JP2003191496A

JP2003191496A - 液体噴射装置及び同装置の駆動方法

Info

Publication number: JP2003191496A
Application number: JP2001398899A
Authority: JP
Inventors: Shunka Cho; 俊華張
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-08
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: JP3991680B2

Abstract

(57)【要約】【課題】フラッシング操作直後に濡れ曲がり現象が発
生することのない液体噴射装置及び同装置の駆動方法を
提供する。【解決手段】同一のノズル開口から体積の異なる複数
種類の液滴を選択的に吐出する液体噴射ヘッドと、ノズ
ル開口において増粘した液体を除去するために液体噴射
ヘッドを制御してノズル開口から液滴を吐出させるフラ
ッシング制御部８２と、を備える。フラッシング制御部
８２は、ノズル開口において増粘した液体の増粘の度合
いに応じて複数種類のフラッシングモードから最適のモ
ードを選択する機能を有し、複数種類のフラッシングモ
ードにおけるいずれのモードにおいても、体積の異なる
複数種類の液滴のうちの最も体積の大きい液滴以外の液
滴のみが吐出されてフラッシングが実施される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノズル開口から液
滴を吐出する液体噴射装置及び同装置の駆動方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液体噴射装置の一例であるインクジェッ
ト式記録装置は、列状に並べた状態で形成された多数の
ノズル開口を備える記録ヘッド（液体噴射ヘッドの一
例）と、この記録ヘッドを主走査方向（記録紙幅方向）
に移動させるキャリッジ機構と、記録紙を副走査方向
（紙送り方向）に移動させる紙送り機構とを備えてい
る。

【０００３】上記の記録ヘッドは、ノズル開口に連通し
た圧力室とこの圧力室内のインク圧力を変化させる圧力
発生素子とを備えている。この記録ヘッドでは、吐出パ
ルスを圧力発生素子に供給することで圧力室内のインク
圧力を変化させ、ノズル開口からインク滴を吐出させ
る。

【０００４】上記のキャリッジ機構は、記録ヘッドを主
走査方向に移動させる。この移動中において記録ヘッド
は、ドットパターンデータにより規定されるタイミング
でインク滴を吐出させる。そして、記録ヘッドが移動範
囲の終端に達したならば、紙送り機構は記録紙を副走査
方向に移動させる。記録紙の移動を行ったならば、キャ
リッジ機構は記録ヘッドを再度主走査方向に移動させ、
記録ヘッドは移動中にインク滴を吐出する。

【０００５】以上の動作を繰り返し行うことにより、ド
ットパターンデータに基づく画像が記録紙上に記録され
る。

【０００６】また、インクジェット式記録装置は、イン
ク滴を吐出するか否か、つまりドットの有無により画像
を構成するものである。このため、この記録装置では、
１つの画素を４×４、８×８等の複数のドットで表現す
ることによって中間階調を表現する方法が採用されてい
る。そして、この方法で高い画質の画像を記録するため
に、体積の大きなインク滴のみならず、中程度の体積の
インク滴、さらには小さな体積のインク滴を記録ヘッド
から吐出するようにして、大ドット、中ドット、小ドッ
トの各種ドットを形成できるようになされている。

【０００７】ところで、記録ヘッドのノズル開口では、
メニスカス、つまり、ノズル開口にて露出したインクの
自由表面が空気に曝されているので、インク溶媒（例え
ば、水）が徐々に蒸発してしまう。このインク溶媒の蒸
発によってノズル開口のインク粘度が上昇すると、吐出
されたインク滴が正規の方向からずれた方向に飛翔する
等の不具合が生じてしまう。

【０００８】このため、インクジェット式記録装置で
は、ノズル開口部分のインクの増粘を防止する対策がな
されている。この増粘対策として、増粘したインクを記
録領域外で強制的に吐出するフラッシング操作や、メニ
スカスの微振動によるインクの攪拌操作がある。

【０００９】上述したフラッシング操作においては、記
録動作の際にインク滴を吐出するために使用される吐出
パルスが圧力発生素子に供給され、非記録領域に向けて
ノズル開口からインク滴が吐出される。そして、フラッ
シングの所要時間を短縮するため、及び増粘したインク
を吹き飛ばす力が大きいという理由から、フラッシング
操作においては、記録動作時に大ドットを形成する大イ
ンク滴が使用されている。ここで、「大ドット」とは、
当該インクジェット記録装置で形成可能な最も大きなド
ットのことである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記の如く
フラッシング操作において大インク滴を吐出させるよう
にした場合、インクの種類によっては、フラッシング終
了直後の印刷動作の際にインク滴の濡れ曲がり現象が発
生して印刷精度が低下するという問題があることが判っ
た。ここで、インク滴の「濡れ曲がり現象」とは、ノズ
ル開口から吐出されたインク滴が、先行するフラッシン
グ操作等の際にノズル開口の周囲に付着したインクによ
って引き寄せられ、これによりインク滴の吐出方向が曲
げられて正規の軌跡からずれてしまう現象である。

【００１１】フラッシング操作直後にこの濡れ曲がり現
象が発生する原因としては、大インク滴を吐出させてフ
ラッシング操作を行った際にインクミストが発生し、こ
のインクミストがノズル開口の周囲に付着したためであ
ると考えられる。

【００１２】特に、顔料濃度が高く、増粘しやすいイン
クにおいてフラッシング直後の濡れ曲がり現象が発生し
やすいという傾向がある。

【００１３】近年、顔料濃度が高いインクの開発が進め
られており、このようなインクを使用した場合には上述
したフラッシング直後の濡れ曲がりの問題がさらに深刻
化する可能性がある。

【００１４】例えば、従来の大インク滴を吐出させる方
式のフラッシングの場合、十数％という高い顔料濃度の
インクを使用すると、前回のインク吐出時点からフラッ
シング開始時点までに１秒以上間隔があくと、上述した
濡れ曲がり現象が発生してしまうという実験結果が得ら
れている。つまり、従来の大インク滴を吐出させる方式
のフラッシングでは、顔料濃度が十数％のインクを使用
する場合、前回のインク吐出時点から１秒以内にフラッ
シングを実施しなければ濡れ曲がり現象が発生してしま
うことになり、このような短い時間間隔でフラッシング
を実施することは実用上極めて困難若しくは不可能であ
る。

【００１５】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たものであって、フラッシング操作直後に濡れ曲がり現
象が発生することのない液体噴射装置及び同装置の駆動
方法を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による液体噴射装置は、ノズル開口に連通す
る圧力室内の液体に圧力変動を生じさせて前記ノズル開
口から液滴を吐出する液体噴射ヘッドであって、同一の
前記ノズル開口から体積の異なる複数種類の液滴を選択
的に吐出することができる液体噴射ヘッドと、前記ノズ
ル開口において増粘した液体を除去するために前記液体
噴射ヘッドを制御して前記ノズル開口から液滴を吐出さ
せるフラッシング制御部と、を備え、前記フラッシング
制御部は、前記ノズル開口において増粘した液体の増粘
の度合いに応じて複数種類のフラッシングモードから最
適のモードを選択する機能を有し、前記複数種類のフラ
ッシングモードにおけるいずれのモードにおいても、前
記体積の異なる複数種類の液滴のうちの最も体積の大き
い液滴以外の液滴のみが吐出されてフラッシングが実施
されることを特徴とする。

【００１７】また、好ましくは、フラッシングの際に吐
出される液滴は、前記体積の異なる複数種類の液滴のう
ちの最も体積の大きい液滴の約半分の体積を持つ液滴で
ある。

【００１８】また、好ましくは、フラッシングの際に吐
出される液滴は、前記体積の異なる複数種類の液滴のう
ちの最も体積の小さい液滴である。

【００１９】また、好ましくは、フラッシングの際に吐
出される液滴は、前記圧力室の容積を連続的に膨張させ
た後に膨張状態を保持し、続いて前記圧力室の容積を連
続的に収縮させ、収縮状態を保持した後に連続的に膨張
させる、という操作以外の操作によって前記ノズル開口
から吐出される。

【００２０】また、好ましくは、フラッシングの際に吐
出される液滴は、前記圧力室の容積を連続的に膨張させ
た後に膨張状態を保持し、続いて前記圧力室の容積を中
間段階まで連続的に収縮させ、前記中間段階での収縮状
態を保持した後に最終段階まで連続的にさらに収縮させ
る、という操作によって前記ノズル開口から吐出され
る。

【００２１】また、好ましくは、フラッシングの際に吐
出される液滴は、前記圧力室の容積を連続的に膨張させ
た後に膨張状態を保持し、続いて前記圧力室の容積を中
間段階まで連続的に収縮させ、前記中間段階での収縮状
態を保持した後に再び連続的に膨張させ、この膨張状態
を保持した後に再び収縮させ、この収縮状態を保持した
後に再び膨張させる、という操作によって前記ノズル開
口から吐出される。

【００２２】また、好ましくは、前記液体噴射ヘッド
は、前記圧力室に対応して設けられたたわみ振動モード
の圧電振動子を有し、前記圧電振動子に吐出パルスを印
加することにより前記圧力室内の液体に圧力変動を生じ
させる。

【００２３】また、好ましくは、前記液体噴射ヘッド
は、前記圧力室に対応して設けられた縦振動モードの圧
電振動子を有し、前記圧電振動子に吐出パルスを印加す
ることにより前記圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ
る。

【００２４】上記課題を解決するために、本発明は、ノ
ズル開口に連通する圧力室内の液体に圧力変動を生じさ
せて前記ノズル開口から液滴を吐出する液体噴射ヘッド
であって、同一の前記ノズル開口から体積の異なる複数
種類の液滴を選択的に吐出することができる液体噴射ヘ
ッドと、前記ノズル開口において増粘した液体を除去す
るために前記液体噴射ヘッドを制御して前記ノズル開口
から液滴を吐出させるフラッシング制御部と、を備えた
液体噴射装置の駆動方法において、前記フラッシング制
御部によって、前記ノズル開口において増粘した液体の
増粘の度合いに応じて複数種類のフラッシングモードか
ら最適のモードを選択する工程と、選択されたモードを
用いて前記ノズル開口から液滴を吐出してフラッシング
を実施する工程と、を備え、前記複数種類のフラッシン
グモードにおけるいずれのモードにおいても、前記体積
の異なる複数種類の液滴のうちの最も体積の大きい液滴
以外の液滴のみを吐出させてフラッシングが実施される
ことを特徴とする。

【００２５】また、好ましくは、フラッシングの際に吐
出される液滴は、前記体積の異なる複数種類の液滴のう
ちの最も体積の大きい液滴の約半分の体積を持つ液滴で
ある。

【００２６】また、好ましくは、フラッシングの際に吐
出される液滴は、前記体積の異なる複数種類の液滴のう
ちの最も体積の小さい液滴である。

【００２７】また、好ましくは、フラッシングの際に吐
出される液滴は、前記圧力室の容積を連続的に膨張させ
た後に膨張状態を保持し、続いて前記圧力室の容積を連
続的に収縮させ、収縮状態を保持した後に連続的に膨張
させる、という操作以外の操作によって前記ノズル開口
から吐出される。

【００２８】また、好ましくは、フラッシングの際に吐
出される液滴は、前記圧力室の容積を連続的に膨張させ
た後に膨張状態を保持し、続いて前記圧力室の容積を中
間段階まで連続的に収縮させ、前記中間段階での収縮状
態を保持した後に最終段階まで連続的にさらに収縮させ
る、という操作によって前記ノズル開口から吐出され
る。

【００２９】また、好ましくは、フラッシングの際に吐
出される液滴は、前記圧力室の容積を連続的に膨張させ
た後に膨張状態を保持し、続いて前記圧力室の容積を中
間段階まで連続的に収縮させ、前記中間段階での収縮状
態を保持した後に再び連続的に膨張させ、この膨張状態
を保持した後に再び収縮させ、この収縮状態を保持した
後に再び膨張させる、という操作によって前記ノズル開
口から吐出される。

【００３０】また、好ましくは、前記液体噴射ヘッド
は、前記圧力室に対応して設けられたたわみ振動モード
の圧電振動子を有し、前記圧電振動子に吐出パルスを印
加することにより前記圧力室内の液体に圧力変動を生じ
させる。

【００３１】また、好ましくは、前記液体噴射ヘッド
は、前記圧力室に対応して設けられた縦振動モードの圧
電振動子を有し、前記圧電振動子に吐出パルスを印加す
ることにより前記圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ
る。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図面を参照して説明する。

【００３３】図１は、本実施形態によるインクジェット
式記録装置の概略構成を示した斜視図である。図１中符
号１はキャリッジであり、このキャリッジ１はキャリッ
ジモータ２により駆動されるタイミングベルト３を介し
て、ガイド部材４に案内されてプラテン５の軸方向に往
復移動されるように構成されている。キャリッジ１、キ
ャリッジモータ２、タイミングベルト３、及びガイド部
材４は、液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式
記録ヘッド１６２をキャリッジ１と共に主走査方向に走
査させるキャリッジ機構を構成している。

【００３４】インクジェット式記録ヘッド１６２はキャ
リッジ１の記録媒体６に対向する側に搭載されており、
またその上部には記録ヘッド１６２にインクを供給する
インクカートリッジ７が着脱可能に装着されている。

【００３５】インクジェット式記録装置の非記録領域で
あるホームポジション(図１中、右側)にはキャップ部材
１１０が配置されており、このキャップ部材１１０はキ
ャリッジ１に搭載された記録ヘッド１６２がホームポジ
ションに移動した時に、記録ヘッド１６２のノズル形成
面に押し当てられてノズル形成面との間に密閉空間を形
成するように構成されている。そして、キャップ部材１
１０の下方には、キャップ部材１１０により形成された
密閉空間に負圧を与えるためのポンプユニット１０が配
置されている。

【００３６】キャップ部材１１０における記録領域側の
近傍には、ゴムなどの弾性板を備えたワイピング手段１
１が記録ヘッドの移動軌跡に対して例えば水平方向に進
退できるように配置されていて、キャリッジ１がキャッ
プ部材１１０側に往復移動するに際して、必要に応じて
記録ヘッド１６２のノズル形成面を払拭することができ
るように構成されている。

【００３７】本実施形態によるインクジェット式記録装
置は、さらに、記録ヘッド１６２により記録が行われる
記録媒体６を主走査方向に対して直交する副走査方向に
間欠的に搬送する送り機構を備えている。

【００３８】図２は、図１に示したインクジェット式記
録装置の記録ヘッドの構造を示している。

【００３９】この記録ヘッド１６２は、合成樹脂製の基
台１６３と、この基台１６３の前面（図の左側に相当す
る）に貼着された流路ユニット１６４とを備えている。
そして、この流路ユニット１６４は、ノズル開口１６５
が穿設されたノズルプレート１６６と、振動板１６７
と、流路形成板１６８とから構成されている。

【００４０】基台１６３は、前面と背面に開放された収
容空間１６９が設けられたブロック状部材である。この
収容空間１６９には、固定基板１７０に固定された圧電
振動子１６１が収容されている。

【００４１】ノズルプレート１６６は、副走査方向に沿
って多数のノズル開口１６５が穿設された薄い板状部材
である。各ノズル開口１６５は、ドット形成密度に対応
した所定ピッチで開設されている。振動板１６７は、圧
電振動子１６１が当接する厚肉部としてのアイランド部
１７１と、このアイランド部１７１の周囲を囲うように
設けられ、弾性を有する薄肉部１７２とを備えた板状部
材である。

【００４２】アイランド部１７１は、一つのノズル開口
１６５に一つのアイランド部１７１が対応するように、
所定ピッチで多数設けられている。

【００４３】流路形成板１６８は、圧力室１７３、共通
インク室１７４、及び、これらの圧力室１７３と共通イ
ンク室１７４とを連通するインク供給路１７５を形成す
るための開口部が設けられている。

【００４４】そして、ノズルプレート１６６を流路形成
板１６８の前面に配設するとともに、振動板１６７を背
面側に配設し、ノズルプレート１６６と振動板１６７と
により流路形成板１６８を挟んだ状態で、接着等により
一体化されて流路ユニット１６４が形成されている。

【００４５】この流路ユニット１６４では、ノズル開口
１６５の背面側に圧力室１７３が形成され、この圧力室
１７３の背面側に振動板１６７のアイランド部１７１が
位置している。また、圧力室１７３と共通インク室１７
４とがインク供給路１７５によって連通している。

【００４６】圧電振動子１６１の先端は、アイランド部
１７１に背面側から当接され、この当接状態で圧電振動
子１６１が基台１６３に固定されている。また、この圧
電振動子１６１には、フレキシブルケーブルを介して駆
動信号ＣＯＭや印刷データＳＩ等が供給される。

【００４７】縦振動モードの圧電振動子１６１は、充電
されると電界と直交する方向に収縮し、放電すると電界
と直交する方向に伸長する特性を有する。したがって、
この記録ヘッド１６２では、充電されることにより圧電
振動子１６１は後方に収縮し、この収縮に伴ってアイラ
ンド部１７１が後方に引き戻され、収縮していた圧力室
１７３が膨張する。この膨張に伴って共通インク室１７
４のインクがインク供給路１７５を通って圧力室１７３
内に流入する。一方、放電することにより圧電振動子１
６１は前方に向けて伸長し、弾性板のアイランド部１７
１が前方に押されて圧力室１７３が収縮する。この収縮
に伴って圧力室１７３内のインク圧力が高くなる。

【００４８】このようにして圧力室１７３の内部のイン
クに圧力変動を生じさせることにより、ノズル開口１６
５からインク滴を吐出させることができる。

【００４９】図３は、図１に示したインクジェット式記
録装置の機能ブロック図である。図３に示したようにこ
の記録装置はプリンタコントローラ６１と、プリントエ
ンジン６２とを備えている。プリンタコントローラ６１
は、ホストコンピュータ（図示せず）等から印刷データ
等を受信するインターフェース６３と、各種データの記
憶等を行うＲＡＭ６４と、各種データ処理のための制御
ルーチン等を記憶したＲＯＭ６５と、ＣＰＵ等から成る
制御部８２と、発振回路６６と、駆動信号を発生する駆
動信号発生回路８３と、ドットパターンデータ（ビット
マップデータ）に展開された印刷データや駆動信号等を
プリントエンジン６２に送信するためのインターフェー
ス６７とを備えている。

【００５０】この他に、プリンタコントローラ６１は、
記録媒体の一種であるメモリカード７６を着脱可能に保
持し、記録媒体保持部として機能するカードスロット７
７と、メモリカード７６に記録された情報を制御部８２
に送信するカードインターフェース７８とを備えてい
る。上記のメモリカード７６には、駆動信号の波形に関
するデータが記録されている。なお、メモリカード７６
以外の記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商
標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク等も使
用することができる。

【００５１】そして、制御部８２はコンピュータの一種
であり、メモリカード７６に記録された駆動信号の波形
データやＲＯＭ６５に記録された制御ルーチン等を参照
してインク滴の吐出制御を行う。

【００５２】インターフェース６３は、例えばキャラク
タコード、グラフィック関数、イメージデータのいずれ
か１つのデータ又は複数のデータからなる印刷データを
ホストコンピュータから受信する。また、インターフェ
ース６３は、ホストコンピュータに対してビジー（ＢＵ
ＳＹ）信号やアクノレッジ（ＡＣＫ）信号等を出力する
ことができる。

【００５３】ＲＡＭ６４は、受信バッファ、中間バッフ
ァ、出力バッファ及びワークメモリ（図示せず）等とし
て利用されるものである。受信バッファにはホストコン
ピュータからの印刷データが一時的に記憶され、中間バ
ッファには中間コードデータが記憶され、出力バッファ
にはドットパターンデータが展開される。

【００５４】ＲＯＭ６５は、制御部８２によって実行さ
れる各種制御ルーチン、フォントデータ、及びグラフィ
ック関数等を記憶している。

【００５５】なお、このＲＯＭ６５には、変更されずに
継続的に使用される制御ルーチン（制御プログラム）が
記憶されている。そして、駆動信号の波形に関するデー
タ等、バージョンアップや変更が予定されるものは、上
記のメモリカード７６に記録される。

【００５６】制御部８２は、メモリカード７６から読み
取った駆動信号の波形に関するデータに基づいて駆動信
号発生回路８３を制御して所定の駆動信号を生成させ
る。また、この制御部８２は、後述するフラッシング操
作を制御するフラッシング制御部としても機能する。

【００５７】プリントエンジン６２は、ステッピングモ
ータ８０、紙送りモータ８１、及び記録ヘッド１６２の
電気駆動系７１とから構成されている。記録ヘッド１６
２の電気駆動系７１は、シフトレジスタ７２、ラッチ回
路７３、レベルシフタ７４、スイッチ７５、及び圧電振
動子１６１等を備えている。なお、シフトレジスタ７
２、ラッチ回路７３、レベルシフタ７４、及びスイッチ
７５はパルス生成手段を構成する。

【００５８】図４は、駆動信号発生回路８３の一例を示
すものであって、この駆動信号発生回路８３は、波形生
成回路９１と電流増幅回路９２とを備えている。

【００５９】波形生成回路９１は、波形メモリ９３と、
第１波形ラッチ回路９４と、第２波形ラッチ回路９５
と、加算器９６と、デジタルアナログ変換器９７と、電
圧増幅回路９８とを備えている。

【００６０】波形メモリ９３は、制御部８２から出力さ
れた複数種類の電圧変化量のデータを個別に記憶する変
化量データ記憶手段として機能する。この波形メモリ９
３には第１波形ラッチ回路９４が電気的に接続されてい
る。そして、第１波形ラッチ回路９４は、第１タイミン
グ信号に同期して波形メモリ９３の所定アドレスに記憶
された電圧変化量のデータを保持する。加算器９６には
第１波形ラッチ回路９４の出力と第２波形ラッチ回路９
５の出力が入力され、この加算器９６の出力側には上記
の第２波形ラッチ回路９５が電気的に接続されている。
そして、この加算器９６は、変化量データ加算手段とし
て機能して、出力信号同士を加算して出力する。

【００６１】第２波形ラッチ回路９５は、第２タイミン
グ信号に同期して加算器９６から出力されたデータ（電
圧情報）を保持する出力データ保持手段である。Ｄ／Ａ
変換器９７は、第２波形ラッチ回路９５の出力側に電気
的に接続されており、第２波形ラッチ回路９５が保持す
る出力信号をアナログ信号に変換する。電圧増幅回路９
８は、Ｄ／Ａ変換器９７の出力側に電気的に接続されて
おり、Ｄ／Ａ変換器９７で変換されたアナログ信号を駆
動信号の電圧まで増幅する。

【００６２】電流増幅回路９２は、電圧増幅回路９８の
出力側に電気的に接続されており、電圧増幅回路９８で
電圧が増幅された信号に対する電流増幅を行って駆動信
号ＣＯＭとして出力する。

【００６３】上記の構成を有する駆動信号発生回路８３
では、駆動信号の生成に先立って、電圧変化量を示す複
数の変化量データを波形メモリ９３の記憶領域に個別に
記憶させる。例えば、制御部８２は、変化量データとこ
の変化量データに対応するアドレスデータとを波形メモ
リ９３に出力する。そして、波形メモリ９３は、変化量
データをアドレスデータで指定される記憶領域に記憶す
る。なお、変化量データは正負の情報（増減情報）を含
んだデータで構成され、アドレスデータは４ビットのア
ドレス信号で構成される。

【００６４】このようにして、複数種類の変化量データ
が波形メモリ９３に記憶されると、駆動信号の生成が可
能になる。

【００６５】駆動信号の生成は、変化量データを第１波
形ラッチ回路９４にセットし、所定の更新周期毎に、第
１波形ラッチ回路９４にセットした変化量データを第２
波形ラッチ回路９５からの出力電圧に加算することで行
う。

【００６６】なお、制御部８２以外のコンピュータとし
ては、例えば単体で直接的に記録装置に接続されたホス
トコンピュータや、また、ネットワークを介して接続さ
れた多数のコンピュータのうちの１つのコンピュータが
ある。

【００６７】そして、図２に示した記録ヘッド１６２に
おいては、印刷データによって圧電振動子１６１に駆動
信号を入力するか否かを制御することができる。例え
ば、印刷データが「１」の期間においてはスイッチ７５
が接続状態となるので、駆動信号ＣＯＭが圧電振動子１
６１に供給される。そして、供給された部分の駆動信号
によって圧電振動子１６１が変形する。また、印刷デー
タが「０」の期間においてはスイッチ７５が非接続状態
となるので、圧電振動子１６１への駆動信号の供給は遮
断される。なお、この印刷データが「０」の期間では、
各圧電振動子１６１は直前の電荷を保持し、直前の変形
状態が維持される。

【００６８】次に、本実施形態によるインクジェット式
記録装置における駆動方法について説明する。なお、本
実施形態によるインクジェット式記録装置は、大ドット
（ラージドット）を形成する大インク滴、中ドット（ミ
ドルドット）を形成する中インク滴、及び、小ドット
（マイクロドット）を形成する小インク滴を、同一のノ
ズル開口１６５から吐出させることができる。

【００６９】図５は、駆動信号発生回路８３が発生する
駆動信号ＣＯＭの波形を、この駆動信号から生成された
小ドット（マイクロドット）用吐出パルス、中ドット
（ミドルドット）用吐出パルス、及び大ドット（ラージ
ドット）用吐出パルスと共に示している図５に示したよ
うに、本実施形態による液体噴射装置において使用され
る駆動信号は、記録周期Ｔを持ち、第１吐出パルスＤＰ
１、第２吐出パルスＤＰ２、及び第３吐出パルスＤＰ３
を順次接続して構成されている。

【００７０】そして、小ドット用のインク滴を吐出する
場合には、駆動信号全体のうちの第２吐出パルスＤＰ２
の部分をスイッチ７５（図３）を介して圧電振動子１６
１に印加する。また、中ドット用のインク滴を吐出する
場合には、駆動信号全体のうちの第３吐出パルスＤＰ３
の部分をスイッチ７５を介して圧電振動子１６１に印加
する。また、大ドット用のインク滴を吐出する場合に
は、駆動信号全体のうちの第１吐出パルスＤＰ１の部分
をスイッチ７５を介して圧電振動子１６１に印加する。

【００７１】図５に示したように小ドット用のインク滴
を吐出するための吐出パルスＤＰ２は、圧力室１７３
（図２）の容積を僅かに縮小させた後にその縮小状態を
保持し、続いて圧力室１７３の容積を連続的に膨張させ
た後に膨張状態を保持し、しかる後に圧力室１７３の容
積を中間段階まで連続的に収縮させ、中間段階での収縮
状態を保持した後に再び連続的に膨張させ、この膨張状
態を保持した後に他の中間段階まで再び収縮させ、この
収縮状態を保持した後にさらに収縮させ、この収縮状態
を保持した後に再び僅かに膨張させる、という波形であ
る。

【００７２】本実施形態によるインクジェット式記録装
置（液体噴射装置）においては、圧電振動子１６１に印
加する吐出パルスを複数種類の吐出パルスから適宜選択
することにより、同一のノズル開口１６５（図２）から
体積の異なる複数種類のインク滴を選択的に吐出するこ
とができる。

【００７３】また、本実施形態においては、制御部８２
（図３）が、ノズル開口１６５において増粘したインク
を除去するために記録ヘッド１６２を制御してノズル開
口１６５からインク滴を吐出させるフラッシング操作を
制御するフラッシング制御部としても機能する。

【００７４】そして、制御部８２は、ノズル開口１６５
において増粘したインクの増粘の度合いに応じて複数種
類のフラッシングモードから最適のモードを選択する機
能を有する。なお、ノズル開口１６５におけるインクの
増粘の度合いは、例えば、印刷停止状態の継続時間から
求めることができる。

【００７５】フラッシングモードの種類としては、例え
ば、一定周期毎に実施される定期フラッシング、印刷停
止状態の継続時間が長時間にわたった場合に実施される
パワーフラッシング等がある。

【００７６】本実施形態においてフラッシングを実施す
る際には、図１に示したキャップ部材１１０によって記
録ヘッド１６２のノズル形成面を封止した状態におい
て、制御部８２によって、ノズル開口１６５において増
粘したインクの増粘の度合いに応じて複数種類のフラッ
シングモードから最適のモードを選択する。そして、選
択されたモードを用いてノズル開口１６５から液滴を吐
出してフラッシングを実施する。このフラッシングの際
にノズル開口１６５から吐出されたインクはキャップ部
材１１０によって受け止められる。

【００７７】そして、本実施形態においては、複数種類
のフラッシングモードにおけるいずれのモードにおいて
も、記録ヘッド１６２から吐出可能な体積の異なる複数
種類のインク滴、つまり大ドット用の大インク滴、中ド
ット用の中インク滴、及び小ドット用の小インク滴のう
ちの最も体積の大きい大インク滴以外のインク滴のみを
吐出させてフラッシングが実施される。すなわち、いず
れのフラッシングモードにおいても大インク滴が吐出さ
れることはない。

【００７８】フラッシングの際に吐出されるインク滴
は、好ましくは、最も体積の大きい大インク滴の約半分
の体積を持つ中インク滴であり、さらに好ましくは、最
も体積の小さい小インク滴である。

【００７９】以上述べたように本実施形態によれば、い
ずれのフラッシングモードにおいても大ドット形成用の
大インク滴が使用されることがないので、フラッシング
の際にノズル開口１６５の周囲にインクが飛散して付着
することがなく、例えば顔料濃度が高く、増粘しやすい
インクを印刷に使用している場合においても、フラッシ
ング操作直後の印刷動作の際にインク滴の濡れ曲がり現
象が発生することを防止することができる。

【００８０】次に、上述した実施形態の一変形例につい
て図６を参照して説明する。

【００８１】図６は、本変形例における駆動信号ＣＯＭ
を、小ドット（マイクロドット）用吐出パルス、中ドッ
ト（ミドルドット）用吐出パルス、大ドット（ラージド
ット）用吐出パルス、及び微振動用駆動パルスと共に示
している。ここで、「微振動用駆動パルス」とは、記録
ヘッド１６２のノズル開口１６５の部分において、イン
クを吐出させることなく、インクのメニスカスを微振動
させるために圧電振動子１６１に印加されるパルスであ
る。

【００８２】図６に示したように本変形例においては、
小ドット用のインク滴を吐出する場合には、駆動信号全
体のうちの第２吐出パルスＤＰ２の部分をスイッチ７５
（図３）を介して圧電振動子１６１に印加し、中ドット
用のインク滴を吐出する場合には、駆動信号全体のうち
の第１吐出パルスＤＰ１及び第３吐出パルスＤＰ３の部
分をスイッチ７５（図３）を介して圧電振動子１６１に
印加し、大ドット用のインク滴を吐出する場合には、駆
動信号全体のうちの第２吐出パルスＤＰ２及び第３吐出
パルスＤＰ３の部分をスイッチ７５（図３）を介して圧
電振動子１６１に印加する。さらに、インクのメニスカ
スに微振動を発生させる場合には、駆動信号全体のうち
の第１吐出パルスＤＰ１の部分をスイッチ７５を介して
圧電振動子１６１に印加する。

【００８３】図６に示したように、小インク滴を吐出す
るための吐出パルスＤＰ２は、圧力室１７３（図２）の
容積を連続的に膨張させた後に膨張状態を保持し、続い
て圧力室１７３の容積を中間段階まで連続的に収縮さ
せ、中間段階での収縮状態を保持した後に最終段階まで
連続的にさらに収縮させる、という波形である。

【００８４】そして、本変形例においても、ノズル開口
１６５におけるインクの増粘の度合いに応じて複数種類
のフラッシングモードを選択的に実施することが可能で
あり、且つ、いずれのフラッシングモードにおいても、
記録ヘッド１６２から吐出可能な体積の異なる複数種類
のインク滴のうちの最も体積の大きいインク滴以外のイ
ンク滴のみが吐出されてフラッシングが実施される。

【００８５】本変形例においても、上記実施形態と同様
に、フラッシング操作直後の印刷動作の際にインク滴の
濡れ曲がり現象が発生することを防止することができ
る。

【００８６】なお、フラッシングにおいて吐出されるイ
ンク滴は上述した実施形態及びその変形例として説明し
たものに限られず、例えば、圧力室１７３の容積を連続
的に膨張させた後に膨張状態を保持し、続いて圧力室１
７３の容積を連続的に収縮させ、収縮状態を保持した後
に連続的に膨張させる、という操作（典型的には図５の
大ドット用の吐出パルスＤＰ１による操作）以外の操作
によってフラッシング用のインク滴をノズル開口１６５
から吐出することができる。

【００８７】なお、上記実施形態及びその変形例では、
縦振動モードの圧電振動子１６１を圧力発生素子として
使用した記録ヘッド１６２を例示したが、本発明は、図
７に示すたわみ振動モードの圧電振動子２５を用いた記
録ヘッド１００にも適用することができる。

【００８８】この記録ヘッド１００は、複数の圧力室３
１を形成したアクチュエータユニット３２と、ノズル開
口１３及び共通インク室３３を形成した流路ユニット３
４と、圧電振動子２５と備えている。そして、アクチュ
エータユニット３２の前面には流路ユニット３４が接合
され、アクチュエータユニット３２の背面には圧電振動
子２５が配置されている。

【００８９】圧力室３１は、圧電振動子２５の変形に伴
って膨張収縮し、圧力室３１内のインク圧力を変化させ
る。そして、この圧力室３１内のインク圧力の変化によ
ってノズル開口１３からインク滴（液滴）を吐出させ
る。例えば、圧力室３１を急激に収縮させることで圧力
室３１内を加圧し、ノズル開口１３からインク滴を吐出
させる。

【００９０】アクチュエータユニット３２は、圧力室３
１を形成する空部が形成された圧力室形成基板３５と、
この圧力室形成基板３５の前面に接合される蓋部材３６
と、この圧力室形成基板３５の背面に接合されて空部の
開口面を塞ぐ振動板３７とから構成されている。蓋部材
３６には、共通インク室３３と圧力室３１とを連通させ
るための第１インク流路３８と、圧力室３１とノズル開
口１３を連通させるための第２インク流路３９とを形成
してある。

【００９１】流路ユニット３４は、共通インク室３３を
形成する空部が形成されたインク室形成基板４１と、多
数のノズル開口１３が穿設され、インク室形成基板４１
の前面に接合されるノズルプレート４２と、インク室形
成基板４１の背面に接合される供給口形成板４３とから
構成されている。

【００９２】インク室形成基板４１には、ノズル開口１
３に連通するノズル連通口４４を形成してある。また、
供給口形成板４３には、共通インク室３３と第１インク
流路３８とを連通するインク供給口４５と、ノズル連通
口４４と第２インク流路３９とを連通する連通口４６と
を穿設してある。

【００９３】従って、この記録ヘッド１００には、共通
インク室３３から圧力室３１を通ってノズル開口１３に
至る一連のインク流路が形成されている。

【００９４】圧電振動子２５は、振動板３７を挟んで圧
力室３１の反対側に形成されている。この圧電振動子２
５は平板状であり、圧電振動子２５の前面には下部電極
４８が形成され、背面には圧電振動子２５を覆うように
して上部電極４９が形成されている。

【００９５】また、アクチュエータユニット３２の両端
部には、基端部分が各圧電振動子２５の上部電極４９に
導通する接続端子５０が形成されている。この接続端子
５０の先端面は、圧電振動子２５よりも高く形成されて
いる。そして、接続端子５０の先端面には、フレキシブ
ル回路基板５１が接合され、接続端子５０及び上部電極
４９を介して圧電振動子２５に駆動波形が供給される。

【００９６】なお、圧力室３１、圧電振動子２５、及
び、接続端子５０は、図ではそれぞれ二つしか示してい
ないが、ノズル開口１３に対応して多数設けられてい
る。

【００９７】この記録ヘッド１００では、吐出パルスが
入力されると上部電極４９と下部電極４８との間に電圧
差が生じる。この電位差により圧電振動子２５は、電界
とは直交する方向に収縮する。このとき、振動板３７に
接合された圧電振動子２５の下部電極４８側は収縮せず
に上部電極４９側だけが収縮するため、圧電振動子２５
及び振動板３７は、圧力室３１側に突出するように撓
み、圧力室３１の容積を収縮させる。

【００９８】そして、ノズル開口１３からインク滴を吐
出させる場合には、例えば、圧力室３１を急激に収縮さ
せる。即ち、圧力室３１が急激に収縮されると圧力室３
１内にはインク圧力の上昇が生じ、この圧力上昇に伴っ
てノズル開口１３からはインク滴が吐出される。また、
インク滴の吐出後に、上部電極４９と下部電極４８との
間の電圧差をなくすと、圧電振動子２５及び振動板３７
が元の状態に戻る。これにより、収縮されていた圧力室
３１内が膨張し、共通インク室３３からインク供給口４
５を通して圧力室３１にインクが供給される。

【００９９】このように、この記録ヘッド１００では、
圧電振動子２５の充放電による電圧レベルと圧力室３１
の膨張収縮との関係が、図２に示した記録ヘッド１６２
と逆になっている。すなわち、この記録ヘッド１００で
は、圧力室３１へのインクの充填は電圧を下降させるこ
とで行う。同様に、インク滴の吐出は、電圧を上昇させ
ることにより行う。

【０１００】そして、このたわみ振動モードの記録ヘッ
ド２５を用いた場合でも、上記実施形態と同様の効果を
得ることができる。

【０１０１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、いず
れのフラッシングモードにおいても、液体噴射ヘッドか
ら吐出可能な体積の異なる複数種類の液滴のうちの最も
体積の大きい液滴以外の液滴のみを吐出させてフラッシ
ングが実施されるので、フラッシングの際にノズル開口
の周囲に液体が飛散して付着することがなく、例えば顔
料濃度が高く、増粘しやすい液体を使用している場合に
おいても、フラッシング操作直後における印刷等の液体
噴射動作の際に液滴の濡れ曲がり現象が発生することを
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液体噴射装置の一実施形態として
のインクジェット式記録装置の概略構成を示した斜視
図。

【図２】図１に示したインクジェット式記録装置の記録
ヘッドの構造を示す断面図。

【図３】図１に示したインクジェット式記録装置の機能
ブロック図。

【図４】図１に示したインクジェット式記録装置の駆動
信号発生回路の要部を示すブロック図。

【図５】本発明の一実施形態における駆動信号及び各種
吐出パルスを示した図。

【図６】本発明の一実施形態の一変形例における駆動信
号、各種吐出パルス、及び微振動パルスを示した図。

【図７】本発明に適用可能な他の記録ヘッドの構造を示
した断面図。

【符号の説明】

１００、１６２記録ヘッド１３、１６５ノズル開口２５、１６１圧電振動子３１、１７３圧力室３３、１７４共通インク室３４、１６４流路ユニット３７、１６７振動板４２、１６６ノズルプレート７１記録ヘッドの電気駆動系７２シフトレジスタ７３ラッチ回路７４レベルシフタ７５スイッチ８２制御部８３駆動信号発生回路１１０キャップ部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズル開口に連通する圧力室内の液体に圧
力変動を生じさせて前記ノズル開口から液滴を吐出する
液体噴射ヘッドであって、同一の前記ノズル開口から体
積の異なる複数種類の液滴を選択的に吐出することがで
きる液体噴射ヘッドと、前記ノズル開口において増粘した液体を除去するために
前記液体噴射ヘッドを制御して前記ノズル開口から液滴
を吐出させるフラッシング制御部と、を備え、前記フラッシング制御部は、前記ノズル開口において増
粘した液体の増粘の度合いに応じて複数種類のフラッシ
ングモードから最適のモードを選択する機能を有し、前
記複数種類のフラッシングモードにおけるいずれのモー
ドにおいても、前記体積の異なる複数種類の液滴のうち
の最も体積の大きい液滴以外の液滴のみが吐出されてフ
ラッシングが実施されることを特徴とする液体噴射装
置。
【請求項２】フラッシングの際に吐出される液滴は、前
記体積の異なる複数種類の液滴のうちの最も体積の大き
い液滴の約半分の体積を持つ液滴であることを特徴とす
る請求項１記載の液体噴射装置。
【請求項３】フラッシングの際に吐出される液滴は、前
記体積の異なる複数種類の液滴のうちの最も体積の小さ
い液滴であることを特徴とする請求項１記載の液体噴射
装置。
【請求項４】フラッシングの際に吐出される液滴は、前
記圧力室の容積を連続的に膨張させた後に膨張状態を保
持し、続いて前記圧力室の容積を連続的に収縮させ、収
縮状態を保持した後に連続的に膨張させる、という操作
以外の操作によって前記ノズル開口から吐出されること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液
体噴射装置。
【請求項５】フラッシングの際に吐出される液滴は、前
記圧力室の容積を連続的に膨張させた後に膨張状態を保
持し、続いて前記圧力室の容積を中間段階まで連続的に
収縮させ、前記中間段階での収縮状態を保持した後に最
終段階まで連続的にさらに収縮させる、という操作によ
って前記ノズル開口から吐出されることを特徴とする請
求項４記載の液体噴射装置。
【請求項６】フラッシングの際に吐出される液滴は、前
記圧力室の容積を連続的に膨張させた後に膨張状態を保
持し、続いて前記圧力室の容積を中間段階まで連続的に
収縮させ、前記中間段階での収縮状態を保持した後に再
び連続的に膨張させ、この膨張状態を保持した後に再び
収縮させ、この収縮状態を保持した後に再び膨張させ
る、という操作によって前記ノズル開口から吐出される
ことを特徴とする請求項４記載の液体噴射装置。
【請求項７】前記液体噴射ヘッドは、前記圧力室に対応
して設けられたたわみ振動モードの圧電振動子を有し、
前記圧電振動子に吐出パルスを印加することにより前記
圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることを特徴とす
る請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液体噴射装
置。
【請求項８】前記液体噴射ヘッドは、前記圧力室に対応
して設けられた縦振動モードの圧電振動子を有し、前記
圧電振動子に吐出パルスを印加することにより前記圧力
室内の液体に圧力変動を生じさせることを特徴とする請
求項１乃至６のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項９】ノズル開口に連通する圧力室内の液体に圧
力変動を生じさせて前記ノズル開口から液滴を吐出する
液体噴射ヘッドであって、同一の前記ノズル開口から体
積の異なる複数種類の液滴を選択的に吐出することがで
きる液体噴射ヘッドと、前記ノズル開口において増粘し
た液体を除去するために前記液体噴射ヘッドを制御して
前記ノズル開口から液滴を吐出させるフラッシング制御
部と、を備えた液体噴射装置の駆動方法において、前記
フラッシング制御部によって、前記ノズル開口において
増粘した液体の増粘の度合いに応じて複数種類のフラッ
シングモードから最適のモードを選択する工程と、選択されたモードを用いて前記ノズル開口から液滴を吐
出してフラッシングを実施する工程と、を備え、前記複数種類のフラッシングモードにおけるいずれのモ
ードにおいても、前記体積の異なる複数種類の液滴のう
ちの最も体積の大きい液滴以外の液滴のみを吐出させて
フラッシングが実施されることを特徴とする液体噴射装
置の駆動方法。
【請求項１０】フラッシングの際に吐出される液滴は、
前記体積の異なる複数種類の液滴のうちの最も体積の大
きい液滴の約半分の体積を持つ液滴であることを特徴と
する請求項９記載の液体噴射装置の駆動方法。
【請求項１１】フラッシングの際に吐出される液滴は、
前記体積の異なる複数種類の液滴のうちの最も体積の小
さい液滴であることを特徴とする請求項９記載の液体噴
射装置の駆動方法。
【請求項１２】フラッシングの際に吐出される液滴は、
前記圧力室の容積を連続的に膨張させた後に膨張状態を
保持し、続いて前記圧力室の容積を連続的に収縮させ、
収縮状態を保持した後に連続的に膨張させる、という操
作以外の操作によって前記ノズル開口から吐出されるこ
とを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載
の液体噴射装置の駆動方法。
【請求項１３】フラッシングの際に吐出される液滴は、
前記圧力室の容積を連続的に膨張させた後に膨張状態を
保持し、続いて前記圧力室の容積を中間段階まで連続的
に収縮させ、前記中間段階での収縮状態を保持した後に
最終段階まで連続的にさらに収縮させる、という操作に
よって前記ノズル開口から吐出されることを特徴とする
請求項１２記載の液体噴射装置の駆動方法。
【請求項１４】フラッシングの際に吐出される液滴は、
前記圧力室の容積を連続的に膨張させた後に膨張状態を
保持し、続いて前記圧力室の容積を中間段階まで連続的
に収縮させ、前記中間段階での収縮状態を保持した後に
再び連続的に膨張させ、この膨張状態を保持した後に再
び収縮させ、この収縮状態を保持した後に再び膨張させ
る、という操作によって前記ノズル開口から吐出される
ことを特徴とする請求項１２記載の液体噴射装置の駆動
方法。
【請求項１５】前記液体噴射ヘッドは、前記圧力室に対
応して設けられたたわみ振動モードの圧電振動子を有
し、前記圧電振動子に吐出パルスを印加することにより
前記圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることを特徴
とする請求項９乃至１４のいずれか一項に記載の液体噴
射装置の駆動方法。
【請求項１６】前記液体噴射ヘッドは、前記圧力室に対
応して設けられた縦振動モードの圧電振動子を有し、前
記圧電振動子に吐出パルスを印加することにより前記圧
力室内の液体に圧力変動を生じさせることを特徴とする
請求項９乃至１４のいずれか一項に記載の液体噴射装置
の駆動方法。