JP2007196543A - 液滴噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録時間の短縮化を図りつつ、予備噴射（フラッシング処理）などの回復動作を行う。
【解決手段】記録ヘッド３０の噴射性能を回復する際に、駆動周期Ｔａの、インクを実記録とは無関係に噴射させる噴射駆動パルス５０Ａを複数回連続して出力するパルス群５０Ｄを、アクチュエータ３１に対して印加する第１の制御を行う。その第１の制御に続いて、駆動周期Ｔａの、インクを記録用紙Ｐへ噴射させない非噴射駆動パルス５０Ｂを複数回連続して出力するパルス群５０Ｅを、アクチュエータ３１に対して印加することでノズル１５近傍のインクのメニスカスに振動のみを加える第２の制御を行う。第１および第２の制御においてパルス群５０Ｅを駆動周期Ｔａよりも大きい間隔Ｔｂをおいてそれぞれ複数回出力する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、液滴を噴射することが可能な液滴噴射装置に関するもので、例えばインクジェットプリンタなどのノズル開孔近傍のインク（液体）の乾燥による噴射不良を防止するための制御に関するものである。

従来、インクジェットプリンタは、キャリッジに搭載された記録ヘッドを記録領域において往復走査させながら、駆動パルスを圧電式のアクチュエータに印加して、インクを充填した圧力室の容積を変化させることで前記記録ヘッドのノズルからインクの液滴を被記録媒体に噴射するようになっている。

ところで、インクをノズルから噴射して記録を行う記録ヘッドは、記録を休止している間のノズルや、噴射機会の少ないノズルにおいて、インク中の溶媒（水等）が徐々に乾燥し、増粘することで、インク滴の大きさが小さくなったり、インクが噴射されにくい噴射不良などの不具合が起こり、記録性能の低下を招くおそれがある。

そこで、そのような記録性能の低下を回避するために、記録開始前や記録動作途中などにおいて、定期的もしくは強制的に、キャリッジを、記録領域外の非記録領域のフラッシング受部に対向する位置まで移動させ、駆動パルスをアクチュエータに印加して、強制的に全てのノズルからインクを噴射させる予備噴射（いわゆるフラッシング処理）を行うことが行われている。しかしながら、予備噴射は、噴射機能の回復に効果がある反面、記録動作を中断し、キャリッジを非記録領域へ移動させなければならないため、記録速度の低下を招くし、インクを無駄に消費することにもなる。

そのため、印刷工程におけるヘッド駆動電圧と略同一である第１の電圧を印加する第１の電圧印加手段と、第１の電圧の絶対値より絶対値が小さい第２の電圧を印加する第２の電圧印加手段を設け、印刷工程に先立つ予備噴射において、印刷工程の駆動周期と略同一、ないしより短い周期で複数回分第２の電圧印加手段を作動し、次いで第１の電圧印加手段を作動する単位回復処理工程を少なくとも２回以上実行するようにしたものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開平９−２９５４１１号公報（段落００３９および図３）

特許文献１に記載の技術では、インクを噴射しない第２の電圧を第２の電圧印加手段によって印加し、その後、インクを噴射する第１の電圧を印加するようにしているので、予備噴射後はノズルでのインクの振動状態が安定しておらず、そのインクの状態が安定するまで記録開始を待つ必要があり、記録時間の短縮化の点において改善の余地がある。

本発明は、記録時間の短縮化を図りつつ、予備噴射（フラッシング処理）などの回復動作を行うことができる液滴噴射装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、制御手段にて駆動パルスをアクチュエータに印加して、液体を充填した圧力室の容積を変化させることで記録ヘッドのノズルから液体を液滴として媒体に噴射する液滴噴射装置において、前記制御手段は、前記記録ヘッドの噴射性能を回復する際に、前記液体を実記録とは無関係に噴射させる噴射駆動パルスを前記アクチュエータに対して複数個印加する第１の制御に続いて、前記液体を前記媒体へ噴射させない非噴射駆動パルスを前記アクチュエータに対して複数個印加することで前記ノズル近傍の液体のメニスカスに振動のみを加える第２の制御を行うことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、液体を噴射させる第１の制御に続いてノズル近傍の液体のメニスカスに振動のみを加える第２の制御を行うので、第２の制御に続いて第１の制御を行う特許文献１などの技術とは異なり、記録ヘッドの噴射性能を回復する動作終了後、つまり第１および第２の制御の終了後にはノズルでの液体の振動状態が安定し、次に液体を噴射して記録を開始するまでの時間を短くすることができる。よって、記録時間の短縮化を図る上で有利である。

また、記録ヘッドの噴射性能を回復する際に、液体を実記録とは無関係に噴射させる第１の制御と、前記液体を前記媒体へ噴射させない第２の制御とを併用しているので、液体を実記録とは無関係に噴射させる制御だけで回復を図る場合に比べて、液滴消費量の大幅な低減が図れる。つまり、第１の制御に続いて第２の制御を行う回復動作を行うことで、第１の制御において、液体を実記録と無関係に噴射させる噴射駆動パルスの印加回数を少なくすることができ、液滴消費量の低減が図れる。

請求項２の発明は、請求項１の液滴噴射装置において、前記第1の制御及び第２の制御が、それぞれ所定の駆動周期で前記駆動パルスを複数個出力するパルス群を、前記駆動周期よりも大きい間隔をおいて複数回出力することを特徴とする。

このようにすれば、記録ヘッドのノズル内の液体に対して駆動パルスによる周期的な振動が与えられるとともに、前記駆動周期よりも大きい間隔（休止間隔）を挟んでさらに周期的な振動が与えられる。よって、前記ノズル内のインクに単調な振動が与えられるだけでなく、その振動に複雑な変化が加わるので、ノズル内の液体の攪拌が良好に行われ、液体の増粘などが解消される。

請求項３の発明は、請求項２の液滴噴射装置において、前記第1の制御及び第２の制御は、それぞれ前記パルス群に前記駆動パルスを同じ周期の数だけ含み、その各パルス群間に同じ間隔をおくことを特徴とする。

請求項３の発明によれば、第１の制御と第２の制御とで駆動パルスの内容を異ならせても、同じ周期の数だけ繰り返し、同じ間隔（休止間隔）をおくことで、制御を容易にすることができる。

請求項４の発明は、請求項２または３の液滴噴射装置において、前記パルス群間の間隔が、そのパルス群の長さよりも大きいことを特徴とする。このようにすることで、ノズル内のインクに単調な振動が与えられるだけでなく、その振動に複雑な変化が加わってノズル内の液体の攪拌が良好に行われるとともに、第２の制御の終了後にはノズルでの液体の振動状態が一層安定させ、次に液体を噴射して記録を開始するまでの時間を短くすることができる。

請求項５の発明は、請求項２の液滴噴射装置において、前記第２の制御におけるパルス群の間隔が、前記第１の制御におけるパルス群の間隔よりも短く設定されていることを特徴とする。

請求項５の発明によれば、インクが噴射されず液体のメニスカスに振動のみを加える第２の制御においてパルス群の間隔を短くすることで、噴射性能の回復に要する総時間を短縮できる。よって、より一層の記録時間の短縮化を図りつつ、従来と同様な効果を得ることができる。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの液滴噴射装置において、前記第1の制御及び第２の制御が、それぞれ所定の駆動周期で前記駆動パルスを出力し、前記第２の制御において各駆動周期に含まれる前記非噴射駆動パルスのパルス数が、前記第１の制御において各駆動周期に含まれる前記噴射駆動パルスのパルス数よりも少ないことを特徴とする。

請求項６の発明によれば、第２の制御において各駆動周期に含まれる前記非噴射駆動パルスのパルス数が、第１の制御において各駆動周期に含まれる前記噴射駆動パルスのパルス数よりも少ないので、記録ヘッドの噴射性能を回復する際における駆動パルスのパルス数が全体として低減される。よって、アクチュエータの駆動回数が減少するので、アクチュエータについての省電力や、発熱量の低減を図る上で有利となる。

請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかの液滴噴射装置において、前記噴射駆動パルスが、実記録時における噴射駆動パルスよりも、単位時間当たりの噴射量が大きくなるように設定されていることを特徴とする。

請求項７の発明によれば、噴射駆動パルスが、実記録時における噴射駆動パルスよりも、単位時間当たりの噴射量が大きくなるように設定されているので、噴射機能の回復効果を高めることができる。このように噴射量を大きくすることで、インクの振動状態が不安定になっても、その後の第２の制御によって安定化させることができる。

請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれかの液滴噴射装置において、前記記録ヘッドを搭載し、前記記録ヘッドのノズルから液体を液滴として媒体に噴射する記録領域において前記媒体の幅方向に往復走査するキャリッジとを備え、前記制御手段は、前記キャリッジが、前記記録ヘッドの噴射性能を回復する、前記記録領域外の回復位置にあるときに第１の制御を行い、前記回復位置から前記記録領域に復帰するときに第２の制御を行うことを特徴とする。

請求項８の発明によれば、記録領域外であって前記記録ヘッドの噴射性能を回復する回復位置から前記記録領域に復帰する時間を利用して第２の制御を行うので、前記回復位置において前記第１の制御だけでなく前記第２の制御も行う場合に比べて、前記回復位置にキャリッジが停止している総時間が短くなり、結果として記録時間の短縮化が図れる。

請求項９の発明は、請求項２〜４のいずれかの液滴噴射装置において、前記第１の制御におけるパルス群の数が、前記第２の制御におけるパルス群の数と等しいことを特徴とする。

請求項９の発明によれば、液滴を噴射させる第１の制御におけるパルス群の数が、メニスカスの振動のみを与える第２の制御におけるパルス群の数と等しくなるようにしているので、前記記録ヘッドの噴射性能を回復する際に液体を実記録とは無関係に噴射させる噴射パルス群の数を半分にすることができる。よって、従来必要とされた液体噴射量の半分の量で記録ヘッドの噴射性能を回復できる。

本発明は、液体を噴射させる第１の制御に続いてノズル近傍の液体のメニスカスに振動のみを加える第２の制御を行うようにしているので、第２の制御に続いて第１の制御を行う特許文献１などの技術とは異なり、記録ヘッドの噴射性能を回復する動作終了後にはノズルでの液体の振動状態が安定し、直ちに液体を噴射して記録を開始する状態とすることができる。よって、記録時間の短縮化を図る上で有利である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明に係る液体噴射装置の一実施の形態であるインクジェットプリンタの概略構成を示す説明図である。なお、以下の説明では、インクを噴射する側を下面および下方向とし、その反対側を上面および上方向とする。また、図１において図面左端側を左方向、右端側を右方向、図面下辺側を前方、図面上辺側を後方とする。

図１に示すように、インクジェットプリンタ１の内部には、２本のガイド軸６，７が平行に設けられ、そのガイド軸６，７には、キャリッジとして機能するヘッドホルダ９がスライド可能に支持されている。ヘッドホルダ９には、ノズル１５からインクを噴射して被記録媒体である記録用紙Ｐに記録を行う記録ヘッド３０と、各色インクを貯留するインクタンク４０が搭載されている。

ヘッドホルダ９は、モータ１０により回転駆動される無端ベルト１１に固定され、モータ１０の駆動により、ガイド軸６，７に沿って記録用紙Ｐの幅方向（左右方向）に往復走査される一方、記録用紙Ｐは、インクジェットプリンタ１の内部に備えられた搬送装置（図示せず）により矢印Ｆ方向に紙送りされる。そして、ヘッドホルダ９が記録用紙Ｐに沿ってその幅方向（左右方向）に往復走査しながら、インクを噴射させる駆動パルスが記録ヘッド３０のアクチュエータ３１（図２参照）に印加され、ノズル１５からインクが噴射されることで、インクによる記録用紙Ｐへの記録がなされる。

インクジェットプリンタ１は、各色のインク、例えばブラックＢＫ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの４色のインクが収容されたインクカートリッジ５を備える。各インクカートリッジ５がそれぞれ可撓性のインク供給チューブ８を通じてインクタンク４０に接続され、インクタンク４０内でインクが色別に貯留されて、各ノズル１５に各色ごとに供給される。

また、記録領域の左側に隣接する非記録領域には、フラッシング受部材４が設けられている。フラッシング受部材４は、記録ヘッド３０から噴射される廃インクを受けて吸収する多孔質性のインク吸収材（例えばウレンタンフォーム）をタンク内に収納する構成とされる。そして、記録開始前や記録途中などにおいて、定期的もしくは強制的に、ヘッドホルダ９に搭載される記録ヘッド３０が、フラッシング受部材４に対向する回復位置に移動し、記録ヘッド３０のノズル１５から後述するようにインクを噴射させて、インク噴射機能を回復させるフラッシング動作が行われる。

また、前記記録領域の右側に隣接する非記録領域には、同じようにインク噴射機能を回復するため、ノズル１５内のインクを吸引キャップ（図示せず）を通じて吸引する吸引パージ処理を行うための吸引キャップ装置２が設けられている。吸引キャップは、記録ヘッド３０のノズル面に対して密着・離脱可能に設けられ、ノズル面に密着させた状態で、公知のポンプにより吸引動作（吸引パージ）を行う構成とされている。また、吸引パージ後のノズル面に付着したインクをワイパ部材にて払拭するためにワイパ装置３が吸引キャップ装置２と並んで設けられている。

記録ヘッド３０は、特開２００４−２５６３６号公報に記載された公知のものと同様に構成されている。すなわち、図２に示すように、キャビティユニット２０の上にプレート型のアクチュエータ３１が接着剤にて接合され、さらにその上面に可撓性のフレキシブル配線基板４０が電気的に接合されている。

キャビティユニット２０は複数のプレート２１を積層して構成され、最下層のプレート２１には、複数のノズル１５が列状に形成されている。一方、最上層のプレート２１には、平面視細長形状の複数の圧力室１６が列状に形成されている。複数の圧力室１６の長手方向の一端部が複数のノズル１５それぞれと連通し、他端部それぞれがインク色毎にマニホールド１４と連通している。そして、インクタンク４０からのインクは、マニホールド１４を経て複数の圧力室１６それぞれに分配され、各圧力室１６それぞれに対応するノズル１５に至り、ノズル１５から噴射されるようになっている。

アクチュエータ３１は、ＰＺＴ（１枚の厚さが３０μｍ程度）などの圧電セラミックス層３１ａが複数層積層された構造で、セラミックス層３１ａの間にはキャビティユニット２０における各々の圧力室１６に対応した箇所に個別電極３３が、複数の圧力室１６に対して共通のコモン電極３２が交互に挟持状態で設けられている。フレキシブル配線基板４０は、駆動回路４９を内蔵する駆動ＩＣチップが搭載され、アクチュエータ３１の電極３２，３３に電気的に接続される。駆動回路４９は、コモン電極３２と個別電極３３の間に電圧を印加させる駆動パルスを発生させ、電極３２，３３間に挟まれたセラミックス層３１ａの活性部を変位させることで、圧力室１６の容積を変化させて、実記録時には、インクをノズル１５から記録用紙ｐに向けて噴射させ、記録が行われる。そして、記録ヘッド３０の噴射性能を回復する前記フラッシング動作の際には、記録ヘッド３０がフラッシング受部材４に対向して停止した状態で、後述するように、インクを実記録とは無関係にフラッシング受部材４に向けて全ノズル１５について複数回噴射させた後、インクを噴射させることなくノズル１５近傍の液体のメニスカスに振動が加えられる。

続いて、図３および図４を参照して、本実施の形態のインクジェットプリンタ１の電気的構成について説明する。

図３はインクジェットプリンタ１の電気的構成を示すブロック図である。図３に示すように、インクジェットプリンタ１の制御装置は、インクジェットプリンタ１全体の各部を制御するＣＰＵ（１チップマイクロコンピュータ）４１と、ゲート回路ＬＳＩである制御回路２２と、制御プログラムや各種のインクを噴射する駆動波形データを記憶したＲＯＭ１２と、データを一時的に記憶するＲＡＭ１３とを備えている。

ＣＰＵ４１は、各種の指令を入力するための操作パネル４４、ヘッドホルダ９を往復走査するキャリッジモータ４７を駆動させるモータドライバ４５、搬送装置を駆動させる搬送モータ４８を駆動させるモータドライバ４６に接続されるほか、記録用紙Ｐの有無を検出するペーパセンサ１７、記録ヘッド３が原点位置にあることを検出する原点センサ１８やインクカートリッジ５が正常な装着状態にあることを検出するインクカートリッジセンサ１９が接続されている。

ＣＰＵ４１，ＲＯＭ１２，ＲＡＭ１３、及び制御回路２２は、アドレスバス２３およびデータバス２４を介して接続されている。そして、ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ１２に予め記憶されたプログラムにしたがい、記録タイミング信号ＴＳと制御信号ＲＳを生成し、各信号ＴＳ，ＲＳを制御回路２２に転送する。また、制御回路２２は、パーソナルコンピュータ２６などの外部機器からインターフェース２７を介して転送されてくる記録データを、イメージメモリ２５に記憶させる。そして、制御回路２２は、パーソナルコンピュータ２６などからインターフェース２７を介して転送されてくるデータから、受信割込信号ＷＳを生成し、その信号ＷＳをＣＰＵ４１へ転送する。制御回路２２は、記録タイミング信号ＴＳ及び制御信号ＲＳにしたがい、イメージメモリ２５に記憶されている記録データに基づいて、その記録データを記録用紙Ｐに形成するための記録データ信号ＤＡＴＡ，その記録データ信号ＤＡＴＡと同期する転送クロックＴＣＫ，ストローブ信号ＳＴＢ，駆動波形信号ＩＣＫを生成し、それら各信号ＤＡＴＡ，ＴＣＫ，ＳＴＢ，ＩＣＫを駆動回路４９へ転送する。

図４は駆動回路４９の内部構成を示すものである。駆動回路４９は、制御回路２２内のデータ転送部（図示しない）から転送クロック信号ＴＣＫに同期してシリアル転送されてくる記録データ信号ＤＡＴＡをパラレルデータに変換するシリアルーパラレル変換部３７、この変換されたパラレルデータＤＡＴＡをストローブ信号ＳＴＢにもとづいてラッチするデータラッチ３６、そのパラレルデータＤＡＴＡに基づいて駆動波形信号ＩＣＫを選択的に出力するＡＮＤゲート３５、出力された駆動波形信号をアクチュエータ３１に適した電圧に変換し駆動パルスとして出力するドライバ３４とを備える。ドライバ３４から出力した駆動パルスは、記録ヘッド３０の個別電極３２に印加され、アクチュエータ３１を変位させる。シリアルーパラレル変換部３７や、データラッチ３６やＡＮＤゲート３５およびドライバ３４は、それぞれ記録ヘッド３０のノズル数にあわせた数が用意されている。本実施形態において、記録ヘッドの噴射性能を回復するための駆動波形信号ＩＣＫは、記録データに関係なくインクを噴射するための噴射駆動パルス５０Ａ（図５（ｂ）参照）と、インクを噴射しない程度に記録ヘッド３０のノズル１５内のメニスカスを振動させる非噴射駆動パルス５０Ｂ（図５（ｄ）参照）とで構成され、それぞれＲＯＭ１２に格納されており、プログラム制御にもとづいて選択的に読み出される。

噴射駆動パルス５０Ａは、例えば図５（ｂ）に示すように、１ドットの駆動周期Ｔａ（記録データにおける1ドットの駆動周期と同じものが用いられる）に対して３つの噴射用の駆動パルス５０ａ，５０ｂ，５０ｃと１つの非噴射用の駆動パルス５０ｄとを有する。その駆動周波数は２６ｋＨｚであり、電圧は２２Ｖである。駆動パルスが立ち上がりまたは立ち下がってアクチュエータ３１が変位することで、圧力室１６内のインクに生じた圧力波が変動する周期の１／２すなわち圧力室１６を含む記録ヘッド３０の液体流路内を圧力波が片道伝搬する時間をＡＬとしたとき、各噴射用の駆動パルス５０ａ，５０ｂ，５０ｃのパルス幅及びパルス間隔は、それぞれ約１ＡＬで、アクチュエータ３１に印加される電圧は、駆動パルスの最高電圧（２２Ｖ）まで達し、効率よく３滴のインク滴（合計の体積で２４ｐｌ（ピコリットル））を噴射する。非噴射用の駆動パルス５０ｄは、噴射用の駆動パルスによって生じたインクの残留圧力波をほぼ相殺するタイミングで印加される。

また、非噴射駆動パルス５０Ｂは、例えば図５（ｄ）に示すように、１ドットの駆動周期Ｔａに対して、２つの非噴射用の駆動パルス、つまり第１の駆動パルス５０ｅ、第２の駆動パルス５０ｆを有する。駆動パルス５０ｅ，５０ｆのパルス幅Ｔｐ、各パルス５０ｅ，５０ｆ間の間隔をＴｗとしたとき、前記片道伝搬時間ＡＬに対し、後述するように、Ｔｐは０．１ＡＬ〜０．３５ＡＬ，Ｔｗは０．１ＡＬ〜４．５ＡＬの範囲で設定されることが望ましい。ＡＬは、インクの固有振動数及びキャビティユニット２０のインク流路の長さだけでなく、流路抵抗、流路を構成する各プレートの剛性などにも影響される。本実施の形態では、ＡＬは４．５μｓｅｃである。

この場合、アクチュエータ３１は、電極３２，３３間に圧電セラミックス３１ａを挟んだコンデンサと同等であるから、上記パルス幅Ｔｐでは、アクチュエータ３１に印加される電圧は、駆動パルスの最高電圧まで上がりきらないところで、駆動パルスが立ち下がるので、圧力室１６内のインクには、ノズル１５から噴射するほどの圧力が作用せず、ノズル１５内のインクのメニスカスに振動のみを与え、その近傍のインクを撹拌して、ノズル１５内のインクが乾燥するのを防止することができる。

続いて、記録ヘッド３０の噴射性能を回復する際にアクチュエータ３１に出力される駆動波形信号を、図５に基づいて説明する。

図５（ａ）は従来の駆動波形信号であるが、例えば全ノズルに対して、駆動パルス５０ａ〜５０ｄからなり駆動周期Ｔａである噴射駆動パルス５０Ａを連続して２００周期分連続して出力するパルス群５０Ｄを、駆動周期Ｔａよりも大きい間隔Ｔｂをおいて８回出力するものである。よって２４ｐｌ（ピコリットル）×２００のインクの噴射を８回繰り返すことで、従来は噴射性能の回復が得られた。

一方、この実施の形態における予備噴射における駆動波形信号は、駆動噴射パルス５０Ａと非噴射駆動パルス５０Ｂとを組み合わせてなるもので、図５（ｃ）に示すように、まず、全ノズルに対して、噴射駆動パルス５０Ａを２００周期分連続して出力するパルス群５０Ｄを、約３００ｍｓｅｃ（約７８００周期分）の間隔Ｔｂ（休止間隔）をおいて４回連続して出力する動作を繰り返す。つまり、まず、第１の制御として、インクを実記録とは無関係に噴射させる噴射駆動パルス５Ａを含むパルス群５０Ｄをアクチュエータ３１に対して複数個印加し、各ノズル１５からインクを噴射させる。

それから、非噴射駆動パルス５０Ｂを２００周期分連続して出力するパルス群５０Ｅを、上記と同じ間隔Ｔｂをおいて４回連続して出力する動作を繰り返すことになる。つまり、第２の制御として、第１の制御に続いて、インクを記録用紙Ｐへ噴射させない非噴射駆動パルス５０Ｂを含むパルス群５０Ｅをアクチュエータ３１に対して複数個印加することで各ノズル１５近傍のインクのメニスカスに振動のみを加える。

このように、記録ヘッド３０のノズル１５内のインクに対して駆動パルス５０Ａ，５０Ｂによる周期的な振動が与えられるとともに、駆動周期Ｔａよりも大きい間隔Ｔｂ（休止間隔）を挟んでさらにパルス群５０Ｄ，５０Ｅとしての周期的な振動が与えられる。よって、記録ヘッド３０のノズル１５内のインクに単調な振動が与えられるだけでなく、その振動に複雑な変化が加わるので、ノズル１５内のインクの攪拌が良好に行われ、インクの増粘などが良好に解消される。

また、例えばノズル数が２００個の場合に、従来（図５（ａ）参照）は２４ｐｌ（ピコリットル）×２００の液滴の噴射を８回繰り返すことで噴射性能の回復が得られていたのが、２４ｐｌ（ピコリットル）×２００の液滴の噴射を４回繰り返すだけでよくなり、１回当たりの予備噴射におけるインク消費量が半減することとなる。つまり、従来の半分のインク消費量で噴射性能の回復が図れ、１回の予備噴射当たりのインク消費量の大幅な低減を実現できる。

また、従来は、１つのパルス群５０Ｄを構成する噴射駆動パルス５０Ａは、４つの駆動パルス５０ａ〜５０ｄからなるので、１つのパルス群５０Ｄ当たり４×２００のパルスを８回繰り返す必要があったが、この実施の形態では、上記のパルス群５０Ｄを４回繰り返し、その後ノズル１５近傍のインクのメニスカスに振動のみを加えるパルス群５０Ｅ（２つの駆動パルス５０ｅ，５０ｆ×２００のパルス）を４回繰り返すので、パルス数も少なくなり、アクチュエータ３１の駆動回数が減少するので、アクチュエータについての省電力や、発熱量の低減を図る上で有利となる。

さらに、インクを噴射する第１の制御に続いて、ノズル１５内のインクのメニスカスに振動のみを与える第２の制御を行うようにしているので、第１の制御におけるインクの噴射による残留振動を第２の制御を行う間において抑制させることができ、予備噴射後直ちに記録を開始しても、記録性能に影響を起こしにくくなっている。よって、記録時間の短縮化を図る上で有利である。

続いて、非噴射駆動パルス５０Ｂについて、アクチュエータ３１に印加されるパルス幅Ｔｐとパルス間隔Ｔｗのタイミングを、ノズルからインクが噴射することなくノズル内のインクのメニスカスに振動のみを与えるように最適化する検討を行った結果について説明する。その結果を図６に示す。

図６に示すように、パルス幅Ｔｐとパルス間隔Ｔｗの値をそれぞれ複数種類ずつ用意し、これらを組み合わせてパルスを印加させる。また、ノズル内のインクは、記録ヘッドが使用される環境温度により、インク乾燥速度に影響を及ぼすため、環境温度を１４℃、２４℃、３４℃に設定し、インクが噴射されたかされていないか、その状態を観察した。評価結果は、どの温度においてもインクが噴射されなかった場合を○とし、環境温度が３４℃以上において噴射した場合は△、環境温度が２４℃以上において噴射した場合は▲、どの温度においてもインクが噴射した場合を×とした。なお、図６において実験に用いた各数値に対して、多少の誤差があっても、ほほ同等の結果となることは、発明者が実験を通じて得ているところであるので、たとえば、Ｔｐ＝０．１３ＡＬは、０．１ＡＬ≦Ｔｐ≦０．１５ＡＬくらいの範囲であっても同等である。

図６によると、Ｔｐを０．１ＡＬ≦Ｔｐ≦０．３５ＡＬで、Ｔｗを０．１ＡＬ≦Ｔｗ≦４．５ＡＬの範囲内でＴｐとＴｗの値を組み合わせて電圧を印加させた。これによると、
(i)０．２ＡＬ≦Ｔｐ≦０．３５ＡＬ，０．１ＡＬ≦Ｔｗ≦０．２ＡＬ
(ii)０．２５ＡＬ≦Ｔｐ≦０．３５ＡＬ，０．２ＡＬ≦Ｔｗ≦０．４ＡＬ
の範囲においては、どの環境温度においてもインクが噴射する結果（×）が得られた。

また、下記の範囲においては、どの環境温度においてもインクは噴射しない結果（○）が得られた。
(iii)０．１ＡＬ≦Ｔｐ≦０．２ＡＬ，０．２ＡＬ≦Ｔｗ≦４．５ＡＬ
(iv)０．１ＡＬ≦Ｔｐ≦０．１５ＡＬ，０．１ＡＬ≦Ｔｗ≦４．５ＡＬ
(v)０．１ＡＬ≦Ｔｐ≦０．３５ＡＬ，０．４ＡＬ≦Ｔｗ≦１．０ＡＬ
(vi)０．１ＡＬ≦Ｔｐ≦０．３ＡＬ，０．４ＡＬ≦Ｔｗ≦１．５ＡＬ
(vii)０．１ＡＬ≦Ｔｐ≦０．３ＡＬ，２．５ＡＬ≦Ｔｗ≦３．５ＡＬ
(viii)０．１ＡＬ≦Ｔｐ≦０．３ＡＬ，４．２ＡＬ≦Ｔｗ≦４．５ＡＬ
(ix)０．１ＡＬ≦Ｔｐ≦０．２５ＡＬ，２．５ＡＬ≦Ｔｗ≦４．５ＡＬ
以上のように、上述の結果の範囲内であれば、インクはどの環境温度においてもインクを噴射しないが、特に最適な非噴射駆動パルスとして、ノズル開孔のメニスカスに振動を与え、増粘した液体と新しい液体を撹拌させるために十分なエネルギーを持つ非噴射駆動パルスを用いるのが好ましい。そのような最適な条件を持つ非噴射駆動パルスを図６中に◎で示した。これによると、
(x)０．１５ＡＬ≦Ｔｐ≦０．２ＡＬ，２．０ＡＬ≦Ｔｗ≦３．５ＡＬ
(xi)０．１５ＡＬ≦Ｔｐ≦０．２５ＡＬ，２．５ＡＬ≦Ｔｗ≦３．０ＡＬ
の範囲にある非噴射駆動パルスを用いるのが望ましい。また、好ましくはＡＬが４．５μｓｅｃで、Ｔｐは０．７μｓｅｃ〜１．１μｓｅｃ，Ｔｗは１２μｓｅｃくらいの値であることが好ましい。

以上のように説明したほか、本発明は次のように構成することも可能である。
(i)前記実施の形態は、液滴噴射装置がインクジェットプリンタである場合について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、着色液を微小液滴として塗布などする他の液滴噴射装置などにも適用することができる。
(ii)前記実施の形態では、噴射駆動パルス５０Ａは、１ドットの駆動周期Ｔａに対して４つの駆動パルス５０ａ〜５０ｄを有する構成としているが、本発明はそれに限定されるものではなく、噴射可能である駆動パルスであれば、他の駆動パルスであっても同様に適用することができる。さらに、記録ヘッドの噴射性能を回復する際に、第１の制御に用いる噴射駆動パルスは、実記録時における噴射駆動パルスと同じものを用いる必要なく、実記録時よりも単位時間当たりの噴射量が大きくなるように設定したものを用いて噴射性能の回復を強力に行うこともできる。第１の制御において実記録時よりも単位時間当たりの噴射量が大きくても、その大きい噴射量による残響（メニスカスの振動）を、第２の制御においてなだらかに抑制させることができ、その後の実記録に影響を与えないからである。
(iii) 噴射駆動パルス５０Ａと非噴射駆動パルス５０Ｂとは、必ずしも同じ駆動周期で使用しなくてもよい。例えば、そのいずれか一方を、特開２００２-１６０３６２号公報に記載のように、２周期に渡る長いパルス列としてもよい。

(iv)前記実施の形態では、キャリッジが、記録領域外の回復位置であるフラッシング受部材４に対向する回復位置で第１および第２の制御を行うようにしているが、第２の制御ではインクの噴射が行われないので、前記回復位置で第１の制御のみを行い、前記記録領域外の回復位置から記録領域に復帰する間の時間、つまり移動時において第２の制御を行うようにすることも可能である。
(v)前記実施の形態では、第１および第２の制御におけるパルス群の間隔Ｔｂは同じであるが、第２の制御におけるパルス群の間隔を短くしても影響がほとんどないので、記録時間の短縮化のために、第２の制御におけるパルス群の間隔を第１の制御におけるパルス群の間隔Ｔｂよりも短く設定することも可能である。また、第１の制御におけるパルス群の数と、第２の制御におけるパルス群の数とを等しくする必要はなく、目的に応じて、これらを異ならせることも可能であることはいうまでもない。
(vi)前記実施の形態では、非噴射駆動パルス５０Ｂは、パルス幅Ｔｐだけアクチュエータ３１に電圧を印加しているが、常態においてアクチュエータ３１に電圧を印加し、圧力室１６の容積を縮小しておいて、パルス幅Ｔｐだけアクチュエータ３１への電圧の印加を停止して圧力室１６の容積を拡大し、パルス間隔Ｔｗだけ圧力室１６の容積を縮小する動作を繰り返すように構成することもできる。

本発明に係る液体噴射装置の一実施の形態であるインクジェットプリンタの概略構成を示す説明図である。 記録ヘッドの断面図である。 前記インクジェットプリンタの電気的制御系を示すブロック図である。 駆動回路の内部構成を示す図である。 従来例および本実施の形態に使用される駆動波形を示し、（ａ）は従来の駆動波形信号を示す図、（ｂ）は噴射駆動パルスの駆動波形を示す図、（ｃ）は本実施の形態に係る駆動波形信号を示す図、（ｄ）は非噴射駆動パルスの駆動波形を示す図である。 本実施の形態例に使用される非噴射駆動パルスにおける、パルス幅及びパルス間隔の値の組み合わせを変えたときの実験結果を示す図である。

符号の説明

１ インクジェットプリンタ
４ フラッシング受部材
９ キャッリッジ
１５ ノズル
１６ 圧力室
２０ キャビティプレート
３０ 記録ヘッド
３１ アクチュエータ
４１ ＣＰＵ
４９ 駆動回路
５０Ａ 噴射駆動パルス
５０Ｂ 非噴射駆動パルス
５０Ｄ，５０Ｅ パルス群

Claims (9)

1. 制御手段にて駆動パルスをアクチュエータに印加して、液体を充填した圧力室の容積を変化させることで記録ヘッドのノズルから液体を液滴として媒体に噴射する液滴噴射装置において、
   前記制御手段は、前記記録ヘッドの噴射性能を回復する際に、前記液体を実記録とは無関係に噴射させる噴射駆動パルスを前記アクチュエータに対して複数個印加する第１の制御に続いて、前記液体を前記媒体へ噴射させない非噴射駆動パルスを前記アクチュエータに対して複数個印加することで前記ノズル近傍の液体のメニスカスに振動のみを加える第２の制御を行うことを特徴とする液滴噴射装置。
2. 前記第1の制御及び第２の制御は、それぞれ所定の駆動周期で前記駆動パルスを複数個出力するパルス群を、前記駆動周期よりも大きい間隔をおいて複数回出力することを特徴とする請求項１に記載の液滴噴射装置。
3. 前記第1の制御及び第２の制御は、それぞれ前記パルス群に前記駆動パルスを同じ周期の数だけ含み、その各パルス群間に同じ間隔をおくことを特徴とする請求項２に記載の液滴噴射装置。
4. 前記パルス群間の間隔は、そのパルス群の長さよりも大きいことを特徴とする請求項２または３に記載の液滴噴射装置。
5. 前記第２の制御におけるパルス群の間隔は、前記第１の制御におけるパルス群の間隔よりも短く設定されていることを特徴とする請求項２に記載の液滴噴射装置。
6. 前記第1の制御及び第２の制御は、それぞれ所定の駆動周期で前記駆動パルスを出力し、前記第２の制御において各駆動周期に含まれる前記非噴射駆動パルスのパルス数は、前記第１の制御において各駆動周期に含まれる前記噴射駆動パルスのパルス数よりも少ないことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液滴噴射装置。
7. 前記噴射駆動パルスは、実記録時における噴射駆動パルスよりも、単位時間当たりの噴射量が大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液滴噴射装置。
8. 前記記録ヘッドを搭載し、前記記録ヘッドのノズルから液体を液滴として媒体に噴射する記録領域において前記媒体の幅方向に往復走査するキャリッジとを備え、
   前記制御手段は、前記キャリッジが、前記記録ヘッドの噴射性能を回復する、前記記録領域外の回復位置にあるときに第１の制御を行い、前記回復位置から前記記録領域に復帰するときに第２の制御を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液滴噴射装置。
9. 前記第１の制御におけるパルス群の数は、前記第２の制御におけるパルス群の数と等しいことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の液滴噴射装置。
   

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