JP2006175727A - 液滴吐出制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクの吐出量や吐出タイミング等をノズルごとに任意に変更可能とする。
【解決手段】本発明に係る液滴吐出制御装置としてのインクジェットプリンタ１は、駆動パルスに基づきインクを吐出する複数のノズル２_１〜２_ｎと、前記駆動パルスの駆動波形を決定するためのパラメータを記憶する複数の波形パラメータ記憶部１１，１２と、複数の波形パラメータ記憶部１１，１２の中から一の波形パラメータ記憶部１１，１２を選択する、ノズル２_１〜２_ｎの数と同数の波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎと、波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎが選択した波形パラメータ記憶部１１，１２の前記パラメータに応じて前記駆動パルスの駆動波形を生成する、ノズル２_１〜２_ｎの数と同数の駆動波形生成部６_１〜６_ｎとを、備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は各種の液体を滴として吐出可能な液滴吐出制御装置に関する。

現在、液体を滴として吐出可能な液滴吐出装置が種々の技術分野で適用・応用されている。液滴吐出装置は詳しくは複数のノズルを備えており、各ノズルから各種の液滴を対象物に向けて吐出するようになっている。当該液滴吐出装置は従来からインクジェットプリンタ等の画像記録装置に好適に用いられているが、近年では、極微量の液体を所定量だけ精度よく吐出可能であるという特性から、例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタや配向膜を製造するディスプレイ製造装置や、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の電極を形成する電極製造装置にも適用されている。

ところで、上記した液体吐出装置では、各ノズル同士で液滴の吐出量にばらつきがあるのは好ましくなく、インクジェットプリンタを例にすれば、画像にインクの濃度むらが現れて画質の低下を招くし、ディスプレイ製造装置を例にすれば、膜厚が不均一だったり混色が発生したりして品質の低下を招く。

このような不都合を解決する技術が特許文献１に開示されている。具体的に、特許文献１に記載の技術では、ノズルと同数のセレクタが配され、かつ、各ノズルに出力するための駆動信号の駆動波形（特許文献１中では「印字波形信号（クロック）」と記載されている。）が所定の数だけ予め準備されている。そして各セレクタが、入力された記録データ（特許文献１中では「パラレル印字データ（選択信号）」と記載されている。）に基づき予め準備された駆動波形の中から一の駆動波形を選択して、各ノズルがその選択された駆動波形の駆動信号に基づきインクを吐出するようになっている（段落番号００４７〜００４９，図３，図６，図７等参照）。
特開２０００−１５８６４３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、各セレクタが、予め準備された駆動波形の中から一の駆動波形を選択するという点において各ノズルに対応する駆動波形を選択することができるようになってはいるが、各セレクタに入力される記録データが全て同一であるため、各ノズルに出力される駆動信号の駆動波形も全て共通な同一形状を有している。そのため、各ノズル同士を比較すると、インクの吐出量（滴数）や吐出タイミング等の駆動波形に起因する各因子が同一であり、インクの吐出量や吐出タイミング等をノズルごとに制御することはできない。
本発明の目的は、インクの吐出量や吐出タイミング等をノズルごとに任意に変更可能な液滴吐出制御装置を提供することである。

上記課題を解決するため請求項１に記載の液滴吐出制御装置は、
駆動パルスに基づき液滴を吐出する複数のノズルと、
前記駆動パルスの駆動波形を決定するためのパラメータを複数の異なる駆動波形の分だけ記憶可能な波形パラメータ記憶部と、
複数の前記波形パラメータ記憶部の中から一の前記波形パラメータ記憶部を選択する、前記ノズルの数と同数の波形パラメータ選択部と、
前記波形パラメータ選択部が選択した前記波形パラメータ記憶部の前記パラメータに応じて前記駆動パルスの駆動波形を生成する、前記ノズルの数と同数の駆動波形生成部と、
を備えることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載の液滴吐出制御装置において、
前記各波形パラメータ選択部が、
前記ノズルに対応するデータに基づき前記波形パラメータ記憶部を選択することを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、
請求項２に記載の液滴吐出制御装置において、
前記ノズルに対応するデータが前記液滴の吐出の有無を示すデータであることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の液滴吐出制御装置において、
前記パラメータが前記駆動パルスの駆動波形の波形幅を決定する因子であることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の液滴吐出制御装置において、
前記パラメータが書換え可能であることを特徴としている。

請求項６に記載の発明は、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の液滴吐出制御装置において、
前記各駆動波形生成部の前記駆動パルスの駆動波形の生成タイミングを制御する吐出タイミング制御部を備えることを特徴としている。

請求項７に記載の発明は、
請求項６に記載の液滴吐出制御装置において、
前記ノズルの数に対応する分だけ前記ノズルに対応するデータをラッチするラッチ回路と、
前記吐出タイミング制御部で生成された信号によって、前記ラッチ回路でラッチされたデータをラッチする第２のラッチ回路と、
を備えることを特徴としている。

本発明では、各ノズルに対応してノズルの数と同数の波形パラメータ選択部及び駆動波形生成部を備えるから、複数の波形パラメータ記憶部の中から一の波形パラメータ選択部を選択してその選択した波形パラメータ記憶部のパラメータに応じて駆動パルスの駆動波形をノズルごとに生成することができる。そのため、駆動波形で定められるインクの吐出量や吐出タイミング等をノズルごとに任意に変更することができる。

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。ただし、以下に述べる第１，第２の各実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲は以下の第１，第２の各実施形態及び図示例に限定されるものではない。

以下の第１，第２の各実施形態では、本発明に係る液滴吐出制御装置をインクジェットプリンタに適用した例を示しており、液滴としてインク滴を吐出するようになっている。

［第１の実施形態］
図１は第１の実施形態に係るインクジェットプリンタ１の要部構成を示すブロック図であって記録ヘッド２と吐出制御回路３との概略構成を示すブロック図である。

図１に示す通り、インクジェットプリンタ１は、インクを記録媒体に向けて吐出する吐出ヘッドとしての記録ヘッド２と、記録ヘッド２のインクの吐出を制御する吐出制御回路３とを、有している。

記録ヘッド２はインクを吐出するｎ個（「ｎ」は複数で例えばｎ＝１２８）のノズル２_１，２_２，…，２_ｎを有している。各ノズル２_１〜２_ｎには圧電素子等の記録素子が配されており、それら各記録素子が吐出制御回路３に接続されている。各ノズル２_１〜２_ｎは、吐出制御回路３から駆動パルスを受けて記録素子が駆動され、インクを滴として吐出するようになっている。

吐出制御回路３は各ノズル２_１〜２_ｎ（の記録素子）に駆動パルスを出力して各ノズル２_１〜２_ｎを駆動・制御するものであり、吐出制御回路３には、記録データのシリアル−パラレル変換をおこなうシフトレジスタ４が配されている。シフトレジスタ４にはインクの吐出の有無を示すシリアル形式の「記録データ」が入力されるようになっており、シフトレジスタ４は、シリアル形式の記録データの入力を受けてそのシリアル形式の記録データをパラレル形式の記録データに変換するようになっている。

シフトレジスタ４には、シリアル−パラレル変換された記録データをラッチするラッチ回路５が接続されている。ラッチ回路５は、シリアル−パラレル変換後の記録データをノズル２_１〜２_ｎの数の分だけラッチするようになっている。

ラッチ回路５にはｎ個の第２のラッチ回路８_１〜８_ｎが接続されている。第２のラッチ回路８_１〜８_ｎはノズル２_１〜２_ｎと同数のｎ個配されており、各第２のラッチ回路８_１〜８_ｎがノズル２_１〜２_ｎと１対１で対応している。すなわち、第２のラッチ回路８_１〜８_ｎはノズル２_１〜２_ｎごとに１つずつ配されている。

第２のラッチ回路８_１は、ラッチ回路５でラッチされた記録データのうちノズル２_１に対応する記録データをラッチするようになっている。これと同様に、その他の第２のラッチ回路８_２〜８_ｎも、ラッチ回路５でラッチされた記録データのうちノズル２_２〜２_ｎに対応する記録データをそれぞれラッチするようになっている。

データラッチ部としての各第２のラッチ回路８_１〜８_ｎには波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎが１つずつ接続されている。波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎはノズル２_１〜２_ｎと同数のｎ個配されており、各波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎがノズル２_１〜２_ｎと１対１で対応している。すなわち、波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎはノズル２_１〜２_ｎごとに１つずつ配されている。

各波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎには２つの波形パラメータ記憶部１１，１２が接続されている。各波形パラメータ記憶部１１，１２は、各ノズル２_１〜２_ｎに出力する駆動パルスの駆動波形を決定するための基本波形とそのパラメータとをそれぞれ記憶している。

具体的には、各波形パラメータ記憶部１１，１２には、各ノズル２_１〜２_ｎに出力する駆動パルスの駆動波形の基本波形が図２（ａ）に示す通りに予め記憶されており、各波形パラメータ記憶部１１，１２が図２（ａ）の基本波形中の各時間Ｔ_１〜Ｔ_５をパラメータとして記憶している。特にパラメータとしての各時間Ｔ_２，Ｔ_４は図２（ａ）の基本波形中の波形幅を決定する因子となっている。各波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎは、第２のラッチ回路８_１〜８_ｎでラッチされた記録データに基づき、波形パラメータ記憶部１１，１２のいずれかを選択するようになっている。

なお、吐出制御回路３にはインクジェットプリンタ１の各部位を制御する制御装置（ＣＰＵ）やホストコンピュータが接続可能とされており、これら制御装置やホストコンピュータの処理により、パラメータとしての各時間Ｔ_１〜Ｔ_５が書換え可能となっている。更に本実施形態では、上記制御装置やコンピュータの処理により図２（ａ）の基本波形の矩形波（図２（ａ）中各時間Ｔ_２，Ｔ_４に対応する波）の数が変更可能とされてもよく、当該基本波形の矩形波は、図２（ａ）に示す通りの２つに限らず、１つとされてもよいし、３つ以上とされてもよい。

各波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎには、ノズル２_１〜２_ｎに出力する駆動パルスの駆動波形を生成する駆動波形生成部６_１〜６_ｎが１つずつ接続されている。駆動波形生成部６_１〜６_ｎはノズル２_１〜２_ｎと同数のｎ個配されており、各駆動波形生成部６_１〜６_ｎがノズル２_１〜２_ｎと１対１で対応している。すなわち、駆動波形生成部６_１〜６_ｎはノズル２_１〜２_ｎごとに１つずつ配されている。

各駆動波形生成部６_１〜６_ｎには増幅／バッファ回路７_１〜７_ｎが１つずつ接続されている。増幅／バッファ回路７_１〜７_ｎはノズル２_１〜２_ｎと同数のｎ個配されており、各増幅／バッファ回路７_１〜７_ｎがノズル２_１〜２_ｎと１対１で対応している。すなわち、増幅／バッファ回路７_１〜７_ｎはノズル２_１〜２_ｎごとに１つずつ配されている。

ｎ個の第２のラッチ回路８_１〜８_ｎと駆動波形生成部６_１〜６_ｎとには吐出タイミング制御部１０が接続されており、当該吐出タイミング制御部１０が、各第２のラッチ回路８_１〜８_ｎのラッチ動作と駆動波形生成部６_１〜６_ｎによる駆動波形の生成開始のタイミングとを制御するようになっている。

次に、インクジェットプリンタ１のインクの吐出動作及びその動作に伴う各部の作用について説明する。

記録ヘッド２の各ノズル２_１〜２_ｎからのインクの吐出に際して、シリアル形式の記録データがシフトレジスタ４に入力され、シフトレジスタ４が、シリアル形式の記録データをノズル２_１〜２_ｎの数に対応するパラレル形式の記録データに変換する。

その後、シフトレジスタ４の記録データがラッチ回路５に出力され、ラッチ回路５が、シリアル−パラレル変換済みの記録データをノズル２_１〜２_ｎの数に対応する分だけラッチする。

その後、吐出タイミング制御部１０から各第２のラッチ回路８_１〜８_ｎにラッチ信号が出力され、ラッチ回路５の記録データがラッチ回路５から第２のラッチ回路８_１〜８_ｎに出力される。これにより、各第２のラッチ回路８_１〜８_ｎが、ラッチ回路５でラッチされた記録データのうちノズル２_１〜２_ｎに対応する記録データをラッチする。

具体的には、第２のラッチ回路８_１は、ラッチ回路５でラッチされた記録データのうちノズル２_１に対応する記録データをラッチし、これと同様に、その他の第２のラッチ回路８_２〜８_ｎが、ラッチ回路５でラッチされた記録データのうちノズル２_２〜２_ｎに対応する記録データをそれぞれラッチする。

各第２のラッチ回路８_１〜８_ｎが記録データをラッチするタイミングは、吐出タイミング制御部１０が出力するラッチ信号に同期するものであり、吐出タイミング制御部１０によって第２のラッチ回路８_１〜８_ｎごとにそれぞれ制御されている。例えば、第２のラッチ回路８_１にラッチ信号が入力された後に第２のラッチ回路８_２にラッチ信号が入力された場合には、第２のラッチ回路８_２は第２のラッチ回路８_１に遅れて記録データをラッチするし、逆に、第２のラッチ回路８_１にラッチ信号が入力される前に第２のラッチ回路８_２にラッチ信号が入力された場合には、第２のラッチ回路８_２は第２のラッチ回路８_１より先に記録データをラッチする。

その後、各第２のラッチ回路８_１〜８_ｎの記録データが波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎにそれぞれ出力され、各波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎが、入力された記録データ（各第２のラッチ回路８_１〜８_ｎから出力された記録データ）に基づき、波形パラメータ記憶部１１，１２のいずれか一方を波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎごとに別々に選択する。

具体的には、波形パラメータ選択部９_１には第２のラッチ回路８_１の記録データが入力され、当該波形パラメータ選択部９_１は、その入力された記録データに基づき波形パラメータ記憶部１１，１２のいずれかを選択する。これと同様に、その他の波形パラメータ選択部９_２〜９_ｎには第２のラッチ回路８_２〜８_ｎの記録データが入力され、各波形パラメータ選択部９_２〜９_ｎは、それら入力された記録データに基づき波形パラメータ記憶部１１，１２のいずれかを波形パラメータ選択部９_２〜９_ｎごとに別々に選択する。

各波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎが波形パラメータ記憶部１１，１２のいずれかを選択した状態において、吐出タイミング制御部１０が駆動波形の生成を開始する旨の開始信号を各駆動波形生成部６_１〜６_ｎに出力したら、各駆動波形生成部６_１〜６_ｎは、それに接続された波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎが選択したパラメータの値で、ノズル２_１〜２_ｎに出力する駆動パルスの駆動波形を生成する。

具体的には、駆動波形生成部６_１は、波形パラメータ選択部９_１が選択したパラメータの値で、ノズル２_１に出力する駆動パルスの駆動波形を生成する。これと同様に、その他の駆動波形生成部６_２〜６_ｎは、波形パラメータ選択部９_２〜９_ｎが選択したパラメータの値で、ノズル２_２〜２_ｎに出力する駆動パルスの駆動波形をそれぞれ生成する。

例えば、波形パラメータ記憶部１１が各時間Ｔ_１〜Ｔ_５としてＴ_１＝Ｔ_２＝１０μｓｅｃ，Ｔ_３＝３０μｓｅｃ，Ｔ_４＝Ｔ_５＝０ｓｅｃと記憶し、かつ、波形パラメータ記憶部１２が各時間Ｔ_１〜Ｔ_５としてＴ_１＝Ｔ_２＝Ｔ_３＝１０μｓｅｃ，Ｔ_４＝５μｓｅｃ，Ｔ_５＝１５μｓｅｃと記憶している場合において、波形パラメータ選択部９_１は、一方の波形パラメータ記憶部１１のパラメータを選択したらノズル２_１に出力する駆動パルスの駆動波形として図２（ｂ）に示すような駆動波形を生成するし、他方の波形パラメータ記憶部１２のパラメータを選択したらノズル２_１に出力する駆動パルスの駆動波形として図２（ｃ）に示すような駆動波形を生成する。

なお、各駆動波形生成部６_１〜６_ｎが駆動波形を生成するタイミングは、吐出タイミング制御部１０が出力する開始信号に同期するものであり、吐出タイミング制御部１０によって駆動波形生成部６_１〜６_ｎごとにそれぞれ制御されている。例えば、駆動波形生成部６_１に開始信号が入力された後に駆動波形生成部６_２に開始信号が入力された場合には、駆動波形生成部６_２は駆動波形生成部６_１に遅れて駆動波形を生成するし、逆に、駆動波形生成部６_１に開始信号が入力される前に駆動波形生成部６_２に開始信号が入力された場合には、駆動波形生成部６_２は駆動波形生成部６_１より先に駆動波形を生成する。

各駆動波形生成部６_１〜６_ｎが駆動パルスの駆動波形を生成したら、当該駆動波形は各増幅／バッファ回路７_１〜７_ｎに入力されて駆動パルスとされ、各ノズル２_１〜２_ｎに出力される。そして各ノズル２_１〜２_ｎ（の記録素子）がそれに対応する駆動パルスを受けて当該駆動パルスに基づきインクを滴として吐出する。

なお、各波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎに入力される記録データには、インクを吐出しない旨の記録データも含まれ、波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎは当該記録データが入力された場合には波形パラメータ記憶部１１，１２の選択はおこなわず、それに対応するノズル２_１〜２_ｎには駆動パルスが出力されないようになっている。

以上の本実施形態では、各ノズル２_１〜２_ｎに対応してノズル２_１〜２_ｎの数と同数の波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎ及び駆動波形生成部６_１〜６_ｎを備えるから、２つの波形パラメータ記憶部１１，１２の中からいずれか一方の波形パラメータ選択部１１，１２を選択してその選択した波形パラメータ記憶部１１，１２のパラメータの値に応じて駆動パルスの駆動波形をノズル２_１〜２_ｎごとに生成することができる。そのため、駆動波形で定められるインクの吐出量や吐出タイミング等をノズル２_１〜２_ｎごとに任意に変更することができる。

［第２の実施形態］
図３は第２の実施形態に係るインクジェットプリンタ１の要部構成を示すブロック図である。
第２の実施形態に係るインクジェットプリンタ１は上記第１の実施形態に係るそれと略同様の構成を有しているが、下記の点で異なっており、それ以外の構成・作用は上記第１の実施形態と同様となっている。以下では第１の実施形態に係るインクジェットプリンタ１と異なる点について説明する。

本実施形態では、波形パラメータ記憶部１１，１２のいずれかの選択を指示する波形パラメータ選択信号出力部１３が設けられており、当該波形パラメータ選択信号出力部１３が各波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎに接続されている。

波形パラメータ選択信号出力部１３は、各波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎに対して波形パラメータ記憶部１１，１２の選択を指示する旨の選択信号を出力するようになっており、各波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎが当該選択信号に基づき波形パラメータ記憶部１１，１２のいずれかを選択するようになっている。

すなわち、本実施形態では、各波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎが、第２のラッチ回路８_１〜８_ｎの記録データに基づいて波形パラメータ記憶部１１，１２のいずれかを選択するのではなく、波形パラメータ選択信号出力部１３の選択信号に基づいて波形パラメータ記憶部１１，１２のいずれかを選択するようになっており、この点で上記第１の実施形態と大きく異なっている。

なお、波形パラメータ選択信号出力部１３にはインクジェットプリンタ１の各部位を制御する制御装置（ＣＰＵ）やホストコンピュータが接続可能とされており、これら制御装置やホストコンピュータの処理により、選択信号の内容（波形パラメータ記憶部１１を選択するのか又は波形パラメータ選択部１２を選択するのかを示す。）が書換え可能となっている。

なお、本発明は上記の第１，第２の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の改良及び設計変更をおこなってもよい。

例えば、波形パラメータ記憶部１１，１２以外にもこれと同様の波形パラメータ記憶部を適宜増設して各波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎがこれら波形パラメータ記憶部の中から一の波形パラメータ記憶部を選択するようにしてもよい。

また、一の波形パラメータ記憶部１１（又は１２）に対し、ノズル２_１〜２_ｎの数に対応する分のパラメータ（ノズル２_１〜２_ｎの数と同じでもよいし、それより多くてもよいし、それより少なくてもよい。）を記憶させ、各波形パラメータ選択部９_１〜９_ｎがこれらパラメータの中から各ノズル２_１〜２_ｎに対応するパラメータを選択するような構成としてもよい。

第１の実施形態に係るインクジェットプリンタ１の要部構成を示すブロック図である。 駆動パルスの駆動波形の基本波形を示す図面である。 第２の実施形態に係るインクジェットプリンタ１の要部構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ インクジェットプリンタ（液滴吐出制御装置）
２ 記録ヘッド（吐出ヘッド）
３ 吐出制御回路
４ シフトレジスタ
５ ラッチ回路
６_１〜６_ｎ 駆動波形生成部
７_１〜７_ｎ 増幅／バッファ回路
８_１〜８_ｎ 第２のラッチ回路（データラッチ部）
９_１〜９_ｎ 波形パラメータ選択部
１１，１２ 波形パラメータ記憶部
１３ 波形パラメータ選択信号出力部

Claims (7)

1. 駆動パルスに基づき液滴を吐出する複数のノズルと、
   前記駆動パルスの駆動波形を決定するためのパラメータを複数の異なる駆動波形の分だけ記憶可能な波形パラメータ記憶部と、
   複数の前記波形パラメータ記憶部の中から一の前記波形パラメータ記憶部を選択する、前記ノズルの数と同数の波形パラメータ選択部と、
   前記波形パラメータ選択部が選択した前記波形パラメータ記憶部の前記パラメータに応じて前記駆動パルスの駆動波形を生成する、前記ノズルの数と同数の駆動波形生成部と、
   を備える液滴吐出制御装置。
2. 請求項１に記載の液滴吐出制御装置において、
   前記各波形パラメータ選択部が、
   前記ノズルに対応するデータに基づき前記波形パラメータ記憶部を選択することを特徴とする液滴吐出制御装置。
3. 請求項２に記載の液滴吐出制御装置において、
   前記ノズルに対応するデータが前記液滴の吐出の有無を示すデータであることを特徴とする液滴吐出制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の液滴吐出制御装置において、
   前記パラメータが前記駆動パルスの駆動波形の波形幅を決定する因子であることを特徴とする液滴吐出制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の液滴吐出制御装置において、
   前記パラメータが書換え可能であることを特徴とする液滴吐出制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の液滴吐出制御装置において、
   前記各駆動波形生成部の前記駆動パルスの駆動波形の生成タイミングを制御する吐出タイミング制御部を備えることを特徴とする液滴吐出制御装置。
7. 請求項６に記載の液滴吐出制御装置において、
   前記ノズルの数に対応する分だけ前記ノズルに対応するデータをラッチするラッチ回路と、
   前記吐出タイミング制御部で生成された信号によって、前記ラッチ回路でラッチされたデータをラッチする第２のラッチ回路と、
   を備えることを特徴とする液滴吐出制御装置。

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