(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する複数の吐出口と、前記吐出口に連通した複数の液室と、前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生する複数の前方圧電アクチュエータと、前記前方圧電アクチュエータよりも前記吐出口から離れて設けられた複数の後方圧電アクチュエータと、前記前方圧電アクチュエータおよび前記後方圧電アクチュエータを駆動する複数の駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、を有し、
前記駆動部は、前記吐出口から液体を吐出させるための第１の電圧パルス、またはメニスカスを前記液室内に保持した状態で前記メニスカスを振動させるための第２の電圧パルスを前記前方圧電アクチュエータに出力し、かつ、前記メニスカスを前記液室内に保持させるための、パルス幅が前記第２の電圧パルスよりも長い第３の電圧パルスを前記後方圧電アクチュエータに出力し、
前記制御部は、複数の前記駆動部の中から前記インクを吐出させる駆動部を選択し、選択した駆動部に対して前記第１の電圧パルスを出力させ、前記選択した駆動部以外の駆動部に対して前記第３の電圧パルスを出力させてから前記第２の電圧パルスを出力させる、液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記吐出口の内周面に撥液層が形成されていて、メニスカスが液室内に保持されている、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
液体吐出ヘッドの駆動方法であって、
液体を吐出する複数の吐出口と、前記吐出口に連通した複数の液室と、第１の電圧パルスが入力されると液体を吐出するように動作し、第２の電圧パルスが入力されると前記メニスカスを前記液室内に保持した状態で前記メニスカスを振動させるように動作する複数の前方圧電アクチュエータと、前記前方圧電アクチュエータよりも前記吐出口から離れて設けられ、パルス幅が前記第２の電圧パルスよりも長い第３の電圧パルスが入力されると前記メニスカスを前記液室内に保持させるように動作する複数の後方圧電アクチュエータと、前記第１の電圧パルス、前記第２の電圧パルス、および前記第３の電圧パルスを出力する複数の駆動部と、を有する液体吐出ヘッドを用意する第１のステップと、
複数の前記駆動部の中から前記液体を吐出させる駆動部を選択し、選択した駆動部に対して前記第１の電圧パルスを出力させる第２のステップと、
前記第２のステップに並行して、前記選択した駆動部以外の駆動部に対して前記第３の電圧パルスを出力させてから前記第２の電圧パルスを出力させる第３のステップと、を有する液体吐出ヘッドの駆動方法。
【請求項４】
前記第２の電圧パルスは、前記圧電アクチュエータに前記メニスカスを前記液室内に引きこませるための電圧パルスと、該電圧パルスに連続し、前記液室内で前記メニスカスを振動させるための他の電圧パルスと、を含む、請求項３に記載の液体吐出ヘッドの駆動方法。
【請求項５】
インクを吐出する複数の吐出口と、前記吐出口に連通した複数の液室と、前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生する複数の前方圧電アクチュエータと、前記前方圧電アクチュエータよりも前記吐出口から離れて設けられた複数の後方圧電アクチュエータと、複数の前記前方圧電アクチュエータを個別に駆動する複数の第１の駆動部と、複数の前記後方圧電アクチュエータをまとめて駆動する第２の駆動部と、前記第１および第２の駆動部を制御する制御部と、を有し、
前記吐出口の内周面に、撥液層が形成され、
前記第１の駆動部は、前記吐出口から液体を吐出させるための第１の電圧パルスを前記前方圧電アクチュエータに出力し、
前記制御部は、複数の前記第１の駆動部の中から前記インクを吐出させる第１の駆動部を選択し、選択した第１の駆動部に対して前記第１の電圧パルスを出力させ、
前記第２の駆動部は、前記選択した第１の駆動部以外の第１の駆動部に対応する液室のメニスカスを前記液室内に保持した状態で前記メニスカスを振動させるための第２の電圧パルスを全ての前記後方圧電アクチュエータに出力する、液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記第２の駆動部は、前記選択した第１の駆動部に対応する液室のメニスカスが前記吐出口側へ移動するタイミングで前記第２の電圧パルスを出力することによって前記液室を膨張させ、かつ、前記選択した第１の駆動部に対応する液室のメニスカスが前記液室の内側へ移動するタイミングで前記第２の電圧パルスを出力することによって前記液室を収縮させる、請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
液体吐出ヘッドの駆動方法であって、
液体を吐出する内周面に撥液層が形成されている複数の吐出口と、前記吐出口に連通した複数の液室と、第１の電圧パルスが入力されると液体を吐出するように動作する複数の前方圧電アクチュエータと、前記前方圧電アクチュエータよりも前記吐出口から離れて設けられ、第２の電圧パルスが入力されると液体を吐出しなかった液室において前記メニスカスを前記液室内に保持した状態で前記メニスカスを振動させるように動作する複数の後方圧電アクチュエータと、前記第１の電圧パルスを出力する複数の第１の駆動部と、前記第２の電圧パルスを出力する複数の第２の駆動部と、を有する液体吐出ヘッドを用意する第１のステップと、
前記第１の駆動部の中から前記液体を吐出させる第１の駆動部を選択し、選択した第１の駆動部に対して前記第１の電圧パルスを出力させる第２のステップと、
前記第２のステップに続いて、全ての前記第２の駆動部に対して前記第２の電圧パルスを出力させる第３のステップと、を有する液体吐出ヘッドの駆動方法。
【請求項８】
前記第３のステップにおいて、前記選択した第１の駆動部に対応する液室のメニスカスが前記吐出口側へ移動するタイミングで前記第２の電圧パルスを出力することによって前記液室を膨張させ、かつ、前記選択した第１の駆動部に対応する液室のメニスカスが前記液室の内側へ移動するタイミングで前記第２の電圧パルスを出力することによって前記液室を収縮させる、請求項７に記載の液体吐出ヘッドの駆動方法。              
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電アクチュエータを用いて液体を吐出する液体吐出ヘッド、および該液体吐出ヘッドの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット記録では、インクの水分による紙のカールやコックリング等の変形を抑えるために、水分量の少ない高粘度インクを吐出させる技術が検討されている。インクジェット記録では、長期間インクを吐出していないノズルの吐出口近傍のインクが増粘し、吐出口が目詰まりすることによって、吐出性能の低下や吐出不良を引き起こす現象が知られている。この現象は、単位体積当たりに多くの色材等を含有する高粘度インクを使用する場合に発生しやすい。
【０００３】
吐出口の目詰まりを防ぐ方法の一つに、アクチュエータによってメニスカスを微小振動させ、吐出口近傍の増粘したインクを攪拌する、いわゆる「メニスカス振動」があり、特許文献１および特許文献２に開示されている。
【０００４】
特許文献１には、吐出口の外側に露出したメニスカスをアクチュエータにより特定の周期で微小振動させる技術が開示されている。一方、特許文献２には、電動シリンジ等のメニスカス調整手段が、吐出口に連通した液室を減圧することによってメニスカスを吐出口の内側に引き込み、その後、メニスカスを微振動させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第０３６１３２９７号公報
【特許文献２】特開２００９−１４８９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された技術では、メニスカスを吐出口の外側に露出させた状態で振動させているので、インクが誤って吐出したり、インクが飛び散ったりする畏れがある。そのため、メニスカスに微小な振動しか与えられない。高粘度インクは増粘しやすいので、メニスカスの振動が微少であると吐出口の目詰まりを確実に防ぐことが困難になる。特許文献２に開示された技術では、メニスカスを吐出口の内側に引き込んだ状態で振動させているので、メニスカスに大きな振動を与えることが可能である。したがって、特許文献２に開示された技術は、特許文献１に開示された技術に比べ高粘度インクによる吐出口の目詰まりを防ぐ効果が高い。しかし、特許文献２に開示された技術では、インクを吐出するための圧電素子とは別にメニスカス調整手段がインクタンクと記録ヘッドとを接続する流路に設けられている。そのため、メニスカス調整手段の機構が別途必要となり構成が複雑、装置が大型化する。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、高粘度インクを吐出する場合に、簡易な構成で吐出口の目詰まりを起こりにくくすることが可能な液体吐出ヘッドおよび液体吐出ヘッドの駆動方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した目的を達成するために本発明に係る液体吐出ヘッドは、インクを吐出する吐出口と、前記吐出口に連通した液室と、前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを発生する圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータを駆動する駆動部と、前記駆動部を制御する制御部と、を有し、前記駆動部は、前記吐出口から液体を吐出させるための第１の電圧パルス、またはメニスカスを前記液室内に保持した状態で前記メニスカスを振動させるための第２の電圧パルスを前記圧電アクチュエータに出力し、前記制御部は、前記駆動部の中から前記インクを吐出させる駆動部を選択し、選択した駆動部に対して前記第１の電圧パルスを出力させ、前記選択した駆動部以外の駆動部に対して前記第２の電圧パルスを出力させる。
【０００９】
上述した目的を達成するために本発明に係る液体吐出ヘッドの駆動方法は、液体を吐出する吐出口と、前記吐出口に連通した液室と、第１の電圧パルスが入力されると液体を吐出するように動作し、第２の電圧パルスが入力されると前記メニスカスを前記液室内に保持した状態で前記メニスカスを振動させるように動作する圧電アクチュエータと、前記第１の電圧パルスおよび前記第２の電圧パルスを出力する駆動部と、を有する液体吐出ヘッドを用意する第１のステップと、前記駆動部の中から前記液体を吐出させる駆動部を選択し、選択した駆動部に対して前記第１の電圧パルスを出力させる第２のステップと、前記第２のステップに並行して、前記選択した駆動部以外の駆動部に対して前記第２の電圧パルスを出力させる第３のステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、インクを吐出し記録を行うための圧電アクチュエータによりメニスカスを液室内に保持した状態で振動させることができる。そのため、メニスカスを大きく振動させても液体が吐出されることがなく、効果的に吐出口の目詰まりを回復させることが簡易な構成で達成できる。よって、高粘度インクを吐出する場合に、簡易な構成で吐出口の目詰まりを起こりにくくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１の液体吐出ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の要部構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態１の液体吐出ヘッドの構成を示す図である。
【図３】図２に示す液体吐出ヘッドの電気的な制御構成を示すブロック図である。
【図４】図２に示す液体吐出ヘッドで用いられる電圧パルスの駆動波形を示すグラフである。
【図５】図２に示す液体吐出ヘッドにおけるインクのメニスカスの挙動を説明するための図である。
【図６】本発明を適用可能な他の液体吐出ヘッドの構成を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態２の液体吐出ヘッドの構成を示す断面図である。
【図８】図７に示す液体吐出ヘッドで用いられる電圧パルスの駆動波形を示すグラフである。
【図９】図７に示す液体吐出ヘッドにおけるインクのメニスカスの挙動を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施形態３の液体吐出ヘッドで用いられる電圧パルスの駆動波形を示すグラフである。
【図１１】本発明の実施形態３の液体吐出ヘッドにおけるインクのメニスカスの挙動を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施形態４の液体吐出ヘッドの構成を示す断面図である。
【図１３】図１２に示す液体吐出ヘッドで用いられる電圧パルスの駆動波形を示すグラフである。
【図１４】図１２に示す液体吐出ヘッドにおけるインクのメニスカスの挙動を説明するための図である。
【図１５】図１２に示す液体吐出ヘッドの他の形態を説明するための図である。
【図１６】本発明の実施形態５の液体吐出ヘッドで用いられる、吐出するノズルに対する電圧パルスの駆動波形を示すグラフである。
【図１７】本発明の実施形態５の液体吐出ヘッドで用いられる、吐出しないノズルに対する電圧パルスの駆動波形を示すグラフである。
【図１８】本発明の実施形態５の液体吐出ヘッドにおける、吐出するノズルのインクのメニスカスの挙動を説明するための図である。
【図１９】図１６（ｂ）で示した電圧パルスの駆動波形が、吐出するノズルの後方圧電素子に入力されなかった場合のインクのメニスカスの挙動を説明するための図である。
【図２０】本発明の実施形態５の液体吐出ヘッドにおける、吐出しないノズルのインクのメニスカスの挙動を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１の液体吐出ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の要部構成を示す図である。図１に示すインクジェット記録装置は、搬送ローラー３に張架された無端ベルト状の搬送ベルト４の上に記録媒体２を載置し、搬送ベルト４を駆動して記録媒体２を搬送方向（矢印Ｘ参照）に走査する。図１に示すインクジェット記録装置は、インクタンク６からポンプによってインクが供給される４つの液体吐出ヘッド１ａを有する。各液体吐出ヘッド１ａは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｂｋ）の４色のインクに対応し、記録媒体２の搬送方向に並置されている。記録媒体２を搬送方向に搬送しながら各液体吐出ヘッド１ａから各色のインクを吐出させることによって、高速にフルカラー記録を行う。
【００１３】
図２は、本実施形態の液体吐出ヘッドの構成を示す図である。図２（ａ）は、液体吐出ヘッド１ａをインクの吐出口側から見た平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に記載の切断線Ａ−Ａに沿った断面図である。図３は、図２に示す液体吐出ヘッドの電気的な制御構成を示すブロック図である。
【００１４】
本実施形態の液体吐出ヘッド１ａは、図２（ａ）に示すように、複数の吐出口７が形成された吐出口プレート８を有する。複数の吐出口７は、記録媒体２の幅に対応させて配列されている。本実施形態において、各吐出口７は、直径ｄ（図２（ａ）参照）が１７μｍの丸穴である。吐出口プレート８の厚みｔ（図２（ｂ）参照）は、１７μｍである。
【００１５】
各吐出口７には、液室９が個別に連通している。各液室９の寸法は、長さＬが６０００μｍであり、幅が１００μｍであり、高さＨが２００μｍである（図２（ｂ）参照）。各液室９は、幅３０μｍの狭窄部２０を通じて共通液室１０に連通している。
【００１６】
液室９の壁部には、吐出口７から液体（インク）を吐出するためのエネルギーを発生する圧電アクチュエータ１１が設けられている。本実施形態において、圧電アクチュエータ１１は、ベンドモードタイプの圧電素子１１ａと、圧電素子１１ａが取り付けられた振動板１１ｂとを有する。圧電素子１１ａは、駆動部２１（図３参照）によって駆動される。駆動部２１は、制御部３１（図３参照）の制御に従って、圧電アクチュエータ１１に吐出口７からインクを吐出させるための電圧パルスＰ１（第１の電圧パルス、図４参照）を圧電素子１１ａに出力する。電圧パルスＰ１が入力された圧電素子１１ａは、振動板１１ｂを、液室９の内側（図２（ｂ）矢印Ｂ参照）に変形させた後に、初期状態へ復帰させる。すると、液室９が収縮することによって、インクが吐出口７から吐出され、記録を行う。本実施形態で使用したインクは、クリアインク（ＰＥＧ６００を６６％、純水を３３％、界面活性剤を１％）である。インクの粘性は４０× １０-3Ｐａ・ｓ（室温値）であり、インクの表面張力は３８×１０-3Ｎ／ｍ（室温値）である。
【００１７】
次に、本実施形態の液体吐出ヘッド１ａの動作について説明する。図４は、本実施形態の液体吐出ヘッド１ａで用いられる電圧パルスの駆動波形を示すグラフである。図４では、横軸は時間を示し、縦軸は、駆動部２１から圧電素子１１ａに入力される駆動電圧を示す。
【００１８】
インクジェット記録装置の本体から記録内容を示す記録情報が制御部３１に入力されると、制御部３１は、その記録情報に基づいて、複数の吐出口７からインクを吐出させる吐出口を選択する。続いて、制御部３１は、選択した吐出口に対応する駆動部２１に、上述した電圧パルスＰ１を圧電素子１１ａに出力する記録動作を行わせる。
【００１９】
上記の記録動作と並行して、制御部３１は、インクを吐出させない吐出口に対応する駆動部２１（選択した駆動部以外の駆動部）に対し、圧電素子１１ａに第２の電圧パルスを入力させ、液室９のインクを撹拌する回復動作を行わせる。以下、この回復動作の内容と、回復動作に伴うインクのメニスカス１２の挙動について説明する。図５は、本実施形態の液体吐出ヘッドにおけるインクのメニスカス１２の挙動を説明するための図である。
【００２０】
回復動作が行わる前の初期状態では、インクのメニスカス１２は、吐出口７に位置している（図５（ａ）参照）。回復動作の最初の期間ｔ１（図４参照）では、駆動部２１は、制御部３１の制御に従って、圧電素子１１ａに、基準電圧よりも低い電圧を印加する。すると、振動板１１ｂが液室９の外側に反った形状に変形することによって液室９は膨張する。液室９の膨張に伴いメニスカス１２は、吐出口７から液室９内へ引き込まれる（図５（ｂ）参照）。
【００２１】
期間ｔ２（図４参照）では、メニスカス１２が吐出口７へ戻ってしまうのを防ぐために、駆動部２１が、圧電素子１１ａに、期間ｔ１で印加した電圧よりも低い電圧を印加する（図４参照）。これにより、液室９は緩やかに膨張し続け、メニスカス１２は液室９内に保たれる（図５（ｃ）参照）。
【００２２】
期間ｔ３（図４参照）では、駆動部２１は、圧電素子１１ａに、電圧パルスＰ２を複数回連続して出力する（図４参照）。圧電素子１１ａに電圧パルスＰ２が入力されるごとに、振動板１１ｂは、液室９の外側（図２（ｂ）矢印Ｃ参照）に往復運動（振動）する。振動板１１ｂの往復運動に伴い、メニスカス１２が振動する（図５（ｃ）〜（ｅ）参照）。
【００２３】
期間ｔ４（図４参照）では、液室９を元の状態に戻すために、液室９を収縮させ、メニスカス１２を初期状態へと復帰させている。メニスカス１２は、一度吐出口７の外側へ突き出した後（図５（ｆ）参照）、やがて初期状態（図５（ａ））に戻る。
このように本実施形態では、記録を行うための吐出と、回復を行うための動作とを圧電アクチュエータ１１によって行うことで簡易なシステムとすることが可能となる。またメニスカスの振動の動作をポンプ等の部材ではなく、メニスカスが形成される吐出口に近い位置にあるアクチュエータ１１で行うことで、応答性の良いメニスカス振動を行うことが可能となる。
【００２４】
また本実施形態では、インクを吐出させない吐出口７に対応する駆動部２１が電圧パルスＰ２を出力する回復動作が、インクを吐出させる吐出口７に対応する駆動部２１が電圧パルスＰ１を出力する記録動作に並行して行われている。そのため、記録中に、インクを吐出させない吐出口７に連通する液室９内のインクを撹拌できるので、長時間吐出動作が行われないノズルが存在しても、吐出口７の目詰まりを回復させることができる。また、メニスカス１２を液室９側に保持した状態で振動させることができるので、メニスカス１２を大きく振動させても液体が吐出されることがなく、効果的に吐出口７の目詰まりを回復させることができる。よって、高粘度インクを吐出する場合に、吐出口７の目詰まりを起こりにくくすることが可能となる。
【００２５】
さらに、本実施形態では、圧電アクチュエータ１１が、インクを吐出させる機能と、液室９内のインクを撹拌させる（メニスカス１２を振動させる）機能を有している。そのため、吐出口７のインクの目詰まりを防ぐために新たな部品が不要なので、コストパフォーマンスに優れている。
【００２６】
本実施形態の液体吐出ヘッド１ａは、図２（ｂ）に示すように吐出口７が液室９の延在方向（インクの流れ方向）に沿って開口した、いわゆる「エッジシュータ型ヘッド」である。しかし、本発明は、図６に示すように吐出口７が液室９の延在方向に直交する方向に開口した、いわゆる「サイドシュータ型ヘッド」であってもよい。
【００２７】
また、本実施形態では圧電素子１１ａとしてベンドモードの圧電素子を用いたが、プッシュモードやシェアモード、あるいはグールドタイプの圧電素子を用いてもよい。
【００２８】
（実施形態２）
図７は、本実施形態の液体吐出ヘッド１ａの構成を示す断面図である。実施形態１の液体吐出ヘッド１ａと同様の構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００２９】
本実施形態の液体吐出ヘッド１ｂでは、図７に示すように、吐出口７の内周面に、インクをはじく撥液層１５が形成されている。
【００３０】
本実施形態においても、実施形態１と同様に回復動作が行われる。以下、本実施形態の液体吐出ヘッド１ａの回復動作と、この回復動作に伴うインクのメニスカス１２の挙動について説明する。図８は、本実施形態の液体吐出ヘッド１ｂで用いられる電圧パルスの駆動波形を示すグラフである。図８では、横軸は時間を示し、縦軸は、駆動部２１から圧電素子１１ａに入力される駆動電圧を示す。図９は、本実施形態の液体吐出ヘッド１ｂにおけるインクのメニスカス１２の挙動を説明するための図である。
【００３１】
回復動作が行われる前の初期状態では、吐出口７の内周面に撥液層１５が形成されているため、メニスカス１２は吐出口７の液室９側の開口端に保持されている（図９（ａ）参照）。まず、駆動部２１が、圧電素子１１ａに、台形波の電圧パルスＰ２を出力する。電圧パルスＰ２が圧電素子１１ａに入力されると、振動板１１ｂが液室９の外側に振動する。これにより、メニスカス１２は、液室内に引き込まれた後、元の位置へと復帰する（図９（ｂ）、（ｃ）参照）。そして、次の電圧パルスＰ２により、メニスカス１２は、再び液室９内に引き込まれる（図９（ｄ）参照）。本実施形態では、このような振動を３回繰り返している。このメニスカス１２の振動により、色材や界面活性剤の拡散を促進させ、また、色材や界面活性剤により形成された膜を破壊する。
【００３２】
３回目の電圧パルスＰ２の出力が終了すると、メニスカス１２は、共通液室１０側からのインクの流れにより吐出口７へと移動し（図９（ｅ）参照）、やがて図９（ｆ）の初期状態へと戻る。
【００３３】
本実施形態では、周期Ｔ（図８参照）が２μｓ、振幅Ｖ（図８参照）が１５Ｖの電圧パルスＰ２を圧電素子１１ａに入力すると、メニスカス１２は約１４μｍの振幅で振動した。この振動により、インクの増粘による吐出口７の目詰まりからノズルを回復させることができた。
【００３４】
本実施形態では周期Ｔが２μｓ、即ち周波数が５０ｋＨｚの電圧パルスＰ２を用いた。メニスカス１２の振動する速度は、速い方が効果的にノズルを回復させることができるため、電圧パルスＰ２の周波数は、数１０ｋＨｚ、あるいはそれ以上であることが好ましい。
【００３５】
本実施形態によれば、吐出口７の内周面に撥液層１５が形成されているため、回復動作の際にメニスカス１２に大きな振動を加えても、メニスカス１２が吐出口７から誤って吐出したり、飛び散ったりする現象が起こりにくくなる。
【００３６】
（実施形態３）
本実施形態の液体吐出ヘッドについて説明する。本実施形態の液体吐出ヘッドの構成は、実施形態２の液体吐出ヘッド１ｂと同様である。以下、実施形態２の液体吐出ヘッド１ｂと相違する点について詳しく説明する。
【００３７】
図１０は、本実施形態の液体吐出ヘッド１ｂで用いられる電圧パルスの駆動波形を示すグラフである。図１０では、横軸は時間を示し、縦軸は、駆動部２１から圧電素子１１ａに入力される駆動電圧を示す。図１１は本実施形態の液体吐出ヘッド１ｂにおけるインクのメニスカスの挙動を説明するための図である。
【００３８】
回復動作が行われる前の初期状態では、吐出口７の内周面に撥液層１５が形成されているので、実施形態２と同様に、メニスカス１２は吐出口７の液室９側の開口端に保持されている（図１１（ａ）参照）。
【００３９】
回復動作の初期期間ｕ１（図１０参照）では、駆動部２１が、圧電素子１１ａに、基準電圧よりも低い電圧を印加することによって、液室９を膨張させる。これにより、メニスカス１２は、液室９の内部（奥）へさらに引き込まれる（図１１（ｂ）参照）。
【００４０】
期間ｕ１の後の期間ｕ２（図１０参照）では、駆動部２１が、圧電素子１１ａに、実施形態２と同様に電圧パルスＰ２を３回連続して出力する。これにより、メニスカス１２は、振動する（図１１（ｂ）〜（ｄ）参照）。
【００４１】
期間ｕ２の後の期間ｕ３（図１０参照）では、液室９を元の状態に戻すために、液室９を収縮させ、メニスカス１２を初期状態へと復帰させている。メニスカス１２は、共通液室１０側からのインクの流れにより吐出口７へと移動し（図１１（ｅ）参照）、やがて初期状態に戻る（図１１（ｆ）参照）。
【００４２】
本実施形態によれば、メニスカス１２が吐出口７の液室９側の開口端に保持された状態から、メニスカス１２をさらに液室９内へと引き込んだ後に振動させる。そのため、誤って吐出してしまったり、インクが飛び散ったりしてしまう可能性がさらに低くなり、より大きな振幅でメニスカス１２を振動させることができる。よって、より効果的にインクの増粘による吐出口７の目詰まりからノズルを回復させることができる。
【００４３】
（実施形態４）
図１２は、本実施形態の液体吐出ヘッドの構成を示す断面図である。上述した各実施形態の液体吐出ヘッドと同様の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４４】
本実施形態の液体吐出ヘッド１ｃには、前方圧電素子１３と、前方圧電素子１３よりも吐出口７から離れて振動板１１ｂに取り付けられている後方圧電素子１４とが配置されている。本実施形態において、前方圧電素子１３および後方圧電素子１４は、上述した圧電素子１１ａと同様にベンドモードの圧電素子である。前方圧電素子１３および後方圧電素子１４は、それぞれ異なる駆動部２１によって駆動される。吐出口７の内周面に撥液層１５が形成されている。各液室９の寸法は、長さが９０００μｍであり、幅と高さは他の実施形態と同じである。各液室９は、幅５０μｍの狭窄部２０を通じて共通液室１０に連通している。
【００４５】
本実施形態においても、他の実施形態と同様に、記録動作に並行して回復動作が行われる。以下、本実施形態の液体吐出ヘッドの回復動作と、この回復動作に伴うインクのメニスカスの挙動について説明する。図１３は、本実施形態の液体吐出ヘッド１ｃで用いられる電圧パルスの駆動波形を示すグラフである。図１３では、横軸は時間を示し、縦軸は、前方圧電素子１１ａおよび後方圧電素子１４に入力される駆動電圧を示す。図１４は、本実施形態の液体吐出ヘッド１ｃにおけるインクのメニスカスの挙動を説明するための図である。
【００４６】
回復動作が行われる前の初期状態では、吐出口７の内周面に撥液層１５が形成されているため、メニスカス１２は吐出口７の液室９側の開口端に保持されている（図１４（ａ）参照）。まず、駆動部２１（第２の駆動部）が、後方圧電素子１４に電圧パルスＰ３（第３の電圧パルス）を出力する。これにより、液室９が膨張し始めるので、メニスカス１２は液室９の内部へさらに引き込まれる（図１４（ｂ）参照）。続いて、別の駆動部２１（第１の駆動部）が、前方圧電素子１３に電圧パルスＰ２を出力する。これにより、メニスカス１２は振動する（図１４（ｂ）〜（ｄ）参照）。パルス幅が第２の電圧パルスよりも長い電圧パルスＰ３の出力が終了すると、液室９は収縮して元の状態に戻り、メニスカス１２は初期状態へと復帰する。このとき、メニスカス１２は、共通液室１０側からのインクの流れにより吐出口７へと移動し（図１４（ｅ）参照）、やがて初期状態に戻る（図１４（ｆ）参照）。
【００４７】
本実施形態では、周期が５μｓ、振幅が３５Ｖの電圧パルスＰ２を前方圧電素子１３に入力すると、メニスカス１２は約２５μｍの振幅で振動した。この振動により、インクの増粘による吐出口７の目詰まりからノズルを回復させることができた。
【００４８】
本実施形態によれば、メニスカス１２を引き込む動作と振動させる動作を異なる圧電素子で行っている。そのため、同じアクチュエータを用いる他の実施形態に比べ、電圧パルスの低電圧化を図れる。これにより、圧電素子への負荷を低減し、長寿命化することができる。さらに、各々の圧電素子のサイズを小さくすることができるので、圧電素子の固有周波数が高くなり、より大きな振動を液室９内のインクに付与することが可能となる。
【００４９】
本実施形態では、前方圧電素子１３、後方圧電素子１４としてベンドモードの圧電素子を用いたが、プッシュモードやシェアモード、あるいはグールドタイプの圧電素子を用いてもよい。
【００５０】
本実施形態では、前方圧電素子１３と後方圧電素子１４とが１列に配列された構成であったが、図１５に示すように互いに直交するように配置してもよい。
【００５１】
（実施形態５）
本実施形態の液体吐出ヘッドについて説明する。本実施形態の液体吐出ヘッドの構成は、実施形態４の液体吐出ヘッド１ｃと同様である（図１２参照）。上述した各実施形態の液体吐出ヘッドと同様の構成については同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００５２】
本実施形態では、吐出したノズルで発生する残留振動と、吐出していないノズルで発生するインクの増粘による吐出口７の目詰まりと、を簡便な方法で共に解決できる構成について説明する。
【００５３】
本実施形態においても、他の実施形態と同様に、記録動作に並行して回復動作が行われる。以下、図１８および１９を用いて本実施形態の液体吐出ヘッドの回復動作と、この回復動作に伴うインクのメニスカス１２の挙動について説明する。図１６（ａ）は、本実施形態の液体吐出ヘッド１ｃで用いられる、吐出して記録を行うノズルの前方圧電素子１３に入力される電圧パルスの駆動波形を示す図である。図１６（ｂ）は、吐出して記録を行うノズルの後方圧電素子１４に入力される電圧パルスの駆動波形を示す図である。図１７（ａ）は、吐出しないノズルの前方圧電素子１３に入力される電圧パルスの駆動波形を示す図である。図１７（ｂ）は、吐出しないノズルの後方圧電素子１４に入力される電圧パルスの駆動波形を示す図である。図１６および図１７では、横軸は時間を示し、縦軸は、前方圧電素子１３および後方圧電素子１４に入力される駆動電圧を示す。図１８は、本実施形態の液体吐出ヘッド１ｃにおける吐出するノズルのインクのメニスカス１２の挙動を説明するための図である。図１９は、図１６（ｂ）で示した電圧パルスの駆動波形が吐出するノズルの後方圧電素子１４に入力されなかった場合のインクのメニスカス１２の挙動を説明するための図である。また、図２０は、本実施形態の液体吐出ヘッド１ｃにおける吐出しないノズルのインクのメニスカス１２の挙動を説明するための図である。
【００５４】
図１６および図１８を用いて、吐出するノズルのインクのメニスカス１２の挙動について説明する。尚、点線で示したのは電圧パルスＰ５（第５の電圧パルス）が入力されなかった時のメニスカス１２の挙動である。
【００５５】
まず、インクを吐出するために、図３に示す駆動部２１が、図１２の前方圧電素子１３にインクを吐出するための電圧パルスＰ４（第４の電圧パルス）を出力する（図１６（ａ）参照）。これにより、吐出口７からインク滴１６が吐出される（図１８（ｄ）参照）。
【００５６】
次に、メニスカス１２が吐出口７の方へ変位しているタイミングで、図３に示す駆動部２１が、後方圧電素子１４に電圧パルスＰ５の出力を開始する（図１６（ｂ）参照）。電圧パルスＰ５は液室９を膨張させ始めるタイミングがメニスカス１２が吐出口７の方へ変位しているタイミング（図１８（ｆ）参照）である。液室９を収縮させるタイミングが残留振動によりメニスカス１２が後退する（液室９の内側に移動する）タイミング（図１８（ｇ）参照）である。電圧パルスＰ５はメニスカス１２の進行方向と反対向きにメニスカス１２が動くように液室９を膨張および収縮させるので、メニスカス１２の残留振動を抑制する効果が得られる。
【００５７】
ここで、後方圧電素子１４に電圧パルスＰ５を出力しなかった場合、吐出後の激しいメニスカス振動が容易には治まらないため、駆動周波数が大きく低減してしまう（図１９（ｄ）〜（ｈ）参照）。
【００５８】
次に、図１７および図２０を用いて、吐出しないノズルのインクのメニスカス１２の挙動について説明する。
【００５９】
回復動作が行われる前の初期状態では、吐出口７の内周面に撥液層１５が形成されているため、メニスカス１２は吐出口７の液室９側の開口端に保持されている（図２０（ａ）参照）。吐出しないので、前方圧電素子１１ａには駆動電圧は入力されない（図１７（ａ）参照）。そして、図３に示す駆動部２１が、吐出するノズルに出力するのと同じタイミングで、後方圧電素子１４に電圧パルスＰ５を出力する。これにより、メニスカス１２は振動する（図２０（ｂ）〜（ｄ）参照）。
【００６０】
本実施形態によれば、吐出するノズルと吐出しないノズルの後方圧電素子１４に同様の電圧パルスを入力することによって、吐出したノズルの残留振動を抑制しながら、吐出していないノズルで発生するインクの増粘による吐出口７の目詰まりを防止できる。本実施形態では、後方圧電素子１４に入力する電圧パルスは、吐出するノズルおよび吐出しないノズルで同じであるため、ノズル毎に入力を切り替える必要がなく、簡便である。
【符号の説明】
【００６１】
７  吐出口
９  液室
１１  圧電アクチュエータ
１１ａ  圧電素子
１１ｂ  振動板
２１  駆動部
３１  制御部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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