(57)【要約】【課題】共通液室への液体の供給不足を誘発するおそれがある噴射状況であっても液体の噴射不良を抑制することが可能な液体噴射装置、および、液体噴射装置の制御方法を提供する。【解決手段】第１の駆動パルスは、第１のノズルから液体を噴射させる駆動パルスであり、液体を噴射させるための第１の加圧要素（ｐ３）と、第１のノズル内の液体を減圧する第１の減圧要素（ｐ５）と、を少なくとも有し、第２の駆動パルスは、共通液室への液体の供給不足を誘発する特定の条件を満たした場合に第２のノズルに対応する第２の駆動素子に印加される駆動パルスであり、第２のノズル内の液体を加圧する第２の加圧要素（ｐ２３，ｐ３１）を少なくとも有し、第１の減圧要素により第１のノズル内の液体が減圧される期間と、第２の加圧要素により第２のノズル内の液体が加圧される期間とが、少なくとも一部で重なっていることを特徴とする。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルから構成されるノズル群、各ノズルにそれぞれ対応して複数設けられ、対応する前記ノズル内の液体に圧力振動を生じさせる駆動素子、および、各ノズルに供給する液体が供給される共通液室を有する液体噴射ヘッドと、
前記駆動素子を駆動する駆動パルスを発生させる駆動パルス発生回路と、
を備える液体噴射装置であって、
前記ノズル群は、第１のノズルと、当該第１ノズルとは異なる第２のノズルと、を有し、
前記駆動パルス発生回路は、第１の駆動パルスと、第２の駆動パルスと、を発生し、
前記第１の駆動パルスは、前記第１のノズルに対応する第１の駆動素子に印加されて当該第１のノズルから液体を噴射させる駆動パルスであり、液体を噴射させるために前記第１のノズル内の液体を加圧する第１の加圧要素と、当該第１の加圧要素の後に発生されて前記第１のノズル内の液体を減圧する第１の減圧要素と、を少なくとも有し、
前記第２の駆動パルスは、前記共通液室への液体の供給不足を誘発する特定の条件を満たした場合に前記第２のノズルに対応する第２の駆動素子に印加される駆動パルスであり、前記第２のノズル内の液体を加圧する第２の加圧要素を少なくとも有し、
前記第１の減圧要素により前記第１のノズル内の液体が減圧される期間と、前記第２の加圧要素により前記第２のノズル内の液体が加圧される期間とが、少なくとも一部で重なっていることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記特定の条件は、前記ノズル群における液体の噴射状況が、当該噴射状況についての閾値を超えることであることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記液体噴射ヘッド内の液体の温度を検出する温度センサーを備え、
前記特定の条件は、前記温度センサーにより検出された温度が、当該温度についての閾値を下回ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記駆動パルス発生回路は、液体の噴射が行われない前記ノズルに対応する前記駆動素子に印加されて、当該ノズル内の液体に圧力振動を生じさせる振動駆動パルスを発生可能であり、
前記第２の駆動パルスは、前記振動駆動パルスの場合よりも前記ノズル内の液体に生じさせる圧力振動が大きい駆動パルスであり、
前記特定の条件が成立しないと判定された場合、前記第２のノズルに対応する前記第２の駆動素子に前記振動駆動パルスが印加される一方、前記特定の条件が成立したと判定された場合、前記第２のノズルに対応する前記第２の駆動素子に前記第２の駆動パルスが印加されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記第１の駆動パルスは、前記第１の加圧要素よりも前に発生されて前記第１のノズル内の液体を減圧する予備減圧要素を有し、
前記第２の駆動パルスは、前記第２のノズル内の液体を減圧する第２の減圧要素を有し、
前記予備減圧要素により前記第１のノズル内の液体が減圧される期間と、前記第２の減圧要素により前記第２のノズル内の液体が減圧される期間とが、少なくとも一部で重なっていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
複数のノズルから構成されるノズル群、各ノズルにそれぞれ対応して複数設けられ、対応する前記ノズル内の液体に圧力振動を生じさせる駆動素子、および、各ノズルに供給する液体が供給される共通液室を有する液体噴射ヘッドと、前記駆動素子を駆動する駆動パルスを発生させる駆動パルス発生回路と、を備える液体噴射装置の制御方法であって、
前記ノズル群は、第１のノズルと、当該第１ノズルとは異なる第２のノズルと、を有し、
前記駆動パルス発生回路は、第１の駆動パルスと、第２の駆動パルスと、を発生し、
前記第１の駆動パルスは、前記第１のノズルに対応する第１の駆動素子に印加されて当該第１のノズルから液体を噴射させる駆動パルスであり、液体を噴射させるために前記第１のノズル内の液体を加圧する第１の加圧要素と、当該第１の加圧要素の後に発生されて前記第１のノズル内の液体を減圧する第１の減圧要素と、を少なくとも有し、
前記第２の駆動パルスは、前記共通液室への液体の供給不足を誘発する特定の条件を満たした場合に前記第２のノズルに対応する第２の駆動素子に印加される駆動パルスであり、前記第２のノズル内の液体を加圧する第２の加圧要素を少なくとも有し、
前記第１の減圧要素により前記第１のノズル内の液体が減圧される期間と、前記第２の加圧要素により前記第２のノズル内の液体が加圧される期間とが、少なくとも一部で重なるように、前記第１の駆動素子に前記第１の駆動パルスを印加するとともに前記第２の駆動素子に前記第２の駆動パルスを印加することを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のノズルから構成されるノズル群を有する液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置、および、液体噴射装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置は液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を噴射（吐出）する装置である。この液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を生かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。
【０００３】
この種の液体噴射ヘッドは、液体を貯留した液体貯留部材から導入口を介して共通液室（リザーバーあるいはマニホールドとも呼ばれる）及び圧力室を通ってノズルに至る液体流路を備えており、圧電素子や発熱素子等のアクチュエーター（駆動素子）の駆動によってノズルや圧力室内の液体に圧力振動を生じさせ、この圧力振動を利用してノズルから液体を噴射させる。上記液体噴射ヘッドは、複数のノズルを備え、液体貯留部材から液体供給経路を通じて共通液室に液体が供給され、当該液体は共通液室から各ノズルに分配・供給される。
【０００４】
上記の液体噴射ヘッドにおいて複数のノズルから同時に大量の液体を噴射させることにより液体流路内の液体の流速が高まった場合、これに伴って液体供給経路における圧力損失が大きくなり、液体供給経路から共通液室への液体の供給が追い付かなくなるおそれがある。その結果、ノズルから液体が正常に噴射されなくなるという問題があった。特に、ノズル噴射されるインク等の液体の粘度は、当該液体の温度が低下するほど高くなる傾向にある。このように液体の粘度が高くなると、上流側から共通液室への液体の供給不足がより一層生じやすくなる。このような問題に対し、液体噴射ヘッドにおける液体の噴射状況が上記液体の供給不足が生じるおそれがある状況となった場合に液体の噴射が行われない待機時間が設けられ、上記のような液体の供給不足を回避する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２２８３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように待機時間を設けることにより、液体噴射装置の全体の処理速度（スループット）が低下するという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、共通液室への液体の供給不足が生じるおそれがある噴射状況であっても液体の噴射不良を抑制することが可能な液体噴射装置、および、液体噴射装置の制御方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体噴射装置は、上記目的を達成するために提案されたものであり、複数のノズルから構成されるノズル群、各ノズルにそれぞれ対応して複数設けられ、対応する前記ノズル内の液体に圧力振動を生じさせる駆動素子、および、各ノズルに供給する液体が供給される共通液室を有する液体噴射ヘッドと、
前記駆動素子を駆動する駆動パルスを発生させる駆動パルス発生回路と、
を備える液体噴射装置であって、
前記ノズル群は、第１のノズルと、当該第１ノズルとは異なる第２のノズルと、を有し、
前記駆動パルス発生回路は、第１の駆動パルスと、第２の駆動パルスと、を発生し、
前記第１の駆動パルスは、前記第１のノズルに対応する第１の駆動素子に印加されて当該第１のノズルから液体を噴射させる駆動パルスであり、液体を噴射させるために前記第１のノズル内の液体を加圧する第１の加圧要素と、当該第１の加圧要素の後に発生されて前記第１のノズル内の液体を減圧する第１の減圧要素と、を少なくとも有し、
前記第２の駆動パルスは、前記共通液室への液体の供給不足を誘発する特定の条件を満たした場合に前記第２のノズルに対応する第２の駆動素子に印加される駆動パルスであり、前記第２のノズル内の液体を加圧する第２の加圧要素を少なくとも有し、
前記第１の減圧要素により前記第１のノズル内の液体が減圧される期間と、前記第２の加圧要素により前記第２のノズル内の液体が加圧される期間とが、少なくとも一部で重なっていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、ノズル群における各ノズルの液体の噴射状況が共通液室への液体の供給不足を誘発する特定の条件を満たした場合に第１のノズルにおいて第１の駆動パルスにより液体の噴射が行われる際に第２のノズルに対応する駆動素子に第２の駆動パルスが印加される。そして、第１の駆動パルスの第１の減圧要素により第１のノズル内の液体が減圧される期間と、第２の加圧要素により第２のノズル内の液体が加圧される期間とが、少なくとも一部で重なっているので、第１のノズルから液体が消費された後、当該第１のノズルの液体が減圧されることで第２のノズル側の液体に対して共通液室側に引き込もうとする力が作用したとしても、当該力に抗することができる。このため、各ノズルにおける噴射状況が上記条件を満たした場合であっても、第２のノズルから液体流路内に空気が引き込まれることが抑制される。その結果、共通液室への液体の供給不足を誘発するおそれがあるような噴射状況であっても、液体の噴射不良を抑制することが可能となる。その結果、噴射させる液体の量を削減したり、液体噴射動が行われない待機時間を別途設けたりする等のように液体噴射装置の能力を下げるような対処を行うことなく噴射動作を行うことが可能となる。
【００１０】
上記構成において、前記特定の条件は、前記ノズル群における液体の噴射状況が、当該噴射状況についての閾値を超えることである構成を採用することができる。
【００１１】
この構成によれば、ノズル群における液体の噴射状況に関し、より多くのノズルから同時により多くの液体を噴射させる場合や、あるいは、噴射状況が急激に変化するような場合（変化前後で液体の消費量（流速）が大きく変化する場合）においては、共通液室への液体の供給不足を誘発するおそれが高くなるので、噴射状況についての閾値に基づき特定の条件が成立したか否かについて判定することにより、液体の噴射不良を未然に抑制することが可能となる。
【００１２】
また、上記構成において、前記液体噴射ヘッド内の液体の温度を検出する温度センサーを備え、
前記特定の条件は、前記温度センサーにより検出された温度が、当該温度についての閾値を下回ることである構成を採用することが望ましい。
【００１３】
この構成によれば、液体の温度が低下するほど当該液体の粘度が高まり、共通液室への液体の供給不足を誘発するおそれが高くなるので、液体の温度についての閾値に基づき特定の条件が成立したか否かについて判定することにより、液体の噴射不良を未然に抑制することが可能となる。
【００１４】
上記構成において、前記駆動パルス発生回路は、液体の噴射が行われない前記ノズルに対応する前記駆動素子に印加されて、当該ノズル内の液体に圧力振動を生じさせる振動駆動パルスを発生可能であり、
前記第２の駆動パルスは、前記振動駆動パルスの場合よりも前記ノズル内の液体に生じさせる圧力振動が大きい駆動パルスであり、
前記特定の条件が成立しないと判定された場合、前記第２のノズルに対応する前記第２の駆動素子に前記振動駆動パルスが印加される一方、前記特定の条件が成立したと判定された場合、前記第２のノズルに対応する前記第２の駆動素子に前記第２の駆動パルスが印加される構成を採用することが望ましい。
【００１５】
特定の条件が成立しない場合、すなわち、共通液室への液体の供給不足を誘発するおそれが少ない状況では、第２の駆動パルスと比較して液体に生じさせる圧力振動が小さい振動駆動パルスが、第２のノズルに対応する前記第２の駆動素子に印加されるので、第２のノズルにおける液体を過剰に撹拌させることなく振動動作を行うことができる。これにより、第２のノズルにおける液体の増粘が過剰な撹拌によって圧力室側に進行することが抑制される。
【００１６】
また、上記構成において、前記第１の駆動パルスは、前記第１の加圧要素よりも前に発生されて前記第１のノズル内の液体を減圧する予備減圧要素を有し、
前記第２の駆動パルスは、前記第２のノズル内の液体を減圧する第２の減圧要素を有し、
前記予備減圧要素により前記第１のノズル内の液体が減圧される期間と、前記第２の減圧要素により前記第２のノズル内の液体が減圧される期間とが、少なくとも一部で重なっている構成を採用することができる。
【００１７】
この構成によれば、同様なタイミングで第１のノズルおよび第２のノズルにおいて減圧が行われることにより、共通液室から各ノズル側に液体が供給され、これに伴って共通液室よりも上流側から当該共通液室に液体が供給される。これにより、第１のノズルのみで減圧が行われる場合よりも多くの液体を共通液室および各ノズル側に供給することができる。このため、第１のノズルにおける液体の噴射後に、共通液室への液体の供給不足が生じた場合においても、第２のノズルにおける空気の引き込みをより抑制することが可能となる。
【００１８】
また、本発明の液体噴射装置の制御方法は、複数のノズルから構成されるノズル群、各ノズルにそれぞれ対応して複数設けられ、対応する前記ノズル内の液体に圧力振動を生じさせる駆動素子、および、各ノズルに供給する液体が供給される共通液室を有する液体噴射ヘッドと、前記駆動素子を駆動する駆動パルスを発生させる駆動パルス発生回路と、を備える液体噴射装置の制御方法であって、
前記ノズル群は、第１のノズルと、当該第１ノズルとは異なる第２のノズルと、を有し、
前記駆動パルス発生回路は、第１の駆動パルスと、第２の駆動パルスと、を発生し、
前記第１の駆動パルスは、前記第１のノズルに対応する第１の駆動素子に印加されて当該第１のノズルから液体を噴射させる駆動パルスであり、液体を噴射させるために前記第１のノズル内の液体を加圧する第１の加圧要素と、当該第１の加圧要素の後に発生されて前記第１のノズル内の液体を減圧する第１の減圧要素と、を少なくとも有し、
前記第２の駆動パルスは、前記共通液室への液体の供給不足を誘発する特定の条件を満たした場合に前記第２のノズルに対応する第２の駆動素子に印加される駆動パルスであり、前記第２のノズル内の液体を加圧する第２の加圧要素を少なくとも有し、
前記第１の減圧要素により前記第１のノズル内の液体が減圧される期間と、前記第２の加圧要素により前記第２のノズル内の液体が加圧される期間とが、少なくとも一部で重なるように、前記第１の駆動素子に前記第１の駆動パルスを印加するとともに前記第２の駆動素子に前記第２の駆動パルスを印加することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】液体噴射装置（プリンター）の一形態の構成を説明する正面図である。
【図２】液体噴射装置の電気的な構成を説明するブロック図である。
【図３】液体噴射ヘッド（記録ヘッド）の一形態の断面図である。
【図４】図３における領域Ｘの拡大図である。
【図５】コンプライアンス部周辺の拡大図である。
【図６】リザーバーからノズルに至るインク流路の模式図である。
【図７】供給不足条件が成立するＤＵＴＹと温度との関係について説明するグラフである。
【図８】噴射駆動パルスの波形図である。
【図９】第１振動駆動パルスの波形図である。
【図１０】第２振動駆動パルスの波形図である。
【図１１】噴射用ノズルに対応する圧電素子に噴射駆動パルスが印加されるタイミングと、非噴射用ノズルに対応する圧電素子に第２振動駆動パルスが印加されるタイミングと、をそれぞれ対応させて示した図である。
【図１２】噴射ノズルでインクの噴射が行われる様子と、このタイミングに合わせて非噴射用ノズルで振動動作が行われる様子を説明する模式図である。
【図１３】噴射ノズルでインクの噴射が行われる様子と、このタイミングに合わせて非噴射用ノズルで振動動作が行われる様子を説明する模式図である。
【図１４】噴射ノズルでインクの噴射が行われる様子と、このタイミングに合わせて非噴射用ノズルで振動動作が行われる様子を説明する模式図である。
【図１５】噴射ノズルでインクの噴射が行われる様子と、このタイミングに合わせて非噴射用ノズルで振動動作が行われる様子を説明する模式図である。
【図１６】噴射ノズルでインクの噴射が行われる様子と、このタイミングに合わせて非噴射用ノズルで振動動作が行われる様子を説明する模式図である。
【図１７】第２振動駆動パルスの変形例について説明する波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、インクジェット式記録装置（以下、プリンター）を例に挙げて説明する。
【００２１】
図１は、液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド１０を備えるプリンター１の構成を示す正面図である。また、図２は、プリンター１の電気的な構成について説明するブロック図である。このプリンター１は、フレーム２と、このフレーム２内に配設されたプラテン３とを備えており、搬送機構４（図２参照）によってプラテン３上に記録用紙、布帛、あるいは、樹脂シート等の記録媒体（液体の着弾対象物の一種）が搬送される。また、フレーム２内には、プラテン３と平行にガイドロッド５が架設されており、このガイドロッド５には、記録ヘッド１０を搭載したキャリッジ６が摺動可能に支持されている。このキャリッジ６は、キャリッジ移動機構７（図２参照）の駆動により、ガイドロッド５に沿って記録媒体の搬送方向に直交する主走査方向に往復移動するように構成されている。このプリンター１は、プラテン３上に載置される記録媒体に対してキャリッジ６を主走査方向に相対移動させながら記録ヘッド１０のノズル３０（図３参照）からインク（本発明における液体の一種）を噴射させて、記録媒体上に当該インクを着弾させることにより文字や画像等の着弾パターンを形成（記録・印刷）する。
【００２２】
キャリッジ６には、インクを貯留したインクカートリッジ８（液体貯留部材の一種）を着脱可能に装着されている。インクとしては、例えば、水系の染料インクもしくは顔料インクや、これらの水系のインクよりも耐候性が高められた有機溶剤系（エコソルベント系）インクや、紫外線の照射による硬化する光硬化型インク等、周知の種々の組成のものを用いることができる。なお、本実施形態においては、インクカートリッジ８がキャリッジ６に搭載される構成を例示したが、これには限られず、インクカートリッジ８がプリンター１の本体側に配置され、インク供給チューブを介して記録ヘッド１０に供給される構成を採用することも可能である。
【００２３】
プリンター１の非記録領域であるホームポジションには、キャリッジ６に搭載された記録ヘッド１０のノズルプレート２４のノズル形成面（プラテン３と対向する面。図３等参照。）を払拭するワイピング機構１１が配設されている。このワイピング機構１１は、ワイパー１２（払拭部材の一種）を有しており、このワイパー１２としては、例えばゴムやエラストマー等の弾性・可撓性を有する部材により構成される。このワイピング機構１１は、ワイパー１２を、その先端部がワイピング時において記録ヘッド１０のノズル形成面に接触可能な位置に配置する。そして、ワイパー１２の先端部がノズル形成面に接触した状態で両者を相対移動させることにより当該ワイパー１２によってノズル形成面が払拭される。
【００２４】
このワイピング機構１１に隣接して、上記ホームポジション若しくはその近傍に、キャッピング機構１３が配設されている。キャッピング機構１３は、記録ヘッド１０のノズル形成面に当接し得るトレイ状の弾性部材からなるキャップ１４（封止部材の一種）を有する。このキャッピング機構１３では、キャップ１４内の空間が封止空間として機能し、この封止空間内に記録ヘッド１０のノズル３０を臨ませた状態でノズル形成面に密着可能に構成されている。また、このキャップ１４には、図示しない廃液チューブを介してポンプユニット１６（図２参照）が接続されており、このポンプユニット１６の作動によって廃液チューブを介してキャップ１４の封止空間内を負圧化することができる。そして、記録ヘッド１０のノズル３０やインク流路の詰まりを解消するためのクリーニング処理においては、ノズル形成面への密着状態で封止空間（密閉空間）内が負圧化されてノズル３０から記録ヘッド１０内のインクや気泡が吸引されてキャップ１４の封止空間内に排出される。
【００２５】
図２に示されるように、本実施形態におけるプリンター１は、ＣＰＵ１７、記憶装置１８、駆動信号発生回路１９（本発明における駆動パルス発生回路に相当）、入出力インターフェース２０、搬送機構４、キャリッジ移動機構７、ワイピング機構１１、キャッピング機構１３、ポンプユニット１６、および記録ヘッド１０を有する。入出力インターフェース２０は、外部機器側からの印刷動作等の要求、印刷設定情報、印刷データ（画像データ）等を受けたり、プリンター１の状態情報を外部機器に出力したり各種データの送受信を行う。ＣＰＵ１７は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置であり、記録ヘッド１０による印刷動作（液体の噴射動作）等を制御する。記憶装置１８は、ＣＰＵ１７のプログラムや各種制御に用いられるデータを記憶する素子であり、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ（不揮発性記憶素子）を含む。駆動信号発生回路１９は、駆動信号の波形に関する波形データに基づいて記録ヘッド１０の圧電素子３１を駆動するための駆動パルス（後述）を含む駆動信号を生成する。また、本実施形態における記録ヘッド１０は、温度センサー２１を備えている。温度センサー２１は、記録ヘッド１０の内部、特に、後述するインク流路内のインク温度を検出してＣＰＵ１７に出力する。この温度センサー２１は、例えばサーミスター及びＡ／Ｄ変換器などで構成される。温度センサー２１のサーミスターは、インク流路内に配置されてインクの温度を直接的に検出する構成であってもよいし、あるいは、記録ヘッド１０の内部におけるインク流路以外の部分に配置されてインクの温度を間接的に検出する構成であってもよい。
【００２６】
次に、本実施形態における記録ヘッド１０の構成について説明する。
図３は記録ヘッド１０の断面図であり、図４は図３における領域Ｘの拡大図である。また、図５は、図４におけるリザーバー４３の周辺の拡大図である。本実施形態における記録ヘッド１０は、固定板２３、ノズルプレート２４、連通板２５、アクチュエーター基板２６、コンプライアンス基板２７、ホルダー２８等の複数のヘッド構成部材が積層されて接着剤等によって接合されてユニット化されている。なお、以下においては、記録ヘッド１０の各構成部材の積層方向を、適宜上下方向として説明する。
【００２７】
本実施形態におけるアクチュエーター基板２６は、ノズルプレート２４に形成されたノズル３０と連通する圧力室３３が形成された圧力室形成基板２９と、各圧力室３３内のインクに圧力振動を生じさせる駆動素子としての圧電素子３１と、これらの圧力室形成基板２９および圧電素子３１を保護する保護基板３２とを積層した状態で備えている。保護基板３２の平面視における略中央部には、駆動ＩＣ３８を実装したフレキシブル基板３９が挿通される配線空部４０が開設されている。この配線空部４０内に、圧電素子３１のリード電極が配置され、このリード電極にフレキシブル基板３９の配線端子が電気的に接続される。このフレキシブル基板３９を通じて駆動信号発生回路１９から送られてくる駆動信号が圧電素子３１に供給される。なお、フレキシブル基板３９としては、駆動ＩＣ３８を備えるものには限られず、当該駆動ＩＣ３８が保護基板３２の上部に所謂インターポーザーを介して別途配置される構成を採用することもできる。
【００２８】
アクチュエーター基板２６の圧力室形成基板２９は、シリコン単結晶基板から作製されている。この圧力室形成基板２９には、圧力室３３となる空間が各ノズル３０に対応して複数列設されている。この圧力室３３は、ノズル列に交差（本実施形態においては直交）する方向に長尺な空部である。この圧力室３３の長手方向の一側の端部には、ノズル連通口３４が連通し、他側の端部に個別連通口３５が連通する。本実施形態における圧力室形成基板２９には、圧力室３３の列が２列形成されている。
【００２９】
圧力室形成基板２９の上面（連通板２５側とは反対側の面）には、振動板３６が積層され、この振動板３６によって圧力室３３の上部開口が封止されている。すなわち、振動板３６により、圧力室３３の一部が区画されている。この振動板３６は、例えば、圧力室形成基板２９の上面に形成された二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる弾性膜と、この弾性膜上に形成された酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）からなる絶縁体膜と、から成る。そして、この振動板３６上における各圧力室３３に対応する領域に圧電素子３１がそれぞれ積層されている。
【００３０】
本実施形態の圧電素子３１は、所謂撓みモードの圧電素子である。この圧電素子３１は、例えば、振動板３６上に、下電極層、圧電体層および上電極層（いずれも図示せず）が順次積層されてなる。このように構成された圧電素子３１は、下電極層と上電極層との間に両電極の電位差に応じた電界が付与されると、上下方向に撓み変形する。本実施形態では、２列に形成された圧力室３３の列に対応して、圧電素子３１の列が２列形成されている。なお、下電極層および上電極層は、両側の圧電素子３１の列から当該列の間の配線空部４０内までリード電極として延在され、上述したようにフレキシブル基板３９と電気的に接続されている。
【００３１】
保護基板３２は、２列に形成された圧電素子３１の列を覆うように振動板３６上に積層されている。保護基板３２の内部には、圧電素子３１の列を収容可能な長尺な収容空間４１が形成されている。この収容空間４１は、保護基板３２の下面側（振動板３６側）から上面側（ホルダー２８側）に向けて保護基板３２の高さ方向途中まで形成された窪みである。本実施形態における保護基板３２には、配線空部４０の両側に収容空間４１がそれぞれ形成されている。アクチュエーター基板２６の下面には、このアクチュエーター基板２６よりも広い面積を有する連通板２５が接合される。
【００３２】
連通板２５は、圧力室形成基板２９と同様にシリコン単結晶基板から作製されている。本実施形態における連通板２５には、圧力室３３とノズル３０とを連通するノズル連通口３４、各圧力室に共通に設けられたリザーバー４３（共通液室の一種。マニホールドとも呼ばれる。）、および、リザーバー４３と圧力室３３とを連通する個別連通口３５が、例えば異方性エッチングにより形成されている。リザーバー４３は、ノズル列方向に沿って延在する空部であり、本実施形態における連通板２５においてノズルプレート２４のノズル列毎に対応して２つ形成されている。なお、１つのノズル列に対して複数のリザーバーが設けられ、それぞれのリザーバーに異なる種類のインクが割り当てられる構成を採用することもできる。ノズル連通口３４、個別連通口３５、及びリザーバー４３は、連通板２５の下面側から異方性エッチングによって形成されている。このリザーバー４３には、後述するようにホルダー２８に設けられた液室空部５１の導入口５２を通じてインクが導入される。個別連通口３５は、各圧力室３３にそれぞれ対応してノズル列方向に沿って複数形成されている。この個別連通口３５は、圧力室３３の長手方向における他側（ノズル連通口３４に連通する側とは反対側）の端部と連通する。
【００３３】
図４及び図５に示されるように、リザーバー４３は、ホルダー２８の液室空部５１と連通する第１のリザーバー部４３ａと、当該第１のリザーバー部４３ａと個別連通路３５とを連通する第２のリザーバー部４３ｂと、から構成される。第１のリザーバー部４３ａは、ホルダー２８の液室空部５１の底面側の開口形状に倣った形状および寸法の開口を有する空部であり、連通板２５の板厚方向を貫通した部分である。本実施形態においては、第１のリザーバー部４３ａの長手方向、すなわち、ノズル列方向の中央部に対応する位置にホルダー２８の導入口５２が配置されている（図６参照）。第２のリザーバー部４３ｂは、連通板２５の上面側に肉薄部４３ｃを残して下面側から板厚方向の途中まで窪まされた部分であり、第１のリザーバー部４３ａに対してノズル列方向に交差する方向（本実施形態においては直交する方向）に隣接して形成されている。この第２のリザーバー部４３ｂは、ノズル列方向において、第１のリザーバー部４３ａの一端から他端にかけて当該第１のリザーバー部４３ａに沿って延在している。また、第２のリザーバー部４３ｂのノズル列方向に交差する方向における一端部は第１のリザーバー部４３ａと連通する一方、同方向の他端部は、連通板２５に接合された圧力室形成基板２９の圧力室３３に連通する個別連通口３５に連通するように形成されている。そして、リザーバー４３の下面側の開口部は、コンプライアンス基板２７のコンプライアンスシート４４によって封止される。
【００３４】
上記の連通板２５の下面の略中央部分には、複数のノズル３０が形成されたノズルプレート２４が接合される。本実施形態におけるノズルプレート２４は、連通板２５およびアクチュエーター基板２６よりも小さい外形の板材であり、シリコン単結晶基板から構成されている。このノズルプレート２４は、連通板２５の下面において、リザーバー４３の開口から外れた位置であって、ノズル連通口３４が開口した領域に、これらのノズル連通口３４と複数のノズル３０とがそれぞれ連通する状態で接着剤等により接合される。本実施形態におけるノズルプレート２４には、複数のノズル３０が列設されてなるノズル列（本発明におけるノズル群に相当）が合計２条形成されている。本実施形態においては、１列のノズル列は、例えば４００個のノズル３０により構成されている。なお、ノズル群としては、複数のノズルが列状に並設されたものには限られず、複数のノズルがマトリクス状に配置されたものも採用することができる。要するに、ノズル群は、同一のリザーバー（共通液室）から液体がそれぞれ供給される複数のノズルにより構成されるものであればよい。
【００３５】
また、連通板２５の下面において、ノズルプレート２４の周囲を囲むように、当該ノズルプレート２４の外形に倣った形状の貫通開口４６が中央部に形成されたコンプライアンス基板２７が接合される。このコンプライアンス基板２７の貫通開口４６は、固定板２３の貫通口２３ａと連通して、その内側にノズルプレート２４が配置されるように構成されている。
【００３６】
コンプライアンス基板２７は、連通板２５の下面に位置決めされて接合された状態で、連通板２５の下面におけるリザーバー４３の開口を封止する。本実施形態におけるコンプライアンス基板２７は、図４および図５に示されるように、コンプライアンスシート４４（コンプライアンス部材の一種）と、これを支持する支持板４５とが接合されて構成されている。連通板２５の下面には、コンプライアンス基板２７のコンプライアンスシート４４が接合されて、連通板２５と支持板４５との間にコンプライアンスシート４４が挟まれた状態となる。コンプライアンスシート４４は、可撓性を有する薄膜、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の合成樹脂材料により作製されている。支持板４５は、コンプライアンスシート４４よりも剛性が高く且つ厚みのあるステンレス鋼等の金属材料で形成されている。この支持板４５のリザーバー４３に対向する領域には、このリザーバー４３の下面開口に倣った形状に支持板４５の一部が除去されたコンプライアンス開口４８が形成されている。このため、リザーバー４３の下面側の開口は、可撓性を有するコンプライアンスシート４４のみで封止されている。換言すると、コンプライアンスシート４４は、リザーバー４３の一部を区画している。
【００３７】
支持板４５の下面におけるコンプライアンス開口４８に対応する部分は、固定板２３によって封止される。これにより、コンプライアンスシート４４の可撓領域と、これに対向する固定板２３との間には、コンプライアンス空間４７が形成されている。そして、このコンプライアンス空間４７におけるコンプライアンスシート４４の可撓領域が、インク流路内、特にリザーバー４３内の圧力振動に応じてリザーバー４３側またはコンプライアンス空間４７側に変位する。したがって、支持板４５の厚みは、コンプライアンス空間４７として必要な高さに応じて定められている。
【００３８】
アクチュエーター基板２６及び連通板２５は、ホルダー２８に固定されている。ホルダー２８は、平面視において連通板２５と略同一形状を呈し、その下面側にはアクチュエーター基板２６を収容する収容空部４９が形成されている。そして、収容空部４９にアクチュエーター基板２６が収容された状態でホルダー２８の下面が連通板２５によって封止される。図３に示されるように、このホルダー２８の平面視における略中央部分には、収容空部４９と連通する挿通空部５０が開設されている。この挿通空部５０は、アクチュエーター基板２６の配線空部４０とも連通する。上記のフレキシブル基板３９は、挿通空部５０を通じて配線空部４０に挿入されるように構成されている。また、ホルダー２８の内部において、挿通空部５０および収容空部４９の両側には、連通板２５のリザーバー４３と連通する液室空部５１が形成されている。また、ホルダー２８の上面には、液室空部５１と連通する導入口５２がそれぞれ開設されている。液室空部５１には、インクカートリッジ８から送られてきたインクが導入口５２を通じて導入される。すなわち、インクカートリッジ８から送られてきたインクは、導入口５２、液室空部５１、およびリザーバー４３へと導入され、リザーバー４３から個別連通口３５を通じて各圧力室３３に供給される。
【００３９】
固定板２３は、例えば、ステンレス鋼等の金属製の板材である。本実施形態における固定板２３には、ノズルプレート２４に対応する位置に、当該ノズルプレート２４に形成されたノズル３０を露出させるため、ノズルプレート２４の外形に倣った形状の貫通口２３ａが厚さ方向を貫通する状態で形成されている。上述したように、この貫通口２３ａは、コンプライアンス基板２７の貫通開口４６と連通する。本実施形態では、この固定板２３における固定板２３の下面と貫通口２３ａにおけるノズルプレート２４の露出部分とにより、ノズル形成面が構成されている。
【００４０】
そして、上記構成の記録ヘッド１０では、液室空部５１からリザーバー４３および圧力室３３を通ってノズル３０に至るまでの流路内がインクで満たされた状態で、駆動ＩＣ３８からの駆動信号（駆動パルス）に従い圧電素子３１が駆動されることにより、圧力室３３内のインクに圧力振動が生じ、この圧力振動によって所定のノズル３０からインクが噴射される。また、記録ヘッド１０の記録動作（液体噴射動作）に伴ってインク流路内、特にリザーバー４３内のインクに生じた圧力振動に伴って上記コンプライアンスシート４４が変位する（撓む）ことで、当該圧力振動が緩和される。
【００４１】
図６は、インク流路（液体流路の一種）内のインクや空気の流れについて説明する図であり、リザーバー４３からノズル３０に至るインク流路を簡略化して示した模式図である。本実施形態におけるプリンター１では、同一ノズル列を構成するノズル３０のうち、両端部に位置するノズル３０は、記録媒体等に対する画像等の記録のために行われる記録動作（液体噴射動作）においてインクの噴射が行われない非噴射用ノズル３０ｂ（本発明における第２のノズルに相当）となっている。この非噴射用ノズル３０ｂ以外の残りのノズル３０は、記録動作においてインクの噴射が行われる噴射用ノズル３０ａ（本発明における第１のノズルに相当）となっている。このような非噴射用ノズル３０ｂに関し、例えば、複数の記録ヘッド１０を組み合わせてより大きなヘッドユニットが構成される場合、隣り合う記録ヘッドのノズル列のつなぎ目に当たる端部のノズルが、ノズル列方向における位置で互いに重複するように設けられており、これらの重複するノズルのうちの一方が非噴射用ノズルとされる。また、ノズル列の全長よりも当該ノズル列方向における寸法（幅）が狭い記録媒体等に対して液体噴射動作を行う場合には、記録領域よりも外側に位置するノズルは、非噴射用ノズルとされる。なお、ノズル列における非噴射用ノズル３０ｂの位置については、ノズル列の端部に限られない。
【００４２】
上記の構成のプリンター１では、同一ノズル列を構成するノズル３０のうち、多数のノズル３０（噴射用ノズル３０ａ）から一度に多くのインクを噴射させた場合、具体的には、同一ノズル列を構成する全ノズル３０から最も大きいサイズのインク滴をそれぞれ噴射させた場合の総インク量あるいはインク供給経路（液体供給経路）における所定の位置における流速の最大値を１００％として、例えば７０％以上の高ＤＵＴＹでインク量を噴射させる動作を行った場合、インクカートリッジ８からリザーバー４３に至るまでのインク供給経路において圧力損失が増大し、リザーバー４３へのインクの供給不足が生じることがある。なお、ＤＵＴＹとは、以下の式で算出される値である。
ＤＵＴＹ［％］＝（実噴射ドット数／（縦解像度×横解像度））×１００
上記式中、「実噴射（実吐出）ドット数」は、記録媒体における単位面積当たりに噴射されたインクのドット数（インク滴数）であり、「縦解像度」および「横解像度」はそれぞれ記録媒体における単位面積当たりの解像度である。
【００４３】
また、本実施形態における記録ヘッド１０のように、リザーバー４３に可撓性を有するコンプライアンスシート４４が設けられている構成では、上記のような高ＤＵＴＹでインクが噴射される高ＤＵＴＹ期間の直後にこれよりもＤＵＴＹが一定以上低い（例えば、３０％未満）低ＤＵＴＹ期間もしくは各ノズル３０から全くインクが噴射されない休止期間（ＤＵＴＹ＝０％）が設けられるような場合、あるいは、このような低ＤＵＴＹ期間もしくは休止期間の直後に高ＤＵＴＹ期間が設けられるような場合等のように、インクの噴射状況に急激な変化が生じた場合（ＤＵＴＹが急激に変化した場合）、上記のコンプライアンスシート４４が所定の固有周期をもって振動することがある。すなわち、リザーバー４３のインクの圧力が周期的に増減する。そして、この振動によりリザーバー４３の内の圧力が低下した状態で、比較的高いＤＵＴＹでインクの噴射が行われると、リザーバー４３より上流側のインク供給経路において圧力損失が増大することにより、上流側からリザーバー４３へのインクが追い付かずにインクの供給不足が生じる。
【００４４】
このようなインクの供給不足が生じた場合で、インクの噴射を継続した場合、噴射用ノズル３０ａからのインクの消費に伴って、リザーバー４３内のインクが減圧され、図６に示されるように、インクの噴射が行われていない非噴射用ノズル３０ｂ側からインクが引き込まれる。この引き込む力が大きいと、当該非噴射用ノズル３０ｂから空気が引き込まれてインク流路内に入り込む場合がある。そして、インク流路内に空気が入り込んだ場合、噴射用ノズル３０ａからインクが正常に噴射されない状態を引き起こすおそれがある。最悪の場合には、噴射動作を行っても噴射用ノズル３０ａからインクが噴射されない、所謂ノズル抜けが生じるおそれもある。さらに、プリンター１について仕様上推奨されている環境温度よりも低い温度で当該プリンター１が使用される場合には、これに応じてインクの粘度が増加する。このような条件下では、リザーバー４３へのインクの供給不足をより誘発しやすい。このようにリザーバー４３へのインクの供給不足を誘発する特定の条件を、以下において供給不足条件と称する。本実施形態においては、ＤＵＴＹと温度に関する閾値に基づき、供給不足条件が成立したか否かが判定される。
【００４５】
図７は、上記の供給不足条件が成立するＤＵＴＹと温度との関係について説明するグラフである。同図において横軸は温度〔℃〕であり、本実施形態においては温度センサー２１により検出される温度を示している。また、縦軸はＤＵＴＹ〔％〕を示している。上述したように、リザーバー４３へのインクの供給不足は、ＤＵＴＹが高いほど、また、インクの温度が低いほど生じやすい。同図のグラフでは、所定のインクを用いて記録ヘッド１０の記録動作を行う場合においてリザーバー４３へのインクの供給不足が生じるＤＵＴＹと温度との閾値Ｔｈ１が一点鎖線で示されている。そして、ＤＵＴＹと温度がこの閾値Ｔｈ１を超えると供給不足条件が成立することになる（同図においてハッチングで示される範囲）。なお、この閾値に関し、記録ヘッド１０の記録動作に使用されるインクの種類（特に粘度）や記録ヘッドの構造等に応じて異なる。例えば、閾値Ｔｈ１の場合のインクと比較して所定温度での粘度が低いインクでは、閾値Ｔｈ１よりもＤＵＴＹについてはより高く、温度についてはより低い側の閾値Ｔｈ２となる。同様に、閾値Ｔｈ１の場合のインクと比較して所定温度での粘度が高いインクでは、閾値Ｔｈ１よりもＤＵＴＹについてはより低く、温度についてはより高い側の閾値Ｔｈ３となる。このような供給不足条件を示す閾値は、例えばプリンター１の製品としての出荷前の段階で試験を行うことにより予め取得され、当該閾値についての情報が記憶装置１８に記憶される。上記のＤＵＴＹの変化は、外部機器等から受信した印刷データに基づきＣＰＵ１７が把握することができる。また、インクの温度については、温度センサー２１の検出値に基づきＣＰＵ１７が把握することができる。
【００４６】
本発明に係るプリンター１では、ノズル列の各ノズル３０についてのインクの噴射状況や温度が上記の供給不足条件を満たした場合に非噴射用ノズル３０ｂにおけるインク（メニスカス）の振動を制御することにより、当該非噴射用ノズル３０ｂからの空気の引き込みを抑制している。以下、この点について説明する。
【００４７】
ここで、図８〜図１０を参照して、インクの噴射動作に用いられる噴射駆動パルスＰｄ（本発明における第１の駆動パルスに相当）、ノズル３０におけるインクの増粘を抑制するために当該インク（メニスカス）を振動させる振動動作（微振動動作とも呼ばれる）に用いられる第１振動駆動パルスＰｖ１（本発明における振動駆動パルスに相当）、および、供給不足条件を満たした場合に非噴射用ノズル３０ｂに対応する圧電素子３１に印加される対策用の第２振動駆動パルスＰｖ２（本発明における第２の駆動パルスに相当）について説明する。
【００４８】
図８は、噴射駆動パルスＰｄの波形図、図９は、第１振動駆動パルスＰｖ１の波形図である。また、図１０は、対策用の第２振動駆動パルスＰｖ２の波形図である。また、図１１は、噴射用ノズル３０ａに対応する圧電素子３１に噴射駆動パルスＰｄが印加されるタイミング（上段）と、非噴射用ノズル３０ｂに対応する圧電素子３１に第２振動駆動パルスＰｖ２が印加されるタイミング（下段）と、をそれぞれ対応させて示した図である。
【００４９】
図８に示される噴射駆動パルスＰｄは、膨張要素ｐ１（本発明における予備減圧要素に相当）と、膨張ホールド要素ｐ２と、収縮要素ｐ３（本発明における第１の加圧要素に相当）と、収縮ホールド要素ｐ４と、復帰要素ｐ５（本発明における第１の減圧要素に相当）とからなる。膨張要素ｐ１は、圧力室３３の基準容積（膨張又は収縮の基準となる容積）に対応する基準電位Ｅｂから当該基準電位Ｅｂよりも低い膨張電位ＥＬ１まで電位が下降する波形要素であり、噴射用ノズル３０ａ内のインクおよびこれに対応する圧力室３３内のインクを減圧する。膨張ホールド要素ｐ２は、膨張要素ｐ１の終端電位である膨張電位ＥＬ１を一定時間維持する波形要素である。収縮要素ｐ３は、膨張電位ＥＬ１から基準電位Ｅｂよりも高い収縮電位ＥＨ１まで急勾配で電位を上昇させる波形要素であり、噴射用ノズル３０ａ内のインクおよびこれに対応する圧力室３３内のインクを加圧する。収縮ホールド要素ｐ４は、収縮電位ＥＨ１を一定期間維持する波形要素である。また、復帰要素ｐ５は収縮電位ＥＨ１から基準電位Ｅｂまでインクを噴射させない程度に電位を復帰させる波形要素であり、噴射用ノズル３０ａ内のインクおよびこれに対応する圧力室３３内のインクを減圧する。
【００５０】
上記の噴射駆動パルスＰｄが圧電素子３１に供給されると、まず、膨張要素ｐ１によって圧電素子３１（および振動板３６の作動部。以下、同様。）の幅方向中央部が圧力室３３の外側（ノズルプレート２４から離隔する側）に向けて撓む。これにより圧力室３３が基準電位Ｅｂに対応する基準容積から膨張電位ＥＬ１に対応する膨張容積まで膨張する。この膨張により圧力室３３内のインクが減圧されてノズル３０（噴射用ノズル３０ａ）におけるメニスカスが圧力室３３側に引き込まれると共に、圧力室３３内にはリザーバー４３側から個別連通口３５を通じてインクが供給される。これに伴い、リザーバー４３には、インク供給経路から導入口５２を通じてインクが供給される。そして、この圧力室３３の膨張状態は、膨張ホールド要素ｐ２の印加期間中に亘って維持される。その後、収縮要素ｐ３が印加されることで圧電素子３１の中央部が圧力室３３の内側に撓む。これにより、圧力室３３は膨張容積から収縮電位ＥＨ１に対応する収縮容積まで急激に収縮される。この圧力室３３の急激な収縮により圧力室３３内のインクが加圧され、ノズル３０（噴射用ノズル３０ａ）から規定量のインクが噴射される。圧力室３３の収縮状態は、収縮ホールド要素ｐ４の印加期間に亘って維持され、この間に、インクの噴射によって生じたノズル３０内のインクの圧力振動は周期的に増減を繰り返す。そして、インク圧力が上昇するタイミングに合わせて復帰要素ｐ５が圧電素子３１に印加され、圧電素子３１および作動部の中央部が圧力室３３の外側に向けて撓んで基準状態に復帰する。これに伴い、圧力室３３内のインクおよびノズル３０内のインクが減圧される。
【００５１】
図９に示される第１振動駆動パルスＰｖ１は、振動膨張要素ｐ１１と、振動膨張ホールド要素ｐ１２と、振動収縮要素ｐ１３とを有している。振動膨張要素ｐ１１は、基準電位Ｅｂから当該基準電位Ｅｂよりも低い第１振動膨張電位Ｅｖ１まで電位を下降させる波形要素である。振動膨張ホールド要素ｐ１２は、振動膨張要素ｐ１１の終端電位である第１振動膨張電位Ｅｖ１を一定時間維持する波形要素である。また、振動収縮要素ｐ１３は、第１振動膨張電位Ｅｖ１から基準電位Ｅｂまで、ノズル３０からインクが噴射されない程度に緩やかに電位を上昇させる波形要素である。基準電位Ｅｂと第１振動膨張電位Ｅｖ１との電位差は、この第１振動駆動パルスＰｖ１の振動電圧Ｖ１であり、噴射駆動パルスＰｄの駆動電圧Ｖｄ（収縮電位ＥＨ１と膨張電位ＥＬ１との電位差）よりも十分に小さく設定されている。
【００５２】
このように構成された第１振動駆動パルスＰｖ１が圧電素子３１に供給されると、まず、振動膨張要素ｐ１１によって圧電素子３１の幅方向中央部が圧力室３３の外側に撓む。これにより圧力室３３が基準電位Ｅｂに対応する基準容積から第１振動膨張電位Ｅｖ１に対応する第１振動膨張容積まで膨張する。この圧力室３３の膨張により当該圧力室３３内が減圧され、ノズル３０におけるメニスカスが圧力室３３側に引き込まれる。そして、この圧力室３３の膨張状態は、振動膨張ホールド要素ｐ１２の印加期間中に亘って維持される。その後、振動収縮要素ｐ１３が印加されることで圧電素子３１の中央部が圧力室３３の内側に撓んで基準状態に復帰し、圧力室３３が基準容積まで戻る。この圧力室３３の一連の容積変動に伴って圧力室３３内にはノズル３０からインクが噴射されない程度の圧力振動が生じ、この圧力振動によってノズル３０内のインク（メニスカス）が振動する。このメニスカスの振動によってノズル３０付近の増粘インクが拡散（撹拌）され、その結果、インクの増粘を抑制することができる。
【００５３】
通常の記録動作においては、非噴射用ノズル３０ｂにおけるインクの増粘を抑制するために第１振動駆動パルスＰｖ１が用いられて振動動作が行われる。この振動動作は、噴射用ノズル３０ａについてもインクが噴射されないタイミングで行われる。しかしながら、上記供給不足条件が成立することによりリザーバー４３へのインクの供給不足が生じた場合、第１振動駆動パルスＰｖ１による通常の振動動作では、非噴射用ノズル３０ｂから空気が引き込まれるおそれがある。
【００５４】
このため、本発明に係るプリンター１では、ＤＵＴＹや温度が上記の供給不足条件を満たした場合に、第１振動駆動パルスＰｖ１に替えて対策用の第２振動駆動パルスＰｖ２により非噴射用ノズル３０ｂにおける振動動作が行われる。なお、第１振動駆動パルスＰｖ１と第２振動駆動パルスＰｖ２との切り替えに関し、駆動信号発生回路１９からそれぞれ別の信号経路を通じて記録ヘッド１０側に送信され、供給不足条件の成立に応じて記録ヘッド１０において信号経路を切り替えることで選択的に圧電素子３１に印加される構成とすることもできるし、あるいは、供給不足条件の成立に応じて駆動信号発生回路１９において第１振動駆動パルスＰｖ１の波形が第２振動駆動パルスＰｖ２の波形に変更されて記録ヘッド１０側に送信される構成を採用することもできる。
【００５５】
図１０に示される第２振動駆動パルスＰｖ２は、第１振動駆動パルスＰｖ１と同様に、振動膨張要素ｐ２１（本発明における第２の減圧要素に相当）と、振動膨張ホールド要素ｐ２２と、振動収縮要素ｐ２３（本発明における第２の加圧要素に相当）とを有しているが、振動電圧Ｖ２が振動電圧Ｖ１より高められている点、および、振動膨張要素ｐ２１と振動収縮要素ｐ２３の圧電素子３１に印加されるタイミングがそれぞれ噴射駆動パルスＰｄの膨張要素ｐ１と復帰要素ｐ５の印加タイミングに応じて定められている点（後述）で第１振動駆動パルスＰｖ１と異なっている。第２振動駆動パルスＰｖ２における振動膨張要素ｐ２１は、圧力室３３の基準容積に対応する基準電位Ｅｂから上記第１振動膨張電位Ｅｖ１よりも低い第２振動膨張電位Ｅｖ２まで電位を下降させる波形要素であり、非噴射用ノズル３０ｂ内のインクおよびこれに対応する圧力室３３内のインクを減圧する。この第２振動駆動パルスＰｖ２の振動電圧Ｖ２（基準電位Ｅｂと第２振動膨張電位Ｅｖ２との電位差）は、第１振動駆動パルスＰｖ１の振動電圧Ｖ１よりも高く設定されている。このため、この第２振動駆動パルスＰｖ２は、ノズル３０（非噴射用ノズル３０ｂ）内のインクに生じさせる振動の振幅がより大きくなる。また、特に振動収縮要素ｐ２３の傾き（時間当たりの電位変化率）は、第１振動駆動パルスＰｖ１の振動収縮要素ｐ１３の傾きよりも急峻に設定されている。これにより、ノズル３０内のインクに生じさせる振動の振幅がより一層大きくなる。なお、第１振動駆動パルスＰｖ１と比較した時に、振動電圧または振動収縮要素の傾きの少なくともいずれか一方が大きくなっていれば、ノズル３０内のインクに生じさせる振動の振幅をより大きくすることができる。
【００５６】
振動膨張要素ｐ２１の非噴射用ノズル３０ｂに対応する圧電素子３１に印加されるタイミングは、噴射駆動パルスＰｄの膨張要素ｐ１の噴射用ノズル３０ａに対応する圧電素子３１への印加タイミングに合わせられている。より具体的には、図１１に示されるように、振動膨張要素ｐ２１の発生期間（波形要素の始端と終端とで規定される期間）が、噴射駆動パルスＰｄの膨張要素ｐ１の発生期間と少なくとも一部で重なるように設定されている。これにより、噴射駆動パルスＰｄの膨張要素ｐ１により噴射用ノズル３０ａのインクが減圧される期間ｔ１と、振動膨張要素ｐ２１により非噴射用ノズル３０ｂのインクが減圧される期間とが、少なくとも一部で重複する。本実施形態においては、振動膨張要素ｐ２１の発生期間が、噴射駆動パルスＰｄの膨張要素ｐ１の発生期間と大部分で重なっている。
【００５７】
第２振動駆動パルスＰｖ２における振動膨張ホールド要素ｐ２２は、振動膨張要素ｐ２１の終端と振動収縮要素ｐ２３の始端とで規定され、振動膨張要素ｐ２１の終端電位である第２振動膨張電位Ｅｖ２を一定時間維持する波形要素である。また、第２振動駆動パルスＰｖ２における振動収縮要素ｐ２３は、第２振動膨張電位Ｅｖ２から基準電位Ｅｂまで電位を上昇させる波形要素であり、非噴射用ノズル３０ｂ内のインクおよびこれに対応する圧力室３３内のインクを加圧する。この振動収縮要素ｐ２３の圧電素子３１に印加されるタイミングは、噴射駆動パルスＰｄの復帰要素ｐ５の印加タイミングに合わせられている。より具体的には、図１１に示されるように、振動収縮要素ｐ２３の発生期間が、噴射駆動パルスＰｄの復帰要素ｐ５の発生期間と少なくとも一部で重なるように設定されている。本実施形態においては、振動収縮要素ｐ２３の発生期間の全体が、噴射駆動パルスＰｄの復帰要素ｐ５の発生期間と重なっており、振動収縮要素ｐ２３の始端は、復帰要素ｐ５の始端よりも少し後に発生するようになっている。これにより、噴射駆動パルスＰｄの復帰要素ｐ５により噴射用ノズル３０ａのインクが減圧される期間ｔ５と、振動収縮要素ｐ２３により非噴射用ノズル３０ｂのインクが加圧される期間とが、少なくとも一部で重複する。
【００５８】
図１２から図１６は、上記供給不足条件を満たした場合において、噴射駆動パルスＰｄにより噴射用ノズル３０ａでインクの噴射が行われる様子と、このタイミングに合わせて第２振動駆動パルスＰｖ２により非噴射用ノズル３０ｂで振動動作が行われる様子を説明する模式図である。なお、各図では、便宜上、非噴射用ノズル３０ｂと噴射用ノズル３０ａを１つずつ図示しているが、特に噴射用ノズル３０ａに関しては、実際にはこれよりも多くの噴射用ノズル３０ａでインクの噴射が同時に行われるような場合（供給不足条件を満たすような高ＤＵＴＹで噴射）を想定している。また、各図において、白抜きで示される矢印は、駆動パルス（Ｐｄ，Ｐｖ２）による圧電素子３１の駆動によりノズル３０（３０ａ，３０ｂ）におけるインクのメニスカスに作用する圧力の方向を示し、ハッチングで示される矢印は、ノズル３０（３０ａ，３０ｂ）におけるインク（メニスカス）の移動方向を示している。なお、供給不足条件が成立したか否かについては、本実施形態においては、印刷データから把握されるＤＵＴＹ、温度センサー２１による検出温度、および上記閾値に基づきＣＰＵ１７が判定する。
【００５９】
図１１に示されるように、噴射駆動パルスＰｄの膨張要素ｐ１が噴射用ノズル３０ａに対応する圧電素子３１に印加される期間ｔ１では、第２振動駆動パルスＰｖ２の振動膨張要素ｐ２１が非噴射用ノズル３０ｂに対応する圧電素子３１に印加される。これにより、図１２に示されるように、噴射用ノズル３０ａ内のインクおよび当該噴射用ノズル３０ａに対応する圧力室３３内のインクが減圧され、噴射用ノズル３０ａにおけるメニスカスが圧力室３３側（リザーバー４３側）に引き込まれる。これに合わせて、非噴射用ノズル３０ｂ内のインクおよび非噴射用ノズル３０ｂに対応する圧力室３３内のインクが減圧され、非噴射用ノズル３０ｂにおけるメニスカスが圧力室３３側に引き込まれる。このように、同様なタイミングで非噴射用ノズル３０ｂを含む各ノズル３０に対応する圧力室３３がそれぞれ減圧されることにより、リザーバー４３から各圧力室３３にインクが供給され、これに伴ってインクカートリッジ８側から導入口５２を通じてリザーバー４３にインクが供給される。このようにすることで、噴射用ノズル３０ａのみで減圧する場合よりも多くのインクをリザーバー４３および各ノズル３０側に供給することができる。このため、噴射用ノズル３０ａにおけるインクの噴射後に、リザーバー４３より上流側から当該リザーバー４３へのインクの供給不足が生じた場合においても、非噴射用ノズル３０ｂにおける空気の引き込みをより抑制することが可能となる。
【００６０】
続いて、膨張ホールド要素ｐ２により噴射用ノズル３０ａに対応する圧力室３３の膨張状態が期間ｔ２で維持された後、期間ｔ３では、噴射駆動パルスＰｄの収縮要素ｐ３が噴射用ノズル３０ａに対応する圧電素子３１に印加される。これにより、噴射用ノズル３０ａに対応する圧力室３３は膨張容積から収縮容積まで急激に収縮される。この圧力室３３の収縮により当該圧力室３３内のインクおよび噴射用ノズル３０ａ内のインクが加圧され、図１３に示されるように、噴射用ノズル３０ａにおけるメニスカスが圧力室３３側とは反対である噴射側に押し出される。その後、収縮ホールド要素ｐ４が圧電素子３１に印加されることにより圧力室３３の収縮状態が維持されている期間ｔ４において、図１４に示されるように、噴射用ノズル３０ａから噴射側に押し出されたインクの一部がノズル３０内のインクから分離して、インク滴Ｉｄとして、記録ヘッド１０の下方に位置する記録媒体に向けて飛翔する。圧力室３３の収縮状態は、収縮ホールド要素ｐ４の印加期間に亘って維持される。これらの期間ｔ２〜ｔ４において、非噴射用ノズル３０ｂ側では、第２振動駆動パルスＰｖ２の振動膨張ホールド要素ｐ２２が圧電素子３１に印加されることにより、当該非噴射用ノズル３０ｂに対応する圧力室３３の膨張状態が維持される。この間、非噴射用ノズル３０ｂに対応する圧力室３３においては、通常（当該圧力室３３の膨張または収縮が行われていない状態）よりもインクが満たされた状態となる。
【００６１】
噴射用ノズル３０ａからインク（インク滴Ｉｄ）が噴射された後、当該噴射されたインク滴Ｉｄの分のインクを失うことにより、また、噴射に伴ってインクに生じた圧力振動により、図１５に示されるように、噴射用ノズル３０ａ内のインクが圧力室３３側に大きく後退する。その後の期間ｔ５において、図１６に示されるように、上記圧力振動によって噴射用ノズル３０ａ内のインクおよび当該噴射用ノズル３０ａに対応する圧力室３３内のインクの圧力が上昇することにより当該噴射用ノズル３０ａ内のインクが噴射側に向けて移動してきたタイミングで、噴射駆動パルスＰｄの復帰要素ｐ５が圧電素子３１に印加される。これにより、噴射用ノズル３０ａに対応する圧力室３３の容積が膨張（増加）され、当該圧力室３３内のインクおよび噴射用ノズル３０ａ内のインクが減圧される。その結果、インクの噴射に伴って生じたインクの圧力振動が相殺されて制振される。この期間ｔ５では、多数の噴射用ノズル３０ａから同時にインクが噴射されることにより、多くのインクが消費された後であるため、リザーバー４３において上流側からのインクの供給不足が生じやすい状態となっている。
【００６２】
この期間ｔ５で、第２振動駆動パルスＰｖ２の振動収縮要素ｐ２３が非噴射用ノズル３０ｂに対応する圧電素子３１に印加される。これにより、非噴射用ノズル３０ｂ内のインクおよび当該非噴射用ノズル３０ｂに対応する圧力室３３内のインクが加圧され、非噴射用ノズル３０ｂにおけるインク（メニスカス）が噴射側に押し出される。ここで、非噴射用ノズル３０ｂからインク流路内に空気が引き込まれる状況となるのは、インクカートリッジ８からリザーバー４３に至るまでのインク供給経路における圧力損失が、非噴射用ノズル３０ｂにおけるメニスカスの耐圧（非噴射用ノズル３０ｂからインクが漏洩しないよう耐え得る圧力）を超えた場合である。期間ｔ３〜ｔ４での噴射用ノズル３０ａからのインクの噴射により、多くのインクが消費された状態で、期間ｔ５において噴射用ノズル３０ａ側で減圧が行われると、インク供給経路における圧力損失が高まる。しかしながら、上記のように、期間ｔ５において第２振動駆動パルスＰｖ２の振動収縮要素ｐ２３により非噴射用ノズル３０ｂ内のインクおよび非噴射用ノズル３０ｂに対応する圧力室３３内のインクが加圧されることで、メニスカスの耐圧を高めることができる。これにより、圧力損失が高まって非噴射用ノズル３０ｂ側のインクにリザーバー４３側に引き込もうとする力が作用したとしても、メニスカスの耐圧が高められているので、上記のリザーバー４３側に引き込もうとする力に抗することができる。
【００６３】
このため、各ノズル３０における噴射状況や温度が供給不足条件を満たした場合であっても、非噴射用ノズル３０ｂからインク流路内に空気が引き込まれることが抑制される。その結果、リザーバー４３へのインクの供給不足が生じやすいような状況であっても、インク流路内への空気の巻き込みを抑制しつつも、ＤＵＴＹを下げたりリザーバー４３における振動を収束させるための待機時間を別途設けたりする等のようなプリンター１の能力低下を招くような対処を行うことなく噴射動作を行うことが可能となる。加えて、本実施形態における第２振動駆動パルスＰｖ２は、通常の第１振動駆動パルスＰｖ１よりも振動電圧が高められているので、非噴射用ノズル３０ｂにおけるインクに生じる圧力振動の振幅をより大きくすることができる。その結果、インク流路内への空気の巻き込みをより確実に抑制することができる。
【００６４】
なお、供給不足条件が成立しない場合、すなわち、リザーバー４３へのインクの供給不足を誘発するおそれが少ない状況では、第２振動駆動パルスＰｖ２と比較してインクに生じさせる圧力振動が小さい通常の第１振動駆動パルスＰｖ１が、非噴射用ノズル３０ｂに対応する圧電素子３１に印加されて振動動作が行われるので、非噴射用ノズル３０ｂにおけるインクを過剰に撹拌させることなく振動動作を行うことができる。これにより、非噴射用ノズル３０ｂにおけるインクの増粘が過剰な撹拌によって圧力室３３側に進行することが抑制される。
【００６５】
本実施形態においては、供給不足条件が成立したか否かについて、ＤＵＴＹおよび温度についての閾値（図７参照）により判定する構成を例示したが、これには限られない。例えば、ＤＵＴＹまたは温度の何れか一方にのみ閾値を設け、当該閾値に基づき供給不足条件を判定する構成を採用することもできる。例えば、温度センサー２１により検出された温度が、当該温度についての閾値を下回ることを供給不足条件とすることができる。この場合、インクの温度が低下するほど当該インクの粘度が高まり、リザーバー４３へのインクの供給不足を誘発するおそれが高くなるので、インクの温度についての閾値に基づき供給不足条件が成立したか否かについて判定することにより、低温時におけるインクの噴射不良を未然に抑制することが可能となる。また、ＤＵＴＹに関しては、ノズル列におけるインクの噴射状況に関し、より多くのノズル３０（３０ａ）から同時により多くのインクを噴射させる場合や、あるいは、噴射状況が急激に変化するような場合（変化前後でインクの消費量（流速）が大きく変化する場合）においては、リザーバー４３へのインクの供給不足を誘発するおそれが高くなるので、噴射状況（ＤＵＴＹ）についての閾値に基づき特定の条件が成立したか否かについて判定することにより、噴射状況の変化によらずインクの噴射不良を抑制することが可能となる。例えば、高ＤＵＴＹでインクが噴射される高ＤＵＴＹ期間の直後にこれよりもＤＵＴＹが一定以上低い（例えば、３０％未満）低ＤＵＴＹ期間もしくは各ノズル３０から全くインクが噴射されない休止期間（ＤＵＴＹ＝０％）が設けられるような場合、あるいは、このような低ＤＵＴＹ期間もしくは休止期間の直後に高ＤＵＴＹ期間が設けられるような場合等のように、インクの噴射状況に急激な変化が生じた場合、すなわちＤＵＴＹが急激に変化した場合、変化の前後におけるＤＵＴＹの差について閾値を設けることができる。
【００６６】
図１７は、第２振動駆動パルスＰｖ２の変形例について説明する波形図であり、噴射用ノズル３０ａに対応する圧電素子３１に噴射駆動パルスＰｄが印加されるタイミング（上段）と、非噴射用ノズル３０ｂに対応する圧電素子３１に変形例の第２振動駆動パルスＰｖ２′が印加されるタイミング（下段）と、をそれぞれ対応させて示した図である。変形例の第２振動駆動パルスＰｖ２′は、基準電位Ｅｂからの電位の変化方向が、上記第２振動駆動パルスＰｖ２とは異なっている。具体的には、第２振動駆動パルスＰｖ２′は、振動収縮要素ｐ３１（本発明における第２の加圧要素に相当）と、振動収縮ホールド要素ｐ３２と、振動膨張要素ｐ３３とを有している。振動収縮要素ｐ３１は、基準電位Ｅｂから当該基準電位Ｅｂよりも高い振動収縮電位Ｅｖ３まで電位を上昇させる波形要素である。振動収縮ホールド要素ｐ３２は、振動収縮要素ｐ３１の終端電位である振動収縮電位Ｅｖ３を一定時間維持する波形要素である。また、振動膨張要素ｐ３３は、振動収縮電位Ｅｖ３から基準電位Ｅｂまで電位を下降させる波形要素である。第２振動駆動パルスＰｖ２′の振動電圧Ｖ３（振動収縮電位Ｅｖ３と基準電位Ｅｂとの電位差）は、第１振動駆動パルスＰｖ１の振動電圧Ｖ１以上、噴射駆動パルスＰｄの駆動電圧Ｖｄ以下の値に設定されている。
【００６７】
この第２振動駆動パルスＰｖ２′は、圧力室３３を基準状態から収縮させて非噴射用ノズル３０ｂにおけるインクを噴射側に押し出した後、圧力室３３を膨張させて基準状態に戻してインクを基準位置側に復帰させるように圧電素子３１を駆動させる波形となっている。そして、振動収縮要素ｐ３１の発生期間が、噴射駆動パルスＰｄの復帰要素ｐ５の発生期間と少なくとも一部で重なるようなタイミングに設定されている。本実施形態においては、振動収縮要素ｐ３１の発生期間の全体が、噴射駆動パルスＰｄの復帰要素ｐ５の発生期間と重なっている。そして、噴射用ノズル３０ａにおいてインクの噴射が行われた後、期間ｔ５において噴射用ノズル３０ａ対応する圧力室３３内のインクおよび噴射用ノズル３０ａ内のインクが減圧されるタイミングで、第２振動駆動パルスＰｖ２′の振動収縮要素ｐ３１が非噴射用ノズル３０ｂに対応する圧電素子３１に印加される。これにより、非噴射用ノズル３０ｂ内のインクおよび非噴射用ノズル３０ｂに対応する圧力室３３内のインクが加圧されるので、非噴射用ノズル３０ｂ側のインクにリザーバー４３側に引き込もうとする力が作用したとしても、当該力に抗することができる。このため、供給不足条件が成立した場合であっても、非噴射用ノズル３０ｂからインク流路内に空気が引き込まれることが抑制される。
【００６８】
また、この振動収縮要素ｐ３１の傾きと比較して、振動膨張要素ｐ３３の電位変化の傾きは緩やかに設定されている。これにより、振動膨張要素ｐ３３によって非噴射用ノズル３０ｂに対応する圧力室３３が収縮状態から基準状態までより穏やかに復帰するので、非噴射用ノズル３０ｂからインク流路内に空気が引き込まれることが防止される。このように、第２振動駆動パルスについては、非噴射用ノズル３０ｂ内のインクを加圧する第２の加圧要素（振動収縮要素）を少なくとも有し、噴射駆動パルスＰｄの第１の減圧要素（復帰要素ｐ５）により噴射用ノズル３０ａ内のインクが減圧される期間ｔ５と、第２の加圧要素により非噴射用ノズル３０ｂ内のインクが加圧される期間とが、少なくとも一部で重なっていればよい。なお、他の構成については、上記実施形態と同様である。
【００６９】
ここで、例示した第２振動駆動パルス（Ｐｖ２，Ｐｖ２′）の振動電圧（Ｖ２，Ｖ３）に関し、通常（供給不足条件を満たしていない状態）ではインクが噴射される程度の電圧に設定することができる。これにより、非噴射用ノズル３０ｂにおいて第２振動駆動パルスにより発生されるインクの振動の振幅がより大きいものとなり、インク流路内に空気が引き込まれることがより効果的に抑制される。
【００７０】
なお、上記各実施形態においては駆動素子として、所謂撓み振動型の圧電素子３１を例示したが、これには限られず、例えば、所謂縦振動型の圧電素子を採用することも可能である。この場合、例示した各駆動パルスに関し、電位の変化方向、つまり上下（極性）が反転した波形となる。その他、アクチュエーターとしては、圧電素子に限られず、静電アクチュエーター等の他の駆動素子を採用することも可能である。
【００７１】
そして、以上では、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド１０（記録ヘッド１０）を例に挙げて説明したが、本発明は、他の液体噴射ヘッドおよびこれを備える液体噴射装置にも適用することができる。例えば、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（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を複数備える液体噴射ヘッド、および、これを備える液体噴射装置にも本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１…プリンター，２…フレーム，３…プラテン，４…搬送機構，５…ガイドロッド，６…キャリッジ，７…キャリッジ移動機構，８…インクカートリッジ，１０…記録ヘッド，１１…ワイピング機構，１２…ワイパー，１３…キャッピング機構１３…キャップ，１５…排液チューブ，１６…ポンプユニット，１７…ＣＰＵ，１８…記憶装置，１９…駆動信号発生回路，２０…入出力インターフェース，２１…温度センサー，２３…固定板，２４…ノズルプレート，２５…連通板，２６…アクチュエーター基板，２７…コンプライアンス基板，２８…ホルダー，２９…圧力室形成基板，３０…ノズル，３０ａ…噴射用ノズル，３０ｂ…非噴射用ノズル３０ｂ，３１…圧電素子，３２…保護基板，３３…圧力室，３４…ノズル連通口，３５…個別連通口，３６…振動板，３８…駆動ＩＣ，３９…フレキシブル基板，４０…配線空部，４１…収容空間，４３…リザーバー，４４…コンプライアンスシート，４５…支持板，４６…貫通開口，４７…コンプライアンス空間，４８…コンプライアンス開口，４９…収容空部，５０…挿通空部，５１…液室空部，５２…導入口
【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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【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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