(57)【要約】【課題】電源オンから印刷開始までの待ち時間を短縮する。【解決手段】駆動波形を印加することにより充放電を行う圧電素子と、圧電素子に印加してもノズルからインクを吐出させない微駆動波形を生成する駆動手段と、を含む液滴吐出装置であって、印刷動作前における微駆動波形の電流値は、印刷動作時における微駆動波形の電流値と比較して大となるよう生成される。【選択図】図２
2014117842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動波形を印加することにより充放電を行う圧電素子と、
前記圧電素子に印加してもノズルからインクを吐出させない微駆動波形を生成する駆動手段と、を含む液滴吐出装置であって、
印刷動作前における微駆動波形の電流値は、印刷動作時における微駆動波形の電流値と比較して大となるよう生成されることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記印刷動作前における微駆動波形の電圧波形が所定の電圧値に達するまでの立ち上がり時間、及び／又は立ち下がり時間は、前記印刷動作時における微駆動波形の電圧波形が前記所定の電圧値に達するまでの立ち上がり時間、及び／又は立ち下がり時間と比較して夫々短いことを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記微駆動波形が印加されることにより、前記印刷動作前における前記駆動手段と前記圧電素子とによって消費される電力値は、前記印刷動作時における前記駆動手段と前記圧電素子とによって消費される電力値と比較して大であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
ヘッドとインクの温度を検出する検出手段と、前記印刷動作前における前記駆動手段と前記圧電素子とによって消費される電力に基づいて上昇する前記ヘッドとインクの温度が、予め定められた規定値に達したか否かを判断する手段と、をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
駆動波形を印加することにより充放電を行う圧電素子と、
前記圧電素子に印加してもノズルからインクを吐出させない微駆動波形を生成する駆動手段と、を含む液滴吐出装置の制御方法であって、
判断手段が、印刷動作前と印刷動作時との何れの状態であるかを判断する工程と、
前記判断する工程により、前記印刷動作前の状態であると判断されると、前記駆動手段は、前記微駆動波形の電流値を、前記印刷動作時の状態における微駆動波形の電流値と比較して大となるよう生成する工程と、
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項６】
駆動波形を印加することにより充放電を行う圧電素子と、
前記圧電素子に印加してもノズルからインクを吐出させない微駆動波形を生成する駆動手段と、を含む液滴吐出装置のコンピュータに実行させるプログラムであって、
判断手段が、印刷動作前と印刷動作時との何れの状態であるかを判断する処理と、
前記判断する処理により、前記印刷動作前の状態であると判断されると、前記駆動手段は、前記微駆動波形の電流値を、前記印刷動作時の状態における微駆動波形の電流値と比較して大となるよう生成する処理と、
を含むことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置、その制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタで連続して印刷を行うと、ヘッドの圧電素子の損失、駆動ＩＣ（Integrated Circuit）の損失により、ヘッドの温度及びインクの温度が徐々に上昇していく。また、プリンタ本体の電源、電気回路、各種モータ等の発熱により、ヘッドの環境温度も上昇し、ヘッドの温度及びインクの温度上昇の要因となる。
【０００３】
このため、プリンタの電源オンの直後と、ある程度印刷を実行した後とでは、ヘッド及びインクの温度が異なり、インクの吐出特性が変化することによる印刷品質の変化が発生する。この変化を最小限に抑えるため、ヘッドやインクの温度を検出し、駆動波形を適正な波形に変更する補正を実施しているが、印刷品質の変化を零にすることはできない。
【０００４】
この温度変化を最小限に留め、印刷品質を向上させるため、印刷開始前にインクを吐出させない微駆動を実行することにより、ヘッドとインクの温度を予め上昇させておいてから印刷を開始する技術が知られている。
【０００５】
特許文献１は、印刷開始直後と、印刷開始から数枚印刷した後とで、印刷される画像が略同様の色合いになることを目的としている。そして、印刷を実行する前に、印刷に使用する駆動周期より短い周期で駆動素子を駆動させ、駆動回路の発熱により装置内の温度を上昇させる技術が開示されている。また、印刷前の駆動に使用する波形は、インクが吐出されない波形であることも開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された技術のように、印刷開始前にヘッドとインクの温度を上昇させる処理を新たに追加すると、この処理の間は印刷を実行することができない。よって、電源オンから印刷開始までの待ち時間が長くなってしまうという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、ヘッドとインクの温度上昇に要する時間を短縮することにより、電源オンから印刷開始までの待ち時間が短縮された液滴吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明における液滴吐出装置は、駆動波形を印加することにより充放電を行う圧電素子と、前記圧電素子に印加してもノズルからインクを吐出させない微駆動波形を生成する駆動手段と、を含む液滴吐出装置であって、印刷動作前における微駆動波形の電流値は、印刷動作時における微駆動波形の電流値と比較して大となるよう生成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、微駆動波形を印加したときの駆動ＩＣ及び圧電素子に流れる電流を大きくし、各々の素子の損失である発熱量を大きくすることにより、印刷開始前のヘッドとインクの加温時間を短縮することができる。これにより、電源オンから印刷開始までの待ち時間を短縮することが可能な液滴吐出装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る液滴吐出装置のヘッド駆動波形の一例を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の印刷動作前に加温するための駆動波形の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の制御回路について説明する図である。
【図４】本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の印刷動作前におけるヘッド加温時、及び印刷動作時における、（ａ）微駆動波形の電圧、（ｂ）微駆動波形の電流、及び（ｃ）微駆動波形の消費電力について説明する図である。
【図５】本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の動作について説明するフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化乃至省略する。本発明は、液滴吐出ヘッドの印刷前の加温に使用する微駆動波形に関するものである。
【００１２】
すなわち、微駆動時に圧電素子及び駆動ＩＣに流れる電流を大きくし、各々の素子の損失を大きくすることにより、発熱量を増加している。具体的には、印刷動作前の微駆動波形の電圧波形が所定の電圧値に達するまでの立ち上がり時間、立ち下がり時間を、印刷動作時の微駆動波形の立ち上がり時間、立ち下がり時間よりも夫々短くしていることを特徴とするものである。
【００１３】
上記記載の本発明の特徴について、以下図面を用いて詳細に解説する。まず始めに、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置のヘッド駆動波形、及び液滴吐出装置の制御回路について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置のヘッド駆動波形の一例を示す図であり、図３は、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の制御回路について説明する図である。
【００１４】
図１は、横軸を時間、縦軸を駆動波形として示している。図３において、駆動波形のラインとグランド（ＧＮＤ）との間には、アナログスイッチＳＷ１からＳＷＮと、圧電素子Ｃ１からＣＮとが直列に挿入されている。そして、アナログスイッチＳＷ１からＳＷＮは、フリップフロップ回路１とラッチ回路２とからの出力によってオンオフ制御される。
【００１５】
そして、フリップフロップ回路１とラッチ回路２との出力によって、アナログスイッチＳＷ１からＳＷＮがオンされると、駆動波形が圧電素子Ｃ１からＣＮに印加される。また、アナログスイッチＳＷ１からＳＷＮがオフされると、圧電素子Ｃ１からＣＮに対する駆動波形の印加は停止される。
【００１６】
図１において、インクを吐出するための駆動波形である時間Ｔ０からＴ１の波形と、インクを吐出せず撹拌のみ行う微駆動波形である時間Ｔ１からＴ２の波形とが、時系列で生成されている。インクが吐出されるノズルは、図３において、そのノズルに対応するアナログスイッチＳＷ１からＳＷＮが、図１のＴ０からＴ１の期間だけオンされ、圧電素子Ｃ１からＣＮに対して駆動波形が印加される。
【００１７】
インクが吐出されないノズルについては、図１のＴ１からＴ２の期間だけ、アナログスイッチＳＷ１からＳＷＮがオンされ、圧電素子Ｃ１からＣＮに対して微駆動波形が印加される。この処理を繰り返すことによって印刷が実行される。
【００１８】
インク吐出及び微駆動によってヘッドを駆動するときは、圧電素子Ｃ１からＣＮの充放電時にアナログスイッチＳＷ１からＳＷＮを経由して圧電素子Ｃ１からＣＮに対して電流が流れる。このとき、アナログスイッチＳＷ１からＳＷＮのオン抵抗による損失、及び圧電素子Ｃ１からＣＮの誘電損失により発熱し、ヘッド及びインクの温度が上昇する。
【００１９】
次に、本発明の実施形態に係る液滴駆動装置の印刷前に加温するための駆動波形について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の印刷動作前に加温するための駆動波形の一例を示す図である。
【００２０】
上記したように、印刷動作時は、図１に示す駆動波形を使用するが、印刷動作前のヘッド及びインクの加温時には、図２の駆動波形を使用する。図２の駆動波形は、微駆動波形の電圧波形が、所定の電圧値に達するまでの立ち下り時間Ｔｆ´が、印刷動作時に使用する図１に示す微駆動波形の立ち下がり時間Ｔｆよりも短くなっている。同様に、所定の電圧値に達するまでの立ち上がり時間Ｔｒ´も、印刷動作時に使用する微駆動波形の立ち上がり時間Ｔｒよりも短くなっている。
【００２１】
次に、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の印刷動作前におけるヘッド加温時、及び印刷動作時の電気的特性について説明する。図４は、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の印刷動作前におけるヘッド加温時、及び印刷動作時における、（ａ）微駆動波形の電圧、（ｂ）微駆動波形の電流、及び（ｃ）微駆動波形の消費電力について説明する図である。
【００２２】
図４では、（ａ）（ｂ）（ｃ）のすべてにおいて、印刷動作前におけるヘッド加温時の微駆動波形の立ち上がり時間、及び立ち下がり時間を、印刷動作時の微駆動波形の約１／２に設定している。すなわち、図４（ａ）に示すように、印刷動作前におけるヘッド駆動時の微駆動波形が所定の電圧値に達するまでの時間を、印刷動作時の微駆動波形と比較して約１／２の時間としている。
【００２３】
また、図４（ｂ）に示すように、印刷動作前におけるヘッド駆動時の微駆動波形によって圧電素子の充放電時に流れる電流値は、印刷動作時の微駆動波形の約２倍、流れる時間は約１／２倍となっている。そして、図４（ｃ）に示すように、印刷動作前におけるヘッド駆動時の微駆動波形によってアナログスイッチで消費される電力値は、電流が流れているとき、印刷動作時の微駆動波形の約４倍、損失が発生している時間は約１／２倍となっている。
【００２４】
アナログスイッチの温度上昇は、平均消費電力に略比例するため、図２に示した、印刷動作前に加温するための駆動波形による微駆動の発熱量は、図１に示した印刷動作時のヘッド駆動波形による微駆動の発熱量の約２倍となる。また、圧電素子の誘電損失も同様に約２倍となる。
【００２５】
このように、ヘッド加温時の微駆動波形の電圧波形が、所定の電圧値に達するまでの立ち上がり時間Ｔｒ´及び立ち下がり時間Ｔｆ´を短縮している。これにより、アナログスイッチを内蔵している駆動ＩＣと圧電素子との損失量を増やし、短時間で温度を上昇させることが可能となる。
【００２６】
次に、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の動作について説明する。図５は、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の動作について説明するフローチャート図である。
【００２７】
図５において、ステップ（以下、「Ｓ」という。）５０１の処理で、液滴吐出装置の状態が検出される。そして、Ｓ５０２の処理で、Ｓ５０１の処理で検出された状態が、印刷動作前であるか否かが判断される。
【００２８】
Ｓ５０２の処理で、印刷動作前である（Ｓ５０２：Ｙ）と判断されると、Ｓ５０３の処理へ移行する。Ｓ５０３の処理では、ヘッド加温時の微駆動波形の電圧波形が、所定の電圧値に達するまでの立ち上がり時間が短い波形Ｔｒ´、及び立ち下がり時間が短い波形Ｔｆ´が印加される。これにより、圧電素子及び駆動ＩＣに流れる電流値が、印刷動作時に流れる電流値と比較して大きくなり、処理を終了する。
【００２９】
Ｓ５０２の処理で、印刷動作前でない（Ｓ５０２：Ｎ）、すなわち、印刷中であると判断されると、Ｓ５０４の処理へ移行する。Ｓ５０４の処理では、印刷時微駆動波形の電圧波形が、所定の電圧値に達するまでの立ち上がり時間が長い波形Ｔｒ、及び立ち下がり時間が長い波形Ｔｆが印加される。これにより、圧電素子及び駆動ＩＣに流れる電流値が、印刷動作前に流れる電流値と比較して小さくなり、処理を終了する。
【００３０】
このように、本発明の実施形態では、ヘッド加温時は、ヘッドに接続されているアナログスイッチをオンし、立ち上がり時間、及び立ち下がり時間が短い駆動波形を圧電素子に印加する。駆動波形を印加すると、圧電素子への充電時と放電時に、アナログスイッチと圧電素子に電流が流れる。このとき発生するアナログスイッチのオン抵抗の損失と、圧電素子の誘電体の損失とによって、夫々の温度が上昇する。
【００３１】
加温されたヘッド及びインクの温度を、図示しない温度センサによって検出し、温度センサにより検出された温度が、予め定められた規定値に達した段階で、微駆動波形の印加を停止するようにしても良い。また、温度センサによって検出された温度が、当該規定値に達しない場合には、微駆動波形の印加動作を繰り返すようにしても良い。そして、この規定値は、温度変化によりインクの吐出特性が変化することに伴って生じる印刷品質の変化が現れない任意の値に設定することが可能である。
【００３２】
上昇温度に比例する夫々の損失量は、電流の２乗と、損失が発生している時間とに比例し、流れる電流は、波形の立ち下がり時間Ｔｆ、及び立ち上がり時間Ｔｒに反比例する。例えば、Ｔｒを１／２にすると、Ｔｒの区間で流れる電流Ｉｒは２倍、電流が流れているときの損失量Ｐｒは４倍、損失が発生している時間は１／２倍となる。そして、Ｔｒの期間に発生する損失量はＰｒ×Ｔｒ＝２倍となる。
【００３３】
駆動波形の立ち上がり時間Ｔｒ、及び立ち下がり時間Ｔｆを、インクが吐出しされない範囲で極力短くすることにより、アナログスイッチと圧電素子との損失量、及び上昇温度を大きくすることができ、印刷前の加温を効率良く行うことができる。
【００３４】
これにより、電源オンから印刷開始までの待ち時間を短縮することが可能な液滴吐出装置を提供することができる。
【００３５】
なお、図５に示した本発明の実施形態における検査方法の各動作フローは、コンピュータ上のプログラムに実行させることもできる。すなわち、液滴吐出装置に内蔵される図示しないＣＰＵが、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成される記憶媒体に格納されたプログラムをロードし、プログラムの処理ステップが順次実行されることによって行われる。
【００３６】
また、上記説明してきた液体吐出装置を、インクジェットプリンタ等の記録装置に搭載することも可能である。
【００３７】
以上説明したように、本発明によれば、電源オンから印刷開始までの待ち時間を短縮することが可能な液滴吐出装置、その制御方法、及びプログラムを得ることができる。
【００３８】
以上、本発明の好適な実施形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨及び範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１    フリップフロップ回路
２    ラッチ回路
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４０】
【特許文献１】特開２００５−１５３３２５号公報
【図１】
2014117842.tif 000003
【図２】
2014117842.tif 000004
【図３】
2014117842.tif 000005
【図４】
2014117842.tif 000006
【図５】
2014117842.tif 000007