(57)【要約】【課題】液体の誤噴射を抑制しつつノズル間の液体の温度差を低減して各ノズルにおける噴射特性を一定に揃えることが可能な液体噴射装置を提供する。【解決手段】振動駆動パルスＶＰは、圧力室を初期状態から膨張させる振動膨張要素ｐ４と、当該膨張状態を維持する振動維持要素ｐ５と、膨張状態から初期状態まで収縮させる振動復帰要素ｐ６と、を有し、振動膨張要素の時間をＡ，振動維持要素の時間をＢ、振動復帰要素の時間をＣ、および、振動復帰要素の終端から次に発生される振動駆動パルスの振動復帰要素の始端までの時間をＤとし、圧力室内のインクに生じる固有振動の周期をＴｃとしたとき、  Ａ＋Ｂ＝ｎＴｃ  …（１）  Ｃ＋Ｄ＝ｎＴｃ  …（２）  を満たすように設定された。【選択図】図５
2015112855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力発生手段を駆動することで圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ、当該圧力変動により当該圧力室に連通するノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
前記圧力発生手段を駆動する駆動波形を生成する駆動波形生成手段と、
を備え、
前記駆動波形生成手段は、前記ノズルから液体を排出して噴射能力を回復させることを目的とするメンテナンス動作時に使用するメンテナンス駆動波形を発生可能であり、
前記メンテナンス駆動波形は、前記圧力室を初期状態から膨張させる膨張要素と、当該膨張状態を維持する維持要素と、膨張状態から前記初期状態まで収縮させる収縮要素と、を有し、
前記膨張要素の時間をＡ，前記維持要素の時間をＢ、前記収縮要素の時間をＣ、および、前記収縮要素の終端から次に発生されるメンテナンス駆動波形の膨張要素の始端までの時間をＤとし、前記圧力室内の液体に生じる固有振動の周期をＴｃとしたとき、
Ａ＋Ｂ＝ｎＴｃ  …（１）
Ｃ＋Ｄ＝ｎＴｃ  …（２）
を満たすことを特徴とする液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式記録装置などの液体噴射装置に関し、特に、駆動波形を圧力発生手段に印加することにより当該圧力発生手段を駆動させて圧力室内の液体に圧力変動を生じさせてノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドを備える液体噴射装置に関するものである。
【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活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】
ここで、上記の液体噴射ヘッドは、圧電素子や発熱素子等の圧力発生手段を駆動することで、ノズルに連通する圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ、当該圧力変動を利用してノズルから液体を噴射させる。一般的には、圧力発生手段を駆動することで、当該圧力発生手段が発熱するので、駆動を繰り返すことで圧力室内の液体の温度も次第に上昇する。ところが、液体を噴射する回数が比較的多いノズルと、液体を噴射する回数が比較的少ないノズルとの間では、液体の温度に差が生じ、これにより液体の粘度も異なってしまう。各ノズルで液体の粘度が異なると、ノズルから噴射される液体の量や飛翔速度等の噴射特性にばらつきが生じるという問題があった。そこで、液体噴射処理中に液体の噴射が行われないノズルに対しては、液体が噴射されない程度に液体を振動させるいわゆる微振動動作が行われている（例えば、特許文献１参照。）。微振動動作は、液体が噴射されないノズルにおけるメニスカスの増粘を低減することを目的として行われるメンテナンス動作の一種であるが、駆動波形（微振動波形）が圧力発生手段に印加されるので当該圧力発生手段が発熱し、噴射ノズルとの間で液体の温度差を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１０３４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、微振動動作による圧力発生手段の発熱量は、液体を噴射する際の圧力発生手段の発熱量よりも小さい。すなわち、微振動動作においては、発生される振動がその後の液体の噴射に悪影響を及ぼさないことが求められる。このため、微振動波形の電圧はできるだけ小さく抑えられる。その結果、微振動動作による圧力発生手段の発熱量が小さくなる。これにより、非噴射ノズルと噴射ノズルとの間の温度差をより確実に低減することは難しいという問題があった。その一方で、発熱量を大きくするべく微振動波形の電圧を上げた場合、ノズルから液体が誤って噴射される等の不具合が生じる可能性があった。
【０００６】
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、液体の誤噴射を抑制しつつノズル間の液体の温度差を低減して各ノズルにおける噴射特性を一定に揃えることが可能な液体噴射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、圧力発生手段を駆動することで圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ、当該圧力変動により当該圧力室に連通するノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
前記圧力発生手段を駆動する駆動波形を生成する駆動波形生成手段と、
を備え、
前記駆動波形生成手段は、前記ノズルから液体を排出して噴射能力を回復させることを目的とするメンテナンス動作時に使用するメンテナンス駆動波形を発生可能であり、
前記メンテナンス駆動波形は、前記圧力室を初期状態から膨張させる膨張要素と、当該膨張状態を維持する維持要素と、膨張状態から前記初期状態まで収縮させる収縮要素と、を有し、
前記膨張要素の時間をＡ，前記維持要素の時間をＢ、前記収縮要素の時間をＣ、および、前記収縮要素の終端から次に発生されるメンテナンス駆動波形の膨張要素の始端までの時間をＤとし、前記圧力室内の液体に生じる固有振動の周期をＴｃとしたとき、
Ａ＋Ｂ＝ｎＴｃ  …（１）
Ｃ＋Ｄ＝ｎＴｃ  …（２）
を満たすことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、膨張要素の始端から収縮要素の始端までの時間（Ａ＋Ｂ）が、上記式（１）を満たすように設定されることで、膨張要素により生じる振動と収縮要素により生じる振動とが互いに打ち消し合う関係となるので、圧力室およびノズル内の液体に生じる圧力振動の振幅を低減することができる。同様に、先に発生されるメンテナンス駆動波形の収縮要素の始端から次に発生されるメンテナンス駆動波形の膨張要素の始端までの時間（Ｃ＋Ｄ）が、上記式（２）を満たすように設定されることで、先のメンテナンス駆動波形の収縮要素により生じた液体の振動に対して次のメンテナンス駆動波形の膨張要素により生じる液体の振動が打ち消し合う関係となり、圧力室およびノズル内の液体に生じる圧力振動の振幅をさらに低減することができる。したがって、メンテナンス動作によりノズルから液体が誤って噴射される不具合が抑制されるので、その分、メンテナンス駆動波形の電圧を従来よりも上げることが可能となる。これにより、メンテナンス動作による圧力発生手段の発熱量が高まり、液体が噴射されるノズルと液体が噴射されないノズルとの間における液体の温度差を低減することができる。その結果、ノズル間の液体の噴射特性のばらつきを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】プリンターの電気的な構成を説明するブロック図である。
【図２】プリンターの内部構成を説明する斜視図である。
【図３】記録ヘッドの構成を説明する断面図である。
【図４】駆動信号の構成を説明する波形図である。
【図５】振動駆動パルスの波形とメニスカスに生じる圧力振動とを対応させて示した図である。
【図６】インクが噴射されるときの圧電素子の動きを説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
図１は、プリンター１の電気的な構成を説明するブロック図、図２は、プリンター１の内部構成を説明する斜視図である。外部装置２は、例えばコンピューター、デジタルカメラ、携帯電話機、携帯情報端末機などの電子機器である。この外部装置２は、プリンター１と無線又は有線で電気的に接続されており、プリンター１において記録紙等の記録媒体Ｓに画像やテキストを印刷させるため、その画像等に応じた印刷データをプリンター１に送信する。
【００１２】
本実施形態におけるプリンター１は、紙送り機構３、キャリッジ移動機構４、リニアエンコーダー５、および記録ヘッド６等のプリントエンジン１３と、プリンターコントローラー７とを有する。記録ヘッド６は、インクカートリッジ１７（液体供給源）を搭載したキャリッジ１６の底面側に取り付けられている。そして、当該キャリッジ１６は、キャリッジ移動機構４によってガイドロッド１８に沿って往復移動可能に構成されている。すなわち、プリンター１は、紙送り機構３によって記録紙等の記録媒体Ｓ（着弾対象の一種）を順次搬送すると共に、記録媒体に対して記録ヘッド６を記録媒体Ｓの幅方向（主走査方向）に相対移動させながら当該記録ヘッド６のノズル２５（図３等参照）からインクを噴射させて、記録媒体Ｓ上に当該インクを着弾させることにより画像等を記録する。なお、インクカートリッジ１７がプリンターの本体側に配置され、当該インクカートリッジ１７のインクが供給チューブを通じて記録ヘッド６側に送られる構成を採用することもできる。
【００１３】
プリンターコントローラー７は、プリンターの各部の制御を行う制御ユニットである。本実施形態におけるプリンターコントローラー７は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）部８と、制御部９と、記憶部１０と、駆動信号生成部１１と、を有する。インターフェース部８は、外部装置２からプリンター１へ印刷データや印刷命令を送ったり、プリンター１の状態情報を外部装置２側に出力したりする際にプリンターの状態データの送受信を行う。制御部９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る。記憶部１０は、制御部９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。制御部９は、記憶部１０に記憶されているプログラムに従って、各ユニットを制御する。また、本実施形態における制御部９は、外部装置２からの印刷データに基づき、記録動作時にどのノズル２５からどのタイミングでインクを噴射させるかを示す噴射データを生成し、当該噴射データを記録ヘッド６のヘッド制御部に送信する。駆動信号生成部１１（駆動波形生成手段）は、駆動信号の波形に関する波形データに基づいて、アナログの信号を生成し、当該信号を増幅して図４に示すような駆動信号ＣＯＭ（ＣＯＭ１，ＣＯＭ２）を生成する。
【００１４】
次に、プリントエンジン１３について説明する。このプリントエンジン１３は、図１に示すように、紙送り機構３、キャリッジ移動機構４、リニアエンコーダー５、及び、記録ヘッド６等を備えている。キャリッジ移動機構４は、液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド６が取り付けられたキャリッジ１６と、このキャリッジ１６を、タイミングベルト等を介して走行させる駆動モーター（例えば、ＤＣモーター）等からなり（図示せず）、キャリッジ１６に搭載された記録ヘッド６を主走査方向に移動させる。紙送り機構３は、紙送りモーター及び紙送りローラー等からなり、記録媒体Ｓをプラテン上に順次送り出して副走査を行う。また、リニアエンコーダー５は、キャリッジ１６に搭載された記録ヘッド６の走査位置に応じたエンコーダーパルスを、主走査方向における位置情報としてプリンターコントローラー７に出力する。プリンターコントローラー７の制御部９は、リニアエンコーダー５側から受信したエンコーダーパルスに基づいて記録ヘッド６の走査位置（現在位置）を把握することができる。また、制御部９は、当該エンコーダーパルスに基づいて、後述する駆動信号ＣＯＭの発生タイミングを規定するタイミング信号（ラッチ信号ＬＡＴ）を発生させる。
【００１５】
図３は、記録ヘッド６の内部構成を説明する要部断面図である。
本実施形態における記録ヘッド６は、ノズルプレート２１、流路基板２２、および、圧電素子２３等から構成され、これらの部材を積層した状態でケース２４に取り付けられている。ノズルプレート２１は、所定のピッチで複数のノズル２５が列状に開設された板状の部材である。本実施形態では、並設された複数のノズル２５から構成されるノズル列がノズルプレート２１に２列並設されている。
【００１６】
この流路基板２２には、複数の圧力室２６がノズル列方向に並べて形成され、これらの圧力室２６により圧力室列２７が構成されている。本実施形態における圧力室２６は、圧力室並設方向に対して交差する方向に長尺な空部である。各圧力室２６は、ノズルプレート２１の各ノズル２５に一対一に対応して設けられている。すなわち、各圧力室２６の形成ピッチは、ノズル２５の形成ピッチに対応している。また、流路基板２２において、圧力室２６に対して当該圧力室長手方向の側方（ノズル２５との連通側とは反対側）に外れた領域には、流路基板２２を貫通するリザーバー３０が、圧力室群毎に圧力室２６の並設方向に沿って形成されている。このリザーバー３０は、同一の圧力室群に属する各圧力室２６に共通な空部である。このリザーバー３０と各圧力室２６とは、インク供給路３１を介してそれぞれ連通されている。インク供給路３１は、圧力室２６よりも狭い幅で形成されており、リザーバー３０から圧力室２６に流入するインクに対して流路抵抗となる部分である。また、リザーバー３０には、インクカートリッジ１７側からのインクがケース２４のインク供給路３１を通じて導入される。
【００１７】
流路基板２２の下面（アクチュエーターユニット２１との接合面側とは反対側の面）には、ノズルプレート２１が、接着剤や熱溶着フィルム等を介して接合されている。ノズルプレート２１は、所定のピッチで複数のノズル２５が列状に開設された板材である。本実施形態では、３６０ｄｐｉに対応するピッチで３６０個のノズル２５を列設することでノズル列が構成されている。各ノズル２５は、圧力室２６に対してインク供給路３１とは反対側の端部で連通する。なお、ノズルプレート２１は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、又はステンレス鋼などからなる。本実施形態における記録ヘッド６には、ノズル列が合計２列設けられており、各ノズル列に対応する液体流路がノズル２５側を内側にして左右対称に設けられている。
【００１８】
流路基板２２のノズルプレート２１側とは反対側の上面には、弾性膜３３を介して圧電素子２３が形成されている。すなわち、各圧力室２６の上部開口が弾性膜３３で塞がれ、されにその上に圧電素子２３が形成されている。この圧電素子２３は、金属製の下電極膜と、圧電体層と、金属からなる上電極膜（何れも図示せず）とを順次積層することで形成されている。圧電体層としては、鉛（Ｐｂ）、チタン（Ｔｉ）及びジルコニウム（Ｚｒ）を含むもの、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等を用いることができる。この圧電素子２３は、所謂撓みモードの圧電素子である。各圧電素子２３は、配線部材４１を通じて駆動信号が印加されることにより変形する。
【００１９】
そして、圧電素子２３の上下の電極間に後述する駆動信号（すなわち、駆動波形）が印加されると、両電極間には印加電位（印加電圧）に応じた電場が発生する。そして、圧電体は、付与された電場の強さに応じて変形する。即ち、印加電位を高くする程、圧電体の幅方向（ノズル列方向）の中央部がノズルプレート２１に近づく側に撓み、圧力室２６の容積を減少させるように弾性膜３３を変形させる。一方、印加電位を低くする程（０に近づける程）、圧電体の短尺方向の中央部がノズルプレート２１から離れる側に撓み、圧力室２６の容積を増加させるように弾性膜３３を変形させる。このように、圧電素子２３を駆動すると圧力室２６の容積が変化するので、これに伴って当該圧力室２６内部のインクの圧力が変動する。そして、このインクの圧力変動を制御することによりノズル２５からインク滴を噴射させたり、ノズル２５からインクが噴射されない程度に振動させたりすることができる。
【００２０】
次に、記録ヘッド６の電気的な構成について説明する。
図１に示すように、記録ヘッド６は、ラッチ回路３６、デコーダー３７、スイッチ３８、および圧電素子２３を有している。これらのラッチ回路３６、デコーダー３７、およびスイッチ３８は、ヘッド制御部１５を構成し、当該ヘッド制御部１５は、圧電素子２３毎、すなわち、ノズル２５毎に設けられている。ラッチ回路３６は、印刷データに基づく噴射データをラッチする。この噴射データは、各ノズルからのインクの噴射・非噴射を制御するデータである。デコーダー３７は、ラッチ回路３６にラッチされている噴射データに基づき、スイッチ３８を制御するスイッチ制御信号を出力する。デコーダー３７から出力されたスイッチ制御信号は、スイッチ３８へ入力される。このスイッチ３８は、スイッチ制御信号に応じてオン・オフされるスイッチである。
【００２１】
図４は、駆動信号生成部１１が発生させる駆動信号の一例を説明する波形図であり、（ａ）は第１駆動信号ＣＯＭ１を示し、（ｂ）は第２駆動信号ＣＯＭ２を示している。本実施形態において、これらの駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の繰り返し周期である単位周期Ｔは、記録ヘッド６が記録媒体Ｓに対して相対的に移動しながらインクの噴射を行う際に、画像の構成単位である画素の幅に対応する距離だけノズル２５が移動する時間に相当する。これらの駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２は、記録ヘッド６の走査位置に応じたエンコーダーパルスに基づいて生成されるタイミング信号であるラッチ信号ＬＡＴに応じて発生される。したがって、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２は、ラッチ信号ＬＡＴで規定される周期で発生される信号である。
【００２２】
本実施形態におけるプリンター１は、大きさの異なるドットを記録媒体Ｓに形成する多階調記録が可能であり、本実施形態においては、大ドット、中ドット、小ドット、及び非噴射（微振動）の合計４階調での記録動作が可能に構成されている。そして、本実施形態における第１駆動信号ＣＯＭ１は、単位周期Ｔ内に、第１噴射駆動パルスＤＰ１、第２噴射駆動パルスＤＰ２、および第３噴射駆動パルスＤＰ３がこの順に発生される信号である。また、本実施形態における第２駆動信号ＣＯＭ２は、合計４つの振動駆動パルスＶＰ１〜ＶＰ４（本発明におけるメンテナンス駆動波形の一種）が発生される。そして、印刷処理中において記録ヘッド２が記録媒体Ｓ上の記録領域に対応する区間で移動しているとき、各圧力室２６に設けられている圧電素子２３には、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の駆動パルスのうち少なくとも何れか１つが選択的に圧電素子２３に印加される。具体的には、記録ヘッド２が上記の記録領域に対応する区間で移動している際に、所定の周期でインクが噴射されるノズル２５に対応する圧電素子２３には、第1駆動信号ＣＯＭ１の何れか１つあるいは複数の駆動パルスが選択されて印加される。一方、記録領域に対応する区間における所定の周期でインクが噴射されないノズル２５に対応する圧電素子２３には、第２駆動信号ＣＯＭ２の各振動駆動パルスＶＰ１〜ＶＰ４が順次印加される。
【００２３】
噴射駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３は、ノズル２５からインクを噴射させるべく波形や電圧が定められた駆動パルスである。具体的には、噴射駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３は、圧力室２６を基準容積から膨張させる膨張要素ｐ１、膨張状態を一定時間維持する膨張維持要素ｐ２、および、ノズル２５からインクを噴射させるべく圧力室２６を急激に収縮させる収縮要素ｐ３から構成される。なお、圧力室２６の膨張或は収縮の起点となる容積（初期容積）であり、圧電素子２３に基準電位Ｖｂが印加されているときの容積である。本実施形態における基準電位Ｖｂは、設置電位ＧＮＤよりも十分高い電位に設定されており、例えば、圧電素子２３が圧力室２６の内側（すなわち、ノズル２５に近接する側）に最大限あるいはそれに近い程度まで撓んだ状態に対応する電位である。なお、噴射駆動パルスの波形や、単位周期Ｔあたりに発生される数等については、本実施形態で例示したものには限られず、種々の構成のものを採用することができる。
【００２４】
図５は、振動駆動パルスＶＰの波形（図５（ｂ））と、当該振動駆動パルスＶＰによる圧電素子２３の駆動によりメニスカスに生じる圧力振動（図５（ａ））とを対応させて示した図である。なお、図５（ａ）および図５（ｂ）の横軸は、互いに同一スケールの時間軸である。また、図５（ａ）の縦軸は、ノズル２５におけるメニスカスのノズル軸方向の変位を示し、−側が圧力室２６側、＋側が噴射側（記録動作中における記録媒体側）、原点０が静定時の初期位置（圧電素子２３に基準電位Ｖｂが印加された状態の位置）に対応している。さらに、図５（ａ）中、破線で示す振動波形は、振動駆動パルスＶＰの振動膨張要素ｐ４のみを単独で圧電素子２３に印加したときのインクの自由振動（残留振動）を示している。
【００２５】
本実施形態における振動駆動パルスＶＰは、記録動作中のノズル２５におけるインクの増粘を抑制するべく、ノズル２５からインクが噴射されない程度にメニスカスを振動させ得る波形に設定された駆動パルスである。具体的には、振動駆動パルスＶＰは、圧力室２６を基準容積から振動膨張容積まで膨張させる振動膨張要素ｐ４（本発明における膨張要素に相当。）、振動膨張容積を一定時間維持する振動膨張維持要素ｐ５（本発明における維持要素に相当。）、および振動膨張容積から基準容積まで復帰させる振動復帰要素ｐ６（本発明における収縮要素に相当。）から構成される。振動膨張要素ｐ４は、基準電位Ｖｂから振動膨張電位ＶＬまで一定の勾配で電位が変化（降下）する波形要素である。また、振動膨張維持要素ｐ５は、振動膨張電位ＶＬを一定時間（後述する時間Ｂ）だけ維持する波形要素である。そして、振動復帰要素ｐ６は、振動膨張電位ＶＬから基準電位Ｖｂまで一定の勾配で電位が変化（上昇）する波形要素である。
【００２６】
上記の振動駆動パルスＶＰは、メニスカスを振動させて当該メニスカスの増粘を抑制する機能に加え、圧電素子２３を駆動することで当該圧電素子２３を発熱させて、噴射ノズルと非噴射ノズルとの間におけるインクの温度差を低減する機能を発揮するように設計されている。ここで、噴射ノズルと非噴射ノズルとの間におけるインクの温度差をより確実に低減させる観点では、振動駆動パルスＶＰの電圧Ｖ（基準電位Ｖｂと振動膨張電位ＶＬとの電位差）をできるだけ大きく設定して圧電素子２３の発熱量を大きくすることが望ましい。ところが、振動駆動パルスＶＰの電圧Ｖを大きくすると、その分、圧電素子２３の変位も大きくなり、圧力室２６内のインクに生じる圧力変動も大きくなるため、ノズル２５から誤ってインクが噴射される虞がある。そこで、本実施形態における振動駆動パルスＶＰにおいては、上記の誤噴射が生じにくいように設計されている。より具体的には、振動膨張要素ｐ４の時間をＡ，振動膨張維持要素ｐ５の時間をＢ、振動復帰要素ｐ６の時間をＣ、および、振動復帰要素ｐ６の終端から次に発生される振動駆動パルスＶＰの振動膨張要素ｐ４の始端までの時間をＤとし、圧力室２６内のインクに生じる振動の周期をＴｃとし、ｎを自然数（ｎ≧１）としたとき、以下の式（１）および式（２）を満たすように設定されている。
Ａ＋Ｂ＝ｎＴｃ  …（１）
Ｃ＋Ｄ＝ｎＴｃ  …（２）
ここで、上記のＴｃは、一般的には次式で表すことができる。
Ｔｃ＝２π√〔（Ｍｎ＋Ｍｓ）／（Ｍｎ×Ｍｓ×（Ｃｃ＋Ｃｉ））〕
上記式において、Ｍｎはノズル２５におけるイナータンス（単位断面積あたりのインクの質量）、Ｍｓはインク供給路３１におけるイナータンス、Ｃｃは圧力室２６のコンプライアンス（単位圧力あたりの容積変化、柔らかさの度合いを示す。）、Ｃｉはインクのコンプライアンス（Ｃｉ＝体積Ｖ／〔密度ρ×音速ｃ２〕）である。
【００２７】
図６は、微振動動作（本発明におけるメンテナンス動作に相当。）時の圧電素子２３の動きを説明する模式図であり、圧力室２６の短尺方向（圧力室並設方向）の断面図である。同図において弾性膜３３の図示は省略している。
上記の振動駆動パルスＶＰを用いて微振動動作を行うと次のように作用する。すなわち、圧電素子２３の幅方向中央部が、圧力室２６の内側に最大限まで撓んだ初期状態（基準電位Ｖｂが印加された状態。図６（ａ）参照。）において振動膨張要素ｐ４が圧電素子２３に印加されると、当該圧電素子２３が圧力室２６の開口面近傍まで上方（ノズル２５から離隔する側）に向けて撓む（図６（ｂ））。これにより、圧力室２６が、基準容積から振動膨張容積まで膨張する。この圧力室２６の容積変化により、圧力室２６およびノズル２５内のインクに圧力振動が生じる（図５（ａ）の振動Ｏ１）。つまり、周期Ｔｃでインク（メニスカス）が振動する。圧力室２６の膨張状態は、振動膨張維持要素ｐ５により時間Ｂだけ維持される。そして、振動膨張要素ｐ４が圧電素子２３に印加開始されてからＴｃ（＝Ａ＋Ｂ）が経過した時点で、換言すると、振動Ｏ１の一周期分の時間が経過した時点で、振動復帰要素ｐ６が圧電素子２３に印加される。これにより、圧力室２５が振動膨張容積から基準容積まで収縮して復帰する（図６（ｃ））。この際、この振動復帰要素ｐ６により、振動Ｏ１とは逆位相の振動が生じる。これらの振動同士が合成されることで互いに打ち消し合い、圧力室２６およびノズル２５内のインクには、振動Ｏ１よりも振幅の小さい振動Ｏ２（合成波）が生じる。振動Ｏ２は、振動駆動パルスＶＰによる微振動動作の残留振動である。振動復帰要素ｐ６が圧電素子２３に印加開始されてからＴｃ（＝Ｃ＋Ｄ）が経過した時点で、換言すると、振動Ｏ２の一周期分の時間が経過した時点で、次に発生される振動駆動パルスＶＰの振動膨張要素ｐ４が圧電素子２３に印加される。これにより、残留振動である振動Ｏ２とは逆位相の振動が生じるので、両者は互いに打ち消し合う。このようにして、微振動動作が所定の回数だけ繰り返されることで、インクの噴射が行われない非噴射ノズルにおけるメニスカスの増粘が防止される。そして、前の波形要素で発生された振動に対して、次の波形要素で発生される振動が逆位相となるようにすることで、微振動動作で生じる振動の振幅は、少なくとも振動膨張要素ｐ４単独で発生される振動の振幅を超えない程度に抑えられる。
【００２８】
このように、振動膨張要素ｐ４の始端から振動復帰要素ｐ６の始端までの時間（Ａ＋Ｂ）が、上記式（１）を満たすように設定されることで、振動膨張要素ｐ４により生じる振動Ｏ１と振動復帰要素ｐ６により生じる振動とが互いに打ち消し合う関係となるので、圧力室２６およびノズル２５内のインクに生じる圧力振動の振幅を低減することができる。同様に、単位周期Ｔで先に発生される振動駆動パルスＶＰ（図５（ｂ）の例ではＶＰ１）の振動復帰要素ｐ６の始端から単位周期Ｔで後に発生される振動駆動パルスＶＰ（図５（ｂ）の例ではＶＰ２）の振動膨張要素ｐ４の始端までの時間（Ｃ＋Ｄ）が、上記式（２）を満たすように設定されることで、先の振動駆動パルスＶＰの振動復帰要素ｐ６により生じたインクの振動に対して次の振動駆動パルスＶＰの振動膨張要素ｐ４により生じるインクの振動が打ち消し合う関係となり、圧力室２６およびノズル２５内のインクに生じる圧力振動の振幅をさらに低減することができる。したがって、微振動動作によりノズル２５からインクが誤って噴射される不具合が抑制されるので、その分、振動駆動パルスＶＰの電圧Ｖを従来よりも上げることが可能となる。これにより、微振動動作による圧電素子２３の発熱量が高まり、インクが噴射されるノズル２５とインクが噴射されないノズル２５との間におけるインクの温度差を低減することができる。その結果、ノズル間のインクの噴射特性のばらつきを抑制することが可能となり、以て、記録画像等の画質の低下を低減することができる。
【００２９】
なお、上記実施形態では、圧電素子として、所謂撓み振動型の圧電素子２３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。また、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる圧力発生手段であれば、圧電素子には限られず、例えば、発熱素子や静電アクチュエーター等を採用することも可能である。
【００３０】
そして、本発明は、メンテナンス駆動波形の印加により圧電素子を駆動して液体の振動制御を行う液体噴射装置であれば、プリンターに限らず、プロッター、ファクシミリ装置、コピー機等、各種のインクジェット式記録装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１…プリンター，６…記録ヘッド，９…制御部，１１…駆動信号生成部，２３…圧電素子，２５…ノズル，２６…圧力室 
【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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