(57)【要約】【課題】インクジェットヘッドの小型化やノズルの高集積化を阻害せずに、ノズルからのインク吐出性能のばらつきを抑制することができるインクジェット装置を提供すること。【解決手段】インクをノズル（４０１）から吐出させる圧電素子（１０２）を備えるインクジェットヘッド（１０３）と、印刷周期毎に生成される印刷データに対応して圧電素子（１０２）に印加する駆動電圧を生成する駆動電圧生成器（１０４）、および、駆動電圧を補正する補正部（１０８）を備える駆動電圧印加装置（１０５）と、を含む、インクジェット装置（１）。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクをノズルから吐出させる圧電素子を備えるインクジェットヘッドと、
印刷周期毎に生成される印刷データに対応して前記圧電素子に印加する駆動電圧を生成する駆動電圧生成器、および、前記駆動電圧を補正する補正部を備える駆動電圧印加装置と、を含む、
インクジェット装置。
【請求項２】
前記印刷データを生成する印刷データ発生装置と、
前記印刷データ発生装置から前記印刷データが送信されているときに前記駆動電圧を前記圧電素子に供給するヘッドドライバと、をさらに含む、
請求項１に記載のインクジェット装置。
【請求項３】
前記駆動電圧生成器は、
複数の前記圧電素子に対して共通の駆動電圧を生成する、
請求項１または２に記載のインクジェット装置。
【請求項４】
前記補正部は、
前記駆動電圧を調整するダイオード素子と、
前記ダイオード素子と並列に接続され、前記ダイオード素子を通って電流が流れるか否かを選択する選択スイッチと、を備える、
請求項１ないし３のいずれか一項に記載のインクジェット装置。
【請求項５】
印刷周期毎に、駆動ノズル数に応じてオンにされる前記選択スイッチの数を調整する第一調整部をさらに備える、
請求項４に記載のインクジェット装置。
【請求項６】
前記ダイオード素子の温度に応じてオンにされる前記選択スイッチの数を調整する第二調整部をさらに備える、
請求項４または５に記載のインクジェット装置。
【請求項７】
前記圧電素子は、複数のグループにグループ分けされており、
前記駆動電圧印加装置は、前記グループ毎に前記補正部を備える、
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
【請求項８】
前記圧電素子は、ノズル列単位でグループ分けされている、
請求項７に記載のインクジェット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、圧電素子を用いたオンデマンド型のインクジェット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電素子を用いたオンデマンド型のインクジェットヘッドが知られている（特許文献１）。特許文献１に記載のものでは、ノズルに付設された圧電素子（ピエゾ素子）に対して駆動電圧が印加されることにより、圧電素子が変形する。そして、圧電素子の変形によるインク室の体積変動でノズルからインク液滴が吐出し、各種の印刷画像の記録が行われる。このような構造では、圧電素子毎に異なる駆動電圧を印加させようとすると、圧電素子の数だけ駆動回路を備える必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４９７１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の構成では、インクジェットヘッドの内部に補正回路が配置されるため、補正回路のサイズの制約により、インクジェットヘッドを小型化することが制限されてしまうという問題があった。
【０００５】
本開示の目的は、インクジェットヘッドの小型化やノズルの高集積化を阻害せずに、ノズルからのインク吐出性能のばらつきを抑制することができるインクジェット装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様は、インクをノズルから吐出させる圧電素子を備えるインクジェットヘッドと、印刷周期毎に生成される印刷データに対応して前記圧電素子に印加する駆動電圧を生成する駆動電圧生成器、および、前記駆動電圧を補正する補正部を備える駆動電圧印加装置と、を含む、インクジェット装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、インクジェットヘッドの内部に補正回路を配置することなく、インク吐出量のばらつきを少なくすることができる。そのため、インクジェットヘッドの小型化やノズルの高集積化を阻害せずに、ノズルからのインク吐出性能のばらつきを抑制し、印刷画像の画質向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態におけるインクジェット装置のブロック図
【図２】印刷データ発生装置および駆動電圧印加装置の主要な構成要素を示すブロック図
【図３】ヘッドドライバの主要な構成要素を示すブロック図
【図４】インクジェットヘッドの主要な構成要素を示す図
【図５】補正回路の主要な構成要素を示すブロック図
【図６】補正回路の構成の一例を示す図
【図７Ａ】インク吐出量調整前の印刷画像の一例を示す図
【図７Ｂ】インク吐出量調整後の印刷画像の一例を示す図
【図８】第２の実施の形態におけるインクジェット装置のブロック図
【図９】第３の実施の形態におけるインクジェット装置のブロック図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本開示はこの実施形態により限定されるものではない。以下で説明する実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００１０】
なお、以下の説明において、同種の要素を区別して説明する場合には、「圧電素子１０２ａ」、「圧電素子１０２ｂ」のように参照符号を用いる。また、同種の要素を区別しないで説明する場合には、「圧電素子１０２」のように参照符号のうちの共通番号のみを用いる。
【００１１】
（第１の実施の形態）
図１〜図７Ｂを参照して、第１の実施の形態について説明する。
【００１２】
＜インクジェット装置の構成＞
図１は、第１の実施の形態におけるインクジェット装置１を示すブロック図である。インクジェット装置１は、印刷データ発生装置１０１と、インクジェットヘッド１０３と、駆動電圧印加装置１０５と、ヘッドドライバ１０７と、を備える。
【００１３】
印刷データ発生装置１０１は、印刷周期毎に印刷データを生成する。
【００１４】
インクジェットヘッド１０３は、圧電素子（ピエゾ素子）１０２ａ、１０２ｂおよび１０２ｃを備える。圧電素子１０２ａ、１０２ｂおよび１０２ｃは、印加電圧に応じてインク液滴４０４（後述する）をノズル４０１（後述する）から吐出させる機能を有する。
【００１５】
駆動電圧印加装置１０５は、駆動電圧生成器１０４と、補正回路１０８（「補正部」の一例）とを備える。駆動電圧生成器１０４は、印刷データ発生装置１０１で生成された印刷データに応じて、圧電素子１０２ａ、１０２ｂおよび１０２ｃに印加される駆動電圧Ｖａｍｐを生成する機能を有する。
【００１６】
補正回路１０８は、駆動電圧生成器１０４で生成された駆動電圧Ｖａｍｐを補正し、圧電素子１０２ａ、１０２ｂおよび１０２ｃに対して補正した駆動電圧を供給する機能を有する。
【００１７】
ヘッドドライバ１０７は、圧電素子１０２ａ、１０２ｂおよび１０２ｃにそれぞれ対応するスイッチ１０６ａ、１０６ｂおよび１０６ｃを備える。
【００１８】
印刷データ発生装置１０１は、ヘッドドライバ１０７に対して、印刷データを送信する。このような印刷データは、デジタルデータであり、その値は“０”または“１”である。
【００１９】
ヘッドドライバ１０７は、印刷データ発生装置１０１から送信される印刷データの値が“１”の場合のみ、スイッチ１０６ａ、１０６ｂおよび１０６ｃをオンにする。
【００２０】
スイッチ１０６ａ、１０６ｂおよび１０６ｃがオンされると、駆動電圧印加装置１０５から印加された駆動電圧が、インクジェットヘッド１０３の各圧電素子１０２ａ、１０２ｂおよび１０２ｃへ供給される。
【００２１】
＜印刷データ発生装置１０１および駆動電圧印加装置１０５の構成＞
図２に、印刷データ発生装置１０１および駆動電圧印加装置１０５の主要な構成要素を示す。図２において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００２２】
図２に示すように、印刷データ発生装置１０１は、印刷制御部２０１と印刷データ格納メモリ２０２とを備える。また、駆動電圧印加装置１０５は、印刷制御部２０１、駆動電圧データ格納メモリ２０３、ＤＡ変換部２０４、フィルタ２０５、アンプ２０６および補正回路１０８を備える。
【００２３】
印刷制御部２０１は、印刷データ発生装置１０１の構成要素として機能するとともに、駆動電圧印加装置１０５の構成要素としても機能する。印刷制御部２０１は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等で構成されている。
【００２４】
印刷制御部２０１は、ホストコンピュータ２０７から、印刷データを受信して、印刷制御部２０１に接続された印刷データ格納メモリ２０２に印刷データを保存する。
【００２５】
印刷制御部２０１は、ホストコンピュータ２０７から印刷画像９０１（後述する）の記録を行うための印刷動作開始の指令を受けると、印刷データ格納メモリ２０２に保存された印刷データを読み込む。
【００２６】
そして、印刷制御部２０１は、読み込んだ印刷データを、印刷制御部２０１内部のＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）に一時的に格納する。さらに、印刷制御部２０１は、インクジェットヘッド１０３がインク液滴４０４の吐出を行うのに適切なタイミングで、印刷データをヘッドドライバ１０７に送信する。
【００２７】
また、印刷制御部２０１は、ホストコンピュータ２０７から、駆動電圧データを受信して、印刷制御部２０１に接続された駆動電圧データ格納メモリ２０３に駆動電圧データを保存する。
【００２８】
印刷制御部２０１は、印刷データの場合と同様に、ホストコンピュータ２０７から印刷画像９０１の記録を行うための印刷動作開始の指令を受けると、駆動電圧データ格納メモリ２０３に保存された駆動電圧データを読み込む。
【００２９】
そして、印刷制御部２０１は、読み込んだ駆動電圧データを、印刷制御部２０１内部のＲＡＭに一時的に格納する。さらに、印刷制御部２０１は、インクジェットヘッド１０３がインク液滴４０４の吐出を行うのに適切なタイミングで、駆動電圧データをＤＡ変換部２０４に送信する。
【００３０】
なお、印刷データ格納メモリ２０２および駆動電圧データ格納メモリ２０３としては、フラッシュＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）等の不揮発性メモリを用いることができる。
【００３１】
また、印刷データ格納用と駆動電圧データ格納用とで、物理的に共通のメモリを使用することも可能である。その場合においても、メモリ内部のデータ保存領域は、物理アドレス番号を用いて、印刷データ格納用と駆動電圧データ格納用とで分けることが好ましい。
【００３２】
ＤＡ変換部２０４は、一般にＤＡコンバータなどの汎用ロジックＩＣで構成されており、印刷制御部２０１から送信された駆動電圧のデジタルデータをアナログデータに変換する。
【００３３】
ＤＡ変換部２０４でアナログデータに変換された駆動電圧は、フィルタ２０５で高周波成分が除去され、電圧増幅器および電流増幅器で構成されるアンプ２０６において所望の電圧値および電流値に増幅され、補正回路１０８に送信される。補正回路１０８に送信された駆動電圧は、補正回路１０８の内部にて電圧値が補正されて、ヘッドドライバ１０７に送信される。
【００３４】
＜ヘッドドライバ１０７の構成＞
図３に、ヘッドドライバ１０７の主要な構成要素を示す。図３において、図１および図２と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。図３に示すように、ヘッドドライバ１０７は、シリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ変換部）３０１、ラッチ回路３０２およびアナログスイッチ３０３を備える。
【００３５】
Ｓ／Ｐ変換部３０１は、印刷制御部２０１から送信される印刷データをシリアルデータとして受信し、シフトレジスタを用いてパラレルデータに変換する。変換されたパラレルデータは、印刷周期毎に印刷制御部２０１から送信されるラッチ信号によって、ラッチ回路３０２に取り込まれる。
【００３６】
アナログスイッチ３０３のオンまたはオフの制御は、ラッチ回路３０２に取り込まれた印刷データ信号に従って行われる。アナログスイッチ３０３には、インクジェットヘッド１０３が接続されている。
【００３７】
アナログスイッチ３０３がオンの場合、インクジェットヘッド１０３内部の圧電素子１０２に、補正回路１０８より送信された駆動電圧が印加されることになる。なお、アナログスイッチ３０３は、インクジェットヘッド１０３の内部に備えられた圧電素子１０２の数だけ準備されており、圧電素子１０２を個別に制御することが可能である。また、上述した通り、ラッチ信号は印刷周期毎に送信されるため、アナログスイッチ３０３のオンまたはオフの状態は、印刷周期毎に変更可能である。
【００３８】
＜インクジェットヘッド１０３の構成＞
図４に、インクジェットヘッド１０３の主要な構成要素を示す。図４において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。図４に示すように、インクジェットヘッド１０３は、ノズル４０１、インク室４０２、振動板４０３および圧電素子１０２を備える。図４に示す例では、インクジェットヘッド１０３は、２個のノズル４０１と、２個のインク室４０２と、２個の圧電素子１０２と、１枚の振動板４０３を有している。
【００３９】
ノズル４０１は、インク室４０２に付設される。振動板４０３は、各インク室４０２の共通の電極として、インク室４０２の複数個を横一列に連接した上部面の全面に配置される。圧電素子１０２は、各インク室４０２にそれぞれ対応する電極として、振動板４０３の上面において各インク室４０２に対応した領域に配置される。
【００４０】
この構成によれば、圧電素子１０２が有する個別電極と共通電極である振動板４０３との間に駆動電圧を印加すると、圧電素子１０２が伸縮する。圧電素子１０２の伸縮は、振動板４０３に拘束されるので、振動板４０３が厚み方向に撓み変形する。振動板４０３の撓み変形によってインク室４０２の容積が変化し、ノズル４０１からインク液滴４０４が吐出される。
【００４１】
＜補正回路１０８の構成＞
図５に、補正回路１０８の主要な構成要素を示す。図５において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。図５に示すように、補正回路１０８は、複数のダイオード素子５０１ａ、５０１ｂおよび５０１ｃと、ダイオード素子５０１ａ、５０１ｂおよび５０１ｃにそれぞれ対応した選択スイッチ５０２ａ、５０２ｂおよび５０２ｃとを備える。
【００４２】
各選択スイッチ５０２ａ、５０２ｂおよび５０２ｃのオンまたはオフの制御により、駆動電圧生成器１０４で生成された駆動電圧が補正され、補正された駆動電圧がヘッドドライバ１０７に送信される。
【００４３】
ダイオード素子５０１としては、例えばショットキーバリアダイオードが用いられる。ショットキーバリアダイオードは、一般的なＰＮ接合ダイオードに比べ、順方向電圧（電圧降下）が低いため、駆動電圧を細かく補正するのに適している。
【００４４】
一般的なショットキーバリアダイオードの順方向電圧は０．３Ｖ程度である。そのため、接続するダイオード素子５０１の個数を選択スイッチ５０２によって切り替えることで、０．３Ｖ刻みで駆動電圧を調整することができる。
【００４５】
一方、駆動電圧の調整幅（調整なしの場合と、接続可能なダイオード素子５０１をすべて接続し調整量を最大にした場合との差）を大きく持たせたい場合には、ＰＮ接合ダイオードの一種であるファーストリカバリーダイオードが用いられる。
【００４６】
一般的なファーストリカバリーダイオードの順方向電圧は０．６Ｖ程度である。そのため、接続するダイオード素子５０１の個数を選択スイッチ５０２によって切り替えることで、０．６Ｖ刻みで駆動電圧を調整することができる。
【００４７】
これにより、ショットキーバリアダイオードを使用する場合よりも駆動電圧の調整幅を大きくもたせることができる。なお、ひとつの補正回路１０８の中で、ショットキーバリアダイオードとファーストリカバリーダイオードを混在させて使用してもよい。
【００４８】
選択スイッチ５０２としては、例えば、トランジスタやＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ    Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のオンまたはオフ制御可能なスイッチング素子が用いられる。
【００４９】
駆動電圧の補正には、上述のとおりダイオード素子５０１が用いられる。図５に示すように、駆動電圧生成器１０４とヘッドドライバ１０７の間に、ひとつまたは複数のダイオード素子５０１が直列に接続される。
【００５０】
これにより、ヘッドドライバ１０７に送信される駆動電圧が、ダイオードの順方向電圧特性により、直列に接続されるダイオード素子５０１の個数分だけ電圧降下する。例えば、ひとつのダイオード素子５０１につき、０．３Ｖの電圧降下が発生すると仮定すると、以下のようになる。
【００５１】
選択スイッチ５０２を個別に制御し、選択スイッチ５０２ａをオン、選択スイッチ５０２ｂおよび５０２ｃをオフにすると、駆動電圧生成器１０４とヘッドドライバ１０７の間に、ダイオード素子５０１ｂおよび５０１ｃが直列に接続されることになる。そのため、ヘッドドライバ１０７に送信される駆動電圧が０．６Ｖ低下する。
【００５２】
インクジェットヘッド１０３を構成する圧電素子１０２やインク室４０２等の製造ばらつきにより、ノズル４０１毎の駆動電圧の最適値が異なる場合がある。これに対し、インクジェットヘッド１０３に備えられたノズル４０１毎に補正回路１０８を設ければ、選択スイッチ５０２の調整により、ノズル４０１毎に、圧電素子１０２に対して最適な駆動電圧を印加することができる。そのため、ノズル４０１毎のインク吐出性能のばらつきを抑えることができ、印刷画像９０１の画質向上を図ることができる。
【００５３】
以上説明したように、本実施の形態では、インクジェット装置１は、印加される電圧に応じた量のインクをノズル４０１から吐出させる圧電素子１０２を備えるインクジェットヘッド１０３と、印刷周期毎に生成される印刷データに対応して圧電素子１０２に印加する駆動電圧を生成する駆動電圧生成器１０４、および、駆動電圧を補正する補正回路１０８を備える駆動電圧印加装置１０５と、を含む。
【００５４】
本実施の形態では、補正回路１０８をインクジェットヘッド１０３の内部に設けずに、駆動電圧印加装置１０５側に設けるため、インクジェットヘッド１０３の小型化またはノズル４０１の高集積化を阻害せずに、印刷画像９０１の画質向上を図ることができる。
【００５５】
なお、本実施の形態では、補正回路１０８を駆動電圧印加装置１０５側に設けたが、これに限定されない。インクジェットヘッド１０３の小型化またはノズル４０１の高集積化を阻害しなければ、補正回路１０８を必ずしも駆動電圧印加装置１０５側に設ける必要はない。例えば、補正回路１０８は、ヘッドドライバ１０７の近傍やインクジェットヘッド１０３の近傍に設けられてもよい。
【００５６】
また、本実施の形態では、ノズル４０１毎に補正回路１０８を設けたが、回路規模を減らすため、複数のノズル４０１をまとめて一つのノズルグループ８０１とし、ノズルグループ８０１毎に補正回路１０８を設けてもよい。これにより、ノズル４０１毎の吐出性能のばらつきは抑制できないが、ノズルグループ８０１毎の吐出性能のばらつきを抑制することができる。これについて、以下詳細に説明する。
【００５７】
複数のノズル４０１をまとめて一つのノズルグループ８０１とし、複数のノズル４０１に対して共通のインク流路を用いる場合、インク流路等の製造ばらつきにより、ノズルグループ８０１毎の吐出性能の差が生じる場合がある。これに対して、ノズルグループ８０１毎に補正回路１０８を設けることで、ノズルグループ８０１毎の吐出性能の差を抑制することができる。
【００５８】
例えば、ノズルグループ８０１毎に異なる記録色を設定したインクジェットヘッド１０３では、ノズルグループ８０１毎に補正回路１０８を設けることで、ノズルグループ８０１毎の吐出性能の差によって特定の色が強く記録されてしまうという不具合を解消することができる。
【００５９】
なお、ノズルグループ８０１毎に補正回路１０８を設ける場合、必ずしもノズル列毎にノズルグループ８０１が分けられる必要はない。同一のノズル列内において、複数のノズルグループ８０１が分けられてもよい。このようにすれば、ノズル列内において吐出性能がばらついたとしても、ノズル列内の吐出性能のばらつきを抑制することができる。
【００６０】
さらに、異なるノズル列に属する複数のノズル４０１が共通のノズルグループ８０１として分けられてもよい。このようにすれば、ノズル列に因らない特定の物理的なノズル配置毎に吐出性能がばらついたとしても、吐出性能のばらつきを抑制することができる。
【００６１】
次に、ノズルグループ８０１毎のインク吐出量の調整方法を説明する。図６に、補正回路の構成の一例を示す。図６において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００６２】
図６に示すように、駆動電圧生成器１０４で生成された駆動電圧Ｖａｍｐが、ノズルグループ８０１ａ、８０１ｂおよび８０１ｃにそれぞれ印加される構成となっている。なお、ノズルグループ８０１ａ、８０１ｂおよび８０１ｃは、それぞれ複数のノズル４０１で構成されている。
【００６３】
また、各ノズル４０１には、対応する圧電素子１０２やスイッチ１０６が付設されている。さらに、各ノズルグループ８０１ａ、８０１ｂおよび８０１ｃに対して、それぞれ補正回路８０２ａ、８０２ｂおよび８０２ｃが接続されている。
【００６４】
補正回路８０２ａは、ダイオード素子８０３ａ、８０３ｂおよび８０３ｃと、ダイオード素子８０３ａ、８０３ｂおよび８０３ｃにそれぞれ対応した選択スイッチ８０４ａ、８０４ｂおよび８０４ｃで構成されている。
【００６５】
補正回路８０２ｂは、ダイオード素子８０３ｄ、８０３ｅおよび８０３ｆと、ダイオード素子８０３ｄ、８０３ｅおよび８０３ｆにそれぞれ対応した選択スイッチ８０４ｄ、８０４ｅおよび８０４ｆで構成されている。
【００６６】
補正回路８０２ｃは、ダイオード素子８０３ｇ、８０３ｈおよび８０３ｉと、ダイオード素子８０３ｇ、８０３ｈおよび８０３ｉにそれぞれ対応した選択スイッチ８０４ｇ、８０４ｈおよび８０４ｉで構成されている。
【００６７】
はじめに、ノズルグループ８０１毎のインク吐出量のばらつきを確認するため、各補正回路８０２の選択スイッチ８０４が、すべてオンに設定される。これにより、駆動電圧生成器１０４で生成された駆動電圧Ｖａｍｐが、補正されずに各ノズルグループ８０１に印加されることなる。
【００６８】
また、インク吐出量の確認を行うため、各ノズル４０１に対応するスイッチ１０６がすべてオンに設定される。つまり、すべてのノズル４０１がインクを吐出する状態に設定されることになる。これにより、駆動電圧Ｖａｍｐが印加される度に、すべてのノズル４０１が、インク液滴４０４を吐出することになる。
【００６９】
次に、この状態で、ある一定の吐出周期で複数回にわたり駆動電圧Ｖａｍｐが印加される。そうすることで、一定周期で各ノズル４０１からインク液滴４０４が吐出される。この時、インクジェットヘッド１０３は、固定冶具等で固定した状態とされる。
【００７０】
また、インクジェットヘッド１０３に対して、一定距離を空けて印刷ステージが配置される。印刷ステージの上面には、印刷用紙が載置される。そして、印刷ステージが吐出周期に同期した速度で移動されることで、図７Ａおよび図７Ｂに示すような印刷画像９０１が印刷用紙に記録される。
【００７１】
なお、印刷画像９０１の記録に使用するインクは、各ノズルグループ８０１で同一のものが用いられる。これにより、ノズルグループ８０１毎に、記録された印刷画像９０１の印刷濃度の差を比較することができる。
【００７２】
図７Ａおよび図７Ｂは、インク吐出量調整前後の印刷画像９０１を示している。図７Ａは、インク吐出量調整前に得られた印刷画像９０１を示している。図７Ｂは、インク吐出量調整後に得られた印刷画像９０１を示している。
【００７３】
図７Ａの印刷画像９０１ａは、インク吐出量調整前のノズルグループ８０１ａからのインクの吐出により得られた画像である。印刷画像９０１ｂは、インク吐出量調整前のノズルグループ８０１ｂからのインクの吐出により得られた画像である。印刷画像９０１ｃは、インク吐出量調整前のノズルグループ８０１ｃからのインクの吐出により得られた画像である。
【００７４】
図７Ｂの印刷画像９０１ｄは、インク吐出量調整後のノズルグループ８０１ａからのインクの吐出により得られた画像である。印刷画像９０１ｅは、インク吐出量調整後のノズルグループ８０１ｂからのインクの吐出により得られた画像である。印刷画像９０１ｆは、インク吐出量調整後のノズルグループ８０１ｃからのインクの吐出により得られた画像である。
【００７５】
インク吐出量を調整する前は、各ノズルグループ８０１に同一の駆動電圧が印加される。ノズルグループ８０１毎で、製造ばらつきに起因する吐出性能の差がある場合には、同一の駆動電圧が印加されても、ノズルグループ８０１毎でインク吐出量に差が生じる。
【００７６】
この時、印刷画像９０１には、図７Ａに示すように、ノズルグループ８０１毎の濃度の差がみられる。印刷画像９０１の濃度の差は、記録される画像の画質悪化につながる。そこで次に、得られた印刷画像９０１をもとに、補正回路８０２での調整を行うことで、ノズルグループ８０１毎のインク吐出量の差を抑制する作業が行われる。具体的な作業手順を次に示す。
【００７７】
図７Ａにおいて、印刷画像９０１ｂの濃度は、印刷画像９０１ａの濃度よりも高い。そのため、印刷画像９０１ｂの濃度を低くして、印刷画像９０１ａの濃度に近づける必要がある。印加する駆動電圧を下げると、インク吐出量は少なくなり、記録される印刷画像９０１の濃度が低くなる。
【００７８】
そこで、ノズルグループ８０１ｂに対応する補正回路８０２ｂにおいて、選択スイッチ８０４ｅおよび８０４ｆをオンに設定したまま、選択スイッチ８０４ｄのみがオフに設定される。これにより、ダイオード素子８０３ｄのみが直列に接続されることになる。
【００７９】
ここで、各補正回路８０２に使用されるダイオード素子８０３の順方向電圧が０．３Ｖであるとすると、補正回路８０２ｂによって、ノズルグループ８０１ｂに印加される駆動電圧が０．３Ｖ下がることになる。
【００８０】
これにより、ノズルグループ８０１ｂのインク吐出量を、ノズルグループ８０１ａのインク吐出量に近づけることができる。つまり、図７Ｂに示すように、印刷画像９０１ｅの濃度を、印刷画像９０１ｄの濃度に近づけることができる。
【００８１】
同様に、図７Ａにおいて、印刷画像９０１ｃの濃度は、印刷画像９０１ａの濃度よりも高く、印刷画像９０１ｂの濃度と比較しても高い。そこで、ノズルグループ８０１ｃに対応する補正回路８０２ｃにおいて、選択スイッチ８０４ｉをオンに設定したまま、選択スイッチ８０４ｇおよび８０４ｈがオフに設定される。
【００８２】
これにより、ダイオード素子８０３ｇおよび８０３ｈが直列に接続されることになる。つまり、補正回路８０２ｃによって、ノズルグループ８０１ｃに印加される駆動電圧が０．６Ｖ下がることになる。
【００８３】
これにより、ノズルグループ８０１ｃに対しては、ノズルグループ８０１ｂに対する補正よりもさらに大きな補正が加わることになる。したがって、ノズルグループ８０１ｃのインク吐出量を、ノズルグループ８０１ａのインク吐出量に近づけることができる。これにより、図７Ｂに示すように、印刷画像９０１ｆの濃度を、印刷画像９０１ｄの濃度に近づけることができる。
【００８４】
以上のように、調整前に得られた印刷画像９０１の濃度差に応じて、補正回路８０２で直列に接続するダイオード素子８０３の数を適切に調整することで、図７Ｂに示すように、ノズルグループ８０１毎に均一な濃度を有する印刷画像９０１を記録することができる。つまり、ノズルグループ８０１毎のインク吐出量の差を少なくすることによって、記録する画像の画質向上を図ることができる。
【００８５】
また、ノズル４０１に付設された圧電素子１０２に印加される駆動電圧を生成する駆動電圧印加装置１０５側に、複数のノズルグループ８０１毎に駆動電圧を補正する補正回路８０２を配置する。そのため、インクジェットヘッド１０３の内部に補正回路８０２を配置する必要がない。つまり、補正回路８０２のサイズの制約により、インクジェットヘッド１０３の小型化や、ノズル４０１の高集積化が制限されることがない。これにより、インクジェットヘッド１０３の小型化やノズル４０１の高集積化も図ることができる。
【００８６】
ところで、圧電素子１０２に駆動電圧を印加する場合に、印加する電圧値は常時一定ではなく、数μ秒〜数十μ秒単位で電圧値の切り替えが行われている。また、切り替えられる電圧値も二値ではなく、多値が採用される。さらに、電圧値の切り替えには、一定の時間的な傾き（スルーレート）が発生する。
【００８７】
そのため、圧電素子１０２へ印加される駆動電圧は、電圧の切り替えタイミング、切り替える電圧値、さらにはスルーレートの調整により、各ノズル４０１から設計上のインク吐出量や吐出速度で吐出できるように制御される。
【００８８】
また、これらの制御は、吐出周期（現在のインク液滴４０４が吐出されてから、次のインク液滴４０４が吐出されるまでの間隔）毎に行われる。そのため、駆動電圧生成器１０４が、特定の形状の波形（駆動電圧波形）を吐出周期で繰り返し生成していることになる。この駆動電圧波形の形状が変わると、インク吐出量や吐出速度が変わることになる。
【００８９】
本実施の形態におけるダイオード素子５０１の代わりに、特許文献１で用いられているコンデンサ素子を用いて駆動電圧の調整を行う場合、駆動電圧が伝搬される伝送路の構成として、調整用のコンデンサ素子の後段に、配線抵抗成分が加わることなる。
【００９０】
この配線抵抗成分としては、ヘッドドライバ１０７内のアナログスイッチ３０３内部のオン抵抗や、インクジェットヘッド１０３内部の配線抵抗が該当する。また、圧電素子１０２自体のコンデンサ容量も加わるため、これらのコンデンサ成分と抵抗成分との影響で、電気回路としては２次のＣＲローパスフィルタとなる。
【００９１】
そのため、駆動電圧波形に対して急峻なフィルタ効果が加わることになり、駆動電圧生成器１０４で生成された駆動電圧波形の形状、特にスルーレート部分に変化が生じる。このスルーレート部分の変化には線形性がないため、接続するコンデンサ素子の個数によって、駆動電圧を調整するのは困難である。
【００９２】
これに対して、本実施の形態におけるダイオード素子５０１を使用した場合には、駆動電圧波形のスルーレート部分の形状は変えずに、電圧値がフラットな部分のみ変えることができる。さらに、直列に接続するダイオード素子５０１の個数によって、線形的に電圧値を調整することができる。そのため、設計上のインク吐出量や吐出速度で吐出できるように制御することができる。
【００９３】
（第２の実施の形態）
図８を参照して、第２の実施の形態について説明する。図８は、第２の実施の形態におけるインクジェット装置１１を示すブロック図である。図８において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００９４】
図８に示すように、インクジェット装置１１は、駆動ノズル数算出部６０１と、第一調整部６０２とを有する駆動ノズル数監視装置６０３を備えている。それ以外の構成要素については、第１の実施の形態のインクジェット装置１と同様の構成になっている。
【００９５】
駆動ノズル数算出部６０１は、印刷周期毎に印刷データ発生装置１０１から送られてくる印刷データをもとに、印刷周期毎の駆動ノズル数を算出して、印刷周期毎に駆動ノズル数のデータを第一調整部６０２に送信する。
【００９６】
第一調整部６０２は、駆動ノズル数算出部６０１から送られてくる印刷周期毎の駆動ノズル数データに応じて、補正回路１０８においてオンさせる選択スイッチ５０２の個数を調整する機能を有する。これにより、印刷周期毎の駆動ノズル数に応じて、直列に接続されるダイオード素子５０１の個数を調整することができる。
【００９７】
ダイオード素子５０１の順方向電圧（電圧降下）は、ダイオード素子５０１に流れる電流量により変わることが一般に知られている。また、複数のノズル４０１に印加される駆動電圧が、ひとつの補正回路１０８でまとめて補正される場合、補正回路１０８に流れる電流は、駆動ノズル数によって変化する。つまり、駆動ノズル数によって、直列に接続されたダイオード素子５０１に流れる電流量が変化することになる。
【００９８】
ここで、駆動ノズル数とは、補正回路１０８によって複数のノズル４０１がまとめて補正される場合に、所定の補正回路１０８に対応するノズルグループ８０１の中で駆動電圧が印加されるノズル４０１の数を指す。
【００９９】
アナログスイッチ３０３の状態は、印刷データ発生装置１０１から送られてくる印刷データ（“１”か“０”のデジタルデータ）によって決まる。つまり、印刷データが“１”であればアナログスイッチ３０３がオンであり、“０”であればアナログスイッチ３０３がオフとなる。
【０１００】
したがって、ノズルグループ８０１毎に印刷データが“１”の個数を数えれば、駆動ノズル数を求めることができる。このようにして、駆動ノズル数算出部６０１は、印刷データ発生装置１０１から送られてくる印刷データをもとに、印刷周期毎の駆動ノズル数を算出する。
【０１０１】
駆動ノズル数の違いによって、直列に接続されるダイオード素子５０１の個数が同じであっても、個々のダイオード素子５０１に流れる電流量が異なる。そのため、ダイオード素子５０１の順方向電圧も変化し、補正回路１０８で補正される電圧値が変動する。
【０１０２】
これに対して、本実施の形態では、第一調整部６０２において、駆動ノズル数算出部６０１から送られてくる駆動ノズル数データに応じて、直列に接続されるダイオード素子５０１の個数が調整される。これにより、駆動ノズル数の違いによる駆動電圧補正量のずれを少なくすることができる。
【０１０３】
以上説明したように、第２の実施の形態では、印刷周期毎の駆動ノズル数に応じて、直列に接続するダイオード素子５０１の個数を適切に調整することで、駆動ノズル数によらず、補正回路１０８で補正する電圧のばらつきを少なくすることができる。
【０１０４】
これにより、印刷周期毎に駆動ノズル数が変わっても、ノズルグループ８０１毎の吐出性能のばらつきを抑制することができる。つまり、ノズルグループ８０１毎のインク吐出量の差を少なくすることによって、記録する画像の画質向上を図ることができる。
【０１０５】
また、第１の実施の形態と同様に、ノズル４０１に付設された圧電素子１０２に印加される駆動電圧を生成する駆動電圧印加装置１０５側に、複数のノズルグループ８０１毎に駆動電圧を補正する補正回路１０８を配置する。
【０１０６】
そのため、本構成においても、インクジェットヘッド１０３の内部に補正回路１０８が配置されない。つまり、補正回路１０８のサイズの制約により、インクジェットヘッド１０３の小型化や、ノズル４０１の高集積化が制限されない。これにより、インクジェットヘッド１０３の小型化やノズル４０１の高集積化を図ることができる。
【０１０７】
（第３の実施の形態）
図９を参照して、第３の実施の形態について説明する。図９は、第３の実施の形態におけるインクジェット装置２１を示すブロック図である。図９において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【０１０８】
図９に示すように、インクジェット装置２１は、補正回路温度算出部７０１と、第二調整部７０２とを有する補正回路温度監視装置７０３を備えている。それ以外の構成要素については、第１の実施の形態のインクジェット装置１と同様の構成になっている。
【０１０９】
補正回路温度算出部７０１は、補正回路１０８のダイオード素子５０１もしくはダイオード素子５０１近傍に設けられた温度センサから送られてくる温度データを、第二調整部７０２に送信する機能を有する。
【０１１０】
具体的には、補正回路温度算出部７０１は、上述の温度センサから送られてくるアナログの温度データを、ＡＤコンバータやコンパレータ等の汎用ロジックＩＣを用いてデジタルの温度データに変換する。そして、補正回路温度算出部７０１は、変換したデジタルの温度データを、印刷周期毎に第二調整部７０２に送信する。
【０１１１】
第二調整部７０２は、補正回路温度算出部７０１から送られてくる印刷周期毎の温度データに応じて、補正回路１０８においてオンさせる選択スイッチ５０２の個数を調整する機能を有する。これにより、印刷周期毎のダイオード素子５０１の温度データに応じて、直列に接続されるダイオード素子５０１の個数を調整することができる。
【０１１２】
ダイオード素子５０１の順方向電圧は、ダイオード素子５０１自体の温度により変わることが一般に知られている。また、ダイオード素子５０１自体の温度は、ダイオード素子５０１の周囲温度や、ダイオード素子５０１に加わる負荷レベルにより変わってくる。
【０１１３】
つまり、ダイオード素子５０１自体の温度変化によって、直列に接続されるダイオード素子５０１の個数が同じであっても、ダイオード素子５０１の順方向電圧は変化するため、補正回路１０８で補正される電圧値が変動する。
【０１１４】
これに対して、本実施の形態では、第二調整部７０２において、補正回路温度算出部７０１から送られてくる温度データに応じて、直列に接続されるダイオード素子５０１の個数が調整される。これにより、ダイオード素子５０１の温度変化による駆動電圧補正量のずれを少なくすることができる。
【０１１５】
以上説明したように、第３の実施の形態では、ダイオード素子５０１もしくはダイオード素子５０１近傍に配置された温度センサの温度変化に応じて、直列に接続するダイオード素子５０１の個数を適切に調整する。そのため、ダイオード素子５０１の温度変化によらず、補正回路１０８で補正する電圧のばらつきを少なくすることができる。
【０１１６】
これにより、ダイオード素子５０１の温度が変わっても、ノズルグループ８０１毎の吐出性能のばらつきを抑制することができる。つまり、ノズルグループ８０１毎のインク吐出量の差を少なくすることによって、記録する画像の画質向上を図ることができる。
【０１１７】
また、第１の実施の形態および第２の実施の形態と同様に、ノズル４０１に付設された圧電素子１０２に印加される駆動電圧を生成する駆動電圧印加装置１０５側に、複数のノズルグループ８０１毎に駆動電圧を補正する補正回路１０８を配置する。
【０１１８】
そのため、本構成においても、インクジェットヘッド１０３の内部に補正回路１０８が配置されない。つまり、補正回路１０８のサイズの制約により、インクジェットヘッド１０３の小型化や、ノズル４０１の高集積化が制限されない。これにより、インクジェットヘッド１０３の小型化やノズル４０１の高集積化も図ることができる。
【０１１９】
なお、第２の実施の形態と第３の実施の形態とは、組み合わせて用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本開示のインクジェット装置は、インクジェットヘッド内部に補正回路を配置せずとも、印刷画像の画質向上を図ることができるため、インクジェットヘッドの小型化やノズルの高密度化を図りたい省スペース型のインクジェット装置に適用できる。
【符号の説明】
【０１２１】
１、１１、２１  インクジェット装置
１０１  印刷データ発生装置
１０２、１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ  圧電素子
１０３  インクジェットヘッド
１０４  駆動電圧生成器
１０５  駆動電圧印加装置
１０６、１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ  スイッチ
１０７  ヘッドドライバ
１０８  補正回路
２０１  印刷制御部
２０２  印刷データ格納メモリ
２０３  駆動電圧データ格納メモリ
２０４  ＤＡ変換部
２０５  フィルタ
２０６  アンプ
２０７  ホストコンピュータ
３０１  シリアル／パラレル変換部（Ｓ／Ｐ変換部）
３０２  ラッチ回路
３０３  アナログスイッチ
４０１  ノズル
４０２  インク室
４０３  振動板
４０４  インク液滴
５０１、５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ  ダイオード素子
５０２、５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃ  選択スイッチ
６０１  駆動ノズル数算出部
６０２  第一調整部
６０３  駆動ノズル数監視装置
７０１  補正回路温度算出部
７０２  第二調整部
７０３  補正回路温度監視装置
８０１、８０１ａ、８０１ｂ、８０１ｃ  ノズルグループ
８０２、８０２ａ、８０２ｂ、８０２ｃ  補正回路
８０３、８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃ、８０３ｄ、８０３ｅ、８０３ｆ、８０３ｇ、８０３ｈ、８０３ｉ  ダイオード素子
８０４、８０４ａ、８０４ｂ、８０４ｃ、８０４ｄ、８０４ｅ、８０４ｆ、８０４ｇ、８０４ｈ、８０４ｉ  選択スイッチ
９０１、９０１ａ、９０１ｂ、９０１ｃ、９０１ｄ、９０１ｅ、９０１ｆ  印刷画像
【図１】
2019209537.tif 000003
【図２】
2019209537.tif 000004
【図３】
2019209537.tif 000005
【図４】
2019209537.tif 000006
【図５】
2019209537.tif 000007
【図６】
2019209537.tif 000008
【図７Ａ】
2019209537.tif 000009
【図７Ｂ】
2019209537.tif 000010
【図８】
2019209537.tif 000011
【図９】
2019209537.tif 000012