(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を吐出する複数のノズル、及び、複数の前記ノズルのそれぞれに連通されると共に壁部を介して隣り合うように配置され前記流体を収容する複数の圧力室を有する流体噴射ヘッドと、
複数の前記ノズルのうち所定のノズルから前記流体を排出させる際、前記所定のノズルに連通された第１圧力室の圧力を増加させる加圧動作と、前記第１圧力室に隣り合う第２圧力室の圧力を減少させる減圧動作とを、前記第２圧力室に隣り合う第３圧力室の圧力を変動させない状態で、同期させて行わせる制御部と
を備える流体噴射装置。
【請求項２】
前記制御部は、複数の前記圧力室の圧力を個別に変動可能な圧力変動部を有し、
前記圧力変動部は、前記圧力室ごとに設けられ電気信号により変形し当該変形によって前記圧力室の圧力を変動させる圧電素子を有し、
前記流体噴射ヘッドは、複数の前記圧力室に跨って設けられ複数の前記圧力室の容積を個別に変動可能な振動板を有し、
前記圧電素子は、前記振動板に設けられている
請求項１に記載の流体噴射装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記圧力室の圧力が増加するように前記圧電素子を変形させる第１電気信号と、前記圧力室の圧力が減少するように前記圧電素子を変形させる第２電気信号と、前記第１電気信号及び前記第２電気信号のいずれも供給しない状態と、を切り替えてそれぞれの前記圧電素子に供給する電気信号供給部を有し、
前記第１電気信号は、所定の波形を有する電圧信号であり、
前記第２電気信号は、前記第１電気信号の前記所定の波形に対して所定値を基準として正負を反転させると共に振幅を縮小した波形を有する電気信号である
請求項２に記載の流体噴射装置。
【請求項４】
複数の前記圧力室のうち隣り合う前記圧力室は、複数の前記ノズルのうち隣り合う前記ノズルにそれぞれ接続されている
請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の流体噴射装置。
【請求項５】
複数の前記ノズルは、一方向に配列されており、
前記制御部は、複数の前記ノズルの配列方向に沿って順に前記流体を排出させる
請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の流体噴射装置。
【請求項６】
流体を吐出する複数のノズル、及び、複数の前記ノズルのそれぞれに連通されると共に壁部を介して隣り合うように配置され前記流体を収容する複数の圧力室を有する流体噴射ヘッドのメンテナンス方法であって、
複数の前記ノズルのうち所定のノズルから前記流体を排出させる際、前記所定のノズルに連通された第１圧力室の圧力を増加させる加圧動作と、前記第１圧力室に隣り合う第２圧力室の圧力を減少させる減圧動作とを、前記第２圧力室に隣り合う第３圧力室の圧力を変動させない状態で、同期させて行う
流体噴射ヘッドのメンテナンス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体噴射装置及び流体噴射ヘッドのメンテナンス方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体を噴射する流体噴射装置として、例えば下記特許文献１に記載のインクジェット式記録装置が知られている。インクジェット式記録装置は、記録媒体（媒体）に文字や画像等を記録する装置であり、記録ヘッドに設けられたノズルから記録媒体にインクを選択的に噴射するように構成されている。この流体噴射装置では、良好な噴射特性を維持又は回復させるため、当該記録ヘッドのメンテナンス動作を定期的に行っている。
【０００３】
このようなメンテナンス動作としては、例えば、フラッシング動作や吸引動作などが挙げられる。フラッシング動作は、記録ヘッドのノズルからインクが蒸発することによるインクの増粘や固化、塵埃の付着、さらには気泡の混入などによりノズルに目詰まりを防ぎ、印刷不良を防ぐため、記録紙に対しての噴射とは別に、ノズル内のインクを強制的に排出させる動作である。吸引動作は、記録ヘッドをキャップ部材でキャッピングした後に吸引ポンプを駆動させ、各ノズルから粘性が高くなったインクや付着したゴミ等を強制吸引してメニスカスを調整し、記録ヘッドから正常にインクを噴射させる動作である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−２５６４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、フラッシング動作では、ある程度増粘したインクについては排出することができず、このような場合には吸引動作を行う必要が生じる。一方で、吸引動作は、フラッシング動作に比べて復帰までの時間が長く、増粘したインクを排出するだけの目的として用いるにはインクの消費量が多くなってしまう。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明は、流体の排出量を抑えつつ流体の噴射特性を維持することができる流体噴射装置及び流体噴射ヘッドのメンテナンス方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る流体噴射装置は、流体を吐出する複数のノズル、及び、複数の前記ノズルのそれぞれに連通されると共に壁部を介して隣り合うように配置され前記流体を収容する複数の圧力室を有する流体噴射ヘッドと、複数の前記ノズルのうち所定のノズルから前記流体を排出させる際、前記所定のノズルに連通された第１圧力室の圧力を増加させる加圧動作と、前記第１圧力室に隣り合う第２圧力室の圧力を減少させる減圧動作とを、前記第２圧力室に隣り合う第３圧力室の圧力を変動させない状態で、同期させて行わせる制御部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、加圧動作により第１圧力室の壁部が第１圧力室の外側に向けて変形しようとし、減圧動作により当該壁部が第２圧力室の内側に向けて変形しようとする。当該加圧動作及び減圧動作を同期させて行うと、加圧動作のみを行う場合に比べて、壁部が第１圧力室の外側へ向けてより強い力で変形することになる。このため、第１圧力室の加圧を強くすることができ、流体の排出特性を高めることができる。これにより、吸引動作を行わなくても、流体噴射ヘッド内の例えば増粘した流体などを排出動作によって排出することができるため、流体の排出量を抑えつつ流体の噴射特性を維持することができる。
【０００９】
上記流体噴射装置は、前記制御部は、複数の前記圧力室の圧力を個別に変動可能な圧力変動部を有し、前記圧力変動部は、前記圧力室ごとに設けられ電気信号により変形し当該変形によって前記圧力室の圧力を変動させる圧電素子を有し、前記流体噴射ヘッドは、複数の前記圧力室に跨って設けられ複数の前記圧力室の容積を個別に変動可能な振動板を有し、前記圧電素子は、前記振動板に設けられていることを特徴とする。
このような構成によれば、制御部が複数の圧力室の圧力を個別に変動させることができるため、ノズルごとに排出特性をそれぞれ高めることができる。
【００１２】
上記流体噴射装置は、前記制御部は、前記圧力室の圧力が増加するように前記圧電素子を変形させる第１電気信号と、前記圧力室の圧力が減少するように前記圧電素子を変形させる第２電気信号と、を切り替えてそれぞれの前記圧電素子に供給する電気信号供給部を有し、前記第１電気信号は、所定の波形を有する電圧信号であり、前記第２電気信号は、前記第１電気信号の前記所定の波形に対して所定値を基準として正負を反転させると共に振幅を縮小した波形を有する電気信号であることを特徴とする。
このような構成によれば、電気信号供給部が、各圧電素子に対して第１電気信号及び第２電気信号を切り替えて供給することができるため、流体を排出するノズルを適宜切り替える場合であっても、ノズルの排出特性を高めることができ、第１電気信号が所定の波形を有する電圧信号であり、第２電気信号が第１電気信号の所定の波形に対して所定値を基準として正負を反転させると共に振幅を縮小した波形を有する電気信号であるため、加圧動作と減圧動作とをより確実に同期させることができる。
【００１４】
上記流体噴射装置は、複数の前記圧力室のうち隣り合う前記圧力室は、複数の前記ノズルのうち隣り合う前記ノズルにそれぞれ接続されていることを特徴とする。
このような構成によれば、複数の圧力室のうち隣り合う圧力室は、複数のノズルのうち隣り合うノズルにそれぞれ接続されているため、ノズルと圧力室との配置関係を判別しやすくすることができ、制御部による制御が容易となる。
【００１５】
上記流体噴射装置は、複数の前記ノズルは、一方向に配列されており、前記制御部は、複数の前記ノズルの配列方向に沿って順に前記流体を排出させることを特徴とする。  
このような構成によれば、複数のノズルが一方向に配列されており、制御部が複数のノズルの配列方向に沿って順に流体を排出させることとしたので、複数のノズルの全体について排出動作を行わせることができる。
【００１６】
本発明に係る流体噴射ヘッドのメンテナンス方法は、流体を吐出する複数のノズル、及び、複数の前記ノズルのそれぞれに連通されると共に壁部を介して隣り合うように配置され前記流体を収容する複数の圧力室を有する流体噴射ヘッドのメンテナンス方法であって、複数の前記ノズルのうち所定のノズルから前記流体を排出させる際、前記所定のノズルに連通された第１圧力室の圧力を増加させる加圧動作と、前記第１圧力室に隣り合う第２圧力室の圧力を減少させる減圧動作とを同期させて行うことを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、加圧動作により第１圧力室の壁部が第１圧力室の外側に向けて変形しようとし、減圧動作により当該壁部が第２圧力室の内側に向けて変形しようとする。当該加圧動作及び減圧動作を同期させて行うと、加圧動作のみを行う場合に比べて、壁部が第１圧力室の外側へ向けてより強い力で変形することになる。このため、第１圧力室の加圧を強くすることができ、流体の排出特性を高めることができる。これにより、吸引動作を行わなくても、流体噴射ヘッド内の例えば増粘した流体などを排出動作によって排出することができるため、流体の排出量を抑えつつ流体の噴射特性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態に係るプリンタの概略構成を示す一部分解図。
【図２】記録ヘッドの構成を示す断面図。
【図３】記録ヘッドの一部の構成を示す断面図。
【図４】記録ヘッドの一部の構成を示す平面図。
【図５】記録ヘッドの一部の構成を示す断面図。
【図６】プリンタの電気的な構成を示すブロック図。
【図７】メンテナンス動作の一例を説明するためのグラフ。
【図８】メンテナンス動作の一例における記録ヘッドの様子を示す断面図。
【図９】メンテナンス動作の一例を説明するための記録ヘッドの概略図。
【図１０】メンテナンス動作の一例を説明するためのグラフ。
【図１１】メンテナンス動作の他の例を説明するためのグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。  
図１は、本実施形態に係る印刷装置ＰＲＴ（液体噴射装置）の概略構成を示す図である。本実施形態では、印刷装置ＰＲＴとして例えばインクジェット型の印刷装置を例に挙げて説明する。
【００２０】
図１に示す印刷装置ＰＲＴは、例えば、紙、プラスチックシートなどのシート状の媒体Ｍを搬送しつつ印刷処理を行う装置である。印刷装置ＰＲＴは、筐体ＰＢと、媒体Ｍにインクを噴射するインク噴射機構ＩＪと、インク噴射機構ＩＪにインクを供給するインク供給機構ＳＰと、媒体Ｍを搬送する搬送機構ＣＶと、インク噴射機構ＩＪの保全動作を行うメンテナンス機構ＭＮと、これら各機構を制御する制御装置ＣＯＮＴとを備えている。
【００２１】
以下、ＸＹＺ直交座標系を設定し、当該ＸＹＺ直交座標系を適宜参照しつつ各構成要素の位置関係を説明する。本実施形態では、例えば媒体Ｍの搬送方向をＸ方向とし、当該媒体Ｍの搬送面においてＸ方向に直交する方向をＹ方向とし、Ｘ軸及びＹ軸を含む平面に垂直な方向をＺ方向と表記する。また、Ｘ軸周りの回転方向をθＸ方向、Ｙ軸周りの回転方向をθＹ方向、Ｚ軸周りの回転方向をθＺ方向とする。
【００２２】
筐体ＰＢは、例えばＹ方向を長手とするように形成されている。筐体ＰＢには、上記のインク噴射機構ＩＪ、インク供給機構ＳＰ、搬送機構ＣＶ、メンテナンス機構ＭＮ及び制御装置ＣＯＮＴの各部が取り付けられている。筐体ＰＢには、例えばプラテン１３が設けられている。プラテン１３は、媒体Ｍを支持する支持部材である。プラテン１３は、例えば筐体ＰＢのうちＸ方向の中央部に配置されている。プラテン１３は、＋Ｚ方向に向けられた平坦面１３ａを有している。当該平坦面１３ａは、媒体Ｍを支持する支持面として用いられる。
【００２３】
搬送機構ＣＶは、例えば搬送ローラーや当該搬送ローラーを駆動するモーターなどを有している。搬送機構ＣＶは、例えば筐体ＰＢの−Ｘ側から当該筐体ＰＢの内部に媒体Ｍを搬送し、当該筐体ＰＢの＋Ｘ側から当該筐体ＰＢの外部に排出する。搬送機構ＣＶは、筐体ＰＢの内部において、媒体Ｍがプラテン１３上を通過するように当該媒体Ｍを搬送する。搬送機構ＣＶは、例えば制御装置ＣＯＮＴによって搬送のタイミングや搬送量などが制御されるようになっている。
【００２４】
インク噴射機構ＩＪは、インクを噴射する噴射ヘッドＨＤと、当該噴射ヘッドＨＤを保持して移動させるヘッド移動機構ＡＣとを有している。噴射ヘッドＨＤは、プラテン１３上に送り出された媒体Ｍに向けてインクを噴射する。噴射ヘッドＨＤは、インクを噴射する噴射面ＨＤａを有している。噴射面ＨＤａは、例えば−Ｚ方向に向けられており、例えばプラテン１３の支持面１３ａに対向するように配置されている。
【００２５】
ヘッド移動機構ＡＣは、キャリッジ４を有している。噴射ヘッドＨＤは、当該キャリッジ４に固定されている。キャリッジ４は、筐体ＰＢの長手方向（Ｘ方向）に架けられたガイド軸８に当接されている。噴射ヘッドＨＤ及びキャリッジ４は、例えばプラテン１３の＋Ｚ方向に配置されている。
【００２６】
ヘッド移動機構ＡＣは、キャリッジ４の他、例えばパルスモーター９と、当該パルスモーター９によって回転駆動される駆動プーリー１０と、駆動プーリー１０とは筐体ＰＢの幅方向の反対側に設けられた遊転プーリー１１と、駆動プーリー１０と遊転プーリー１１との間に掛け渡されてキャリッジ４に接続されたタイミングベルト１２とを有している。キャリッジ４は、当該タイミングベルト１２に接続されている。キャリッジ４は、タイミングベルト１２の回転に伴ってＹ方向に移動可能に設けられている。Ｙ方向へ移動する際、キャリッジ４は、ガイド軸８によって案内されるようになっている。
【００２７】
インク供給機構ＳＰは、噴射ヘッドＨＤにインクを供給する。インク供給機構ＳＰには、例えば複数のインクカートリッジ６が収容されている。本実施形態の印刷装置ＰＲＴは、インクカートリッジ６が噴射ヘッドＨＤとは異なる位置に収容される構成（オフキャリッジ型）である。インク供給機構ＳＰは、例えば噴射ヘッドＨＤとインクカートリッジ６とを接続する供給チューブＴＢを有している。インク供給機構ＳＰは、当該供給チューブＴＢを介してインクカートリッジ６内に貯留されるインクを噴射ヘッドＨＤに供給する不図示のポンプ機構を有している。
【００２８】
メンテナンス機構ＭＮは、噴射ヘッドＨＤのホームポジションに配置されている。このホームポジションは、例えば媒体Ｍに対して印刷が行われる領域から外れた領域に設定されている。本実施形態では、例えばプラテン１３の＋Ｙ側にホームポジションが設定されている。ホームポジションは、例えば印刷装置ＰＲＴの電源がオフである時や、長時間に亘って記録が行われない時などに、噴射ヘッドＨＤが待機する場所である。
【００２９】
メンテナンス機構ＭＮは、例えば噴射ヘッドＨＤの噴射面ＨＤａを覆うキャッピング機構ＣＰや、当該噴射面ＨＤａを払拭するワイピング機構ＷＰなどを有している。キャッピング機構ＣＰには、例えば吸引ポンプなどの吸引機構ＳＣが接続されている。吸引機構ＳＣにより、キャッピング機構ＣＰは、例えば噴射面ＨＤａを覆いつつ当該噴射面ＨＤａ上の空間を吸引できるようになっている。噴射ヘッドＨＤからメンテナンス機構ＭＮ側に排出された廃インクは、例えば廃液回収機構（不図示）において回収されるようになっている。
【００３０】
図２は、噴射ヘッドＨＤの構成を示す側断面図である。図３は、噴射ヘッドＨＤの構成を説明する要部断面図である。  
図２に示されるように、噴射ヘッドＨＤは、導入針ユニット１７、ヘッドケース１８、流路ユニット１９及びアクチュエータユニット２０を備えている。
【００３１】
導入針ユニット１７の上面には、フィルタ２１を介在させた状態で２本のインク導入針２２が並んで取り付けられている。導入針ユニット１７の内部には、各インク導入針２２に対応したインク導入路２３が形成されている。インク導入路２３の上端は、フィルタ２１を介してインク導入針２２に接続されている。インク導入路２３の下端は、パッキン２４を介してヘッドケース１８内部のケース流路２５に接続されている。インク導入針２２には、それぞれサブタンク２が装着されている。
【００３２】
サブタンク２は、例えばポリプロピレン等の樹脂製材料を用いて形成されている。サブタンク２には、インク室２７が設けられている。インク室２７は、例えばすり鉢状に形成された凹部２７ａを有している。凹部２７ａは、開口部２７ｂを有している。開口部２７ｂには、透明な弾性シート２６が貼り付けられている。凹部２７ａの底部には、連通孔２７ｃが形成されている。連通孔２７ｃは、インク室２７の凹部２７ａとインク供給室２７ｄとの間を連通するように形成されている。インク供給室２７ｄは、例えば供給チューブＴＢに接続されている。インク供給室２７ｄのうち例えば供給チューブＴＢとの接続部分には、例えば不図示のフィルタなどが設けられている。
【００３３】
弾性シート２６は、開口部２７ｂを塞ぐように貼り付けられている。弾性シート２６は、インク室２７の圧力に応じて伸縮するようになっている。弾性シート２６は、例えばインク室２７の圧力が外部の圧力よりも高くなると凹部２７ａの外側へ向けて膨張した状態となり、インク室２７の容積が増加した状態となる。インク室２７の圧力が外部の圧力よりも低くなると凹部２７ａの内側へ向けて膨張した状態となり、インク室２７の容積が減少した状態となる。
【００３４】
弾性シート２６には、弁２７ｅが取り付けられている。弁２７ｅは、凹部２７ａから連通孔２７ｃを介してインク供給室２７ｄに接続されており、インク供給室２７ｄ側から連通孔２７ｃを開閉するように形成されている。弁２７ｅは、弾性シート２６が膨張及び収縮に連動して連通孔２７ｃを開閉するようになっている。具体的には、インク室２７の容積を減少させる方向に弾性シート２６が膨張したときに連通孔２７ｃが開状態となり、インク室２７の容積を増加させる方向に弾性シート２６が膨張したときには連通孔２７ｃが閉状態となる。弁２７ｅには、所定の弾性力を付与する付勢部材２７ｆが取り付けられており、連通孔２７ｃの開閉の圧力が調整されている。
【００３５】
サブタンク２は、針接続部２８に接続されている。針接続部２８は、インク導入針２２サブタンク２とインク導入針２２とを接続する部分である。インク室２７の凹部２７ａには、当該針接続部２８に接続される接続流路２９が形成されている。針接続部２８の内部空間には、インク導入針２２がほぼ隙間無く嵌め込まれるシール材３１が設けられている。インク導入針２２がシール材３１に嵌め込まれることで、サブタンク２と導入針ユニット１７との間がほぼ漏れの無い状態で接続されるようになっている。
【００３６】
図３に示すように、ヘッドケース１８は、合成樹脂などを用いて形成されている。ヘッドケース１８は、例えば中空部を有するように箱型に形成されている。ヘッドケース１８は、上端側がパッキン２４を介して導入針ユニット１７を取り付けられている。ヘッドケース１８の下端面には、流路ユニット１９が接合されている。ヘッドケース１８の内部に形成された中空部３７内には、アクチュエータユニット２０が収容されている。
【００３７】
ヘッドケース１８の内部には、高さ方向を貫通してケース流路２５が設けられている。ケース流路２５の上端は、パッキン２４を介して導入針ユニット１７のインク導入路２３に連通されている。ケース流路２５の下端は、流路ユニット１９内の共通インク室４４に連通されている。このため、インク導入針２２から導入されたインクＬは、インク導入路２３及びケース流路２５を通じて共通インク室４４側に供給されるようになっている。
【００３８】
アクチュエータユニット２０は、例えば櫛歯状に配置された複数の圧電振動子３８と、当該圧電振動子３８を保持する固定板３９と、圧電振動子３８に対して制御装置ＣＯＮＴからの駆動信号を供給するフレキシブルケーブル４０とを有している。
【００３９】
圧電振動子３８は、図中下側端部が固定板３９の下端面から突出するように固定されている。このように、各圧電振動子３８は、所謂片持ち梁の状態で固定板３９上に取り付けられている。各圧電振動子３８を支持する固定板３９は、例えば厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼によって構成されている。固定板３９のうち例えば圧電振動子３８の固定された面とは異なる面が中空部３７を区画するケース内壁面に接着されている。
【００４０】
流路ユニット１９は、振動板４１、流路基板４２及びノズル基板４３を有している。振動板４１、流路基板４２及びノズル基板４３は、積層された状態で接着されている。流路ユニット１９は、共通インク室４４からインク供給口４５、圧力室４６を通り、ノズルＮＺに至るまでの一連のインク流路（液体流路）を構成している。圧力室４６は、ノズルＮＺの配列方向（ノズル列方向）に対して直交する方向が長手方向となるように形成されている。
【００４１】
共通インク室４４は、ケース流路２５に接続されている。共通インク室４４には、インク導入針２２側からのインクＬが導入される室である。また、共通インク室４４は、インク供給口４５に接続されている。共通インク室４４に導入されたインクＬは、当該インク供給口４５を通じて各圧力室４６に分配されるようになっている。
【００４２】
ノズル基板４３は、流路ユニット１９の底部に配置されている。ノズル基板４３には、媒体Ｍに形成される画像などのドット形成密度に対応したピッチ（例えば１８０ｄｐｉ）で複数のノズルＮＺが形成されている。ノズル基板４３としては、例えばステンレス鋼などの金属製の板材が用いられる。
【００４３】
図４は、噴射ヘッドＨＤの噴射面ＨＤａの一部の構成を示す図である。図４に示すように、ノズル基板４３には、ノズルＮＺが例えば２列ずつ形成されており、当該２列のノズルＮＺが例えば４組形成されている。当該ノズルＮＺは、例えば各サブタンク２に対応する組数が形成されている。本実施形態では、図１に示すように４つのサブタンク２が設けられているため、例えば２列のノズルＮＺが４組、合計で８列のノズルＮＺが設けられている。ノズルＮＺの１列は、例えばＸ方向に配列された１８０個のノズルＮＺによって構成されている。図４には、８列×１８０個のノズルＮＺのうち、一部（２列×１６個）のノズルＮＺが示されている。
【００４４】
流路基板４２は、ノズル基板４３と振動板４１との間に配置されている。流路基板４２は、インク流路となる流路部、具体的には、共通インク室４４、インク供給口４５及び圧力室４６となる中空部が区画形成されている。流路基板４２としては、例えばシリコンウエハなどの結晶性を有する基材を用いて形成されている。本実施形態では、例えば当該シリコンウエハを異方性エッチング処理することによって作製されている。
【００４５】
振動板４１は、例えばステンレス鋼等の金属板の表面に弾性フィルムをラミネート加工した二重構造の板状部材である。振動板４１のうち圧力室４６に対応する部分には、島部４８が形成されている。島部４８の周囲は、金属板が例えばエッチングなどによって除去されて凹部が形成されている。当該凹部には、弾性フィルムが露出して設けられている。島部４８には、圧電振動子３８の先端面が接合されている。島部４８は、弾性フィルムを変形させるダイヤフラム部として機能する。つまり、圧電振動子３８の作動に応じて、島部４８が周囲の弾性フィルムを変形するように構成されている。振動板４１は、流路基板４２の一方の開口面を封止し、コンプライアンス部４９としても機能する。このコンプライアンス部４９に相当する部分についてはダイヤフラム部と同様に、弾性フィルムが露出した構成となっている。
【００４６】
上記の噴射ヘッドＨＤにおいて、フレキシブルケーブル４０を通じて駆動信号が圧電振動子３８に供給されると、この圧電振動子３８が長手方向（図中上下方向）に伸縮し、圧電振動子３８が島部４８を移動させ、弾性フィルムを変形させる。弾性フィルムが圧力室４６に近接する方向或いは離隔する方向に変形すると、圧力室４６の容積が変化し、圧力室４６内のインクＬに圧力変動が生じる。この圧力変動によってノズルＮＺからインク滴Ｄが吐出される。
【００４７】
図５は、噴射ヘッドＨＤの流路ユニット１９の構成を示す図である。  
図５には、Ｘ方向に配置された複数（例えば３つ）のノズルＮＺ１、ＮＺ２及びＮＺ３を例に挙げて示している。ノズルＮＺ１〜ＮＺ３には、それぞれ圧力室４６ａ〜４６ｃが接続されている。各圧力室４６ａ〜４６ｃには、それぞれ圧力変動部である圧電振動子３８ａ〜３８ｃが取り付けられている。圧電振動子３８ａ〜３８ｃは、例えば制御装置ＣＯＮＴの制御により、個別に変形可能に設けられている。
【００４８】
ノズルＮＺ１〜ＮＺ３は、例えばＸ方向に隣接して配置されている。圧力室４６ａ〜４６ｃは、当該ノズルＮＺ１〜ＮＺ３の配置に対応して、同様にＸ方向に隣接して配置されている。このようにノズルＮＺと圧力室４６とが対応するように配置されている。圧力室４６ａは、例えば壁部４７ａ及び壁部４７ｂによって区切られている。圧力室４６ｂは、例えば壁部４７ｂ及び壁部４７ｃによって区切られている。圧力室４６ｃは、例えば壁部４７ｃ及び壁部４７ｄによって区切られている。
【００４９】
このように、図５に示す例においては、壁部４７ｂ及び壁部４７ｃは２つの圧力室の間にそれぞれ配置されていることになる。したがって、圧力室４６ａは、壁部４７ｂを介して圧力室４６ｂに隣接して配置されることになる。また、圧力室４６ｃは、壁部４７ｃを介して圧力室４６ｂに隣接して配置されることになる。
【００５０】
図６は印刷装置ＰＲＴの電気的な構成を示すブロック図である。  
印刷装置ＰＲＴは、印刷装置ＰＲＴ全体の動作を制御する制御装置ＣＯＮＴを備えている。制御装置ＣＯＮＴには、印刷装置ＰＲＴの動作に関する各種情報を入力する入力装置５９、印刷装置ＰＲＴの動作に関する各種情報を記憶した記憶装置６０、時間の計測を実行可能な計測装置６１などが接続されており、上述した搬送機構ＣＶや、ヘッド移動機構ＡＣ、メンテナンス機構ＭＮ等が接続されている。
【００５１】
印刷装置ＰＲＴは、それぞれの圧電振動子３８に入力する駆動信号を発生する駆動信号発生器６２を備えている。この駆動信号発生器６２は、制御装置ＣＯＮＴに接続されている。駆動信号発生器６２には、噴射ヘッドＨＤの圧電振動子３８に入力する吐出パルスの電圧値の変化量を示すデータ、及び吐出パルスの電圧を変化させるタイミングを規定するタイミング信号が入力される。駆動信号発生器６２は、各圧電振動子３８に対して、個別に駆動信号を供給可能に設けられている。
【００５２】
制御装置ＣＯＮＴは、例えば駆動信号発生器６２に対して、２種類の駆動信号を生成するように制御するようになっている。このような２種類の駆動信号として、図７に示すように、具体的には、圧力室４６の圧力が増加するように圧電振動子３８を変形させる第１電気信号と、圧力室４６の圧力が減少するように圧電振動子３８を変形させる第２電気信号とが挙げられる。
【００５３】
図７に示すように、第１電気信号は、例えば時刻に応じて電圧値が変化する所定の波形を有する電圧信号である。第１電気信号の出力値は、例えば時刻ｔ０〜ｔ１においては基準電圧値のまま推移する。圧電振動子３８は、第１電気信号における最大電圧値の際に最も縮み、最小電圧値の際に変形量が最も小さくなる性質を持っている。
【００５４】
第１電気信号においては、時刻ｔ１〜ｔ２にかけて出力値が増加し、時刻ｔ２において最大電圧値となる。出力値の増加により圧電振動子３８が縮み始め、第１電気信号が最大電圧値のときに圧電振動子３８の当該変形量（縮み量）が最大になる。この際、圧力室４６の容積が膨張する方向に変形して、インクがインク供給口４５から圧力室４６に供給される。そして、時刻ｔ２〜ｔ３の間、当該最大電圧値が維持され、圧力室４６の膨張状態も維持される。
【００５５】
当該第１電気信号は、時刻ｔ３に達すると出力値が減少し始め、時刻ｔ３〜ｔ４にかけて出力値が減少し、時刻ｔ４において最小電圧値となる。出力値の減少により圧電振動子３８は縮んだ状態から急激に伸長する。これにより、圧力室４６は膨張状態から急激に収縮され、圧力室４６内のインクが加圧されてノズルＮＺからインクが噴出される。なお、図７では、最大電圧値と最小電圧値との差を、例えばＶｈとして表している。
【００５６】
当該第１電気信号においては、最小電圧値が時刻ｔ４〜ｔ５の間維持される。時刻ｔ５に達すると電圧値が増加し始め、時刻ｔ５〜ｔ６にかけて出力値が増加し、時刻ｔ６において基準電圧値となる。このため、一旦初期状態よりも縮んだ状態の圧電振動子３８が再び初期状態の長さに戻ることになる。
【００５７】
一方、第２電気信号は、図７に示す第１電気信号の波形に対して基準電圧値を基準として正負を反転させると共に振幅を縮小した波形を有する電気信号である。具体的には、時刻ｔ１に達すると出力値が減少し始め、時刻ｔ１〜ｔ２にかけて出力値が減少し、時刻ｔ２において最小電圧値となる。出力値の減少により圧電振動子３８が伸び始め、第２電気信号が最小電圧値のときに圧電振動子３８の当該変形量（伸び量）が最大になる。この圧電振動子３８の変形により島部４８が引っ張られ、圧力室４６が減圧されることになる。時刻ｔ２〜ｔ３の間、当該最小電圧値が維持される。
【００５８】
当該第２電気信号は、時刻ｔ３に達すると出力値が増加し始め、時刻ｔ３〜ｔ４にかけて出力値が増加し、時刻ｔ４において最大電圧値となる。このときの最大電圧値は、例えば基準電圧値よりも高い値である。出力値の増加により圧電振動子３８の縮み量が減少し、基準電圧値よりも高い値となると圧電振動子３８が縮み始める。第２電気信号が最大電圧値となると圧電振動子３８の変形量（縮み量）が最大になる。したがって、圧電振動子３８は、このときにおいては初期状態よりも一旦縮んだ状態となる。なお、図７では、最大電圧値と最小電圧値との差を、例えばＶｋとして表している。第２電気信号の最大電圧値と最小電圧値との差Ｖｋは、第１電気信号の最大電圧値と最小電圧値との差Ｖｈよりも小さい値となる。
【００５９】
当該第２電気信号においては、最大電圧値が時刻ｔ４〜ｔ５の間維持される。時刻ｔ５に達すると電圧値が減少し始め、時刻ｔ５〜ｔ６にかけて出力値が減少し、時刻ｔ６において基準電圧値となる。このため、一旦初期状態よりも縮んだ状態の圧電振動子３８が再び初期状態の長さに戻ることになる。なお、第２電気信号よって変形する圧電振動子３８の変形量の幅は、第１電気信号によって変形する圧電振動子３８の変形量の幅よりも小さくなる。
【００６０】
次に、上記のように構成された印刷装置ＰＲＴの動作を説明する。  
噴射ヘッドＨＤによる印刷動作を行う場合、制御装置ＣＯＮＴは、搬送機構ＣＶによって媒体Ｍを噴射ヘッドＨＤの−Ｚ側に配置させる。媒体Ｍを配置させた後、制御装置ＣＯＮＴは、噴射ヘッドＨＤを移動させつつ、印刷する画像の画像データに基づいてノズルＮＺに係る駆動信号発生器６２から圧電振動子３８に駆動信号を入力する。
【００６１】
圧電振動子３８に駆動信号が入力されると、圧電振動子３８が伸縮する。圧電振動子３８の伸縮により、圧力室４６の容積が変化し、インクを収容した圧力室４６の圧力が変動する。この圧力の変動によって、ノズルＮＺからインクが噴射される。ノズルＮＺから噴射されたインクによって、媒体Ｍに所望の画像が形成される。なお、圧電振動子３８を伸縮させる場合、上記の第１電気信号を圧電振動子３８に供給しても構わない。また、第１電気信号とは異なる駆動信号を圧電振動子３８に供給しても構わない。
【００６２】
噴射ヘッドＨＤの内部では、時間の経過に伴って気泡が成長したりインクが増粘したりすることでインクの吐出速度や吐出量が所望の値を超えてしまい、吐出不良が生じる場合がある。そこで、噴射ヘッドＨＤのメンテナンス動作を例えば任意にあるいは定期的に行う。
【００６３】
メンテナンス動作としては、例えばフラッシング動作、キャッピング動作、クリーニング動作などが挙げられる。  
例えばフラッシング動作を行う場合、制御装置ＣＯＮＴは、噴射ヘッドＨＤをホームポジションまで移動させ、噴射ヘッドＨＤの噴射面ＨＤａとキャッピング機構ＣＰとを対向させた状態とする。この状態で、制御装置ＣＯＮＴは、駆動信号発生器６２を介して圧電振動子３８を振動させる。この動作により、ノズルＮＺからインクが噴射されて排出される。排出されたインクは、キャッピング機構ＣＰに収容され、不図示の廃液回収機構を介して回収される。
【００６４】
このフラッシング動作を行う際、制御装置ＣＯＮＴは、図８に示すように、複数のノズルＮＺのうち所定のノズル（例えばノズルＮＺ２）からインクを排出させる際、所定のノズルＮＺに連通された圧力室４６ｂの圧力を増加させる加圧動作と、圧力室４６ｂに隣接する圧力室４６ａ及び４６ｃの圧力を減少させる減圧動作とを同期させて行わせる。
【００６５】
具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、圧力室４６ｂの圧力を調整する圧電振動子３８ｂに対して駆動信号発生器６２から第１電気信号を供給させると共に、当該第１電気信号の供給に同期させるように、圧力室４６ａ及び４６ｃの圧力を調整する圧電振動子３８ａ及び３８ｃに対して駆動信号発生器６２から第２電気信号を供給する。
【００６６】
図８に示すように、まず加圧動作により、圧力室４６ｂを区切る壁部４７ｂ及び４７ｃは、当該圧力室４６ｂの外側に向けて変形する。一方、圧力室４６ｂに隣接する圧力室４６ａ及び４６ｃの減圧動作により、圧力室４６ａ及び４６ｃの内側に向けて変形しようとする力が壁部４７ｂ及び４７ｃに対して作用する。
【００６７】
したがって、加圧動作及び減圧動作を同期させて行うことにより、圧力室４６ｂの外側へ向けて壁部４７ｂ及び４７ｃを変形させようとする力が、壁部４７ｂ及び壁部４７ｃを挟んだ両側から加わることになる。このため、圧力室４６ｂの加圧動作のみを行う場合に比べて、圧力室４６ｂが強く加圧されることになり、その分、一動作でのインクの排出体積を増加することになる。
【００６８】
なお、例えば圧力室４６ｂに加圧動作のみを行う場合、壁部４７ｂ及び４７ｃが変形する。このとき、圧力室４６ａ及び４６ｃの天井部分（＋Ｚ側の面）のうち例えば弾性シートが露出されていない部分（振動板４１のステンレス鋼が残っている部分）が、壁部４７ｂ及び４７ｃの変形の反力により、＋Ｚ側に変形してしまうことがある。
【００６９】
このため、例えば圧力室４６ａ〜４６ｃに同時に加圧動作を行う場合、当該反力の影響を相互に受けるため、島部４８ａ〜４８ｃの変位量が少なくなってしまい、ノズルＮＺ１〜ＮＺ３からのインクの排出特性が低くなってしまうことになる。これに対して、本実施形態では、加圧動作を行う圧力室４６ｂに隣接する圧力室４６ａ、４６ｃに対しては減圧動作を行わせるため、振動板４１に対して作用する反力を吸収させることができる。これにより、このようなインクの排出特性の低下が回避される。
【００７０】
また、本実施形態では、制御装置ＣＯＮＴは、複数のノズルＮＺについて、ノズルＮＺの配列方向（Ｘ方向）に沿って順にインクを排出させる。このインク排出動作について、制御装置ＣＯＮＴは、例えば４段階に亘ってインクの排出を行わせるようにする。具体的には、図９及び図１０に示す動作Ａ〜動作Ｄを行わせる。図９は、１つのノズル列の一部分におけるフラッシング動作の様子を示す図である。図１０は、フラッシング動作時において圧電振動子３８に供給する信号を示す図である。図９及び図１０では、図４に対応させるため、ノズル列のうち１６個のノズルＮＺを代表させて示している。
【００７１】
動作Ａでは、Ｘ方向に形成されたノズル列のうち例えば最も＋Ｘ側のノズル（図４、図９及び図１０に♯１で示されるノズル）ＮＺと、当該ノズルＮＺから−Ｘ方向に３つおきに配置されたノズルＮＺ（同図に♯５、♯９、♯１３と示される各ノズル）からインクを排出させるようにする。
【００７２】
この場合、制御装置ＣＯＮＴは、インクを排出させるノズルＮＺ（♯１、♯５、♯９、♯１３）に接続される圧力室４６については、それぞれ加圧動作を行わせるようにする。したがって、当該圧力室４６の圧電振動子３８に対しては、第１電気信号を供給する。また、インクを排出させるノズルに隣接するノズルＮＺ（♯２、♯４、♯６、♯８、♯１０、♯１２、♯１４）については、上記加圧動作に同期するように減圧動作を行わせる。
【００７３】
動作Ｂでは、図９に示すように、ノズル列のうち動作Ａでインク排出を行ったノズルＮＺに対して１つ−Ｘ側にずれた位置に配置されるノズルＮＺ（♯２、♯６、♯１０、♯１４）からインクを排出させるようにする。この場合、制御装置ＣＯＮＴは、インクを排出させるノズルＮＺ（♯２、♯６、♯１０、♯１４）に接続される圧力室４６については、それぞれ加圧動作を行わせるようにする。また、インクを排出させるノズルに隣接するノズルＮＺ（♯１、♯３、♯５、♯７、♯９、♯１１、♯１３、♯１５）については、上記加圧動作に同期するように減圧動作を行わせる。
【００７４】
したがって、図１０に示すように、圧力室４６（♯２、♯６、♯１０、♯１４）の圧電振動子３８に対しては、第１電気信号を供給する。また、圧力室４６（♯１、♯３、♯５、♯７、♯９、♯１１、♯１３、♯１５）の圧電振動子３８に対しては、第２電気信号を供給する。
【００７５】
動作Ｃでは、図９に示すように、ノズル列のうち動作Ｂでインク排出を行ったノズルＮＺに対して１つ−Ｘ側にずれた位置に配置されるノズルＮＺ（♯３、♯７、♯１１、♯１５）からインクを排出させるようにする。この場合、制御装置ＣＯＮＴは、インクを排出させるノズルＮＺ（♯３、♯７、♯１１、♯１５）に接続される圧力室４６については、それぞれ加圧動作を行わせるようにする。また、インクを排出させるノズルに隣接するノズルＮＺ（♯２、♯４、♯６、♯８、♯１０、♯１２、♯１４）については、上記加圧動作に同期するように減圧動作を行わせる。
【００７６】
したがって、図１０に示すように、圧力室４６（♯３、♯７、♯１１、♯１５）の圧電振動子３８に対しては、第１電気信号を供給する。また、圧力室４６（♯２、♯４、♯６、♯８、♯１０、♯１２、♯１４）の圧電振動子３８に対しては、第２電気信号を供給する。
【００７７】
動作Ｄでは、図９に示すように、ノズル列のうち動作Ｃでインク排出を行ったノズルＮＺに対して１つ−Ｘ側にずれた位置に配置されるノズルＮＺ（♯４、♯８、♯１２、♯１６）からインクを排出させるようにする。この場合、制御装置ＣＯＮＴは、インクを排出させるノズルＮＺ（♯４、♯８、♯１２、♯１６）に接続される圧力室４６については、それぞれ加圧動作を行わせるようにする。また、インクを排出させるノズルに隣接するノズルＮＺ（♯３、♯５、♯７、♯９、♯１１、♯１３、♯１５）については、上記加圧動作に同期するように減圧動作を行わせる。
【００７８】
したがって、図１０に示すように、圧力室４６（♯４、♯８、♯１２、♯１６）の圧電振動子３８に対しては、第１電気信号を供給する。また、圧力室４６（♯３、♯５、♯７、♯９、♯１１、♯１３、♯１５）の圧電振動子３８に対しては、第２電気信号を供給する。
【００７９】
動作Ｄが終了した後、図９及び図１０に示すように、動作Ａ〜Ｄを再度繰り返すようにしても構わないし、動作Ｄの終了と共にフラッシング動作を終了させるようにしても構わない。上記の動作Ａ〜動作Ｄにおいては、Ｘ方向に配列されたノズルＮＺのうち４つずつが交代で排出を行うこととなる。
【００８０】
これら４つのノズルＮＺに接続されたそれぞれの圧力室４６の圧電振動子３８は、動作Ａ〜動作Ｄの中で第１電気信号及び第２電気信号の両方が切り替わり供給されることになる。また、４つの圧電振動子３８は、動作Ａ〜動作Ｄの中で、第１電気信号及び第２電気信号のいずれも供給されない期間をそれぞれ有している。この期間においては、ノズルＮＺに形成されるインクのメニスカスが安定することになる。
【００８１】
以上がフラッシング動作の一例である。なお、フラッシング動作の他に、例えばキャッピング動作を行う場合には、制御装置ＣＯＮＴは、噴射ヘッドＨＤをホームポジションに移動させ、当該移動の後、キャッピング機構ＣＰを＋Ｚ側へ移動させて噴射ヘッドＨＤの噴射面ＨＤａを例えば密閉させる。
【００８２】
また、クリーニング動作を行う場合には、制御装置ＣＯＮＴは、キャッピング機構ＣＰによって噴射面ＨＤａを密閉させた状態で吸引機構ＳＣを作動させ、噴射面ＨＤａ上の空間を吸引させる。この動作により噴射面ＨＤａ上の空間が負圧になり、当該負圧によって各ノズルＮＺからインクを強制的に排出させる。排出されたインクは、吸引機構ＳＣによって吸引され、不図示の廃液回収機構によって回収される。
【００８３】
以上のように、本実施形態によれば、加圧動作により圧力室４６ｂの壁部４７ｂ及び４７ｃが圧力室４６ｂの外側に向けて変形しようとし、減圧動作により当該壁部４７ｂ及び４７ｃが圧力室４６ａ及び４６ｃの内側に向けて変形しようとする。当該加圧動作及び減圧動作を同期させて行うと、加圧動作のみを行う場合に比べて、壁部４７ｂ及び４７ｃが圧力室４６ｂの外側へ向けてより強い力で変形することになる。このため、圧力室４６ｂの加圧を強くすることができ、インクの排出特性を高めることができる。これにより、クリーニング動作を行わなくても、噴射ヘッドＨＤ内の例えば増粘したインクなどをフラッシング動作によって排出することができるため、インクの排出量を抑えつつインクの噴射特性を維持することができる。
【００８４】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。  
例えば、上記実施形態では、第２電気信号が、第１電気信号の波形に対して基準電圧値を基準として正負を反転させると共に振幅を縮小した波形を有する場合を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば、図１１に示すように、第２電気信号の出力値が時刻ｔ２からｔ３において最小電圧値となった後、基準電圧値を超えること無く時刻ｔ４において当該基準電圧値に戻るような形状であっても構わない。
【００８５】
また、上記実施形態においては、加圧動作と減圧動作とを同期させて行わせる例として、例えば圧電振動子３８に対して第１電気信号と第２電気信号とを同じタイミングで供給する場合を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば第１電気信号と第２電気信号とで供給のタイミングがずれていても構わない。この場合、第１電気信号による圧電振動子３８の加圧動作と、第２電気信号による圧電振動子３８の減圧動作とが時間的に重なっていれば良い。
【符号の説明】
【００８６】
ＰＲＴ…印刷装置  Ｍ…媒体  ＰＢ…筐体  ＩＪ…インク噴射機構  ＣＶ…搬送機構  ＭＮ…メンテナンス機構  ＣＯＮＴ…制御装置  ＨＤ…噴射ヘッド  ＮＺ…ノズル  ３８（３８ａ〜３８ｃ）…圧電振動子  ４６（４６ａ〜４６ｃ）…圧力室  ４７ａ〜４７ｄ…壁部  ６２…駆動信号発生器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005621299.tif 000008
【図８】
0005621299.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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