(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル開口が穿設されたノズルプレートと、圧電振動子の変位により変形する振動板とにより形成された圧力発生室を備えたインクジェット記録ヘッドと、
前記ノズル開口からインク滴を吐出させる第１の駆動信号と、ノズル開口からインク滴が吐出しない程度にメニスカスを振動させる第２の駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、
前記記録ヘッドが非印刷状態におかれている場合には、前記第２の駆動信号をインク滴吐出周期よりも長い周期で前記圧電振動子に印加する第１のモードと、前記記録ヘッドが非印字状態から印字状態に切り替わる際には、印刷直前に前記第１のモードにおける印加時間よりも長い時間連続して前記第２の駆動信号を前記圧電振動子に印加する第２のモードとを選択する手段と、
を備えてなるインクジェット式記録装置。
【請求項２】
前記第２の駆動信号の継続時間が前記圧力発生室の固有振動周期に一致するように設定されている請求項１のインクジェット式記録装置。
【請求項３】
ノズル開口が穿設されたノズルプレートと、圧電振動子の変位により変形する振動板とにより形成された圧力発生室を備えたインクジェット記録ヘッドと、
外部からのタイミング信号に同期してインク滴を吐出させる第１の駆動信号と、ノズル開口からインク滴が吐出しない程度にメニスカスを振動させる第２の駆動信号と、前記ノズル開口のメニスカスを振動させることができ、かつ前記第２の駆動信号によりも振幅が小さい振動を誘起する第３の駆動信号とを発生する駆動信号発生回路と、
前記インクジェット記録ヘッドが印刷休止状態で、かつキャッピング手段により封止されていない状態では前記第２の駆動信号を間欠的に前記圧電振動子に印加する第１のモードと、前記インクジェット記録ヘッドが印刷可能速度に向けて加速されて印刷速度に到達する直前に前記第１のモードにおける前記第２の駆動信号の印加時間よりも長い時間連続して前記第２の駆動信号を前記圧電振動子に印加する第２のモードと、前記インクジェット記録ヘッドが印刷領域で待機状態に入るとインク滴吐出周期に一致して前記圧電振動子の全てに前記第３の駆動信号を印加するとともに、インク滴の吐出を実行する前記圧電振動子には前記第１の駆動信号を印加してインク滴を吐出させる第３のモードとを選択する手段と、
を備えてなるインクジェット式記録装置。
【請求項４】
前記第２の駆動信号、及び第３の駆動信号の継続時間が前記圧力発生室の固有振動周期に一致するように設定されている請求項３のインクジェット式記録装置。
【請求項５】
前記第２の駆動信号、及び第３の駆動信号が環境温度に対応して立ち上がり勾配、及び立ち下がり勾配が変化する請求項１、または請求項３のインクジェット式記録装置。
【請求項６】
前記第２の駆動信号、及び第３の駆動信号が印刷時のインク滴の吐出量に応じてその電圧が変更される請求項１、または請求項３のインクジェット式記録装置。
【請求項７】
前記第２の駆動信号が、複数のノズル開口列に一定の時間差をおいて印加される請求項１、または請求項３のインクジェット式記録装置。
【請求項８】
ノズル開口に連通し、圧電振動子の変位により変形する振動板により一壁面が形成された圧力発生室を備えたインクジェット記録ヘッドと、
前記インクジェット記録ヘッドのノズル開口を封止するキャッピング手段と、
前記ノズル開口からインク滴を吐出させる第１の駆動信号と、
ノズル開口からインク滴が吐出しない程度にメニスカスを振動させる第２の駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、
前記インクジェット記録ヘッドが非印字状態では、前記第２の駆動信号を所定時間継続するように所定周期で前記圧電振動子に印加し、また前記インクジェット記録ヘッドの移動が停止している状態から印刷が可能な速度に加速されて印字可能な速度に到達する直前に、前記第２の駆動信号を前記所定時間よりも長い時間、前記圧電振動子に印加する手段と、
を備えてなるインクジェット式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、オンデマンド型インクジェット記録ヘッドを用いた記録装置のノズル開口の目詰まり防止技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オンデマンド型インクジェット記録ヘッドは、複数のノズル開口と、各ノズル開口に連通する圧力発生室とを備え、印刷信号に対応して圧力発生室を膨張、収縮させてインク滴を発生させるように構成されている。このような記録ヘッドは、印刷動作をおこなっているノズル開口では新しいインクが順次供給されるため、目詰まりの虞がほとんどないものの、例えば上下端等のノズル開口のようにインク滴吐出の機会が極めて低いものや、また休止状態におかれると目詰まりが生じやすい。
【０００３】
このため、印刷動作を一定時間継続した場合には、記録ヘッドを非印刷領域のキャッピング手段まで待避させ、ここで圧電振動子に駆動信号を印加してキャップに向かってすべてのノズル開口からインク滴を強制的に噴出させる、いわゆるフラッシング動作を行わせることが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような対策を講じると印刷動作が中断されて印刷速度の低下や、またインクの消費を招くため、印刷動作中にインク滴を発生しないノズル開口に連通する圧力発生室に設けられた圧電振動子に、インク滴を吐出させない程度の微小な駆動信号を印加して、ノズル開口近傍のメニスカスを微小振動させて目詰まりを防止する技術が数多く提案されている（特開昭５５−１２３４７６号公報、特開昭５７−６１５７６号公報、米国特許第４３５０９８９号明細書）。
【０００５】
これらによればフラッシング動作の回数を減らして印刷速度の低下やインクの消費を防止できるものの、微小振動に起因する可聴音が騒音となったり、また圧電振動子の振動回数が飛躍的に多くなるため、記録ヘッドの寿命を短縮するという問題がある。
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、圧電振動子の振動回数を減らしつつ、ノズル開口の目詰まりを確実に防止することができるインクジェット式記録装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような問題を解消するために、ノズル開口が穿設されたノズルプレートと、圧電振動子の変位により変形する振動板とにより形成された圧力発生室を備えたインクジェット記録ヘッドと、前記ノズル開口からインク滴を吐出させる第１の駆動信号と、ノズル開口からインク滴が吐出しない程度にメニスカスを振動させる第２の駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、前記記録ヘッドが非印刷状態におかれている場合には、前記第２の駆動信号をインク滴吐出周期よりも長い周期で前記圧電振動子に印加する第１のモードと、前記記録ヘッドが非印字状態から印字状態に切り替わる際には、印刷直前に前記第１のモードにおける印加時間よりも長い時間連続して前記第２の駆動信号を前記圧電振動子に印加する第２のモードとを選択する手段と、を備えるようにした。
【０００７】
【作用】
休止状態ではメニスカスを必要最低限の周期で微小振動させて圧電振動子の疲労を低減しつつ目詰まりを防止する。また印刷開始直前には微小振動を連続的に行わせてノズル開口の目詰まりを確実に解消し、かつノズル開口近傍のインクを圧力発生室のインクと交換させてから印刷動作に入る。
【０００８】
【発明の実施の形態】
そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明のプリンタの印刷機構周辺の構造を示すものであって、図中符号１は、キャリッジで、タイミングベルト２を介してパルスモータ３に接続されていて、ガイド部材４に案内されて記録用紙５の紙幅方向に往復動するように構成されている。
【０００９】
キャリッジ１には記録用紙５と対向する面、この実施例では下面に後述するインクジェット式記録ヘッド６が取り付けられている。インクジェット式記録ヘッド６は、キャリッジ１の上部に載置されているインクカートリッジ７からインクの補給を受けてキャリッジ１の移動に合わせて記録用紙５にインク滴を吐出してドットを形成して、記録用紙に画像や文字を印刷する。
【００１０】
８は、キャッピング装置で、非印刷領域に設けられていて、休止中に記録ヘッド６のノズル開口を封止する一方、印刷動作中に行なわれるフラッシング動作による記録ヘッド６からのインク滴を受けるものである。なお、図中符号９は、クリーニング手段を示す。
【００１１】
図２は、記録ヘッド６の一実施例を示すものであって、図中符号１０は第１の蓋板で、厚さ１０μｍ程度のジルコニアの薄板から構成され、その表面に、後述する圧力発生室１１に対向するように駆動電極１２が形成されている。この駆動電極１２の表面にＰＺＴ等からなる圧電振動板１３が形成されている。
【００１２】
圧力発生室１１は、圧電振動板１３のたわみ振動を受けて収縮、膨張してノズル開口１４からインク滴を吐出し、またインク供給口１５を介して共通のインク室１６のインクを吸引する。
【００１３】
１７は、スペーサで、圧力発生室１１を形成するのに適した厚さ、例えば１５０μｍのジルコニア（ＺｒＯ２）などのセラミックス板に通孔を穿設して構成されていて、後述する第２の蓋体１８と第１の蓋体１０とにより両面を封止されて前述の圧力発生室４を形成している。
【００１４】
１８は、第２の蓋体で、やはりジルコニア等のセラミック板に後述するインク供給口１５と圧力発生室１１とを接続する連通孔１９と、圧力発生室１１のインクをノズル開口１４に向けて吐出するインク吐出口２０を穿設して構成され、スペーサ１７の他面に固定されている。
【００１５】
これら各部材１０、１７、１８は、粘土状のセラミックス材料を所定の形状に成形し、これを積層して焼成することにより接着剤を使用することなくアクチュエータユニット２１に纏められている。
【００１６】
２２は、インク供給口形成基板で、アクチュエータユニット２１の固定基板を兼ねるとともに、インクカートリッジとの接続部材も設けることができるように、耐インク性を備えた不錆鋼等の金属やセラミックスにより構成されている。
【００１７】
このインク供給口形成基板２２には、圧力発生室１１側の一端側に後述する共通のインク室１６と圧力発生室１１とを接続するインク供給口１５が設けられ、また圧力発生室１１の他端側にはノズル開口１４とアクチュエータユニット２１のインク吐出口２０とを接続する連通孔２３が設けられている。
【００１８】
２４は、共通のインク室形成基板で、共通のインク室１６を形成するに適した厚み、例えば１５０μｍのステンレス鋼などの耐蝕性を備えた板材に、共通のインク室１６の形状に対応する通孔と、ノズルプレート２５のノズル開口１４とインク吐出口２０とを接続する連通孔２６を穿設して構成されている。
【００１９】
これらインク供給口形成基板２２、共通のインク室形成基板２４、及びノズルプレート２５は、それぞれの間に熱溶着フィルムや接着剤等からなる接着層Ｓ，Ｓにより流路ユニット２７に纏められている。
【００２０】
この流路ユニット２７のインク供給口形成基板２２の表面に、接着剤によりアクチュエータユニット１を固定することにより記録ヘッドが構成されている。
【００２１】
このような構成により、圧電振動子１３への充電が行われて、圧電振動子１３がたわむと、圧力発生室１１が収縮する。これにより圧力発生室１１のインクが加圧されてノズル開口１４からインク滴として吐出し、記録用紙にドットを形成できる。
【００２２】
所定時間の経過後に圧電振動子１３の電荷が放電されると、圧電振動子１３が元の状態に戻る。これにより、圧力発生室１１が膨張して、共通のインク室１６のインクがインク供給口１５を経由して圧力発生室１１に流れ込み、次の印字のためのインクが圧力発生室１１に補給される。
【００２３】
一方、圧電振動子１３にインク滴を吐出させない程度の微小な電圧で圧電振動子１３を充電して圧電振動子１３を微小量たわませると、圧力発生室１１も少し収縮する。これにより、ノズル開口１４近傍のメニスカスがノズル開口１４側に微小量押し出される。
【００２４】
ついで圧電振動子１３の電荷を放電させて元の状態に復帰させると、圧力発生室１１が微小量膨張してノズル開口側に押し出されていたメニスカスが圧力発生室１１側に引き戻される。
【００２５】
このように圧電振動子１３を印刷タイミングと同一の周期で微小量たわませたり、また元の状態に復帰させると、ノズル開口近傍のメニスカスも微小量振動して、ノズル開口近傍のインクが圧力発生室１１のインクと置換されて目詰まりを防止するのに役立つ。
【００２６】
図３は、上述の記録ヘッド６を駆動する制御装置の一実施例を示すもので、図中符号３０は、制御手段で、ホストからの印刷指令信号や印刷データを受けて後述する駆動信号発生回路３１、ヘッド駆動回路３２、及びキャリッジ駆動回路３３を制御して印刷動作を実行させるとともに、後述する印刷タイマ３６の計時データにより、キャッピング位置でフラッシングを行わせたり、前述したメニスカスを微小振動させるための第２、第３の駆動信号の大きさや印加周期や時間を制御するものである。
【００２７】
駆動信号発生回路３１は、ノズル開口１１からインク滴を吐出させるのに必要な電圧値ＶＨの台形状の第１の駆動信号（図４（イ））を発生するように構成されている。
第１の駆動信号は、その継続時間Ｔ１が圧力発生室１３の固有振動周期Ｔｃ、つまり
ノズル開口１１のイナータンスをＬｎ、インク供給口のイナータンスをＬｉ、振動板のコンプライアンスをＣｖ、インクのコンプライアンスをＣｉｎｋとしたとき、
Ｔｃ＝２π√〔（ＣＶ＋Ｃｉｎｋ）×Ｌｎ×Ｌｉ〕／（Ｌｎ＋Ｌｉ）
により表される値に一致させて設定されている。
これにより圧電振動子１３の変位をメニスカスの運動に有効に変換することが可能となる。
【００２８】
駆動回路３２は、印刷データに対応する圧電振動子１３に駆動信号発生回路３１の第１の駆動信号（図４（イ））を選択的に印加し、また待機状態では第１の駆動信号の１／２程度の第２の駆動信号（図４（ロ））を、さらに印刷期間中は印刷のためのインク吐出（第１の駆動信号によるインク吐出）の有無に関わりなく、第１の駆動信号の１／５程度の第３の駆動信号（図４（ハ））を印加するように構成されている。
【００２９】
すなわち、記録ヘッドが印刷領域に存在してかつ印刷データが存在する圧電振動子１３には、インク滴吐出前に第３の駆動信号（図４（ハ））をついで第１の駆動信号（図４（イ））とを対として印加し、また記録ヘッド６が印刷領域に存在してかつ印刷データが存在しない圧電振動子１３には第３の駆動信号（図４（ハ））だけを印加する。
【００３０】
３５は、第２、第３の駆動信号の電圧値、第２の駆動信号の勾配を温度に対応して調整するためのデータ、及び印刷時に消費されたインク量に対応して第２の駆動信号のレベルを調整するためのデータを格納するものである。３６は、印刷動作の継続時間を計時する印刷タイマで、印刷動作の開始により起動し、フラッシング動作によりリセットされるものである。
【００３１】
３７は印刷量カウンタで、印刷時に印刷されたドット数を計数してインク消費量を検出するものである。なお、図中３８は、記録ヘッド周辺の温度を検出する温度検出手段を示す。
【００３２】
図５は前述の駆動信号発生回路３１の一実施例を示すもので、図中符号４０は、外部装置からのタイミング信号を一定幅のパルス信号に変換するワンショットマルチバイブレータで、タイミング信号に同期して出力端子から正信号、負信号を出力する。一方の端子にはＮＰＮ型トランジスタ４１のベースが接続され、これにはＰＮＰ型トランジスタ４２が接続されていて、タイミング信号が入力した時点で、電源電圧ＶＨに到達するまでコンデンサ５３を一定電流Ｉｒで充電する。
【００３３】
ワンショットマルチバイブレータ４０の他方の端子にはＮＰＮ型トランジスタ４８が接続されていて、タイミング信号が切り替わった時点で、トランジスタ４２をオフとさせる一方、トランジスタ４８をオンにさせて、コンデンサ４３に充電されている電荷が略電圧零ボルトに低下するまで一定電流Ｉｆで放電させる。
【００３４】
すなわちトランジスタ４４のベースーエミッタ間電圧をＶＢＥ４４、抵抗４６の抵抗値をＲｒとすると、充電電流Ｉｒは
Ｉｒ＝Ｖｂｅ４４／Ｒｒ
となり、またコンデンサ４３の容量をＣ０とすると、充電電圧の立ち上がり時間Ｔｒは、
Ｔｒ≒Ｃ０×ＶＨ／Ｉｒ
となる。
【００３５】
一方、駆動信号の放電電流Ｉｆは、トランジスタ４５のベースーエミッタ間電圧をＶＢＥ４５、抵抗４７の抵抗値をＲｆとすると、
Ｉｆ＝Ｖｂｅ４５／Ｒｒ
となり、また立ち下がり時間は、
Ｔｆ≒Ｃ０×ＶＨ／Ｉｆ
となる。
【００３６】
この結果、コンデンサ４３の端子電圧は、図４（イ）に示したように一定の勾配αで上昇する領域と、一定値を保持する飽和領域と、一定の勾配βで降下する領域を備えた台形状の波形となり、トランジスタ４９，５０により電流増幅されて、端子５１から各圧電振動子１３、１３、１３‥‥に駆動信号として出力される。
【００３７】
つぎに上述した駆動信号発生回路３１の動作について説明する。
後述する駆動回路３２からの信号により全てのスイッチングトランジスタＴ，Ｔ，Ｔ‥‥が短時間だけオンとなる。これにより駆動信号発生回路３１からの電圧により全ての圧電振動子１３、１３、１３が充電を受けるが、その途中でパルス信号が立ち下がるため、スイッチングトランジスタＴ，Ｔ，Ｔ‥‥がオフとなってしまい、この時点までの時間により決まる電圧で充電が終了する。
【００３８】
このため、充電時間を制御することにより印刷休止中や印刷期間中に微小振動を生じさせるのに適した第２の駆動信号ＶＨ／２や、第３の駆動信号Ｖｈ／５を発生させることが可能となる。
【００３９】
この結果、圧電振動子１３は図４（ロ）、（ハ）に示したように印刷時と同一の勾配αを有し、かつインク滴吐出のための駆動信号ＶＨの１／２や１／５程度の小さな電圧でノズル開口１４からインク滴を飛翔させるには至らないたわみ振動を起こして、圧力発生室１１を微小膨張、収縮させてノズル開口１４近傍のメニスカスに微小な振動を与える。
【００４０】
そして、その周期Ｔ１がインク滴を吐出させるための第１の駆動信号と同一であるため、圧力発生室１１の固有振動周期に一致することになり、可及的に少ない変位で目詰まりを防止できる振幅でメニスカスを効率的に微小振動させることができる。
【００４１】
一方、制御手段３０から印字信号が入力すると、トランジスタ４２、４８をオンーオフさせて台形状の電圧、つまり第１の駆動信号を出力する。そして印刷対象となっている圧電振動子１３に接続されているスイッチングトランジスタＴ，Ｔ，Ｔ‥‥は、後述する駆動回路３２によりオンにされているから、駆動信号により電圧ＶＨまで充電されることになる。
【００４２】
この結果、駆動信号生回路３１で発生した駆動信号が圧電振動子１３に流れ込み、圧電振動子１３を一定電流で充電する。これにより印刷のためにインク滴を放出すべき圧電振動子１３，１３，１３‥‥が圧力発生室１１側にたわんで圧力発生室１１を収縮させて、ノズル開口１４からインク滴が吐出する。
【００４３】
そして一定時間が経過すると、トランジスタ４８がオンになってコンデンサ４３が放電されるので、これに伴って圧電振動子１３，１３，１３‥が放電して元の状態に復帰し、圧力発生室１１が膨張して共通のインク室１６のインクが圧力発生室１１に流れ込む。
【００４４】
以下、タイミング信号に合わせてドットを形成すべきノズル開口に属する圧電振動子１は、インク滴吐出の前に微小振動を誘起させることができる第３の駆動信号の印加をうけてから、インク滴を発生させることができる第１の駆動信号の印加を受け、またドットを形成しない圧電振動子１３には第３の駆動信号だけが印加されるため、全てのノズル開口１４のメニスカスがインク滴を形成する周期（以下、「インク滴吐出周期」という）に一致して微小振動する。
【００４５】
また、記録ヘッドが非印刷領域に移動した場合には、第１の駆動信号の１／２程度の第２の駆動信号が圧電振動子１３に印加されて、この電圧により充放電されて、印刷領域に存在する場合よりも大きな駆動力で微小振動が行なわれる。
【００４６】
このように構成された装置の動作を図６、７のタイミング図に基づいて説明する。
休止状態でかつ記録ヘッド６がキャッピング装置８で封止されていない状態では、制御手段３０は、データ記憶手段３５から休止期間中の微小振動を規定するデータを読出し、通常のインク滴吐出周期の複数分の時間Ｔ、例えば７５５ミリ秒を１周期として所定期間ΔＴ、例えば７５ミリ秒の間に１０８０回の微小振動を行わせ、その後６８０ミリ秒の間微小振動を中止させるというサイクルを休止期間中繰り返す。
【００４７】
このようにノズル開口１４が目詰まりを生じる時間よりも短い周期でメニスカスを連続的に所定時間だけ連続的に微小振動させることにより、ノズル開口近傍のインクと圧力発生室１１のインクとの交流を促して、ノズル開口近傍のインクの粘度を下げて目詰まりを防止する。
【００４８】
そして、微小振動を実行した時間ΔＴのほぼ９倍の時間の間、つまり微小振動後にノズル開口が目詰まりを生じる時間よりも短い時間の間、微小振動を停止することにより、ジュール熱により温度上昇した圧電振動子１３を冷却を促すとともに、常時微小振動を継続することに起因する圧電振動子１３の疲労を可及的に少なくする。
【００４９】
このような間欠的な複数回の微小振動により待機している状態で、印刷信号が入力してキャリッジ１が移動を開始すると、制御手段３０は、一定周期Ｔでの間欠的な微小振動を停止させてキャリッジ１を印刷可能速度に向けて加速しつつ、印刷速度に到達する直前に再び微小振動を休止期間中よりも長い時間、例えば７５ミリ秒以上の時間を連続して実行させる。これにより、ノズル開口近傍のインクが、粘度上昇を来していない圧力発生室１１のインクに置換されて、印刷時に確実に吐出可能となる。
【００５０】
このようにして印刷動作が行なわれる直前、例えば印刷信号が入力する１００ミリ秒以前に第２の駆動信号の出力を停止して、駆動信号発生回路３１がインク滴の吐出に必要なレベルの信号を出力できるように体制を整える。
キャリッジ１が印刷速度に到達して印刷データが入力すると、印刷タイマ３６をスタートさせる。この状態では、全ての圧電振動子１３に第３の駆動信号を印加してノズル開口１４のメニスカスを微小振動させる。すなわち、第３の駆動信号は、インク滴を吐出させるための第１の駆動信号に比較して、ＶH／５と低いから、圧電振動子１３がたわみ振動を行っても、インク滴を吐出させるまでには至らず、ただノズル開口１４近傍のメニスカスを微小振動させることになる。
【００５１】
このように印刷のために印刷領域で待機状態におかれている記録ヘッド６は、インク滴吐出周期に一致してインク滴吐出のための第１の駆動信号の１／５程度の電圧で圧電振動子１３が駆動されて（図７（III））、ノズル開口１４の目詰まりが防止される。
【００５２】
この状態で印刷信号が入力すると、キャリッジ１により記録ヘッド６を記録用紙５の幅方向に走査しながら、第３の駆動信号に引き続いて印刷を行うべき圧電振動子１３を第１の駆動信号の上昇電圧でたわませ、圧力発生室１３を収縮させてノズル開口１４からインク滴を吐出させる。そして所定時間が経過した時点で第１の駆動信号の降下電圧で圧電振動子１３を元の状態に復帰させ、圧力発生室１３を膨張させて共通のインク室１６のインクを圧力発生室１１に流入させる。
【００５３】
第１の駆動信号の印加が停止し、次のインク滴吐出周期が到来すると、前述と同様に第３の駆動信号を全ての圧電振動子１３に印加して、インク滴を吐出しなかったノズル開口１４の目詰まりを防止する。
【００５４】
印刷中に印刷タイマ３６の計時が所定時間、例えば１０秒になると、制御手段３０は、記録ヘッド６をフラッシング位置、つまりキャッピング装置８に対向する位置に移動させ、所定数、例えば数千ドット分のインク滴を吐出させる、定期フラッシング動作を実行させる。フラッシング動作が終了した時点で、印刷タイマ３６をリセットして再び計時動作を実行させ、上述の工程により再び印刷動作を開始する。
【００５５】
以後、印刷タイマ３６が所定時間を計時するごとに定期フラッシング動作を実行して、全てのノズル開口１４から強制的にインクを吐出させて目詰まりを防止する。
【００５６】
なお、上述の実施例においては非印字領域で休止期間中にメニスカスを微小振動させるために圧電振動子１３に印加する第２の駆動信号のレベルを一定値ＶＨ／２に維持しているが、印刷量カウンタ３７からのデータに基づいて記録ヘッド６が印刷領域や、また定期フラッシングで吐出したインク量を検出し、吐出したインク量が多い場合には、第２の駆動信号の電圧値を下げ、また少ない場合にはインク滴を吐出しない範囲内で電圧値を上昇させて、圧力発生室１１のインクの粘度を考慮しながら微小振動を行わせるようにすると、休止期間中の圧電振動子１３の負担を可及的に軽くしつつ、目詰まりを確実に防止することができる。
【００５７】
これら印刷期間中におけるインク滴の吐出量に対応する第２の駆動信号のレベルの設定は、吐出量と電圧値の関係を予め記憶手段３５に格納しておき、印刷量カウンタ３７の吐出量データに対応する電圧値を読み出すことにより簡単に実現できる。
【００５８】
また、インクは温度によりその粘度が大きく変化するため、圧電振動子１３に低い電圧の信号を印加してメニスカスに微小振動を行わせる場合には、微小振動の振幅値が温度により大きな変化を受ける。
【００５９】
このような問題を解消するため、電圧レベルを調整することも考えられるが、充電時間の制御が必要となるため、回路構成が複雑となる。このため、第２の駆動信号の電圧値は一定（ＶＨ／２）に維持しつつ、立ち上がり勾配、及び立ち下がり勾配だけを環境温度に対応させて調整するように構成されている。
【００６０】
すなわち、室温（２５°Ｃ）に対しては立ち上がり勾配αを４Ｖ／μ秒、立ち下がり勾配βを６．７Ｖ／μ秒とし、また温度１０°Ｃの低温に対しては立ち上がり勾配α１を５Ｖ／μ秒、立ち下がり勾配β１を８．４Ｖ／μ秒とし、さらに高温に対しては立ち上がり勾配α２を３Ｖ／μ秒、立ち下がり勾配β２を５Ｖ／μ秒として、圧電振動子１７のたわみ速度、及び復帰速度を、温度が低くなるほど高速度化させて、低温で粘度が高くなったインクの運動を助けるようにした。
【００６１】
これら各温度における立ち上がり勾配α、α１、α２、及び立ち下がり勾配β、β１、β２の調整は、記憶手段３５に予め温度と勾配α、α１、α２、β、β１、β２との関係を示すデータを格納しておき、温度検出手段３８からの温度信号により読み出すことにより簡単に実現できる。
【００６２】
また、上述の実施例では第３の駆動信号が室温、例えば２５°Ｃを基準として駆動信号の２０％程度の一定値に設定されているが、温度による粘度変化の大きなインクに対しては、１０°Ｃ程度の低温では駆動信号の１０％程度に、また４０°Ｃ程度の高温では駆動信号の３０％程度に調整すると、メニスカスを温度の変化に対応して十分に微小振動させることができる。
【００６３】
さらに、図９に示したように黒インク吐出用のノズル開口列Ｂ、シアンインク吐出用のノズル開口列Ｃ，マゼンタインク吐出用のノズル開口列Ｍ、及びイエロインク吐出用のノズル開口列Ｙというようにそれぞれ独立して駆動されるノズル開口列を備えた記録ヘッド６０、６１に対しては、ノズル開口列Ｂ，Ｃ，Ｍ，Ｙを第１の組６２、第２の組６３との複数の組に分け、休止期間中に印加する第２の駆動信号を図１０に示したように各組６２、６３との間で時間差ΔＴ１を設定するのが望ましい。
【００６４】
この実施例によれば微小振動に起因する可聴音のレベルを、組数分の１に減少させることが可能となり、記録装置の騒音を低減することができる。また上述の実施例においては、休止状態の解除をキャリッジの移動により検知するようにしているが、外部装置からの印刷信号の入力を検出して検知するようにしても同様の作用を奏する。
【００６５】
図１０は、本発明が適用可能な縦振動モードの圧電振動子を用いた記録ヘッドの一実施例を示すもので、図において、符号７１は、振動板で、圧電振動子７２の先端に当接して弾性変形する薄板からなり、流路形成板７３を挟んでノズルプレート７４と液密に一体に固定されて流路ユニット７５を構成している。
【００６６】
７６は基台で、圧電振動子７２を振動可能に収容する収容室７７と、流路ユニット７５を支持する開口７８とを備え、圧電振動子７２の先端を振動板７１のアイランド部７１ａに当接させるように流路ユニット７５を固定して記録ヘッドを構成している。
【００６７】
このような構成により、圧電振動子７２が充電を受けて収縮すると、圧力発生室８３が膨張する。これにより、共通のインク室８０、８０のインクがインク供給口８１、８１を経由して圧力発生室８３に流れ込む。
【００６８】
所定時間の経過後に圧電振動子７２の電荷が放電されて圧電振動子７２が元の状態に復帰すると、圧力発生室８３が収縮して圧力発生室８３のインクが圧縮されてノズル開口８２からインク滴として吐出して記録用紙にドットを形成する。
【００６９】
そして、圧電振動子７２にインク滴を吐出させない程度の小パルスを印加して圧電振動子７２を微小量収縮させると、圧力発生室８３も少し膨張するから、ノズル開口８２近傍のメニスカスが圧力発生室８３側に引き込まれる。ついで圧電振動子７２を元の状態に復帰させると、圧力発生室８３が収縮してメニスカスがノズル開口８２側に若干押し戻される。
【００７０】
このように圧電振動子７２を印刷タイミングと同一の周期で微小量伸縮させると、ノズル開口８２近傍のメニスカスも微小量振動するから、前述の実施例と同様にノズル開口近傍のインクが圧力発生室８３のインクと置換されてノズル開口の目詰まりが防止できる。
【００７１】
なお、上述の実施例のおいては、記録ヘッドの印字動作を、第３の駆動信号を印加してから第１の駆動信号を印加するようにしているが、第１の駆動信号を印加した後、第３の駆動信号を印加するようにしても同様の作用を奏する。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、休止状態ではノズル開口の目詰まりが生じない時間よりも短い周期で一定時間、メニスカスを微小振動させて圧電振動子の振動回数を可及的に少なくして圧電振動子の疲労と騒音を低減しつつ、目詰まりの防止をはかり、また印刷開始直前には微小振動を連続的に行わせてノズル開口近傍のインクを粘度が低い圧力発生室のインクと置換させて印刷動作を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるインクジェット記録装置の一実施例を示す図である。
【図２】インクジェット記録ヘッドの一実施例を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例を示す装置のブロック図である。
【図４】図（イ）乃至（ハ）は、それぞれ圧電振動子に印加される第１、第２、第３の駆動信号を示す波形図である。
【図５】駆動信号発生回路の一実施例を示す図である。
【図６】図（Ｉ）、（ＩＩ）は、それぞれ休止期間中の圧電振動子に印加される駆動信号をキャリッジの移動に対応させて示す図である。
【図７】図（Ｉ）乃至（ＩＩＩ）は、それぞれ印刷期間中のインク吐出、及び非インク吐出の圧電振動子に印加される駆動信号を示す波形図である。
【図８】本発明が適用可能なインクジェット式記録ヘッドの一実施例を、ノズル開口の配列形態で示す図である。
【図９】図（Ｉ）乃至（ＩＩＩ）は、それぞれ本発明の他の実施例を、休止期間中に印加する第２の駆動信号の印加形態でもって示す図である。
【図１０】本発明が適用できる他の形式の記録ヘッドの一実施例を示す図である。
【符号の説明】
６  インクジェット式記録ヘッド
８  キャッピング装置
９  クリーニング装置
１１  圧力発生室
１３  圧電振動子
１４  ノズル開口
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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