(57)【要約】【課題】液体の消費を抑えつつ、気泡の混入及び高粘度となった液体による吐出不良を回復させる液滴吐出装置を提供すること。【解決手段】複数のノズルを有するノズル基板と、液体を充填し得る個別液室を有する個別液室基板と、ノズルから液体を液滴として吐出させる圧力を個別液室に付与する圧電素子と、駆動ＩＣと、吐出不良ノズルを検知する吐出不良検知手段と、吐出不良を解消する回復手段とを備え、回復手段は、複数のノズルを覆うキャップと、キャップの内部の空間を吸引するポンプを有し、吐出不良検知手段が吐出不良ノズルを検知した際には、駆動ＩＣは、吐出不良ノズルに対応した圧電素子に対して吐出不良ノズルのメニスカスを破らない大きさの微駆動パルスを印加すると共に、回復手段は、ポンプで吸引して個別液室内の液体と共に気泡または高粘度となった液体を排出させ、吐出不良ノズルのメニスカスを破り選択的に液体を吸引することを特徴とする。【選択図】図１２
2015231726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルを有するノズル基板と、
前記ノズルに連通してなり液体を充填可能に設けられた個別液室を有する個別液室基板と、
前記ノズルから前記液体を液滴として吐出させる圧力を前記個別液室に付与する圧電素子と、
前記圧電素子に印加する駆動波形を選択する駆動ＩＣと、
前記複数のノズルの中で前記液滴の吐出不良が生じる吐出不良ノズルを検知する吐出不良検知手段と、
前記吐出不良ノズルの吐出不良を解消する回復手段と、を備える液滴吐出装置であって、
前記回復手段は、前記複数のノズルを覆うキャップと、該キャップの内部の空間を吸引するポンプと、を有し、
前記吐出不良検知手段が前記吐出不良ノズルを検知した際には、前記駆動ＩＣは、前記吐出不良ノズルに対応して設けられた前記圧電素子に対して前記ノズルのメニスカスを破らない大きさの微駆動パルスを印加すると共に、前記回復手段は、前記ポンプで吸引して前記個別液室内の液体と共に気泡または高粘度となった液体を排出させ、当該吐出不良ノズルのメニスカスを破り選択的に前記液体を吸引することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記吐出不良検知手段が前記吐出不良ノズルを検知した際には、前記駆動ＩＣは、前記複数のノズルのうち、前記吐出不良ノズル以外のノズルにはＤＣ電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
複数のノズルを有するノズル基板と、
前記ノズルに連通してなり液体を充填可能に設けられた個別液室を有する個別液室基板と、
前記ノズルから前記液体を液滴として吐出させる圧力を前記個別液室に付与する圧電素子と、
前記圧電素子に印加する駆動波形を選択する駆動ＩＣと、
前記複数のノズルの中で前記液滴の吐出不良が生じる吐出不良ノズルを検知する吐出不良検知手段と、
前記吐出不良ノズルの吐出不良を解消する回復手段と、を備える液滴吐出装置であって、
前記回復手段は、前記複数のノズルを覆うキャップと、該キャップの内部の空間を吸引するポンプと、を有し、
前記吐出不良検知手段が前記吐出不良ノズルを検知した際には、前記駆動ＩＣは、前記吐出不良ノズルに対応して設けられた前記圧電素子に対して前記ノズルのメニスカスを破らない大きさのパルスを印加し、且つ、前記吐出不良ノズルに隣接する吐出不良を起こしていないノズルに当該隣接する吐出不良ノズルと比べてメニスカス共振周期のｍ倍から１／２倍ずれたパルスを印加すると共に、前記回復手段は、前記ポンプで吸引して前記個別液室内の液体と共に気泡または高粘度となった液体を排出させ、当該吐出不良ノズルのメニスカスを破り選択的に前記液体を吸引することを特徴とする液滴吐出装置。
ただし、ｍは整数である。
【請求項４】
前記駆動ＩＣは、前記吐出不良ノズルに印加するパルスが、前記吐出不良ノズルに隣接する吐出不良を起こしていないノズルに印加するパルスに比べて、電圧値の絶対値が大きいことを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記駆動ＩＣは、前記複数のノズルのうち隣り合うノズルに印加するパルスが互いにメニスカス共振周期の１／２倍ずれていて、且つ、前記吐出不良ノズルに印加するパルスのみ電圧値の絶対値が大きいことを特徴とする請求項３または４に記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
前記駆動ＩＣが印加するパルスの繰り返し周期が、メニスカス共振周期の整数倍であることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項７】
前記駆動ＩＣは、メニスカス破れが発生した後は、前記吐出不良ノズルのみにパルスを印加することを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項８】
前記吐出不良検知手段は、前記ポンプが吸引中に前記吐出不良ノズルの検知を行い、吐出不良ノズルが検知されなくなった場合は吸引を停止させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項９】
前記ポンプは、前記吐出不良ノズルのメニスカスの破れが発生した後に吸引圧を増加させることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出異常を回復させる回復手段を備える液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドにおける吐出不良検知手段は広く開発されており、例えばレーザにより観察する方式や、圧電応答を解析しての検出する方式などの検知手段が挙げられる。これらの検知手段の進歩により、インクジェットヘッドが有する複数のノズルのうち吐出不良が生じる吐出不良ノズルの特定および吐出不良原因の特定が可能になっている。そして、その特定された吐出不良原因に対して、最適な吐出不良回復手段をとるように回復手段を選択して用いることが既に知られている。
【０００３】
ここで特許文献１（特開２００４−２７６５４４号公報）には、吐出不良を検出し、検出と併せて吐出不良原因を特定することでシーケンシャルな回復手段ではなく、原因毎に最適な回復手段を適用し、さらに再度検知を行うことで回復確認を行う液滴吐出装置の構成が開示されている。特許文献１について具体的には、吐出不良を検出した後、この検出された吐出不良に対して吐出不良原因特定フローにしたがって判定を行い、特定された吐出不良原因についての回復手段による回復を行っており、原因毎の回復手段が備えられた液滴吐出装置である。
しかしながら、特許文献１に記載された回復手段では、最適な手段を選択し得ることが開示されているものの、回復手段による吸引動作時において吐出不良ノズル以外のノズル（検出時において吐出不良が検知されなかったノズル）も同時に吸引してしまうという問題があった。したがって、吐出不良ノズル以外のノズルを吸引して、回復動作に必要ないインクを吐出させてしまうとインクの廃棄量が増加やインク消費量の増加となるため、改善が求められている。
【０００４】
これに対して特許文献２（特開２０１２−１１１１７４号公報）では、吸引力と駆動力とを併用して、ノズルから気泡を排出する回復手段を備えた記録装置が開示されている。この記録装置では、吸引による減圧のみでは回復させることができない（メニスカスを移動させることができない）吐出不良ノズルに対して、吸引による減圧と、吐出不良ノズルに対応したアクチュエータを駆動させて液体を加圧することによって、ノズルから気泡を排出している。
ここで特許文献２に記載された記録装置においては、インクを排出しないことを前提としており、駆動の際にはノズルに形成されたメニスカスが破れないようにアクチュエータに駆動パルスを印加して気泡を排出することでメニスカス位置を復元（移動）している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献２に記載された回復手段では、ノズルよりも奥の個別液室に気泡が存在する場合においては、気泡が個別液室上部（ノズルとは反対側に位置する振動板側）において安定的に存在し、ノズルからの気泡の排出ができないという問題があった。すなわち、ノズルにおけるインクのメニスカスの振動のみでは気泡の排出が行われず、吐出不良ノズルの回復が満足に行うことができないという問題があった。また、特許文献２に記載された回復手段では高粘度となった液体（インク）の排出が行われず、この場合においても吐出不良ノズルの回復が満足に行うことができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであり、液体の消費を抑えつつ、気泡の混入及び高粘度となった液体による吐出不良を回復させることができる液滴吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明に係る液滴吐出装置は、複数のノズルを有するノズル基板と、前記ノズルに連通してなり液体を充填可能に設けられた個別液室を有する個別液室基板と、前記ノズルから前記液体を液滴として吐出させる圧力を前記個別液室に付与する圧電素子と、前記圧電素子に印加する駆動波形を選択する駆動ＩＣと、前記複数のノズルの中で前記液滴の吐出不良が生じる吐出不良ノズルを検知する吐出不良検知手段と、前記吐出不良ノズルの吐出不良を解消する回復手段と、を備える液滴吐出装置であって、前記回復手段は、前記複数のノズルを覆うキャップと、該キャップの内部の空間を吸引するポンプと、を有し、前記吐出不良検知手段が前記吐出不良ノズルを検知した際には、前記駆動ＩＣは、前記吐出不良ノズルに対応して設けられた前記圧電素子に対して前記ノズルのメニスカスを破らない大きさの微駆動パルスを印加すると共に、前記回復手段は、前記ポンプで吸引して前記個別液室内の液体と共に気泡または高粘度となった液体を排出させ、当該吐出不良ノズルのメニスカスを破り選択的に液体を吸引することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、液体の消費を抑えつつ、気泡の混入及び高粘度となった液体による吐出不良を回復させることができる液滴吐出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る液滴吐出装置の一実施形態であるインクジェット記録装置における構成を示す斜視説明図である。
【図２】本発明に係る液滴吐出装置の一実施形態であるインクジェット記録装置における機構部の構成を示す側面説明図である。
【図３】本発明に係る液滴吐出装置の一実施形態であるインクジェット記録装置における制御部の概要について説明するための制御部のブロック図である。
【図４】印刷制御部５０８とヘッドドライバ５０９および圧電素子７の関係を説明するためのブロック図である。
【図５】ヘッドドライバ５０９と圧電素子７との関係を説明するためのブロック図である。
【図６】インクジェットヘッドを駆動するときの駆動波形について説明するための図である。
【図７】本発明に係る液滴吐出装置の一実施形態であるインクジェット記録装置が備えるインクジェットヘッドにおける構成を示す断面概略図であって、ノズルの配列方向に対して垂直な面の断面図である。
【図８】本発明に係る液滴吐出装置の一実施形態であるインクジェット記録装置が備えるインクジェットヘッドにおける構成を示す断面概略図であって、ノズルの配列方向に対して平行な面の断面図である。
【図９】本発明に係る液滴吐出装置の一実施形態であるインクジェット記録装置が備えるインクジェットヘッドにおける構成を示す外観斜視図である。
【図１０】図９の一部を取り除いた状態の外観斜視図である。
【図１１】図９の分解斜視図である。
【図１２】本発明に係る液滴吐出装置の一実施形態であるインクジェット記録装置における回復手段の回復の方法について説明するための模式図である。
【図１３】実施例１及び実施例３における吸引時間と吸引圧力との関係を示すグラフである。
【図１４】実施形態４に示すインクジェット記録装置における増粘の過程について説明するための模式図である。
【図１５】複数のパルス列からなる印加波形を示す図である。
【図１６】本発明に係る液滴吐出装置の実施形態４であるインクジェット記録装置における回復手段の回復の方法について説明するための模式図である。
【図１７】本発明に係る液滴吐出装置の実施例４であるインクジェット記録装置における回復手段の回復の方法について説明するための模式図である。
【図１８】インクジェットヘッドを駆動するときの他の駆動波形について説明するための図である。
【図１９】本発明に係る液滴吐出装置の実施例６であるインクジェット記録装置における回復手段の回復の方法について説明するための模式図である。
【図２０】本発明に係る液滴吐出装置の実施例７であるインクジェット記録装置における回復手段の回復の方法について説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、複数のノズルを有するノズル基板と、前記ノズルに連通してなり液体を充填可能に設けられた個別液室を有する個別液室基板と、前記ノズルから前記液体を液滴として吐出させる圧力を前記個別液室に付与する圧電素子と、前記圧電素子に印加する駆動波形を選択する駆動ＩＣと、前記複数のノズルの中で前記液滴の吐出不良が生じる吐出不良ノズルを検知する吐出不良検知手段と、前記吐出不良ノズルの吐出不良を解消する回復手段と、を備える液滴吐出装置であって、前記回復手段は、前記複数のノズルを覆うキャップと、該キャップの内部の空間を吸引するポンプと、を有し、前記吐出不良検知手段が前記吐出不良ノズルを検知した際には、前記駆動ＩＣは、前記吐出不良ノズルに対応して設けられた前記圧電素子に対して前記ノズルのメニスカスを破らない大きさの微駆動パルスを印加すると共に、前記回復手段は、前記ポンプで吸引して前記個別液室内の液体と共に気泡または高粘度となった液体を排出させ、当該吐出不良ノズルのメニスカスを破り選択的に液体を吸引することを特徴とする。
前述した特許文献２の微小振動波形では、液室の共振周期であるＴｏからパルスの幅を短くして高周期とすることで液室の共振を誘発してのメニスカス耐圧低下を防いでいる。一方、本発明では、共振する周期（特許文献２ではＴｏに該当）でパルスを印加し、不安定状態（ノズル側に盛り上がるような状態）を作ることができ、メニスカスの破れを助長することができ、吐出不良の改善に寄与するという技術的な特徴を有する。また、本発明では、そのときの印加電圧は通常の吐出の電圧よりも低い値で済む。（吸引圧によりメニスカスが不安定になっているため）
【００１１】
また、本発明では吐出不良ノズルのみから吸引を行うため、吸引時に廃棄される液体（インク）のロスを大幅に低減することができる。より具体的には、吸引と駆動により吐出不良ノズルからのみ液体の排出が行われるため、従来のポンピングによる回復手段のように、吐出不良が生じていないノズルからも液体の排出を行ってしまうという問題を解決できる。詳細は後述するが、吸引時に、ノズルのメニスカスを破らない圧で吸引を行いながら、吐出不良ノズルのみに駆動波形（吐出波形でなくとも、メニスカスを振動させる波形）を印加することで、吐出不良ノズルのみメニスカスの状態を不安定にし、吸引の圧によるメニスカス破れを選択的に起こさせる。
【００１２】
次に、本発明に係る液滴吐出装置についてさらに詳細に説明する。
まず、本発明に係る液滴吐出装置の一実施形態であるインクジェット記録装置の構成について説明し、次いでこのインクジェット記録装置に搭載された回復手段についての各実施形態についてそれぞれ説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるから技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の説明において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。
【００１３】
［インクジェット記録装置］
本発明に係る液滴吐出装置の一実施の形態であるインクジェット記録装置における構成について、図１及び図２を参照して説明する。なお、図１はインクジェット記録装置の斜視説明図、図２はインクジェット記録装置の機構部の側面説明図である。
【００１４】
このインクジェット記録装置は、記録装置本体８１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ９３、キャリッジ９３に搭載した本発明に係るインクジェットヘッド（以下、単にヘッドと称することもある。）からなるヘッド９４、ヘッド９４にインクを供給するインクカートリッジ９５等で構成される印字機構部８２等を収納する。記録装置本体８１はその下方部に前方側から多数枚の用紙８３を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい。）８４を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙８３を手差しで給紙するための手差しトレイ８５を開倒することができる。そして、記録装置本体８１は給紙カセット８４或いは手差しトレイ８５から給送される用紙８３を取り込み、印字機構部８２によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ８６に排紙する。
【００１５】
印字機構部８２は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド９１と従ガイドロッド９２とでキャリッジ９３を主走査方向に摺動自在に保持する。このキャリッジ９３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する本発明に係る液滴吐出ヘッドからなるヘッド９４を、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。このとき、ヘッド９４は複数のインク吐出口（ノズル）が主走査方向と交差する方向に配列されている。
【００１６】
また、キャリッジ９３にはヘッド９４に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ９５を交換可能に装着している。
インクカートリッジ９５は上方に大気と連通する大気口、下方にはヘッド９４へインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりヘッド９４へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、インクジェットとしてここでは各色のヘッド９４を用いているが、各色のインク滴（液滴）を吐出するノズルを有する１個のヘッドでもよい。
【００１７】
ここで、キャリッジ９３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド９１に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド９２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ９３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ９７で回転駆動される駆動プーリ９８と従動プーリ９９との間にタイミングベルト１００を張装し、このタイミングベルト１００をキャリッジ９３に固定しており、主走査モータ９７の正逆回転によりキャリッジ９３が往復駆動される。
【００１８】
一方、給紙カセット８４にセットした用紙８３をヘッド９４の下方側に搬送するために、給紙カセット８４から用紙８３を分離給送する給紙ローラ１０１及びフリクションパッド１０２と、用紙８３を案内するガイド部材１０３と、給紙された用紙８３を反転させて搬送する搬送ローラ１０４と、この搬送ローラ１０４の周面に押し付けられる搬送コロ１０５及び搬送ローラ１０４からの用紙８３の送り出し角度を規定する先端コロ１０６とを設けている。搬送ローラ１０４は副走査モータ１０７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００１９】
そして、キャリッジ９３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１０４から送り出された用紙８３をヘッド９４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材１０９を設けている。この印写受け部材１０９の用紙搬送方向下流側には、用紙８３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１１１、拍車１１２を設け、さらに用紙８３を排紙トレイ８６に送り出す排紙ローラ１１３及び拍車１１４と、排紙経路を形成するガイド部材１１５，１１６とを配設している。
【００２０】
記録時には、キャリッジ９３を移動させながら画像信号に応じてヘッド９４を駆動することにより、停止している用紙８３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙８３を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙８３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙８３を排紙する。
【００２１】
また、キャリッジ９３の移動方向右端側（図１中の右下位置）の記録領域を外れた位置には、ヘッド９４の吐出不良を回復するための回復手段である回復装置１１７（破線で図示されている）を配置している。回復装置１１７はキャッピング手段と、吸引手段と、クリーニング手段と、を有している。キャリッジ９３は印字待機中にはこの回復装置１１７側に移動されてキャッピング手段でヘッド９４をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【００２２】
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でヘッド９４の吐出口（ノズル）を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、記録装置本体８１の下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。この回復動作についての詳細は後述する。キャッピング手段、吸引手段およびクリーニング手段については特に制限はなく、周知慣用されているものを用いることができる。
【００２３】
（制御部）
次に、本発明に係る液滴吐出装置の一実施の形態であるインクジェット記録装置における制御部の概要について図３を参照して説明する。なお、図３はインクジェット記録装置の制御部のブロック図である。
【００２４】
この制御部５００は、この装置全体の制御を司るＣＰＵ５０１と、ＣＰＵ５０１が実行するデータ生成に関わるプログラム、その他のプログラムなど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（ＮＶＲＡＭ）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。
【００２５】
また、ヘッド９４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９３側に設けたヘッド９４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９３を移動走査する主走査モータ９７、搬送ベルト５１を周回移動させる副走査モータ１０７、回復装置１１７のキャップやワイパ部材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。
【００２６】
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。
【００２７】
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を有していて、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。
【００２８】
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、画像を出力するため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で行なうことも、制御部５００で行なうこともできる。
【００２９】
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。またこれ以外にも、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。
【００３０】
ヘッドドライバ５０９は、シリアルに入力されるヘッド９４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波形を構成するパルスを選択して吐出パルスを生成し、ヘッド９４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ヘッド９４を駆動する。
このとき、駆動波形を構成するパルスの一部又は全部或いはパルスを形成する波形用要素の全部又は一部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。
【００３１】
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やモータ駆動部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。
【００３２】
（ドライバＩＣ）
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４および図５を参照して説明する。図４は、印刷制御部５０８とヘッドドライバ５０９および圧電素子７の関係を示したブロック図であり、図５は、ヘッドドライバ５０９と圧電素子７との関係ついて詳細に示したブロック図である。
【００３３】
印刷制御部５０８は、画像形成時に１印刷周期（１駆動周期）内に複数のパルス（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）、クロック信号、ラッチ信号（ＬＡＴ）及び滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３を出力するデータ転送部７０２を備えている。
なお、滴制御信号は、ヘッドドライバ５０９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パルス又は波形要素で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。
【００３４】
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をセレクトして結果を出力するセレクタ７１３と、セレクタ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セレクタ７１３の出力でオン／オフ（開閉）されるアナログスイッチ７１５と、を備えている。
【００３５】
このアナログスイッチ７１５は、各圧電素子７の選択電極（個別電極）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をセレクタ７１３でセレクト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パルス（あるいは波形要素）が通過して（選択されて）圧電素子７に印加される。
【００３６】
（駆動波形）
次に、駆動波形について図６を参照して説明する。
なお、駆動パルスとは駆動波形を構成する要素としてのパルスを示す用語として、吐出パルスとは圧力発生手段に印加されて液滴を吐出させるパルスを示す用語として、非吐出パルスとは圧力発生手段に印加されるが滴を吐出させない（ノズル内のインクを流動させる）パルスを示す用語として用いる。
【００３７】
この実施形態では、３種類のサイズの液滴（大滴、中滴、小滴）を吐出させる吐出パルスと、印字中、ノズル面からのインクの増粘を防ぐ微駆動を行なう非吐出パルスを含む駆動波形の例である。
駆動波形生成部７０１からは図６（ａ）に示すような駆動波形（共通駆動波形）Ｐｖが出力される。
この駆動波形Ｐｖは、１印刷周期（１駆動周期）内で、基準信号に同期して、駆動パルスＰ１〜Ｐ４を時系列で生成した波形である。
なお、基準信号は、形成する画像の密度に応じてキャリッジ９３の主走査方向位置に対応して出力される信号である。
また、駆動パルスＰ１は非吐出パルスであり、駆動パルスＰ２〜Ｐ４は吐出パルスである。
【００３８】
そして、データ転送部７０２からは図６（ｂ）に示す滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３が出力される。
滴制御信号Ｍ０は、駆動波形の駆動パルスＰ１〜Ｐ４を選択して図６（ｃ）に示す大滴用の吐出パルスを生成させる。
滴制御信号Ｍ１は、駆動波形の駆動パルスＰ２、Ｐ４を選択して図６（ｄ）に示す中滴用の吐出パルスを生成させる。
滴制御信号Ｍ２は、駆動波形の駆動パルスＰ３を選択して図６（ｅ）に示す小滴用の吐出パルスを生成させる。
滴制御信号Ｍ３は、駆動波形の駆動パルスＰ１を選択して図６（ｆ）に示す微駆動用の非吐出パルスを生成させる。
【００３９】
（薄膜ピエゾヘッド構成）
次に、本発明に係る液滴吐出装置の一実施の形態であるインクジェット記録装置が備えるインクジェットヘッド（薄膜ピエゾヘッド）の積層構成例について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下において説明する方式の液滴吐出ヘッドに限って実施可能な発明ではなく、他の方式の液滴吐出ヘッドであっても実施可能である。
ここで図７は本発明に係る液滴吐出装置の一実施の形態であるインクジェット記録装置が備えるインクジェットヘッドにおける構成を示す断面概略図であって、ノズルの配列方向に対して垂直な面の断面図である。また、図８は本発明に係る液滴吐出装置の一実施の形態であるインクジェット記録装置が備えるインクジェットヘッドにおける構成を示す断面概略図であって、ノズルの配列方向に対して平行な面の断面図である。
さらに、図９は本発明に係る液滴吐出装置の一実施の形態であるインクジェット記録装置が備えるインクジェットヘッドにおける構成を示す外観斜視図であり、図１０は、図９の一部を取り除いた状態の外観斜視図であり、図１１は図９の分解斜視図である。
ただし、駆動ＩＣ１３等の一部については図７〜図１１においては図示および説明を省略している。なお、図９〜図１１においては説明の便宜上、図７及び図８において図示したもの（例えば振動板６等）を必要に応じて図示を省略している。
【００４０】
本実施の形態は液滴であるインク滴を、ノズル板２の面部に設けたノズル２ａから吐出させる構成例である。
即ち本実施の形態に係るヘッド９４は、液滴が吐出される複数のノズル２ａを備えたノズル基板２と、該ノズル基板２に接して設けられ、ノズル２ａに連通してなる個別液室３ａを有する個別液室基板３と、前記ノズルか２ａら前記液体を液滴として吐出させる圧力を前記個別液室３ａに付与する圧電素子７と、前記圧電素子７に印加する駆動波形を選択する駆動ＩＣ１３と、を備える。
【００４１】
個別液室基板３が有する個別液室３ａは、個別液室基板３が側面を形成し、下面はノズル基板２が、上面は振動板６がそれぞれ形成している。
前述のとおり、個別液室基板３の上面には振動板６が接して設けられている。なお、共通液室５ａとの境界にあたる位置には振動板フィルタ６ａが設けられており、この振動板フィルタ６ａには共通液室５ａから個別液室３ａ（供給部３ｃ）にインクが供給されるように不図示の孔など供給路となり得る液体流路が形成されている。
そして、個別液室基板３のノズル基板２と反対の面側、即ち振動板６の側に駆動ＩＣ１３、および圧電素子７が設けられている。
駆動ＩＣ１３は圧電素子７に印加する駆動波形を選択する。
圧電素子７は個別液室３ａに対応した位置に設けられていて、所定のタイミングで駆動ＩＣ１３により駆動されて圧力を発生し、この圧力が個別液室３ａ（内部の液体、即ちインク）に付与されることで、所望のタイミングで所望の量の液滴をノズル２ａより吐出される。
【００４２】
圧電素子７は、振動板６上に設けられてなり、振動板６側から順に、共通電極として機能する下部電極７ａ、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）からなる圧電体７ｂ、個別電極として機能する上部電極７ｃが積層された構成をとる。
この下部電極７ａは引き出し配線８ａにより引き出され、バイパス配線１１に接続される。一方、上部電極７ｃは引き出し配線８ｃにより引き出され、上部電極パッド部１０に接続される。
圧電素子７と各引き出し配線８（引き出し配線８ａおよび引き出し配線８ｃ）とは、引き出し箇所を除き層間絶縁膜９により絶縁されてなる。
また、各引き出し配線８（引き出し配線８ａおよび引き出し配線８ｃ）上にはパッシベーション層１４が設けられている（バイパス配線１１および上部電極パッド部１０それぞれとの接続箇所は除く）。
【００４３】
そして、これらが積層された構造の上にさらにサブフレームとしての保持基板４が設けられている。換言すると、ノズル板２と、個別液室基板３と、保持基板４との３枚の基板を重ねた積層構造となっている。保持基板４と圧電素子７が形成されている領域との間には圧電素子保護空間７’が設けられており、何ら充填されていない空間となっている。
また、保持基板４の上には共通液室５ａを有する共通液室基板５が設けられている。この共通液室５ａに貯留されている液体（インク）が所望のタイミングで供給部３ｃおよび流体抵抗部３ｄを介して個別液室３ａに供給される。（矢印で示す流れで供給され、そしてノズル２ａより吐出される。）
【００４４】
さらに、共通液室基板５の上にはダンパ１５ａを有するフレーム基板１５が設けられている。
【００４５】
以上、図７〜図１１に示したインクジェットヘッドの構成について積層構成を中心に説明したが、次いでこれら各層、基板等の材料・製法などについてさらに詳述する。
【００４６】
（ノズル基板）
ノズル基板２はインク吐出用のノズル２ａが配列されている基板であり、材料は必要な剛性や加工性から任意のものを用いることができる。材料の具体例としてはＳＵＳ、Ｎｉ等の金属または合金やシリコン、セラミックス等の無機材料、ポリイミド等の樹脂材料を挙げることができる。
ノズル２ａの加工方法は材料の特性と要求される精度・加工性から任意のものを選ぶことができ、電鋳めっき法、エッチング法、プレス加工法、レーザ加工法等、フォトリソグラフィ法等を例示できる。
ノズル２ａの開口径、配列数、配列密度は、インクジェットヘッドに要求される仕様に合わせて最適な組み合わせを設定することができる。
本実施の形態におけるノズル板２は、厚さ３０〜５０μｍのＳＵＳ基板にプレス加工と研磨加工によりノズル孔２ａが形成された構成を有している。
【００４７】
（個別液室基板）
個別液室基板３には、個別液室３ａ、供給部３ｃおよび流体抵抗部３ｄが形成される。
個別液室基板３の基板材料は加工性・物性から任意のものを用いることができるが、３００ｄｐｉ（約８５μｍピッチ）以上ではフォトリソグラフィ法を用いることができるシリコン基板を用いることが好ましい。本実施の形態においては、個別液室基板３にはシリコン基板上にシリコン酸化膜を介してシリコンが張り合わされたＳＯＩ（Silicon  on  Insulator）基板を用いている。
個別液室３ａの加工は任意のものを用いることができるが、前述のフォトリソグラフィ法を用いる場合は、ウェットエッチング法、ドライエッチング法のいずれかを用いることができる。いずれの手法でも振動板６の個別液室３ａ側を二酸化シリコン膜等とすることで、エッチストップ層とできるため、液室高さを高精度に制御することができる。
個別液室３ａはインクに圧力を加え、ノズル２ａから液滴を吐出させる機能を有する。個別液室３ａ上部には振動板６が形成され、振動板６上には下部電極７ａ、圧電体７ｂ、上部電極７ｃが積層された圧電素子７が形成される。
【００４８】
（振動板）
振動板６は任意のものを用いることができるが、シリコンや窒化物、酸化物、炭化物等の剛性の高い材料とすることが好ましい。また、これらの材料の積層構造としても良い。積層膜とする場合は、引張応力となるＳｉ３Ｎ４と圧縮応力となるＳｉＯ２を交互に積層し、応力緩和する構成が例として挙げられる。
本実施の形態における振動板６には、ＳＯＩ基板のＳｉ層表面にパイロ酸化法を適用し、シリコン酸化膜を形成し、その上に後述する圧電素子７が形成されている。
【００４９】
振動板６の厚さは、所望の特性に応じて選択できるが、概ね０．５μｍ〜１０μｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは、１．０μｍ〜５．０μｍの範囲である。振動板６が薄すぎる場合はクラック等により振動板６が破損しやすくなり、厚すぎる場合は変位量が小さくなり吐出効率が低下してしまう。また、薄すぎる場合は、振動板６の固有振動数が低下し、駆動周波数が高められないという問題がある。
【００５０】
（圧電素子）
下部電極７ａ、上部電極７ｃは、導電性のある任意の材料を用いることができる。例としては金属、合金、導電性化合物が挙げられる。これらの材料の単層膜でも積層膜でも良い。また、圧電体７ｂと反応したり、拡散したりしない材料を選定する必要があるため、安定性の高い材料を選定する必要がある。また、必要に応じて圧電体７ｂ、振動板６との密着性を考慮し、密着層を形成しても良い。
【００５１】
下部電極７ａ、上部電極７ｃに用いられる電極材料の例としては、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｉｒ酸化物、Ｐｄ、Ｐｄ酸化物等が安定性の高い材料として挙げられる。また、振動板６との密着層（不図示）としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ等が例示できる。
圧電体７ｂに用いられる材料としては圧電性を示す強誘電体材料を用いることができる。例としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）やチタン酸バリウムが一般的に用いられる。圧電体７ｂの成膜方法は任意の手法を用いることができ、例としてはスパッタリング法、ゾルゲル法が挙げられ、成膜温度の低さからゾルゲル法が好ましい。
本実施の形態では下部電極７ａに白金膜、圧電体７ｂにＰＺＴ、上部電極７ｃに白金膜を用いた多層構成からなるアクチュエータ（圧電素子７）が採用されている。圧電素子７はシリコンをエッチングすることで形成した個別液室３ａに対応する領域（振動板６を挟んで対向した位置）に形成されている。
上部電極７ｃ、圧電体７ｂは個別液室３ａごとにパターニングする必要がある。パターニングは通常のフォトリソグラフィ法を用いることができる。
【００５２】
（配線）
配列した圧電素子７に駆動信号を入力するために、上部電極７ｃから個別配線としての引き出し配線８ｃを引き出し、下部電極７ａから引き出し配線８ａを引き出す構成をとる。上部電極７ｃからは、配列する上部電極から配線層の一部である個別配線（引き出し配線８ｃ）を介して、上部電極パッド部１０まで引き出され、駆動ＩＣ１３と接続され、駆動ＩＣ１３からさらに配線を介して接続パッドまで引き出される。下部電極７ａは、引き出し配線８ａを介して接続パッドまで引き出される。
【００５３】
配線は同一材料、同一工程で形成することが望ましい。配線材料としては、抵抗値の低い金属、合金、導電性材料を用いることができる。また、上部電極７ｃ、下部電極７ａとコンタクト抵抗の低い材料を用いることが必要である。例としてはＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｃｒなどが例示でき、コンタクト抵抗を低減するために、これらの材料の積層構造としても良い。コンタクト抵抗を下げる材料としては、任意の導電性化合物を用いても良い。例としては、Ｔａ２Ｏ５，ＴｉＯ２，ＴｉＮ，ＺｎＯ，Ｉｎ２Ｏ３，ＳｎＯ等の酸化物、窒化物およびその複合化合物が挙げられる。
膜厚は任意に設定できるが、３μｍ以下とすることが好ましい。また、成膜には真空成膜法等の膜厚均一性が高い成膜方法を採用することが好ましい。これらの配線は、後述の保持基板４との接合面にもなるため、高さ均一性を確保できる膜厚・成膜方法を取る必要がある。
【００５４】
（層間絶縁膜、パッシベーション層）
また、前述のとおり圧電素子７と配線（引き出し配線８ａおよび引き出し配線８ｃ）との間には層間絶縁膜９が設けられている。さらに、引き出し配線８ａおよび引き出し配線８ｃの材料を保護するためのパッシベーション層１４が圧電素子７の上面および側面を覆うように配置されている。
なお、層間絶縁膜９およびパッシベーション層１４には周知慣用されている材料を用いることができる。
【００５５】
（保持基板）
個別液室基板３は２０〜１００μｍと薄いため、個別液室基板３の剛性を確保するために保持基板４を個別液室基板３のノズル基板２との接合面と反対側の面に接合する。保持基板４材料は任意の材料を用いることができるが、個別液室基板３の反りを防止するために熱膨張係数の近い材料を選定する必要がある。そのためガラス、シリコン、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３等のセラミクス材料とすることが好ましい。
薄膜ピエゾヘッドの構成では、保持基板４の凹部は個別液室３ａごとに区画し、個別液室３ａの隔壁（図８に示す個別液室３ａの図中の左右方向を隔てる壁部分に相当する個別液室基板３）上で接合されることが好ましい。それにより、板厚の薄い個別液室基板３の剛性を高めることができ、圧電素子７を駆動した際の隣接した個別液室３ａ間の相互干渉を低減することが可能となる。そのためには、保持基板４は樹脂などの低剛性材料ではなく、シリコンなどの高剛性材料が好ましい。また、保持基板４の凹部は個別液室３ａごとに区画されるため、高密度化のためには高度な加工精度が要求され、３００ｄｐｉヘッドにおいては保持基板４の隔壁幅を５〜２０μｍとすることが望ましい。
保持基板４は、後述する共通液室５ａとして機能する部分、並びに圧電素子７の保護及び変位を妨げないための空間を形成し、さらに流路隔壁の剛性を高め、共通液室５ａ全体を支えるために柱を形成する構成となっている。
【００５６】
（共通液室基板）
共通液室基板５は共通液室５ａとなる空間が形成されてなる。材料は必要な剛性や加工性から任意のものを用いることができる。例としては、Ｓ４５Ｃなどの鉄、ＳＵＳ等の合金やシリコン、セラミックス等の無機材料、エポキシやＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの樹脂材料を挙げることができる。加工方法としては、材料に応じてエッチング、プレス加工、レーザ加工、フォトリソグラフィ法、射出成形などがある。
共通液室基板５には図１１に示すように複数のスリット状開口部がある。個別液室基板３の小型化に伴い、共通液室基板５のスリット間の幅は０．１ｍｍ〜０．８ｍｍにすることが望ましい。
【００５７】
（フレーム部材）
フレーム部材１５は、共通液室基板５に接合され、この共通液室基板５と共に共通液室５ａを形成する。また、内部にダンパ１５ａを形成し、その上部には気体層が形成される。
フレーム部材１５としては、コスト面から樹脂を成形することが好ましい。材料としてはエポキシ、ポリフェニレンサルファイドなどが好ましい。射出成形でフレーム部材自体を成形した後、ダンパ層を形成する。ダンパ層は、例えば、シリコンからなるエラストマーを射出成形によって成形することができる。コンプライアンスを高くするため、できるだけ薄く、ヤング率が低い材料が好ましい。ここで、厚みは５０〜５００μｍとすることが望ましい。ヤング率としては１０ＭＰａ以下が好ましい。
【００５８】
（吐出不良検知手段）
本発明に係る液滴吐出装置は、吐出不良の検知を行う吐出不良検知手段を備える。吐出不良検知手段は、複数のノズル２ａの中で液滴の吐出不良が生じる吐出不良ノズルを検知するものである。
吐出不良検知手段としては、例えば特許文献１（特開２００４−２７６５４４）に開示されているものや、その他、特開２００７−２５３４０８号公報に開示されているもの等、周知慣用されているものを用いることができる。すなわち、特許文献１に開示されているキャビティ内の残留振動の周波数応答を検知して判別する手段でもあってもよく、特開２００７−２５３４０８号公報に開示されている撮像素子による滴画像からの判別する手段であってもよい。特に、特許文献１において開示されているようなキャビティ内の残留振動解析によるノズル不吐出判別が好ましい。
なお、本実施形態では試験的な構成のため、吐出滴をストロボにて撮影し、不良吐出ノズルを特定後、特定したノズルにて残留振動応答の周波数解析を行い、原因特定を行った。
ここで、本発明における高粘度となった液体とは吐出不良を引き起こす程度に高い粘度となった液体であるが、具体的に本実施形態においては、初期の常温粘度に比べて４倍以上の粘度となった液体が吐出不良を引き起こし、吐出不良として検知される。ただし、高粘度となった液体とはノズルの構成や初期の常温粘度等によって異なるものであるため、この値に限定されるものではなく、所定の相対値（初期と比較して高粘度となった場合）であっても、所定の絶対値（絶対的に高粘度となった場合）であってもよい。
【００５９】
（回復手段の実施形態１）
次に、本発明を適用した液滴塗布装置の吸引による回復手段の１つ目の実施例（以下、実施例１と呼ぶ）について図１２を用いて説明する。
図１２は本発明に係る液滴吐出装置の一実施形態であるインクジェット記録装置における回復手段の回復の方法について説明するための模式図である。ここで、図１２（ａ）は個別液室に気泡が入り込んだ状態、図１２（ｂ）は駆動パルスにより個別液室に圧力がかかった状態、図１２（ｃ）は個別液室から気泡が排出された状態を示す。
回復手段である回復装置１１７は、吐出不良ノズルの吐出不良を解消するものであり、本発明では特に個別液室３に混入した気泡を（液体と共に）排出させ、吐出を良好なものとすることができる。
【００６０】
本実施例では複数のノズル２ａのうち吐出不良ノズルとして特定されたにもの（吐出不良検知手段が検知した吐出不良ノズル）に対して吸引処理を行うために、キャッピング手段であるキャップ１６を、ノズル板である個別液室基板３に密着させ覆う。
このとき、内部の観察を行うため、キャップは透明なものを使用して観察を行った。（図１２（ａ））
ここで、個別液室３ａは吐出不良が生じていない正常のノズルに連通したものであり、個別液室３ｂは吐出不良が生じているノズルに連通したものであり、この個別液室３ｂには気泡が含有されている。
【００６１】
その後、吐出不良ノズルに図８（ｆ）に示すメニスカス２ａ’を破らない大きさの微駆動パルスを印加してメニスカス２ａ’を振動させながら、吸引を開始する。（図１２（ｂ））すなわち、吐出不良が生じているノズルに連通した個別液室３ｂに対応して設けられた圧電素子７に、駆動ＩＣ１３より微駆動パルスを付与し駆動することで、メニスカス２ａ’を振動させながらキャップ１６に接続された吸引手段であるポンプ（不図示）により吸引する。ポンプによりキャップの内部の空間が吸引され負圧を生じる。
このとき、吸引時のポンプの圧力はノズル２ａからインクを吸引できない条件で最大の圧力を設定した。なお、微駆動の開始と吸引の開始は必ずしも同一タイミングである必要はない。特に、微駆動を先に開始した方が好ましい。微駆動によって吐出不良ノズルのメニスカス２ａ’はそれ以外のノズルに対して表面状態が不安定になっているため、吐出不良ノズルから（個別液室３ｂから）液滴が気泡と共に選択的に吸引される。（図１２（ｃ））あるいは、高粘度となり吐出不良を引き起こしている液体を吸引してもよい。
【００６２】
そして、吸引動作中に微駆動パルスを印加しながら吐出不良検知を行い、残留振動の異常が検出されなくなったら（吐出不良ノズルが検知されなくなったら）吸引を停止した。
その後、通常の吐出動作を行って確認したところ、吐出の不良は解消されており、所望の回復処理がなされていることが確認された。
【００６３】
（従来例である回復手段の比較例１）
比較例１として、実施例１と同様のノズル状態にて、駆動パルスを印加せずに吸引動作を行ったところ、キャップ内にインクが吸引されている様子は観察できず、吐出不良ノズルの回復もなされていなかった。
【００６４】
（回復手段の実施形態２）
次に、本発明を適用した液滴塗布装置の吸引による回復手段の実施例２について説明する。
実施例１に示した構成（吐出不良が検知されていないノズル２ａに対応する圧電素子７は駆動しない構成）に対して、吐出不良が検知されていないノズル２ａに対して、ＤＣ波形を印加しながら、吐出不良ノズルに対して実施例１と同様の処理を行った。処理後、吐出不良ノズルの吐出の不良は解消され、吐出することが確認された。
また、吸引圧を実施例１よりも高くして、再度処理を行ったところ、実施例１では吐出不良ノズル以外からも液滴（インク）が吸引されてしまっていたが、実施例２のＤＣ印加状態では吐出不良ノズル以外からは吸引によって液滴が吸われることはなかった。
これは、吐出の不良がないノズルにＤＣ電圧が印加されることで変形し、メニスカスを引き込むことで、吸引の圧力へのマージンが増えたためである。
【００６５】
（回復手段の実施形態３）
次に、本発明を適用した液滴塗布装置の吸引による回復手段の実施例３について説明する。
実施例１に示した吸引処理に対して、メニスカス２ａ’が破れた後に、経時的に吸引の圧力を増加させていった。
圧力を増加させていっても、吐出不良ノズル以外のノズルからの液滴（インク）の流れは発生せず、吐出ノズルのみが吸引され、吸引後、吐出していることが確認された。
このときの、ポンプの圧力推移を図１３に示す。図１３は実施例１及び実施例３における吸引時間と吸引圧力との関係を示すグラフである。
【００６６】
また、表１に従来の吸引条件での結果と、上述した実施例１〜３における試験で得た吸引量と吸引時間を示す。
このとき、吐出の不良が検出された吐出不良ノズルのうち平均１０ノズルに対して５回ずつ試行した結果の平均の吸引量と平均の吸引時間を示している。
【００６７】
【表１】
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【００６８】
表１より、本発明によれば吸引量の大幅な低減と、吸引時間の低減がなされていることがわかる。なお、上記した各実施例では気泡が混入した場合についての吐出不良の回復を行ったが、高粘度となった液体についても同様に吐出不良の回復がなされ、且つ、インクの吸引量及び吸引時間が従来に比して大幅に低減される。
【００６９】
（従来例である回復手段の他の形態）
まず、従来例において回復手段によって高粘度となった液体を排出させる例を挙げる。
印字に際して、すべてのノズルが使われることは稀で、使用されていないノズルと連通している個別液室内のインクは、メニスカスからの乾燥により粘度上昇をしていく。この上昇を緩和させるために、使用しないノズルに撹拌波形（微駆動波形）を印加し、個別液室内のインク対流を促して乾燥影響を小さくしている。しかしながら、この方法は個別液室内の局所的な増粘を平均化させる行為でしかなく、最終的には個別液室内全体が高粘度になってしまい、吸引によるリフレッシュが必要となる。従来ではこの増粘の回復のためにかなり強い吸引圧が必要であり、そのために問題ないノズル（個別液室）からも大量の印加が排出されてしまう。透明なキャップを用いて観察したところ、全ノズルからのインクの排出がなされていて、インクの吸引量が多くなっていた。
【００７０】
（回復手段の実施形態４）
図１４は本発明に係る液滴吐出装置の実施形態４であるインクジェット記録装置において増粘の過程を説明するための模式図である。
本実施形態では効果確認のため、インクを吐出し続けるノズルと、一切吐出せず増粘防止用の不吐出波形（微駆動波形）を印加するノズルとをランダムに配置し、一定期間駆動信号を印加し続けた。図１４（ａ）に示す初期状態から図１４（ｂ）に示す一定期間の駆動の後、図１４（ｃ）に示すように、個別液室３ｂ内のインクが高粘度となった。なお、個別液室３ａについては粘度の変化は確認できなかった。
【００７１】
次いで、確認のため微駆動波形のみを印加している（個別液室３ｂに連通している）ノズル２ａに吐出波形を印加したところ吐出は確認されず、増粘による不吐出（吐出不良）が確認された。このヘッドを中の状態を確認するために、透明なキャップ１６にてキャッピングし、不吐出ノズルのみに波形を印加した。印加波形は図１５のような複数のパルス列からなっている。
【００７２】
図１６は本発明に係る液滴吐出装置の実施形態４であるインクジェット記録装置における回復手段の回復の方法について説明するための模式図である。
この操作（回復動作）により、図１６（ａ）に示すような増粘（高粘度となって）してしまった個別液室３ｂから、図１６（ｂ）に示すように選択的にインクを排出することで、図１６（ｃ）に示すように回復することができた。このときのインクの吸引量は上述した従来例である回復手段の他の形態における吸引量よりも大幅に低減することができた。
ここで、吐出不良検出の機構は公知の検出機構で構わず、キャッピング機構も公知のもので構わない。また、図１５に示したパルス列は一例であり、個別液室の共振周期に近いほど好ましいが、個別液室の共振周期に限定するものではなく、パルス列のパルス数自体も図１５に限定されるものではない。なお、多パルスであると個別液室内が高粘度になっている場合でも、共振を用いて圧力を増幅することができる。
【００７３】
（実施例４）
次に、図１７を参照しながら実施例４について説明する。
まず、ヘッド内にランダムに気泡が入った状態を形成する。気泡位置は、例えば透明なセラミック部材やガラスで作成された内部を可視化可能なヘッドやノズル、または従来の検知手段にて検知して位置を特定している。
【００７４】
気泡が入っているノズル（個別液室３ｂ）に対して図１８に示す波形（ａ）を印加し、気泡混入ノズルの隣接ノズル（個別液室３ｂの隣の個別液室３ａ）には図１８に示す波形（ｂ）を印加している。
ここで、図１８に示す波形（ａ）と波形（ｂ）とは、波形の形状自体は同一であり、波形の繰り返し周期をＴａとし、波形（ａ）と波形（ｂ）とのパルス間の時間ずれをＴｂとする。メニスカス共振周期をＴｃとしたとき、Ｔａ＝ｎＴｃ  （ただし、ｎは整数）、Ｔｂ＝（ｍ＋１／２）Ｔｃ  （ただし、ｍは整数）の関係をいずれも満たす。特にｎ≦３、ｍ≦２が好ましく、本実施例ではｎ＝２、ｍ＝１として実験を行った。
また、気泡が入っているノズル（個別液室３ｂ、図１７における左から２番目と３番目の個別液室）が連続する場合も図１７に記載しており、図示のような波形（ａ）および波形（ｂ）の印加によって選択的に吐出可能であることが確認された。
なお、図１８の横方向は時間を表し、縦方向は電圧を表しており、波形（ａ）〜（ｄ）において同一幅は同一の電圧値を示している。
【００７５】
換言すると、吐出不良ノズルに隣接する吐出不良を起こしていないノズルに当該隣接する吐出不良ノズルと比べてメニスカス共振周期のｍ倍から１／２倍ずれたパルスを印加すると共に、回復手段によってポンプで吸引して個別液室内の液体と共に気泡または高粘度となった液体を排出させ、当該吐出不良ノズルのメニスカスを破り選択的に液体を吸引する。このように、隣接液室からのクロストークを利用して、より低電圧でメニスカス破れを引き起こせる。また、同一電圧であればより高粘度に対応ができる。
また、駆動ＩＣが印加するパルスの繰り返し周期が、メニスカス共振周期の整数倍である。このように、パルスの繰り返し周期をメニスカス共振に併せることで内部での圧力の共振が発生するため、より低電圧でメニスカスを破れる（また、高粘度にも対応できる）
【００７６】
（実施例５）
また、実施例４の変形例として、気泡巻き込みのノズルのみ図１８に示す波形（ｃ）のように電圧幅（電圧値の絶対値）を増加させた。これによって、実施例４よりも短時間でメニスカス破れを発生させることができた。このようにメニスカス破れの選択性を上げることで、メニスカスを破れやすくすることができる。
【００７７】
（実施例６）
さらに、図１９を参照しながら実施例６について説明する。
まず、ヘッド内に気泡が入った状態を形成する。ヘッドへの波形印加は、気泡が入っていない偶数番目のノズル（個別液室３ａ）に図１８に示す波形（ａ）、気泡が入っていない奇数番目のノズル（個別液室３ａ）に図１８に示す波形（ｂ）を印加する。一方、気泡が入っている偶数番目のノズル（個別液室３ｂ）に図１８に示す波形（ｃ）、気泡が入っている奇数番目のノズル（個別液室３ｂ）に図１８に示す波形（ｄ）を印加した。
換言すると、複数のノズルのうち隣り合うノズルに印加するパルスが互いにメニスカス共振周期の１／２倍ずれていて、且つ、吐出不良ノズルに印加するパルスのみ電圧値の絶対値が大きい。
この本実施例６においても、実施例５と同等の良好な結果を得た。また、本実施例６では全体を決まった形式で動かして、異常ノズルのみを選択する形式なので、制御が容易であるという効果を奏する。
【００７８】
（比較例２）
これらに対して、気泡が入っているノズルのみを印加した場合を比較例２として実験を行い、このときにメニスカスが破れるまでにかかった時間の平均を下記表２に示す。上述の実施例４〜６と比べて、メニスカスが破れるのに時間がかかっている。
【００７９】
【表２】
2015231726.tif 000004
【００８０】
（実施例７）
そしてさらに、図２０を参照しながら個別液室内の液体が増粘してしまった場合の回復の方法である実施例７について説明する。
個別液室内の液体がランダムに増粘してしまっている状態を形成する。今回は実験として、選択的に微駆動のみを行い吐出しないノズルと、吐出し続けるノズルとを用意し、微駆動のみのノズルが増粘した。これはレーザにてメニスカスの挙動を観察して確認した。
ヘッド内の液体が増粘（高粘度化）したノズル（個別液室３ｂ）に図１８に示す波形（ｃ）、隣接ノズルに図１８に示す波形（ｂ）を印加した。増粘ノズル（個別液室３ｂ）が隣接して存在する場合は図１８に示す波形（ｃ）と波形（ｄ）とを交互に印加（図２０参照）し、増粘していない隣のノズル（個別液室３ａ）は図１８に示す波形（ａ）もしくは波形（ｂ）を印加した。
なお、従来例の詳細はここでは割愛するが、単純に図１８に示す波形（ｃ）を増粘したノズルに印加した場合に比べて、本実施例では同じ電圧でより高粘度の状態に対応できる、もしくは同一粘度の場合はより短時間にメニスカスを破ることができた。
【００８１】
なお、駆動ＩＣは、メニスカス破れが発生した後は、吐出不良ノズルのみにパルスを印加することが好ましく、こうすることで問題ないノズルのメニスカス破れ抑制と、省エネが達成できる（印加ノズル数が減れば消費電力が減る）。
【００８２】
以上より本発明によれば、液体の消費を抑えつつ、気泡の混入及び高粘度となった液体によって生じる吐出不良を回復させることができる液滴吐出装置を提供することができることがわかった。
【符号の説明】
【００８３】
２    ノズル基板
２ａ  ノズル
２ａ’  メニスカス
３    個別液室基板
３ａ  個別液室（気泡なし）
３ｂ  個別液室（気泡あり又は高粘度液体）
３ｃ  供給部
３ｄ  流体抵抗部
４    保持基板
５ａ  共通液室
６    振動板
７    圧電素子
７ａ  下部電極
７ｂ  圧電体
７ｃ  上部電極
７’  圧電素子保護空間
８    配線
８ａ  引き出し配線
８ｃ  引き出し配線
９    層間絶縁膜
１０    上部電極パッド部
１１    バイパス配線
１３    駆動ＩＣ
１４    パッシベーション層
１５ａ  ダンパ
１５    フレーム基板
５１    搬送ベルト
５６    帯電ローラ
８１    記録装置本体
８２    印字機構部
８３    用紙
８４    給紙カセット
８５    手差しトレイ
８６    排紙トレイ
９１    主ガイドロッド
９２    従ガイドロッド
９３    キャリッジ
９４    ヘッド
９５    インクカートリッジ
９７    主走査モータ
９８    駆動プーリ
９９    従動プーリ
１００    タイミングベルト
１０１    給紙ローラ
１０２    フリクションパッド
１０３    ガイド部材
１０４    搬送ローラ
１０５    搬送コロ
１０６    先端コロ
１０７    副走査モータ
１０９    印写受け部材
１１１    搬送コロ
１１２    拍車
１１３    排紙ローラ
１１４    拍車
１１５    ガイド部材
１１６    ガイド部材
１１７    回復装置
５００    制御部
５０１    ＣＰＵ
５０２    ＲＯＭ
５０３    ＲＡＭ
５０４    不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）
５０５    ＡＳＩＣ
５０６    Ｉ／Ｆ
５０８    印刷制御部
５０９    ヘッドドライバ（ドライバＩＣ）
５１０    モータ駆動部
５１１    ＡＣバイアス供給部
５１３    Ｉ／Ｏ部
５１４    操作パネル
５１５    センサ群
５５６    維持回復モータ
６００    ホスト
７０１    駆動波形生成部
７０２    データ転送部
７１１    シフトレジスタ
７１２    ラッチ回路
７１３    セレクタ
７１４    レベルシフタ
７１５    アナログスイッチ
Ｍ０〜Ｍ３    滴制御信号
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８４】
【特許文献１】特開２００４−２７６５４４号公報
【特許文献２】特開２０１２−１１１１７４号公報
【図１】
2015231726.tif 000005
【図２】
2015231726.tif 000006
【図３】
2015231726.tif 000007
【図４】
2015231726.tif 000008
【図５】
2015231726.tif 000009
【図６】
2015231726.tif 000010
【図１１】
2015231726.tif 000011
【図１３】
2015231726.tif 000012
【図１５】
2015231726.tif 000013
【図１８】
2015231726.tif 000014
【図７】
2015231726.tif 000015
【図８】
2015231726.tif 000016
【図９】
2015231726.tif 000017
【図１０】
2015231726.tif 000018
【図１２】
2015231726.tif 000019
【図１４】
2015231726.tif 000020
【図１６】
2015231726.tif 000021
【図１７】
2015231726.tif 000022
【図１９】
2015231726.tif 000023
【図２０】
2015231726.tif 000024