(57)【要約】【課題】濃度むら等が低減された画像を描画する液滴吐出装置の制御方法を提供する。【解決手段】ノズルと前記ノズルに対応する圧力発生手段を有する吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の制御方法であって、前記圧力発生手段を所定駆動回数に達するまで駆動させる第１加熱ステップと、前記所定駆動回数まで前記圧力発生手段を駆動させた後に、前記ノズルから機能液を液滴として吐出させる描画ステップと、を含み、前記描画ステップでは、所定時間間隔で、前記所定駆動回数に満たない前記圧力発生手段に対して、前記所定駆動回数に達するまで前記圧力発生手段を駆動させる第２加熱ステップを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルと前記ノズルに対応する圧力発生手段を有する吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の制御方法であって、
前記圧力発生手段を所定駆動回数に達するまで駆動させる第１加熱ステップと、
前記所定駆動回数まで前記圧力発生手段を駆動させた後に、前記ノズルから機能液を液滴として吐出させる描画ステップと、を含み、
前記描画ステップでは、
所定時間間隔で、前記所定駆動回数に満たない前記圧力発生手段に対して、前記所定駆動回数に達するまで前記圧力発生手段を駆動させる第２加熱ステップを有することを特徴とする液滴吐出装置の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の液滴吐出装置の制御方法において、
前記第２加熱ステップでは、
前記所定時間を、前記吐出ヘッドが走査する走査時間単位とすることを特徴とする液滴吐出装置の制御方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の液滴吐出装置の制御方法において、
前記第１加熱ステップまたは前記第２加熱ステップでは、
前記機能液を吐出して描画する描画領域以外の非描画領域で前記圧力発生手段を駆動させることを特徴とする液滴吐出装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、記録ヘッドの温度を均一化して、記録ヘッドから吐出されるインクの吐出量ばらつきを低減する記録方法として、例えば、所定の記録が終了した時点で、一度も吐出動作行なわなかったノズルに対し、インクを吐出しない程度の駆動信号を与え、当該ノズルの温度を上昇させる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−４１１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の記録方法では、記録ヘッドの吐出開始時点での温度と連続した吐出をした後とでは、記録ヘッドの温度に違いによってインク吐出量が変化する為、描画開始時と描画終了時との画像に濃度むらが発生してしまう、という課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例にかかる液滴吐出装置の制御方法は、ノズルと前記ノズルに対応する圧力発生手段を有する吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の制御方法であって、前記圧力発生手段を所定駆動回数に達するまで駆動させる第１加熱ステップと、前記所定駆動回数まで前記圧力発生手段を駆動させた後に、前記ノズルから機能液を液滴として吐出させる描画ステップと、を含み、前記描画ステップでは、所定時間間隔で、前記所定駆動回数に満たない前記圧力発生手段に対して、前記所定駆動回数に達するまで前記圧力発生手段を駆動させる第２加熱ステップを有することを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、描画前の段階では、圧力発生手段が所定駆動回数に達するまで駆動される。これにより、吐出ヘッドの温度が上昇するとともに、吐出ヘッド全体の温度が均一される。そして、その後、描画が開始される。また、描画開始後、所定時間間隔で、所定駆動回数に満たない圧力発生手段が所定駆動回数に達するまで駆動される。これにより、吐出ヘッドの温度が上昇するとともに、吐出ヘッド全体の温度が均一化される。すなわち、描画前の段階における吐出ヘッドの温度と同等の温度に回復される。従って、描画の前後において吐出ヘッドの温度が同一に制御される。これにより、吐出ヘッド内の機能液の粘度が均一化され、描画開始から描画終了までにおけるノズルから吐出される吐出量のばらつきが抑制される。従って、濃度むら等が低減された画像を形成することができる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例にかかる液滴吐出装置の制御方法の前記第２加熱ステップでは、前記所定時間を、前記吐出ヘッドが走査する走査時間単位とすることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、吐出ヘッドの走査時間単位で吐出ヘッドの温度を管理するため、さらに容易に吐出ヘッドの温度を管理することができる。
【００１０】
［適用例３］上記適用例にかかる液滴吐出装置の制御方法の前記第１加熱ステップまたは前記第２加熱ステップでは、前記機能液を吐出して描画する描画領域以外の非描画領域で前記圧力発生手段を駆動させることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、例えば、描画によって画像が形成される印刷メディア等の基材への誤吐出を防止することできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】液滴吐出装置の構成を示す模式図。
【図２】吐出ヘッドの構成を示す断面図。
【図３】駆動波形を説明する説明図。
【図４】液滴吐出装置の制御方法を示すフローチャート図。
【図５】吐出ヘッドの温度変化を説明する説明図。
【図６】液滴吐出装置の動作を示す動作図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各構成を認識可能な程度の大きさにするため、各構成の尺度を実際とは異ならせて示している。
【００１４】
（液滴吐出装置の構成）
まず、液滴吐出装置の構成について説明する。図１は、液滴吐出装置の構成を示す模式図である。液滴吐出装置は、基材上に機能液を塗布して画像を形成（描画）する装置である。本実施形態の液滴吐出装置１は、図１に示すように、ヘッドユニット２０と、ヘッドユニット２０をＸ軸方向に走査させる案内軸となるＸ走査軸５０と、基材１０を載置するステージ４０と、ステージ４０をＹ軸方向に走査させる案内軸となるＹ走査軸（図示せず）等を備えている。ヘッドユニット２０は、Ｘ走査軸５０上を移動する移動手段を備え、ステージ４０はＹ走査軸上を移動する移動手段を備えている。また、ヘッドユニット２０は、Ｘ走査軸５０に連結されたキャリッジ２１と、キャリッジ２１に搭載された吐出ヘッド２２を備えている。そして、上記部材等を制御する制御部（図示せず）を備えている。なお、本実施形態の基材１０は、特に限定されず、例えば、プラスチックフィルムの他、綿布、麻布、絹布等の織布（布帛）や紙等を適用することができる。また、画像を形成する機能液として、例えば、紫外線硬化型インクを用いる場合には、紫外線を照射する紫外線照射部を配置することができる。
【００１５】
次に、吐出ヘッドの構成について説明する。図２は、吐出ヘッドの構成を示す断面図である。図２に示すように、吐出ヘッド２２は、ノズルプレート３０を備え、ノズルプレート３０には、ノズル３１が形成されている。ノズルプレート３０の上側であってノズル３１と相対する位置には、ノズル３１と連通するキャビティ３２が形成されている。そして、吐出ヘッド２２のキャビティ３２には、収容タンク（図示せず）に貯留されている機能液３３が供給される。
【００１６】
キャビティ３２の上側には、上下方向（Ｚ方向：縦振動）に振動して、キャビティ３２内の容積を拡大縮小する振動板３４と、上下方向に伸縮して振動板３４を振動させる圧力発生手段としての圧電素子３５が配設されている。圧電素子３５が上下方向に伸縮して振動板３４を振動し、振動板３４がキャビティ３２内の容積を拡大縮小してキャビティ３２を加圧する。それにより、キャビティ３２内の圧力が変動し、キャビティ３２内に供給された機能液３３は、ノズル３１を通って液滴３６として吐出される。
【００１７】
液滴吐出装置１は、制御部からの駆動信号に基づいて、ヘッドユニット２０をＸ走査軸５０に倣ってＸ軸方向に走査させるとともに、吐出ヘッド２２の各圧電素子３５を駆動させて液滴３６を吐出させることにより、基材１０上に画像等を形成（描画）することができる。なお、本実施形態では、画像を形成する（描画する）ために基材１０が配置された領域を描画領域ＤＡとし規定し、描画領域ＤＡ以外の領域を非描画領域ＮＤＡとして規定する（図１参照）。
【００１８】
次に、吐出ヘッド２２の圧電素子３５の駆動を制御する駆動波形について説明する。図３は、駆動波形を説明する説明図であり、図３（ａ）は、吐出駆動波形を示し、図３（ｂ）は、非吐出駆動波形を示している。
【００１９】
まず、吐出駆動波形ＰＡについて説明する。吐出駆動波形ＰＡは、吐出ヘッド２２のノズル３１から機能液３３を液滴３６として吐出させるために圧電素子３５を駆動させる駆動波形である。図３（ａ）に示すように、吐出駆動波形ＰＡは、略台形の波形形状をしており、吐出時の駆動電圧のピーク値である吐出電圧Ｖｈ１は、所定の電圧に設定され、所定時間印加させている。吐出駆動波形ＰＡの印加による圧電素子３５の駆動により、圧電素子３５自体の他、配線基板や回路基板等が発熱し、吐出ヘッド２２の温度が上昇する。そして、その発熱により吐出ヘッド２２内の機能液３３の温度が上昇すると考えられる。ここで、略台形の波形形状を有する吐出駆動波形ＰＡの一つが圧電素子３５の駆動回数１回に対応する。
【００２０】
次に、非吐出駆動波形ＰＢについて説明する。非吐出駆動波形ＰＢは、吐出ヘッド２２のノズル３１から液滴３６として吐出させない程度に圧電素子３５を駆動させる駆動波形である。図３（ｂ）に示すように、略台形の波形形状をしており、非吐出時の駆動電圧のピーク値である非吐出電圧Ｖｈ２は、液滴３６を吐出させない範囲で、かつ、圧電素子３５を大きく振動させるように設定することが好ましい。本実施形態において、例えば、非吐出電圧Ｖｈ２は、吐出電圧Ｖｈ１の約３分の１程度の電圧を適用している。非吐出駆動波形ＰＢの印加による圧電素子３５の駆動により、圧電素子３５自体の他、配線基板や回路基板等が発熱し、吐出ヘッド２２の温度が上昇する。そして、その発熱により吐出ヘッド２２内の機能液３３の温度が上昇すると考えられる。
【００２１】
（液滴吐出装置の制御方法）
次に、液滴吐出装置の制御方法について説明する。なお、本実施形態では、液滴吐出装置１を用いた場合における制御方法について説明する。図４は、液滴吐出装置の制御方法を示すフローチャート図である。また、図５は、吐出ヘッドの温度変化を説明する説明図あり、図６は、液滴吐出装置の動作を示す動作図である。本実施形態の液滴吐出装置の制御方法は、ノズルと当該ノズルに対応する圧力発生手段を有する吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の制御方法であって、圧力発生手段を所定駆動回数に達するまで駆動させる第１加熱ステップと、所定駆動回数まで圧力発生手段を駆動させた後に、ノズルから機能液を液滴として吐出させる描画ステップと、を含み、描画ステップでは、所定時間間隔で、所定駆動回数に満たない圧力発生手段に対して、所定駆動回数に達するまで圧力発生手段を駆動させる第２加熱ステップと、を有するものである。以下、具体的に説明する。
【００２２】
図４に示すように、ステップＳ１１（第１加熱駆動：第１加熱ステップ）では、圧力発生手段としての圧電素子３５を所定駆動回数に達するまで駆動させる。この場合、吐出ヘッド２２の全ての圧電素子３５を駆動させる。なお、本実施形態では、記録デューティー１００％とした場合における圧電素子３５の駆動回数を所定駆動回数として規定している。ここで、記録デューティー１００％における駆動回数とは、単位面積当たりの解像度における最大の実記録ドット数（吐出数）に対応する駆動回数である。また、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、圧力発生手段としての圧電素子３５に対してノズル３１から液滴３６が吐出されない程度の非吐出駆動波形ＰＢを印加させる。これにより、圧電素子３５が駆動する。
【００２３】
さらに、本実施形態の第１加熱ステップでは、機能液３３を吐出して画像を形成する描画領域ＤＡ以外の非描画領域ＮＤＡで圧力発生手段を駆動させる。具体的には、図６（ａ）に示すように、ヘッドユニット２０を非画像領域ＮＤＡに移動させる。そして、非画像領域ＮＤＡにおいて圧電素子３５を駆動させる。これにより、描画領域ＤＡへの誤吐出等を防止することができる。
【００２４】
次いで、ステップＳ１２では、所定駆動回数に達したか否かを判断する。そして、ＮＯの場合（所定駆動回数に達していない場合）には、ステップＳ１１に移行し、ＹＥＳの場合（所定駆動回数に達した場合）には、ステップＳ１３に移行する。ここで、吐出ヘッド２２の温度変化について説明する。図５において、横軸は経過時間（ｔ）を示し、縦軸は吐出ヘッド２２の温度（Ｔ）を示している。図５に示すように、時間ｔ０から圧電素子３５を駆動させると、吐出ヘッド２２の温度が徐々に上昇する。そして、圧電素子３５を所定駆動回数まで達する時間に対応する時間ｔ１において、吐出ヘッド２２の温度がＴ１まで上昇する。
【００２５】
次いで、ステップＳ１３（描画駆動：描画ステップ）では、所定駆動回数まで圧電素子３５を駆動させた後に、ノズル３１から機能液３３を液滴３６として吐出させる（描画を開始させる）。具体的には、図６（ｂ）に示すように、ヘッドユニット２０をＸ軸方向に走査させながら、吐出ヘッド２２に対して図３（ａ）に示す吐出駆動波形ＰＡを印加させ、ステージ４０上に載置された基材１０に対して描画する描画領域ＤＡにおいて機能液３３を液滴３６として吐出させ、基材１０上に画像を形成する（描画する）。
【００２６】
次いで、ステップＳ１４では、所定時間に達したか否かを判断する。ＮＯの場合（所定時間に達していない場合）には、ステップＳ１３に移行し、ＹＥＳの場合（所定時間に達した場合）には、ステップＳ１５に移行する。本実施形態では、所定時間を、吐出ヘッド２２を走査させる走査処理時間単位として規定している。この場合、例えば、第１回走査（往路）を所定時間として規定することができる。また、図５に示すように、描画を開始した時間ｔ１から時間ｔ２までを所定時間として規定している。この所定時間の間の吐出ヘッド温度ＨＴはほぼ温度Ｔ１で均一である。なお、所定時間は適宜設定することができる。例えば、基材１０に対して描画する描画データに基づいて、予め吐出評価を行い、取得された吐出ヘッド温度ＨＴの変化状況に応じて所定時間を設定することができる。
【００２７】
次いで、ステップＳ１５では、描画が終了したか否かを判断する。ＮＯの場合（描画が終了していない場合）には、ステップＳ１６に移行し、ＹＥＳの場合（描画が終了した場合）場合には、液滴吐出装置１の駆動を停止させる。
【００２８】
ステップＳ１６（第２加熱駆動：第２加熱ステップ）に移行した場合には、圧力発生手段を所定駆動回数に達するまで駆動させる。なお、本実施形態では、記録デューティー１００％とした場合における圧電素子３５の駆動回数を所定駆動回数として規定している。ここで、記録デューティー１００％における駆動回数とは、単位面積当たりの解像度における最大の実記録ドット数（吐出数）に対応する駆動回数である。また、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、圧電素子３５に対してノズル３１から液滴３６が吐出されない程度の非吐出駆動波形ＰＢを印加させる。これにより、圧電素子３５が駆動する。
【００２９】
さらに、本実施形態の第２加熱ステップＳ１６では、機能液３３を吐出して画像を形成する描画領域ＤＡ以外の非描画領域ＮＤＡで圧力発生手段を駆動させる。なお、本実施形態では、記録デューティー１００％とした場合における圧力発生手段の駆動回数を所定駆動回数として規定している。そして、図６（ａ）に示すように、ヘッドユニット２０を非画像領域ＮＤＡに移動させる。そして、非画像領域ＮＤＡにおいて圧電素子３５を駆動させる。これにより、描画領域ＤＡへの誤吐出等を防止することができる。
【００３０】
次いで、ステップＳ１７では、所定駆動回数に達したか否かを判断する。そして、ＮＯの場合（所定駆動回数に達していない場合）には、ステップＳ１６に移行し、ＹＥＳの場合（所定駆動回数に達した場合）には、ステップＳ１３に移行する。ここで、吐出ヘッド２２の温度変化について説明する。図５に示すように、本実施形態における所定時間（ｔ１〜ｔ２）を経過すると吐出ヘッド温度ＨＴが下降する。これは、例えば、描画ステップＳ１３において、使用されないノズル３１が在る場合に、当該ノズル３１に対応する圧電素子３５が駆動されないため、圧電素子３５が発熱せず、全体の吐出ヘッド２２としての温度が下がってしまう。そこで、第２加熱ステップＳ１６において、所定駆動回数に満たない圧電素子３５に対して非吐出駆動波形ＰＢ（図３（ｂ）参照）を印加して、対象の圧電素子３５を駆動させる。これにより、圧電素子３５が発熱し、吐出ヘッド温度ＨＴが上昇し、例えば、時間ｔ３において吐出ヘッド温度ＨＴが温度Ｔ１まで回復する。そして、その後、描画を再度行う（ステップＳ１３）。以降、描画が終了するまで上記ステップを繰り返す。
【００３１】
以上述べたように、上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【００３２】
（１）描画を開始する前の段階において、圧電素子３５が所定駆動回数に達するまで駆動させた。これにより、吐出ヘッド２２の温度が上昇するとともに、吐出ヘッド全体の温度が均一される。そして、その後、描画が開始される。また、描画開始後、所定時間間隔で、所定駆動回数に満たない圧電素子３５が所定駆動回数に達するまで駆動される。これにより、吐出ヘッド２２の温度が上昇するとともに、吐出ヘッド全体の温度が均一化される。すなわち、描画前の段階における吐出ヘッド２２の温度と同等の温度に維持される。従って、描画前後において吐出ヘッド２２の温度が同一に制御される。これにより、吐出ヘッド内の機能液３３の粘度も一定となり、描画開始から描画終了までにおけるノズル３１から吐出される吐出量のばらつきが抑制され、濃度むら等が低減された画像を形成することができる。
【００３３】
（２）第１加熱ステップＳ１１及び第２加熱ステップＳ１６では、圧電素子３５に対してノズル３１から液滴３６が吐出されない程度の非吐出駆動波形ＰＢを印加させた。これにより、吐出ヘッド２２の温度を上昇させることができるとともに、機能液３３の無駄を省くことができる。さらに、ノズル３１における機能液３３が攪拌されるので、機能液３３の増粘を防止することができる。
【００３４】
（３）前記所定駆動回数を記録デューティー１００％とすることで、例えば、描画駆動を複数回繰り返して１つの印刷物を形成（長尺印刷）する場合に、描画開始から描画終了までにおけるノズル３１から吐出される吐出量のばらつきが抑制されるため、より濃度むら等が低減された画像を形成することができる。
【００３５】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００３６】
（変形例１）上記実施形態では、第１加熱ステップＳ１１及び第２加熱ステップＳ１６において、ノズル３１から機能液３３が液滴３６として吐出されない程度の非吐出駆動波形ＰＢ（図３（ｂ）参照）を圧電素子３５に印加させて駆動させたが、これに限定されない。例えば、第１加熱ステップＳ１１及び第２加熱ステップＳ１６において圧電素子３５に対して吐出駆動波形ＰＡ（図３（ａ）参照）を印加させてもよい。この場合、吐出ヘッド２２から吐出される液滴３６を捕集する捕集部を設置すればよい。このようにすれば、非吐出駆動波形ＰＢを印加させた場合に比べ、圧電素子３５を大きく振動させることができるので、さらに効率よく吐出ヘッド２２の温度を上昇させることができる。
【００３７】
（変形例２）上記実施形態では、ヘッドユニット２０をＸ軸方向に走査させながら液滴３６を吐出する形態、すなわちシリアル方式の装置について説明したが、これに限定されない。例えば、吐出ヘッド２２を固定して、基材１０の動きだけで描画するラインヘッド方式の装置であってもよい。このようにしても、上記同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１…液滴吐出装置、１０…基材、２０…ヘッドユニット、２１…キャリッジ、２２…吐出ヘッド、３０…ノズルプレート、３１…ノズル、３２…キャビティ、３３…機能液、３４…振動板、３５…圧電素子、３６…液滴、４０…ステージ、ＤＡ…描画領域、ＮＤＡ…非描画領域、ＰＡ…吐出駆動波形、ＰＢ…非吐出駆動波形。
【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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