(57)【要約】【課題】メニスカスが壊れやすく、気泡を巻き込みやすい状態となっている記録ヘッドに対して空吐出を行った場合、メニスカスが破壊されると、空吐出動作による回復成功率が低くなり、空吐出動作を繰り返さなければならなくなる。【解決手段】記録ヘッド３４は、ノズル配列方向の中央部にインク供給口１３２が配置されて、１列分の複数のノズル１０４にインクが供給される構成であり、空吐出動作を行うときには、ノズル配列方向においてインク供給口１３２までの経路が短い中央部のノズル１０４からインク供給口１３２までの経路が長い両端部のノズル１０４の順に空吐出を行わせる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルが連通する液室と、各液室に液体を供給する共通液室と、前記共通液室に前記液体を供給する液体供給口と、前記液室内の液体を加圧する圧力を発生させる圧力発生手段と、を有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドの各ノズルから画像形成に寄与しない空吐出滴を吐出させる空吐出動作を行う空吐出制御手段と、を備え、
前記空吐出制御手段は、前記液体供給口までの経路が短いノズルから前記液体供給口までの経路が長いノズルの順に空吐出動作を行わせる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
液滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルが連通する液室と、各液室に液体を供給する共通液室と、前記共通液室に前記液体を供給する液体供給口と、前記液室内の液体を加圧する圧力を発生させる圧力発生手段と、を有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドの各ノズルから画像形成に寄与しない空吐出滴を吐出させる空吐出動作を行う空吐出制御手段と、を備え、
前記空吐出制御手段は、前記液体供給口までの経路の流体抵抗値が小さいノズルから前記液体供給口までの経路の流体抵抗値が大きいノズルの順に空吐出動作を行わせる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
液滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルが連通する液室と、各液室に液体を供給する共通液室と、前記共通液室に前記液体を供給する液体供給口と、前記液室内の液体を加圧する圧力を発生させる圧力発生手段と、を有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドの各ノズルから画像形成に寄与しない空吐出滴を吐出させる空吐出動作を行う空吐出制御手段と、を備え、
前記空吐出制御手段は、前記液体供給口までの経路が短いノズル群から前記液体供給口までの経路が長いノズル群の順に空吐出動作を行わせる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記空吐出制御手段は、空吐出動作の開始初期では隣接した複数のノズルからなるノズル群ごとに空吐出動作を行わせ、空吐出動作の開始初期ではすべてのノズルからの空吐出を行わないことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記空吐出制御手段は、空吐出動作の後期ではすべてのノズルから同時に空吐出を行わせることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記圧力発生手段が圧電素子であり、
前記空吐出動作で前記圧電素子を駆動させる空吐出駆動波形には、前記液室の体積を拡大させる方向に前記圧電素子を変位させるメニスカス引き込み期間と、前記圧電素子の変位を一定時間停止する停止期間と、前記液室体積を縮小させる方向に前記圧電素子を変位させるメニスカス押し出し期間とを有する１又は複数のパルスを含む複数のパルス群を含み、
前記空吐出動作の開始初期における前記パルス群の前記パルスのメニスカス引き込み開始時点からメニスカス押し出し終了時点までのパルス継続時間が、前記空吐出動作の終了間近における前記パルス群の前記パルスのメニスカス引き込み開始時点からメニスカス押し出し終了時点までのパルス継続時間よりも短い
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記空吐出動作の開始初期における前記パルス群の前記パルスのメニスカス引き込み開始時点からメニスカス押し出し終了時点までのパルス継続時間が、前記空吐出動作の終了間近における前記パルス群の前記パルスのメニスカス引き込み開始時点からメニスカス押し出し終了時点までのパルス継続時間よりも、前記液室のヘルムホルツ共振周期の４％以上２０％以下の時間分短いことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記圧力発生手段が圧電素子であり、
前記空吐出動作で前記圧電素子を駆動させる空吐出駆動波形には、前記液室の体積を拡大させる方向に前記圧電素子を変位させメニスカス引き込み期間と、前記圧電素子の変位を一定時間停止する停止期間と、前記液室体積を縮小させる方向に前記圧電素子を変位させるメニスカス押し出し期間とを有する複数のパルスを含む複数のパルス群を含み、
前記空吐出動作の開始初期における前記パルス群の前記パルスの間隔が、前記空吐出動作の終了間近における前記パルス群の前記パルスの間隔よりも短い
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記空吐出動作の開始初期における前記パルス群の前記パルスの間隔が、前記空吐出動作の終了間近における前記パルス群の前記パルスの間隔よりも、前記液室のヘルムホルツ共振周期の４％以上２０％以下の時間分短いパルス間隔であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記空吐出動作の開始初期では前記圧力発生手段に対し前記液室体積が最も縮小した状態とすることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記圧力発生手段が圧電素子であり、
前記空吐出動作で前記圧電素子を駆動する空吐出駆動波形には、前記ノズルに連通する流路の液体供給周期より長い周期間隔で繰り返される、複数のパルスからなるパルス群で前記圧電素子を駆動する連続吐出期間を含み、
前記連続吐出期間の合間に、前記圧電素子を、前記液室体積を最も縮小させる状態から最も拡張する状態に変位させ、拡張した状態で一定期間停止し、さらに最も縮小した状態に変位させる最大変位パルスを有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記最大変位パルスにおける、前記連続吐出期間終了後、前記液室体積を最も縮小させた状態から最も拡張させる状態に変位するメニスカス引き込み変位時間は、前記液室のヘルムホルツ共振周期より長い時間であることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記最大変位パルスにおける、前記連続吐出期間終了後、前記液室体積を最も縮小させた状態から最も拡張させる状態に変位し、一定期間停止した後、再び最も前記液室体積を縮小させる状態に変位するメニスカス押し出し変位時間は、前記液室のヘルムホルツ共振周期より短い時間であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記最大変位パルスにおける、前記連続吐出期間終了後、前記液室体積を最も縮小させた状態から最も拡張させた状態に変位し、再び最も前記液室体積を縮小させる状態に変位する間の一定時間変位を停止させる変位停止時間は、前記ノズルに連通する流路の液体供給周期の１/２以上であることを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記連続吐出期間終了後、前記ノズルの液体供給周期以上の時間が経過した後、前記最大変位パルスの印加が開始されることを特徴とする請求項１１ないし１４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記最大変位パルスの印加が終了した後、前記ノズルの液体供給周期以上の時間が経過した後、次の連続吐出期間が開始されることを特徴とする請求項１１ないし１５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記空吐出動作の開始初期における各ノズルからの単位時間に排出される滴量が、前記空吐出動作の終了間近における各ノズルからの単位時間に排出される滴量よりも少ないことを特徴とする請求項１ないし１６に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記空吐出動作の開始初期は前記空吐出動作の終了間近よりも前記圧力発生手段の吐出エネルギーが大きいことを特徴とする請求項１ないし１７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記空吐出動作では、前記記録ヘッドのノズル面をキャップ部材でキャッピングした状態で、前記キャップ部材内部に向けて空吐出滴を吐出させることを特徴とする請求項１ないし１８のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する記録ヘッドを備える画像形成装置における空吐出動作に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。
【０００３】
なお、本願において、液体吐出記録方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を3次元的に造形して形成された像も含まれる。
【０００４】
また、液体吐出ヘッドを備える画像形成装置としては、記録ヘッドをキャリッジに搭載して用紙の送り方向と直交する主走査方向に移動させることで記録を行うシリアル型画像記録装置と、記録領域の略全幅にわたって液滴を吐出する複数の吐出口（ノズル）を列設したライン型ヘッドを用いるライン型画像記録装置がある。
【０００５】
ところで、画像形成装置に用いる記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドは吐出口（ノズル）から液滴を吐出させて記録を行うものであることから、液滴を吐出しない状態が継続すると、ノズル等の開口部や、透気透湿性の低い共通液室の圧力振動減衰部等の薄膜部の近傍のインクは、時間と共に進行する水分蒸発のために徐々に粘度が増加する。また、インク成分は均一分散しているが、時間と共に顔料等の比重の高い成分が沈降し、特に、共通液室等の大容量のインク貯留部では底部の粘度が増加していく現象が発生する。
【０００６】
このような増粘現象が発生した場合、ノズル内部の増粘インクを排出して正常に吐出できる状態に回復させる必要がある。この吐出回復の方法として通常、ノズルからキャップ吸引等の手段でインクを排出するが、このキャップ吸引回復動作を伴う回復方法では、多量のインク消費が必要となってしまう。ただし、放置時間が短く、粘度の増加の程度が低い状態ならば、画像形成に寄与しない液滴（これを「空吐出滴」という。）を吐出する空吐出動作のみで回復させることも可能である。
【０００７】
この空吐出による回復動作は、粘度増加インクの吐出効率（空吐出の吐出効率）をいかに確保できるかによって、吸引動作なしで回復させることのできる放置時間領域が決まってくる。
【０００８】
従来の空吐出動作では、空吐出波形の振幅幅を大きくして吐出エネルギーの大きな波形で駆動したり、粘度増加が起こる前に定期的に空吐出動作が実行されるような制御を実行したりして、吸引回復動作なしで正常に吐出できる状態に回復させてきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−２９０７２０号公報
【特許文献２】特開２００２−２７３９１２号公報
【特許文献３】特開平２−１０２０６６号公報
【特許文献４】特開２００８−２９０４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、共通液室に連通するノズル全てから一斉に空吐出を行った場合、ノズルに連通する液室（加圧液室、個別液室）及び共通液室の急激な圧力の低下が発生する。このとき、通常の状態であれば、加圧液室や共通液室がある許容範囲内で圧力変動しようとも、ノズルに形成されたメニスカスの表面張力によりメニスカスが破壊されることはない。
【００１１】
ところが、加圧液室及び共通液室内の負圧の増大により、ノズルに形成されたメニスカスが破壊されてしまう限界液室圧力値は、メニスカスが静止している場合より、メニスカスが振動している場合の方が縮小する。なお、負圧によりメニスカスが破壊されると、加圧液室内に気泡が侵入し、正常な吐出ができない状態となる。そして、気泡混入によるノズルの不吐出を回復させるためには、キャップ吸引動作によって気泡を加圧液室外に排出させない限り、正常に吐出できる状態に回復させることができない。
【００１２】
さらに、放置によってノズル等の開口部にて発生する水分蒸発は、ノズル近傍のインクの増粘や、ノズルエッジ部及びノズルに形成されたメニスカス表面にインクの固形成分が析出した膜を形成する現象を発生させる。ノズルに連通した加圧液室が圧力発生手段により体積変動すると、ノズルエッジ及びノズルに形成されたメニスカスは大きく変位し、ノズルエッジ及びノズルに形成されたメニスカス表面に析出していた固形成分が動いたり剥がれたりする。固形成分の移動や剥離により、加圧液室や共通液室の負圧におけるメニスカスが破壊される限界液室圧力値は、さらに縮小してしまう。
【００１３】
そして、ノズルからの空吐出により加圧液室及び共通液室等の流路に存在するインクが流動するが、インク粘度の増加に伴い、インクが流動するときの流体抵抗値も増大する。流体抵抗値が大きいと、加圧液室や共通液室へのインク供給されにくくなり、ノズルから空吐出した場合の加圧液室や共通液室の負圧は増大しやすい状態となる。
【００１４】
また、過去の動作履歴、例えばダウン（吐出不能）や気泡巻き込み、インク充填のやり直し、気体溶存量の高いインクの使用や、放置環境の変動により、流路内に気泡が発生してしまう場合が必ず発生する。インク流動があれば、気体溶存量の低いインクに徐々に流路残存気泡が溶解して縮小していったり、インク流動を妨げない場所に気泡が移動するが、放置状態ではインク流動がないため、放置時間と共に液室内のインクの気体溶存量も高くなり、インク流動を妨げる場所に気泡が移動したり、滞留したりする。インク流動を妨げる場所に気泡が存在すると、その場所の流体抵抗値が増加し、ノズルからの空吐出時のインク供給量が減少し、加圧液室や共通液室の負圧も増加し易い状態となってしまう。
【００１５】
すなわち、メニスカスの振動、ノズル近傍の増粘インクや固形成分の移動、剥離により、メニスカスが壊れやすくなっている上、インク増粘による流体抵抗値の増加や放置による流路内の気泡の移動や発生によって加圧液室や共通液室の負圧が増大しやすい状態となっているために、更にメニスカスが破壊されやすくなるため、放置後の記録ヘッドではメニスカスが壊れやすく、気泡を巻き込みやすい状態となっている。
【００１６】
このように、メニスカスが壊れやすく、気泡を巻き込みやすい状態となっている記録ヘッドに対して空吐出を行った場合、メニスカスが破壊されると、空吐出動作による回復成功率が低くなり、空吐出動作を繰り返さなければならなくなるという課題がある。
【００１７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ノズルに形成されたメニスカスが破壊され難くして、空吐出動作による回復効率を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルが連通する液室と、各液室に液体を供給する共通液室と、前記共通液室に前記液体を供給する液体供給口と、前記液室内の液体を加圧する圧力を発生させる圧力発生手段と、を有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドの各ノズルから画像形成に寄与しない空吐出滴を吐出させる空吐出動作を行う空吐出制御手段と、を備え、
前記空吐出制御手段は、前記液体供給口までの経路が短いノズルから前記液体供給口までの経路が長いノズルの順に空吐出動作を行わせる
構成とした。
【００１９】
本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルが連通する液室と、各液室に液体を供給する共通液室と、前記共通液室に前記液体を供給する液体供給口と、前記液室内の液体を加圧する圧力を発生させる圧力発生手段と、を有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドの各ノズルから画像形成に寄与しない空吐出滴を吐出させる空吐出動作を行う空吐出制御手段と、を備え、
前記空吐出制御手段は、前記液体供給口までの経路の流体抵抗値が小さいノズルから前記液体供給口までの経路の流体抵抗値が大きいノズルの順に空吐出動作を行わせる
構成とした。
【００２０】
本発明に係る画像形成装置は、
液滴を吐出する複数のノズルと、各ノズルが連通する液室と、各液室に液体を供給する共通液室と、前記共通液室に前記液体を供給する液体供給口と、前記液室内の液体を加圧する圧力を発生させる圧力発生手段と、を有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドの各ノズルから画像形成に寄与しない空吐出滴を吐出させる空吐出動作を行う空吐出制御手段と、を備え、
前記空吐出制御手段は、前記液体供給口までの経路が短いノズル群から前記液体供給口までの経路が長いノズル群の順に空吐出動作を行わせる
構成とした。
【００２１】
ここで、前記空吐出制御手段は、空吐出動作の開始初期では隣接した複数のノズルからなるノズル群ごとに空吐出動作を行わせ、空吐出動作の開始初期ではすべてのノズルからの空吐出を行わない構成とできる。
【００２２】
また、前記空吐出制御手段は、空吐出動作の後期ではすべてのノズルから同時に空吐出を行わせる構成とできる。
【００２３】
また、前記圧力発生手段が圧電素子であり、
前記空吐出動作で前記圧電素子を駆動させる空吐出駆動波形には、前記液室の体積を拡大させる方向に前記圧電素子を変位させるメニスカス引き込み期間と、前記圧電素子の変位を一定時間停止する停止期間と、前記液室体積を縮小させる方向に前記圧電素子を変位させるメニスカス押し出し期間とを有する１又は複数のパルスを含む複数のパルス群を含み、
前記空吐出動作の開始初期における前記パルス群の前記パルスのメニスカス引き込み開始時点からメニスカス押し出し終了時点までのパルス継続時間が、前記空吐出動作の終了間近における前記パルス群の前記パルスのメニスカス引き込み開始時点からメニスカス押し出し終了時点までのパルス継続時間よりも短い
構成とできる。
【００２４】
この場合、前記空吐出動作の開始初期における前記パルス群の前記パルスのメニスカス引き込み開始時点からメニスカス押し出し終了時点までのパルス継続時間が、前記空吐出動作の終了間近における前記パルス群の前記パルスのメニスカス引き込み開始時点からメニスカス押し出し終了時点までのパルス継続時間よりも、前記液室のヘルムホルツ共振周期の４％以上２０％以下の時間分短い構成とできる。
【００２５】
また、前記圧力発生手段が圧電素子であり、
前記空吐出動作で前記圧電素子を駆動させる空吐出駆動波形には、前記液室の体積を拡大させる方向に前記圧電素子を変位させメニスカス引き込み期間と、前記圧電素子の変位を一定時間停止する停止期間と、前記液室体積を縮小させる方向に前記圧電素子を変位させるメニスカス押し出し期間とを有する複数のパルスを含む複数のパルス群を含み、
前記空吐出動作の開始初期における前記パルス群の前記パルスの間隔が、前記空吐出動作の終了間近における前記パルス群の前記パルスの間隔よりも短い
構成とできる。
【００２６】
この場合、前記空吐出動作の開始初期における前記パルス群の前記パルスの間隔が、前記空吐出動作の終了間近における前記パルス群の前記パルスの間隔よりも、前記液室のヘルムホルツ共振周期の４％以上２０％以下の時間分短いパルス間隔である構成とできる。
【００２７】
また、前記空吐出動作の開始初期では前記圧力発生手段に対し前記液室体積が最も縮小した状態とする構成とできる。
【００２８】
また、前記圧力発生手段が圧電素子であり、
前記空吐出動作で前記圧電素子を駆動する空吐出駆動波形には、前記ノズルに連通する流路の液体供給周期より長い周期間隔で繰り返される、複数のパルスからなるパルス群で前記圧電素子を駆動する連続吐出期間を含み、
前記連続吐出期間の合間に、前記圧電素子を、前記液室体積を最も縮小させる状態から最も拡張する状態に変位させ、拡張した状態で一定期間停止し、さらに最も縮小した状態に変位させる最大変位パルスを有する構成とできる。
【００２９】
この場合、前記最大変位パルスにおける、前記連続吐出期間終了後、前記液室体積を最も縮小させた状態から最も拡張させる状態に変位するメニスカス引き込み変位時間は、前記液室のヘルムホルツ共振周期より長い時間である構成とできる。
【００３０】
また、前記最大変位パルスにおける、前記連続吐出期間終了後、前記液室体積を最も縮小させた状態から最も拡張させる状態に変位し、一定期間停止した後、再び最も前記液室体積を縮小させる状態に変位するメニスカス押し出し変位時間は、前記液室のヘルムホルツ共振周期より短い時間である構成とできる。
【００３１】
また、前記最大変位パルスにおける、前記連続吐出期間終了後、前記液室体積を最も縮小させた状態から最も拡張させた状態に変位し、再び最も前記液室体積を縮小させる状態に変位する間の一定時間変位を停止させる変位停止時間は、前記ノズルに連通する流路の液体供給周期の１／２以上である構成とできる。
【００３２】
また、前記連続吐出期間終了後、前記ノズルの液体供給周期以上の時間が経過した後、前記最大変位パルスの印加が開始される構成とできる。
【００３３】
また、前記最大変位パルスの印加が終了した後、前記ノズルの液体供給周期以上の時間が経過した後、次の連続吐出期間が開始される構成とできる。
【００３４】
また、前記空吐出動作の開始初期における各ノズルからの単位時間に排出される滴量が、前記空吐出動作の終了間近における各ノズルからの単位時間に排出される滴量よりも少ない構成とできる。
【００３５】
また、前記空吐出動作の開始初期は前記空吐出動作の終了間近よりも前記圧力発生手段の吐出エネルギーが大きい構成とできる。
【００３６】
また、前記空吐出動作では、前記記録ヘッドのノズル面をキャップ部材でキャッピングした状態で、前記キャップ部材内部に向けて空吐出滴を吐出させる構成とできる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係る画像形成装置によれば、液体供給口までの経路が短いノズルから液体供給口までの経路が長いノズルの順に空吐出動作を行わせる構成としたので、一度に空吐出するノズル数が少なく、共通液室の圧力低下が小さくなってメニスカスが破壊されにくくなり、空吐出動作による回復効率（回復成功率）を向上することができる。
【００３８】
本発明に係る画像形成装置によれば、液体供給口までの経路の流体抵抗値が小さいノズルから液体供給口までの経路の流体抵抗値が大きいノズルの順に空吐出動作を行わせる構成としたので、一度に空吐出するノズル数が少なく、共通液室の圧力低下が小さくなってメニスカスが破壊されにくくなり、空吐出動作による回復効率（回復成功率）を向上することができる。
【００３９】
本発明に係る画像形成装置によれば、液体供給口までの経路が短いノズル群から液体供給口までの経路が長いノズル群の順に空吐出動作を行わせる構成としたので、一度に空吐出するノズル数が少なく、共通液室の圧力低下が小さくなってメニスカスが破壊されにくくなり、空吐出動作による回復効率（回復成功率）を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る画像形成装置の機構部の全体構成を説明する側面概略構成図である。
【図２】同機構部の要部平面説明図である。
【図３】同画像形成装置の記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドの一例を示す液室長手方向の断面説明図である。
【図４】同液体吐出ヘッドの液室短手方向の断面説明図である。
【図５】同画像形成装置の制御部の概要を示すブロック説明図である。
【図６】同制御部の印刷制御部及びヘッドドライバの一例を示すブロック説明図である。
【図７】本発明の第１実施形態の説明に供する記録ヘッドの模式的説明図である。
【図８】同じく記録ヘッドの他の例の説明に供する模式的説明図である。
【図９】同じく記録ヘッドの更に他の例の説明に供する模式的説明図である。
【図１０】同じく流体抵抗値の異なる記録ヘッドの例の説明に供する説明図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における空吐出駆動波形の説明に供する説明図である。
【図１２】図１１の１つのパルスの拡大説明図である。
【図１３】本発明の第３実施形態における空吐出駆動波形の説明に供する説明図である。
【図１４】本発明の第４実施形態における空吐出駆動波形の説明に供する説明図である。
【図１５】図１４の最大変位パルスの説明に供する拡大説明図である。
【図１６】本発明の第５実施形態における空吐出駆動波形の説明に供する説明図である。
【図１７】本発明の第６実施形態における空吐出駆動波形の説明に供する説明図である。
【図１８】キャッピング状態のキャップ内空吐出の説明に供する説明図である。
【図１９】同じくキャッピング状態のキャップ内空吐出の説明に供する説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る画像形成装置の一例について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図２は同装置の要部平面説明図である。
この画像形成装置はシリアル型インクジェット記録装置であり、装置本体１の左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド３１、３２でキャリッジ３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して図２で矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。
【００４２】
このキャリッジ３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４ａ、３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド３４」という。）を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００４３】
記録ヘッド３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、記録ヘッド３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。なお、記録ヘッド３４としては、１つのノズル面に複数のノズルを並べた各色のノズル列を備えるものなどを用いることもできる。
【００４４】
また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するための第２インク供給部としてのサブタンクであるサブタンク３５ａ、３５ｂ（区別しないときは「サブタンク３５」という。）を搭載している。このサブタンク３５には、カートリッジ装填部４に着脱自在に装着される各色のインクカートリッジ（メインタンク）１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋから、供給ポンプユニット２４によって各色の供給チューブ３６を介して、各色の記録液が補充供給される。
【００４５】
一方、給紙トレイ２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び給紙コロ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４を備え、この分離パッド４４は給紙コロ４３側に付勢されている。
【００４６】
そして、この給紙部から給紙された用紙４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド部材４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備えるとともに、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト５１を備えている。
【００４７】
この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、この搬送ベルト５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ５２が回転駆動されることによって図２のベルト搬送方向に周回移動する。
【００４８】
さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロである拍車６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ３を備えている。
【００４９】
また、装置本体１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。
【００５０】
さらに、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構８１を配置している。この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）８２ａ、８２ｂ（区別しないときは「キャップ８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのワイパ部材（ワイパブレード）８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８４と、キャリッジ３３をロックするキャリッジロック８７などとを備えている。また、このヘッドの維持回復機構８１の下方側には維持回復動作によって生じる廃液を収容するための廃液タンク１００が装置本体に対して交換可能に装着される。
【００５１】
また、キャリッジ３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け８８を配置し、この空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部８９などを備えている。
【００５２】
このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド３７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００５３】
このとき、帯電ローラ５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように電圧が印加され、搬送ベルト５１が交番する帯電電圧パターンで帯電され、この帯電した搬送ベルト５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。
【００５４】
そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙４２を排紙トレイ３に排紙する。
【００５５】
そして、記録ヘッド３４のノズルの維持回復を行うときには、キャリッジ３３をホーム位置である維持回復機構８１に対向する位置に移動して、キャップ部材８２によるキャッピングを行ってノズルからの吸引を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作などの維持回復動作を行うことにより、安定した液滴吐出による画像形成を行うことができる。
【００５６】
次に、記録ヘッド３４を構成している液体吐出ヘッドの一例について図３及び図４を参照して説明する。なお、図３は同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図、図４は同ヘッドの液室短手方向（ノズルの並び方向）の断面説明図である。
【００５７】
この液体吐出ヘッドは、流路板１０１と、この流路板１０１の下面に接合した振動板１０２と、流路板１０１の上面に接合したノズル板１０３とを接合して積層し、これらによって液滴（インク滴）を吐出するノズル１０４が連通する流路であるノズル連通路１０５及び圧力発生室である加圧液室１０６、液室１０６に流体抵抗部（供給路）１０７を通じてインクを供給するための共通液室１０８に連通するインク供給口１０９などを形成している。
【００５８】
また、振動板１０２を変形させて液室１０６内のインクを加圧するための圧力発生手段（アクチュエータ手段）である電気機械変換素子としての２個（図３では１列のみ図示）の積層型圧電部材１２１と、この圧電部材１２１を接合固定するベース基板１２２とを備えている。この圧電部材１２１には、分割しないスリット加工で溝を形成することで複数の圧電素子柱１２１Ａ、１２１Ｂを形成している。この例では、圧電素子柱１２１Ａを駆動波形を印加する駆動圧電素子柱とし、圧電素子柱１２１Ｂは駆動波形を印加しない非駆動圧電素子柱としている。また、圧電部材１２１の駆動圧電素子柱１２１Ａには図示しない駆動回路（駆動ＩＣ）を搭載したＦＰＣケーブル１２６を接続している。
【００５９】
そして、振動板１０２の周縁部をフレーム部材１３０に接合し、このフレーム部材１３０には、圧電部材１２１及びベース基板１２２などで構成されるアクチュエータユニットを収納する貫通部１３１及び共通液室１０８となる凹部、この共通液室１０８に外部からインクを供給するための液体供給口であるインク供給穴１３２を形成している。
【００６０】
ここで、流路板１０１は、例えば結晶面方位（１１０）の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、ノズル連通路１０５、液室１０６となる凹部や穴部を形成したものであるが、単結晶シリコン基板に限られるものではなく、その他のステンレス基板や感光性樹脂などを用いることもできる。
【００６１】
振動板１０２は、ニッケルの金属プレートから形成したもので、例えばエレクトロフォーミング法（電鋳法）で作製しているが、この他、金属板や金属と樹脂板との接合部材などを用いることもできる。この振動板１０２に圧電部材１２１の圧電素子柱１２１Ａ、１２１Ｂを接着剤接合し、更にフレーム部材１３０を接着剤接合している。
【００６２】
ノズル板１０３は各液室１０６に対応して直径１０〜３０μｍのノズル１０４を形成し、流路板１０１に接着剤接合している。このノズル板１０３は、金属部材からなるノズル形成部材の表面に所要の層を介して最表面に撥水層を形成したものである。
【００６３】
圧電部材１２１は、圧電材料１５１と内部電極１５２とを交互に積層した積層型圧電素子（ここではＰＺＴ）である。この圧電部材１２１の交互に異なる端面に引き出された各内部電極１５２には個別電極１５３及び共通電極１５４が接続されている。なお、この実施形態では、圧電部材１２１の圧電方向としてｄ３３方向の変位を用いて液室１０６内インクを加圧する構成としているが、圧電部材１２１の圧電方向としてｄ３１方向の変位を用いて加圧液室１０６内インクを加圧する構成とすることもできる。
【００６４】
このように構成した液体吐出ヘッドヘッドにおいては、例えば圧電素子１２１に印加する電圧を基準電位Ｖｅから下げることによって駆動圧電素子柱１２１Ａが収縮し、振動板１０２が下降して液室１０６の体積が膨張することで、液室１０６内にインクが流入し、その後駆動圧電素子柱１２１Ａに印加する電圧を上げて駆動圧電素子柱１２１Ａを積層方向に伸長させ、振動板１０２をノズル１０４方向に変形させて液室１０６の体積を収縮させることにより、液室１０６内のインクが加圧され、ノズル１０４からインク滴が吐出（噴射）される。
【００６５】
そして、駆動圧電素子柱１２１Ａに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板１０２が初期位置に復元し、液室１０６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室１０８から液室１０６内にインクが充填される。そこで、ノズル１０４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。
【００６６】
なお、このヘッドの駆動方法については上記の例（引き−押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行うこともできる。
【００６７】
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図５を参照して説明する。なお、同図は同制御部のブロック説明図である。
この制御部５００は、この装置全体の制御を司る本発明に係る空吐出動作の制御を行う手段を兼ねるＣＰＵ５１１と、ＣＰＵ５１１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ５０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ５０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能な不揮発性メモリ５０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ５０５とを備えている。
【００６８】
また、記録ヘッド３４を駆動制御するためのデータ転送手段、駆動信号発生手段を含む印刷制御部５０８と、キャリッジ３３側に設けた記録ヘッド３４を駆動するためのヘッドドライバ（ドライバＩＣ）５０９と、キャリッジ３３を移動走査する主走査モータ５５４、搬送ベルト５１を周回移動させる副走査モータ５５５、維持回復機構８１のキャップ８２やワイパ部材８３の移動などを行なう維持回復モータ５５６を駆動するためのモータ駆動部５１０と、帯電ローラ５６にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部５１１などを備えている。
【００６９】
また、この制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５１４が接続されている。
【００７０】
この制御部５００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ５０６を持っていて、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト６００側から、ケーブル或いはネットワークを介してＩ／Ｆ５０６で受信する。
【００７１】
そして、制御部５００のＣＰＵ５０１は、Ｉ／Ｆ５０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ５０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行い、この画像データを印刷制御部５０８からヘッドドライバ５０９に転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成はホスト６００側のプリンタドライバ６０１で行っている。
【００７２】
印刷制御部５０８は、上述した画像データをシリアルデータで転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、制御信号などをヘッドドライバ５０９に出力する以外にも、ＲＯＭに格納されている駆動パルスのパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び電圧増幅器、電流増幅器等で構成される駆動信号生成部を含み、１の駆動パルス或いは複数の駆動パルスで構成される駆動信号をヘッドドライバ５０９に対して出力する。
【００７３】
ヘッドドライバ５０９は、シリアルに入力される記録ヘッド３４の１行分に相当する画像データに基づいて印刷制御部５０８から与えられる駆動信号を構成する駆動パルスを選択的に記録ヘッド７の液滴を吐出させるエネルギーを発生する圧力発生手段としての圧電素子に対して印加することで記録ヘッド３４を駆動する。このとき、駆動信号を構成する駆動パルスを選択することによって、例えば、大滴、中滴、小滴など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。
【００７４】
Ｉ／Ｏ部５１３は、装置に装着されている各種のセンサ群５１５からの情報を取得し、プリンタの制御に必要な情報を抽出し、印刷制御部５０８やモータ制御部５１０、ＡＣバイアス供給部５１１の制御に使用する。センサ群５１５は、用紙の位置を検出するための光学センサや、機内の温度を監視するためのサーミスタ、帯電ベルトの電圧を監視するセンサ、カバーの開閉を検出するためのインターロックスイッチなどがあり、Ｉ／Ｏ部５１３は様々のセンサ情報を処理することができる。
【００７５】
次に、印刷制御部５０８及びヘッドドライバ５０９の一例について図６を参照して説明する。
印刷制御部５０８は、画像形成時に１印刷周期内に複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される駆動波形（共通駆動波形）を生成して出力し、空吐出動作時に１空吐出周期内に複数の駆動パルス（駆動信号）で構成される駆動波形（共通駆動波形）を生成して出力する駆動波形生成部７０１と、印刷画像に応じた２ビットの画像データ（階調信号０、１）と、クロック信号、ラッチ信号（ＬＡＴ）、滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３を出力するデータ転送部７０２と、空吐出駆動波形を生成して出力する空吐出駆動波形生成部７０３とを備えている。
【００７６】
なお、滴制御信号は、ヘッドドライバ２０９の後述するスイッチ手段であるアナログスイッチ７１５の開閉を滴毎に指示する２ビットの信号であり、共通駆動波形の印刷周期に合わせて選択すべき波形でＨレベル（ＯＮ）に状態遷移し、非選択時にはＬレベル（ＯＦＦ）に状態遷移する。
【００７７】
ヘッドドライバ５０９は、データ転送部７０２からの転送クロック（シフトクロック）及びシリアル画像データ（階調データ：２ビット／１チャンネル（１ノズル）を入力するシフトレジスタ７１１と、シフトレジスタ７１１の各レジスト値をラッチ信号によってラッチするためのラッチ回路７１２と、階調データと制御信号Ｍ０〜Ｍ３をデコードして結果を出力するデコーダ７１３と、デコーダ７１３のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチ７１５が動作可能なレベルへとレベル変換するレベルシフタ７１４と、レベルシフタ７１４を介して与えられるデコーダ７１３の出力でオン／オフ（開閉）されるアナログスイッチ７１６とを備えている。
【００７８】
このアナログスイッチ７１６は、各圧電素子１２１の選択電極（個別電極）１５４に接続され、駆動波形生成部７０１からの共通駆動波形が入力されている。したがって、シリアル転送された画像データ（階調データ）と制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３をデコーダ７１３でデコードした結果に応じてアナログスイッチ７１５がオンにすることにより、共通駆動波形を構成する所要の駆動信号が通過して（選択されて）圧電素子１２１に印加される。
【００７９】
空吐出駆動波形生成部７０３は、空吐出動作を行うときに、空吐出駆動波形を生成してアナログスイッチ７１６に出力する。なお、駆動波形生成部７０１からの共通駆動波形と空吐出駆動波形生成部７０３からの空吐出駆動波形とは、選択的に生成され、あるいは、選択的にアナログスイッチ７１６に入力される。
【００８０】
次に、本発明の第１実施形態の異なる例について図７をも参照して説明する。なお、図７は同実施形態の説明に供する記録ヘッド３４の液室配列方向の要部模式的断面図である。
ここでは、記録ヘッド３４は、液室配列方向（ノズル配列方向）の中央部にインク供給口（液体供給口）１３２が配置されて、１列分の複数のノズル１０４にインクが供給される構成としている。なお、図８では液室１０６の図示は省略している。
【００８１】
先ず、第１例においては、空吐出動作を行うときには、ノズル配列方向においてインク供給口１３２までの経路が短いノズル１０４からインク供給口１３２までの経路が長いノズル１０４の順に空吐出を行わせる。図８ではノズル配列方向において中央部のノズル１０４から順に両端部のノズル１０４まで空吐出を行なわせる。このような空吐出制御は、空吐出駆動波形を選択するアナログスイッチ７１５をデータ転送部７０２からのデータによって選択的に順次ＯＮ状態にすることによって行なうことができる。
【００８２】
第２例においては、インク供給口１３２までの経路の流体抵抗値が小さいノズル１０４から前記液体供給口までの経路の流体抵抗値が大きいノズルの順に空吐出を行わせる。このような空吐出制御も、空吐出駆動波形を選択するアナログスイッチ７１５をデータ転送部７０２からのデータによって選択的に順次ＯＮ状態にすることによって行なうことができる。
【００８３】
第３例においては、インク供給口１３２までの経路が短い複数のノズル１０３からなるノズル群からインク供給口１３２までの経路が長い複数のノズル１０３からなるノズル群の順にノズル群単位で空吐出を行わせる。このような空吐出制御も、空吐出駆動波形を選択するアナログスイッチ７１５をデータ転送部７０２からのデータによって選択的に空吐出させるノズル群に対応して順次ＯＮ状態にすることによって行なうことができる。
【００８４】
このような空吐出制御を行なうことによって、共通液室１０８内の圧力低下の程度を軽減でき、ノズル１０４に形成されたメニスカスが破壊されるのを回避することができる。
【００８５】
また、ノズル１０４からの空吐出滴の吐出に伴い、インク供給口１３２から吐出ノズル１０３までの流路にフレッシュなインクの通り道が形成され、隣接するノズル１０３或いはノズル群と共通液室１０８内に形成されたフレッシュインクの通り道までの距離が短くなり、吐出ノズルに隣接するノズル或いはノズル群にフレッシュなインクが供給されやすくなる。
【００８６】
すなわち、フレッシュなインクを最も供給し易い、インク供給口１３２までに経路が近い、もしくは流路の流体抵抗値が低いノズルやノズル群から空吐出動作を開始する。
【００８７】
このとき、全ノズルからの空吐出は実施せず、１〜２０％程度の数のノズル数にて空吐出を実施し、吐出に伴う共通液室１０８の圧力低下の度合いを低減することが好ましい。これにより、インク供給口１３２から徐々にフレッシュなインクが誘引され、インク供給口１３２からノズル１０３までの流路にフレッシュインクの道が形成される。それに伴い、吐出ノズルに隣接したノズル或いはノズル群の空吐出を開始し、徐々に吐出ノズル数を増加させていく。吐出ノズルの増加に伴い、共通液室１０８内では、インク流動によるフレッシュインクと増粘インクの攪拌が促進され、インク供給口１３２から遠い、もしくは経路の流体抵抗値が大きいノズル１０４を駆動するときには、共通液室１０８に滞留していたノズル配列方向端部の増粘インクの粘度が若干低下した状態で同端部におけるノズル１０４の加圧液室１０６に移動し、空吐出動作によりノズル外部に排出される。
【００８８】
このように、前記第１例のように、液体供給口までの経路が短いノズルから液体供給口までの経路が長いノズルの順に空吐出動作を行わせる構成とすることで、一度に空吐出するノズル数が少なく、共通液室の圧力低下が小さくなってメニスカスが破壊されにくくなり、空吐出動作による回復効率（回復成功率）を向上することができる。
【００８９】
そして、増粘していないフレッシュなインクが供給されるのはインク供給口であるため、インク供給口から供給されるフレッシュなインクが最短経路で到達すことができるノズルほど、空吐出による回復成功率が高く、フレッシュなインクが供給される経路が長いノズルほど、空吐出による回復成功率が低くなっている。すなわち、インク供給口からの流路が最短経路のノズルから空吐出を実施することにより高い成功率で流路内のインク流動を確保することが可能となる。
【００９０】
また、増粘インクは増粘していないフレッシュなインクとの比重差により混ざり難くなっているが、空吐出による回復成功率の高いノズルからのインク吐出により、インク供給口と吐出ノズルとの流路間にはフレッシュなインクの存在領域が確保される。これにより、吐出ノズルに隣接するノズルにフレッシュなインクが到達するのに必要な経路の距離も格段に短くなり、隣接するノズルの空吐出による回復成功率も向上する。
【００９１】
このように、隣接するノズルから徐々に空吐出を実施し、フレッシュインクの存在領域を徐々に拡張させながら正常吐出可能なノズルを増加させていくことで、空吐出の成功率を格段に増加させることが可能となる。
【００９２】
また、インク供給口からの流路の経路が遠いノズルほど、フレッシュインクがノズルに達するまでに吐出させなければならない増粘インクの量は増大するが、単ノズルからの増粘インクの吐出量が増大するほど、正常吐出できずにノズル近傍に溢れるインクを増加させたり、吐出エネルギーが弱すぎて液滴とメニスカスの表面張力により吐出滴の引き戻しによりノズル近傍に液滴が付着したり、等の吐出異常や吐出リスクが積算し、空吐出の回復成功率が低下する。これらのリスクは増粘度の低下に伴い、正常吐出が確保しやすくリスクも低下していく傾向がある。
【００９３】
したがって、増粘度の高い状態での吐出を継続するより、インクの対流や拡散を促進してインクの増粘度を低下させながら空吐出を実施することで、空吐出の回復成功率を向上させることが可能となる。増粘インクは増粘していないフレッシュなインクとの比重差により混ざり難くなっているものの、回復成功率の高いノズルからインクが吐出されて流路内にインクの流動が発生すると、増粘インクとフレッシュインクの攪拌が促進され、インク供給口からの経路の遠いノズルからの吐出インクの増粘の程度の高いインクの吐出量を低減でき、より早く増粘度が低下されていったインクの吐出に徐々に変化していくことで吐出リスクを回避でき、空吐出の回復成功率を向上させることが可能となる。
【００９４】
また、前記第２例のように、液体供給口までの経路の流体抵抗値が低いノズルから液体供給口までの経路の流体抵抗値が大きいノズルの順に空吐出動作を行わせる構成とすることで、一度に空吐出するノズル数が少なく、共通液室の圧力低下が小さくなってメニスカスが破壊されにくくなり、空吐出動作による回復効率（回復成功率）を向上することができる。
【００９５】
ここで、前記第１例の構成において、フレッシュなインクが供給されるインク供給口からの流路の経路が最短であっても、その流路の流体抵抗値が他のノズルに比べて長い記録ヘッドの場合、必ずしも最高の空吐出の回復成功率を得ることができない。
【００９６】
これに対して、インク供給口とノズルの経路の流体抵抗値が最も小さく、インクが流動しやすいノズルから空吐出を実施することで、高い回復成功率を確保することが可能となる。
【００９７】
また、前記第３例のように液体供給口までの経路が短い複数のノズルからなるノズル群から液体供給口までの経路が長い複数のノズルからなるノズル群の順にノズル群単位で空吐出を行わせる構成とすることで、一度に空吐出するノズル数が少なく、共通液室の圧力低下が小さくなってメニスカスが破壊されにくくなり、空吐出動作による回復効率（回復成功率）を向上することができる。
【００９８】
そして、吐出させるノズル数を低減することで、加圧液室および共通液室の圧力低下を軽減してメニスカスが壊れ難くくしながら、液体供給口までの流路の経路が短い隣接した複数のノズルで形成されるノズル群から同じ時期にインクを吐出させることにより、メニスカスが壊れない領域の適度の負圧変動により、効率的に液体供給口からフレッシュなインクを誘引することが可能となる。単ノズルからの空吐出滴の吐出より、ノズル群からの空吐出滴の吐出の方が、液体供給口から流入するフレッシュインクの量が増え、また吐出させるノズル群のノズル数をコントロールすることにより、最適な量のインク流動量と流動速度を得ることが可能となる。
【００９９】
これにより、空吐出動作による回復成功率が向上するのみならず、回復処理に要する時間を大幅に短縮することができる。
【０１００】
さらに、上述したように空吐出動作の開始初期には隣接した複数のノズルで形成されるノズル群ごとの空吐出動作を行い、すべてのノズルについて空吐出動作を行わない構成とすることで、吐出させるノズル数を低減することができ、液室および共通液室の圧力低下を軽減してメニスカスが壊れ難くくしながら、隣接した複数のノズルで形成されるノズル群から同じ時期にインクを吐出させることにより、メニスカスが壊れない領域の適度の負圧変動により、効率的に液体供給口からフレッシュなインクを誘引することが可能となる。単ノズルからの空吐出滴の吐出より、ノズル群からの空吐出滴の吐出の方が、液体供給口から流入するフレッシュインクの量が増え、また吐出させるノズル群のノズル数をコントロールすることにより、最適な量のインク流動量と流動速度を得ることが可能となる。
【０１０１】
また、各ノズルを吐出動作可能な状態にした後、それでもインク流動の鈍い流路のコーナー部や隙間、共通液室の流速の低い場所には増粘インクが残留した状態となっている。この残留増粘インクは、共通液室を含めた流路に大きな流速を有するインク流動を発生させることで効率的に排出できることが分かっている。そこで、各ノズルからのインク吐出が可能な状態にした後、空吐出動作の後期では、全ノズルを同時吐出させて大きな流速を発生させることで、短時間で流路内の増粘インクを排出しきってしまうことができる。
【０１０２】
なお、上記実施形態においては、記録ヘッドのインク供給口（液体供給口）がノズル配列方向の中央部に配置されている例で説明しているが、図８に示すように、インク供給口（液体供給口）１３２がノズル配列方向の一端部側に配置されている記録ヘッドの場合、あるいは、図９に示すように、インク供給口（液体供給口）１３２がノズル配列方向の一端部側に配置され、インク排出口（液体排出口）１３３がノズル配列方向の他端部側に配置されている記録ヘッドの場合にも、同様に適用することができる。
【０１０３】
また、上述した第２例（流体抵抗値の大小の例）は、例えば図１０に示すように、ノズル径の異なる複数のノズル１０４Ａ、１０４Ｂを有し、異なる大きさの液滴を吐出できるようにした液体吐出ヘッドを用いる場合に特に有効である。
【０１０４】
次に、本発明の第２実施形態について図１１を参照して説明する。なお、図１１は同実施形態における空吐出動作において使用する空吐出駆動波形の説明図である。
ここでは、図１１（ａ）に示すように、空吐出駆動波形生成部７０３は、複数のパルスＰからなる複数（Ｎ個）のパルス群ＰＧ１〜ＰＧＮ（図ではＰＧＮは、ＰＧ６になるが、これに限らない。以下同様である。）で構成される空吐出駆動波形ＰＥを生成して出力する。
【０１０５】
この空吐出駆動波形ＰＥの各パルスＰは、図１２に示すように、液室１０６の体積を拡大させる方向に圧電素子（駆動圧電素子柱１２１Ａ）を変位させるメニスカス引き込み期間Ｔ１と、圧電素子の変位を一定時間停止する停止期間Ｔ２と、液室１０６の体積を縮小させる方向に圧電素子を変位させるメニスカス押し出し期間Ｔ３とを有する波形である。この例では、引き込み期間Ｔ１は印加電圧が基準電位から立ち下がる期間であり、停止期間Ｔ２は立ち下がった電位に保持される期間であり、押し出し期間Ｔ３は印加電圧が基準電位に立ち上がる期間である。
【０１０６】
そして、複数のパルス群ＰＧ１〜ＰＧＮの各パルスＰは、図１１（ｂ）〜（ｅ）に示すように、メニスカス引き込み開始時点からメニスカス押し出し終了時点までのパルス継続時間Ｐｗについて、空吐出動作の開始初期におけるパルス群ＰＧのパルスＰのパルス継続時間が、空吐出動作の終了間近におけるパルス群ＰＧのパルスＰのパルス継続時間よりも短くなる、パルス群ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３…ＰＧＮの各パルスＰのパルス継続時間は、Ｐｗ１＜Ｐｗ２＜Ｐｗ３…＜ＰｗＮ、の関係に設定している。
【０１０７】
すなわち、空吐出動作の開始初期においては、特に増粘インクをノズル１０４から吐出させる必要がある。また、空吐出動作の後期（終了間近）においては、ほとんどの増粘インクはノズル１０４の外に排出済みとなるため、増粘していない粘度のインクを主に吐出するような状態となる。
【０１０８】
ここで、パルス継続時間Ｐｗは、ノズル１０３から吐出するインク滴の滴速度や滴量、すなわち吐出エネルギーを調整するのに重要なパラメータとなる。最も大きな吐出エネルギーが得られるパルス継続時間Ｐｗは、液室１０６のヘルムホルツ共振周期と連動するパラメータである。
【０１０９】
そして、液室１０６のヘルムホルツ共振周期は、液室１０６に充填されているインクの粘度が高くなるに従って短くなっていくことが分かっている。
【０１１０】
そこで、空吐出動作の開始初期のパルス群ＰＧ１のパルス継続時間Ｐｗ１は、増粘の程度が大きいインクを吐出させるのに最も適した時間とし、徐々に、粘度の低いインクを吐出させるのに適したパルス継続時間Ｐｗに増加させていくことにより、さまざまなインク粘度が混在した状態においても、空吐出動作による高い回復成功率を得ることができる。
【０１１１】
このように、空吐出動作の開始初期においては、いずれのノズル近傍にも粘度の高いインクが存在している状態となっている。放置によるインクの増粘の程度は大きく、粘度が増加したインクが充填された液室のヘルムホルツ共振周期は短くなる傾向がある。
【０１１２】
ここで、液室を拡張して、一時停止し、加圧液室を縮小してノズルからインク滴を吐出させる空吐出駆動波形において、高い吐出効率が得られるパルス継続時間は、液室のヘルムホルツ共振周期に連動している。そこで、フレッシュで低い粘度のインクが充填されている状態で最も吐出効率の良くノズルからインクが吐出される空吐出駆動波形のパルス継続時間より、放置され粘度が増加したインクが充填されている状態において最も吐出効率が良くなる空吐出駆動波形のパルス継続時間の方を短くする。これにより、空吐出動作の開始初期では、増粘インクが液室に充填された状態で最も吐出効率が得られるパルス継続時間の空吐出駆動波形で駆動することで、増粘インクが効率的に排出され、空吐出による回復成功率と回復効率を向上させることができる。
【０１１３】
次に、本発明の第３実施形態について図１３を参照して説明する。なお、図１３は同実施形態における空吐出動作において使用する空吐出駆動波形の説明図である。
ここでは、複数のパルス群ＰＧ１〜ＰＧＮの各パルスＰは、図１３（ｂ）〜（ｅ）に示すように、パルスＰの間隔Ｔｗについて、空吐出動作の開始初期におけるパルス群ＰＧのパルスＰのパルス間隔が、空吐出動作の終了間近におけるパルス群ＰＧのパルスＰのパルス間隔よりも短くなる、パルス群ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３…ＰＧＮの各パルスＰのパルス間隔は、Ｔｗ１＜Ｔｗ２＜Ｔｗ３…＜ＴｗＮ、の関係に設定している。
【０１１４】
すなわち、前記第２実施形態で述べた原理と同様に、パルスＰとパルスＰの共振周期は、液室１０６のヘルムホルツ共振周期に連動しているパラメータとなっている。より効率よく吐出エネルギーを得るには、パルスＰとパルスＰを共振させてノズル１０４から液滴を吐出させることが好ましい。
【０１１５】
したがって、空吐出動作の開始初期においては、増粘したインクを確実に吐出させることに注力したパルス間隔Ｔｗの複数のパルスＰにて駆動することで、確実に増粘インクをノズル外に排出することができる。そして、空吐出によって増粘インクの排出が進むに伴い、徐々にパルスＰのパルス間隔Ｔｗを大きくしていき、最終的には、増粘していないフレッシュなインクを吐出させるのに最も適したパルス間隔のパルスで駆動することで、空吐出動作による高い回復成功率を得ることができる。
【０１１６】
このように、第２実施形態の各パルス群におけるパルス継続時間の関係に代えてパルス間隔の環形を同様にしても、前記第２実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【０１１７】
ここで、例えばインクの粘度が通常状態において８ｍＰａ・ｓを使用しており、この通常粘度状態のインクが液室１０６内に充填されている状態における液室１０６のヘルムホルツ共振周期Ｔｃは、およそ５．５μｓｅｃである。液室１０６に充填されているインクが放置により増粘した場合、圧電素子の駆動により液室を体積変動させノズルから増粘インクを排出することが可能な限界インク粘度は、９０ｍＰａ・ｓであることが分かっており、この吐出限界インク粘度が液室１０６に充填されている状態における液室のヘルムホルツ共振周期Ｔｃは、およそ４．４μｓｅｃとなる。
【０１１８】
すなわち、放置により加圧液室に充填されているインクが増粘し、吐出限界インク粘度に到達していることを想定して、空吐出動作の開始初期の空吐出駆動波形のパルスのパルス継続時間Ｐｗ及びパルス間隔Ｔｗは、吐出限界インク粘度に最適なヘルムホルツ共振周期によって決定することが好ましい。そして、空吐出動作による増粘インクの排出と増粘インクとフレッシュなインクの攪拌が促進されるのに伴って、加圧液室内に充填されているインクの粘度が低下していく。よって、加圧液室内の粘度低下を想定して数段階で、パルス継続時間及びパルス間隔を通常粘度に対応したパラメータに近づけていくことが好ましい。
【０１１９】
より具体的には、空吐出動作の開始初期におけるパルス継続時間Ｐｗが、空吐出動作の終了間近におけるパルス継続時間Ｐｗよりも、液室のヘルムホルツ共振周期の４％以上２０％以下の時間分短い構成とする。同様に、空吐出動作の開始初期におけるパルス間隔Ｔｗが、空吐出動作の終了間近におけるパルス間隔Ｔｗよりも、液室のヘルムホルツ共振周期の４％以上２０％以下の時間分短い構成とする。
【０１２０】
すなわち、放置により記録ヘッド内のインクが増粘した状態から、空吐出動作によって回復可能なインクの増粘領域の限界値は、通常粘度のインク状態に比べて１１倍程度までという結果が得られている。この回復限界の増粘状態における加圧液室のヘルムホルツ共振周期に対して、フレッシュなインクが充填されている通常の粘度状態における加圧液室のヘルムホルツ共振周期は約２０％短縮することが分かっている。
【０１２１】
したがって、空吐出動作の開始初期のパルス継続時間Ｐｗ、パルス間隔Ｐｗが、空吐出動作の終了間近におけるパルス継続時間Ｐｗ、パルス間隔Ｔｗよりも、液室のヘルムホルツ共振周期の４％以上２０％以下の時間分短くすることで、低下したヘルムホルツ共振周期に対応した空吐出駆動波形を駆動して増粘インクを効率的に排出し、徐々に通常粘度状態のインクが充填された加圧液室に対してヘルムホルツ共振周期に対応した空吐出駆動波形で駆動していくことで、数段階の増粘度合いのインクの最も吐出効率のよい空吐出駆動波形で駆動することが可能となり、空吐出動作による回復成功率が向上する。
【０１２２】
また、空吐出動作の開始初期では圧力発生手段に対し液室体積が最も縮小した状態とする駆動波形を印加することが好ましい。
【０１２３】
すなわち、圧力発生素子によって加圧液室の体積が変動する記録ヘッドにおいて、加圧液室の体積が小さい方が、圧力伝播効率が高くなる。つまり、圧力発生素子の変位量に対して加圧液室内の圧力上昇率が大きくなり吐出効率が高くなる、ということが分かっている。フレッシュなインクをノズルから吐出させる場合に比べて、増粘したインクをノズルから吐出させるには、より大きな吐出エネルギーが必要となり、増粘の度合いに比例して吐出に必要な吐出エネルギーも大きくなる。そこで、空吐出動作の開始初期では圧力発生手段に対し液室体積が最も縮小した状態にする空吐出駆動波形を印加し、加圧液室の体積をより小さくして吐出効率を高めた状態で、空吐出駆動波形を印加させることにより、ノズルから液滴を吐出させることが可能な限界粘度の領域を広げることができる。
【０１２４】
次に、本発明の第４実施形態について図１４を参照して説明する。なお、図１４は同実施形態における空吐出駆動波形の説明に供する説明図である。
この空吐出駆動波形は、加圧液室のヘルムホルツ共振周期の整数倍の間隔で駆動される複数のパルスＰからなるパルス群ＡＮ（Ａ１…ＡＮ）を有し、このパルス群ＡＮをパルス群間隔ＴｆＮ（Ｔｆ１…ＴｆＮ）にて連続駆動する連続吐出期間ＢＮ（Ｂ１…ＢＮ）を有している。
【０１２５】
そして、パルス群ＡＮの連続駆動期間ＢＮの間には、ノズルエッジ及びメニスカス表面に形成されたインクの固形成分が析出した膜を破壊し、更に吐出によりノズル外に排出するための最大変位パルスＰｍａｘを有する。
【０１２６】
ここで、パルス群間隔ＴｆＮは、供給不足の回避及び先行する空吐出滴の影響が低減した状態での吐出を確保するために、リフィル周期（液体供給周期）以上であることが好ましい。
【０１２７】
また、空吐出時間を短縮するために、空吐出動作の開始初期から空吐出動作の後期にかけて徐々にパルス群間隔ＴｆＮを短くしていく（Ｔｆ１＞Ｔｆ２＞…＞ＴｆＮ）。
【０１２８】
また、増粘インクの排出に伴う流体抵抗値の低下に合わせ、空吐出動作の開始初期から空吐出動作の後期にかけて徐々にパルス群内のパルスの駆動回数ＡＮを増加させていくことが好ましい。
【０１２９】
そして、最大変位パルスＰｍａｘのメニスカス引き込み開始点では、加圧液室の体積を縮小させる方向に最大の印加電圧で駆動されていることが好ましい。また、図１５に示すように、最大変位パルスＰｍａｘのメニスカス引き込み時間Ｔｘは、メニスカスが破壊されて液室内への気泡巻き込みが発生しないように、加圧液室のヘルムホルツ共振周期Ｔｃ以上の時間である（Ｔｘ≧Ｔｃ）ことが好ましい。
【０１３０】
この最大変位パルスＰｍａｘのメニスカス引き込み駆動により、加圧液室の体積増大ともに、加圧液室内に多量のインクが流入する。加圧液室へのインクの流入に伴い、加圧液室の圧力が徐々に増大する。このとき、加圧液室の圧力が最大に増大した状態において、メニスカス押し出し駆動を開始することが好ましい。そのために、図１５に示すように、最大変位パルスＰｍａｘのメニスカス引き込み開始から停止期間終了までの時間（Ｔｘ＋Ｔｚ）は、加圧液室に十分な量のインク流入時間が確保できるように、リフィル周期の１／２以上の期間を確保することが好ましい。
【０１３１】
また、ノズル１０４のエッジ部及びメニスカスに形成された析出膜を破壊し、更にには破壊しノズル近傍の残存析出膜をインクとともに吐出させるために、最大変位パルスＰｍａｘのメニスカス押し出し時間Ｔｆは、加圧液室のヘルムホルツ共振周期Ｔｃより短い期間（Ｔｙ＜Ｔｃ）とすることが好ましい。
【０１３２】
また、最大変位パルスＰｍａｚで連続的に駆動すると、加圧液室の体積変動幅や圧力振幅が大きすぎ、ノズル１０４に形成されたメニスカスが破壊されて、インク溢れやノズル１０４内部への気泡の巻き込みが発生しやすくなるため、最大変位パルスＰｍａｘは、通常、空吐出用のパルスの合間にある時間隔を置いて単発的に与えることが好ましく、ここでは、連続吐出期間ＢＮの合間に印加するようにしている。
【０１３３】
すなわち、放置による水分状態により、ノズルのエッジ部およびノズルに形成されたメニスカス表面はインクの固形成分が析出して膜を形成した状態になっており、境や放置時間に比例して、このノズルのエッジ部及びメニスカス表面に形成された膜の厚みは増加していく。そして、増加するに従い、ノズルから滴を吐出させることが困難な状態になっていく。膜が形成されてしまった後でも、ノズルからインクを吐出させるためには、まず膜を破壊する必要がある。膜厚が増大するほど、膜を破壊するために必要な吐出エネルギー、すなわちノズル内部および加圧液室内部の圧力を瞬時に高める必要があるが、圧力が高すぎるとノズルからメニスカスが溢れ、圧力が低すぎるとメニスカスが破壊されて液室内に気泡を巻き込んでしまう。
【０１３４】
そこで、膜を破壊するための空吐出駆動波形では圧力発生素子を大きく振動させたいものの、インク溢れやメニスカス破壊が発生しないように、パルスによる駆動回数は単位時間に１回程度とする必要がある。ただし、単なる１回の駆動では、全てのノズルの膜を確実に破壊することは難しい。
【０１３５】
そのため、複数回数、時間をあけて駆動することにより、インク溢れやメニスカス破壊することなく、ノズルの膜を破壊し、増粘インクを吐出させることができる状態にすることが可能となる。
【０１３６】
また、最大変位パルスにおける、連続吐出期間終了後、前記液室体積を最も縮小させた状態から最も拡張させる状態に変位するメニスカス引き込み変位時間は、液室のヘルムホルツ共振周期より長い時間である構成とすることが好ましい。
【０１３７】
これにより、膜が破壊済みでインクの吐出が可能な状態になっているノズルメニスカスが破壊されて気泡を巻き込みむ現象が発生しない条件で最大変位パルスを駆動することができるようになる。
【０１３８】
また、最大変位パルスにおける、連続吐出期間終了後、液室体積を最も縮小させた状態から最も拡張させる状態に変位し、一定期間停止した後、再び最も液室体積を縮小させる状態に変位するメニスカス押し出し変位時間は、液室のヘルムホルツ共振周期より短い時間であることが好ましい。
【０１３９】
これにより、ノズルに膜が形成されているノズルや破壊されかけた膜がメニスカス近傍に残存している状態でも、ノズル外に排出可能な吐出エネルギーを有した駆動波形で駆動することができ、膜の破壊効率の向上と、破壊された析出物の排出効率を向上させることができて、空吐出による回復成功率を増大させることができる。
【０１４０】
また、最大変位パルスにおける、連続吐出期間終了後、液室体積を最も縮小させた状態から最も拡張させた状態に変位し、再び最も液室体積を縮小させる状態に変位する間の一定時間変位を停止させる変位停止時間は、ノズルに連通する流路の液体供給周期の１/２以上であることが好ましい。
【０１４１】
すなわち、最大変位パルスによる駆動において、加圧液室が最も縮小した状態から拡大させる、メニスカス引き込み期間において、インク供給口や共通液室の方から加圧液室に向かう多量のインクの流動が発生する。メニスカス引き込み開始から、メニスカス押し出し開始までの時間をリフィル周期の１／２以上とすることで、この加圧液室へのインクの流入量が最も多くなる領域にて、メニスカス押し出し期間を開始することが可能となる。
【０１４２】
加圧液室に流入するインクの量が多いほど、加圧液室内の圧力は増大し、その状態で、加圧液室を急激に縮小させることで、加圧液室内に大きな圧力増大を得ることができ、メニスカス押し出し期間において、ノズルに形成された膜を破壊する成功率を大きく向上させることができる。
【０１４３】
また、連続吐出期間終了後、ノズルの液体供給周期（リフィル周期）以上の時間が経過した後、最大変位パルスの印加が開始されることが好ましい。
【０１４４】
すなわち、最大変位パルスにおける、メニスカス引き込み期間のメニスカスの変位は大きく、メニスカス引き込み期間開始時のメニスカスが形成されている位置が、ノズル内の負圧側のメニスカス形成限界領域に存在した場合、さらにメニスカスを引き込む負荷をかけてしまうことで、メニスカスが破壊されて液室内に気泡を巻き込んでしまう可能性が高くなる。ノズルに形成された膜が破壊されていないノズルでは、メニスカス破壊は発生しにくいが、膜が破壊済みでインク吐出が可能となっている状態のノズルでは、メニスカスは自由に大きく変位することが可能となっている。また、ノズルからのインク吐出動作直後のメニスカス振幅幅は大きく、この振幅において、メニスカスが大きく引き込まれた状態で最大変位パルスが駆動されることは好ましくない。
【０１４５】
そこで、連続吐出期間の後にリフィル周期以上の停止期間を確保することで、インク吐出が可能な状態のノズルにおいて気泡の巻き込み減少が発生するのを回避することができる。
【０１４６】
また、最大変位パルスの印加が終了した後、ノズルの液体供給周期以上の時間が経過した後、次の連続吐出期間が開始されることが好ましい。
【０１４７】
すなわち、最大変位パルス駆動直後のリフィル周期以内の期間の加圧液室内部は圧力が高い状態が続くことになる。最大変位パルス駆動直後、膜が破壊されていないノズルにおいては、メニスカスの振幅は小さい。しかし、膜が破壊された直後やインク吐出が可能な状態のノズルにおいては、大きくメニスカスが膨らみ、ともすれば若干溢れた状態になっている。メニスカスが大きく膨らんだ状態あるいは若干でもインク溢れが発生している状態のノズルは、吐出効率が大きく低下し、インクが吐出されるのに適したメニスカス状態を形成するのが難しく、そのような状態において吐出エネルギーの大きな空吐出駆動波形を駆動すると、インクは吐出することなく、さらにインク溢れの状態を促進してしまい、空吐出の回復成功率を著しく低減してしまう。
【０１４８】
そこで、最大変位パルス駆動直後からリフィル周期期間後おくことで、最大変位パルスにより盛り上がったメニスカス振幅が十分減衰することが分かっており、最大変位パルス駆動直後からリフィル周期以上の期間停止させた後、連続吐出パルスを駆動することで、上記のインク溢れを回避することができる。
【０１４９】
次に、本発明の第５実施形態について図１６を参照して説明する。なお、図１６は同実施形態における空吐出駆動波形の説明に供する説明図である。
この空吐出駆動波形は、空吐出動作の開始初期におけるパルス群ＡＮを構成するパルス数が少なく、空吐出動作の後期におけるパルス群ＡＮを構成するパルス数が多くなる。
【０１５０】
すなわち、空吐出動作の開始初期は増粘インクの比率が高い状態であるため、単位時間のインク流量が大きくなると、インク供給不足によりノズルに形成されたメニスカスが破壊されて気泡を巻き込む現象が発生しやすくなっている。そのため、低周波駆動を実施することが好ましい。そして、空吐出動作の開始初期から空吐出動作の後期にかけて、空吐出駆動波形の駆動周期を徐々に増大していくことにより、空吐出時間を短縮することが可能となる。また、空吐出の単位時間の駆動回数を徐々に増加していくことも好ましい。
【０１５１】
このように、空吐出動作の開始初期における各ノズルからの単位時間に排出される滴量が、空吐出動作の終了間近における各ノズルからの単位時間に排出される滴量よりも少ないことが好ましい。
【０１５２】
すなわち、空吐出動作の開始初期は、ノズル内部および加圧液室、共通液室等の流路内に増粘したインクが存在した状態になっている。そのような状態でインクが流動では流体抵抗値が高く、液室内の負圧が高くなり、供給不足によるメニスカス破壊が発生し、ノズル内部に気泡を巻き込むリスクが高くなっている。
【０１５３】
そこで、空吐出パルス群の駆動周数を低減したり、駆動回数を低減することで、空吐出開始初期の単位時間のインク流量が小さくして、供給不足の発生を抑制することが可能となる。そして、空吐出時間とともに、液室内のインクが粘度低下してくるのに伴い、駆動周波数や単位時間の駆動回数を徐々に増加させることで、より、短時間での空吐出を完了させることが可能となる。
【０１５４】
次に、本発明の第６実施形態について図１７を参照して説明する。なお、図１７は同実施形態における空吐出駆動波形の説明に供する説明図である。
この空吐出駆動波形は、空吐出動作の開始初期のパルスの波高値Ｖｍが高く、空吐出動作の後期のパルスの波高値Ｖｍが低くなる（Ｖｍ１＞Ｖｍ２＞Ｖｍ３）。
【０１５５】
すなわち、空吐出動作の開始初期において、液室内の増粘インクの増粘度合いや比率は高い状態にある。したがって、空吐出動作の開始初期は、増粘インクを吐出させるのに滴した吐出エネルギーの大きな空吐出駆動波形で駆動させている。
【０１５６】
上述した空吐出動作は、図１８に示すように、キャップ８２によって記録ヘッド３４のノズル面３４ａをキャッピングした状態で、キャップ８２内部に向けて空吐出滴を吐出させて行なうことが好ましい。この場合、キャップ８２は大気に連通した状態する。なお、キャップ８２内には吸収部材９０が配置されている。また、この場合、複数のキャップ８２を有するときには、図１９に示すように、１つのキャップ８２以外はバルブ９１を介して接続されている。
【０１５７】
キャッピングしたまま空吐出すると、ノズル面３４ａとキャップ８２内のインク滴着弾位置が近接しているため、より多くの吐出インクがキャップ８２内のインク受容部に着弾し、ノズル面に付着するインクが激減する。また、空吐出において、多量のサテライトが発生しても、キャッピング状態で実施される空吐出のため、装置内に拡散されるミストもほとんど発生しない。また、ノズルから吐出されたインクは、空気より比重がずっと大きいため、キャップ８２の下部にすばやく移動する。大気連通状態で、キャッピング空吐出を実施すると、ノズル１０４から排出されたインクは、キャップ８２下部に流れ排出され、さらに多くのインクがノズルから吐出されたとしても、同時にキャップ８２下部からインクが押し出されて排出されるために、特別な制御（吸引動作等）を実施しなくても、キャップに排出されたインクとノズル面が接触することはない。
【０１５８】
すなわち、前述したように、装置が放置されるによって、液室内部のインクの増粘や、ノズルからの水分蒸発により、ノズルのエッジ部やノズルに形成されたメニスカス表面に固形成分が析出する問題が発生する。そこで、前述したような空吐出動作を行うことで、ノズルのエッジ部やメニスカス表面に形成された膜を破壊し、ノズル内部の増粘インクを確実に排出し、ノズルから正常にインクを吐出できる状態に回復させることができる。
【０１５９】
ここで、空吐出動作においては、増粘インクを排出させるために、非常大きな吐出エネルギーの空吐出駆動波形で圧電素子を駆動すると、放置時間に比例して空吐出滴量（排出させなけ得ればならないインクの量）も増大していく。
【０１６０】
ところが、記録ヘッドに形成された複数のノズルにおいて、放置時間や放置環境及びノズルの配置場所や、放置前のノズルやキャップの状態によって、早めに吐出可能な状態まで回復するノズルとなかなか回復しないノズルが発生する。空吐出動作による回復成功率をマージンをもって確保するためには、なかなか回復しないノズルにおいても、確実に回復する空吐出制御を実施する必要があり、そのためには、吐出エネルギーの大きな空吐出駆動波形による駆動や、吐出滴量の増大が必要となる。
【０１６１】
このとき、正常に吐出できるようになったノズル及び液室において、吐出エネルギーの大きな空吐出駆動波形で駆動すると、飛翔速度の大きなインク滴の吐出で、空吐出によって発生する吐出気流の強さが増大し、空吐出滴が空吐出受け以外の場所に飛散しやすくなる。したも、飛翔速度の速い滴は、多くのサテライトを発生させるため、吐出気流にのって、サテライトが装置内に多く飛散してしまうミスト現象が発生する。
【０１６２】
そこで、ノズル面のキャッピングしながら空吐出を実施することにより、平空間に近い状態のキャップに空吐出を実施することで、吐出に伴う気流がほとんど発生しない状態を確保でき、さらに、ノズルとインク着弾位置が近接していることで、空吐出により吐出されたサテライトも含むほとんどの吐出インクが、キャップ内に着弾し捕捉することが可能となる。すなわち、空吐出時に装置内に飛散するミストを低減ないし無くすことができる。
【０１６３】
また、キャップ内部が大気に連通した状態にて空吐出を実行することで、キャッピング空吐出に伴うインク排出量に関わらず、比重の大きいインクからキャップ外部に排出されていくため、キャップ吸引動作等の特別な制御を実施せずに、排出済みのインクとノズル面が接触する現象を回避することが可能となる。
【０１６４】
なお、本発明に係る画像形成装置は、プリンタ単機能構成のものに限らず、プリンタ／ファクシミリ／複写などの複合機能を有する画像形成装置であってもよい。
【符号の説明】
【０１６５】
１０  インクカートリッジ
３３  キャリッジ
３４、３４ａ、３４ｂ  記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
８１  維持回復機構
８２ａ  キャップ
５０８  印刷制御部
７０３  空吐出駆動波形生成部
【図１】
2011056729.tif 000003
【図２】
2011056729.tif 000004
【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】
2011056729.tif 000017
【図１６】
2011056729.tif 000018
【図１７】
2011056729.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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