JP6094263B2

JP6094263B2 - 液体噴射装置

Info

Publication number: JP6094263B2
Application number: JP2013038454A
Authority: JP
Inventors: 寛之萩原; 晴久植澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2033-02-28
Also published as: US9174437B2; US20140240386A1; JP2014162224A

Description

本発明は液体噴射装置に関し、特にインク滴を吐出させるための吐出用の吐出電圧の他に、インク滴を吐出ることなく微振動を発生させる微振動電圧を利用して非吐出ノズルに対応する圧力発生室の液体を加温する場合に適用して有用なものである。

液体噴射ヘッドの代表例としては、例えば圧電素子の変位による圧力を利用して複数のノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドともいう）が知られており、このインクジェット式記録ヘッドを搭載したインクジェット式記録装置も液体噴射装置の一つとして知られている。

この種のインクジェット式記録装置に用いる記録ヘッドにおいては、ノズル列を形成する多数のノズル開口のうち、インク滴を吐出する吐出ノズルに対応する圧力発生室内のインクの温度に対し、インク滴を吐出しない非吐出ノズルに対応する圧力発生室内のインクの温度はより低温になる傾向がある。これは、吐出ノズルに対応する圧力発生室では、圧力発生室内のインクが入れ替わるとともに、圧力発生手段が駆動されることにより発生する振動エネルギーの一部が熱エネルギーに変換されてインクと熱交換されるからである。

このように、インク温度にばらつきが生起された場合、インク粘度のばらつき等に起因して各ノズル開口を介しての吐出特性、特に吐出インクの重量のばらつきの原因となる。

一方、近年記録物のより一層の高品位・高精細化が求められている。かかる高品位・高精細化の流れのなかで、インク滴を吐出させるための吐出用の駆動信号の他に、非吐出ノズルに対応する圧力発生手段に、インクを吐出させることなくメニスカスを微振動させるための微振動信号を印加して熱を発生させる方式が提案されている。

ところが、従来技術における微振動信号の供給方式では、多くの場合、吐出用駆動信号に合わせてその何割かのエネルギーが付与されるように微振動信号の波形等を決定している。このため、必ずしも適切な微振動信号が生成されておらず、当該記録ヘッドの使用条件のすべての範囲で適切であるような微振動駆動信号とはなっていなかった。

一方、微振動を用いて非吐出ノズルと、吐出ノズルとのインク温度の差を軽減する公知文献として特許文献１や特許文献２が存在する。

特許第３４１８１８５号公報特許第３６７４２４８号公報

ところが、特許文献１，２に開示する技術は、インク温度が、周囲温度の影響を大きく受け、特に非吐出ノズルの場合のこれが顕著である点を十分考慮した提案とはなっていない。すなわち、特許文献１，２の技術は、吐出駆動信号との関係で、周囲温度、インク温度を十分考慮し、常に非吐出ノズルにおけるインク温度と吐出ノズルのインク温度とを可及的に一致させることができる微振動信号の最適化を図り得るものとはなっていない。

なお、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけではなく、他の液体を吐出する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。

本発明は、上記従来技術に鑑み、周囲温度および液体温度をパラメーターとして微振動エネルギーの最適化を実現し、吐出ノズルと非吐出ノズル間における液体温度を可及的に一致させることができるばかりでなく、誤吐出を回避しながら速度を低下させることなく印刷等の所定の作業を行い得る液体噴射装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の態様は、複数の圧力発生手段により各圧力発生室内の圧力を変動させて前記圧力発生室内の液体を液滴としてノズル開口からそれぞれ吐出させる液体噴射ヘッドと、前記圧力発生手段を作動させる駆動信号を生成する駆動信号生成手段を含む制御手段とを有する液体噴射装置において、前記液体の温度を検出する第１の温度センサーと、前記液体噴射ヘッドの雰囲気の温度を検出する第２の温度センサーとを有するとともに、前記制御手段は、前記第１の温度センサーが検出する温度に基づき前記ノズル開口を介して前記液滴を吐出させるための吐出電圧と、前記液滴を吐出させることなく前記液体のメニスカスを微振動させるための前記吐出電圧に対応する微振動電圧とを含む駆動信号を生成し、前記液滴を吐出させるノズル開口に対応する前記圧力発生手段には、前記吐出電圧を印加する一方、前記液滴を吐出させないノズル開口に対応する前記圧力発生手段には、前記微振動電圧を印加するように制御するものであり、前記微振動電圧は、前記第１の温度センサーが検出する前記液体の温度と前記第２の温度センサーが検出する前記雰囲気の温度との温度差に応じた係数に基づいて設定された電圧であることを特徴とする液体噴射装置にある。
本態様によれば、液体温度と雰囲気温度との温度差を利用して、予めその評価をしておいたデータに基づき係数を設定し、この係数に基づき吐出電圧に対応する微振動電圧を決定して微振動電圧の印加による微振動エネルギーを制御することができる。
この結果、吐出ノズルと非吐出ノズルにおける液体の温度を可及的に一致させることができる。したがって、微振動により液体を適切に加温して液滴の吐出特性のバラツキを抑制し、記録物のより一層の高品位・高精細化に資することができる。

ここで、前記駆動信号は、前記吐出電圧に対応する基準微振動電圧に前記係数を掛けることにより電圧値を変化させた補正微振動電圧を含み、前記補正微振動電圧による前記微振動のエネルギーを制御するようにしたものや、前記係数に応じて所定周期内における前記微振動電圧の印加回数を変化させることにより、前記微振動電圧による前記微振動のエネルギーを制御するようにしたものであることが望ましい。いずれにしても所定の係数を反映させて微振動によるエネルギーを容易に制御し得るからである。

また、前記第１の温度センサーが検出した液体の温度と前記第２の温度センサーが検出した雰囲気の温度との第１の温度差と、前記第２の温度センサーが検出した液体温度と別途検出したノズルプレート温度との差である第２の温度差との間に成立する、ｋを比例定数とする（第２の温度差ΔＴ２）＝ｋ・（第１の差ΔＴ１）の関係に基づき前記比例定数を確定する一方、前記第１および第２の温度センサーで液体温度および雰囲気温度を実測し、その実測データに基づき第１の温度差の実測値を求め、該第１の温度差の実測値と前記比例定数を用いて第２の温度差を演算するとともに、前記第１の温度センサーの検出値である液体温度の実測値に第２の温度差の演算値を加算または前記液体温度の実測値から第２の温度差の演算値を減算した値が前記ノズル開口を介して吐出される液滴の温度であるとして前記係数を決定するのが望ましい。この場合には、ノズル開口から吐出される液滴の温度を正確に反映した係数とすることができるので、微振動の振動エネルギーも最適なものとすることができる。

さらに、前記微振動電圧は、液体を増粘させないために必要な下限の電圧と、前記ノズル開口を介しての誤吐出を生起しないために必要な上限の電圧との間に設定されるように制御するのが望ましい。この場合には有効に液体の増粘を防止し得ると同時に、誤吐出を有効に防止して適切な微振動を与えることができる。

また、前記微振動は、液体を増粘させないために必要な下限の電圧と、前記ノズル開口を介しての誤吐出を生起しないために必要な上限の電圧との間に設定されるように制御するとともに、前記上限の電圧を超えた場合には、所定周期内における基準非吐出電圧の印加回数が増加するように制御するのが望ましい。この場合には、誤吐出を回避しながら速度を低下させることなく印刷等の所定の作業を行い得る。

インクジェット式記録装置を示す概略斜視図である。インクジェット式記録ヘッドユニットの概略斜視図である。インクジェット式記録ヘッドユニットの縦断面図である。インクジェット式記録装置の制御系を示すブロック線図である第１の温度差と、第２の温度差との関係を示すグラフである。各種駆動信号の一例を示す波形図である。各種駆動信号の他の例を示す波形図である。

以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態に係るインクジェット式記録装置を示す概略斜視図である。同図に示すように、本形態に係るインクジェット式記録装置１は、インクジェット式記録ヘッドユニット１０が固定されて、被噴射媒体である紙などの記録シートＳを搬送することで印刷を行う、所謂ライン式記録装置である。

具体的には、インクジェット式記録装置１は、装置本体２と、装置本体２に固定されたインクジェット式記録ヘッドユニット１０と、被記録媒体である記録シートＳを搬送する搬送手段３と、記録シートＳのインクジェット式記録ヘッドユニット１０に相対向する印刷面とは反対の裏面側を支持するプラテン４とを具備する。

インクジェット式記録ヘッドユニット１０は、記録ヘッド２０のノズル開口（図１には図示せず）の並設方向が記録シートＳの搬送方向と交差する方向となるように装置本体２に固定部材３０を介して固定されている。固定部材３０には複数の記録ヘッド２０が位置合わせされた状態で固定されている。

搬送手段３は、インクジェット式記録ヘッドユニットに対して記録シートＳの搬送方向の両側に設けられた第１の搬送手段５と、第２の搬送手段６とを具備する。第１の搬送手段５は、駆動ローラー５ａと、従動ローラー５ｂと、これら駆動ローラー５ａ及び従動ローラー５ｂに巻回された搬送ベルト５ｃとで構成されている。また、第２の搬送手段６は、第１の搬送手段５と同様に駆動ローラー６ａ、従動ローラー６ｂ及び搬送ベルト６ｃで構成されている。これらの第１の搬送手段５及び第２の搬送手段６のそれぞれの駆動ローラー５ａ、６ａには、図示しない駆動モーター等の駆動手段が接続されており、駆動手段の駆動力によって搬送ベルト５ｃ、６ｃが回転駆動することで、記録シートＳをインクジェット式記録ヘッドユニット１０の上流及び下流側で搬送する。

なお、本実施形態では、駆動ローラー５ａ、６ａ、従動ローラー５ｂ、６ｂ及び搬送ベルト５ｃ、６ｃで構成される第１の搬送手段５及び第２の搬送手段６を例示したが、記録シートＳを搬送ベルト５ｃ、６ｃ上に保持させる保持手段をさらに設けてもよい。保持手段としては、例えば、記録シートＳの外周面を帯電させる帯電手段を設け、この帯電手段によって帯電した記録シートＳを誘電分極の作用により搬送ベルト５ｃ、６ｃ上に吸着させるようにしてもよい。また、保持手段として、搬送ベルト５ｃ、６ｃ上に押えローラーを設け、押えローラーと搬送ベルト５ｃ、６ｃとの間で記録シートＳを挟持させるようにしてもよい。

プラテン４は、第１の搬送手段５と第２の搬送手段６との間に、インクジェット式記録ヘッドユニット１０に相対向して設けられた断面が矩形状を有する金属又は樹脂等からなる。プラテン４は、第１の搬送手段５及び第２の搬送手段６によって搬送された記録シートＳを、インクジェット式記録ヘッドユニット１０に相対向する位置で支持する。

なお、プラテン４には、搬送された記録シートＳをプラテン４上で吸着する吸着手段が設けられていてもよい。吸着手段としては、例えば、記録シートＳを吸引することで吸引吸着するものや、静電気力で記録シートＳを静電吸着するもの等が挙げられる。

また、記録ヘッド２０には、図示はしないが、インクが貯留されたインクタンクやインクカートリッジなどのインク貯留手段がインクを供給可能に接続されている。インク貯留手段は、本例の場合、装置本体２内のインクジェット式記録ヘッドユニット１０とは異なる位置に保持されおり、チューブ等を介して各記録ヘッド２０のインク供給路１１８に接続されている。インク供給路１１８の上端開口部が記録ヘッド２０のヘッドケース（流路部材）１５の上面に設けられている。

ここで、インク貯留手段には加温装置（図示せず）が配設されていても良い。加温装置があれば、例えばインクの温度を検出する温度センサー（図１には図示せず）による検出温度を管理することによりインク温度が所定の温度に維持されるように調整することもできる。

図２は、本形態におけるインクジェット式記録ヘッドユニットの概略斜視図であり、図３はその縦断面図である。両図に示すように、インクジェット式記録ヘッドユニット１０は、複数のインクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドともいう）２０と、これら複数の記録ヘッド２０が位置合わせされた状態で固定された固定部材３０とを具備する。

本形態では、２つの記録ヘッド２０が固定部材３０に固定されている。ここで、記録ヘッド２０は、複数のヘッド本体２１およびヘッド本体２１にインクを供給する流路部材としてのヘッドケース１５を有しており、ヘッド本体２１に一体的に形成されたフランジ部２２を介して固定部材３０に固定されている。

図３（ａ）に明示するように、ヘッド本体２１には、各圧力発生室に連通して供給するインクを貯留しておくマニホールド１２が形成されており、ヘッドケース１５に設けられたインク供給路１１８を介してインクが導入されるように構成してある。インク供給路１１８の途中に配設されたフィルター１１９の下流側には、インク供給路１１８に隣接して温度センサー１１５が配設されている。かくして、温度センサー１１５はインク供給路１１８を流通するインクの温度を検出する。一方、温度センサー１１６は固定部材３０の凹部３０ａに配設されている。かくして、温度センサー１１６はヘッド本体２１の雰囲気の温度を検出する。

なお、ヘッド本体２１の内部には、図示していないが、ノズルプレート１３に形成されたノズル開口１３ａに連通する圧力発生室と、圧力発生室に圧力変化を生じさせてノズル開口１３ａからインクを吐出させる圧力発生手段とが設けられている。圧力発生手段は、特に限定されないが、例えば、電気機械変換機能を呈する圧電材料を２つの電極で挟んだ圧電素子を用いたものや、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口１３ａから液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口１３ａから液滴を吐出させるものなどを用いることができる。また、圧電素子としては、圧力発生室側から下電極、圧電材料及び上電極を積層して撓み変形させる撓み振動型の圧電素子や、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電素子などを用いることができる。

フランジ部２２には、一方の側に単穴の位置決め穴２６が、また他方の側に長穴の位置決め穴２７が設けられている。なお、ここで言う単穴とは、開口が正円又は正円に近いものを言い、長穴とは、開口が楕円又は楕円に近いものをいう。

固定部材３０は、各記録ヘッド２０のノズル開口１３ａ側が挿入される保持孔３１が設けられた金属又は樹脂等の板状部材からなる。固定部材３０の保持孔３１は、第２の方向Ｙの幅が、記録ヘッド２０の第２の方向Ｙの幅を２つ合わせた幅よりも若干大きい開口を有する。また、保持孔３１は、第１の方向Ｘの幅が、記録ヘッド２０のフランジ部２２よりも若干小さな開口を有する。これにより、固定部材３０の１つの保持孔３１には、２つの記録ヘッド２０のノズル開口１３ａ側が第３の方向Ｚに挿入される。また、保持孔３１にノズル開口１３ａ側が挿入された記録ヘッド２０は、フランジ部２２が、保持孔３１の周縁部に当接され、固定手段によって固定される。なお、記録ヘッド２０と保持孔３１との間には、空隙が設けられており、この空隙によって記録ヘッド２０は固定部材３０に対して第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙが若干移動可能に設けられている。

また、２つの記録ヘッド２０は、ノズル開口１３ａが相対的に位置決めされた状態で固定部材３０に固定される。具体的には、固定部材３０の保持孔３１の周囲のフランジ部２２が当接する領域のそれぞれには、位置決めピン３２が設けられている。すなわち、位置決めピン３２は、１つの記録ヘッド２０に対して一対（２個）設けられている。この位置決めピン３２をフランジ部２２に設けられた第１の位置決め穴２６及び第２の位置決め穴２７に挿入させることで、２つの記録ヘッド２０は、互いに相対的な位置決めが行われるようになっている。

なお、第１の位置決め穴２６は単穴からなるため、記録ヘッド２０の第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙの位置決めを行い、第２の位置決め穴２７は長穴からなるため、記録ヘッド２０の第１の位置決め穴２６を軸とした回転方向の位置決めを行うようになっている。すなわち、第２の位置決め穴２７を長穴とすることで、固定部材３０や記録ヘッド２０の寸法公差によって第２の位置決め穴２７に位置決めピン３２が挿入できなくなる不都合を回避している。

このような記録ヘッド２０を固定部材３０に固定する固定手段として本形態では締結部材４０を用いている。締結部材４０は、雄ねじからなり、記録ヘッド２０のフランジ部２２に設けられた固定孔２５に挿通されて、その先端部側が固定部材３０に螺合される。これにより、記録ヘッド２０は、締結部材４０によって固定部材３０に締結される。なお、本形態では、１つの記録ヘッド２０に４個の固定孔２５を設けたため、締結部材４０も固定孔２５と同じ数、すなわち、４個設けられている。

一方、図３（ｂ）に示すように、インクの増粘防止のため、マニホールド１２間でインクが循環するように構成することもできる。本例に係る記録ヘッド２００では、そのヘッドケース２１５に流入用のインク供給路１１８Ａと流出用のインク排出路１１８Ｂとが形成されており、一方がヘッド本体２２１のマニホールド１２の一端部に、他方がマニホールド１２の他端部に連通されている。なお、図３（ｂ）中、図３（ａ）と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。

図４は本形態に係るインクジェット式記録装置１の制御系を示すブロック線図である。同図に示すように、インクジェット式記録装置１内には、インクジェット式記録装置１の各部の制御を行う制御部１１０が設けられている。制御部１１０は、当該インクジェット式記録装置１の全体的な制御を行うＣＰＵ１１１と、ＣＰＵ１１１の制御信号により搬送手段３の駆動等を制御する装置制御部１１２と、圧電素子１１４を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部１１３とを有している。駆動信号生成部１１３は、記録ヘッド２０内の容量性負荷である圧電素子１１４を駆動する駆動信号ＣＯＭを生成する。

かくして、ＣＰＵ１１１から搬送手段３にこれの駆動を示す信号が装置制御部１１２に入力されると、装置制御部１１２は、搬送手段３の第１および第２の搬送手段５，６の駆動ローラー５ａ，６ａ等を駆動させて記録シートＳをＹ方向に移動させてノズル開口２３から吐出されたインクにより所定の印刷が行われる。

一方、駆動信号生成部１１３は、各圧電素子１１４に関し吐出モードないし微振動モードの何れであるかのデータを加味し、各モードに応じた駆動信号ＣＯＭ（具体的には後に詳述する）をＣＰＵ１１１から送出されるデータに基づき生成する。かかる駆動信号ＣＯＭは記録ヘッド２０に送出される。この結果、駆動信号ＣＯＭが各圧電素子１１４に供給され、インクを吐出させるか、または微振動を発生させる。

温度センサー１１５は、前述の如くヘッド本体２１（図２ないし図３参照；以下同じ）に流入するインクの温度Ｔ_ＩＮＫを検出する。温度センサー１１６は、前述の如くヘッド本体２１の雰囲気の温度Ｔ_ＡＴを検出する。さらに、温度センサー１１７は、ノズルプレート１３の温度Ｔ_Ｎｐを検出する。かかるノズルプレート１３の温度Ｔ_Ｎｐは、記録ヘッド２０による実際の印刷に先立ち、制御のための基礎データを得る際に計測する。

温度センサー１１５〜１１７の計測データが入力されるＣＰＵ１１では、次のような処理を行う。まず、温度センサー１１５が検出したインクの温度Ｔ_ＩＮＫと温度センサー１１６が検出した雰囲気の温度Ｔ_ＡＴとの温度差である第１の温度差ΔＴ１と、温度センサー１１５が検出したインクの温度Ｔ_ＩＮＫと温度センサー１１７が検出したノズルプレート１３の温度Ｔ_ＮＰ（≒圧力発生室の温度）との温度差である第２の温度差ΔＴ２との関係を求める。この結果、図５に示すような特性情報を得る。かかる特性情報は、ＣＰＵ１１１のメモリに記憶される。ここで、ΔＴ２＝ｋ・ΔＴ１（ｋは比例定数）の関係が成立している。したがって、ｋ＝Ｔ２／Ｔ１として演算される。この演算結果、すなわち比例定数ｋの情報はＣＰＵ１１１に記憶される。

かかる状態で、温度センサー１１５，１１６でインクの温度Ｔ_ＩＮＫおよび雰囲気の温度Ｔ_ＡＴを実測し、その実測データをＣＰＵ１１１で処理することにより第１の温度差ΔＴ１の実測値が求まる。この第１の温度差ΔＴ１の実測値の情報を用いて第２の温度差ΔＴ２（＝ｋ・ΔＴ１）を演算する。

ここで、検出したいノズル開口１３ａから吐出されるインクの温度（本例では、温度Ｔ_ＮＰ（≒圧力発生室の温度）で代替している）は、このときの実測値であるインクの温度Ｔ_ＩＮＫと第２の温度差ΔＴ２との和または差（Ｔ_ＮＰ＝Ｔ_ＩＮＫ±ΔＴ２）で与えられる。

かかる補正後のインク温度の情報に基づきＣＰＵ１１１は駆動信号ＣＯＭの波形を適宜制御して圧電素子１１４を駆動することで吐出ノズルと非吐出ノズルの間の温度差を低減するのに最適な微振動電圧の補正を行う。具体的には次の通りである。

図６は本形態における駆動信号ＣＯＭを示す波形図である。同図に示すように、駆動信号ＣＯＭはインク温度に基づきインク滴を吐出させるための吐出電圧Ｖｈ（図６（ａ）参照）と、インク滴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の前記吐出電圧に対応する微振動電圧Ｖ_ＢＳＤ（図６（ｂ）参照）とを含む。かくして吐出ノズルに対応する圧電素子１１４には吐出電圧Ｖｈが、非吐出ノズル（微振動ノズル）に対応する圧電素子１１４には微振動電圧Ｖ_ＢＳＤが印加される。ここで、微振動電圧Ｖ_ＢＳＤは図６（ｃ）に示すように基準の微振動電圧Ｖ_ＢＳＤに適宜係数を掛けることにより補正微振動電圧Ｖ_ＢＳＤ１、Ｖ_ＢＳＤ２、Ｖ_ＢＳＤ３を生成するようになっている。このときの係数は、例えば実測結果のノズルプレート温度Ｔ_ＮＰに基づき、予めマップ化されてＣＰＵ１１１に記憶されているデータを用いることで適切に設定し得る。

ちなみに、圧力発生室のインク温度を計測することができれば理想的であるが、種々の制約のため、理想的な位置にインク温度を計測する温度センサー１１５を配設することができない。そこで、本形態では、ヘッドケース１５のインク供給路１１８に隣接する位置に温度センサー１１５を配設してインクの温度Ｔ_ＩＮＫを計測している。一方、雰囲気の温度Ｔ_ＡＴを計測する温度センサー１１６はノズルプレート１３の近傍に配設している。かかる構成の場合、インクの温度を計測する温度センサー１１５が圧力発生室から離れてしまうので、雰囲気温度の変動によってインク温度の計測点から圧力発生室に至るまでにインクの温度Ｔ_ＩＮＫが変動してしまう。

そこで本形態では、前述の如く、予めインクの温度センサー１１５の測定値と雰囲気温度の温度センサー１１６の測定値との温度差ΔＴ１と、インクの温度センサー１１５の測定値とノズルプレート１３の温度（≒圧力発生室のインクの温度）との温度差との関係を実験で求めておいて温度補正を行うようにしている。すなわち、かかる処理により得られた補正後の温度を用いて、吐出と非吐出の温度差を低減するのに最適な微振動の電圧補正が行われるよう適切な補正微振動電圧Ｖ_ＢＳＤ１、Ｖ_ＢＳＤ２、Ｖ_ＢＳＤ３を生成する。

吐出ノズルと非吐出ノズルの間の温度差を低減するためには、上述の如く微振動電圧の補正を行うだけでなく、所定の係数に応じて所定周期内における微振動電圧Ｖ_ＢＳＤの印加回数を変化させることにより、微振動のエネルギーを制御することによっても実現し得る。さらに詳言すると、上述の処理により求めたノズルプレート１３の温度Ｔ_ＮＰに固有の係数に基づき、図７に示すように、一定周期内における微振動電圧Ｖ_ＢＳＤの印加回数を、図７（ａ）に示すように、例えば３回、図７（ｂ）に示すように、例えば２回、図７（ｃ）に示すように、例えば１回と変化させる。このことによっても微振動によるエネルギーを調整することができるからである。

ここで、さらに微振動電圧Ｖ_ＢＳＤの電圧補正の範囲を規定することもできる。すなわち、微振動電圧Ｖ_ＢＳＤの電圧の範囲として、ノズル開口１３ａから吐出されるインクを増粘させないために必要な下限の電圧（例えば吐出電圧Ｖｈの１０％以上）と、誤吐出を防止するために必要な上限の電圧（例えば吐出電圧Ｖｈの８０％以下）との間に限定することも考えられる。

この場合、さらに微振動電圧Ｖ_ＢＳＤの電圧補正を前記上限以下に抑制し、上限値を超える場合には、図７に示すように、一定周期内の微振動電圧Ｖ_ＢＳＤの印加回数を変えるようにしても良い。この場合には、駆動周波数を低減させないで微振動電圧Ｖ_ＢＳＤの印加回数を変えることで、誤吐出を回避しながら、印字速度を低下させることなく吐出ノズルと非吐出ノズルとの間の温度均一化を図ることが可能になる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば液体の温度と雰囲気温度との差に応じて設定する係数であり、ノズル開口を介して吐出される液滴の温度をより正確に反映するようにできれば、特にその設定方法を限定するものではない。また、微振動電圧の上限値および下限値を設定することも任意である。ただ、上限値を設定した場合には、微振動時の誤吐出を防止することができ、下限値を設定した場合には液体の増粘を適切に防止し得る。

また、上記実施の形態では、記録ヘッド２０がキャリッジに搭載されて主走査方向に移動する、所謂シリアル式記録装置にも本発明を適用することができる。

さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも適用することができる。勿論、このような液体噴射ヘッドを搭載した液体噴射装置も特に限定されるものではない。

１インクジェット式記録装置、１０インクジェット記録ヘッドユニット、
１３ａノズル開口、２０記録ヘッド、３０固定部材、１１０制御部、
１１４圧電素子、１１５，１１６，１１７温度センサー、ＣＯＭ駆動信号、Ｖｈ吐出電圧、Ｖ_ＢＳＤ（基準）微振動電圧、Ｖ_ＢＳＤ１〜Ｖ_ＢＳＤ３補正微振動電圧、 ΔＴ１第１の温度差、 ΔＴ２第２の温度差、Ｔ_ＩＮＫ液体の温度、Ｔ_ＡＴ雰囲気の温度、Ｔ_ＮＰノズルプレート温度

Claims

複数の圧力発生手段により各圧力発生室内の圧力を変動させて前記圧力発生室内の液体を液滴としてノズル開口からそれぞれ吐出させる液体噴射ヘッドと、前記圧力発生手段を作動させる駆動信号を生成する駆動信号生成手段を含む制御手段とを有する液体噴射装置において、
前記液体の温度を検出する第１の温度センサーと、
前記液体噴射ヘッドの雰囲気の温度を検出する第２の温度センサーとを有するとともに、
前記制御手段は、
前記第１の温度センサーが検出する温度に基づき前記ノズル開口を介して前記液滴を吐出させるための吐出電圧と、前記液滴を吐出させることなく前記液体のメニスカスを微振動させるための前記吐出電圧に対応する微振動電圧とを含む駆動信号を生成し、
前記液滴を吐出させるノズル開口に対応する前記圧力発生手段には、前記吐出電圧を印加する一方、前記液滴を吐出させないノズル開口に対応する前記圧力発生手段には、前記微振動電圧を印加するように制御するものであり、
前記微振動電圧は、前記第１の温度センサーが検出する前記液体の温度と前記第２の温度センサーが検出する前記雰囲気の温度との温度差に応じた係数に基づいて設定された電圧であることを特徴とする液体噴射装置。
請求項１に記載する液体噴射装置において、
前記駆動信号は、前記吐出電圧に対応する基準微振動電圧に前記係数を掛けることにより電圧値を変化させた補正微振動電圧を含み、前記補正微振動電圧による前記微振動のエネルギーを制御するようにしたものであることを特徴とする液体噴射装置。
請求項１に記載する液体噴射装置において、
前記駆動信号は、前記係数に応じて所定周期内における前記微振動電圧の印加回数を変化させることにより、前記微振動電圧による前記微振動のエネルギーを制御するようにしたものであることを特徴とする液体噴射装置。
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載する液体噴射装置において、
前記第１の温度センサーが検出した液体の温度と前記第２の温度センサーが検出した雰囲気の温度との第１の温度差と、前記第２の温度センサーが検出した液体温度と別途検出したノズルプレート温度との差である第２の温度差との間に成立する、ｋを比例定数とする（第２の温度差ΔＴ２）＝ｋ・（第１の差ΔＴ１）の関係に基づき前記比例定数を確定する一方、
前記第１および第２の温度センサーで液体温度および雰囲気温度を実測し、その実測データに基づき第１の温度差の実測値を求め、該第１の温度差の実測値と前記比例定数を用いて第２の温度差を演算するとともに、前記第１の温度センサーの検出値である液体温度の実測値に第２の温度差の演算値を加算または前記液体温度の実測値から第２の温度差の演算値を減算した値が前記ノズル開口を介して吐出される液滴の温度であるとして前記係数を決定することを特徴とする液体噴射装置。
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載する液体噴射装置において、
前記微振動電圧は、液体を増粘させないために必要な下限の電圧と、前記ノズル開口を介しての誤吐出を生起しないために必要な上限の電圧との間に設定されるように制御することを特徴とする液体噴射装置。
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載する液体噴射装置において、
前記微振動電圧は、液体を増粘させないために必要な下限の電圧と、前記ノズル開口を介しての誤吐出を生起しないために必要な上限の電圧との間に設定されるように制御するとともに、
前記上限の電圧を超えた場合には、所定周期内における基準非吐出電圧の印加回数が増加するように制御することを特徴とする液体噴射装置。