(57)【要約】【課題】  簡単な構成で確実に液の増粘を防止し、高品質の画像形成が可能となるようにする。【解決手段】  インクジェット記録ヘッド２０に、イジェクタ基板２８ごとに設けられる駆動ＩＣには、液滴イジェクタ３４から液滴を吐出するように圧電素子３６を駆動可能とする電圧レベルＨＶ１、ＨＶ２が入力されるようになっており、駆動ＩＣでは、この電圧レベルの駆動波形を出力して液滴を吐出させる。また、駆動ＩＣには、液滴イジェクタから液滴が吐出されない程度に圧電素子を駆動可能とする電圧レベルＨＶ０の電力が、電圧レベルＨＶ１の電力に換えて入力されるようになっており、この電力をオン／オフしながら圧電素子に印加することにより、液滴イジェクタに微振動を加えて、インクに増粘が生じるのを防止するようにしている。【選択図】        図５
2006264075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子及び液滴イジェクタが対で設けられ、圧電素子に印加される駆動波形の電圧変化に基づいて、液滴イジェクタに設けられているノズルから、液滴イジェクタ内の液を吐出する液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、
前記ノズルから前記液滴を吐出可能とする電圧の駆動電力及び、前記圧電素子に印加したときに前記ノズルから前記液滴を吐出するのに必要な最低電圧以下の範囲で設定された電圧の予備駆動電力を生成し、
前記液滴の非吐出中に、前記予備駆動電力を用いて生成した駆動波形によって前記圧電素子を駆動することを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
【請求項２】
圧電素子及び液滴イジェクタが対で設けられた液滴吐出ヘッドを備え、吐出データに基づいて、圧電素子に印加される駆動波形の電圧を変化させることにより、前記液滴イジェクタに設けられているノズルから液滴イジェクタ内の液を吐出する液滴吐出装置であって、
前記圧電素子を駆動可能とする電圧の駆動電力及び、前記圧電素子に印加したときに前記ノズルから前記液滴を吐出するのに必要な最低電圧以下の範囲で設定された電圧の予備駆動電力を生成可能とする電源部と、
前記吐出データに基づいて前記圧電素子を駆動する前記駆動波形を生成する駆動波形生成手段と、
前記電源部から入力される電力及び前記駆動波形生成部で生成された駆動波形に基づいて前記圧電素子を駆動する駆動手段と、
前記液滴イジェクタのノズルからの前記液滴の非吐出時に、前記電源手段から前記駆動手段に出力する電力を前記駆動電力から前記予備駆動電力に切換える切換え手段と、
を含むことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３】
前記切換え手段によって切換えて前記駆動手段に前記予備駆動電力を供給するときに、前記駆動波形生成手段が、予め設定されている予備駆動波形を出力することを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記電源部に、前記駆動電力を前記予備駆動電力に降圧する降圧手段を含むことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記吐出データに基づいた前記液滴の吐出を開始するまでの、前記吐出データの未入力時に、前記予備駆動電力を前記駆動手段を介して前記圧電素子へ供給することを特徴とする請求項２から請求項４の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
前記吐出データに基づいた一連のタイミングで前記液滴を吐出するときに、前記液滴の非吐出タイミングが生じたとき、前記予備駆動電力を前記圧電素子に供給することを特徴とする請求項２から請求項５の何れか１項に記載の液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク液滴などを吐出する液滴吐出装置に係り、詳細には、圧電素子に印加する電圧変化によって発生する圧力変化で、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの駆動方法及び、液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴吐出装置には、圧電素子などをアクチュエータとして、インクが充填された圧力発生室を膨張、収縮等を行うことにより体積（容積）変化させ、これにより内部圧力の変化によって、圧力発生室に連通させたノズルの先端からインクの液滴を吐出させるインクジェット記録ヘッドが、液滴吐出ヘッドとして設けられたインクジェット記録装置などがある。
【０００３】
一方、インクジェット記録装置では、高速化と共に画質向上が望まれており、ここから、複数の駆動波形を発生して、吐出するインク液滴の大きさによって複数の駆動波形から選択した駆動波形で圧電素子を駆動するようにしたインクジェット記録装置の提案がなされている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ところで、例えば、インクジェット記録装置に用いられるインクは、放置されることより水分蒸発が発生するなどして増粘が生じる。インクジェット記録装置では、圧力発生室内のインクに増粘が生じると、インクの飛翔効率が低下するなどして、正常な大きさ（所望の大きさ）や速度の吐出液滴が得られないことがある。すなわち、同じ駆動波形を用いて圧電素子を駆動してインク液滴を吐出しようとしたときに、パージ直後の吐出液滴と、放置後の吐出液滴では、その大きさや速度差による着弾位置が大きく異なってしまうことがある。
【０００５】
このようなインクの増粘は、インクジェット記録装置で記録用紙に画像を形成するときの仕上がり品質に大きく影響してしまう。
【０００６】
このような増粘による画像品質の低下を防止する方法として、吐出液滴の大きさに応じて駆動波形のパルス数を変化させるときに、インクの増粘が予測される場合、駆動波形のパルス数やパルスの発生タイミングを変更するようにした提案がなされている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
しかし、この方法では、インクの増粘を抑えるものではないため、放置時間によって効果が異なる可能性がある。また、吐出前の状態を把握するために印字データを検査しなければならず、このために、コントローラの負荷が大きくなり、さらに、吐出のための複数の駆動波形が必要となってしまう。
【０００８】
一方、圧力発生室内のインクの増粘を防止する方法としては、液滴が吐出しない程度の振動を、圧力発生室内のインクに加える方法が知られており、ここから、液滴を吐出させない程度に圧力発生室を減圧／加圧する微振動パルスを発生して、この微振動パルスによって圧電素子を駆動する提案がなされている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００９】
しかしながら、圧電素子を矩形波を用いた駆動信号で駆動する場合、増粘防止のための微振動を発生させる駆動回路を別に設ける必要がある。
【特許文献１】特開２００１−２６１０２号公報
【特許文献２】特開２００１−２６１２０号公報
【特許文献３】特開２００１−１２１７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、専用の信号発生回路を用いることなく、吐出液の増粘を防止することができる液滴吐出ヘッドの駆動方法及び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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明は、圧電素子及び液滴イジェクタが対で設けられ、圧電素子に印加される駆動波形の電圧変化に基づいて、液滴イジェクタに設けられているノズルから、液滴イジェクタ内の液を吐出する液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、前記ノズルから前記液滴を吐出可能とする電圧の駆動電力及び、前記圧電素子に印加したときに前記ノズルから前記液滴を吐出するのに必要な最低電圧以下の範囲で設定された電圧の予備駆動電力を生成し、前記液滴の非吐出中に、前記予備駆動電力を用いて生成した駆動波形によって前記圧電素子を駆動することを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、ノズルから液滴を吐出可能とする電圧の駆動電力及び、ノズルから液滴が吐出されない程度に圧電素子を駆動可能とする電圧の予備駆動電力を生成可能とし、液滴を吐出するときには、駆動電力を用いる。
【００１３】
そして、液滴を吐出していないときには、予備駆動電力を用いて、所定の駆動波形で圧電素子を駆動する。
【００１４】
すなわち、液滴イジェクタは、圧電素子が駆動されることにより液を収容している圧力発生室の体積が、所定幅以上に拡縮されることにより、ノズルから液滴を吐出する。また、圧力発生室の体積の拡縮幅が狭い時には、液滴が吐出されず、液の攪拌のみが生じ、水分の蒸発等による経時的な液の粘度増加（増粘）などの変化を抑えられる。
【００１５】
ここから、圧電素子の印加する電圧変化幅を少なくして、液滴イジェクタに微振動を加えることにより、液の増粘を防止する。
【００１６】
このときに、通常の駆動電力と別に予備駆動電力を発生し、駆動電力と予備駆動電力を切換えることにより、液滴の吐出時の駆動と、非吐出時の微振動付与を切換えることにより、簡単な構成で、液の増粘を確実に防止できるようにしている。
【００１７】
このような本発明が適用される液滴吐出装置は、圧電素子及び液滴イジェクタが対で設けられた液滴吐出ヘッドを備え、吐出データに基づいて、圧電素子に印加される駆動波形の電圧を変化させることにより、前記液滴イジェクタに設けられているノズルから液滴イジェクタ内の液を吐出する液滴吐出装置であって、前記圧電素子を駆動可能とする電圧の駆動電力及び、前記圧電素子に印加したときに前記ノズルから前記液滴を吐出するのに必要な最低電圧以下の範囲で設定された電圧の予備駆動電力を生成可能とする電源部と、前記吐出データに基づいて前記圧電素子を駆動する前記駆動波形を生成する駆動波形生成手段と、前記電源部から入力される電力及び前記駆動波形生成部で生成された駆動波形に基づいて前記圧電素子を駆動する駆動手段と、前記液滴イジェクタのノズルからの前記液滴の非吐出時に、前記電源手段から前記駆動手段に出力する電力を前記駆動電力から前記予備駆動電力に切換える切換え手段と、を含むものであれば良い。
【００１８】
また、本発明が適用される液滴吐出装置は、前記切換え手段によって切換えて前記駆動手段に前記予備駆動電力を供給するときに、前記駆動波形生成手段が、予め設定されている予備駆動波形を出力することが好ましい。
【００１９】
さらに、本発明が適用される液滴吐出装置は、前記電源部に、前記駆動電力を前記予備駆動電力に降圧する降圧手段を含むことができ、このときの降圧手段としては、例えば、ＰＷＭ制御を適用したインバータ回路などを用いることができ、これにより、簡単にかつ容易に所望の電圧の電力を得ることができる。
【００２０】
一方、本発明が適用される液滴吐出装置は、前記吐出データに基づいた前記液滴の吐出を開始するまでの、前記吐出データの未入力時に、前記予備駆動電力を、前記駆動手段を介して前記圧電素子へ供給することを特徴とする。
【００２１】
この発明は、例えば、吐出する液滴によって画像を形成するときには、画像データが液滴の吐出データとなる。この画像データが入力されていないときは、液滴が吐出されない待機状態である。
【００２２】
このような待機状態であるときに、予備駆動電力を用いて圧電素子を駆動することにより、液滴イジェクタ内のインクなどの液を攪拌して増粘を防止する。これにより、入力された吐出データに基づいて液滴の吐出を開始するときに、吐出する滴量を適正に制御することができる。
【００２３】
また、本発明が適用される液滴吐出装置は、前記吐出データに基づいた一連のタイミングで前記液滴を吐出するときに、前記液滴の非吐出タイミングが生じたとき、前記予備駆動電力を前記圧電素子に供給することを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、記録用紙を搬送しながらインクを連続的に吐出しているときに、非吐出タイミングが発生すると、圧電素子に微振動のみを加える。これにより、非吐出時に増粘が生じるのを抑え、前後の吐出滴量が適正に制御されるようにする。
【００２５】
これにより、吐出データである画像データに基づいて画像を形成するときに、高品質の画像形成が可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように本発明によれば、液滴を吐出しない範囲に設定している電圧の予備駆動電力を生成して、液滴イジェクタに増粘防止のための微振動を加えるときに、この予備駆動電力を用いる。これにより、簡単な構成で的確に増粘防止を図ることができ、インクを吐出して画像を形成するときにも、絵や文字のかすれなどが生じることのない高品質の画像形成が可能となるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１には、本実施の形態に液滴吐出装置として適用した液滴吐出記録装置であるインクジェット記録装置１０の概略構成を示している。
【００２８】
このインクジェット記録装置１０は、液滴吐出ヘッドが設けられているヘッド部１２と、液滴吐出ヘッドから吐出するインクによって画像形成（印字）を行う記録用紙の搬送やインクの補給などを担う駆動機構部１４と、ヘッド部１２及び駆動機構部１４の作動を制御するコントローラ部１６を含んで形成されている。
【００２９】
また、インクジェット記録装置１０は、パーソナルコンピュータやワークステーションなどの画像処理装置１８に接続されるようになっており、画像処理装置１８からコントローラ部１６に入力される画像データに基づいた印字処理を実行する。すなわち、画像データをインクの吐出データとして、この画像データに基づいてインクを吐出することにより、画像データに応じた画像形成（印字）を行う。
【００３０】
図２には、液滴吐出ヘッドとしてヘッド部１２に設けるインクジェット記録ヘッド２０の概略構成を示している。このインクジェット記録ヘッド２０は、記録用紙（図示省略）の最大幅に対応する長さに設定されたヘッドバー２２を備えている。このヘッドバー２２には、複数のヘッドユニット２４が一列に繋ぎ合わされて二次元的に配置され、個別に固定されている。
【００３１】
図３（Ａ）に示すように、各ヘッドユニット２４は、例えば略平行四辺形の両端部が外側に直線状に張り出した延設部２６Ａ、２６Ｂを備え、略平行四辺形部分である延設部２６Ａ、２６Ｂの間に、液滴イジェクタ群からなる２つのイジェクタ基体２８Ａ、２８Ｂ（以下、総称するときはイジェクタ基板２８とする）が配設されている。イジェクタ基体２８Ａ、２８Ｂは、略台形形状であり、ヘッドユニット２４内に、同じ長さの斜辺（ここでは短い斜辺）が向かい合うように配置され、延設部２６Ａ、２６Ｂには、イジェクタ基体２８Ａ、２８Ｂに、吐出液であるインクを供給するインク供給口３０が設けられている。
【００３２】
イジェクタ基体２８Ａ、２８Ｂには、多数の液滴イジェクタ（図３（Ａ）、図３（Ｂ）では、図示省略）が二次元配置されており、各液滴イジェクタに一つずつ設けられているノズル３２が、イジェクタ基体２８Ａ、２８Ｂに対応するヘッドユニット２４の表面に形成されている。なお、イジェクタ基体２８Ａ、２８Ｂは、例えば、５１２個の液滴イジェクタを３２段に２次元配置して、左右で非対称となっており、インクジェット記録ヘッド２０では、全部の液滴イジェクタを駆動して１ラインをプリントすると、重ならないようなノズル３２の配置となっている。
【００３３】
これにより、インクジェット記録装置１０では、インクジェット記録ヘッド２０を走査移動させることなく記録用紙の全幅に印字可能であり、インクジェット記録ヘッド２０の下（ノズル３２側）を記録用紙が１回通過するだけで、記録用紙の全面への印字が完了する構成としている。なお、本発明が適用される液滴吐出ヘッドの構成は、これに限るものではなく、任意の構成を適用することができる。
【００３４】
一方、図４には、インクジェット記録装置１０の要部の概略を示している。インクジェット記録装置１０には、ヘッド部１２にインクジェット記録ヘッド２０が設けられている。インクジェット記録ヘッド２０には、イジェクタ基板２８に設けている液滴イジェクタ３４のそれぞれに対応する圧電素子（ピエゾ素子）３６が設けられている。
【００３５】
液滴イジェクタ３４と圧電素子３６は、インク液滴を吐出するアクチュエータを形成しており、圧電素子３６は、印加された電圧によって変形し、液滴イジェクタ３４の圧力発生室の壁面の一部を形成している振動板を振動させる。液滴イジェクタ３４は、振動板の振動によって圧力発生室の膨張、収縮がなされることにより、ノズル３２（図３（Ａ）、図３（Ｂ）参照）から圧力発生室内に充填されているインク液の液滴を吐出する一般的構成となっている。
【００３６】
インクジェット記録ヘッド２０は、イジェクタ基板２８の各々に対応して駆動ＩＣ（Integrated Circuit）３８が設けられている。なお、インクジェット記録装置１０は、例えば、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）及びＫ（ブラック）の４色などの複数色のインクを用いてカラー画像の形成が可能となっており、それぞれの色に対してインクジェット記録ヘッド２０が設けられているが、何れの色においても基本的構成は同じであり、以下では、そのうちの１色分について説明する。
【００３７】
コントローラ部１６には、インクジェット記録ヘッド２０に設けられている駆動ＩＣ３８のそれぞれが接続されるコントローラ４０が設けられている。
【００３８】
コントローラ４０は、駆動ＩＣ３８のそれぞれに、クロック信号、印刷データ及びラッチ信号と、各々一対の信号とされた波形信号Ａ、波形信号Ｂ及び波形信号Ｃ等を出力し、これらの信号によって各駆動ＩＣ３８、すなわち、インクジェット記録ヘッド２０の作動を制御する。
【００３９】
また、コントローラ部１６には、インクジェット記録ヘッド２０を駆動する電源部４２が設けられており、この電源部４２からインクジェット記録ヘッド２０の駆動ＩＣ３８のそれぞれに電力が供給されるようになっている。
【００４０】
図５には、駆動ＩＣ３８の概略構成の一例を示している。駆動ＩＣ３８には、シフトレジスタ４４と、ラッチ回路４６と、セレクタ４８と、レベルシフタ５０と、駆動波形生成回路５２と、が形成されている。
【００４１】
コントローラ４０から出力されたクロック信号及び印刷データは、シフトレジスタ４４に入力され、ラッチ信号は、ラッチ回路４６に入力される。
【００４２】
コントローラ４０は、印刷データとして、波形信号Ａ、波形信号Ｂ、及び波形信号Ｃの何れか１つ（一対の信号）を選択する選択信号（波形信号Ａの選択信号、波形信号Ｂの選択信号、波形信号Ｃの選択信号からなるシリアルデータ）を出力する。なお、各選択信号は、「０」又は「１」となる１ビットデータを用いることができ、例えば、波形信号Ａの選択信号は、波形信号Ａを選択するときに「１」となり、波形信号Ａを選択しないときには「０」となる信号であり、印刷データは、波形信号Ａを選択する場合には「１００」、波形信号Ｂを選択する場合には「０１０」、波形信号Ｃを選択する場合には「００１」となる３ビットシリアルデータとなっている。
【００４３】
このような印刷データは、対応するイジェクタ基板２８に含まれる液滴イジェクタ３４の数及び、隣接配置されたイジェクタ基板２８のインクジェット記録ヘッド２０短手方向に重なっている液滴イジェクタ３４の数を加算した数だけ連続してシフトレジスタ４４に入力される。
【００４４】
なお、以下では、１つの圧電素子３６に駆動波形を供給する場合について説明するが、他の圧電素子３６についても同様であるので、説明は省略する。
【００４５】
シフトレジスタ４４は、入力された３ビットシリアルデータである印刷データを３ビットのパラレルデータに変換してラッチ回路４６へ出力する。ラッチ回路４６は、シフトレジスタ４４から入力されるパラレルデータを、ラッチ信号の入力に応じてラッチ（自己保持）する。
【００４６】
セレクタ４８には、コントローラ４０から波形信号Ａ、波形信号Ｂ及び、波形信号Ｃが選択対象信号として入力されると共に、ラッチ回路４６によってラッチされた印刷データのパラレルデータがセレクト端子に入力される。従って、セレクタ４８は、波形信号Ａ、波形信号Ｂ、及び波形信号Ｃから印刷データによって選択が指示されたものを選択して出力することになる。
【００４７】
セレクタ４８の波形信号の出力端子は、レベルシフタ５０に接続されており、レベルシフタ５０は、セレクタ４８から入力される波形信号を、レベル変換して出力する。
【００４８】
一方、駆動ＩＣ３８のそれぞれには、電源部４２（図４参照）から、所定の電圧レベルの電力が供給されるようになっている。なお、本実施の形態では、一例として、電圧レベルＨＶＤＤが４０Ｖ超レベル（例えば４０Ｖ）、ＨＶ１が１０Ｖ〜３０Ｖまでの範囲内の所定レベル、ＨＶ２が２０Ｖ〜４０Ｖまでの範囲内の所定レベルとしている。また、本実施の形態では、電圧レベルＨＶＤＤ、ＨＶ１、ＨＶ２を、ＨＶＤＤ＞ＨＶ２＞ＨＶ１、としている。
【００４９】
レベルシフタ５０としては、印刷データによって選択された波形信号を、電圧レベルＨＶＤＤに応じた電圧レベルまでレベル変換する任意の構成を適用することができる。
【００５０】
図５に示すように、本実施の形態では、一例として駆動波形生成回路５２を、第１信号生成回路５４と、第２信号生成回路５４とによって形成しており、第１信号生成回路５４は、ＰＭＯＳＦＥＴ（以下、ＰＭＯＳ５８Ａとする）とＮＭＯＳＦＥＴ（以下ＮＭＯＳ５８Ｂとする）を直列接続したインバータ回路として構成されており、同様に、第２信号生成回路５６もまた、ＰＭＯＳ５８ＡとＮＭＯＳ５８Ｂを直列接続したインバータ回路として構成されている。
【００５１】
ここで、第１信号生成回路５４におけるＰＭＯＳ５８Ａのソースには、電圧レベルＨＶ１の電力が供給される、ＮＭＯＳ５８Ｂのソースは接地（グランドレベル）とされている。また、第１信号生成回路５４では、ＰＭＯＳ５８Ａ及びＮＭＯＳ５８Ｂの各ゲートに、レベルシフタ４８の一方の出力端子が接続されており、セレクタ４６によって選択された一対の波形信号の一方で、かつレベルシフタ４８によってレベル変換された波形信号Ｓ１が入力される。
【００５２】
従って、第１信号生成回路５４では、レベルシフタ５０から入力された波形信号Ｓ１の信号レベルがハイレベルであるときに、ＰＭＯＳ５８Ａがオフ状態でＮＭＯＳ５８Ｂがオン状態となるため、出力される電圧の電圧レベルはグランドレベルとなる。これに対し、レベルシフタ５０から入力された波形信号Ｓ１の信号レベルがローレベルであると、ＰＭＯＳ５８Ａがオン状態でＮＭＯＳ５８Ｂがオフ状態となるため、出力される電圧の電圧レベルは、電圧レベルＨＶ１となる。
【００５３】
この結果、第１信号生成回路５２から出力される電圧は、波形がレベルシフタ５０から入力された波形信号Ｓ１の反転波形と同一で、かつ電圧レベルとしてグランドレベル及び電圧レベルＨＶ１の２つを有するものとなる。
【００５４】
一方、第２信号生成回路５８におけるＰＭＯＳ５８Ａのソースには、電圧レベルＨＶ２とされた電力が供給され、ＮＭＯＳ５８Ｂのソースには、第１信号生成回路５４におけるＰＭＯＳ５２Ａ及びＮＭＯＳ５２Ｂの接続点（ドレイン）が接続されている。従って、ＮＭＯＳ５８Ｂのソースには、第１信号生成回路５２のインバータ出力が印加されることになる。また、ＰＭＯＳ５８Ａ及びＮＭＯＳ５８Ｂの各ゲートにはレベルシフタ５０の他方の出力端子が接続されており、セレクタ４８によって選択された一対の波形信号の他方で、かつレベルシフタ５０によってレベル変換された波形信号Ｓ２が入力される。
【００５５】
従って、第２信号生成回路５６では、レベルシフタ５０から入力された波形信号Ｓ２の信号レベルがハイレベルであるときに、ＰＭＯＳ５８Ａがオフ状態でＮＭＯＳ５８Ｂがオン状態となるため、出力される電圧（すなわち、駆動波形）の電圧レベルは第１信号生成回路５２から出力された電圧と同様のもの（波形がレベルシフタ５０から入力されている波形信号Ｓ１の反転波形と同一で、かつ電圧レベルがグランドレベル及び電圧レベルＨＶ１の２つを有するもの）となる。
【００５６】
これに対し、レベルシフタ５０から入力された波形信号Ｓ２の信号レベルがローレベルであると、ＰＭＯＳ５８Ａがオン状態でＮＭＯＳ５８Ｂがオフ状態となるため、出力される電圧（駆動波形）の電圧レベルは電圧レベルＨＶ２となる。
【００５７】
この結果、第２信号生成回路５６から出力される電圧（駆動波形）は、レベルシフタ５０から入力された一対の波形信号Ｓ１、Ｓ２に応じて第１信号生成回路５２及び第２信号生成回路５４から各々出力される電圧を組み合わせた、電圧レベルとしてグランドレベル、電圧レベルＨＶ１、及び電圧レベルＨＶ２の３つを有するものとなる。
【００５８】
一方、インクジェット記録装置１０では、インクジェット記録ヘッド２０の各ノズル３２から吐出するインク液滴を、大滴、中滴、小滴、無（無滴）の４段階として、それに応じた吐出滴量となるように駆動波形生成回路５２の出力波形を設定している。図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）には、その一例を示している。なお、図６（Ａ）は大滴用の駆動波形、図６（Ｂ）は中滴用の駆動波形、図６（Ｃ）は小滴用の駆動波形としている。なお、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）では、横軸が時間軸となっている。
【００５９】
コントローラ１６には、それぞれの駆動波形が得られるように、波形信号Ａ、波形信号Ｂ、波形信号Ｃの組み合わせ（選択信号）が設定されている。
【００６０】
ところで、インクジェット記録装置１０では、非印字中の所定のタイミングで、インクジェット記録ヘッド２０のノズル３２からインク液滴が吐出しない程度に圧電素子３６を駆動し、液滴イジェクタ３４の圧力発生室内を拡縮するようにしている（以下、予備駆動とする）。
【００６１】
図４に示すように、本実施の形態に適用したインクジェット記録装置１０には、電源部４２に、主電源回路６０と共に、切換え部６２及び予備波形発生回路６４が設けられている。
【００６２】
主電源回路６０は、駆動ＩＣ３８に供給する電圧レベルＨＶＤＤ、ＨＶ２、ＨＶ１の電力を生成し、生成した各電圧レベルの電力を切換え部６２に出力する。
【００６３】
また、予備波形生成回路６４は、主電源回路６０から入力される電力によって、所定の電圧レベルの電力を生成して、切換え部６２へ出力する。
【００６４】
切換え部６２は、主電源回路６０から入力された各電圧レベルの電力をインクジェット記録ヘッド２０（駆動ＩＣ３８）へ出力すると共に、コントローラ４０からの信号に基づいて、一部の電圧レベルの電力を、予備波形発生回路６４から入力される電圧レベルの電力に切換えてインクジェット記録ヘッド２０へ出力するようになっている。
【００６５】
図７には、予備波形発生回路６４の一例を示している。この予備波形発生回路６４は、ｆ−Ｖ変換器６６と、スイッチング素子（例えば、ＰＭＯＳＦＥＴなど）を用いたスイッチング回路６８及び、整流回路７０を含んで形成されている。
【００６６】
スイッチング回路６８には、主電源回路６０から所定電圧レベルの電力が入力されるようになっている。また、コントローラ４０（図４参照）は、所定周期の信号（例えばパルス信号、ノコギリ波など）をｆ−Ｖ変換器６６に入力するようになっており、ｆ−Ｖ変換器６６は、入力された信号に応じた周期及びオン幅で、所定レベルの電圧信号をスイッチング回路６８へ出力する。スイッチング回路６８では、ｆ−Ｖ変換器６６から入力される電圧信号に応じてスイッチング素子がオン／オフ駆動される。
【００６７】
これにより、スイッチング回路６８に入力された電力が、スイッチング素子のオン／オフ（ＰＷＭ制御）によって、所定幅のパルス信号として出力され、整流回路７０で平滑化されることにより、所定の電圧レベルの電力が出力される。すなわち、予備波形発生回路６４では、主電源回路６０から入力された電力が、スイッチング回路６８のゲート電圧制御によって降圧されて出力される。
【００６８】
なお、ここでは、一例として、電圧レベルＨＶ１の電力を、電圧レベルＨＶ０（ＨＶ１＞ＨＶ０）に変換するものとして説明する。
【００６９】
一方、圧電素子３６は、電圧の変化幅に応じて液滴イジェクタ３４に設けている振動板を振動する。また、液滴イジェクタ３４は、この振動板の振幅が所定以上となると、インク液滴を吐出する。
【００７０】
ここで、予備波形発生回路６４では、インク液滴が吐出されない電圧幅に基づいた電圧を出力するようにしている。すなわち、予備波形生成回路６４から出力する電圧レベルＨＶ０の電力は、液滴イジェクタ３４の振動板を振動させるが、そのときの振幅が、ノズル３２から液滴を吐出しない範囲となっている。
【００７１】
コントローラ４０は、これに基づいたレベル及び周期の信号をｆ−Ｖ変換器６６へ出力するようにしている。
【００７２】
図４に示す切換え部６２は、コントローラ４０からの信号に基づいて、主電源回路６０から出力された電圧レベルＨＶ１の電力を、予備波形発生回路６４から入力される電圧レベルＨＶ０に電力に切換えて、インクジェット記録ヘッド２０へ出力するようになっている。
【００７３】
コントローラ４０は、予め設定されたタイミングで、切換え部６２を作動させると共に、電圧レベルＨＶ０の駆動信号を圧電素子３６へ出力するように選択信号を出力する。図８には、このときの駆動波形（予備駆動波形）の一例を示しており、コントローラ４０は、このような予備駆動波形が得られるように設定されている選択信号を出力するようになっている。
【００７４】
これにより、インクジェット記録ヘッド２０の各液滴イジェクタ３４では、インク液がノズル３２から吐出されない程度に、圧力発生室内が拡縮され、圧力発生室内に充填されているインクの攪拌がなされるようになっている。
【００７５】
このように構成されているインクジェット記録装置１０では、画像処理装置１８から印刷すべき画像データが入力されると、例えばＲＩＰ処理を行うことにより、画像データを二次元的に展開して記録用紙１ページ分ずつの印刷データを生成する。
【００７６】
この後、印刷データを、インクジェット記録ヘッド２０のイジェクタ基板２６ごとに分割し、コントローラ４０からイジェクタ基板２６ごとの駆動ＩＣ３８にシリアル出力する。これにより、印刷データが書く駆動ＩＣのシフトレジスタ４４に入力される。
【００７７】
これと共にコントローラ４０では、所定のタイミングでラッチ信号を入力することにより、波形信号Ａ、Ｂ、Ｃを入力することにより、印刷データに応じた圧電素子３６の駆動波形を生成し、生成した駆動波形に応じた電力を液滴イジェクタ３４の圧電素子３６を供給する。このとき、図示しないＳＷＩＣを用いて、印刷データに応じて、圧電素子３６ごとに駆動波形のオン／オフを行うことにより、各ノズル３２から印刷データに応じた滴量（大滴、中滴、小滴又は無滴）のインク液滴を吐出する。
【００７８】
これにより、インクジェット記録装置１０では、記録用紙に、１ライン分ずつの画像を形成する。
【００７９】
ところで、インクジェット記録装置１０では、非印字中に、予備駆動波形を生成し、この予備波形駆動に応じた電力を、液滴イジェクタ３４ごとの圧電素子３６へ供給することにより、予備駆動を行い、液滴イジェクタ３４内（圧力発生室内）のインクを攪拌することにより、インクが増粘してしまうのを防止するようにしている。
【００８０】
ここで、インクジェット記録装置１０で実行される予備駆動を説明する。インクジェット記録装置１０で予備駆動を行うタイミングとしては、電源スイッチがオンされた状態で、画像データが入力されずに印字待ちの印字休止状態（以下、ジョブインターバルとする）を適用することができると共に、印字中であるが、例えば、記録用紙の切換えタイミングなどのページインターバルであったり、１ライン分の印字が終了してから次のラインの印字を開始前のラインインターバルなどを適用することができる（ページインターバルとラインインターバルを含めて印字インターバルとする）。なお、ここで、ラインインターバルは、印字タイミング（液滴吐出タイミング）であるが、印字すべき画素がないために液滴吐出を休止しているタイミングとしている。
【００８１】
ここで、ジョブインターバルと印字インターバルに分けて、予備駆動を説明する。
【００８２】
図９には、ジョブインターバルにおける予備駆動処理の概略を示しており、このフローチャートは、インクジェット記録装置１０の電源がオンされて、画像データの入力待ち状態で、例えば、所定の時間間隔で実行され、最初のステップ１００では、画像処理装置１８から画像データが入力されたか否かを確認する。なお、ジョブインターバルでの予備駆動処理は、インクジェット記録装置１０が電力消費を抑えるために、所謂スリープモードとなっているときには、省力することが好ましい。
【００８３】
ここで、画像データが入力されていないときには、ステップ１００で否定判定してステップ１０２へ移行する。なお、画像データが入力されたときには、ステップ１００で肯定判定して、このフローチャートを終了し、入力された画像データに基づいた印刷処理を実行する。
【００８４】
このステップ１０２では、予備波形発生回路６４を制御して、予備波形用の電力（電圧レベルＨＶ０）の電力を生成し、切換え部６２を作動することにより、この電力を、各インクジェット記録ヘッド２０の駆動ＩＣ３８へ供給する。
【００８５】
これと共に、ステップ１０４では、駆動波形用の選択信号を出力すると共に、各液滴イジェクタ３４の圧電素子３６に対する図示しないＳＷＩＣの制御（オン）を行う。
【００８６】
これにより、各駆動ＩＣ３８で予備駆動波形の電力が生成され、液滴イジェクタ３４の予備駆動が行われ、液滴イジェクタ３４の圧力発生室が、液滴を吐出しない程度に拡縮されてインクが攪拌される。
【００８７】
この後、ステップ１０６では、画像データ入力されたか否かを確認し、画像データが入力されると、ステップ１０６で肯定判定してステップ１０８へ移行し、予備波形用の選択信号の出力を停止すると共に、切換え部６２の切換え及び予備波形発生回路６４の作動停止などの予備駆動終了処理を実行する。
【００８８】
このように、インクジェット記録装置１０の待機中に、圧電素子３６を駆動することにより、液滴イジェクタ３４内のインクの粘度が増して、印字を行おうとしたときに、所望の吐出滴量が得られなくなってしまうのを確実に防止して、印字処理を開始したときに、高品質の画像形成が可能となる状態に保持することができる。
【００８９】
なお、ジョブインターバル中の予備駆動は、待機中に常に実行されるものではなく、一定の時間間隔ごとに、所定時間ずつ実行するなどの任意の構成をとることができる。例えば、一定の時間間隔で、所定時間ずつ予備駆動を行うものであっても良い。
【００９０】
一方、図１０には、印字インターバル中の予備駆動の概略を示している。なお、このフローチャートは、印字処理を行うための画像データが入力されているときに、インクジェット記録ヘッド２０ごと、イジェクタ基板２８ごと、などに分けて実行されるものであっても良い。また、このフローチャートを実行するときには、予め予備波形発生回路６４を作動させて予備波形用の電力が生成していることが好ましい。
【００９１】
このフローチャートでは、最初のステップ１２０で、非印字中、すなわち、圧電素子３６が液滴を吐出するように駆動されていない状態であるか否かを確認する。このときに、液滴を吐出するように駆動されていれば、ステップ１２０で否定判定して、予備駆動処理が実行されないようにする。
【００９２】
ここで、非印字中であれば、ステップ１２０で肯定判定してステップ１２２へ移行する。このステップ１２２では、切換え部６２を作動させて予備波形を、予備駆動を行う液滴イジェクタ３４が接続されている駆動ＩＣ３８に供給すると共に、ステップ１２４では、駆動ＩＣ３８及び図示しないＳＷＩＣを制御して、予備駆動波形を圧電素子３６へ出力し、この予備駆動波形の電力によって圧電素子を駆動する。
【００９３】
これにより、非動作中（非印字中）の液滴イジェクタ３４が、圧電素子３６によって圧力発生室が拡縮され、内部のインクが攪拌される。
【００９４】
一方、予備駆動を開始すると、ステップ１２６では、印字開始タイミングとなったか否か、すなわち、液滴イジェクタ３４に対応するノズル３２からインク液滴を吐出するタイミングとなったか否かを確認する。なお、インクの吐出タイミングは、記録用紙の搬送タイミングなど、駆動機構部１４の作動に同期したタイミングで、かつ、印字開始に遅れが生じることがないタイミングとすることができる。
【００９５】
ここで、印字タイミングとなると、ステップ１２６で肯定判定してステップ１２８へ移行し、駆動ＩＣ３８へ出力する電力を、予備波形用の電圧レベルＨＶ０の電力から、駆動波形用の電圧レベルＨＶ１へ切換え、予備駆動処理を終了する。
【００９６】
このようにして、液滴の吐出に先立って、予備駆動を行うことにより、インクジェット記録ヘッド２０の各液滴イジェクタ３４のインクの粘度を略均一にすることができるので、各液滴イジェクタ３４から所望の滴量のインクを吐出することができるので、記録用紙の全面に、ライン方向に沿って一定品質の画像を形成することができる。
【００９７】
したがって、インクジェット記録装置１０では、インクの増粘などによる画像のかすれなどの画質低下が生じるのを防止して、常に一定品質で、高画質の画像形成が可能となる。
【００９８】
このとき、インクジェット記録装置１０では、駆動用の電力を変換する簡単な構成でインクの増粘を確実に防止することができる。また、予備駆動を行うときに、電圧レベルを下げることにより予備駆動に用いる電力消費を抑えることができる。
【００９９】
なお、本実施の形態では、電源部４２に、主電源回路６０と共に予備波形用の電力を発生する予備駆動波形発生回路６４を設けたが、予備波形発生回路６４を特別に設けず、一つの電源回路で、通常駆動用の電圧レベルの電力と共に、予備駆動用の電圧レベルの電力を発生するようにして、駆動ＩＣ３８へ出力するときに、切換え部６２で切換える構成であっても良い。
【０１００】
一方、本実施の形態では、予備駆動波形として、図８に示す矩形状のパルスを用いたが、予備駆動を行うときの駆動波形（予備駆動波形）はこれに限るものではなく、少なくとも振幅が、液滴イジェクタ３４から液滴が吐出されない範囲であれば、任意の波形を用いることができる。また、個々の波形は、電位差が上記範囲であれば、異なっていても良く、駆動波形の周期も一定周期でなく、可変周期であっても良い。
【０１０１】
すなわち、図１１（Ａ）に示すように、予備駆動波形として、波形が台形状であっても良く、図１１（Ｂ）に示すように、電圧レベルが徐々に減少及び増加するように変化する波形であっても良い。また、図示は省略するが、半波整流波形や全波整流波形などや、ノコギリ波などの任意の波形を適用することができる。
【０１０２】
さらには、図１１（Ｃ）に示すように、振幅（電位差）が、液滴イジェクタ３４から液滴が吐出されない範囲（本実施の形態では、一例として電圧レベルＨＶ０）であれば、駆動波形の電圧のピークは、電圧レベルＨＶ０よりも高くても良い。
【０１０３】
すなわち、インクジェット記録ヘッド２０に設けている液滴イジェクタ３４は、圧力発生室内の振動板の振幅が大きくなることにより、ノズル３２から液滴を吐出する。このとき、振動板の振幅は、圧電素子３６に供給する電力の電位差に応じている。
【０１０４】
ここから、電位差を所定範囲に抑えることにより、ノズル３２からインクを吐出させることなく、インクの攪拌を行って増粘を防止することができる。
【０１０５】
また、液滴イジェクタ３４のインクの粘度は、環境温度、環境湿度に応じて変化することが考えられる。ここから、予備駆動波形の振幅や周期、予備駆動タイミングは、環境温度、環境湿度などに応じて可変するものであっても良い。
【０１０６】
本実施の形態に適用したインクジェット記録装置１０は、ｆ−Ｖ変換器６６に入力する信号の周期などを変更することにより、出力する電圧レベルの変更が可能となる。また、インクジェット記録装置１０では、予備駆動を行うときにコントローラ４０から出力する選択信号やラッチ信号を切換えることより、予備駆動波形の幅や、間隔を変更することができる。
【０１０７】
ここから、環境温度や環境湿度、少なくとも環境湿度を検出し、検出結果に基づいて、電圧レベル、駆動幅（例えばパルス幅）、駆動間隔（例えばパルス間隔）を設定するようにしても良く、これにより、一層、効率的で的確な増粘防止が可能となる。
【０１０８】
なお、以上説明した本実施の形態では、液滴吐出装置として、吐出液滴によって記録用紙などに画像を形成する液滴吐出記録装置であるインクジェット記録装置１０を例に説明した、本発明は、これに限らず、任意の構成のインクジェット記録装置などの液滴吐出記録装置に適用することができる。また、本発明は、液滴吐出記録装置に限らず、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えた任意の構成の液滴吐出装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本実施の形態に適用したインクジェット記録装置の概略構成図である。
【図２】インクジェット記録ヘッドの一例を示す概略斜視図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）はインクジェット記録ヘッドに設けるイジェクタ基板の一例を示す概略図である。
【図４】インクジェット記録装置の要部の概略構成を示すブロック図である。
【図５】駆動ＩＣの要部の概略構成を示すブロック図である。
【図６】（Ａ）から（Ｃ）は液滴の吐出を行うときの駆動波形の一例を示す概略図であり、（Ａ）は大滴用、（Ｂ）は中滴用及び、（Ｃ）は小的用を示している。
【図７】予備波形生成回路の一例を示す概略構成図である。
【図８】予備駆動波形の一例を示す概略図である。
【図９】ジョブインターバルでの予備駆動の概略を示す流れ図である。
【図１０】印字インターバルでの予備駆動の概略を示す流れ図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）のそれぞれは、適用可能な予備駆動波形の他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１０    インクジェット記録装置（液滴吐出装置）
１２    電源部
１６    コントローラ部
１８    画像処理装置
２０    インクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
２８（２８Ａ、２８Ｂ）    イジェクタ基板
３２    ノズル
３４    液滴イジェクタ
３６    圧電素子
３８    駆動ＩＣ（駆動手段）
４０    コントローラ（駆動制御手段、切換え手段）
４２    電源部
６０    主電源回路
６２    切換え部（切換え手段）
６４    予備波形発生回路
【図１】
2006264075.tif 000003
【図２】
2006264075.tif 000004
【図３】
2006264075.tif 000005
【図４】
2006264075.tif 000006
【図５】
2006264075.tif 000007
【図６】
2006264075.tif 000008
【図７】
2006264075.tif 000009
【図８】
2006264075.tif 000010
【図９】
2006264075.tif 000011
【図１０】
2006264075.tif 000012
【図１１】
2006264075.tif 000013