対し、印刷済印刷媒体１のみを密閉容器３２内に格納し、その密閉容器３２内を減圧したり加熱したりする本実施形態では、ノズルの液体乾燥状態を考慮する必要がないので、前述のような種々の液体乾燥条件を設定することができるのである。これにより、より一層、効率のよい液体乾燥状態を実現することができ、より一層の消費エネルギーの低減を達成することができる。
【００３４】
このように本実施形態の液体噴射型印刷装置によれば、開閉扉３４を有する密閉容器３２内に、液体が噴射されて印刷済の印刷媒体１を気密に格納し、次いで密閉容器３２内を減圧ポンプ３５で減圧することで印刷媒体１に噴射された液体の乾燥を促進することができるので、ノズル詰まりを引き起こすことなく、密閉容器３２内の減圧状態を制御することで種々の液体乾燥形態を実現することが可能となる。
また、密閉容器３２内の減圧と共に印刷済の印刷媒体１を加熱ヒータ１６で加熱することで印刷媒体１に噴射された液体の乾燥を促進することができると共に、印刷媒体１の加熱状態を制御することで種々の液体乾燥形態を実現することが可能となる。
また、制御部６２が、印刷媒体１の印刷完了後、当該印刷済の印刷媒体１を密閉容器３２内に搬送し、次いで開閉扉３４を閉じ、次いで減圧ポンプ３５及び加熱ヒータ１６を稼動させる構成としたため、密閉容器３２内の減圧状態及び印刷媒体１の加熱状態を制御可能とすることで、種々の液体乾燥形態を実現することができる。
【００３５】
また、制御部６２が、印刷媒体１への液体の噴射量に応じて、減圧ポンプ３５の減圧レベル及び加熱ヒータ１６の加熱レベルを制御する構成としたため、無駄なエネルギーの消費を回避しながら効率よい液体乾燥を実現することができる。
なお、前記実施形態では、印刷済の印刷媒体を一枚ずつ密閉容器内に搬送し、次いで減圧及び／又は加熱によって噴射された液体を乾燥することとしたが、密閉容器内への印刷済印刷媒体の格納形態は、これ以外の形態であってもよく、例えば前記拍車を複数段設け、それらの拍車段の夫々に印刷済印刷媒体を一枚ずつ搭載することとして、結果的に複数枚の印刷済印刷媒体を密閉容器内に格納し、その状態で減圧及び／又は加熱による液体乾燥を行うようにしてもよい。
また、前記実施形態では、本発明の液体噴射型印刷装置をラインヘッド型の液体噴射型印刷装置に用いた場合についてのみ詳述したが、本発明の電力増幅装置は、マルチパス型の液体噴射型印刷装置にも同様に適用可能である。
【００３６】
また、前記実施形態では、本発明の液体噴射型印刷装置をインクなどの液体を噴射するものに具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の液体（液体以外にも、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルなどの流状体を含む）や液体以外の流体（流体として流して噴射できる固体など）を噴射したり吐出したりする液体噴射装置に具体化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッサンス）ディスプレイ、面発光ディスプレイ、カラーフィルタの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散又は溶解の形態で含む液状体を噴射する液状体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられて試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。更に、時計やカメラなどの精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子などに用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するための紫外線硬化樹脂などの透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリなどのエッチング液を噴射する液体噴射装置、ジェルを噴射する流状体噴射装置、トナーなどの粉体を例とする固体を噴射する流体噴射式記録装置であってもよい。そして、これらのうち何れか一種の噴射装置に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の液体噴射型印刷装置の一実施形態を示す概略構成正面図である。
【図２】図１の液体噴射型印刷装置に用いられる液体噴射ヘッド近傍の平面図である。
【図３】図１の液体噴射型印刷装置の制御装置のブロック図である。
【図４】各液体噴射ヘッド内のノズルアクチュエータを駆動する駆動信号の説明図である。
【図５】スイッチングコントローラのブロック図である。
【図６】ノズルアクチュエータの駆動信号出力回路の一例を示すブロック図である。
【図７】印刷媒体に噴射された液体乾燥のための演算処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１は印刷媒体、２は液体噴射ヘッド、３は給紙部、４は搬送部、５は給紙ローラ、６は搬送ベルト、７は電動モータ、８は駆動ローラ、９は従動ローラ、１１は固定プレート、１２は全閉スイッチ、１３は排紙ローラモータ、１４は扉開閉モータ、１５は減圧ポンプモータ、１６は加熱ヒータ、１７は給紙ローラモータ、２１はハーフブリッジＤ級出力段、２２はノズルアクチュエータ、２５は駆動波形信号発生回路、２６は変調回路、２７はデジタル電力増幅器、２８はデジタル電力増幅回路、２９は平滑フィルタ、３０はゲートドライバ回路、３１は排紙ローラ、３２は密閉容器、３３は拍車、３４は開閉扉、３５は減圧ポンプ、６２は制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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