(57)【要約】【課題】解像度を低下させることなく、中間階調を表現することを可能にする。【解決手段】第１設定切替部が出力した電圧、速度及び周波数の設定値を受入れ、液滴の真円度が所定の基準を満たしているか否かを判定し、液滴の真円度が所定の基準を満たしている場合に真の真理値を出力する第１判定部と、第２設定切替部が出力した吐出数及び吐出量の設定値を受入れ、液滴の面積が所定の基準を満たしているか否かを判定し、液滴の面積が所定の基準を満たしている場合に真の真理値を出力する第２判定部と、第１判定部から真の真理値を受入れた場合に、真の真理値を出力する第１論理出力部と、第２判定部から真の真理値を受入れた場合に、真の真理値を出力する第２論理出力部と、第１論理出力部及び第２論理出力部がいずれも真の真理値を出力した場合に、液体吐出ヘッドを駆動させるように真の真理値を出力する第３論理出力部と、を有する。【選択図】図４
2017209954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子によって液体を液滴として吐出させる液体吐出ヘッドを制御する制御装置であって、
予め定められた範囲でそれぞれ変更可能にされた前記圧電素子に印加する電圧、所定の位置における前記液滴の速度、及び前記圧電素子に電圧を印加する周波数の設定値の組合せを順次に切替えて出力する第１設定切替部と、
予め定められた範囲でそれぞれ変更可能にされた前記液滴を構成する吐出数、及び前記液滴を構成する吐出量の設定値の組合せを順次に切替えて出力する第２設定切替部と、
前記液体吐出ヘッドが吐出させた前記液滴の所定の位置におけるサイズを示すサイズ情報を検出する検出部と、
前記第１設定切替部が出力した電圧、速度及び周波数の設定値を受入れ、前記検出部が検出した前記サイズ情報に基づいて、前記液滴の真円度が所定の基準を満たしているか否かを判定し、前記液滴の真円度が所定の基準を満たしている場合に真の真理値を出力する第１判定部と、
前記第２設定切替部が出力した吐出数及び吐出量の設定値を受入れ、前記検出部が検出した前記サイズ情報に基づいて、前記液滴の面積が所定の基準を満たしているか否かを判定し、前記液滴の面積が所定の基準を満たしている場合に真の真理値を出力する第２判定部と、
前記第１判定部から真の真理値を受入れた場合に、真の真理値を出力する第１論理出力部と、
前記第１論理出力部が真の真理値を出力した場合には、前記第１設定切替部が出力している電圧、速度及び周波数の設定値を固定させ、前記第１論理出力部が偽の真理値を出力した場合には、前記第１設定切替部に対して電圧、速度及び周波数の設定値を他の組合せに切替えさせる処理を行う第１設定処理部と、
前記第２判定部から真の真理値を受入れた場合に、真の真理値を出力する第２論理出力部と、
前記第２論理出力部が真の真理値を出力した場合には、前記第２設定切替部が出力している吐出数及び吐出量の設定値を固定させ、前記第２論理出力部が偽の真理値を出力した場合には、前記第２設定切替部に対して吐出数及び吐出量の設定値を他の組合せに切替えさせる処理を行う第２設定処理部と、
前記第１論理出力部及び前記第２論理出力部がいずれも真の真理値を出力した場合に、前記液体吐出ヘッドを駆動させるように真の真理値を出力する第３論理出力部と、
を有することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記第１設定切替部は、
予め定められた範囲でそれぞれ変更可能にされた前記圧電素子に印加する電圧の時比率、立ち上がり時間及び立下り時間の設定値の少なくともいずれかをさらに含む組合せを順次に切替えて出力し、
前記第１判定部は、
前記第１設定切替部が出力した電圧の時比率、立ち上がり時間及び立下り時間の設定値の少なくともいずれかをさらに受入れ、前記検出部が検出した前記サイズ情報に基づいて、前記液滴の真円度が所定の基準を満たしているか否かを判定し、前記液滴の真円度が所定の基準を満たしている場合に真の真理値を出力し、
前記第１設定処理部は、
前記第１論理出力部が真の真理値を出力した場合には、前記第１設定切替部が出力している電圧の時比率、立ち上がり時間及び立下り時間の設定値の少なくともいずれかをさらに固定させ、前記第１論理出力部が偽の真理値を出力した場合には、前記第１設定切替部に対して電圧の時比率、立ち上がり時間及び立下り時間の設定値の少なくともいずれかをさらに含む他の組合せに切替えさせる処理を行うこと
を特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記第１設定切替部は、
前記液体吐出ヘッドに交番電圧を印加するときに、インピーダンスのベクトルと１／２πラジアンの方向にダンシングする力の関数をフーリエ変換し、その時間軸の２次関数項部分に基づいて、前記液体吐出ヘッドの固有振動周波数の２．５倍以下の周波数範囲を電圧印加可能な周波数範囲とすること
を特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記第１設定切替部は、
力の関数の傾きが単調増加するダンシング力である場合、２次関数の微分にしたがって、所定の時間により均等分割されたデジタル信号により、電圧印加可能な周波数範囲設定すること
を特徴とする請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記液体吐出ヘッドと、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の制御装置と、
を有することを特徴とする液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置及び液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出装置の一例であるインクジェットプリンタは、例えば小型アクチュエータによってノズルからインク滴を吐出することによって画像を形成する。小型インクジェットプリンタの代表的な吐出方式には、ピエゾ方式とサーマル方式がある。ピエゾ方式は、アクチュエータにピエゾ素子（圧電素子）を用い、電圧印加による素子の変形によってインク滴を押し出す。
【０００３】
また、インクジェットプリンタは、印刷しようとする画像に対して２以上の多値化を行い、多値化の結果得られたドットのオン・オフの信号に基づいて、液体吐出ヘッドの各ノズルによる用紙上へのドットの形成を制御している。
【０００４】
また、特許文献１には、複数のピエゾ素子を備えるプリンタヘッドと、実際に印刷する対象である第１の印刷媒体を搬送するためのローラと、第１の印刷媒体の凹凸を検出する検出部と、予め実験的に印刷した第２の印刷媒体の凹凸と、複数のピエゾ素子から吐出される液滴の、凹凸を有する第２の印刷媒体への着弾後の階調を本来的な階調と実質的に等しくするために必要な、液滴の吐出時の階調との対応関係を記憶する不揮発性メモリと、第１の印刷媒体の凹凸に基づき、不揮発性メモリに記憶された対応関係を参照することにより、第１の印刷媒体へ吐出する液滴の吐出時の階調を決定する決定部と、を含むインクジェットプリンタが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来は、インク滴を吐出するかしないか、つまりドットのオン・オフ制御を行なうに過ぎず、そのままでは中間階調を出力することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、解像度を低下させることなく、中間階調を表現することを可能にする制御装置及び液体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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、圧電素子によって液体を液滴として吐出させる液体吐出ヘッドを制御する制御装置であって、予め定められた範囲でそれぞれ変更可能にされた前記圧電素子に印加する電圧、所定の位置における前記液滴の速度、及び前記圧電素子に電圧を印加する周波数の設定値の組合せを順次に切替えて出力する第１設定切替部と、予め定められた範囲でそれぞれ変更可能にされた前記液滴を構成する吐出数、及び前記液滴を構成する吐出量の設定値の組合せを順次に切替えて出力する第２設定切替部と、前記液体吐出ヘッドが吐出させた前記液滴の所定の位置におけるサイズを示すサイズ情報を検出する検出部と、前記第１設定切替部が出力した電圧、速度及び周波数の設定値を受入れ、前記検出部が検出した前記サイズ情報に基づいて、前記液滴の真円度が所定の基準を満たしているか否かを判定し、前記液滴の真円度が所定の基準を満たしている場合に真の真理値を出力する第１判定部と、前記第２設定切替部が出力した吐出数及び吐出量の設定値を受入れ、前記検出部が検出した前記サイズ情報に基づいて、前記液滴の面積が所定の基準を満たしているか否かを判定し、前記液滴の面積が所定の基準を満たしている場合に真の真理値を出力する第２判定部と、前記第１判定部から真の真理値を受入れた場合に、真の真理値を出力する第１論理出力部と、前記第１論理出力部が真の真理値を出力した場合には、前記第１設定切替部が出力している電圧、速度及び周波数の設定値を固定させ、前記第１論理出力部が偽の真理値を出力した場合には、前記第１設定切替部に対して電圧、速度及び周波数の設定値を他の組合せに切替えさせる処理を行う第１設定処理部と、前記第２判定部から真の真理値を受入れた場合に、真の真理値を出力する第２論理出力部と、前記第２論理出力部が真の真理値を出力した場合には、前記第２設定切替部が出力している吐出数及び吐出量の設定値を固定させ、前記第２論理出力部が偽の真理値を出力した場合には、前記第２設定切替部に対して吐出数及び吐出量の設定値を他の組合せに切替えさせる処理を行う第２設定処理部と、前記第１論理出力部及び前記第２論理出力部がいずれも真の真理値を出力した場合に、前記液体吐出ヘッドを駆動させるように真の真理値を出力する第３論理出力部と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、解像度を低下させることなく、中間階調を表現することを可能にすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態にかかる液体吐出装置及びその周辺の概要を示すブロック図である。
【図２】図２は、液体吐出ヘッドが設けられたキャリッジ及びその周辺を示す図である。
【図３】図３は、液体吐出ヘッドが有する機能を模式的に示した図である。
【図４】図４は、ヘッド制御部が有する機能の一部を示す図である。
【図５】図５は、ピエゾ素子のインピーダンスＺ（ベクトル）、共振鋭さＱ、及び力Ｆの関数を示す図である。
【図６】図６は、デジタル処理を可能にするために、Ｆの関数グラフを均等分割した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
まず、本発明をするに至った背景について説明する。インクジェットプリンタにおいて面積階調により中間階調を表現する場合、画素の分解能を上げれば、より細やかに階調表現を行うことができる。しかし、記録（印刷）ドット径を変えずに階調を上げると実質的な解像度は低下する。また、記録紙上の記録ドット径が大きいと、低濃度領域の粒状性が目立つようになる。従って、インク滴の重量を少なくして記録ドット径を小さくする必要がある。
【００１１】
記録ドット径が小さくなれば、低濃度領域での粒状性が目立たず記録品質を高めることができるが、記録速度が大幅に低下する。例えば、通常の記録ドット径の約半分にした小径のドットのみを用いる場合は、通常の記録ドット径を用いた場合の４倍の記録時間を要する。つまり、記録速度の低下を防止するためには、例えばインク滴を吐出する駆動周波数を４倍に高めること、又はノズル数を４倍に増やすことが必要になる。
【００１２】
また、一つの記録周期内に同一パルス信号を複数個発生させることによって微少なインク滴を複数発生させ、インク滴が記録紙上に着弾する前に、複数の微少なインク滴を合体させて大きなインク滴を生成する技術がある。また、インク滴が記録紙に着弾する前に、大きさがほぼ同一の複数のインク滴を確実に合体させるためには、ノズル先端から記録紙までの距離や、インク滴の吐出速度とヘッドの移動速度との関係などを調整する必要がある。
【００１３】
以下に添付図面を参照して、上述の必要な条件を満たす液体吐出装置の実施形態を詳細に説明する。図１は、実施形態にかかる液体吐出装置１及びその周辺の概要を示すブロック図である。液体吐出装置１は、ＰＣ（Personal  Computer）１００から入力される画像データに応じて、用紙などの対象物に対してインク滴（液滴）を吐出することにより、画像を記録する例えばインクジェット記録装置である。
【００１４】
液体吐出装置１は、メイン制御基板（制御装置）２、液体吐出ヘッド３、センサ１０、エンコーダセンサ１１、及びモータ１２などを有する。センサ１０は、周辺の環境の温湿度、搬送される用紙の有無、及びカバーの開閉状態などを検知する。エンコーダセンサ１１は、モータ１２の回転などを検知する。モータ１２は、例えば給紙モータ、主走査モータ、副走査モータ及び維持モータ（ＤＣモータ、ステッピングモータ）などを含み、用紙及び後述するキャリッジ３３の搬送のために駆動される。液体吐出ヘッド３については、図２及び図３を用いて後述する。
【００１５】
メイン制御基板２は、ＣＰＵ２０、インターフェイス部２１、制御処理部２２、ＲＡＭ２３、ＲＯＭ２４、ＮＶＲＡＭ２５、モータドライバ２６、検出部２７及び駆動部４などが実装されている。ＣＰＵ２０は、演算を行う演算部２００を含み、制御処理部２２と通信を行って、液体吐出装置１を構成する各部を制御する。
【００１６】
インターフェイス部２１は、ＰＣ１００と制御処理部２２との間で通信を行うホストインターフェイス（Ｉ／Ｆ）を有する。ＲＡＭ２３は、画像データなどを記憶する。ＲＯＭ２４は、例えば記録プログラムなどの各プログラムを記憶する。ＮＶＲＡＭ２５は、例えば設定値などを記憶する。モータドライバ２６は、制御処理部２２の制御に応じてモータ１２を駆動する。
【００１７】
検出部２７は、例えばＣＣＤなどであり、液体吐出装置１が記録紙に吐出したインク滴の所定の位置（ｍ：ノズルから記録紙までの距離）におけるサイズ（例えば縦・横の長さなどのサイズ情報）を検出し、検出結果を制御処理部２２に対して出力する。検出部２７は、インク滴の厚み方向などのサイズを検出するものであってもよい。検出部２７が検出するサイズ情報は、インク滴の真円度の算出、及びインク滴の面積（大きさ）の算出に用いられる。
【００１８】
制御処理部２２は、ＣＰＵ制御部２２０、メモリ制御部２２１、通信制御部２２２、センサ処理部２２３、モータ制御部２２４、画像処理部２２５、及びヘッド制御部５を有する。なお、制御処理部２２が有する機能の一部又は全部は、ハードウェアによって構成されてもよいし、メモリに記憶されたデータであってもよいし、ソフトウェアによって構成されてもよい。
【００１９】
また、液体吐出装置１が実行する記録プログラムは、ＲＯＭ２４等のメモリに予め組み込まれて提供されてもよい。また、液体吐出装置１が実行する記録プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルにされ、ＣＤ−ＲＯＭ、又はＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に書き込まれたコンピュータ・プログラム・プロダクトとして提供されてもよい。また、液体吐出装置１が実行する記録プログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータから提供されてもよい。
【００２０】
ＣＰＵ制御部２２０は、ＣＰＵ２０との通信を制御する。メモリ制御部２２１は、ＲＡＭ２３、ＲＯＭ２４に対するアクセスを制御する。通信制御部２２２は、ＮＶＲＡＭ２５と通信を行う。センサ処理部２２３は、センサ１０が検知した信号の処理を行う。モータ制御部２２４は、モータドライバ２６を介してモータ１２を制御する。画像処理部２２５は、階調処理などの画像処理を行い、例えば画像を２ｂｉｔデータに変換する。
【００２１】
ヘッド制御部５は、図４を用いて後述する機能を備え、画像処理部２２５が画像処理した結果を用いて、液体吐出ヘッド３を駆動する駆動電圧（駆動電圧波形）を示すデジタル信号を駆動部４に対して出力する。
【００２２】
駆動部４は、ヘッド制御部５から入力されたデジタル信号をＤＡ変換し、電圧・電流増幅を行って、液体吐出ヘッド３を駆動する駆動電圧（駆動電圧波形）を液体吐出ヘッド３に対して印加する。
【００２３】
図２は、液体吐出ヘッド３が設けられたキャリッジ３３及びその周辺を示す図である。図２に示すように、キャリッジ３３には、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（黒）等のインクヘッドｙ、ｍ、ｃ、ｋを備えた液体吐出ヘッド３が設けられている。キャリッジ３３は、主走査モータ（キャリッジモータ）１２０の駆動力が、ギア１２１、加圧コロ１２２及びタイミングベルト１２３によって伝えられることにより、矢印Ａの方向（主走査方向）に往復移動（スキャン動作）する。
【００２４】
キャリッジ３３には、エンコーダセンサ１１が設けられている。エンコーダセンサ１１は、キャリッジ３３が移動するときに、キャリッジ３３の移動方向に沿って備えられたエンコーダシート（リニアスケール）１１０を読み取ることにより、キャリッジ３３の位置を検出する。
【００２５】
キャリッジ３３が往復移動することにより、記録紙（対象物）１４０上への記録が開始される。記録紙上への記録が開始されるときには、記録紙１４０は、給紙モータにより、給紙部から搬送部へ搬送される。搬送部に搬送された記録紙１４０は、搬送モータにより搬送ローラが駆動されることにより、矢印Ｂの方向（副走査方向）に搬送され、プラテン１３０まで搬送される。
【００２６】
そして、液体吐出装置１は、エンコーダセンサ１１が検出したキャリッジ３３の位置を用いて、動作の速度を算出している。液体吐出装置１は、エンコーダセンサ１１を用いてキャリッジ３３の速度を検出し、キャリッジ３３の位置を算出するように構成されてもよい。
【００２７】
図３は、液体吐出ヘッド３が有する機能を模式的に示した図である。液体吐出ヘッド３は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの４色のインク滴を吐出させるためのヘッドドライバ３０及びピエゾ素子３２を有する。液体吐出ヘッド３は、例えば制御処理部２２が出力したＭＮ信号及び画像データ信号と、駆動部４が出力したＶＣＯＭ（駆動電圧波形）とによってインク滴の吐出が制御されている。
【００２８】
制御処理部２２は、ＭＮ信号、画像データ信号、及びＶＣＯＭを主走査エンコーダの信号に同期させて出力することにより、液体吐出ヘッド３を制御して記録紙上に等間隔にインク滴を着弾させることが可能となっている。
【００２９】
ピエゾ素子３２は、複数のノズルが形成されており、電圧（駆動電圧波形）が印加されることによってインク滴を吐出する。ピエゾ素子３２に印加される各色の駆動電圧波形は、各色共通のＶＣＯＭの一部をヘッドドライバ３０が色毎にＭＮ信号でマスクすることによって生成している。また、ＭＮ信号の種類は、インク滴サイズの種類と同じだけ（非吐出も含む）用意されている。ピエゾ素子３２の各色のノズルに適用すべきＭＮ信号は、制御処理部２２からシリアル転送された画像データによって選択される。よって、液体吐出ヘッド３は、ひとつのノズルから複数の異なるサイズのインク滴を吐出すること（諧調表現）が可能となっている。
【００３０】
図４は、ヘッド制御部５が有する機能の一部を示す図である。図４に示すように、ヘッド制御部５は、第１制御部５１、第２制御部５２及び論理出力部（第３論理出力部）５３を有する。
【００３１】
第１制御部５１は、第１設定切替部５１０、第１判定部５１２、論理出力部（第１論理出力部）５１６、及び第１設定処理部５１８を有する。
【００３２】
第１設定切替部５１０は、予め定められた範囲でそれぞれ変更可能にされたピエゾ素子３２に印加する電圧（ｖ）、所定の位置（ｍ：ノズルから記録紙までの距離）におけるインク滴の速度（落下速度：ｄｔ）、及びピエゾ素子３２に電圧を印加する周波数（ｆ）の設定値の組合せを順次に切替えて出力する。第１設定切替部５１０は、例えば電圧（ｖ）、速度（ｄｔ）、及び周波数（ｆ）それぞれがとりえる値を予めメモリなどに記憶しており、それぞれがとりえる値を順次に組み合せて出力する。電圧（ｖ）、速度（ｄｔ）、及び周波数（ｆ）がとりえる値は、例えばそれぞれの変更可能な範囲が同じ数で分割された離散値である。
【００３３】
第１判定部５１２は、第１設定切替部５１０が出力した電圧、速度及び周波数の設定値を受入れ、検出部２７が検出したインク滴のサイズ情報に基づいて、インク滴の真円度が所定の基準を満たしているか否かを判定し、インク滴の真円度が所定の基準を満たしている場合に真の真理値を出力する。
【００３４】
論理出力部５１６は、第１判定部５１２から真の真理値を受入れた場合に、真の真理値を出力する。論理出力部５１６は、例えばＳＲフリップフロップによって構成される。
【００３５】
第１設定処理部５１８は、論理出力部５１６が真の真理値を出力した場合には、第１設定切替部５１０が出力している電圧、速度及び周波数の設定値を固定（ラッチ）させる。また第１設定処理部５１８は、論理出力部５１６が偽の真理値を出力した場合には、第１設定切替部５１０に対して電圧、速度及び周波数の設定値を他の組合せに切替えさせる処理を行う。
【００３６】
つまり、第１制御部５１は、画像信号に応じて液体吐出ヘッド３をオン・オフさせる２値の制御でなく、液体吐出ヘッド３が吐出するドットの真円度を１に近づける。
【００３７】
第２制御部５２は、第２設定切替部５２０、第２判定部５２２、論理出力部（第２論理出力部）５２６、及び第２設定処理部５２８を有する。
【００３８】
第２設定切替部５２０は、予め定められた範囲でそれぞれ変更可能にされた１つのインク滴を合体により構成する吐出数（ｎ：例えばｎは１〜３）、及びインク滴を構成する吐出量（吐出体積：Ｍｊ）の設定値の組合せを順次に切替えて出力する。第２設定切替部５２０は、例えば吐出数（ｎ）及び吐出量（Ｍｊ）それぞれがとりえる値を予めメモリなどに記憶しており、それぞれがとりえる値を順次に組み合せて出力する。吐出数（ｎ）及び吐出量（Ｍｊ）がとりえる値は、例えばそれぞれの変更可能な範囲が同じ数で分割された離散値である。
【００３９】
第２判定部５２２は、第２設定切替部５２０が出力した吐出数及び吐出量の設定値を受入れ、検出部２７が検出したサイズ情報に基づいて、ｎ・Ｍｊの大きさとなったインク滴の面積（大きさ）が所定の基準を満たしているか否かを判定し、インク滴の面積が所定の基準を満たしている場合に真の真理値を出力する。
【００４０】
論理出力部５２６は、第２判定部５２２から真の真理値を受入れた場合に、真の真理値を出力する。論理出力部５２６は、例えばＳＲフリップフロップによって構成される。
【００４１】
第２設定処理部５２８は、論理出力部５２６が真の真理値を出力した場合には、第２設定切替部５２０が出力している吐出数及び吐出量の設定値を固定（ラッチ）させる。また、第２設定処理部５２８は、論理出力部５２６が偽の真理値を出力した場合には、第２設定切替部５２０に対して吐出数及び吐出量の設定値を他の組合せに切替えさせる処理を行う。
【００４２】
つまり、第２制御部５２は、画像信号に応じて液体吐出ヘッド３をオン・オフさせる２値の制御でなく、画像信号に応じた大きさのインク滴（ｎ・Ｍｊ）を液体吐出ヘッド３が記録紙上に吐出するように制御する。
【００４３】
論理出力部５３は、論理出力部５１６及び論理出力部５２６がいずれも真の真理値を出力した場合に、液体吐出ヘッド３を駆動させるように真の真理値を出力する。論理出力部５３が出力する真の真理値は、例えば印刷開始を許可することを示す信号として用いられる。
【００４４】
なお、第１制御部５１は、第１設定切替部５１０が電圧（ｖ）、速度（ｄｔ）、及び周波数（ｆ）の組合せに対し、ピエゾ素子３２に印加する電圧の時比率（ｄ：オンとオフの比）、立ち上がり時間（ｔ１）、及び立下り時間（ｔ２）の少なくともいずれかの設定値を加えた組合せを順次に切替えて出力するように構成されてもよい。
【００４５】
つまり、第１設定切替部５１０は、予め定められた範囲でそれぞれ変更可能にされたピエゾ素子３２に印加する電圧の時比率、立ち上がり時間及び立下り時間の設定値の少なくともいずれかをさらに含む組合せを順次に切替えて出力してもよい。
【００４６】
また、第１判定部５１２は、第１設定切替部５１０が出力した電圧の時比率、立ち上がり時間及び立下り時間の設定値の少なくともいずれかをさらに受入れ、検出部２７が検出したサイズ情報に基づいて、インク滴の真円度が所定の基準を満たしているか否かを判定し、インク滴の真円度が所定の基準を満たしている場合に真の真理値を出力してもよい。
【００４７】
また、第１設定処理部５１８は、論理出力部５１６が真の真理値を出力した場合には、第１設定切替部５１０が出力している電圧の時比率、立ち上がり時間及び立下り時間の設定値の少なくともいずれかをさらに固定させてもよい。また、第１設定処理部５１８は、論理出力部５１６が偽の真理値を出力した場合には、第１設定切替部５１０に対して電圧の時比率、立ち上がり時間及び立下り時間の設定値の少なくともいずれかをさらに含む他の組合せに切替えさせる処理を行ってもよい。
【００４８】
次に、第１設定切替部５１０の詳細な動作例について説明する。予め定められた印加電圧範囲において、第１設定切替部５１０が電圧を交番させる周波数帯域Δｆは、ピエゾ素子３２の固有振動周波数をｆ０とすると、０＜Δｆ≦Δ２．５ｆ０にほぼ限定される。ダンシングする力Ｆを決定する要素Ｖ、ｆ、ｔにおいて、変数をｔのみとした場合、ｔ＝１／（２πｆ）となる。
【００４９】
以下、Ｆの関数をフーリエ展開し、級数に羅列して、主要なｔの第１項の２次関数を抜き取ることとして説明する。なお、正弦波は、時間軸に関しては、円であるから２次となる。
【００５０】
図５は、ピエゾ素子３２のインピーダンスＺ（ベクトル）、共振鋭さＱ、及び力Ｆの関数を示す図である。Ｆ関数が２次である部分は、２ｆ０までであり、その微分係数は、ｄＺ／ｄｔ＝ａｔという１次数関数になる。ここでは、ｄｔは速度でなく時間の微小→限りなく０に近づく接点とし、ａは定数とする。すなわち、その期間では、単調増加、単調減少という変異となる。
【００５１】
また、ＺをＱで表す場合、その周波数範囲は、Ｑの値が例えば１以上の範囲であるとすると、２．５ｆ０以下となる。周波数範囲が２．５ｆ０以上になると、Ｑの値が１未満になる（ここでは、Ｑの閾値は、仮に１であると設定した）。よって、その時間と関数ΔＦの傾きが単調増加になるのは、Ｆの関数の３次関数が出てくるために、Ｑの設定ラインの範囲までとなり、この範囲が印加可能な範囲となる。
【００５２】
Ｑが下がるということは、インピーダンスＺが上がり、信号（力Ｆ）が液滴まで届きにくいという意味である。したがって、Ｑが閾値以上である範囲が、印加可能な周波数範囲Δｆに決定される。なぜなら、第１設定切替部５１０が順次に設定を切替える時に、徐々に値を大きくすることにより、達成可能と思われる期待値が予めｆ０によって想定されるからである。
【００５３】
図６は、デジタル処理を可能にするために、Ｆの関数グラフを均等分割した状態を示す図である。ここでは、Ｆの関数グラフをデジタル処理するために、所定の時間ｔの第一項を取り出し、微分（傾き）を算出して、均等分割（例えば、０００１〜１１１１）を行っている。
【００５４】
つまり、第１設定切替部５１０は、ピエゾ素子３２に交番電圧を印加するときに、インピーダンスのベクトルと１／２πラジアンの方向にダンシングする力Ｆの関数をフーリエ変換し、その時間軸の２次関数項部分に基づいて、ピエゾ素子３２の固有振動周波数ｆ０の２．５倍以下の周波数範囲を電圧印加可能な周波数範囲とする。また、第１設定切替部５１０は、力Ｆの関数の傾きが単調増加するダンシング力Ｆである場合、２次関数の微分にしたがって、所定のｔにより均等分割されたデジタル信号により、電圧印加可能な周波数範囲設定し、液滴を制御する。
【００５５】
このように、液体吐出装置１は、インクの重量・粘性などが変化しても、印刷する前に一度設定が実施されれば、その環境状態が保持されるので、真円度と大きさが制御されたインク滴を記録紙上に吐出させることができる。
【００５６】
なお、液体吐出装置１（液体を吐出する装置）は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置を含む。また、液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。
【００５７】
この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。
【００５８】
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。
【００５９】
また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。
【００６０】
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。
【００６１】
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。
【００６２】
また、「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、又は加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどである。これらは、例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。
【００６３】
また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。
【００６４】
また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液をノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。
【符号の説明】
【００６５】
１      液体吐出装置
２      メイン制御基板（制御装置）
３      液体吐出ヘッド
４      駆動部
５      ヘッド制御部
２０    ＣＰＵ
２２    制御処理部
２７    検出部
３０    ヘッドドライバ
３２    ピエゾ素子
５１    第１制御部
５２    第２制御部
５３    論理出力部
５１０  第１設定切替部
５１２  第１判定部
５１６  論理出力部
５１８  第１設定処理部
５２０  第２設定切替部
５２２  第２判定部
５２６  論理出力部
５２８  第２設定処理部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６６】
【特許文献１】特開２０１０−１６２６９５号公報
【特許文献２】特開２０１０−０００７６６号公報
【特許文献３】特開平０９−０３９２４０号公報
【特許文献４】特開平０８−１７４８６８号公報
【特許文献５】特開２０００−０７９６８３号公報
【特許文献６】特開２００２−１２７４１２号公報
【特許文献７】特開平０８−２９０５８７号公報
【特許文献８】特開２００１−３４７６９４号公報
【特許文献９】特開平１０−２１７４６０号公報
【特許文献１０】特開２００３−０１１３９５号公報
【特許文献１１】特開平１０−１３８４７５号公報
【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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