JP5599419B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

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Description

本発明は液体吐出装置及びインクジェットヘッド駆動方法に係り、特にインクジェットヘッドのノズル詰まりによる吐出異常を回避するための駆動技術に関する。

汎用の画像形成装置として、インクジェットヘッドからカラーインクを吐出させて記録媒体上にカラー画像を形成するインクジェット記録装置が普及している。インクジェット記録装置は、インクジェットヘッドに設けられた多数のノズルから微細化されたインクの液滴を吐出させている。

インクジェット記録装置では、インク液滴を吐出させるノズルを大気開放して、インクと外気との界面となるメニスカスを長時間放置すると、乾燥によってノズル内部のインク粘度が上昇し、吐出異常の原因となる。

ノズル内のインクの乾燥を防止するために、プリント終了後にインクジェットヘッドのインク吐出面(ノズル開口が形成されるノズル面)がキャップによって覆われるように構成されている。また、ノズルのインク詰まりを防止する技術として、以下の特許文献1に開示された技術が知られている。

特許文献1は、インク滴を噴射させないノズル開口に属する圧電素子に駆動信号の一部を印加し、ノズル開口のメニスカスを揺動させることで、非印字時におけるノズル開口の近傍に形成されるインクの膜による目詰まりを防止する技術を開示している。

すなわち、ノズル近傍のメニスカスを微小振動させることで、溶媒の蒸発によって増粘したノズル近傍のインク(溶媒)を攪拌し、ノズル近傍のインクの増粘を防ぐことで、ノズルの目詰まりによる吐出異常が防止されている。

特開平7‐137252号公報

しかしながら、インク吐出面には、インクの吐出に起因して発生するインクミストや、記録媒体の搬送に起因して発生する紙粉、大気中にあるほこり等が付着する。このような付着物の存在によって吐出異常が発生することがありうる。特に、ノズル開口の縁部やその近傍に付着物が存在すると、吐出異常を発生させる可能性が高くなる。

特許文献1に開示された技術は、循環させることができるインクの体積が著しく少ないために、かかる技術のみではノズル表面(ノズル面)近傍のインクの増粘を防止することは困難である。

そうすると、休止直後のノズルに正常なインク吐出をさせるためには、記録媒体が存在しない位置において、空吐出(スピッティング)や吸引などのノズルメンテナンスを実行させる必要がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ノズル内のインクの増粘に起因する吐出異常が防止される液体吐出装置及びインクジェットヘッド駆動方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る液体吐出装置は、大気中で揮発する成分を有し乾燥性を有する液体を媒体へ吐出させる複数のノズルを具備し、前記複数のノズルの開口が形成されるノズルプレートであり、前記液体に対する親液性を示す液体吐出面を有するノズルプレートを具備し、前記ノズルと連通する液室内の液体を加圧する加圧手段を具備し、前記液体吐出面が前記液体により覆われた状態で使用されるインクジェットヘッドと、液体を吐出させない非吐出ノズルに対応する加圧手段に対して液体を吐出させない非吐出駆動電圧を供給する駆動電圧供給手段であり、前記非吐出ノズルの一部に対応する加圧手段に対して、他の非吐出ノズルに対応する加圧手段に供給される非吐出駆動電圧の周波数よりも相対的に高い周波数を有する非吐出駆動電圧を供給すると、を備え、前記駆動電圧供給手段により前記非吐出ノズルに対応する加圧手段に対して非吐出駆動電圧を供給し、前記非吐出ノズル内の液体を振動させるとともに前記液体吐出面へあふれ出させて、前記液体吐出面を覆っている前記液体を流動させる。

本発明によれば、大気中で揮発する成分を有し乾燥性を有する液体に対して親液性を有する液体吐出面を具備し、液体吐出面が液体で覆われた状態で使用されるインクジェットヘッドを備えた液体吐出記録装置において、ノズルから液体を吐出させない非吐出駆動電圧を加圧手段へ供給し、ノズル内の液体を振動させるとともに液体吐出面へあふれ出させて、液体吐出面を覆う液体を流動させることにより、液体の乾燥による増粘が抑制される。また、すべての非吐出ノズルに対して同一の周波数を有する非吐出駆動電圧が適用される場合と比較して、液体吐出面における液体の流動が速くなり、ノズル近傍における液体の硬化が防止される。

本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録装置の外観斜視図 図1に示すインクジェット記録装置の用紙搬送路を模式的に示す説明図 図1に示す画像形成部の構成を示す平面図 図3に示す画像形成部の他の態様を示す平面図 インクジェットヘッドのノズル配置を示すインク吐出面の平面図 インクジェットヘッドの立体構造を示す断面図 図1に示すインクジェット記録装置の制御系の要部構成を示すブロック図 図7に図示した制御系のさらに詳細な構成を示すブロック図 非吐出駆動電圧の供給中のインクの挙動を模式的に図示した説明図、a:インク吐出面のインクの流れの説明図、b:ノズルの内部からインク吐出面へのインクの流れの説明図 非吐出駆動電圧の供給停止後のインクの挙動を模式的に図示した説明図、a:インク吐出面のインクの流れの説明図、b:ノズルの内部からインク吐出面へのインクの流れの説明図 本発明の第1実施形態の効果の説明図 非吐出駆動電圧の一例を示す波形図 本発明の第1実施形態に係るインクジェットヘッド駆動方法の制御の流れを示すフローチャート 本発明の第2実施形態に係るインクジェット記録装置(インクジェットヘッド駆動方法)の説明図 本発明の第2実施形態の効果の説明図 本発明の第2実施形態に適用される非吐出駆動電圧の一例を示す波形図 本発明の第2実施形態に係るインクジェット記録装置の制御系の構成を示すブロック図 本発明の第2実施形態に係るインクジェットヘッド駆動方法の制御の流れを示すフローチャート 本発明の第3実施形態に係るインクジェット記録装置(インクジェットヘッド駆動方法)の説明図 本発明の第3実施形態の効果の説明図

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔第1実施形態〕
(インクジェット記録装置の全体構成)
図1は本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置(液体吐出装置)の外観斜視図である。このインクジェット記録装置10は、乾燥性インクを用いて記録媒体12上にカラー画像を形成するワイドフォーマットプリンタである。ワイドフォーマットプリンタは、大型ポスターや商業用壁面広告など、広い描画範囲を記録するのに好適な装置である。ここでは、A3ノビ以上に対応するものを「ワイドフォーマット」と呼ぶ。

また、水やアルコールなどの揮発性溶媒が含まれるインクであり、大気中でインクの成分が揮発するインクを「乾燥性(乾燥性液体)インク」と呼ぶ。なお、本明細書では、乾燥性インクを単に「インク」と記載することがある。

インクジェット記録装置10は、装置本体20と、この装置本体20を支持する支持脚22と、を備えている。装置本体20には、記録媒体(メディア)12に向けてインクを吐出するドロップオンデマンド型のインクジェットヘッド24と、記録媒体12を支持するプラテン26と、ヘッド移動手段(走査手段)としてのガイド機構28及びキャリッジ30が設けられている。

ガイド機構28は、プラテン26の上方において、記録媒体12の搬送方向(以下、副走査方向、X方向と呼ぶことがある。)に直交し且つプラテン26の媒体支持面と平行な走査方向(以下、主走査方向、Y方向と呼ぶことがある)に沿って延在するように配置されている。キャリッジ30は、ガイド機構28に沿ってY方向に往復移動可能に支持されている。

キャリッジ30上に配置されたインクジェットヘッド24、ガイド機構28に沿ってキャリッジ30とともに一体的に(一緒に)移動する。キャリッジ30の往復移動方向(Y方向)が「主走査方向」、記録媒体12の搬送方向(X方向)が「副走査方向」に相当する。

記録媒体12には、紙、不織布、塩化ビニル、合成化学繊維、ポリエチレン、ポリエステル、ターポリンなど、材質を問わず、また、浸透性媒体、非浸透性媒体を問わず、様々な媒体を用いることができる。記録媒体12は、装置の背面側からロール紙状態(図2参照)で給紙され、印字後は装置正面側の巻き取りローラ(図1中不図示、図2の符号44)で巻き取られる。プラテン26上に搬送された記録媒体12に対して、インクジェットヘッド24からインク滴が吐出される。

図1において、装置本体20の正面に向かって左側の前面に、インクカートリッジ36の取り付け部38が設けられている。インクカートリッジ36は、インクを貯留する交換自在なインク供給源(インクタンク)である。インクカートリッジ36は、本例のインクジェット記録装置10で使用される各色インクに対応して設けられている。

色別の各インクカートリッジ36は、それぞれ独立に形成された不図示のインク供給経路によってインクジェットヘッド24に接続される。各色のインク残量が少なくなった場合にインクカートリッジ36の交換が行われる。

また、図示を省略するが、装置本体20の正面に向かって右側には、インクジェットヘッド24のメンテナンス部が設けられている。該メンテナンス部は、非印字時におけるインクジェットヘッド24を保湿するためのキャップと、インクジェットヘッド24のノズル面(インク吐出面)を清掃するための払拭部材(ブレード、ウエブ等)が設けられている。インクジェットヘッド24のノズル面をキャッピングするキャップは、メンテナンスのためにノズルから吐出されたインク滴を受けるためのインク受けが設けられている。

(記録媒体搬送路の説明)
図2は、インクジェット記録装置10における記録媒体搬送路を模式的に示す説明図である。同図に示すように、プラテン26は逆樋状に形成され、その上面が記録媒体12の支持面(媒体支持面)となる。プラテン26の近傍における記録媒体搬送方向(X方向)の上流側には、記録媒体12を間欠搬送するための記録媒体搬送手段である一対のニップローラ40が配設される。このニップローラ40は記録媒体12をプラテン26上で記録媒体搬送方向へ移動させる。

ロール・ツー・ロール方式の媒体搬送手段を構成する供給側のロール(送り出し供給ロール)42から送り出された記録媒体12は、印字部の入り口(プラテン26の記録媒体搬送方向の上流側)に設けられた一対のニップローラ40によって、記録媒体搬送方向に間欠搬送される。インクジェットヘッド24の直下の印字部に到達した記録媒体12は、インクジェットヘッド24により印字が実行され、印字後に巻き取りロール44に巻き取られる。印字部の記録媒体搬送方向の下流側には、記録媒体12のガイド46が設けられている。

印字部においてインクジェットヘッド24と対向する位置にあるプラテン26の裏面(記録媒体12を支持する面と反対側の面)には、印字中の記録媒体12の温度を調整するための温調部50が設けられている。印字時の記録媒体12が所定の温度となるように調整されると、記録媒体12に着弾したインク液滴の粘度や、表面張力等の物性値が所望の値になり、所望のドット径を得ることが可能となる。なお、必要に応じて、温調部50の上流側にプレ温調部52を設けてもよいし、温調部50の下流側にアフター温調部54を設けてもよい。

(印字部の構成)
図3は、印字部の構成を示す平面図であり、キャリッジ30上に配置されるインクジェットヘッド24の配置形態が図示されている。

インクジェットヘッド24には、黒(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色のインクごとに、それぞれ色のインクを吐出するためのインクジェットヘッド24K,24Y,24M,24Cが設けられている。なお、インク色の種類(色数)や色の組合せについては本実施形態に限定されない。

例えば、ライトシアン(LC)、ライトマゼンタ(LM)のインクジェットヘッドを備える態様や、使用頻度の高い色のインクジェットヘッドを複数備える形態などが可能である。また、色別のインクジェットヘッド24K,24Y,24M,24Cの配置順序も特に限定はない。

さらに、複数色のノズル(ノズル列)を備えたインクジェットヘッドを構成することも可能である。なお、以下の説明において、色ごとのインクジェットヘッドを区別する必要がない場合には、色を表すアルファベットを省略して、インクジェットヘッド24と記載することがある。

図4は、印字部の他の態様を示す平面図である。同図に示すインクジェットヘッド24K’,24Y’,24M’,24C’は、フルライン型ヘッドであり、記録媒体12の搬送方向と直交する方向(y方向)について、記録媒体12の全幅Lを超える長さLに渡って複数のノズルが並べられた構造を有している。

フルライン型のインクジェットヘッド24K’,24Y’,24M’,24C’と記録媒体12とを一回だけ相対移動させるシングルパス方式を適用することで、記録媒体12の全面に渡って画像を形成することができる。

フルライン型インクジェットヘッドのノズル配置は、主走査方向に沿う一列配置、二列の千鳥配置、主走査方向に沿う行方向及び副走査方向と交差する斜めの列方向に沿ってノズルが配置されるマトリクス配置などを適用することができる。

(インクジェットヘッドの構造)
図5(a)は、インクジェットヘッド24のノズル配置を示す平面透視図である。同図に示すノズル列61は、記録媒体搬送方向(副走査方向、図1に図示したX方向)に沿って一列にノズル70が配置されている。

各ノズル70は、インクが収容される圧力室(液室)72(破線により図示)と連通している。なお、図5(b)に示すように、ノズル70を二列の千鳥配置させる態様も可能である。

図5(a)に示すインクジェットヘッド24は、ノズルの配置ピッチ(ノズルピッチ)が254マイクロメートル(100ドット毎インチ)であり、一列のノズル列を構成するノズルの数は256ノズルであり、ノズル列の全長Lは約65ミリメートル(254マイクロメートル×255=64.8ミリメートル)である。

図6は、インクジェットヘッド24の立体構造を示す断面図であり、1ノズル分(1吐出素子分)の構造が図示されている。本例に適用されるインクジェットヘッド24のインク吐出方式としては、圧電素子(ピエゾアクチュエータ)の変形によってインク滴を飛ばす方式(ピエゾジェット方式)が採用されている。

図6に示すように、ノズル70はノズル流路71を介して圧力室72と連通している。
ノズル70は、ノズルプレート70Aのインク吐出面70D(液体吐出面)に形成される開口部70B、テーパ形状(略円すい形状)を有するテーパ部70Cを含んで構成される。

圧力室72は、ノズル流路71を介してノズル70と連通するとともに、供給口(供給絞り)74を介して共通流路76と連通される。共通流路76は、一色分のノズル列61(図5参照)を構成するノズル70のそれぞれに対応する圧力室72と連通して、各圧力室72に対してインクを供給している。

圧力室72の天井面を構成する振動板78は、圧力室72の外側面の圧力室72に対応する位置に圧電素子80(加圧手段)が設けられている。圧電素子80は、上部電極82と下部電極84との間に圧電体がはさまれた構造を有しており、上部電極82と下部電極84との間に駆動電圧が供給されるとひずみ変形が生じ、振動板78を変形させる。

すなわち、画像データに応じて圧電素子80へ駆動電圧を供給すると、振動板78が変形して圧力室72の体積を収縮させ、圧力室72の体積減少に対応する量のインクがノズル70から吐出される。圧電素子80への駆動電圧の供給を停止させると、圧電素子80のひずみ変形が復元されるとともに圧力室72が元の形状に復元され、供給口74を介して共通流路76から圧力室72へインクが充填される。

インクジェットヘッド24は、ノズルプレート70Aのインク吐出面70Dが親液性を有している。

ここで、「親液性を有するインク吐出面」は、ノズルからインクを吐出させる、させないに関わらず、常に、数マイクロメートル程度のインクの膜が存在している。ノズルからインクを吐出させない静定状態では、インク吐出面のインク膜はノズル内部のインク(インク吐出面よりも後退した位置に形成されるメニスカス)と分離されている。

一方、「撥液性を有するインク吐出面」は、ノズルからインクを吐出させる、させないに関わらず、常に、インクの膜が存在していない、乾燥したインク吐出面である。かかる撥液性を有するインク吐出面は、常にメニスカスがノズル内部のインク吐出面よりも後退した同じ位置に保たれるため、吐出曲がりが発生しにくく、吐出させたインクの直進性がよい。

例えば、親液性を有するインク吐出面70Dのインクに対する接触角は、40°以下であり、ノズル70の内部(例えば、テーパ部70C)のインクに対する接触角を超える値となっている。

インク吐出面70Dの親液処理の具体例として、インク吐出面70Dに酸化処理を施して酸化膜を形成することや、スパッタ法等により金属膜を形成することが挙げられる。

図6に示すように、インク吐出面70Dには、インクによる液層(インク層)88が形成され、インク吐出面70Dはインクにより覆われた状態で使用される。なお、ノズル70内のメニスカス(不図示)が安定している状態(静定状態)では、インク吐出面70Dを覆っているインクと、ノズル70内のインクは分離されている。

このような親液性を有するインク吐出面70Dを具備することで、以下の効果を得ることができる。まず、インク吐出面70Dが撥液性を有する場合は、インクミストが堆積し、不吐や曲がりを引き起こす。これに対して、インク吐出面70Dが親液性を有する場合が、インクミストがインク吐出面70Dのインク層に吸収されてしまうので、インクミストによる曲がりや不吐が発生しない。

また、インクミストが堆積しないために、経時による吐出特性の変化が小さくなっている。すなわち、撥液性を有するインク吐出面を有するインクジェットヘッドと比較して、吐出曲がりは大きいものの、経時による吐出特性の変化が小さくなっている。

さらに、ノズルプレートのメンテナンスが容易であること、すなわち、インク吐出面70Dのインク層によりウエットワイピングになるので、ワイピングに対する耐久性が強いといえる。

(制御系の構成)
図7は、インクジェット記録装置10の制御系の要部構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクジェット記録装置10は、制御手段としての制御装置102が設けられている。

制御装置102としては、例えば、中央演算処理装置(CPU)を備えたコンピュータ等を用いることができる。制御装置102は、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置10の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。

制御装置102には、記録媒体搬送制御部104、キャリッジ駆動制御部106、画像処理部110、吐出制御部112が含まれる。これらの各部は、ハードウエア回路又はソフトウエア、若しくはこれらの組合せによって実現される。

記録媒体搬送制御部104は、記録媒体12(図1参照)の搬送を行うための搬送駆動部114を制御する。搬送駆動部114は、図2に示すニップローラ40を駆動する駆動用モータ、及びその駆動回路が含まれる。プラテン26(図1参照)上に搬送された記録媒体12は、インクジェットヘッド24による主走査方向の往復走査(印刷パスの動き)に合わせて、副走査方向へ間欠送りされる。

図7に示すキャリッジ駆動制御部106は、キャリッジ30(図1参照)を主走査方向に移動させるための主走査駆動部116を制御する。主走査駆動部116は、キャリッジ30の移動機構に連結される駆動用モータ、及びその制御回路が含まれる。

制御装置102は、操作パネル等の入力装置120、表示装置122が接続されている。入力装置120は、手動による外部操作信号を制御装置102へ入力する手段であり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、操作ボタンなど各種形態を採用しうる。表示装置122には、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、CRTなど、各種形態を採用し得る。

オペレータは、入力装置120を操作することにより、作画モード(「作画フォーマット」と同義)の選択、印刷条件の入力や付属情報の入力・編集などを行うことができ、入力内容や検索結果等の各種情報は、表示装置122の表示を通じて確認することができる。

また、インクジェット記録装置10には、各種情報を格納しておく情報記憶部124と、印刷用の画像データを取り込むための画像入力インターフェース(I/F)126が設けられている。画像入力インターフェースには、シリアルインターフェースを適用してもよいし、パラレルインターフェースを適用してもよい。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(不図示)を搭載してもよい。

画像入力インターフェース126を介して入力された画像データは、画像処理部110にて印刷用のデータ(ドットデータ)に変換される。ドットデータは、一般に、多階調の画像データに対して色変換処理、ハーフトーン処理を行って生成される。色変換処理は、sRGBなどで表現された画像データ(例えば、RGB各色について8ビットの画像データ)をインクジェット記録装置10で使用するインク各色の色データに変換する処理である。

ハーフトーン処理は、色変換処理により生成された各色の色データに対して、誤差拡散法や閾値マトリクス等の処理で各色のドットデータに変換する処理である。ハーフトーン処理の手段としては、誤差拡散法、ディザ法、閾値マトリクス法、濃度パターン法など、各種公知の手段を適用できる。ハーフトーン処理は、一般にM値(M≧3)の階調画像データをN値(N<M)の階調画像データに変換する。最も簡単な例では、二値(ドットのオンオフ)のドット画像データに変換するが、ハーフトーン処理において、ドットサイズの種類(例えば、大ドット、中ドット、小ドットなどの3種類)に対応した多値の量子化を行うことも可能である。

こうして得られた二値又は多値の画像データ(ドットデータ)は、各ノズルの駆動(オン)/非駆動(オフ)、さらに、多値の場合には液滴量(ドットサイズ)を制御するインク吐出データ(打滴制御データ)として利用される。

吐出制御部112は、画像処理部110において生成されたドットデータに基づいて、ヘッド駆動回路128(駆動電圧供給手段)に対する吐出制御信号を生成する。また、吐出制御部112は、駆動波形生成部(不図示)を備えている。駆動波形生成部は、インクジェットヘッド24の各ノズルに対応した吐出エネルギー発生素子(本例では、ピエゾ素子)を駆動するための駆動電圧の電圧波形を生成する手段である。駆動波形データは、予め情報記憶部124に格納されており、必要に応じて使用される駆動波形データが出力される。駆動波形生成部から出力された駆動波形は、ヘッド駆動回路128に供給される。なお、駆動波形生成部から出力される信号はデジタル波形データであってもよいし、アナログ電圧信号であってもよい。

ヘッド駆動回路128を介してインクジェットヘッド24の各吐出エネルギー発生素子に対して、共通の駆動電圧が印加され、各ノズルの吐出タイミングに応じて各エネルギー発生素子の個別電極に接続されたスイッチ素子(不図示)のオンオフを切り換えることで、対応するノズルからインクが吐出される。

本例に示すインクジェット記録装置10は、吐出周波数は15キロヘルツであり、駆動波形の変更によって10ピコリットル、20ピコリットル、30ピコリットルの3種類の吐出液滴量を打ち分けることができる。

情報記憶部124は、制御装置102のCPUが実行するプログラム、及び制御に必要な各種データなどが格納されている。情報記憶部124は、作画モードに応じた解像度の設定情報、パス数(スキャンの繰り返し数)、副走査送り量の制御に必要な送り量情報などが格納されている。

エンコーダ130は、主走査駆動部116の駆動用モータ、及び搬送駆動部114の駆動用モータに取り付けられており、該駆動モータの回転量及び回転速度に応じたパルス信号を出力し、該パルス信号は制御装置102に送られる。エンコーダ130から出力されたパルス信号に基づいて、キャリッジ30の位置、及び記録媒体12(図1参照)の位置が把握される。

センサ132は、キャリッジ30に取り付けられており、センサ132から得られたセンサ信号に基づいて記録媒体12の幅が把握される。なお、図7に図示した構成は、適宜変更、追加、削除が可能である。

(作画モードについて)
本例に示すインクジェット記録装置10は、マルチパス方式の描画制御が適用され、印字パス数の変更によって印字解像度(記録解像度)を変更することが可能である。例えば、高生産モード、標準モード、高画質モードの3種類の作画モードが用意され、各モードでそれぞれ印字解像度が異なる。印刷目的や用途に応じて作画モードを選択することができる。

高生産モードでは、600ドット毎インチ(主走査方向)×400ドット毎インチ(副走査方向)の解像度で印字が実行される。高生産モードの場合、主走査方向は2パス(2回の走査)によって600ドット毎インチの解像度が実現される。1回目の走査(キャリッジ30の往路)では300ドット毎インチの解像度でドットが形成される。

2回目の走査(復路)では1回目の走査(往路)で形成されたドットの中間を300ドット毎インチで補間するようにドットが形成され、主走査方向について600ドット毎インチの解像度が得られる。

一方、副走査方向については、ノズルピッチが100ドット毎インチであり、一回の主走査(1パス)により副走査方向に100ドット毎インチの解像度でドットが形成される。したがって、4パス印字(4回の走査)により、ノズルピッチ間の間を埋める補間印字を行うことで400ドット毎インチの解像度が実現される。

なお、高生産モードのキャリッジ30の主走査速度は、1270ミリメートル毎秒である。

標準モードでは、600ドット毎インチ×800ドット毎インチの解像度で印字が実行され、主走査方向は2パス印字、副走査は8パス印字により600ドット毎インチ×800ドット毎インチの解像度を得ている。

高画質モードでは、1200ドット毎インチ×1200ドット毎インチの解像度で印字が実行され、主走査方向は4パス、副走査方向が12パスにより1200ドット毎インチ×1200ドット毎インチの解像度を得ている。

(シングリング走査によるスワス幅について)
ワイドフォーマット機の作画モードでは、解像度設定ごとに、それぞれシングリング(インターレス)する作画条件が決定されている。具体的には、インクジェットヘッドの吐出ノズル列の幅(ノズル列の長さL)をパス数(スキャン繰り返し回数)だけ分割してシングリング作画するので、インクジェットヘッドのノズル列幅L、並びに、主走査方向及び副走査方向のパス数(インターレースする分割数)によってスワス幅が異なる。

なお、マルチパス方式によるシングリング作画の詳細については、例えば、特開2004−306617号公報に説明されている。

一例として、FUJIFILM Dimatix社製のQS-10ヘッド(100ドット毎インチ,256ノズル)を用いた場合のシングリング作画によるパス数とスワス幅の関係は下表〔表1〕のようになる。作画によって想定されるスワス幅は使用するノズル列L幅を主走査方向パス数と副走査方向パス数の積で分割した値となる。

(インクジェットヘッドの駆動制御の詳細な説明)
次に、インクジェットヘッドの駆動制御について詳述する。図8は、図7に図示した制御系のさらに詳細な構成を示すブロック図であり、各ノズル70に対して、吐出波形又は非吐出波形のいずれかを設定する構成が図示されている。

図8に示すように、情報記憶部124は、吐出波形が記憶される吐出波形記憶部125Aと、非吐出波形が記憶される非吐出波形記憶部125Bと、を備えている。吐出波形及び非吐出波形は、予め駆動波形生成部(不図示)により生成されている。

図8に示す波形設定部140は、各ノズル70に対して吐出タイミングごとに、画像データに基づいてインクを吐出させる吐出ノズルであるか、インクを吐出させない非吐出ノズルであるかを設定する波形設定信号を生成する。波形設定信号はヘッド駆動回路128へ送られる。

本例に示すインクジェット記録装置10では、非吐出ノズルに対して非吐出波形に基づいて生成された非吐出駆動電圧が適用され、吐出ノズルに対して吐出波形に基づいて生成された吐出駆動電圧が適用される。

図9は、非吐出駆動電圧(図12に符号200,210を付して図示)の供給中のインクの挙動を模式的に図示した説明図である。図9(a)は、インク吐出面70Dのインクの流れが図示されており、図9(b)は、ノズル70の内部からインク吐出面70Dへのインクの流れが図示されている。

図9(a)に示すように、一列に並べられた複数のノズル70に対応する圧電素子80(図6参照)に同一の電圧及び同一の周波数を有する非吐出駆動電圧が供給されると、該圧電素子80に対応するノズル70のメニスカスが揺らされ、さらに、当該ノズル70からインク吐出面70Dへインクがあふれ出す。

非吐出駆動電圧が供給された直後は、インク吐出面70Dのインクはノズル70からインク吐出面のエッジ方向へ向かって移動する。図9(a),(b)では、ノズル70からインク吐出面70Dのエッジへ向かうインクの流れが、符号88Aを付した矢印線によって図示されている。

なお、1つのノズル70に着目するとインクは当該ノズル70から放射状にあふれ出すものの、各ノズル70からあふれ出したインクは隣接するノズル70からあふれ出したインクと衝突し、結果としてインクの流れは、ノズル70からノズル70の配置方向と直交する方向のインク吐出面70Dのエッジに向かって生じることになる。

図10は、非吐出駆動電圧の供給停止後のインクの挙動を模式的に図示した説明図である。図10(a)は、インク吐出面70Dのインクの流れが図示されており、図10(b)は、ノズル70の内部からインク吐出面70Dへのインクの流れが図示されている。

非吐出駆動電圧の供給が停止されてから所定時間(数マイクロ秒程度)が経過すると、インク吐出面70Dのインクはインク吐出面70Dのエッジからノズル70の中心の方向へ向かって移動する。図10(a),(b)では、インク吐出面70Dのエッジからノズル70へ向かうインクの流れが、符号88Bを付した矢印線によって図示されている。

すなわち、非吐出駆動電圧が供給された圧電素子80は、対応するノズル70からインクを吐出させずに、該ノズル70からインク吐出面70Dへインクをしみ出させるように、対応する圧力室72を加圧する。非吐出駆動電圧の供給が停止されると、該圧電素子80の変形が復元され、インク吐出面70Dへしみ出させたインクはノズル70の内部に回収される。

このようにして、ノズル70からインク吐出面70Dへインクをしみ出させるとともに、インク吐出面70Dにしみ出させたインクをノズル70の内部へ回収させることで、インク吐出面70Dに形成されているインク層88が流動して、大量のインクがインク吐出面70D及びノズル70の内部で循環するので、その結果、乾燥によるインクの増粘によってノズル70(ノズル開口)近傍でインクが固まってしまい、そのノズルが使用できない状況にならず、吐出異常が防止される。

なお、インク吐出面70Dが使用されるインクに対する所定の親液性を有していない場合には、非吐出ノズルに対して非吐出駆動電圧を適用したとしても、該非吐出ノズルからインクがあふれ出すことがなく、インク吐出面70Dにインクの流れを形成することはできない。

図11は、本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録装置(インクジェットヘッドの駆動方法)の効果の説明図であり、最後の吐出タイミングからの経過時間(分)に対する不吐出ノズルの発生比率を示している。

図11の符号90を付した実線は、非吐出ノズルに対して非吐出駆動電圧を作用させて、インク吐出面70Dにインクの流動を発生させた場合の評価結果であり、図11の符号92を付した破線は、非吐出ノズルに対して非吐出駆動電圧を作用させなかった場合の評価結果である。

図11に示すように、非吐出駆動電圧を作用させた場合には、最後の吐出タイミングから5分経過しても、不吐出ノズルの発生比率は数パーセント以下である。一方、非吐出駆動電圧を作用させない場合は、最後の吐出タイミングから4分経過したタイミングで、すべてのノズルが不吐出になっている。

なお、図11に示す結果を得た評価実験の条件は以下のとおりである。インクジェットヘッドの総ノズル数は256ノズルであり、すべてのノズルに対して非吐出駆動電圧を適用している。

また、非吐出駆動電圧として、図12(a)に図示した非吐出駆動電圧200、図12(b)に図示した非吐出駆動電圧210が用いられる。

図12(a)に示す非吐出駆動電圧200は、基準電位(ゼロボルト)から最大電圧へ立ち上がる立ち上がり部202と、最大電圧部(定電圧部)204と、最大電圧から基準電圧へ立ち下がる立ち下がり部206と、を含む台形形状を有している。

また、非吐出駆動電圧200の最大振幅(電位差)は25ボルト(吐出区駆動電圧(70ボルト)の約36%)であり、立ち上がり部202の開始タイミングから立ち下がり部206の開始タイミングまでの時間は5マイクロ秒である。

図12(b)に示す非吐出駆動電圧(群)210は、図12(a)に図示された非吐出駆動電圧200が所定の周期で連続しており、その周期は約66.7マイクロ秒である。この周期を周波数に換算すると15キロヘルツとなり、吐出周波数(吐出駆動電圧の周波数)と一致している。

図12(b)に示す非吐出駆動電圧210は、一吐出周期内に非吐出駆動電圧200が1つだけ含まれ態様である。すなわち、一吐出周期内に非吐出駆動電圧200が少なくとも1つ供給されれば、不吐出ノズルの発生を回避することができる。

なお、図12(a)に図示した非吐出駆動電圧200、及び図12(b)に図示した非吐出駆動電圧210はあくまでも一例であり、ノズル70からインクを吐出させずに(ノズル70内のインクから分離されずに)、ノズル70からインク吐出面70Dへインクをしみ出させることができればよい。

例えば、非吐出駆動電圧200に矩形波や三角波を適用してもよいし、一吐出周期内に複数の非吐出駆動電圧200が含まれる態様も可能である。すなわち、「非吐出駆動電圧」とは、ノズル70からインクを吐出させずに、ノズル70内部のインクをインク吐出面70Dへしみ出させる際に該ノズルに対応する圧電素子80に印加される駆動電圧であり、例えば、吐出駆動電圧の振幅に対して10パーセント以上50パーセント以下の振幅を有する態様がある。

すなわち、非吐出駆動電圧の振幅を吐出駆動電圧の振幅の10パーセント以上とすることで、ノズル70内部のインクを振動させるとともに、インク吐出面70Dへあふれ出させることができる。

また、非吐出駆動電圧の振幅を吐出駆動電圧の振幅の50パーセント以下とすることで、誤ってノズル70からインクが吐出されることが防止される。

また、非吐出駆動電圧210の周波数は、非吐出ノズルからあふれ出させたインクの体積と、非吐出駆動電圧200の休止(供給終了)によってノズル70へ吸い込まれる(回収される)インクの体積が均一になるように決められる。

(制御フロー)
図13は、本発明の第1実施形態に係るインクジェットヘッドの駆動方法の制御の流れを示すフローチャートである。

インクジェットヘッド24の駆動が開始されると(ステップS10)、画像データに基づいてすべてのノズルについて、吐出ノズルであるか非吐出ノズルであるかが設定される(ステップS12)。

ステップS12において非吐出ノズルに設定されたノズルは(Yes判定)、非吐出波形が設定されるとともに(ステップS14)、非吐出波形(非吐出駆動電圧)の周波数が設定される(ステップS16)。なお、非吐出駆動電圧の周波数設定を省略して、非吐出駆動電圧の周波数を所定値とする態様も可能である。

そして、非吐出ノズルに対応する圧電素子80に非吐出駆動電圧の供給が開始され(ステップS18)、その後、非吐出駆動電圧の供給が停止される(ステップS20)。

次に、非吐出駆動電圧の供給の停止からの所定時間(インク吐出面70Dにしみ出させたインクがノズル70内に回収されるまでの時間)が経過したか否かが監視される(ステップS22)。

ステップS22において、所定時間が経過していないと判断されると(No判定)、非吐出駆動電圧の供給停止からの経過時間の監視が継続され、所定時間が経過したと判断されると(Yes判定)、ステップS24へ進む。

ステップS24では、次の吐出タイミングのデータが存在するか否かが判断され、次の吐出タイミングのデータが存在する場合は(No判定)、ステップS12に進み、ステップS12からの工程が繰り返し実行される。一方、次の吐出タイミングのデータが存在しない場合は(ステップS24のYes判定)、インクジェットヘッドの駆動が終了される(ステップS32)。

ステップS12において、吐出ノズルとして設定されたノズルは(No判定)、吐出波形が設定されるとともに(ステップS26)、当該ノズルに対応する圧電素子80に対して吐出駆動電圧が供給され(ステップS28)、吐出駆動電圧の供給が終了すると(ステップS30)、ステップS24へ進む。

本例に示すインクジェットヘッド駆動方法では、印刷中(画像データに基づく画像形成中)は、常時非吐出ノズルの少なくとも一部に対して非吐出駆動電圧が適用されるので、印刷中における不吐出ノズルの発生が確実に防止される。

(効果)
上記の如く構成されたインクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの駆動方法によれば、乾燥性インクに対する親液性を有するインク吐出面を具備するインクジェットヘッドにおいて、非吐出ノズルに対応する圧電素子80に非吐出駆動電圧を供給し、非吐出ノズルからインク吐出面70Dへインクをしみ出させて、インク吐出面70D内でインクを移動させることで、ノズル70の内部とインク吐出面70Dとの間で大量のインクを移動させることでき、ノズル70の内部のインク増粘による吐出異常ノズルの発生を防止しうる。

また、ノズル70からインク吐出面70Dのエッジへ向かう方向、及びインク吐出面70Dからノズル70へ向かう方向についてインクを移動させることで、ノズル70の内部にもインクの流れが発生するので、ノズル70の内部のインクの増粘が効果的に防止されうる。

本例では、非吐出ノズルに対応する圧電素子80のすべてに非吐出駆動電圧が供給される態様を例示したが、インク吐出面70Dのインクが硬化しない程度にインクが流動すればよく、非吐出ノズルの一部に対応する圧電素子80に対して選択的に非吐出駆動電圧が供給される態様も可能である。

〔第2実施形態〕
(概要)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。以下の説明において、先に説明した第1実施形態と同一又は類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。図14は、本発明の第2実施形態に係るインクジェット記録装置に適用されるインクジェットヘッド駆動方法の説明図である。

本例に示すインクジェットヘッド駆動方法は、非吐出ノズルの一部について非吐出駆動電圧(群)の周波数を変えており、すべての非吐出ノズルに同一の周波数を有する非吐出駆動電圧群を適用する場合よりも、インク吐出面70Dにおけるインクの流れが速くなり、特に、ノズル70の近傍でのインクの硬化が防止される。

図14に示す上半分のノズル群73Aに対して高周波の非吐出駆動電圧が適用され、下半分のノズル群73Bに対して低周波の非吐出駆動電圧が適用されると、符号Fを付して図示した矢印線のように、ノズル70の配置方向に沿うインクの流れ(高周波の非吐出駆動電圧が適用されるノズル群73A側から、低周波の非吐出駆動電圧が適用されるノズル群73B側へ向かう流れ)が発生する。

一方、図14に示す上半分のノズル群73Aに対して低周波の非吐出駆動電圧が適用され、下半分のノズル群73Bに対して高周波の非吐出駆動電圧が適用されると、符号Rを付して図示した矢印線のように、ノズル70の配置方向に沿うインクの流れ(高周波の非吐出駆動電圧が適用されるノズル群73B側から、低周波の非吐出駆動電圧が適用されるノズル群73A側へ向かう流れ)が発生する。

図14に示す上半分のノズル群73Aには、吐出ノズルが含まれていてもよいし、図14に示す下半分のノズル群73Bにも、吐出ノズルが含まれていてもよい。つまり、ノズル群73A及びノズル群73Bのうち、吐出ノズルを除く非吐出ノズルの一部又は全部の中から、非吐出駆動電圧が適用されるノズルが選択され、ノズル群73A及びノズル群73Bのうち、一方に高周波(例えば、30キロヘルツ、吐出周波数の2倍)の非吐出駆動電圧が適用され、他方に低周波の非吐出駆動電圧(例えば、3キロヘルツ、吐出周波数の5分の1)が適用される。

図15は、第2実施形態に係るインクジェットヘッド駆動方法の効果の説明図であり、最後の吐出タイミングからの経過時間(分)に対する不吐出ノズルの発生比率を示している。

図15の符号94を付した実線は、本例に示す駆動方法が適用された場合の評価結果であり、図15の符号92を付した破線は、非吐出ノズルに対して非吐出駆動電圧を作用させなかった場合の評価結果である。同図に示すように、本例に示す駆動方法によれば、少なくとも、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。

(非吐出駆動電圧)
図16は、高周波の非吐出駆動電圧210A及び低周波の非吐出駆動電圧210Bの一例を示す波形図であり、図16(a)は高周波の非吐出駆動電圧210Aが図示され、図16(b)は低周波の非吐出駆動電圧210Bが図示されている。

図16(a)に示す高周波の非吐出駆動電圧210Aは、30キロヘルツの周波数(出駆動電圧の2倍の周波数)を有し、図16(b)に示す低周波の非吐出駆動電圧210Bは、15キロヘルツの周波数(吐出駆動電圧と同一の周波数)を有している。また、高周波の非吐出駆動電圧210Aは低周波の非吐出駆動電圧210Bの二倍の周波数を有している。

高周波の非吐出駆動電圧は、最高吐出周波数の2分の1以上の周波数を有していればよい。また、低周波の非吐出駆動電圧は、最高吐出周波数の2分の1以下であり、高周波非吐出波形の周波数未満の周波数を有していればよい。

(制御系の構成)
図17は、第2実施形態に係るインクジェット記録装置における制御系の構成を示すブロック図である。なお、図17中、図8と同一又は類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図17に示す吐出制御部112は、図8に図示した波形設定部140に加えて、周波数設定部142と、切換周期設定部144が含まれる。周波数設定部142は、非吐出駆動電圧の周波数を設定するための周波数情報を表す周波数設定信号を生成し、周波数設定信号をヘッド駆動回路128へ送出する。

切換周期設定部144は、高周波の非吐出駆動電圧210Aと低周波の非吐出駆動電圧210Bとの切換周期情報を表す切換周期信号を生成し、切換周期信号をヘッド駆動回路128へ送出する。ヘッド駆動回路128は、周波数設定信号に基づいて、吐出タイミングごと、かつ、ノズルごとに非吐出駆動電圧の周波数を設定するとともに、切換周期設定信号に基づいて、吐出タイミングごと、かつ、ノズルごとに高周波の非吐出駆動電圧と低周波の非吐出駆動電圧との切換周期を設定する。

(制御フロー)
図18は、第2実施形態に係るインクジェットヘッド駆動方法の制御の流れを示すフローチャートである。なお、図18中、図13と同一又は類似する部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。

図18に示すフローチャートでは、図13のステップS16(周波数設定工程)が変更され、ステップS17(切換周期設定工程)が追加されている。図18に示す周波数設定工程(ステップS16’)は、非吐出駆動電圧が適用されるノズルに対して、高周波の周波数又は低周波の周波数が設定される。切換周期工程(ステップS17)は、低周波と高周波とを切り換える周期が設定される。

切換周期は、1秒から10秒程度(例えば、3秒)とすることができ、インクジェットヘッド24の駆動条件や環境条件等により適宜決められる。

(効果)
以上説明した、第2実施形態に係るインクジェット記録装置(インクジェットヘッドの駆動方法)によれば、非吐出駆動電圧が適用されるノズルのうち、一部のノズルに対して低周波の非吐出駆動電圧210Bが適用され、他の一部のノズルに対して高周波の非吐出駆動電圧210Aが適用されるので、インク吐出面70Dにおいて、高周波の非吐出駆動電圧210Aが適用されるノズル側から低周波の非吐出駆動電圧210Bが適用されるノズル側へ、より速いインクの流れが発生し、ノズル70の開口部70B近傍でのインクの硬化が防止される。

本例では、すべてのノズル70を2つの領域(ノズル群73A,73B)に区画して、それぞれについて異なる周波数を有する非吐出駆動電圧を適用する態様を例示したが、すべてのノズル70を3つ以上の領域に分割してもよいし、3つ以上の領域に対して3種類以上の周波数を有する非吐出駆動電圧を適用してもよい。

〔第3実施形態〕
(概要)
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図19は、第3実施形態に係るインクジェットヘッドの駆動方法の説明図である。なお、図19中、図14と同一又は類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図19に示すインクジェットヘッド駆動方法では、非吐出ノズルの中から選択的に非吐出駆動電圧を適用するノズルを設定して、インク吐出面70Dの中でインクの乾燥が発生しやすい位置に合わせてインク流れを発生させている。

例えば、インク吐出面70Dの中でインクの乾燥が発生しやすいノズルの中央部、及びその近傍のインクの流れを速くすることで、インク吐出面70Dにおけるインクの硬化を防止する効果を高めている。

図19に示すインクジェットヘッドの駆動方法では、インク吐出面70Dの中央部を含む領域のノズル群73Cに非吐出駆動電圧を適用し、インク吐出面70Dの中央部を含まない領域のノズル群73Dには、非吐出駆動電圧が適用されない。

そうすると、ノズル群73C側からノズル群73D側へ向かうインクの流れ、すなわち、符号R1,R2,F1,F2を付して図示するインク吐出面70Dの略中央からインクジェットヘッド24の長手方向の両端へ向かう流れが発生する。

図19に示すインクジェットヘッド駆動方法によれば、インク吐出面70Dの中央部を含む中央部近傍といった、インクの乾燥が発生しやすい位置におけるインクの硬化を効率よく防止することができる。

なお、第3実施形態に係るインクジェットヘッド駆動方法に対して、先に説明した第2実施形態に係るインクジェットヘッド駆動方法を組み合わせることも可能である。例えば、図19における中央部のノズル群73Cに高周波の非吐出駆動電圧を適用し、両端部のノズル群73Dに低周波の非吐出駆動電圧を適用して、インク吐出面70Dの中央部から両端部へのより速いインクの流れを生成してもよいし、高周波の非吐出駆動電圧と低周波の非吐出駆動電圧とを所定の切換タイミングで切り換えるように構成してもよい。

(効果)
図20は、第3実施形態に係るインクジェットヘッド駆動方法の効果の説明図である。同図に符号96を付した実線が示すように、第3実施形態に係るインクジェットヘッド駆動方法によれば、不吐出ノズルの発生が効果的に防止されている。

一方、図20に符号92を付した曲線は、非吐出ノズルに対して非吐出駆動電圧を作用させなかった場合であり、最後の吐出タイミングから4分経過したタイミングで、すべてのノズルが不吐出になっている。

上記第1実施形態から第3実施形態では、カラーインクを用いて記録媒体上にカラー画像を形成するインクジェット記録装置を例示したが、本発明の適用範囲はインクジェット方式により媒体上へ液体を吐出させる液体吐出装置に適用することができる。

以上、本発明に適用されるインクジェット記録装置及びインクジェットヘッド駆動方法について詳細に説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更が可能である。

〔本明細書が開示する発明〕
上記に詳述した実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。

(第1態様):大気中で揮発する成分を有乾燥性を有する液体を媒体へ吐出させるノズルの開口が形成され、液体に対する親液性を示す液体吐出面を有するノズルプレートを具備し、ノズルと連通する液室内の液体を加圧する加圧手段を具備し、液体吐出面が液体により覆われた状態で使用されるインクジェットヘッドと、液体を吐出させない非吐出ノズルに対応する加圧手段に対して液体を吐出させない非吐出駆動電圧を供給する駆動電圧供給手段と、を備え、駆動電圧供給手段により非吐出ノズルに対応する加圧手段に対して非吐出駆動電圧を供給し、非吐出ノズル内の液体を振動させるとともに液体吐出面へあふれ出させて、液体吐出面を覆っている液体を流動させる液体吐出装置。

かかる態様によれば、大気中で揮発する成分を有乾燥性を有する液体に対して親液性を有する液体吐出面を具備し、液体吐出面が液体で覆われた状態で使用されるインクジェットヘッドを備えた液体吐出記録装置において、ノズルから液体を吐出させない非吐出駆動電圧を加圧手段へ供給し、ノズル内の液体を振動させるとともに液体吐出面へあふれ出させて、液体吐出面を覆う液体を流動させることにより、液体の乾燥による増粘が抑制される。

(第2態様):インクジェットヘッドは、複数のノズルを具備し、駆動電圧供給手段は、非吐出ノズルの一部に対応する加圧手段に対して、他の非吐出ノズルに対応する加圧手段に供給される非吐出駆動電圧の周波数よりも相対的に高い周波数を有する非吐出駆動電圧を供給する液体吐出装置。

かかる態様によれば、すべての非吐出ノズルに対して同一の周波数を有する非吐出駆動電圧が適用される場合と比較して、液体吐出面における液体の流動が速くなり、ノズル近傍における液体の硬化が防止される。

また、相対的に高い周波数を有する非吐出駆動電圧が適用されるノズルから、相対的に低い周波数を有する非吐出駆動電圧が適用されるノズルに向かう方向へ、液体吐出面に付着している液体を流動させることができる。

(第3態様):駆動電圧供給手段により相対的に高い周波数を有する非吐出駆動電圧が供給される加圧手段と、相対的に低い周波数を有する非吐出駆動電圧が供給される加圧手段と、を切り換える周波数切換手段を備えた液体吐出装置。

かかる態様によれば、液体吐出面に付着している液体の流動方向を切り換えることができ、より効果的に液体の硬化が防止される。

(第4態様):周波数切換手段による非吐出駆動電圧の切換周期を設定する切換周期設定手段を備えた液体吐出装置。

かかる態様によれば、液体吐出面に付着している液体の流動方向を一定の周期で切り換えることができ、より効果的に液体の硬化が防止される。

(第5態様):インクジェットヘッドは、複数のノズルを具備し、駆動電圧供給手段は、複数の非吐出ノズルの一部に対応する加圧手段に対してのみ非吐出駆動電圧を供給する液体吐出装置。

かかる態様によれば、非吐出駆動電圧が適用される非吐出ノズルの位置における液体の流動がより速くなり、当該非吐出ノズル位置及びその近傍における液体の硬化が防止される。

(第6態様):駆動電圧供給手段は、非吐出駆動電圧を供給する加圧手段と非吐出駆動電圧を供給しない加圧手段とを選択的に切り換える供給切換手段を備えた液体吐出装置。

かかる態様によれば、活性光線があたりやすい位置の非吐出ノズルに対して非吐出駆動電圧を適用することができる。

(第7態様):供給切換手段は、液体吐出面の中央部及び中央部近傍の非吐出ノズルに対応する前記加圧手段に対してのみ、非吐出駆動電圧を供給する液体吐出装置。

かかる態様によれば、活性光線が比較的あたりやすいインク吐出面の中央部及び中央部の近傍における液体の硬化をより効果的に防止しうる。

(第8態様):駆動電圧供給手段は、吐出データに基づく液体吐出中は、非吐出ノズルに対応する加圧手段に対して非吐出駆動電圧を供給する液体吐出装置。

かかる態様によれば、吐出データに基づく液体吐出中において、液体吐出面における液体の硬化を防止しうる。

(第9態様):駆動電圧供給手段は、非吐出駆動電圧の供給を停止してから所定の時間が経過した後に次の非吐出駆動電圧を供給する液体吐出装置。

かかる態様によれば、ノズルからしみ出させた液体がノズルへ回収されるので、ノズルへ向かう液体の流れを発生させることができる。

(第10態様):大気中で揮発する成分を有乾燥性を有する液体を媒体へ吐出させるノズルの開口が形成され、前記液体に対する親液性を示す液体吐出面を有するノズルプレートを具備し、前記ノズルと連通する液室内の液体を加圧する加圧手段を具備し、前記液体吐出面が前記液体により覆われた状態で使用されるインクジェットヘッドの駆動方法であって、液体を吐出させない非吐出ノズルに対応する加圧手段に対して液体を吐出させない非吐出駆動電圧を供給し、前記非吐出ノズル内の液体を振動させるとともに前記液体吐出面へあふれ出させて、前記液体吐出面を覆っている前記液体を流動させるインクジェットヘッド駆動方法。

10…インクジェット記録装置、12…記録媒体、24,24Y,24M,24C,24K,…インクジェットヘッド、70…ノズル、70A…ノズルプレート、70B…開口部、70D…インク吐出面、72…圧力室、73A,73B,73C,D…ノズル群、80…圧電素子、102…制御装置、112…吐出制御部、128…ヘッド駆動回路、140…波形設定部、142…周波数設定部、144…切換周期設定部、200,210…非吐出駆動電圧

Claims (5)

  1. 大気中で揮発する成分を有し乾燥性を有する液体を媒体へ吐出させる複数のノズルを具備し、前記複数のノズルの開口が形成されるノズルプレートであり、前記液体に対する親液性を示す液体吐出面を有するノズルプレートを具備し、前記ノズルと連通する液室内の液体を加圧する加圧手段を具備し、前記液体吐出面が前記液体により覆われた状態で使用されるインクジェットヘッドと、
    液体を吐出させない非吐出ノズルに対応する加圧手段に対して液体を吐出させない非吐出駆動電圧を供給する駆動電圧供給手段であり、前記非吐出ノズルの一部に対応する加圧手段に対して、他の非吐出ノズルに対応する加圧手段に供給される非吐出駆動電圧の周波数よりも相対的に高い周波数を有する非吐出駆動電圧を供給すると、
    を備え、
    前記駆動電圧供給手段により前記非吐出ノズルに対応する加圧手段に対して非吐出駆動電圧を供給し、前記非吐出ノズル内の液体を振動させるとともに前記液体吐出面へあふれ出させて、前記液体吐出面を覆っている前記液体を流動させる液体吐出装置。
  2. 前記駆動電圧供給手段により相対的に高い周波数を有する前記非吐出駆動電圧が供給される加圧手段と、相対的に低い周波数を有する前記非吐出駆動電圧が供給される加圧手段と、を切り換える周波数切換手段を備えた請求項に記載の液体吐出装置。
  3. 前記周波数切換手段による前記非吐出駆動電圧の切換周期を設定する切換周期設定手段を備えた請求項に記載の液体吐出装置。
  4. 前記駆動電圧供給手段は、吐出データに基づく液体吐出中は、前記非吐出ノズルに対応する加圧手段に対して非吐出駆動電圧を供給する請求項1からのいずれか1項に記載の液体吐出装置。
  5. 前記駆動電圧供給手段は、非吐出駆動電圧の供給を停止してから所定の時間が経過した後に次の非吐出駆動電圧を供給する請求項1からのいずれか1項に記載の液体吐出装置。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6562679B2 (ja) * 2015-03-31 2019-08-21 理想科学工業株式会社 インクジェット印刷装置
CN109774309A (zh) * 2017-11-15 2019-05-21 大连理工大学 液体喷射方法、液体喷射装置及喷墨设备
WO2019207955A1 (ja) * 2018-04-26 2019-10-31 富士フイルム株式会社 吐出ヘッド駆動装置、吐出ヘッドユニット、液体吐出装置、吐出ヘッド駆動方法、及びプログラム

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3374862B2 (ja) 1992-06-12 2003-02-10 セイコーエプソン株式会社 インクジェット式記録装置
JP2004306617A (ja) 1995-04-27 2004-11-04 Seiko Epson Corp 印刷装置および印刷方法
JP2000168103A (ja) * 1998-12-10 2000-06-20 Toshiba Tec Corp インクジェットヘッドの駆動方法及び駆動装置
US6353475B1 (en) * 1999-07-12 2002-03-05 Caliper Technologies Corp. Light source power modulation for use with chemical and biochemical analysis
JP4433774B2 (ja) * 2003-11-26 2010-03-17 ソニー株式会社 液体吐出性能維持方法及び液体吐出装置
US7401885B2 (en) * 2004-08-23 2008-07-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Droplet discharge apparatus
JP4671983B2 (ja) * 2007-03-28 2011-04-20 京セラミタ株式会社 画像形成装置、画像形成システム
JP5151473B2 (ja) * 2007-12-28 2013-02-27 ブラザー工業株式会社 インクジェット記録装置
JP2010069635A (ja) * 2008-09-16 2010-04-02 Fujifilm Corp 液体吐出ヘッド及び画像形成装置

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