(57)【要約】【課題】  インク吐出頻度の差に関わらず、圧電素子の分極状態を保つと共に、インク着弾位置ずれの増加を防止し、長期にわたり、高印刷品質を維持することを可能とする。【解決手段】  インクを吐出する複数のノズルと、該ノズルに其々連通する圧力発生室と、該圧力発生室にインクを供給する共通インク室と、圧力発生室の１壁面を成しインクに接しない側に凸部を有する振動板と、該振動板に当接し軸方向に伸縮する圧電素子の変位を利用して前記振動板を変位させて前記圧力発生室を加圧する圧電振動子群とを有したインクジェット記録ヘッドと、インク吐出回数を計測する計測手段と、該計測回数を記憶する記憶手段とを有し、インクの種類によることなく、インク吐出が一定時間以上なされないと、圧電素子を所定回数駆動することを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する複数のノズルと、該ノズルに其々連通する圧力発生室と、該圧力発生室にインクを供給する共通インク室と、圧力発生室の１壁面を成しインクに接しない側に凸部を有する振動板と、該振動板に当接し軸方向に伸縮する圧電素子の変位を利用して前記振動板を変位させて前記圧力発生室を加圧する圧電振動子群とを有したインクジェット記録ヘッドと、インク吐出回数を計測する計測手段と、該計測回数を記憶する記憶手段とを有し、インクの種類によることなく、インク吐出が一定時間内に所定回数以上なされない場合に、圧電素子を所定回数駆動することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
インクを吐出する複数のノズルと、該ノズルに其々連通する圧力発生室と、該圧力発生室にインクを供給する共通インク室と、圧力発生室の１壁面を成しインクに接しない側に凸部を有する振動板と、該振動板に当接し軸方向に伸縮する圧電素子の変位を利用して前記振動板を変位させて前記圧力発生室を加圧する圧電振動子群とを有した、複数のインクジェット記録ヘッドと、インク吐出回数を計測する計測手段と、該計測回数を記憶する記憶手段とを有し、インクの種類によることなく、インク吐出が一定時間以上なされないヘッドについて、該ヘッドの圧電素子を所定回数駆動することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
インクを吐出する複数のノズルと、該ノズルに其々連通する圧力発生室と、該圧力発生室にインクを供給する共通インク室と、圧力発生室の１壁面を成しインクに接しない側に凸部を有する振動板と、該振動板に当接し軸方向に伸縮する圧電素子の変位を利用して前記振動板を変位させて前記圧力発生室を加圧する圧電振動子群とを有したインクジェット記録ヘッドを有し、インクの種類によることなく、非印刷状態においても、吐出に至らない信号を印加し、前記圧電振動子を常時駆動することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
移送時や、保管時等、長期間非印刷状態にあった後、印刷開始する場合、前記圧電振動子を所定回数駆動する予備駆動を行った後、印刷を開始することを特徴とする、請求項１〜請求項３の何れかに記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット式印刷装置は、写真画質に匹敵する高印刷品質が望まれている。ノズルからのインク不吐出は、画質不良として目立つため、不吐出防止の保全技術を各社工夫しており、吐出までは至らない振動をメニスカスに加え、メニスカスでのインク皮膜の発生を抑えることで、ノズル目詰りを防止する方法がとられている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
しかしながら、高印刷品質が求められるようになると、ノズル間の速度バラツキによる被印刷物へのインク着弾位置ズレも印刷品質低下となってあらわれる。そこで、流体流動部のバラツキによって液滴速度がばらついて画像品質が低下するとして、インク供給路に改善を施している（例えば、特許文献３参照。）。また、ノズル連通路を改善すること（例えば、特許文献４参照。）、加圧液室をそれぞれ改善すること（例えば、特許文献５参照。）で、液滴速度バラツキを改善し、高画像品質の画像を得る試みをしている。他に、インク流路に関する工夫でインク吐出特性の低下やバラツキを防止し、印字品質の改善を図っている（例えば、特許文献６参照。）。
【０００４】
圧電素子の変位により振動板を変位させて圧力発生室を加圧することで、インクの吐出がなされるが、圧電素子の分極状態が劣化すると、変位量が小さくなり、吐出速度の低下が起こる。このため、頻繁に印刷に使用されるノズルと長らく使用されなかったノズルとでは、速度差が拡大し、同時期に印刷に使用されたとき、被記録媒体に本来着弾する位置よりもずれた位置に着弾することとなり、画質の悪化を招くことになる。
【０００５】
そこで、圧電素子の分極状態に着目し、インク滴の飛翔速度の経時変化に対応して駆動電極への駆動電圧の印加タイミングを補正し、インクの着弾位置にずれが生じないようにしている（例えば、特許文献８参照。）。また、駆動電極への印加電圧を変更することで、分極電圧が劣化してもインク吐出の駆動動作が良好に行われるようにしている（例えば、特許文献８参照。）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−７４６０２号公報
【０００７】
【特許文献２】特許第３４９６７００号公報
【０００８】
【特許文献３】特開２００４−８２４９１号公報
【０００９】
【特許文献４】特開２００４−８２４９６号公報
【００１０】
【特許文献５】特開２００４−８２５０１号公報
【００１１】
【特許文献６】特開２００４−８２５４４号公報
【００１２】
【特許文献７】特開平１１−３４３０２２号公報
【００１３】
【特許文献８】特開２００２−４６２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、インク流路に関する工夫だけでは、インク吐出特性の低下やバラツキを防止することはできず、印字品質の改善には不十分であった。
【００１５】
また、駆動電極への駆動電圧の印加タイミング補正、駆動電極への印加電圧の変更によっても、前記同様、適正電圧の設定は困難であった。
【００１６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、高印刷品質維持できるインクジェット式記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決する本発明の第一の形態は、インクを吐出する複数のノズルと、該ノズルに其々連通する圧力発生室と、該圧力発生室にインクを供給する共通インク室と、圧力発生室の１壁面を成しインクに接しない側に凸部を有する振動板と、該振動板に当接し軸方向に伸縮する圧電素子の変位を利用して前記振動板を変位させて前記圧力発生室を加圧する圧電振動素子群とを有したインクジェット記録ヘッドにおいて、インク吐出回数を計測する計測手段と、該計測回数を記憶する記憶手段とを有し、インクの種類によることなく、インク吐出が一定時間に所定回数以上なされない場合に、圧電素子を所定回数駆動する構成を成すことを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決する本発明の第二の形態は、インクを吐出する複数のノズルと、該ノズルに其々連通する圧力発生室と、該圧力発生室にインクを供給する共通インク室と、圧力発生室の１壁面を成しインクに接しない側に凸部を有する振動板と、該振動板に当接し軸方向に伸縮する圧電素子の変位を利用して前記振動板を変位させて前記圧力発生室を加圧する圧電振動素子群とを有したインクジェット記録ヘッドにおいて、インクの種類によることなく、圧電素子を常時駆動する構成を成すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、インク吐出回数を計測する計測手段と、該計測回数を記憶する記憶手段とを有し、インク吐出が一定時間以上なされないと、圧電素子を所定回数駆動する構成としたので、使用頻度の少ないノズルと、使用頻度の高いノズルの間であっても、圧電素子の分極状態を整えることが可能となり、変位特性のバラツキ拡大を防止し、ノズルの液滴吐出特性を均一にし、着弾位置のずれを防止することができる。
【００２０】
また、圧電素子を常時駆動する構成とすることで、使用頻度の少ないノズルと、使用頻度の高いノズルの間での分極状態の変化を抑えることが可能となり、同様に、変位特性のバラツキ拡大を防止し、ノズルの液滴吐出特性を均一にし、着弾位置のずれを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
圧電素子を駆動し、インク吐出頻度の差に関わらず、分極状態を保つことで、インク着弾位置ずれの増加を防止することを実現した。
【実施例１】
【００２２】
以下、本発明の一例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明を適用するインクジェット記録ヘッドの一例を示す斜視図である。インク滴を吐出する複数のノズル１を有するノズルプレート１１と、該ノズル１と連通する圧力発生室３と、該圧力発生室３にインクを供給する共通インク室２とが形成された流路基板１２と、圧力発生室３の一壁面をなす振動板１３とから流路基板クミ１０が形成される。流路基板１２には、圧力発生室３の長手方向の一端部にノズル１が配設される。流路基板１２は、ＭＥＭＳ技術によってシリコンウェハーをドライエッチング技術で高密、高精度加工することができる。振動板１３は、インクと接する側と反対の面に凸部を有するアイランド１４が配設され、軸方向に伸縮する圧電素子１６の一端が支持基板１７に当接固着され、他方がアイランド１４に当接固着されている。前記アイランド１４は、樹脂、例えばポリイミドとステンレス材の薄板を密着接合した積層板をアイランド１４部をマスクしてステンレス部をエッチングにすることにより容易に形成できる。そのほかにも、ニッケル（Ｎｉ）のエレクトロフォーミングにより形成できることも知られている。流路基板クミ１０は、左右に共通のインク溜まり４を持つ高剛性部材１９に接着保持される。さらに、高剛性部材１９のほぼ中央に細長く空けられた開口穴５より、支持基板１７の一端に複数の圧電素子１６が配設された圧電素子群１８が挿入され、前記圧電素子１６の自由端面に前記アイランド１４が固着され、インクジェットヘッドとして完成される。
【００２４】
図２にインクジェット記録ヘッドの一例の断面図を示す。圧力発生室３に当接する圧電素子１６に駆動パルス電圧が印加されると、該圧電素子１６の変位により、ノズル１からインク滴が吐出されるが、ここで、該圧電素子１６の変位量の大小により、インク滴の吐出速度が決まる。
【００２５】
ここで、長期間、駆動パルス電圧が印加されない状態の圧電素子１６は、分極状態が劣化し、変位量は小さくなり、吐出速度の低下を招く。そこで本実施例においては、インク吐出回数を計測する計測手段と、該計測回数を記憶する記憶手段とを設け、インク吐出が一定時間以上なされないと、圧電素子を所定回数駆動する構成とした。インク滴の吐出を検出する方法としては、光センサや赤外線センサ等を用い、吐出液滴をカウントする方法や、変位量を計測する方法、また、駆動パルスをカウントすることで、インク滴の吐出回数に置き換える方法などが可能である。なお、本発明における圧電素子の駆動とは揺動駆動（インク滴を吐出しない）である。
【００２６】
図３に、インク滴の吐出速度と休止時間との関係を示す。本実施例においては、圧電素子１６を駆動することなく、休止状態に置くことで、初期Ｖ１であった吐出速度は、Ｖ２に低下した。しかし、この状態から圧電素子１６を所定回数駆動する予備駆動を行ったところ、吐出速度はＶ３（≒Ｖ１）に回復した。この後再び休止状態におくと、吐出速度は徐々に低下していったが、同様な予備駆動を行い、吐出速度は回復した。ここで、本例におけるＶ２は、Ｖ１の約８８％の速度に低下していた。
【００２７】
図４に、ヘッドの各ノズル１間におけるインク滴の吐出速度の変化の一例を示す。図３で示した変化と同様、ヘッド全体においても、休止状態に置くことで速度の低下が生じたが、予備駆動を行うことで、やはり同様に、初期の速度と略同値に回復することができた。
【００２８】
以上説明したように上記の構成とすることで、変位特性のバラツキ拡大を防止し、ノズルの液滴吐出特性を均一にすることが可能となり、着弾位置のずれを防止することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】インクジェット記録ヘッドを示す斜視図である。
【図２】インクジェット記録ヘッドの断面図である。
【図３】本発明におけるインク滴の吐出速度の変化を示す図である。
【図４】ヘッドのインク滴の吐出速度バラツキの変化を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１はノズル、２は共通インク室、３は圧力発生室、４は共通インク溜まり、５は開口穴、１０は流路基板クミ、１１はノズルプレート、１２は流路基板、１３は振動板、１４はアイランド、１６は圧電素子、１７は支持基板、１８は圧電素子群、１９は高剛性部材である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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