JP5326599B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット式プリンター等の液体吐出装置に関するものであり、特に、ノズルから液体を強制的に吐出させることでノズル近傍の気泡を排出するフラッシング動作を行う液体吐出装置に関するものである。

例えば、液体吐出装置は、ノズルから液体を吐出可能な液体吐出ヘッドを備え、この液体吐出ヘッドから各種の液体を吐出する装置である。この液体吐出装置の代表的なものとして、例えば、液体吐出ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッドのノズルから液体状のインクを記録紙等の記録媒体（着弾対象物）に対して吐出・着弾させることで画像等の記録を行うインクジェット式プリンター（以下、単にプリンターという。）等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造装置等、各種の製造装置にも液体吐出装置が応用されている。

ここで、上記インクジェット式プリンター（以下、単にプリンターと略記する）を例に挙げると、このプリンターは、共通インク室（リザーバー）から圧力発生室を通りノズルに至る一連のインク流路や、圧力発生室の容積を変動させるための圧力発生素子（例えば、圧電素子）等を有する記録ヘッドを搭載し、また、圧力発生素子に供給する駆動信号を発生する駆動信号発生回路（駆動信号発生手段）を備えている。そして、駆動信号に含まれる吐出駆動パルスを圧電素子に印加して圧力発生室内のインクに圧力変動を生じさせ、この圧力変動を利用してノズルからインクを吐出するように構成されている。このようなプリンターでは、ノズルに露出したインクの表面（メニスカス）が大気に晒されることにより溶媒が蒸発してインクが増粘したり、圧力発生室等に気泡が混入してこの気泡により圧力発生室内の圧力変化が吸収されたりすることによって、インクの吐出不良が生じる場合がある。

このため、インクの吐出を良好に維持するために、種々のメンテナンス処理に関する技術が提案されてきた（例えば、特許文献１等参照）。特許文献１に開示されている構成では、ノズルをキャップで一時的に封止して、この封止状態でキャップ内部を負圧にすると共に、吐出駆動パルスを圧電素子に印加して圧力発生室内のインクに圧力変動を生じさせてインクの空吐出を行い、増粘インクや気泡を強制的に排出させるメンテナンス処理（クリーニング処理）が行われている。しかしながら、上記のメンテナンス処理を実行しても、ごく微小な気泡（例えば、直径数十μｍの気泡）に対しては、メンテナンス時の圧力変動を十分に付与することができず、完全に除去することは困難である。

そこで、この種のプリンターでは、上記のクリーニング処理とは別に、インクを強制的に吐出させるフラッシング動作を行っている。具体的には、上記のクリーニング処理を行った後や、インクカートリッジを交換した時の初期充填を行った後、或いは、印刷動作中（記録動作中）において所定時間毎（例えば、９秒毎）に、記録媒体から外れた位置にあるインク受け部材まで記録ヘッドを移動させ、その位置でインクを繰り返し吐出させるようにしている。このフラッシング動作では、圧電素子に印加するフラッシング用駆動パルスの駆動電圧（最高電位から最低電位までの電位差）を最大限まで高めて単位時間当たりの圧力差を大きくすることが試みられている。

特開２００７−１３６９８９号公報

しかしながら、フラッシング動作において単位時間当たりの圧力差を大きくすると、その分、残留振動も大きくなる。この残留振動が減衰しない状態でフラッシング動作を繰り返すと吐出が不安定となり、例えば、ミストが発生してノズル面に付着する等の不具合が生じる虞があった。また、フラッシング動作の後に次の動作（記録動作等）を行う場合に、次の動作に影響を与えない程度に残留振動が減衰するまでの待機時間が必要となり、その分、動作速度が低下する虞もあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体吐出ヘッド内の微小な気泡の排出効果を向上させつつ、吐出安定性を確保することが可能なフラッシング動作を行う液体吐出装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズルに連通する圧力発生室の容積を変動させる圧力発生素子を駆動することで前記ノズルから液体を吐出可能な液体吐出ヘッドと、前記圧力発生素子を駆動する駆動パルスを含む駆動信号を一定周期で発生する駆動信号発生部と、を備えた液体吐出装置であって、
前記駆動信号発生部は、
前記圧力発生室が収縮した状態に対応する収縮電位から、前記圧力発生室が膨張した状態に対応する膨張電位まで変化して前記圧力発生室を膨張させる膨張要素と、前記膨張電位から前記収縮電位まで変化して前記圧力発生室を収縮させる収縮要素と、を含み、記録媒体上への液体吐出制御に用いられる吐出用駆動パルスよりも駆動電圧の電圧変化が大きいフラッシング用駆動パルスを発生可能に構成され、
前記フラッシング用駆動パルスの後に、圧力発生室を膨張させる制振膨張要素と、圧力発生室を収縮させてノズルから液体を吐出する制振吐出要素と、を少なくとも含んで構成され、当該フラッシング用駆動パルスによって前記圧力発生素子を駆動することで生じる残留振動を抑制する制振駆動パルスを発生することを特徴とする。

上記実施形態において、前記フラッシング用駆動パルスと前記制振駆動パルスとの間隔を、前記圧力発生室内の液体の固有振動周期Ｔｃに基づいて定める構成を採用することが望ましい。

本発明によれば、フラッシング用駆動パルスの後に制振駆動パルスを発生させることで、フラッシング動作後の残留振動を抑制するので、その後に続くフラッシング動作時の吐出を安定させることができる。これにより、ミスト等の発生を抑制することができる。また、残留振動を収束させるための待機時間を短縮することができるため、より高い周波数でフラッシング動作を行うことができる。これにより、メンテナンスに要する時間を短縮することが可能となる。また、フラッシング動作の後に通常の記録動作等の他の処理を行う場合に、より短時間で次の処理に移行することができる。

プリンターの構成を説明する斜視図である。 キャリッジ、キャッピング機構、及びポンプ機構の構成を説明する模式図である。 記録ヘッドの部分断面図である。 キャップ部材を説明する斜視図である。 キャッピング機構の封止状態を説明する模式図である。 プリンターの電気的構成を説明するブロック図である。 メンテナンス制御の流れを説明するフローチャートである。 フラッシング動作で用いる駆動信号の構成を説明する図である。 第２実施形態における駆動信号の構成を説明する図である。 第３実施形態における駆動信号の構成を説明する図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体吐出装置として、インクジェット式記録装置（以下、プリンター）を例に挙げて説明する。

図１は、このプリンター１の基本構成を説明する斜視図である。この図１に示すように、プリンター１は、ガイド軸２に取り付けられたキャリッジ３を有し、その下面には記録ヘッド４（本発明の液体吐出ヘッドの一種）が取り付けられている。また、このキャリッジ３の内部にはインクカートリッジを着脱可能に保持するカートリッジホルダ部が設けられている（何れも図示せず）。そして、キャリッジ３は、キャリッジモーター（パルスモーター）５の回転軸に接合された駆動プーリー６と遊転プーリー７との間に掛け渡されたタイミングベルト８に接続されているので、キャリッジモーター５の駆動によって記録紙９の幅方向（主走査方向）に移動する。

上記のインクカートリッジは、インク（本発明の液体の一種）を貯留する貯留部材である。このインクは、インク溶媒中に色材を溶解或いは分散させたものであり、例えば、色材として顔料や染料が用いられ、インク溶媒として水が用いられる。そして、このインクカートリッジがカートリッジホルダ部に装着されると、カートリッジホルダ部に設けられたインク供給針（図示せず）がインクカートリッジ内に挿入される。このインク供給針は記録ヘッド４のインク流路に連通されているため、インク供給針が挿入されると、インクカートリッジ内のインクが記録ヘッド４内に供給可能な状態になる。そして、インクカートリッジ内のインクを記録ヘッド４内の流路に充填するために、後述する初期充填が行われる。なお、インクカートリッジとしては、プリンター本体（筐体）側に配置されてインク供給チューブを通じて記録ヘッド４に供給するタイプを採用することもできる。

また、ガイド軸２の下方には、プラテン１１が設けられている。このプラテン１１は、記録紙９を下方から支持する板状部材である。このプラテン１１にはスポンジ等の吸液部材１２が配設されている。また、この吸液部材１２よりも紙送り上流側には、ガイド軸２と平行に紙送りローラー１３が配置されている。この紙送りローラー１３は、記録紙９の搬送時において、紙送りモーター１４（ステッピングモーター又はＤＣモーター）からの駆動力によって回転される。

キャリッジ３の移動範囲内であってプラテン１１よりも外側の位置には、ホームポジションが設定されている。記録ヘッド４は、待機状態においてホームポジションに位置付けられる。このホームポジションには、記録ヘッド４のノズル形成面を払拭するためのワイパー機構１５と、非記録状態においてノズル形成面を封止可能なキャッピング機構１６とがガイド軸２に沿って横並びに配設されている。

図３に示すように、記録ヘッド４は、圧力発生ユニット１８と流路ユニット１９とから構成されており、これらを重ね合わせた状態で一体化してある。圧力発生ユニット１８は、圧力発生室２１を区画するための圧力発生室プレート２２、供給側連通口２６及び第１連通口２８ａを開設した連通口プレート２３、及び、圧電素子２４を実装した振動板２５と、を積層し、焼成等により一体化することで構成されている。また、流路ユニット１９は、供給口２７や第２連通口２８ｂを形成した供給口プレート２９、リザーバー３０や第３連通口２８ｃを形成したリザーバープレート３１、及び、ノズル３２が形成されたノズルプレート３３からなるプレート部材を積層状態で接着することで構成されている。

圧力発生室２１とは反対側となる振動板２５の外側表面には、各圧力発生室２１に対応した状態で複数の圧電素子２４が配設される。例示した圧電素子２４は撓み振動モードの振動子であり、駆動電極２４ａと共通電極２４ｂとによって圧電体２４ｃを挟んで構成されている。そして、圧電素子２４の駆動電極に駆動信号（駆動パルス）が印加されると、駆動電極２４ａと共通電極２４ｂとの間には電位差に応じた電場が発生する。この電場は圧電体２４ｃに付与され、圧電体２４ｃが付与された電場の強さに応じて変形する。即ち、駆動電極２４ａの電位を高くする程、圧電体層２０ｃは電場と直交する方向に収縮し、圧力発生室２１の容積を少なくするように振動板２５を変形させる。

キャッピング機構１６は、図２、図４、及び図５に示すように、トレイ状のキャップ部材３７と、記録ヘッド４のノズル形成面に対しキャップ部材３７を近接又は離隔する方向に移動させるキャップ移動機構（図示せず）と、封止空部３６と排液タンク３８との間を連通する可撓性の排液チューブ３９と、この排液チューブ３９の途中に配設されたポンプ４０とから構成される。

上記のキャップ部材３７は、底部４１と、この底部４１の周縁から起立する側壁部４２とを有する上面開放のトレイ状部材であり、底部４１と側壁部４２とで囲まれた空間が封止空部３６となる。このキャップ部材３７は、ゴム等の弾性部材により作製され、合成樹脂又は金属からなる支持部材４３に取り付けられている。また、封止空部３６内には吸液部材４４が敷設されている。この吸液部材４４は、インクを吸収可能なフェルトやスポンジ等の吸液材によって構成されている。キャップ部材３７の底部には、貫通口が開設されており、この貫通口に排液チューブ３９が液密状態で連結されている。また、これとは別の貫通口がキャップ部材３７の底部に開設されており、この貫通口には、大気開放路を構成する大気開放用チューブ４７が接続されている。そして大気開放用チューブ４７の途中には、大気開放バルブ４８が設けられている。即ち、この大気開放バルブ４８を開閉することにより、ノズル形成面を封止した状態における封止空部３６の密閉状態と大気開放状態とを切り替えることができるようになっている。なお、このキャップ部材３７は、フラッシング動作において、ノズル３２から吐出されたインクを受けるインク受部としても機能する。

上記の排液チューブ３９は、インクの排出路を構成する部材であり、本実施形態では、この排液チューブ３９を耐薬品性が高く弾性を有するシリコンチューブによって構成している。この排液チューブ３９の途中に設けられているポンプ４０（負圧発生源）は、駆動モーターと共にポンプ機構を構成する。本実施形態におけるポンプ機構は、ポンプ４０を駆動するための駆動モーターとして紙送りモーター１４を利用している。

上記キャップ部材３７によって記録ヘッド４のノズル形成面を封止した封止状態では、ノズル形成面のノズル３２が封止空部３６内に臨み、且つ、キャップ部材３７の先端とノズル形成面とが液密状態で密着する（図５参照）。そして、この封止状態で且つ大気開放バルブ４８を閉じた状態でポンプ４０を作動させると、封止空部３６内が減圧されるので、ノズル３２を通じて記録ヘッド４内のインクを吸引して、ヘッド外部に排出することができる。これを利用して、インクカートリッジを装着した際にこのインクカートリッジ内のインクを記録ヘッド４のインク流路に充填する初期充填や、インク流路内の増粘インクや気泡を除去するためのクリーニング処理において、この吸引制御が行われる。

次に、プリンター１の電気的構成について説明する。図６に示すように、プリンター１は、プリンターコントローラー５１と、プリントエンジン５２とを備えている。プリンターコントローラー５１は、図示しないホストコンピューター等からの印刷データー等を受信するインターフェース５３（外部Ｉ／Ｆ５３）と、各種データーの記憶等を行うＲＡＭ５４と、各種データー処理のための制御ルーチン等を記憶したＲＯＭ５５と、ＣＰＵ等からなる制御部５７と、記録ヘッド４に供給する駆動信号を発生可能な駆動信号発生回路５８と、クロック信号を生成する発振回路５９と、記録動作の駆動信号及びメンテナンス動作の制御信号等をプリントエンジン５２側に送信するためのインターフェース６０（内部Ｉ／Ｆ６０）等を備えている。そして、これらの各部は、内部バスを介して相互に電気的に接続されている。また、プリントエンジン５２は、キャリッジ３を移動させるキャリッジモーター（パルスモーター）５と、紙送りローラー１３を回転させる紙送りモーター１４と、記録ヘッド４（電気駆動系）等を備えている。

制御部５７は、このプリンター１における各種制御を行う部分であり、プリントエンジン５２の各部を制御する。例えば、記録動作の制御では、図示しないホストコンピューターからの印刷データーに基づいてドットパターンデーターを生成し、生成したドットパターンデーターを記録ヘッド４に転送する。また、キャリッジモーター５を動作させてキャリッジ３（即ち、記録ヘッド４）を移動させ、紙送りモーター１４を動作させて記録紙９（記録媒体）を搬送させる。記録紙９に対して印刷データーに基づいて画像やテキスト等記録を行う際には、駆動信号発生回路５８によって、記録媒体への印刷時に使用する駆動信号パルスを含む駆動信号を生成する。この駆動パルスは、例えば特開２００３−１１３５２の図８に示すような、時間軸に沿って、所定の電位差で電圧が変化するものである。また、各種の大きさのインク滴を吐出させる場合は、電位差の異なる電圧変化をする複数種類の駆動パルスを生成しても良い。さらに、制御部５７は、初期充填時やクリーニング時においても紙送りモーター１４を作動させてポンプ（チューブポンプ）４０による吸引を制御する。

次に、上記の構成において、初期充填時やクリーニング時における吸引動作と、その後に行われるフラッシング動作とから成る一連のメンテナンス制御について説明する。

図７は、メンテナンス制御の流れを示したフローチャートである。
まず、制御部５７は、キャリッジモーター５を制御してキャリッジ３をホームポジションに移動させると共に、記録ヘッド４のノズル形成面をキャッピング機構１６によってキャッピングする（Ｓ１）。この際、大気開放バルブ４８を閉じることにより、キャッピングした状態における封止空部３６内を密閉状態（液密・気密状態）に切り替える。

続いて、制御部５７は、紙送りモーター１４に対し駆動パルスを印加してポンプ４０の駆動を開始し、吸引動作を開始する（Ｓ２）。この吸引動作は、初期充填時においては、記録ヘッド４内のインク流路を減圧することで、インクカートリッジ内のインクを記録ヘッド４のインク流路内に充填する。また、クリーニング時においては、ノズル３２から増粘したインクや気泡を強制的に排出する。吸引動作を所定時間行ったならば、制御部５７はポンプ４０の作動を停止させることで吸引動作を停止する（Ｓ３）。なお、この吸引動作では、インク流路に存在する比較的大きい気泡についてはノズル３２から排出することができるが、例えば、直径数十μｍ程度のごく微小な気泡が圧力発生室２１やノズル３２内に残留する場合がある。

このため、本発明に係るプリンター１では、上記の吸引動作に続いて、フラッシング用駆動パルスを圧電素子２４に連続的に印加することにより、圧力発生室２１内のインクに記録動作時よりも強い圧力変動を付与することでノズル３２からインクを強制的に吐出させるフラッシング動作を行い（Ｓ４）、これにより、上記の微小な気泡を排出するようにしている。このフラッシング動作では、大気開放バルブ４８を開き、キャッピング状態を解放して、キャップ部材３７をノズル形成面から少しだけ離隔した状態にする。

図８は、フラッシング動作で用いるフラッシング用駆動信号を説明する図である。この駆動信号は、フラッシング用駆動パルスＰｆと、このフラッシング用駆動パルスＰｆの後に発生されてフラッシング用駆動パルスＰｆによるインクの吐出によって生じる残留振動を抑制するための制振駆動パルスＰｄとを含んで構成され、これらのパルスの組を一定周期で繰り返し発生する。この駆動信号の基準電位（駆動パルスの電位変化の基準となる電位）は、圧電素子２４が圧力発生室２１側に最大限に変位して圧力発生室２１を収縮させた状態に対応する電位（収縮電位）Ｖｘに調整される。なお、電位Ｖｍは、圧電素子２４が圧力発生室２１とは反対側に最大限に変位して圧力発生室２１を膨張させた状態に対応する電位（膨張電位）であり、本実施形態においては、接地電位（ＧＮＤ）である。

フラッシング用駆動パルスＰｆは、その駆動電圧Ｖｄが、記録媒体に対する記録動作時に用いられる吐出用駆動パルスの駆動電圧よりも十分に高く設定して電圧変化を大きくすることで単位時間当たりの圧力差が大きくなるようにした駆動パルスであり、収縮電位Ｖｘから膨張電位Ｖｍまで変化して圧力発生室２１を急激に膨張させる膨張要素ｐ１１と、膨張電位Ｖｍを一定時間維持する膨張維持要素ｐ１２と、膨張電位Ｖｍから収縮電位Ｖｘまで変化して圧力発生室２１を急激に収縮させる収縮要素ｐ１３と、から構成される。このフラッシング用駆動パルスＰｆが圧電素子２４に印加されると、まず、膨張要素ｐ１１によって圧電素子２４は圧力発生室２１から離隔する方向に撓み、これにより圧力発生室２１が収縮電位Ｖｘに対応する収縮容積から膨張電位Ｖｍに対応する膨張容積まで膨張する。この膨張により、ノズル３２のメニスカスが圧力発生室２１側に大きく引き込まれる。そして、この圧力発生室２１の膨張状態は、膨張維持要素ｐ１２の供給期間中に亘って維持される。その後、収縮要素ｐ１３が印加されることで圧電素子２４が圧力発生室２１側に撓む。この圧電素子２４の変位により、圧力発生室２１は膨張容積から収縮容積まで急激に収縮される。この圧力発生室２１の急激な収縮により圧力発生室２１内のインクが加圧され、ノズル３２からインクが吐出される。
なお、フラッシング用駆動パルスＰｆは、駆動電圧Ｖｄを高くすることで、より大きな電圧変化の要素ｐ１１、ｐ１３を得られる。よって、フラッシング用駆動パルスＰｆに含まれるパルス要素の電圧変化が、記録動作時に用いられる吐出用駆動パルスに含まれるパルス要素の電圧の変化よりも大きいものであればよく、特に、駆動パルスに含まれるパルスの要素のうち電圧変化が最大のパルスの要素に関し、記録動作時に用いられる吐出用駆動パルスに含まれる電圧変化が最大のパルス要素の電圧の変化よりも大きければ良い。また特に、記録動作時に用いられる吐出用駆動パルスが複数種類ある場合は、そのうち最大の電圧変化をする駆動パルスが比較対象となる。

一方、制振駆動パルスＰｄは、駆動電圧がフラッシング用駆動パルスＰｆよりも十分に小さく（例えば、Ｖｄの３０％程度に）設定された駆動パルスであり、収縮電位Ｖｘから制振膨張電位Ｖｃまで変化して圧力発生室２１を膨張させる制振膨張要素ｐ２１と、制振膨張電位Ｖｃを一定時間維持する膨張維持要素ｐ２２と、制振膨張電位Ｖｃから収縮電位Ｖｘまで変化して圧力発生室２１を収縮させる制振収縮要素ｐ２３と、から構成される。上記フラッシング用駆動パルスＰｆと制振駆動パルスＰｄとの間隔、例えば、フラッシング用駆動パルスＰｆの収縮要素ｐ１３の始端から制振駆動パルスＰｄの制振膨張要素ｐ２１の始端までの時間Δｔは、収縮要素ｐ１３によるインクの吐出動作に伴って圧力発生室２１内に生じた残留振動を打ち消すタイミングで制振膨張要素ｐ２１が圧電素子２４に印加される値に調整されている。具体的には、間隔Δｔは、ｎ・Ｔｃ／２（ｎ：整数）に設定されている。但し、Ｔｃは圧力発生室２１内のインクに生じる固有振動周期（ヘルムホルツ共振周期）である。固有振動周期Ｔｃは、圧力発生室２１を含むヘッド内のインク流路の寸法等に応じて記録ヘッドで個々に定まる。このため、同一タイプの記録ヘッド同士でも固有振動周期Ｔｃがそれぞれ異なり、上記の間隔Δｔも記録ヘッド毎にＴｃに基づいた値に個別に設定される。
なお、上記固有振動周期Ｔｃは、例えば特許文献２００３−１１３５２号公報に示されるように、次式（１）で表すことができる。
Ｔｃ＝２π√［〔（Ｍｎ×Ｍｓ）／（Ｍｎ＋Ｍｓ）〕×Ｃｃ］・・・（１）
式（１）において、Ｍｎはノズル３２におけるイナータンス、Ｍｓは供給側連通口２６及び供給口２７のイナータンス、Ｃｃは圧力発生室２１のコンプライアンス（単位圧力あたりの容積変化、柔らかさの度合いを示す。）である。
上記式（１）において、イナータンスＭとは、インク流路におけるインクの移動し易さを示し、単位断面積あたりのインクの質量である。そして、インクの密度をρ、流路のインク流れ方向と直交する面の断面積をＳ、流路の長さをＬとしたとき、イナータンスＭは次式（２）で近似して表すことができる。
イナータンスＭ＝（密度ρ×長さＬ）／断面積Ｓ ・・・ （２）
また、この式（１）に限らず、圧力発生室２１が有している振動周期であればよい。

上記制振駆動パルスＰｄが圧電素子２４に印加されると、まず、制振膨張要素ｐ２１によって圧電素子２４は圧力発生室２１から離隔する方向に撓み、これにより圧力発生室２１が収縮電位Ｖｘに対応する収縮容積から制振膨張電位Ｖｃに対応する中間膨張容積まで緩やかに膨張する。この膨張により、ノズル３２のメニスカスが圧力発生室２１側に引き込まれる。そして、この圧力発生室２１の膨張状態は、膨張維持要素ｐ２２の供給期間中に亘って維持される。その後、制振収縮要素ｐ２３が印加されることで圧電素子２４が圧力発生室２１側に撓む。この圧電素子２４の変位により、圧力発生室２１は中間膨張容積から収縮容積までインクが吐出されない程度に収縮される。これにより、制振駆動パルスＰｄによる残留振動とは位相が異なる（望ましくは、逆位相の）圧力振動（カウンター振動）が生じ、このカウンター振動により残留振動が低減される。

このフラッシング動作では、制御部５７は、駆動信号発生回路５８から発生されるフラッシング用駆動信号を繰り返し圧電素子２４に印加することで、各ノズル３２に対して連続して所定回数のインクの空吐出を実行させる。この連続した空吐出工程を連続フラッシングセットと呼ぶ。そして、このフラッシング動作による圧力変化が、インク流路内に滞留している気泡に対して作用する。このような強い圧力変化を何度も繰り返すことで、微小な気泡がインクに溶け込む。これにより、上述の吸引動作や通常のフラッシング動作では排出することができなかった微小な気泡をインクと共に排出することができる。

ここで、フラッシング動作において単位時間当たりの圧力差を大きくすると、その分、残留振動も大きくなる。この残留振動が減衰しない状態でフラッシング動作を繰り返すと吐出が不安定となり、例えば、ミストが発生してノズル面に付着する等の不具合が生じる虞があった。また、フラッシング動作の後に次の動作（記録動作等）を行う場合に、次の動作に影響を与えない程度に残留振動が減衰するまでの待機時間が必要となり、その分、動作速度が低下する虞もあった。この点、本発明に係るプリンターでは、フラッシング用駆動パルスＰｆの後に制振駆動パルスＰｄを発生させることで残留振動を抑制するので、フラッシング時の吐出を安定させることができ、上記の不具合を防止することができる。また、残留振動を抑制できることで残留振動を収束させるための待機時間を短縮することができるため、より高い周波数でフラッシング動作を行うことができる。これにより、メンテナンスに要する時間を短縮することが可能となる。また、フラッシング動作の後に通常の記録動作等の他の処理を行う場合に、より短い時間で次の処理に移行することができる。

上記のようにしてフラッシング動作を所定サイクル実行したならば、制御部５７は、フラッシング動作を停止する（Ｓ５）。その後、ワイパー機構１５によってノズル形成面をワイピングし（Ｓ６）、ノズル形成面に付着したインクを払拭する。ワイピングが終了したならば、一連のメンテナンス制御を終了する。

なお、制振駆動パルスＰｄに関し、上記第１実施形態では、インクを吐出しない駆動パルスで構成した例を示したが、これには限られない。例えば、図９に示す第２実施形態における制振駆動パルスＰｄ′のように、インクを吐出しつつ残留振動の制振を行う構成を採用することもできる。
図９は、第２実施形態における駆動信号の構成を説明する図である。本実施形態においては、基準電位Ｖｘ′が上記実施形態における収縮電位Ｖｘよりも低い値、例えば、Ｖｘの９０％程度に調整されている。したがって、フラッシング用駆動パルスＰｆ′の駆動電圧Ｖｄ′は、上記第１実施形態のフラッシング用駆動パルスＰｆの駆動電圧Ｖｄよりも低くなっている。また、制振駆動パルスＰｄ′の波形が、上記第１実施形態における制振駆動パルスＰｄの波形と異なっている。具体的には、この制振駆動パルスＰｄ′は、制振膨張要素ｐ３１と、制振膨張ホールド要素ｐ３２と、制振吐出要素ｐ３３と、制振収縮ホールド要素ｐ３４と、制振復帰要素ｐ３５とからなる。制振膨張要素ｐ３１は、基準電位Ｖｘ′から制振膨張電位Ｖｃ′まで変化して圧力発生室２１を膨張させる波形要素であり、制振膨張ホールド要素ｐ３２は、制振膨張電位Ｖｃ′で一定な波形要素である。制振吐出要素ｐ３３は、制振膨張電位Ｖｃ′から収縮電位Ｖｘまで急勾配で変化してこれによりノズル３２からインクを吐出させる波形要素であり、制振収縮ホールド要素ｐ３４は、収縮電位Ｖｘを所定期間維持する波形要素である。また、制振復帰要素ｐ３５は収縮電位Ｖｘから基準電位Ｖｘ′までインクを吐出させない程度の一定勾配で電位を復帰させて、制振吐出要素ｐ３３による吐出後の残留振動を収束させる波形要素である。

この第２実施形態では、フラッシング用駆動パルスＰｆ′によるフラッシング時に生じた残留振動に対して逆位相となるタイミング（或いは、それに近いタイミング）で制振駆動パルスＰｄ′によるインクの吐出が行われるように、フラッシング用駆動パルスＰｆ′と制振駆動パルスＰｄ′との間隔が定められている。これにより、インクを吐出して気泡を排出しつつ残留振動の制振を行うことができる。

図１０は、第３実施形態における駆動信号の構成を説明する図である。本実施形態において、フラッシング用駆動パルスは、上記第１実施形態におけるフラッシング用駆動パルスＰｆと同一の構成であり、制振駆動パルスは上記第２実施形態における制振駆動パルスＰｄ′と同一の構成である。一方、本実施形態では、制振駆動パルスＰｄ′の前後に、電位を調整する要素を発生させていることに特徴を有している。具体的には、フラッシング用駆動パルスＰｆと制振駆動パルスＰｄ′との間に、収縮電位Ｖｘから制振基準電位Ｖｃ"まで電位を緩やかに低下させる電位調整要素ｐ４１と、制振基準電位Ｖｃ"を一定時間維持する第１基準電位ホールド要素ｐ４２と、を発生させている。また、制振駆動パルスＰｄ′の後には、制振基準電位Ｖｃ"を一定時間維持する第２基準電位ホールド要素ｐ４３と、制振基準電位Ｖｃ"から収縮電位Ｖｘまで電位を緩やかに復帰させる電位復帰要素ｐ４４と、を発生させている。この第３実施形態では、フラッシング用駆動パルスＰｆの駆動電圧Ｖｄを、第２実施形態におけるフラッシング用駆動パルスＰｆ′の駆動電圧Ｖｄ′よりも高い値にすることができるので、気泡の排出効果をさらに向上させつつ残留振動を軽減することができる。

なお、上記各実施形態では、フラッシング用駆動パルスＰｆと制振駆動パルスＰｄとの間隔については、ヘッド毎の固有振動周期Ｔｃに応じて定めた構成を例示したが、これには限られず、記録ヘッド毎に付与された吐出特性を示す情報（例えば、ノズル列毎の吐出量の情報）などに基づいて定めることもできる。

また、上記各実施形態では、圧力発生素子として、所謂撓み振動型の圧電素子２４を例示したが、これには限られず、例えば、所謂縦振動型の圧電素子を採用することも可能である。この場合、例示した駆動信号に関し、電位の変化方向、つまり上下が反転した波形となる。

さらに、以上では、液体吐出装置の一種であるインクジェット式プリンター１を例に挙げて説明したが、本発明は、気泡の残留が問題となる他の液体吐出装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルターを製造するディスプレー製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレーやＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極を形成する電極製造装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置，ごく少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペットにも適用することができる。

１…プリンター，４…記録ヘッド，１６…キャッピング機構，２１…圧力発生室，２４…圧電素子，３２…ノズル，３７…キャップ部材，５１…プリンターコントローラー，５２…プリントエンジン，５７…制御部，５８…駆動信号発生回路

Claims (2)

1. ノズルに連通する圧力発生室の容積を変動させる圧力発生素子を駆動することで前記ノズルから液体を吐出可能な液体吐出ヘッドと、前記圧力発生素子を駆動する駆動パルスを含む駆動信号を一定周期で発生する駆動信号発生部と、を備えた液体吐出装置であって、
   前記駆動信号発生部は、
   前記圧力発生室が収縮した状態に対応する収縮電位から、前記圧力発生室が膨張した状態に対応する膨張電位まで変化して前記圧力発生室を膨張させる膨張要素と、前記膨張電位から前記収縮電位まで変化して前記圧力発生室を収縮させる収縮要素と、を含み、記録媒体上への液体吐出制御に用いられる吐出用駆動パルスよりも駆動電圧の電圧変化が大きいフラッシング用駆動パルスを発生可能に構成され、
   前記フラッシング用駆動パルスの後に、圧力発生室を膨張させる制振膨張要素と、圧力発生室を収縮させてノズルから液体を吐出する制振吐出要素と、を少なくとも含んで構成され、当該フラッシング用駆動パルスによって前記圧力発生素子を駆動することで生じる残留振動を抑制する制振駆動パルスを発生することを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記フラッシング用駆動パルスと前記制振駆動パルスとの間隔が、前記圧力発生室内の液体の固有振動周期Ｔｃに基づいて定められたことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。

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