JP2016013685A - 液滴吐出装置、液滴吐出装置方法、プログラム、及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液滴吐出装置のランニングコストを抑えることを目的とする。
【解決手段】本実施形態の液滴吐出装置は、複数のノズルに連通して液体を蓄える複数の圧力室と、各圧力室の弾性壁を形成するように各圧力室にわたって配置された振動板と、その振動板を介して複数の圧力室とそれぞれ対向するように配置された圧力発生素子と、圧力発生素子を駆動する駆動波形の形状を示す駆動波形データを入力として駆動波形を生成する駆動波形生成部と、圧力発生素子を駆動後に圧力室内に発生する残留振動を検出する残留振動検知部と、検知した残留振動に基づいて、増粘した液滴を排出させる液体状態回復吐出の要否を判断し、液体状態回復吐出が必要と判断したときに、液体状態回復吐出を実施させるように制御する制御部と、を有することにより上記課題を解決する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、液滴吐出装置、液滴吐出装置方法、プログラム、及び液滴吐出装置を備えるインクジェット記録装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像記録装置或いは画像形成装置として、例えば、インクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、インク液滴を吐出するノズルと、ノズルに連通する圧力室と、圧力室内のインクを加圧する圧電素子、等を有するインクジェット記録ヘッドにより、記録媒体（紙、金属、木材、セラミックス、等）に、所望の文字、図形、等を形成する。

圧力室内のインクは、ノズルの開口部を介して外気に触れることで、粘度が上昇する。メニスカスに微振動を与えることで、ノズル開口部近傍におけるインク粘度の増大を抑制し、インク液滴の飛翔を安定化させるインクジェット記録装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ノズルから増粘インクを排出することで、ノズルの吐出不良を回復させる技術も知られている。例えば、画像形成領域に、視認し難い大きさのインク液滴を排出する技術（スターフラッシング）、画像非形成領域に、一定間隔でインク液滴を排出する技術（ラインフラッシング）、等が挙げられる。

液滴吐出装置を備えるインクジェット記録装置のランニングコストを抑えるためには、インク消費を抑えることが必要である。

しかしながら、従来のインクジェット記録装置では、ノズル開口部近傍におけるインク粘度が適切な粘度であっても、全てのノズルからインク液滴を排出していたため、インクが無駄に消費され、ランニングコストが高くなってしまっていた。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、液滴吐出装置のランニングコストを抑えることを目的とする。

本実施の形態の液滴吐出装置は、複数のノズルに連通して液体を蓄える複数の圧力室と、各圧力室の弾性壁を形成するように各圧力室にわたって配置された振動板と、その振動板を介して複数の圧力室とそれぞれ対向するように配置された圧力発生素子と、前記圧力発生素子を駆動する駆動波形の形状を示す駆動波形データを入力して駆動波形を生成する駆動波形生成部と、前記圧力発生素子を駆動後に前記圧力室内に発生する残留振動を検出する残留振動検知部と、検知した前記残留振動に基づいて、増粘した液滴を排出させる液体状態回復吐出の要否を判断し、前記液体状態回復吐出が必要と判断したときに、前記液体状態回復吐出を実施するように制御する制御部とを有することを要件とする。

本実施の形態によれば、液滴吐出装置のランニングコストを抑えることができる。

実施の形態１に係るインクジェット記録装置を例示する図である。 実施の形態１に係る液滴吐出装置を例示する側面図である。 実施の形態１に係る記録手段を例示する平面図である。 実施の形態１に係るインクジェット記録ヘッドを例示する底面図である。 実施の形態１に係るインクジェット記録ヘッドを例示する斜視図である。 実施の形態１に係る残留振動を示す動作概念図である。 実施の形態１に係る駆動波形印加期間及び残留振動波形発生期間を例示する図である。 実施の形態１に係る減衰振動を例示する図である。 実施の形態１に係る残留振動実測波形とインク粘度との関係を示す図である。 実施の形態１に係る液滴吐出装置を例示するブロック図である。 実施の形態１に係る液滴吐出装置を例示する回路図である。 実施の形態１に係る残留振動波形を例示する図である。 実施の形態１に係る減衰比ζとインク粘度μとの関係を示す図である。 実施の形態１に係る制御フローチャートである。 実施の形態２に係るインクジェット記録ヘッドを例示する断面図である。 実施の形態２に係る液滴吐出装置を例示するブロック図である。

以下、図面及び表を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

本明細書において、「空吐出動作（液体状態回復吐出）」とは、空打ち動作、捨て打ち動作、フラッシング動作とも称され、ノズルから増粘インク（粘度が増大したインク）を排出し、インクジェット記録ヘッドの吐出性能を回復させる回復動作を意味するものとする。

又、本明細書において、圧力室内のインク（液体）を加圧し、残留振動の検知に用いることができる圧力発生素子として、圧電素子を用いる場合について説明する。

〈第１の実施の形態〉
＜インクジェット記録装置＞
図１は、本実施の形態に係るオンデマンド方式におけるライン走査型のインクジェット記録装置の一例を示す概略構成図である。

図１に示すように、インクジェット記録装置１００は、記録媒体供給部１１１と記録媒体回収部１１２との間に配置され、記録手段１０１、記録手段１０１に対向して設けられるプラテン１０２、乾燥手段１０３、記録媒体搬送装置、等を含む。

連続する記録媒体（ロール紙、連続紙、等とも称される）１１３は、記録媒体供給部１１１から高速で繰り出され、記録媒体回収部１１２により巻き取り回収される。

記録手段１０１は、ノズル（印字ノズル）が印刷幅全域に配置されるライン状のインクジェット記録ヘッドを有する。カラー印刷は、クロ、シアン、マゼンダ、イエローの各色のインクジェット記録ヘッドにより行われる。各インクジェット記録ヘッドのノズル面は、プラテン１０２上に、所定の隙間を保って支持されている。記録手段１０１は、記録媒体搬送装置の搬送速度に同期してインク液滴の吐出を行うことで、記録媒体１１３の印刷面に、カラー画像を形成する。乾燥手段１０３は、記録媒体１１３に印刷されたインクが、他の部分へ付着することを防止するために、インクの乾燥・定着を行う。乾燥手段１０３としては、非接触式の乾燥装置を用いても良いし、接触式の乾燥装置を用いても良い。

記録媒体搬送装置は、記録媒体供給部１１１から供給される記録媒体１１３の幅方向の位置決めを行う規制ガイド１０４、従動ローラ及び駆動ローラで構成され、記録媒体１１３の張力を一定に保つインフィード部１０５、記録媒体１１３の張力に応じて上下し、位置信号を出力するダンサローラ１０６、記録媒体１１３の蛇行を制御するＥＰＣ（Ｅｄｇｅ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）１０７、蛇行量のフィードバックに使用される蛇行量検出器１０８、従動ローラ及び駆動ローラで構成され、記録媒体１１３を設定速度で搬送するために一定速度で回転するアウトフィード部１０９、従動ローラ及び駆動ローラで構成され、記録媒体１１３を装置外に排紙するプラー１１０、等を含む。記録媒体搬送装置は、ダンサローラ１０６の位置検出を行い、インフィード部１０５の回転を制御することで、搬送中の記録媒体１１３の張力を一定に保つ、張力制御型の搬送装置である。

ここで、ヘッドの吐出性能を回復させる動作について説明する。印刷中において、圧力室内のインクは、ノズルの開口部を介して外気に触れているため、周囲温湿度の変化、連続駆動による自己発熱、等の影響で、溶媒が蒸発し、粘度が増大してしまう。又、印刷中以外の間において、圧力室内のインクは、ノズルが専用キャップ（保温キャップ）等により覆われることにより保湿されているが、ノズルが覆われている状態が長く続くと、粘度は増大してしまう。この結果、インクの吐出速度がノズル毎に変動し、濃度ムラやスジ、色変化といった異常画像を引き起こす問題がある。更には、インクの増粘が進むと、増粘インクがノズルに詰まり（吐出不良）、画像形成領域にドット抜け（画素の欠損）が生じてしまうという問題がある。従って、ヘッドの吐出性能を回復させるためには、空吐出動作（液体状態回復吐出）を行ってノズルから増粘インクを排出することが必要になる。空吐出動作は、通常の吐出動作と同様に、圧電素子接続基板の電極に駆動電圧を印加し、圧電素子の伸縮を利用して、圧力室内のインクを加圧することにより行われる。

ライン走査型のインクジェット記録装置１００は、スターフラッシング動作、ラインフラッシング動作（例えば、Ａ４用紙境界での空吐出動作）を行うことで、増粘インクを排出する。スターフラッシング動作は、低湿環境、印字デューティの小さい画像では、捨て打ち効果が十分に得られ難いというデメリットがある一方、損紙が発生しないというメリットがある。ラインフラッシング動作は、インク液滴を吐出させた領域を、後に切断する必要があるため、損紙が発生するというデメリットがある一方、強力な捨て打ちができるというメリットがある。

詳細は後述するが、本実施の形態に係る液滴吐出装置は、インクが吐出しない程度にインクの表面（メニスカス）を振動させた（微駆動）後又はインク液滴吐出後の、圧力室内のインクに発生する残留振動を検知し、残留振動の減衰比と相関するインクの増粘度に基づいて、圧電素子の駆動電圧を適切に制御する。これにより、空吐出動作が必要とされるノズル（開口部近傍におけるインク粘度が適切でないノズル）からのみ、インク液滴を排出することができる。従って、インクの無駄な消費を抑え、本実施の形態に係る液滴吐出装置が搭載されるインクジェット記録装置のランニングコストを抑えることが可能になる。

＜インクジェット記録ヘッドモジュール＞
図２は、インクジェット記録装置１００に搭載されるインクジェット記録ヘッドモジュールの一例を示す概略側面図である。

図２に示すように、インクジェット記録ヘッドモジュール（液滴吐出装置）２００は、駆動制御基板２１０、インクジェット記録ヘッド２２０、ケーブル２３０、等を含む。

駆動制御基板２１０には、制御部２１１、駆動波形生成部（生成部）２１２、記憶手段２１３、等が搭載される。インクジェット記録ヘッド２２０は、ヘッド基板２２１、残留振動検知基板２２２、ヘッド駆動ＩＣ基板２２３、インクタンク２２４、剛性プレート２２５、等を含む。ケーブル２３０は、駆動制御基板側コネクタ２３１及びヘッド側コネクタ２３２と接続され、駆動制御基板２１０とヘッド基板２２１との間のアナログ信号通信、デジタル信号通信を担う。

ライン走査型のインクジェット記録装置１００において、１又は複数のインクジェット記録ヘッド２２０は、記録媒体１１３の搬送方向に対して垂直な方向に並べて配置される。ライン走査型のインクジェット記録ヘッド２２０から記録媒体１１３へとインク液滴を吐出させることで、高速な画像形成が可能となる。なお、本実施の形態に係る液滴吐出装置は、１又は複数のインクジェット記録ヘッドを、記録媒体１１３の搬送方向に対して垂直な方向へ移動させて画像を形成するシリアル走査型のインクジェット記録装置、等にも適用可能である。

図３は、インクジェット記録装置１００に搭載される記録手段１０１におけるヘッド部の一例を示す拡大平面図である。

記録手段１０１は、クロ用ヘッドアレー１０１Ｋ、シアン用ヘッドアレー１０１Ｃ、マゼンダ用ヘッドアレー１０１Ｍ、イエロー用ヘッドアレー１０１Ｙを含み、各色のヘッドアレーは、複数のインクジェット記録ヘッド２２０を含む。クロ用ヘッドアレー１０１Ｋは、クロのインク液滴を吐出し、シアン用ヘッドアレー１０１Ｃは、シアンのインク液滴を吐出し、マゼンダ用ヘッドアレー１０１Ｍは、マゼンダのインク液滴を吐出し、イエロー用ヘッドアレー１０１Ｙは、イエローのインク液滴を吐出する。

各色のヘッドアレー（１０１Ｋ、１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ）は、記録媒体１１３の搬送方向に対して平行な方向に配置される。複数のインクジェット記録ヘッド２２０は、記録媒体１１３の搬送方向に対して垂直な方向に、千鳥状に配置される。複数のインクジェット記録ヘッドを千鳥状に配置することにより、印刷領域の幅を広域化できる。

図４は、ヘッド部におけるインクジェット記録ヘッド２２０の拡大底面図である。

インクジェット記録ヘッド２２０は、複数のノズル２０を含み、複数のノズル２０は、記録媒体１１３の搬送方向に対して垂直な方向に、千鳥状に配置される。複数のノズルを千鳥状に配置することにより、印刷領域を高解像度化できる。

なお、本実施の形態では、インクジェット記録ヘッド２２０を、１列につき３個、且つ２列の千鳥状に配置し、ノズル２０を、１列につき３２個、且つ２列の千鳥状に配置する構成を一例として示すが、列の数、各列に配置される個数は、特に限定されるものではない。

＜インクジェット記録ヘッド＞
図５は、インクジェット記録装置１００に搭載されるインクジェット記録ヘッド２２０の一例を示す斜視図である。

図５に示すように、インクジェット記録ヘッド２２０は、ノズルプレート２１、圧力室プレート２２、リストリクタプレート２３、ダイアフラムプレート２４、剛性プレート２２５、圧電素子群２６、等を含む。圧電素子群２６は、支持部材３４、複数の圧電素子３５、圧電素子接続基板３６、圧電素子駆動ＩＣ３７、等を含む。

ノズルプレート２１には、複数のノズル２０が形成され、圧力室プレート２２には、各ノズル２０に対応する圧力室２７が形成される。リストリクタプレート２３には、圧力室２７と共通インク流路２８とを連通し、圧力室２７へのインク流量を制御するリストリクタ２９が形成され、ダイアフラムプレート２４には、振動板（弾性壁）３０及びフィルタ３１が形成される。これらのプレートが、順次重ねられ、位置決めされて接合されることにより流路板が形成される。流路板は、剛性プレート２２５と接合され、フィルタ３１と共通インク流路２８の開口部３２とが対向し、圧電素子群２６は、開口部３２に挿入される。インク導入パイプ３３の上側開口端は、共通インク流路２８に接続され、インク導入パイプ３３の下側開口端は、インクを充填したヘッドタンクに接続される。

支持部材３４の表面には、複数の圧電素子３５が形成され、圧電素子３５の自由端は、振動板３０に接着固定される。圧電素子接続基板３６の表面には、圧電素子駆動ＩＣ３７が形成され、圧電素子３５と圧電素子接続基板３６とは電気的に接続される。圧電素子３５は、駆動波形生成部により生成される駆動波形（例えば、駆動電圧波形）に基づいて、圧電素子駆動ＩＣ３７により制御される。圧電素子駆動ＩＣ３７は、インクジェット記録装置１００の制御部である上位コントローラから伝送される画像データ、制御部２１１から出力されるタイミング信号、等に基づいて、制御される。

なお、図５では、図面の簡略化のため、ノズル２０、圧力室２７、リストリクタ２９、圧電素子３５、等を実際より少ない個数で図示している。

＜残留振動の検知＞
図６乃至図１３を用いて、本実施の形態に係る液滴吐出装置における残留振動検知の一例について説明する。

図６は、インクジェット記録ヘッド２２０における圧力室内のインクに発生する残留振動を示す動作概念図である。図６（Ａ）はインク液滴吐出中、図６（Ｂ）はインク液滴吐出後であり、両図により圧力室内に発生する圧力変化が模式的に示されている。

図７は、駆動波形印加期間及び残留振動波形発生期間の一例を示す概略図である。横軸は時間［ｓ］、縦軸は電圧［Ｖ］を示す。駆動波形印加期間は、図６（Ａ）に対応し、残留振動波形発生期間は、図６（Ｂ）に対応する。

図６（Ａ）に示すように、圧電素子３５（具体的には、圧電素子接続基板３６の電極）に、駆動波形生成部２１２より生成される駆動波形が印加されると、圧電素子３５は、伸縮する。圧電素子３５から、振動板３０を介して、圧力室２７内のインクへと伸縮力が働き、圧力室２７内に圧力変化が生じることで、ノズル２０からインク液滴が吐出する。例えば、駆動波形の立ち下げ動作により、圧力室２７内の圧力は低くなり、駆動波形の立ち上げ動作により、圧力室２７内の圧力は高くなる（図７に示す駆動波形印加期間参照）。

図６（Ｂ）に示すように、圧電素子３５に、駆動波形が印加された後（インク液滴吐出後）、圧力室２７内のインクには、残留圧力振動が発生し、圧力室２７内のインクから、振動板３０を介して、圧電素子３５へと残留圧力波が伝播する。残留圧力波の残留振動波形は、減衰振動波形となる（図７に示す残留振動波形発生期間参照）。この結果、圧電素子３５（具体的には、圧電素子接続基板３６の電極）に、残留振動電圧が誘起される。残留振動検知部は、残留振動電圧を検知し、検知結果（例えば、ピーク値で固定された残留振動波形の振幅値をＡＤ変換したデジタル信号）を残留振動検知部の出力として、制御部２１１へと出力する。

このように、本実施の形態に係る液滴吐出装置において、残留振動検知部は、圧電素子の伸縮に基づいて残留振動を検知し、制御部は、残留振動検知部の出力に基づいて、インクの増粘度を判断する。ここで、残留振動波形は減衰振動であることから、残留振動検知部の出力に基づいてインクの増粘度を判断するための一手段として、減衰振動の減衰比に着目する。これにより、本実施の形態に係る液滴吐出装置は、空吐出動作が必要とされるノズルからのみ、増粘インクを排出できる。

次に、図８及び図９を用いて、残留振動波形の振幅値から減衰振動の減衰比を算出する過程と、残留振動波形の振幅値とインク粘度との関係について、説明する。

減衰振動の理論式は、ｘを時刻に対する減衰振動変位、ｘ_０を初期変位、ζを減衰比、ω_０を固有振動周波数、ω_ｄを減衰系の固有振動周波数、ｖ_０を初期変化量、ｔを時刻として、数１で表せる。

減衰系の固有振動周波数ω_ｄは、数２で表せる。

対数減衰率δは、ａ_ｎをｎ番目の振幅値、ａ_ｎ＋ｍをｎ＋ｍ番目の振幅値として、数３で表せる。対数減衰率δは、減衰比ζを算出する為に必要なパラメータである。

図８において、Ｔは１周期、ｍＴはｍ周期、ａ_ｎはｎ番目の振幅値、ａ_ｎ＋１はｎ＋１番目の振幅値、ａ_ｎ＋２はｎ＋２番目の振幅値、ａ_ｎ＋ｍはｎ＋ｍ番目の振幅値である（但し、ｎ、ｍは自然数）。

対数減衰率δは、振幅変化の割合を対数化し、ｍで除することにより、１周期分あたりで平均化した値であるため、減衰比ζは、対数減衰率δを用いて、数４で表せる。

減衰比ζは、複数周期分の振幅値の減衰率を、１周期分で平均化した情報を有する。

従って、数１〜数４より、減衰振動の減衰比ζを算出する為には、対数減衰率δを求めれば良く、対数減衰率δを求める為には、少なくとも２箇所の残留振動波形の振幅値を認識すれば足りることがわかる。

ここで、図９に、残留振動実測波形とインク粘度との関係を示す。縦軸は電圧［Ｖ］、横軸は時間［ｓ］、時間軸の０点は駆動波形印加期間から残留振動波形発生期間への切替タイミングを示す。各インク粘度の大小関係は、粘度Ａ＝１とした場合、粘度Ｂ＝１．７、粘度Ｃ＝３と表せる。

図９より、粘度Ａ＝１の残留振動実測波形における振幅値が最も大きく、粘度Ｃ＝３の残留振動実測波形における振幅値が最も小さいことがわかる。

即ち、インク粘度が低い程、減衰振動の振幅は大きく、又減衰振動の減衰比は小さくなり、インクの増粘度と相関関係にあることがわかる。

図１０は、本実施の形態に係るインクジェット記録装置に搭載されるインクジェット記録ヘッドモジュールの一例を示すブロック図である。

インクジェット記録ヘッドモジュール２００は、駆動制御基板２１０、インクジェット記録ヘッド２２０、等を含む。駆動制御基板２１０には、制御部２１１、駆動波形生成部２１２、記憶手段２１３、ノズル記憶手段２１４等が搭載される。インクジェット記録ヘッド２２０は、制御部２２６が搭載されるヘッド基板２２１、残留振動検知部２４０が搭載される残留振動検知基板２２２、圧電素子駆動ＩＣ３７が搭載される圧電素子接続基板３６、圧電素子３５（圧電素子３５ａ〜３５ｘ）、等を含む。残留振動検知基板２２２には、波形処理回路２５０、切替手段２４１、Ａ／Ｄ変換器２４２、等が搭載される。波形処理回路２５０は、フィルタ回路２５１、増幅回路２５２、ピークホールド回路２５３、等を含む。

なお、駆動制御基板２１０に搭載される制御部２１１とヘッド基板２２１に搭載される制御部２２６とは、一部の機能、若しくは全ての機能を、いずれか一方に統一しても良い。又、残留振動検知基板２２２に搭載される一部の機能、若しくは全ての機能を、駆動制御基板２１０、又は、ヘッド基板２２１に統一しても良い。

制御部２１１は、上位コントローラ（例えば、インクジェット記録装置のコントローラ１２０）から受信した画像データに基づいて、駆動波形データを生成し、駆動波形生成部２１２へと出力する。制御部２１１は、シリアル通信により、タイミング制御信号（デジタル信号）を圧電素子駆動ＩＣ３７及び切替手段２４１へと送信し、タイミング制御信号と同期させた切替信号を切替手段２４１へと送信する。制御部２１１は、タイミング制御信号と切替信号とを同期させることで、圧電素子接続基板３６の電極に誘起される残留振動電圧を、残留振動検知基板２２２へ取り込むタイミングを、制御することができる。

又、制御部２１１は、残留振動検知部２４０の出力（例えば、ピーク値で固定された残留振動波形の振幅値をＡＤ変換したデジタル信号）から、少なくとも２つ以上のデジタル信号を選択し、数１〜数４を用いて減衰振動の減衰比を算出する。選択される振幅値の数が多い程、減衰比の算出精度は高まる。

更に、制御部２１１は、算出した減衰比と記憶手段２１３に記憶される減衰比データとを比較することで、圧力室内におけるインク粘度の変化（インクの増粘度）を正確に検知する。そして、制御部２１１は、インクの増粘度に基づいて、ノズル２０毎に、最適な空吐出波形（駆動波形）を適用して、圧電素子３５（圧電素子３５ａ〜３５ｘ）を駆動させる。つまり、制御部２１１は、空吐出動作の要否判断、空吐出波形の選択を、適切に行うことにより、空吐出動作が必要とされるノズルからのみ、インク液滴を吐出させることができる。

駆動波形生成部２１２は、駆動波形データをＤ／Ａ変換し、電圧増幅、電流増幅を行って、駆動波形を生成し、圧電素子駆動ＩＣ３７へと出力する。

記憶手段２１３は、減衰比と粘度との相関関係を示すルックアップテーブルＬＴ等の減衰比データを予め記憶する。

ノズル記憶手段２１４は、制御部２１１が、空吐出動作が不要と判断したノズルを記憶する。

問合せ部１２１は、印刷後に、特定のノズルが不吐出であったことを、オペレータ（ユーザ）へ通知する。また、問合せ部１２１は、印刷前又は印刷の際に、空吐出動作による効果が見込まれないと判断する場合に、インクジェット記録装置１００においてユーザが印刷を行うか否か、印刷を継続するか否かを選択できるようにユーザへ問い合わせる、選択手段としても機能し得る。

また、温度検知手段２２７は、インクジェット記録ヘッド２２０に設けられており、インク温度を検知する。検知したインク温度を、制御部２１１はインクの増粘度を判断に利用してもよい。

制御部２２６は、タイミング制御信号をデシリアライズし、圧電素子駆動ＩＣ３７へと送信する。

圧電素子駆動ＩＣ３７は、タイミング制御信号に基づいて、ＯＮ／ＯＦＦ制御され、例えば、ＯＮ（ＯＦＦ）の場合、駆動波形生成部２１２により生成される駆動波形を圧電素子３５へ印加（非印加）する（図７に示す駆動波形印加期間参照）。駆動波形の立ち下げ動作、立ち上げ動作に基づいて、圧電素子３５は伸縮し、圧電素子３５の駆動に応じて各ノズルからインク液滴が吐出する。

波形処理回路２５０は、フィルタ回路２５１及び増幅回路２５２により、残留振動波形にフィルタ処理を施して増幅し、ピークホールド回路２５３により、残留振動波形の振幅値のピーク値（例えば、最大値）を認識・抽出してピーク値で固定する。

切替手段２４１は、圧電素子３５と波形処理回路２５０との接続／非接続を切り替える。例えば、圧電素子３５と波形処理回路２５０とが、切替手段２４１により接続されると、圧電素子接続基板３６の電極に誘起される残留振動電圧は、波形処理回路２５０に取り込まれる。

Ａ／Ｄ変換器２４２は、波形処理回路２５０により固定された振幅値（アナログ信号）を、デジタル信号に変換し、制御部２１１へと出力する（フィードバック）。制御部２１１（又は、制御部２２６でも良い）は、フィードバックされた残留振動検知部２４０の出力に基づいて、減衰振動の減衰比を算出することができる。

なお、図１０では、圧電素子３５ａ〜３５ｘの残留振動電圧を、１組の残留振動検知部（切替手段２４１、波形処理回路２５０、Ａ／Ｄ変換器２４２）を用いて順次切り替えて検知する構成としているが、残留振動検知部の構成は、特に限定されるものではない。例えば、全ての圧電素子に対応して、それぞれ、残留振動検知部を形成し、全ての圧力室内のインクの増粘度を、同時に検知する構成としても良い。又、例えば、圧電素子を、いくつかのグループに分け、グループ毎に残留振動検知部を形成し、グループ毎に順次切り替えて、圧力室内のインクの増粘度を、検知する構成としても良い。グループ化することにより、回路規模の増大を抑えつつ、同時に検知できるノズルの個数を増やすことができる。

図１１は、本実施の形態に係る残留振動検知部の一例を示す回路図である。

圧電素子駆動ＩＣ３７は、複数のスイッチング素子を含み、圧電素子駆動ＩＣ３７のＯＮ／ＯＦＦは、各圧電素子に対応して形成されるスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦにより制御される。インク液滴吐出後（圧電素子駆動ＩＣ３７がＯＦＦ）、切替手段２４１を介して、圧電素子３５と波形処理回路２５０とが接続されることで、残留振動検知部２４０は、圧電素子３５に誘起される残留振動電圧を検知し、残留振動波形の振幅値を認識できる。

波形処理回路２５０は、微小な残留振動波形を、高インピーダンスのバッファ部で受けることにより、検知回路が残留振動波形に及ぼす悪影響を抑制する。波形処理回路２５０に搭載される抵抗Ｒ１〜Ｒ５、コンデンサＣ１〜Ｃ３、等の受動素子定数は、インクジェット記録ヘッド２２０の特性に起因する固有振動周波数の違いに応じて、制御部２１１により可変制御されることが好ましい。

フィルタ回路２５１は、残留振動波形にフィルタ処理を施す。フィルタ回路２５１は、固有振動周波数を中心周波数として、所定の通過帯域幅を有し、例えば、通過帯域幅の両端から、それぞれ−３ｄＢとなる帯域幅が、通過帯域幅の３倍程度に設定されることが好ましい。これにより、インクジェット記録ヘッド２２０の製造バラツキが原因で生じる固有振動周波数のバラツキを吸収できると共に、高周波ノイズと低周波のノイズとを、効率良く除去することが可能になる。

増幅回路２５２は、フィルタ処理が施された残留振動波形を増幅する（図１２に示す点線参照）。増幅回路２５２において、増幅率は、Ａ／Ｄ変換器２４２の入力可能範囲内で波形が増幅されるように、設定されることが好ましい。

なお、フィルタ回路２５１及び増幅回路２５２は、バンドパスフィルタ増幅型（サレンキ型）で構成されることにより、効率的なノイズ成分の除去及び信号成分の抽出が可能になるが、該構成は、特に限定されるものではない。少なくとも、ハイパス特性及びローパス特性を有するフィルタと、非反転増幅部又は反転増幅部とを組み合わせた回路で構成されていれば良い。

ピークホールド回路２５３は、残留振動波形の振幅値のピーク値を認識・抽出し、該ピーク値で固定する（図１２に示す実線参照）。ピークホールド回路２５３において、抵抗Ｒ６及びコンデンサＣ３の放電時間は、残留振動周期の１／２以下となるように、設定されることが好ましい。ピークホールド回路２５３のリセットは、減衰振動波形の立ち上がりが基準電圧Ｖｒｅｆとクロスするタイミングで、制御部２１１がリセット信号を、スイッチング素子ＳＷ１へと出力することにより行われる。リセットタイミングは、ピークホールド回路２５３が、減衰振動波形の振幅値を認識できるタイミングであれば良く、リセットタイミングを、比較部（図示せず）により検出することも可能である。なお、ピークホールド回路２５３の構成は、図１１に示す構成に限定されるものではなく、少なくとも、残留振動波形の振幅値のピーク値を固定可能な回路で構成されていれば良い。

図１２に、図１１に示す回路を用いて、フィルタ処理が施され、増幅された波形（点線で示す）と、振幅値のピーク値で固定された波形（実線で示す）の一例を示す。

振幅値は、５箇所のピーク値で固定され、それぞれ、第１半波の振幅値を振幅値１、第２半波の振幅値を振幅値２、第３半波の振幅値を振幅値３、第４半波の振幅値を振幅値４、第５半波の振幅値を振幅値５とする。基準電圧Ｖｒｅｆより下側に見られる急峻な波形は、コンデンサＣ３を瞬時に放電したことによるアンダーシュートである。

減衰比ζは、振幅値１〜５の中で、少なくとも２つの振幅値を制御部２１１により選択し、数３及び数４を用いて、算出することができる。図１２では、上下振幅の上側の振幅値１から振幅値５までを検知した場合の波形を示しているため、４周期分を平均化した減衰比ζを算出することができるが、上下振幅の下側の振幅値を検知して、減衰比ζを算出することも可能である。減衰比ζの算出に、上下振幅の上側の振幅値を利用する場合、波形処理回路２５０には、増幅回路を適用すれば良く、減衰比ζの算出に、上下振幅の上側の振幅値を利用する場合、波形処理回路２５０には、反転増幅回路を適用すれば良い。

なお、制御部２１１は、振幅値の選択を適切に行うことで、減衰比ζの算出精度を高めることが可能である。例えば、制御部２１１は、切替手段のバラつきの影響を受けやすい振幅値１を除いて、振幅値２、振幅値３、振幅値４、振幅値５の中から算出に用いる振幅値を選択しても良い。又、例えば、制御部２１１は、検知誤差が大きくなり易い最も小さな振幅値（例えば、振幅値５）を除いて、振幅値１、振幅値２、振幅値３、振幅値４の中から算出に用いる振幅値を選択しても良い。又、例えば、制御部２１１は、振幅値１及び振幅値５の両方を除いて、振幅値２、振幅値３、振幅値４の中から算出に用いる振幅値を選択しても良い。又、外乱影響やノイズが大きい半波を除いた周期分を平均化した減衰比ζを算出しても良い。

図１３は、図１２に示す振幅値（振幅値１、振幅値２、振幅値３、振幅値４、振幅値５の何れか）を用いて算出した減衰比ζとインク粘度μとの関係を示す図である。

図１３より、インク粘度μが増加する程、減衰振動の減衰比ζは大きくなり、減衰振動の減衰比ζは、インクの増粘度と相関関係にあることがわかる。

制御部２１１は、インク粘度μの変化に基づいて、ノズル２０毎に、最適な空吐出波形を適用して、圧電素子３５（圧電素子３５ａ〜３５ｘ）を駆動させる。制御部２１１は、以下に示すように、インクの増粘度を判断し、判断した増粘度に基づいて、適切に空吐出波形を選択することが可能である。

例えば、制御部２１１は、一のノズルにおいて検知した残留振動を周囲のノズルにおいて検知した残留振動と比較する。そして、周囲のノズルの中で最もインク粘度が高いノズルのインク粘度と、図１３に示す増粘を示すインク粘度とを、比較することにより、インクの増粘度を判断する。そして、制御部２１１は、判断した増粘度に基づいて、複数の空吐出波形を用意し（或いは基準となる空吐出波形を補正し）、残留振動検知部２４０の出力と、ルックアップテーブルの空吐出波形（例えば、「空吐出なし」、「空吐出波形Ａ」、「空吐出波形Ｂ」）とを照らし合わせて、空吐出波形を選択する。この場合、制御部２１１は、簡易な構成で、増粘度を判断することが可能である。

例えば、制御部２１１は、温度検知手段（図示せず）によりインク温度を検知し、検知したインク温度に対応するインク粘度（例えば、μＡ）と、増粘しているインク粘度（例えば、μＢ、μＣ）とを、比較することにより、インクの増粘度を判断する。そして、制御部２１１は、判断した増粘度に基づいて、複数の空吐出波形を用意し（或いは基準となる空吐出波形を補正し）、残留振動検知部２４０の出力と、ルックアップテーブルの空吐出波形とを照らし合わせて、空吐出波形を選択する。この場合、温度検知手段が別途必要であるが、正確に増粘度を判断することが可能である。

例えば、制御部２１１は、各インク粘度（例えば、μＡ、μＢ、μＣ）に基づいて、一意的に、インクの増粘度を判断する。そして、制御部２１１は、判断した増粘度に基づいて、各インク粘度に対応する複数の空吐出波形を用意し（或いは基準となる空吐出波形を補正し）、ルックアップテーブルの空吐出波形（例えば、μＡ用駆動波形、μＢ用駆動波形、μＣ用駆動波形）の中から、残留振動検知部２４０の出力に応じて、空吐出波形を選択する。この場合、インク粘度自体を、インクの増粘度として判断するため、簡易な構成、簡易な制御により、増粘度を判断することが可能である。但し、この場合、インク温度の変化によるインクの粘度変化は無視される。

上述のように、制御部２１１は、インクの増粘度を判断することで、メニスカスの状態に応じて、適切に空吐出波形を選択できる。空吐出波形としては、例えば、空吐出をさせない波形（圧電素子を駆動しても液滴を吐出させない波形、増粘インクを攪拌するために圧電素子を微駆動させる波形、等）、吐出量を調整可能な複数の空吐出波形、メニスカス面の増粘インクを排出するための押出し力の強い空吐出波形、等、が挙げられる。

本実施の形態に係る液滴吐出装置によれば、インク液滴吐出後又はインクが吐出しない程度にインクの表面（メニスカス）を振動させた（微駆動）後の、圧力室内のインクに発生する残留振動を有効活用し、減衰比を利用することで、ノズル開口部近傍におけるインクの増粘度を正確に判断する。従って、本実施の形態に係る液滴吐出装置が搭載されるインクジェット記録装置は、空吐出動作が必要とされるノズルからのみ、増粘インクを排出できるため、インクの無駄な消費を抑えつつ、全てのノズルにおいて、メニスカスを適切な状態に維持することができる。

＜制御フローチャート＞
図１４は、本実施の形態に係るオンデマンド方式におけるライン走査型のインクジェット記録装置の制御フローチャートの一例を示す図である。図１４に示す制御フローチャートは、制御プログラムに従って、例えば、制御部２１１によって実行される。

ステップＳ１において、上位コントローラ（図示せず）は、印刷前に、前回の印刷終了時からの経過時間、環境温湿度、等に基づいて、印刷前の空吐出動作が必要か否かを判断する。上位コントローラにより印刷前の空吐出動作が必要であると判断された場合（ＹＥＳ）、制御部２１１は、ステップＳ２の処理を行う。上位コントローラにより印刷前の空吐出動作が必要ではないと判断された場合（ＮＯ）、制御部２１１は、ステップＳ８の処理を行う。

ステップＳ２において、制御部２１１は、上位コントローラから残留振動検知指示信号を受信する。

ステップＳ３において、制御部２１１は、駆動波形生成部２１２に、残留振動検知のための検知用波形（検知用駆動波形）を圧電素子３５へ印加させる。

なお、検知用波形は、残留振動を発生させるための波形であって、インクをノズル２０から吐出させない程度にインクの表面（メニスカス）を振動させる微駆動波形が望ましい。しかし、検知用波形は、印刷用の駆動波形とは異なる検知用駆動波形であり、画像形成に寄与しないインクを吐出させるための駆動波形や、印刷用の駆動波形を使用してもよい。

ステップＳ４において、残留振動検知部２４０は、検知用波形を印加した後に発生した圧力室２７（全てのノズル２０に対応する圧力室）内の残留振動を検知する。

ステップＳ５において、制御部２１１は、残留振動検知による検知結果（振幅値）から減衰比を算出し、減衰比をルックアップテーブルと照らし合わせることにより、又は、減衰比を換算式（図１３の特性グラフから求めた換算式）により演算することにより、インク粘度を判断し、各ノズル毎に、インクの増粘度を判断する。制御部２１１による増粘度の判断については、上述の説明を参照できる。

ステップＳ６において、制御部２１１は、インクの増粘度に基づいて、空吐出動作の要否を判断する。制御部２１１が、空吐出動作が必要であると判断する場合（ＹＥＳ）、プロセスはステップＳ７へ進む。制御部２１１が、空吐出動作が必要でないと判断する場合（ＮＯ）、制御部２１１は、空吐出を実行させない。

ステップＳ７において、制御部２１１は、インクの増粘度に基づいて、空吐出波形データ、即ち、空吐出（液体状態回復吐出）用の駆動波形を設定する。駆動波形の設定として、空吐出動作の種類を判断するルックアップテーブルから空吐出波形を選択する、或いは、基準となる空吐出波形を補正することにより、空吐出波形データをセットする。

ステップＳ８において、制御部２１１は、上位コントローラから空吐出指示を受信する。

ステップＳ９において、制御部２１１は、ステップＳ７でセットした空吐出波形データを用いて、空吐出動作を実施する。空吐出動作は、必要に応じて複数回実施しても良い。又、印刷前における空吐出動作の効果を確認するため、ステップＳ１からステップＳ９までの処理を、複数回繰り返して実施しても良い。印刷前、空吐出動作要否の判断、空吐出波形の選択を適切に行うことができる。

なお、印刷前、残留振動検知部の出力に基づいて、制御部２１１により、空吐出動作による効果が見込まれないと判断された場合、インクジェット記録装置１００においてユーザが印刷を行うか否か、印刷を継続するか否かを選択できるように、インクジェット記録装置１００はユーザへの問合せ部（図１０の問合せ部（選択手段）１２１）を備えていても良い。なお、この印刷の継続の可否の選択を問い合わせるような手段を備えることで、インクジェット記録装置の不要な稼働率の低下を避けることができる。

ステップＳ１０において、制御部２１１は、印刷を開始する。

ステップＳ１１において、上位コントローラは、定期的に空吐出動作が必要か否かを判断する。上位コントローラにより定期的に空吐出動作が必要であると判断された場合（ＹＥＳ）、制御部２１１は、ステップＳ１２の処理を行う。上位コントローラにより定期的に空吐出動作が必要ではないと判断された場合（ＮＯ）、制御部２１１は、ステップＳ２０の処理を行う。

ステップＳ１２において、制御部２１１は、上位コントローラから残留振動検知指示信号を受信する。

ステップＳ１３において、制御部２１１は、駆動波形生成部２１２に、残留振動検知のための検知用波形（検知用駆動波形）を圧電素子３５へ印加させる。

ステップＳ１４において、制御部２１１は、検知用波形を印加した後に発生した圧力室２７（全てのノズル２０に対応する圧力室）内の残留振動を検知する。スターフラッシング動作を行う場合は、画像形成領域に影響しない候補となるノズルを限定し、残留振動検知を実施しても良い。

なお、検知用波形の印加をせずに、Ｓ１３を省略して制御部２１１は、印刷用のための駆動信号の印加後に、圧力室２７で発生した残留振動を検知してもよい。

ステップＳ１５において、制御部２１１は、残留振動検知による検知結果から減衰比を算出し、減衰比をルックアップテーブルと照らし合わせることにより、又は、減衰比を換算式により演算することにより、インク粘度を判断し、各ノズル毎に、インクの増粘度を判断する。

ステップＳ１６において、制御部２１１は、インクの増粘度に基づいて、空吐出動作の要否を判断する。制御部２１１が、空吐出動作が必要であると判断する場合（ＹＥＳ）、プロセスはステップＳ１７へ進む。制御部２１１が、空吐出動作が必要でないと判断する場合（ＮＯ）、制御部２１１は、空吐出を実行させない。

ステップＳ１７において、制御部２１１は、インクの増粘度に基づいて、空吐出波形データ、即ち、空吐出（液体状態回復吐出）用の駆動波形を設定する。液体状態回復吐出用の駆動波形の設定として、空吐出動作の種類を判断するルックアップテーブルから空吐出波形を選択する、或いは、基準となる空吐出波形を補正することにより、空吐出波形データをセットする。

ステップＳ１８において、制御部２１１は、上位コントローラから空吐出指示を受信する。

ステップＳ１９において、制御部２１１は、ステップＳ１７でセットした空吐出波形データを用いて、空吐出動作を実施する。空吐出動作は、必要に応じて複数回実施しても良い。又、空吐出動作の効果を確認するため、ステップＳ１１からステップＳ１９までの処理を、複数回繰り返して実施しても良い。印刷中、特に画像形成に寄与しない領域にラインフラッシング動作を行う場合、不要な空吐出を減らすことでインクジェット記録装置の低コスト化を図れる。

ステップＳ２０において、上位コントローラは、印刷を終了するか否かを判断する。上位コントローラにより印刷を終了すると判断された場合（ＹＥＳ）、制御部２１１は、ステップＳ２１の処理を行う。上位コントローラにより印刷を継続すると判断された場合（ＮＯ）、制御部２１１は、ステップＳ１０へ戻る。

ステップＳ２１において、上位コントローラは、印刷した画像の種類、ノズルの使用頻度、印刷時間、環境温湿度、等に基づいて、印刷後の空吐出動作が必要か否かを判断する。上位コントローラにより印刷後の空吐出動作が必要であると判断された場合（ＹＥＳ）、制御部２１１は、ステップＳ２２の処理を行う。上位コントローラにより印刷後の空吐出動作が必要ではないと判断された場合（ＮＯ）、制御部２１１は、処理を停止する。

なお、画像形成時に使用されるノズル２０には、各々差があり、使用頻度も異なるため、インクジェット記録ヘッド２２０全体として、均一な状態を保てなくなることがある。従って、印刷後においても、空吐出動作を実施することにより、全てのノズル２０をリフレッシュさせ、又、専用キャップをインクにより湿らせることが可能になる。

ステップＳ２２において、制御部２１１は、上位コントローラから残留振動検知指示信号を受信する。

ステップＳ２３において、制御部２１１は、駆動波形生成部２１２に、残留振動検知のための検知用波形（検知用駆動波形）を圧電素子３５へ印加させる。

ステップＳ２４において、制御部２１１は、検知用波形を印加した後に発生した圧力室２７（全てのノズル２０に対応する圧力室）内の残留振動を検知する。

ステップＳ２５において、制御部２１１は、残留振動検知による検知結果から減衰比を算出し、減衰比をルックアップテーブルと照らし合わせることにより、又は、減衰比を換算式により演算することにより、インク粘度を判断し、各ノズル毎に、インクの増粘度を判断する。

ステップＳ２６において、制御部２１１は、インクの増粘度に基づいて、空吐出動作の要否を判断する。制御部２１１が、空吐出動作が必要であると判断する場合（ＹＥＳ）、プロセスはステップＳ２７へ進む。制御部２１１が、空吐出動作が必要でないと判断する場合（ＮＯ）、制御部２１１は、空吐出を実行させずに処理を停止する。

ステップＳ２７において、制御部２１１は、インクの増粘度に基づいて、空吐出波形データ、即ち、空吐出（液体状態回復吐出）用の駆動波形を設定する。液体状態回復用の駆動波形の設定として、空吐出動作の種類を判断するルックアップテーブルから空吐出波形を選択する、或いは、基準となる空吐出波形を補正することにより、空吐出波形データをセットする。

ステップＳ２８において、制御部２１１は、上位コントローラから空吐出指示を受信する。

ステップＳ２９において、制御部２１１は、ステップＳ２７でセットした空吐出波形データを用いて、空吐出動作を実施する。空吐出動作は、必要に応じて複数回実施しても良い。又、印刷後における空吐出動作の効果を確認するため、ステップＳ２１からステップＳ２９までを、複数回繰り返して実施しても良い。印刷後、空吐出動作要否の判断、空吐出波形の選択を適切に行うことができる。

なお、印刷前、印刷中、印刷後の空吐出動作を行うタイミングにおいて、上位コントローラにより、空吐出動作が不要と判断された場合、制御部２１１は、駆動用パルス電圧のピーク電圧値より小さいピーク電圧値を有するパルス電圧を、圧電素子に印加して、ノズル２０からインクを吐出させない程度の圧力を、圧力室内のインクに付与し、圧力室内の増粘インクを攪拌することで、増粘度を緩和させても良い。この場合、制御部２１１は、空吐出波形データをセットする代わりに、微駆動波形データをセットしても良いし、空吐出波形データの一部として微駆動波形データを入れ込み、印字データにより選択駆動させても良い。

或いは、印刷前、印刷中、印刷後の増粘度を判断するタイミングにおいて、上位コントローラにより、空吐出動作をしても回復が見込めない程インクの増粘が進んでいると判断された場合、制御部２１１は、加圧、吸引、ワイピング、等の回復シーケンスに移行し、増粘インクを排出しても良い。又、制御部２１１は、印刷中に、不吐出になるノズルを予想して、該当するノズルを記録し、印刷後に、該当ノズルが不吐出であることをオペレータに通知しても良い。この場合、制御部２１１が、空吐出動作が不要とされるノズルを記憶する手段を備えることで、印刷後に、ユーザが、該当するノズルを確認できる。

或いは、制御部２１１は、空吐出動作による効果が見込まれないと判断した場合、ノズルの回復動作に移行することで、不吐出印刷を防止することも可能である。又、制御部２１１は、インク液滴の吐出を実施する候補となったノズルのみに限定して、空吐出動作を実施しても良い。この場合、スターフラッシング動作において、画像形成領域に及ぼす悪影響を、特に低減させることができる。

或いは、これらの動作を、ユーザにより、選択できるように設定しても良い。これにより、不要なメンテナンスをなくし、インクジェット記録装置の稼働率を高めることが可能である。

〈第２の実施の形態〉
本実施の形態では、インクジェット記録ヘッド２２０に搭載される圧電素子が、第１の実施の形態に係る圧電素子とは異なる場合について、説明する。第２の実施の形態に係る圧電素子は、第１の実施の形態に係る圧電素子と異なり、駆動用圧電素子と支柱用圧電素子とを含む（特許第３９３３５０６号参照）。

図１５は、本実施の形態に係るインクジェット記録ヘッド２２０の一例を示す概略断面図である。

図１５に示すように、圧電素子は、駆動用圧電素子（圧力発生素子）３１１と支柱用圧電素子（支柱用素子）３１２とを含み、駆動用圧電素子３１１と支柱用圧電素子３１２とは、交互に配置される。駆動用圧電素子３１１は、圧力室２７の開口部に相当する位置に、振動板３０を介して形成される。支柱用圧電素子３１２は、圧力室２７の隔壁に相当する位置に、振動板３０を介して形成される。

図１５に示す構成とすることで、駆動用圧電素子３１１だけでなく、支柱用圧電素子３１２も、残留振動検知に利用することができる。即ち、常時、支柱用圧電素子３１２を、残留振動検知に利用し、吐出に悪影響を及ぼさない場合（圧電素子を駆動させていない場合）は、駆動用圧電素子３１１を、残留振動検知に利用することができる。従って、ライン走査型のインクジェット記録装置１００において、印刷中に、残留振動検知を行うタイミングの自由度を増やし、全てのノズル２０のインク粘度を検知するために要する時間（残留振動検知時間）を、短縮することができる。又、新たにセンサを設ける必要がないため、インクジェット記録ヘッド２２０を比較的簡易な構成とすることができる。

更に、図１５に示す構成とすることで、振動板３０と圧電素子とを接続する際に位置ずれが生じても、圧電素子に生じる特性変動を抑制することができるため、インクジェット記録ヘッド２２０における噴射特性を安定化させることができる。

なお、圧電素子の構成は、図１５に示す構成に、特に限定されるものではなく、少なくとも、支柱用圧電素子３１２が、駆動用圧電素子３１１とは独立して、残留振動検知を行うことができる構成であれば良い。常時、全ての圧電素子を残留振動検知に利用できるように、新たなセンサを設ける構成とすることも可能である。

図１６は、本実施の形態に係るインクジェット記録装置に搭載されるインクジェット記録ヘッドモジュールの一例を示すブロック図である。

図１６に示すように、駆動用圧電素子３１１（駆動用圧電素子３１１ａ〜３１１ｘ）は、圧電素子駆動ＩＣ３７及び切替手段２４１と接続され、圧電素子駆動ＩＣ３７から出力される駆動波形に基づいて制御される。駆動用圧電素子３１１は、駆動している場合は、残留振動検知を行わないように、又、駆動していない場合は、残留振動検知を行うように、圧電素子駆動ＩＣ３７により制御される。

図１６に示すように、支柱用圧電素子３１２（支柱用圧電素子３１２ａ〜３１２ｘ）は、切替手段２４１と接続され、制御部２１１から出力される切替信号に基づいて制御される。従って、支柱用圧電素子３１２は、常時、残留振動検知を行うように、圧電素子駆動ＩＣ３７により制御される。

なお、図１６では、支柱用圧電素子３１２のみならず、駆動用圧電素子３１１によっても残留振動検知を行う構成を示しているが、支柱用圧電素子（支柱用素子）３１２だけでも残留振動検知を行うことは可能である。従って、駆動用圧電素子３１１を、残留振動検知に使用しない構成としても良い。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の実施形態の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

２０ ノズル
２７ 圧力室
３０ 振動板
３５ 圧電素子
１００ インクジェット記録装置
１２０ 上位コントローラ
１２１ 問合せ部
２００ インクジェット記録ヘッドモジュール（液滴吐出装置）
２１１ 制御部
２１２ 駆動波形生成部（生成部）
２１３ 記憶手段
２１４ ノズル記憶手段
２４０ 残留振動検知部
３１１ 駆動用圧電素子（圧力発生素子）
３１２ 支柱用圧電素子（支柱用素子）

特開２０００−３７８６７号公報

Claims (25)

1. 複数のノズルに連通して液体を蓄える複数の圧力室と、
   各圧力室の弾性壁を形成するように各圧力室にわたって配置された振動板と、
   その振動板を介して複数の圧力室とそれぞれ対向するように配置された圧力発生素子と、
   前記圧力発生素子を駆動する駆動波形の形状を示す駆動波形データを入力して駆動波形を生成する駆動波形生成部と、
   前記圧力発生素子を駆動後に前記圧力室内に発生する残留振動を検出する残留振動検知部と、
   検知した前記残留振動に基づいて、増粘した液体を排出させる液体状態回復吐出の要否を判断し、前記液体状態回復吐出が必要と判断したときに、前記液体状態回復吐出を実施するように制御する制御部とを有することを特徴とする、液滴吐出装置。
2. 前記液体状態回復吐出の要否はノズル毎に判断され、液体状態回復吐出が必要と判断したノズルのみ液体状態回復吐出を実施することを特徴とする、請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 検知した前記残留振動に基づいて、液体状態回復吐出が必要と判断したノズルがあるとき、前記制御部は、該ノズルに対応する前記圧力発生素子に印加する液体状態回復吐出用の駆動波形を設定する、ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の液滴吐出装置。
4. 検知した前記残留振動に基づいて、液体状態回復吐出が不要と判断したノズルがあるとき、前記制御部は、該ノズルに対応する前記圧力発生素子を、液体が吐出されない程度に微駆動する微駆動波形を設定することを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
5. 前記駆動波形生成部が前記圧力発生素子に印刷用駆動波形を印加することで、画像形成用の液滴を吐出させて印刷が行われ、
   印刷前に、前記駆動波形生成部が前記印刷用駆動波形とは異なる検知用駆動波形を前記圧力発生素子へ印加することで、前記圧力室内に発生した残留振動の検知結果に基づいて、前記制御部は液体状態回復吐出の要否を判断する、ことを特徴とする、請求項１乃至４の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
6. 前記駆動波形生成部が前記圧力発生素子に印刷用駆動波形を印加することで、画像形成用の液滴を吐出させて印刷が行われ、
   印刷中に、前記駆動波形生成部が、前記印刷用駆動波形、又は前記印刷用駆動波形とは異なる検知用駆動波形を前記圧力発生素子へ印加することで、前記圧力室内に発生した残留振動の検知結果に基づいて、前記制御部は液体状態回復吐出の要否を判断する、ことを特徴とする、請求項１乃至４の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
7. 前記駆動波形生成部が前記圧力発生素子に印刷用駆動波形を印加することで、画像形成用の液滴を吐出させて印刷が行われ、
   印刷後に、前記駆動波形生成部が、前記印刷用駆動波形とは異なる検知用駆動波形を前記圧力発生素子へ印加することで、前記圧力室内に発生した残留振動の検知結果に基づいて、前記制御部は液体状態回復吐出の要否を判断する、ことを特徴とする、請求項１乃至４の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
8. 前記圧力発生素子が前記残留振動の検知に使用されることを特徴とする、請求項１乃至７の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
9. 前記圧力発生素子とは別のセンサが前記残留振動の検知に使用されることを特徴とする、請求項１乃至８の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
10. 前記振動板を介して複数の圧力室とそれぞれ対向するように配置される支柱用素子を備えており、該支柱用素子が前記残留振動の検知に使用されることを特徴とする、請求項１乃至９の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
11. 前記制御部は、検知した前記残留振動を基に、残留振動波形の減衰比を算出することを特徴とする、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
12. 前記制御部は、前記減衰比をルックアップテーブルと照らし合わせて、前記液体状態回復吐出の要否の判断と、前記液体状態回復吐出を実行する際の液体状態回復吐出用の駆動波形を設定と、を実施することを特徴とする、請求項１１項に記載の液滴吐出装置。
13. 前記制御部は、前記減衰比を換算式により演算し、該演算の結果に応じて、前記液体状態回復吐出の要否の判断と、前記液体状態回復吐出を実行する際の液体状態回復吐出用の駆動波形を設定と、を実施することを特徴とする、請求項１１項に記載の液滴吐出装置。
14. 前記制御部は、一のノズルにおいて検知した残留振動を周囲のノズルにおいて検知した残留振動と比較することにより、前記液体状態回復吐出の要否の判断と、前記液体状態回復吐出を実行する際の液体状態回復吐出用の駆動波形を設定とを実施する、ことを特徴とする、請求項１乃至１３の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
15. 当該液滴吐出装置は温度検知手段を有しており、前記制御部は、前記温度検知手段の出力と検知した前記残留振動を用いることにより、前記液体状態回復吐出の要否の判断と、前記液体状態回復吐出を実行する際の液体状態回復吐出用の駆動波形を設定とを実施する、ことを特徴とする、請求項１乃至１３の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
16. 検知した前記残留振動に基づいて、前記制御部は、前記液体状態回復吐出の要否を判断し、かつ、前記液体状態回復吐出を実行する際の液体状態回復吐出用の駆動波形を一意的に設定することを特徴とする、請求項１乃至１３の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
17. 前記制御部は、複数用意した液体状態回復吐出用の駆動波形から選択することで、前記液体状態回復吐出を実行する際の前記液体状態回復吐出用の駆動波形を設定する、を特徴とする、請求項１乃至１６の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
18. 前記駆動波形生成部は、基準となる駆動波形を補正することで、前記液体状態回復吐出を実行する際の液体状態回復吐出用の駆動波形を設定することを特徴とする、請求項１乃至１６の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
19. 前記液体状態回復吐出を実施した後、前記制御部は、前記液体状態回復吐出の要否の判断と前記液体状態回復吐出を実行する際の液体状態回復吐出用の駆動波形の設定とを再度実施することを特徴とする、請求項１乃至１８の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
20. 前記液体状態回復吐出の要否の判断と前記液体状態回復吐出を実行する際の液体状態回復吐出用の駆動波形の設定は、液滴吐出を実施する候補となったノズルのみに限定して実施されることを特徴とする、請求項１乃至１９の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
21. 検知した前記残留振動に基づいて、前記制御部が液体状態回復吐出動作による効果が見込まれないと判断するノズルが存在する場合、該当ノズルを記憶する手段を備えたことを特徴とする、請求項１乃至２０の何れか一項に記載の液滴吐出装置。
22. 複数のノズルに連通して液体を蓄える複数の圧力室と、各圧力室の弾性壁を形成するように各圧力室にわたって配置された振動板と、その振動板を介して複数の圧力室とそれぞれ対向するように配置された圧力発生素子と、前記圧力発生素子を駆動する駆動波形の形状を示す駆動波形データを入力として駆動波形を生成する駆動波形生成部と、前記圧力発生素子を駆動後に前記圧力室内に発生する残留振動を検出する残留振動検知部と、を備える液滴吐出装置の液滴吐出方法であって、
    検知した前記残留振動に基づいて、増粘した液滴を排出させる液体状態回復吐出の要否を判断するステップと、
    前記液体状態回復吐出が必要と判断したときに、前記液体状態回復吐出を実施させるステップと、を有する、液滴吐出方法。
23. 複数のノズルに連通して液体を蓄える複数の圧力室と、各圧力室の弾性壁を形成するように各圧力室にわたって配置された振動板と、その振動板を介して複数の圧力室とそれぞれ対向するように配置された圧力発生素子と、前記圧力発生素子を駆動する駆動波形の形状を示す駆動波形データを入力として駆動波形を生成する駆動波形生成部と、前記圧力発生素子を駆動後に前記圧力室内に発生する残留振動を検出する残留振動検知部と、を備える液滴吐出装置に実行させるプログラムであって、
    検知した前記残留振動に基づいて、増粘した液滴を排出させる液体状態回復吐出の要否を判断する処理と、
    前記液体状態回復吐出が必要と判断したときに、前記液体状態回復吐出を実施させる処理と、を有する、プログラム。
24. 請求項１乃至２１の何れか一項に記載の液滴吐出装置を備える、インクジェット記録装置。
25. 検知した前記残留振動に基づいて、前記制御部が液体状態回復吐出動作による効果が見込まれないと判断した場合、印刷を開始するか又は印刷を中止するか、又は印刷を継続するか又は印刷を中止するかを選択できる選択手段を備えたことを特徴とする、請求項２４項に記載のインクジェット記録装置。