インクジェットヘッドの駆動方法
【課題】簡単な制御で、インクジェットヘッドの温度を制御することができると共に、吐出ノズル相互間の温度を均一にすることができるインクジェットヘッドの駆動方法を提供する。
【解決手段】画像データに基づいて、インクを吐出する吐出ノズル３２に対応する圧電素子４３に吐出駆動波形ＰＡを印加すると共に、これ以外の吐出ノズル３２に対応する圧電素子４３に、不吐出駆動波形ＰＢを印加するインクジェットヘッド１１の駆動方法であって、インクジェットヘッド１１の温度を測定し、インクジェットヘッド１１の適正駆動電圧Ｖに対する吐出駆動波形ＰＡの吐出駆動電圧Ｖ１の出力比率を、測定した温度に基づいて可変とし、インクジェットヘッド１１の適正駆動電圧Ｖに対する不吐出駆動波形ＰＢの不吐出駆動電圧Ｖ２の出力比率を、常に一定とする。
【解決手段】画像データに基づいて、インクを吐出する吐出ノズル３２に対応する圧電素子４３に吐出駆動波形ＰＡを印加すると共に、これ以外の吐出ノズル３２に対応する圧電素子４３に、不吐出駆動波形ＰＢを印加するインクジェットヘッド１１の駆動方法であって、インクジェットヘッド１１の温度を測定し、インクジェットヘッド１１の適正駆動電圧Ｖに対する吐出駆動波形ＰＡの吐出駆動電圧Ｖ１の出力比率を、測定した温度に基づいて可変とし、インクジェットヘッド１１の適正駆動電圧Ｖに対する不吐出駆動波形ＰＢの不吐出駆動電圧Ｖ２の出力比率を、常に一定とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像情報（描画データ）に基づいて、インクを吐出する吐出ノズルに対応する素子部に吐出駆動波形を印加すると共に、インクを吐出しない吐出ノズルに対応する素子部に不吐出駆動波形を印加するインクジェットヘッドの駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のインクジェットヘッドの駆動方法を実施するインクジェットプリンターとして、各吐出ノズルに対応するピエゾ素子に、インクを吐出するための駆動波形（吐出駆動波形）と、インクを吐出することなく加熱する加熱波形（不吐出駆動波形）と、を出力可能に構成されたものが知られている（特許文献１参照）。
このインクジェットプリンターでは、画像形成領域内においては、画像情報に基づいて、インクと吐出する吐出ノズルに対応するピエゾ素子に駆動波形が印加されて画像形成が行われる一方、画像形成領域外においては、全吐出ノズルに対応するピエゾ素子に加熱波形が印加されて、インクジェットヘッド（インク）の加熱が行われる。
画像形成領域内においてピエゾ素子に印加される駆動波形は、ピエゾ素子を伸縮させてインクを吐出させるための波形である。一方、画像形成領域外においてピエゾ素子に印加される加熱波形は、ピエゾ素子を伸縮させてインクを吐出することなく発熱させるための波形である。そして、画像形成領域外においては、インクジェットヘッドに設けたサーミスタの測定温度に基づいて、加熱波形の振幅（電圧）や周波数を連続的に可変させて、インクジェットヘッドが所定の温度となるように制御している。また、画像形成領域内において、インクを吐出しない吐出ノズルに対して、同様に温度制御を行うことも可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１３８７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような、従来のインクジェットヘッドの駆動方法では、インクジェットヘッドが所定の温度となるように、加熱波形の振幅（電圧）や周波数を連続的に可変させるようにしているため、制御が極めて複雑になる問題があった。このため、画像形成領域内において、加熱波形の制御を行う場合には、温度に追従し切れなくなる問題がある。また、画像形成領域外において、加熱波形の制御を行う場合には、画像形成領域内におけるインクジェットヘッドが周囲温度の影響を受けるため、吐出ノズル相互間の温度が均一にならなくなる問題がある。
【０００５】
本発明は、簡単な制御で、インクジェットヘッドの温度を制御することができると共に、吐出ノズル相互間の温度を均一にすることができるインクジェットヘッドの駆動方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のインクジェットヘッドの駆動方法は、描画対象物に描画を行なうための画像情報に基づいて、インクを吐出する吐出ノズルに対応する素子部に吐出駆動波形を印加すると共に、インクを吐出する吐出ノズル以外の吐出ノズルに対応する素子部に、インクを吐出しない駆動波形である不吐出駆動波形を印加するインクジェットヘッドの駆動方法であって、インクジェットヘッドの温度を測定し、インクジェットヘッドの適正駆動電圧に対する吐出駆動波形の吐出駆動電圧の出力比率を、測定した温度に基づいて可変とし、インクジェットヘッドの適正駆動電圧に対する不吐出駆動波形の不吐出駆動電圧の出力比率を、常に一定とすることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、インクジェットヘッドの温度変化に基づいて、インクジェットヘッドの適正駆動電圧に対する吐出駆動波形の吐出駆動電圧の出力比率のみを可変させる構成であるため、インクジェットヘッドの制御を極めて簡単に行うことができる。また、画像情報に基づくインクを吐出しない吐出ノズルの素子部には、インクジェットヘッドの適正駆動電圧に対する不吐出駆動波形の不吐出駆動電圧の出力比率を、常に一定とした不吐出駆動波形を印加するようにしているため、インクジェットヘッドにおける吐出ノズル相互間の温度を均一にすることができる。
【０００８】
この場合、インクの粘度に対応して、インクジェットヘッドの目標温度が設定され、測定した温度が目標温度以下の場合、吐出駆動電圧の出力比率を適正駆動電圧の１００％以上とし、測定した温度が目標温度を越える場合、吐出駆動電圧の出力比率を、適正駆動電圧の１００％未満とすることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、インクジェットヘッドの温度に合わせた吐出駆動電圧を選択できるため、インクジェットヘッドが目標温度になるように、インクを吐出する吐出ノズルの素子部を、効率良く駆動することができる。また、インクの粘度を適切な粘度に近づけた状態で、吐出することができる。
【００１０】
この場合、目標温度は、描画対象物への描画品質が保証される最低環境温度下において、適正駆動電圧に対する吐出駆動波形の吐出駆動電圧の出力比率を１００％として全ての素子部を連続駆動した状態で、インクジェットヘッドの発熱量と放熱量とが均衡したときのインクジェットヘッドの温度であることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、描画対象物への描画品質が保証した状態で、インクジェットヘッドの環境温度とインクジェットヘッドの最大発熱量とを加味して目標温度を設定するようにしているため、環境温度（現時点の温度）に応じて、インクジェットヘッドの駆動を無理なく制御することができる。
【００１２】
この場合、インクジェットヘッドは、最低環境温度に管理された雰囲気中で駆動することが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、主として、インクジェットヘッドの最大発熱量に基づいて目標温度が定まるため、個体差を加味してインクジェットヘッドを効率良く駆動することができる。
【００１４】
一方、不吐出駆動波形は、不吐出駆動電圧の出力比率を適正駆動電圧の５０％以下とした複数の駆動パルスで構成されていることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、インクの不吐出を維持しつつ、吐出駆動波形を印加した時の発熱量とほぼ同一の発熱量を得ることができ、インクジェットヘッドにおける吐出ノズル相互間の温度を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係るインクジェット記録装置の外観斜視図である。
【図２】実施形態に係るインクジェットヘッドの側面図である。
【図３】インクジェットヘッドのヘッド本体の構造図である。
【図４】インクジェットヘッドに印加される吐出駆動波形（ａ）および不吐出駆動波形（ｂ）の波形図である。
【図５】インクジェットヘッドの駆動制御系のブロック図である。
【図６】インクジェットヘッドの駆動方法において、ヘッド温度が低め（ａ）、中間（ｂ）、高め（ｃ）のときの駆動波形の波形図である。
【図７】インクジェットヘッドの駆動方法を表したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの駆動方法を適用したインクジェット記録装置について説明する。このインクジェット記録装置は、高粘性のインク（例えば、紫外線硬化型インク）を導入し、記録媒体にインクジェット方式で描画を実施するものであり、インクジェットヘッドが駆動により発熱することに着眼し、熱によりインクの粘度を下げてインク吐出を行うようにしている。
【００１８】
図１は、インクジェット記録装置１の全体斜視図であり、同図に示すように、インクジェット記録装置１は、装置本体２と、装置本体２を収容するチャンバー３とで構成されている。
装置本体２は、インクジェットヘッド１１と、インクジェットヘッド１１を保持するキャリッジ１２と、キャリッジ１２を介してインクジェットヘッド１１をＸ軸方向に移動させるヘッド移動機構１３と、インクジェットヘッド１１に対峙する記録媒体１４（描画対象物）をＹ軸方向に送る媒体送り機構１５と、これら構成装置を統括制御する制御手段１６（図５参照）と、備えている。また、インクジェットヘッド１１には、図外のインクタンクからインクが供給される。
【００１９】
制御手段１６は、ヘッド移動機構１３を駆動し、インクジェットヘッド１１をＸ軸方向に往復動させながら、描画データ（画像情報）に基づいて、インクジェットヘッド１１を駆動する（主走査）一方、媒体送り機構１５を駆動し、記録媒体１４をＹ軸方向に間欠送り（改行送り：副走査）する。これにより、記録媒体１４に対し、描画データに基づくインクの吐出が行われ、すなわち所望の描画（印刷）が実施される。
【００２０】
図示しないが、チャンバー３にはヒーターが内蔵されており、チャンバー３内の雰囲気は所定の温度に管理されている。本実施形態では、駆動により発熱するインクジェットヘッド１１の発熱量で、インクを設定した目標温度に昇温するが、この昇温のための熱量を補うと共に、温度変化する周囲温度の影響を排除すべく、チャンバー３内の雰囲気は所定の温度に管理されている。また、この所定の温度は、描画品質を保証することができる最低温度（最低環境温度）ともなっている。
【００２１】
詳細は後述するが、例えばチャンバー３内の雰囲気、すなわち上記の最低温度を４０℃で管理し、インクジェットヘッド１１の発熱による温度上昇を５℃と見込むと、インクの目標温度は４５℃に設定され、この目標温度となるように、インクジェットヘッド１１の駆動が制御される。このようにしてインクジェットヘッド１１が昇温されと、インクの粘度は低下し（但し、一般的なインクより粘度は高い）、低下した状態で吐出される。そして、この温度管理による粘度調整と後述する駆動波形の調整とにより、本実施形態のインクジェット記録装置１では、粘度３ｍＰａ・ｓから５０ｍＰａ・ｓのインクを使用可能に構成されている。
なお、インクジェットヘッド１１を複数有し、インクジェット記録装置１が大型化する場合には、上記のチャンバー３に代えて、インクジェットヘッド１１周り、すなわち複数のインクジェットヘッド１１とキャリッジ１２から成るキャリッジユニットを、小型のチャンバーで覆い、上記と同様の温度管理を行う構成としてもよい。
【００２２】
図２は、インクジェットヘッド１１の側面図であり、同図に示すように、インクジェットヘッド１１は、いわゆる２連のインクジェットヘッド１１であり、インクタンクに連なる２連の接続針２２を有するインク導入部２１と、インク導入部２１に連なる２連のヘッド基板２３と、ヘッド基板２３の下方に連なりインクを吐出するヘッド本体２４と、を備えている。ヘッド本体２４の下面には、後述する複数の吐出ノズル３２が列設された２列のノズル列が形成されている。この場合、２列のノズル列は相互に半ノズルピッチ分、位置ズレして配設されており、全体として１の描画ラインを構成している。また、ヘッド基板２３の部分には、ヘッド本体２４に接触して、インクジェットヘッド１１の温度を測定する温度センサー２５が設けられている。そして、温度センサー２５の測定結果は、制御手段１６に出力されるようになっている（図５参照）。
【００２３】
図３は、インクジェットヘッド１１のヘッド本体２４の構造図である。図３に示すように、ヘッド本体２４は、インクを吐出する複数の吐出ノズル３２を有する流路ユニット３１と、流路ユニット３１を支持する基台３３と、流路ユニット３１に対峙するように基台３３に内蔵されたアクチュエーター部３４と、を備えている。流路ユニット３１は、複数の吐出ノズル３２を形成したノズルプレート３６と、間隙を存してノズルプレート３６に対面する振動板３７と、ノズルプレート３６と振動板３７との間の間隙において、一対の共通室３８と複数の圧力室３９を区画する流路形成板４０と、を有している。一対の共通室３８と各圧力室３９とは、連通しており、複数の圧力室３９は、複数の吐出ノズル３２に対応して配置されている。また、振動板３７は、薄い弾性材料で構成され、複数の吐出ノズル３２に対応する複数のアイランド部４１を有している。
【００２４】
アクチュエーター部３４は、ピエゾ素子等で構成された複数の圧電素子４３（素子部）と、複数の圧電素子４３を支持する固定基板４４とを有している。複数の圧電素子４３は、複数のアイランド部４１に対応し、且つ、複数の吐出ノズル３２に対応しており、各圧電素子４３は、その一方の端部を対応するアイランド部４１に当接するように、配設されている。
圧電素子４３に後述する駆動波形を印加すると、圧電素子４３が変形（長辺方向で収縮、短辺方向で膨張）し、アイランド部４１を介して圧力室３９が負圧になる。圧力室３９が負圧になると、共通室３８から圧力室３９にインクが流入する。続いて、駆動波形の印加が解除されると、アイランド部４１が元の状態に復帰し、圧力室３９が正圧になって吐出ノズル３２からインクが吐出される。
【００２５】
このようにして、吐出ノズル３２からインクが吐出されるが、インク吐出のために圧電素子４３に加えたエネルギーは、圧電素子４３を変形させる運動エネルギーの他、圧電素子４３を発熱させる熱エネルギーとしても消費される。すなわち、圧電素子４３に駆動波形を印加すると、圧電素子４３は僅かに発熱する。圧電素子４３で発生した熱は、アイランド部４１から圧力室３９のインクに熱伝導し、圧力室３９のインクを昇温させ、その粘度を低下させる。
【００２６】
一方、実際の描画動作では、インクジェットヘッド１１の複数の吐出ノズル３２は、描画データに基づいて選択的に吐出駆動されるため、インクが吐出される吐出ノズル３２とされない吐出ノズル３２との間には、温度差が生じ、インク粘度の差に伴うインク吐出量の差が生ずる。そこで、本実施形態では、描画データに基づいて、インクが吐出される吐出ノズル３２に対応する圧電素子４３には、吐出駆動波形ＰＡを印加する一方、その他のインクが吐出されない吐出ノズル３２に対応する圧電素子４３には、インク吐出を伴わない不吐出駆動波形ＰＢ（微振動波形）を印加するようにしている（図４参照）。
【００２７】
次に、図４を参照して、吐出駆動波形ＰＡ（同図（ａ）参照）および不吐出駆動波形ＰＢ（同図（ｂ）参照）について説明する。
図４（ａ）の吐出駆動波形ＰＡは、台形形状を為し、昇温後のインク粘度において所定のインク吐出量を得られるように、吐出駆動電圧Ｖ１、立上り時間Ｔ１、持続時間Ｔ２、立下り時間Ｔ３のパラメーターにより規定されている。この内、吐出駆動電圧Ｖ１と立上り時間Ｔ１とで規定される吐出駆動波形ＰＡの立上り部分は、圧電素子４３の収縮動作に対応している。また、持続時間Ｔ２で規定される電圧維持部分は、圧力室３９へのインクの流入動作に対応し、さらに吐出駆動電圧Ｖ１と立下り時間Ｔ３とで規定される立下り部分は、圧電素子４３の復帰動作であってインクの吐出動作に対応している。
【００２８】
また、図４（ｂ）の不吐出駆動波形ＰＢは、複数の駆動パルスＰＢ１連ねて構成されており、各駆動パルスＰＢ１は、吐出駆動波形ＰＡより小さい台形形状を為している。この場合も、各駆動パルスＰＢ１は、不吐出駆動電圧Ｖ２、立上り時間Ｔ４、持続時間Ｔ５、立下り時間Ｔ６のパラメーターにより規定されている。不吐出駆動電圧Ｖ２は、発熱を目的とし、インクが確実に吐出しないように圧電素子４３を小さく収縮動作させるものである。また、駆動パルスＰＢ１の数は、不吐出駆動波形ＰＢの印加と吐出駆動波形ＰＡを印加との間で、圧電素子４３の発熱量を略同一となるように設定されている。
【００２９】
図５は、上記制御手段１６におけるインクジェットヘッド１１の駆動制御系のブロック図であり、同図に示すように、この駆動制御系は、制御部５１と、駆動波形生成部５２と、ヘッド選択部５３と、電源に接続されたヘッド駆動部５４と、複数の圧電素子４３と、を備えている。また、制御部５１には、上記の温度センサー２５を有する温度検出部５５が接続されている。
制御部５１は、ＣＰＵ５６と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部５７とからなり、記憶部５７に記憶されている描画データやインクジェットヘッド１１個別の適正駆動電圧データ等に基づいて各部（各圧電素子４３）を制御する。駆動波形生成部５２は、制御部５１を介して入力された適正駆動電圧データおよび温度センサー２５の検出結果等に基づいて、吐出駆動波形ＰＡおよび不吐出駆動波形ＰＢを生成する（詳細は後述する）。
【００３０】
ヘッド選択部５３は、描画データに基づいて、インク吐出する吐出ノズル３２に対応する圧電素子４３（素子部）を選択する。言い換えれば、インク吐出する吐出ノズル３２に対応する圧電素子４３と、これ以外のインク吐出しない吐出ノズル３２に対応する圧電素子４３と、を区分けする。ヘッド駆動部５４は、描画データに基づいて、インク吐出する吐出ノズル３２に対応する圧電素子４３に吐出駆動波形ＰＡを印加し、インク吐出しない吐出ノズル３２に対応する圧電素子４３に不吐出駆動波形ＰＢを印加する。
【００３１】
本実施形態では、インクジェットヘッド１１の駆動制御において、使用するインクジェットヘッド１１の適正駆動電圧Ｖに対する出力比率で、吐出駆動波形ＰＡの吐出駆動電圧Ｖ１および不吐出駆動波形ＰＢの不吐出駆動電圧Ｖ２を設定している。この場合、適正駆動電圧Ｖとは、常温（例えば２３℃）下において、インクジェットヘッド１１が設計上の吐出量を吐出するときの最適電圧（実験値：許容吐出量範囲の中間値の電圧）であり、インクジェットヘッド１１固有の値である。適正駆動電圧Ｖは、個々のインクジェットヘッド１１が、そのＩＤと紐付けたスペックとして有しているものであり、図外の入力部から上記の制御部５１に入力される。
【００３２】
図６に示すように、吐出駆動波形ＰＡの吐出駆動電圧Ｖ１は、インクジェットヘッド１１の温度に基づいて、適正駆動電圧Ｖに対する出力比率が可変され、不吐出駆動波形ＰＢの不吐出駆動電圧Ｖ２は、インクジェットヘッド１１の温度に関わらず、適正駆動電圧Ｖに対する出力比率を一定としている。
【００３３】
吐出駆動波形ＰＡにおいては、温度センサー２５により測定した温度（インクジェットヘッド１１の温度）が目標温度以下の場合、吐出駆動電圧Ｖ１の出力比率を適正駆動電圧Ｖの１００％以上とし、目標温度を越える場合、吐出駆動電圧Ｖ１の出力比率を、適正駆動電圧Ｖの１００％未満としている。但し、吐出駆動電圧Ｖ１によりインクを適量吐出する必要があるため、このパーセンテージの下限は、上記のスペック（許容吐出量範囲の下限）から算定される（例えば、適正駆動電圧Ｖの７０％以上）。実施形態のものは、インクジェットヘッド１１の測定温度を「低め」、「中間」、「高め」の３段階とし、「低め」の吐出駆動電圧Ｖ１は適正駆動電圧Ｖの１００％（同図（ａ）参照）、「中間」の吐出駆動電圧Ｖ１は適正駆動電圧Ｖの９０％（同図（ｂ）参照）、「高め」の吐出駆動電圧Ｖ１は適正駆動電圧Ｖの８０％としている（同図（ｃ）参照）。そして、この３段階の吐出駆動電圧Ｖ１は、制御を容易にすべく、上記制御手段１６において制御テーブルとして用意されている。
【００３４】
一方、不吐出駆動波形ＰＢにおいては、不吐出駆動電圧Ｖ２の出力比率を適正駆動電圧Ｖの５０％以下としている。但し、１駆動周期における駆動パルスＰＢ１のパルス数には限界があるため、このパーセンテージの下限にも限界がある（例えば、適正駆動電圧Ｖの２０％以上）。そして、実施形態の不吐出駆動電圧Ｖ２は、常に適正駆動電圧Ｖの３０％とし、駆動パルスＰＢ１のパルス数を３または４としている。
このように、本実施形態では、描画データに基づく描画動作において、インク吐出を行なう吐出ノズル３２の（対応する）圧電素子４３に、吐出駆動波形ＰＡが印加され、それ以外の不吐出の吐出ノズル３２に、不吐出駆動波形ＰＢが印加される。また、インクジェットヘッド１１の温度に基づいて、インク吐出を行なう吐出ノズル３２の吐出駆動電圧Ｖ１が段階的に制御されるようになっている。
【００３５】
次に、制御部５１によるインクジェットヘッド１１の駆動方法について説明する。
この駆動方法では、先ず上記の目標温度を求める。具体的には、上記のチャンバー３内の管理された雰囲気温度下において、適正駆動電圧Ｖに対する吐出駆動波形ＰＡの吐出駆動電圧Ｖ１の出力比率を１００％とし、全ての圧電素子４３を連続駆動した状態でインクジェットヘッド１１の発熱量と放熱量とが均衡したときのインクジェットヘッド１１の温度を計測する。
【００３６】
すなわち、インクジェットヘッド１１をフルデューティーで駆動すると、全の吐出ノズル３２からインクが吐出されると共に全の圧電素子４３が発熱し、インクジェットヘッド１１は昇温してゆく（温度センサー２５で検出）。一方、この昇温によりインクジェットヘッド１１と、チャンバー３内の雰囲気との間に温度差が生じ、この温度差によりインクジェットヘッド１１から雰囲気に熱が逃げる（伝熱）。結果、全の圧電素子４３から供給される熱量（発熱量）と、インクジェットヘッド１１から雰囲気に伝熱される熱量（放熱量）が釣り合って、やがてインクジェットヘッド１１の温度が一定値に落ち着く（サチュレーション）。ここで、温度センサー２５により測定される、この一定値となったインクジェットヘッド１１の温度を目標温度とし設定する。なお、この目標温度の設定は、例えばインクジェットヘッド１１の交換時、インクジェット記録装置１の稼働開始 時、記録媒体１４の変更時、描画データの変更時等に実施することが好ましい。
【００３７】
次に、描画動作である描画データに基づくインクジェットヘッド１１の駆動において、吐出駆動の圧電素子４３に吐出駆動波形ＰＡを印加し、不吐出駆動の圧電素子４３に不吐出駆動波形ＰＢを印加して、描画動作が実施される。このとき、温度センサー２５によりインクジェットヘッド１１の温度を測定し、その測定結果に基づいて、吐出駆動波形ＰＡの吐出駆動電圧Ｖ１が可変される。一方、不吐出駆動波形ＰＢの不吐出駆動電圧Ｖ２は一定値を維持する。すなわち、描画動作において、インクジェットヘッド１１が目標温度となるように、吐出駆動波形ＰＡの吐出駆動電圧Ｖ１のみがフィードバック制御される。なお、吐出駆動電圧Ｖ１の可変は、リアルタイムで行ってもよいが、改行時（非描画時）に行うことが好ましい。
【００３８】
ここで、図６の駆動波形の波形図、および図７のフローチャートを参照して、吐出駆動波形ＰＡの吐出駆動電圧Ｖ１等の設定方法について説明する。
先ず、インクジェットヘッド１１をフルデューティーで駆動し（Ｓ０１）、発熱量と放熱量とが釣り合って落ち着いた状態のインクジェットヘッド１１の温度を測定する。そして、この温度を目標温度として設定する（Ｓ０２）。
【００３９】
続いて、描画動作に移行し、先ず不吐出駆動電圧Ｖ２を適正駆動電圧Ｖの３０％に設定する（Ｓ０３）。また、インクジェットヘッド１１の温度を測定（検出）する（Ｓ０４）。ここで、測定した温度が「低め」の温度範囲に該当するか否かを判定し（Ｓ０５）、該当する場合には（Ｓ０５：ＹＥＳ）、吐出駆動電圧Ｖ１を適正駆動電圧Ｖの１００％に設定する（Ｓ０６）。一方、「低め」の温度範囲に該当しない場合には（Ｓ０５：ＮＯ）、さらに「中間」の温度範囲に該当するか否かを判定し（Ｓ０７）、該当する場合には（Ｓ０７：ＹＥＳ）、吐出駆動電圧Ｖ１を適正駆動電圧Ｖの９０％に設定する（Ｓ０８）。同様に、「中間」の温度範囲に該当しない場合には（Ｓ０７：ＮＯ）、さらに「高め」の温度範囲に該当するか否かを判定し（Ｓ０９）、該当する場合には（Ｓ０９：ＹＥＳ）、吐出駆動電圧Ｖ１を適正駆動電圧Ｖの８０％に設定する（Ｓ１０）。一方、「高め」の温度範囲に該当しない場合には（Ｓ０９：ＮＯ）、その旨報知する（Ｓ１１）。
【００４０】
以上のように、本実施形態では、インクジェットヘッド１１の温度変化に基づいて、インクジェットヘッド１１の適正駆動電圧Ｖに対する吐出駆動波形ＰＡの吐出駆動電圧Ｖ１の出力比率のみを、３段階で可変させるようにしているため、インクジェットヘッド１１の制御を極めて簡単に行うことができる。一方、吐出しない吐出ノズル３２の圧電素子４３には、インクジェットヘッド１１の適正駆動電圧Ｖに対する不吐出駆動波形ＰＢの不吐出駆動電圧Ｖ２の出力比率、および駆動パルスＰＢ１の数を、常に一定とした不吐出駆動波形ＰＢを印加するようにしているため、インクジェットヘッド１１における吐出ノズル３２相互間の温度を均一にすることができる。
【００４１】
しかも、チャンバー３により温度管理された環境下で描画を実施することができるため、目標温度を略一定とすることができ、インクジェットヘッド１１を介して、吐出するインクを一定の温度、すなわちインクを一定の粘度で吐出することができる。また、吐出駆動電圧Ｖ１を、適正駆動電圧Ｖに対する出力比率で設定するようにしているため、インクジェットヘッド１１個々のスペックを考慮して、その駆動制御を行うことができる。したがって、粘度の高いインクを用いても、高い描画品質を維持することができる。
【００４２】
なお、本発明は、上記のようなチャンバー３を有しないインクジェット記録装置１にも適用可能である。かかる場合には、環境温度で目標温度が変わることになり、いわゆる「成行き温度」で制御が実施されることになる。また、複数のインクジェットヘッド１１をキャリッジ１２に搭載したインクジェット記録装置１にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１ インクジェット記録装置、２ 装置本体、３ チャンバー、１１ インクジェットヘッド、１３ ヘッド移動機構、１４ 記録媒体、２４ ヘッド本体、２５ 温度センサー、３２ 吐出ノズル、３４ アクチュエーター部、４３ 圧電素子、５１ 制御部、５２ 駆動波形生成部、５３ ヘッド選択部、５４ ヘッド駆動部、５５ 温度検出部、ＰＡ 吐出駆動波形、ＰＢ 不吐出駆動波形、ＰＢ１ 駆動パルス、Ｖ 適正駆動電圧、Ｖ１ 吐出駆動電圧、Ｖ２ 不吐出駆動電圧
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像情報（描画データ）に基づいて、インクを吐出する吐出ノズルに対応する素子部に吐出駆動波形を印加すると共に、インクを吐出しない吐出ノズルに対応する素子部に不吐出駆動波形を印加するインクジェットヘッドの駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のインクジェットヘッドの駆動方法を実施するインクジェットプリンターとして、各吐出ノズルに対応するピエゾ素子に、インクを吐出するための駆動波形（吐出駆動波形）と、インクを吐出することなく加熱する加熱波形（不吐出駆動波形）と、を出力可能に構成されたものが知られている（特許文献１参照）。
このインクジェットプリンターでは、画像形成領域内においては、画像情報に基づいて、インクと吐出する吐出ノズルに対応するピエゾ素子に駆動波形が印加されて画像形成が行われる一方、画像形成領域外においては、全吐出ノズルに対応するピエゾ素子に加熱波形が印加されて、インクジェットヘッド（インク）の加熱が行われる。
画像形成領域内においてピエゾ素子に印加される駆動波形は、ピエゾ素子を伸縮させてインクを吐出させるための波形である。一方、画像形成領域外においてピエゾ素子に印加される加熱波形は、ピエゾ素子を伸縮させてインクを吐出することなく発熱させるための波形である。そして、画像形成領域外においては、インクジェットヘッドに設けたサーミスタの測定温度に基づいて、加熱波形の振幅（電圧）や周波数を連続的に可変させて、インクジェットヘッドが所定の温度となるように制御している。また、画像形成領域内において、インクを吐出しない吐出ノズルに対して、同様に温度制御を行うことも可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１３８７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような、従来のインクジェットヘッドの駆動方法では、インクジェットヘッドが所定の温度となるように、加熱波形の振幅（電圧）や周波数を連続的に可変させるようにしているため、制御が極めて複雑になる問題があった。このため、画像形成領域内において、加熱波形の制御を行う場合には、温度に追従し切れなくなる問題がある。また、画像形成領域外において、加熱波形の制御を行う場合には、画像形成領域内におけるインクジェットヘッドが周囲温度の影響を受けるため、吐出ノズル相互間の温度が均一にならなくなる問題がある。
【０００５】
本発明は、簡単な制御で、インクジェットヘッドの温度を制御することができると共に、吐出ノズル相互間の温度を均一にすることができるインクジェットヘッドの駆動方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のインクジェットヘッドの駆動方法は、描画対象物に描画を行なうための画像情報に基づいて、インクを吐出する吐出ノズルに対応する素子部に吐出駆動波形を印加すると共に、インクを吐出する吐出ノズル以外の吐出ノズルに対応する素子部に、インクを吐出しない駆動波形である不吐出駆動波形を印加するインクジェットヘッドの駆動方法であって、インクジェットヘッドの温度を測定し、インクジェットヘッドの適正駆動電圧に対する吐出駆動波形の吐出駆動電圧の出力比率を、測定した温度に基づいて可変とし、インクジェットヘッドの適正駆動電圧に対する不吐出駆動波形の不吐出駆動電圧の出力比率を、常に一定とすることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、インクジェットヘッドの温度変化に基づいて、インクジェットヘッドの適正駆動電圧に対する吐出駆動波形の吐出駆動電圧の出力比率のみを可変させる構成であるため、インクジェットヘッドの制御を極めて簡単に行うことができる。また、画像情報に基づくインクを吐出しない吐出ノズルの素子部には、インクジェットヘッドの適正駆動電圧に対する不吐出駆動波形の不吐出駆動電圧の出力比率を、常に一定とした不吐出駆動波形を印加するようにしているため、インクジェットヘッドにおける吐出ノズル相互間の温度を均一にすることができる。
【０００８】
この場合、インクの粘度に対応して、インクジェットヘッドの目標温度が設定され、測定した温度が目標温度以下の場合、吐出駆動電圧の出力比率を適正駆動電圧の１００％以上とし、測定した温度が目標温度を越える場合、吐出駆動電圧の出力比率を、適正駆動電圧の１００％未満とすることが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、インクジェットヘッドの温度に合わせた吐出駆動電圧を選択できるため、インクジェットヘッドが目標温度になるように、インクを吐出する吐出ノズルの素子部を、効率良く駆動することができる。また、インクの粘度を適切な粘度に近づけた状態で、吐出することができる。
【００１０】
この場合、目標温度は、描画対象物への描画品質が保証される最低環境温度下において、適正駆動電圧に対する吐出駆動波形の吐出駆動電圧の出力比率を１００％として全ての素子部を連続駆動した状態で、インクジェットヘッドの発熱量と放熱量とが均衡したときのインクジェットヘッドの温度であることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、描画対象物への描画品質が保証した状態で、インクジェットヘッドの環境温度とインクジェットヘッドの最大発熱量とを加味して目標温度を設定するようにしているため、環境温度（現時点の温度）に応じて、インクジェットヘッドの駆動を無理なく制御することができる。
【００１２】
この場合、インクジェットヘッドは、最低環境温度に管理された雰囲気中で駆動することが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、主として、インクジェットヘッドの最大発熱量に基づいて目標温度が定まるため、個体差を加味してインクジェットヘッドを効率良く駆動することができる。
【００１４】
一方、不吐出駆動波形は、不吐出駆動電圧の出力比率を適正駆動電圧の５０％以下とした複数の駆動パルスで構成されていることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、インクの不吐出を維持しつつ、吐出駆動波形を印加した時の発熱量とほぼ同一の発熱量を得ることができ、インクジェットヘッドにおける吐出ノズル相互間の温度を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態に係るインクジェット記録装置の外観斜視図である。
【図２】実施形態に係るインクジェットヘッドの側面図である。
【図３】インクジェットヘッドのヘッド本体の構造図である。
【図４】インクジェットヘッドに印加される吐出駆動波形（ａ）および不吐出駆動波形（ｂ）の波形図である。
【図５】インクジェットヘッドの駆動制御系のブロック図である。
【図６】インクジェットヘッドの駆動方法において、ヘッド温度が低め（ａ）、中間（ｂ）、高め（ｃ）のときの駆動波形の波形図である。
【図７】インクジェットヘッドの駆動方法を表したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの駆動方法を適用したインクジェット記録装置について説明する。このインクジェット記録装置は、高粘性のインク（例えば、紫外線硬化型インク）を導入し、記録媒体にインクジェット方式で描画を実施するものであり、インクジェットヘッドが駆動により発熱することに着眼し、熱によりインクの粘度を下げてインク吐出を行うようにしている。
【００１８】
図１は、インクジェット記録装置１の全体斜視図であり、同図に示すように、インクジェット記録装置１は、装置本体２と、装置本体２を収容するチャンバー３とで構成されている。
装置本体２は、インクジェットヘッド１１と、インクジェットヘッド１１を保持するキャリッジ１２と、キャリッジ１２を介してインクジェットヘッド１１をＸ軸方向に移動させるヘッド移動機構１３と、インクジェットヘッド１１に対峙する記録媒体１４（描画対象物）をＹ軸方向に送る媒体送り機構１５と、これら構成装置を統括制御する制御手段１６（図５参照）と、備えている。また、インクジェットヘッド１１には、図外のインクタンクからインクが供給される。
【００１９】
制御手段１６は、ヘッド移動機構１３を駆動し、インクジェットヘッド１１をＸ軸方向に往復動させながら、描画データ（画像情報）に基づいて、インクジェットヘッド１１を駆動する（主走査）一方、媒体送り機構１５を駆動し、記録媒体１４をＹ軸方向に間欠送り（改行送り：副走査）する。これにより、記録媒体１４に対し、描画データに基づくインクの吐出が行われ、すなわち所望の描画（印刷）が実施される。
【００２０】
図示しないが、チャンバー３にはヒーターが内蔵されており、チャンバー３内の雰囲気は所定の温度に管理されている。本実施形態では、駆動により発熱するインクジェットヘッド１１の発熱量で、インクを設定した目標温度に昇温するが、この昇温のための熱量を補うと共に、温度変化する周囲温度の影響を排除すべく、チャンバー３内の雰囲気は所定の温度に管理されている。また、この所定の温度は、描画品質を保証することができる最低温度（最低環境温度）ともなっている。
【００２１】
詳細は後述するが、例えばチャンバー３内の雰囲気、すなわち上記の最低温度を４０℃で管理し、インクジェットヘッド１１の発熱による温度上昇を５℃と見込むと、インクの目標温度は４５℃に設定され、この目標温度となるように、インクジェットヘッド１１の駆動が制御される。このようにしてインクジェットヘッド１１が昇温されと、インクの粘度は低下し（但し、一般的なインクより粘度は高い）、低下した状態で吐出される。そして、この温度管理による粘度調整と後述する駆動波形の調整とにより、本実施形態のインクジェット記録装置１では、粘度３ｍＰａ・ｓから５０ｍＰａ・ｓのインクを使用可能に構成されている。
なお、インクジェットヘッド１１を複数有し、インクジェット記録装置１が大型化する場合には、上記のチャンバー３に代えて、インクジェットヘッド１１周り、すなわち複数のインクジェットヘッド１１とキャリッジ１２から成るキャリッジユニットを、小型のチャンバーで覆い、上記と同様の温度管理を行う構成としてもよい。
【００２２】
図２は、インクジェットヘッド１１の側面図であり、同図に示すように、インクジェットヘッド１１は、いわゆる２連のインクジェットヘッド１１であり、インクタンクに連なる２連の接続針２２を有するインク導入部２１と、インク導入部２１に連なる２連のヘッド基板２３と、ヘッド基板２３の下方に連なりインクを吐出するヘッド本体２４と、を備えている。ヘッド本体２４の下面には、後述する複数の吐出ノズル３２が列設された２列のノズル列が形成されている。この場合、２列のノズル列は相互に半ノズルピッチ分、位置ズレして配設されており、全体として１の描画ラインを構成している。また、ヘッド基板２３の部分には、ヘッド本体２４に接触して、インクジェットヘッド１１の温度を測定する温度センサー２５が設けられている。そして、温度センサー２５の測定結果は、制御手段１６に出力されるようになっている（図５参照）。
【００２３】
図３は、インクジェットヘッド１１のヘッド本体２４の構造図である。図３に示すように、ヘッド本体２４は、インクを吐出する複数の吐出ノズル３２を有する流路ユニット３１と、流路ユニット３１を支持する基台３３と、流路ユニット３１に対峙するように基台３３に内蔵されたアクチュエーター部３４と、を備えている。流路ユニット３１は、複数の吐出ノズル３２を形成したノズルプレート３６と、間隙を存してノズルプレート３６に対面する振動板３７と、ノズルプレート３６と振動板３７との間の間隙において、一対の共通室３８と複数の圧力室３９を区画する流路形成板４０と、を有している。一対の共通室３８と各圧力室３９とは、連通しており、複数の圧力室３９は、複数の吐出ノズル３２に対応して配置されている。また、振動板３７は、薄い弾性材料で構成され、複数の吐出ノズル３２に対応する複数のアイランド部４１を有している。
【００２４】
アクチュエーター部３４は、ピエゾ素子等で構成された複数の圧電素子４３（素子部）と、複数の圧電素子４３を支持する固定基板４４とを有している。複数の圧電素子４３は、複数のアイランド部４１に対応し、且つ、複数の吐出ノズル３２に対応しており、各圧電素子４３は、その一方の端部を対応するアイランド部４１に当接するように、配設されている。
圧電素子４３に後述する駆動波形を印加すると、圧電素子４３が変形（長辺方向で収縮、短辺方向で膨張）し、アイランド部４１を介して圧力室３９が負圧になる。圧力室３９が負圧になると、共通室３８から圧力室３９にインクが流入する。続いて、駆動波形の印加が解除されると、アイランド部４１が元の状態に復帰し、圧力室３９が正圧になって吐出ノズル３２からインクが吐出される。
【００２５】
このようにして、吐出ノズル３２からインクが吐出されるが、インク吐出のために圧電素子４３に加えたエネルギーは、圧電素子４３を変形させる運動エネルギーの他、圧電素子４３を発熱させる熱エネルギーとしても消費される。すなわち、圧電素子４３に駆動波形を印加すると、圧電素子４３は僅かに発熱する。圧電素子４３で発生した熱は、アイランド部４１から圧力室３９のインクに熱伝導し、圧力室３９のインクを昇温させ、その粘度を低下させる。
【００２６】
一方、実際の描画動作では、インクジェットヘッド１１の複数の吐出ノズル３２は、描画データに基づいて選択的に吐出駆動されるため、インクが吐出される吐出ノズル３２とされない吐出ノズル３２との間には、温度差が生じ、インク粘度の差に伴うインク吐出量の差が生ずる。そこで、本実施形態では、描画データに基づいて、インクが吐出される吐出ノズル３２に対応する圧電素子４３には、吐出駆動波形ＰＡを印加する一方、その他のインクが吐出されない吐出ノズル３２に対応する圧電素子４３には、インク吐出を伴わない不吐出駆動波形ＰＢ（微振動波形）を印加するようにしている（図４参照）。
【００２７】
次に、図４を参照して、吐出駆動波形ＰＡ（同図（ａ）参照）および不吐出駆動波形ＰＢ（同図（ｂ）参照）について説明する。
図４（ａ）の吐出駆動波形ＰＡは、台形形状を為し、昇温後のインク粘度において所定のインク吐出量を得られるように、吐出駆動電圧Ｖ１、立上り時間Ｔ１、持続時間Ｔ２、立下り時間Ｔ３のパラメーターにより規定されている。この内、吐出駆動電圧Ｖ１と立上り時間Ｔ１とで規定される吐出駆動波形ＰＡの立上り部分は、圧電素子４３の収縮動作に対応している。また、持続時間Ｔ２で規定される電圧維持部分は、圧力室３９へのインクの流入動作に対応し、さらに吐出駆動電圧Ｖ１と立下り時間Ｔ３とで規定される立下り部分は、圧電素子４３の復帰動作であってインクの吐出動作に対応している。
【００２８】
また、図４（ｂ）の不吐出駆動波形ＰＢは、複数の駆動パルスＰＢ１連ねて構成されており、各駆動パルスＰＢ１は、吐出駆動波形ＰＡより小さい台形形状を為している。この場合も、各駆動パルスＰＢ１は、不吐出駆動電圧Ｖ２、立上り時間Ｔ４、持続時間Ｔ５、立下り時間Ｔ６のパラメーターにより規定されている。不吐出駆動電圧Ｖ２は、発熱を目的とし、インクが確実に吐出しないように圧電素子４３を小さく収縮動作させるものである。また、駆動パルスＰＢ１の数は、不吐出駆動波形ＰＢの印加と吐出駆動波形ＰＡを印加との間で、圧電素子４３の発熱量を略同一となるように設定されている。
【００２９】
図５は、上記制御手段１６におけるインクジェットヘッド１１の駆動制御系のブロック図であり、同図に示すように、この駆動制御系は、制御部５１と、駆動波形生成部５２と、ヘッド選択部５３と、電源に接続されたヘッド駆動部５４と、複数の圧電素子４３と、を備えている。また、制御部５１には、上記の温度センサー２５を有する温度検出部５５が接続されている。
制御部５１は、ＣＰＵ５６と、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部５７とからなり、記憶部５７に記憶されている描画データやインクジェットヘッド１１個別の適正駆動電圧データ等に基づいて各部（各圧電素子４３）を制御する。駆動波形生成部５２は、制御部５１を介して入力された適正駆動電圧データおよび温度センサー２５の検出結果等に基づいて、吐出駆動波形ＰＡおよび不吐出駆動波形ＰＢを生成する（詳細は後述する）。
【００３０】
ヘッド選択部５３は、描画データに基づいて、インク吐出する吐出ノズル３２に対応する圧電素子４３（素子部）を選択する。言い換えれば、インク吐出する吐出ノズル３２に対応する圧電素子４３と、これ以外のインク吐出しない吐出ノズル３２に対応する圧電素子４３と、を区分けする。ヘッド駆動部５４は、描画データに基づいて、インク吐出する吐出ノズル３２に対応する圧電素子４３に吐出駆動波形ＰＡを印加し、インク吐出しない吐出ノズル３２に対応する圧電素子４３に不吐出駆動波形ＰＢを印加する。
【００３１】
本実施形態では、インクジェットヘッド１１の駆動制御において、使用するインクジェットヘッド１１の適正駆動電圧Ｖに対する出力比率で、吐出駆動波形ＰＡの吐出駆動電圧Ｖ１および不吐出駆動波形ＰＢの不吐出駆動電圧Ｖ２を設定している。この場合、適正駆動電圧Ｖとは、常温（例えば２３℃）下において、インクジェットヘッド１１が設計上の吐出量を吐出するときの最適電圧（実験値：許容吐出量範囲の中間値の電圧）であり、インクジェットヘッド１１固有の値である。適正駆動電圧Ｖは、個々のインクジェットヘッド１１が、そのＩＤと紐付けたスペックとして有しているものであり、図外の入力部から上記の制御部５１に入力される。
【００３２】
図６に示すように、吐出駆動波形ＰＡの吐出駆動電圧Ｖ１は、インクジェットヘッド１１の温度に基づいて、適正駆動電圧Ｖに対する出力比率が可変され、不吐出駆動波形ＰＢの不吐出駆動電圧Ｖ２は、インクジェットヘッド１１の温度に関わらず、適正駆動電圧Ｖに対する出力比率を一定としている。
【００３３】
吐出駆動波形ＰＡにおいては、温度センサー２５により測定した温度（インクジェットヘッド１１の温度）が目標温度以下の場合、吐出駆動電圧Ｖ１の出力比率を適正駆動電圧Ｖの１００％以上とし、目標温度を越える場合、吐出駆動電圧Ｖ１の出力比率を、適正駆動電圧Ｖの１００％未満としている。但し、吐出駆動電圧Ｖ１によりインクを適量吐出する必要があるため、このパーセンテージの下限は、上記のスペック（許容吐出量範囲の下限）から算定される（例えば、適正駆動電圧Ｖの７０％以上）。実施形態のものは、インクジェットヘッド１１の測定温度を「低め」、「中間」、「高め」の３段階とし、「低め」の吐出駆動電圧Ｖ１は適正駆動電圧Ｖの１００％（同図（ａ）参照）、「中間」の吐出駆動電圧Ｖ１は適正駆動電圧Ｖの９０％（同図（ｂ）参照）、「高め」の吐出駆動電圧Ｖ１は適正駆動電圧Ｖの８０％としている（同図（ｃ）参照）。そして、この３段階の吐出駆動電圧Ｖ１は、制御を容易にすべく、上記制御手段１６において制御テーブルとして用意されている。
【００３４】
一方、不吐出駆動波形ＰＢにおいては、不吐出駆動電圧Ｖ２の出力比率を適正駆動電圧Ｖの５０％以下としている。但し、１駆動周期における駆動パルスＰＢ１のパルス数には限界があるため、このパーセンテージの下限にも限界がある（例えば、適正駆動電圧Ｖの２０％以上）。そして、実施形態の不吐出駆動電圧Ｖ２は、常に適正駆動電圧Ｖの３０％とし、駆動パルスＰＢ１のパルス数を３または４としている。
このように、本実施形態では、描画データに基づく描画動作において、インク吐出を行なう吐出ノズル３２の（対応する）圧電素子４３に、吐出駆動波形ＰＡが印加され、それ以外の不吐出の吐出ノズル３２に、不吐出駆動波形ＰＢが印加される。また、インクジェットヘッド１１の温度に基づいて、インク吐出を行なう吐出ノズル３２の吐出駆動電圧Ｖ１が段階的に制御されるようになっている。
【００３５】
次に、制御部５１によるインクジェットヘッド１１の駆動方法について説明する。
この駆動方法では、先ず上記の目標温度を求める。具体的には、上記のチャンバー３内の管理された雰囲気温度下において、適正駆動電圧Ｖに対する吐出駆動波形ＰＡの吐出駆動電圧Ｖ１の出力比率を１００％とし、全ての圧電素子４３を連続駆動した状態でインクジェットヘッド１１の発熱量と放熱量とが均衡したときのインクジェットヘッド１１の温度を計測する。
【００３６】
すなわち、インクジェットヘッド１１をフルデューティーで駆動すると、全の吐出ノズル３２からインクが吐出されると共に全の圧電素子４３が発熱し、インクジェットヘッド１１は昇温してゆく（温度センサー２５で検出）。一方、この昇温によりインクジェットヘッド１１と、チャンバー３内の雰囲気との間に温度差が生じ、この温度差によりインクジェットヘッド１１から雰囲気に熱が逃げる（伝熱）。結果、全の圧電素子４３から供給される熱量（発熱量）と、インクジェットヘッド１１から雰囲気に伝熱される熱量（放熱量）が釣り合って、やがてインクジェットヘッド１１の温度が一定値に落ち着く（サチュレーション）。ここで、温度センサー２５により測定される、この一定値となったインクジェットヘッド１１の温度を目標温度とし設定する。なお、この目標温度の設定は、例えばインクジェットヘッド１１の交換時、インクジェット記録装置１の稼働開始 時、記録媒体１４の変更時、描画データの変更時等に実施することが好ましい。
【００３７】
次に、描画動作である描画データに基づくインクジェットヘッド１１の駆動において、吐出駆動の圧電素子４３に吐出駆動波形ＰＡを印加し、不吐出駆動の圧電素子４３に不吐出駆動波形ＰＢを印加して、描画動作が実施される。このとき、温度センサー２５によりインクジェットヘッド１１の温度を測定し、その測定結果に基づいて、吐出駆動波形ＰＡの吐出駆動電圧Ｖ１が可変される。一方、不吐出駆動波形ＰＢの不吐出駆動電圧Ｖ２は一定値を維持する。すなわち、描画動作において、インクジェットヘッド１１が目標温度となるように、吐出駆動波形ＰＡの吐出駆動電圧Ｖ１のみがフィードバック制御される。なお、吐出駆動電圧Ｖ１の可変は、リアルタイムで行ってもよいが、改行時（非描画時）に行うことが好ましい。
【００３８】
ここで、図６の駆動波形の波形図、および図７のフローチャートを参照して、吐出駆動波形ＰＡの吐出駆動電圧Ｖ１等の設定方法について説明する。
先ず、インクジェットヘッド１１をフルデューティーで駆動し（Ｓ０１）、発熱量と放熱量とが釣り合って落ち着いた状態のインクジェットヘッド１１の温度を測定する。そして、この温度を目標温度として設定する（Ｓ０２）。
【００３９】
続いて、描画動作に移行し、先ず不吐出駆動電圧Ｖ２を適正駆動電圧Ｖの３０％に設定する（Ｓ０３）。また、インクジェットヘッド１１の温度を測定（検出）する（Ｓ０４）。ここで、測定した温度が「低め」の温度範囲に該当するか否かを判定し（Ｓ０５）、該当する場合には（Ｓ０５：ＹＥＳ）、吐出駆動電圧Ｖ１を適正駆動電圧Ｖの１００％に設定する（Ｓ０６）。一方、「低め」の温度範囲に該当しない場合には（Ｓ０５：ＮＯ）、さらに「中間」の温度範囲に該当するか否かを判定し（Ｓ０７）、該当する場合には（Ｓ０７：ＹＥＳ）、吐出駆動電圧Ｖ１を適正駆動電圧Ｖの９０％に設定する（Ｓ０８）。同様に、「中間」の温度範囲に該当しない場合には（Ｓ０７：ＮＯ）、さらに「高め」の温度範囲に該当するか否かを判定し（Ｓ０９）、該当する場合には（Ｓ０９：ＹＥＳ）、吐出駆動電圧Ｖ１を適正駆動電圧Ｖの８０％に設定する（Ｓ１０）。一方、「高め」の温度範囲に該当しない場合には（Ｓ０９：ＮＯ）、その旨報知する（Ｓ１１）。
【００４０】
以上のように、本実施形態では、インクジェットヘッド１１の温度変化に基づいて、インクジェットヘッド１１の適正駆動電圧Ｖに対する吐出駆動波形ＰＡの吐出駆動電圧Ｖ１の出力比率のみを、３段階で可変させるようにしているため、インクジェットヘッド１１の制御を極めて簡単に行うことができる。一方、吐出しない吐出ノズル３２の圧電素子４３には、インクジェットヘッド１１の適正駆動電圧Ｖに対する不吐出駆動波形ＰＢの不吐出駆動電圧Ｖ２の出力比率、および駆動パルスＰＢ１の数を、常に一定とした不吐出駆動波形ＰＢを印加するようにしているため、インクジェットヘッド１１における吐出ノズル３２相互間の温度を均一にすることができる。
【００４１】
しかも、チャンバー３により温度管理された環境下で描画を実施することができるため、目標温度を略一定とすることができ、インクジェットヘッド１１を介して、吐出するインクを一定の温度、すなわちインクを一定の粘度で吐出することができる。また、吐出駆動電圧Ｖ１を、適正駆動電圧Ｖに対する出力比率で設定するようにしているため、インクジェットヘッド１１個々のスペックを考慮して、その駆動制御を行うことができる。したがって、粘度の高いインクを用いても、高い描画品質を維持することができる。
【００４２】
なお、本発明は、上記のようなチャンバー３を有しないインクジェット記録装置１にも適用可能である。かかる場合には、環境温度で目標温度が変わることになり、いわゆる「成行き温度」で制御が実施されることになる。また、複数のインクジェットヘッド１１をキャリッジ１２に搭載したインクジェット記録装置１にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１ インクジェット記録装置、２ 装置本体、３ チャンバー、１１ インクジェットヘッド、１３ ヘッド移動機構、１４ 記録媒体、２４ ヘッド本体、２５ 温度センサー、３２ 吐出ノズル、３４ アクチュエーター部、４３ 圧電素子、５１ 制御部、５２ 駆動波形生成部、５３ ヘッド選択部、５４ ヘッド駆動部、５５ 温度検出部、ＰＡ 吐出駆動波形、ＰＢ 不吐出駆動波形、ＰＢ１ 駆動パルス、Ｖ 適正駆動電圧、Ｖ１ 吐出駆動電圧、Ｖ２ 不吐出駆動電圧
【特許請求の範囲】
【請求項１】
描画対象物に描画を行なうための画像情報に基づいて、
インクを吐出する吐出ノズルに対応する素子部に吐出駆動波形を印加すると共に、インクを吐出する前記吐出ノズル以外の吐出ノズルに対応する素子部に、インクを吐出しない駆動波形である不吐出駆動波形を印加するインクジェットヘッドの駆動方法であって、
前記インクジェットヘッドの温度を測定し、
前記インクジェットヘッドの適正駆動電圧に対する前記吐出駆動波形の吐出駆動電圧の出力比率を、測定した前記温度に基づいて可変とし、
前記インクジェットヘッドの適正駆動電圧に対する前記不吐出駆動波形の不吐出駆動電圧の出力比率を、常に一定とすることを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項２】
前記インクの粘度に対応して、前記インクジェットヘッドの目標温度が設定され、
測定した前記温度が前記目標温度以下の場合、前記吐出駆動電圧の出力比率を前記適正駆動電圧の１００％以上とし、
測定した前記温度が前記目標温度を越える場合、前記吐出駆動電圧の出力比率を、前記適正駆動電圧の１００％未満とすることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項３】
前記目標温度は、
前記描画対象物への描画品質が保証される最低環境温度下において、
前記適正駆動電圧に対する前記吐出駆動波形の吐出駆動電圧の出力比率を１００％として全ての前記素子部を連続駆動した状態で、前記インクジェットヘッドの発熱量と放熱量とが均衡したときの前記インクジェットヘッドの温度であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項４】
前記インクジェットヘッドは、前記最低環境温度に管理された雰囲気中で駆動することを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項５】
前記不吐出駆動波形は、前記不吐出駆動電圧の出力比率を前記適正駆動電圧の５０％以下とした複数の駆動パルスで構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項１】
描画対象物に描画を行なうための画像情報に基づいて、
インクを吐出する吐出ノズルに対応する素子部に吐出駆動波形を印加すると共に、インクを吐出する前記吐出ノズル以外の吐出ノズルに対応する素子部に、インクを吐出しない駆動波形である不吐出駆動波形を印加するインクジェットヘッドの駆動方法であって、
前記インクジェットヘッドの温度を測定し、
前記インクジェットヘッドの適正駆動電圧に対する前記吐出駆動波形の吐出駆動電圧の出力比率を、測定した前記温度に基づいて可変とし、
前記インクジェットヘッドの適正駆動電圧に対する前記不吐出駆動波形の不吐出駆動電圧の出力比率を、常に一定とすることを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項２】
前記インクの粘度に対応して、前記インクジェットヘッドの目標温度が設定され、
測定した前記温度が前記目標温度以下の場合、前記吐出駆動電圧の出力比率を前記適正駆動電圧の１００％以上とし、
測定した前記温度が前記目標温度を越える場合、前記吐出駆動電圧の出力比率を、前記適正駆動電圧の１００％未満とすることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項３】
前記目標温度は、
前記描画対象物への描画品質が保証される最低環境温度下において、
前記適正駆動電圧に対する前記吐出駆動波形の吐出駆動電圧の出力比率を１００％として全ての前記素子部を連続駆動した状態で、前記インクジェットヘッドの発熱量と放熱量とが均衡したときの前記インクジェットヘッドの温度であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項４】
前記インクジェットヘッドは、前記最低環境温度に管理された雰囲気中で駆動することを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項５】
前記不吐出駆動波形は、前記不吐出駆動電圧の出力比率を前記適正駆動電圧の５０％以下とした複数の駆動パルスで構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１０７３０３（Ｐ２０１３−１０７３０３Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５４７０１（Ｐ２０１１−２５４７０１）
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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