(57)【要約】【課題】駆動信号を無駄に長くすることなく従来よりも微振動回数を増加させることができ、より効果的に液体の増粘を抑制することが可能な液体噴射装置、および、その制御方法を提供する。【解決手段】噴射駆動パルスＤＰは、インクの噴射に伴う圧力振動を制振させる制振要素ｐ１４を含み、この制振要素は、前段の第１制振要素ｃａ１、および、後段の第２制振要素ｃａ２を有し、この第２制振要素は、補助微振動駆動パルスＣＰとしての使用が可能である。【選択図】図６
2013082154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動波形の印加による圧力発生手段の駆動によってノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
液体の噴射に用いられる噴射駆動波形および液体を微振動させる微振動駆動波形を含む駆動信号を発生させる駆動信号生成手段と、
を備える液体噴射装置であって、
前記噴射駆動波形は、液体の噴射に伴う圧力振動を制振させる制振要素を含み、
前記制振要素は、第１制振要素、および、第１制振要素の後に第２制振要素を有し、
前記第２制振要素は、微振動駆動波形として使用可能であることを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記第２制振要素は、第１電位から第１電位とは異なる第２電位へ変化させる第１変化部と、前記第２電位を保持する制振ホールド部と、前記第２電位から前記第１電位まで変化させる第２変化部と、を有す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】
前記制振要素は、前記第１制振要素と前記第２制振要素との間に電位が一定のホールド要素を有し、
当該ホールド要素の途中で駆動波形の切り替えが可能であ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】
駆動波形の印加による圧力発生手段の駆動によってノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、液体の噴射に用いられる噴射駆動波形および液体を微振動させる微振動駆動波形を含む駆動信号を発生させる駆動信号生成手段と、を備える液体噴射装置の制御方法であって、
前記噴射駆動波形に、液体の噴射に伴う圧力振動を制振させる制振要素を設け、
前記制振要素に、第１制振要素、および、第１制振要素に続く第２制振要素を含ませ、
前記第２制振要素を単独で前記圧力発生手段へ印加することで、微振動駆動波形として作用させ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、インクジェット式記録装置などの液体噴射装置、および、液体噴射装置の制御方法に関し、特に、駆動信号に含まれる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、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ることでノズルから液体を噴射させる液体噴射装置、および、液体噴射装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置は噴射ヘッドを備え、この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ではノズルにおいて液体（メニスカス）が外気に晒されているため、液体に含まれる溶媒成分が蒸発する等して、液体が増粘することがある。液体が増粘すると、ノズルから液体が正常に噴射されない虞がある。このような液体の増粘を抑制するため、液体噴射動作中（例えば、プリンターにおいては印刷動作中）に液体を噴射しないノズルについては、対応する圧力発生手段（例えば、圧電振動子や発熱素子等）に微振動パルス（微振動駆動波形）を印加することで、ノズルから液体を噴射させない程度に圧力室内の液体およびメニスカスを微振動させている。即ち、この微振動動作により、ノズル付近の液体を攪拌し、増粘が抑えられている（例えば、特許文献１参照）。当該特許文献１では、液滴を噴射させない程度に圧力室を加圧させる微振動加圧パルスと、液滴を噴射させない程度に圧力室を減圧させる微振動減圧パルスとが、駆動信号に分割した状態で含まれ、これらの微振動加圧パルスと微振動減圧パルスとを組み合わせて圧力発生素子に印加することでメニスカスを微振動させるように構成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−８３７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、例えば、バーコードなどの特定の画像を繰り返し印刷する用途に用いられるプリンター（所謂ラベルプリンター）や、記録ヘッドのノズル群が記録紙等の記録媒体の最大記録幅に対応可能な長さに配置された所謂ライン型プリンターなどでは、特定のノズルが他のノズルと比べて液体等を噴射しない状態がより長く継続するような場合がある。この場合、上記の微振動だけでは当該ノズルの増粘を抑制しきれないことがあった。このため、液体噴射ヘッド内の液体の増粘をより確実に防止するには、定期的にインクを捨て撃ちするフラッシング処理や、ノズルからインクを吸引するクリーニング処理が有効である。しかしながら、これらの処理は液体を無駄に消費するだけでなく、処理時間を別途設けることによるスループットの低下が問題となっていた。したがって、上記の微振動の回数をできるだけ増加させて、上記のフラッシング処理等の回数を低減することが望ましい。しかしながら、この場合、駆動信号中に微振動駆動パルスをより多く含ませると、その分駆動信号が長くなってしまい、記録周波数の低下を招くという問題があった。
【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、駆動信号を無駄に長くすることなく従来よりも微振動回数を増加させることができ、より効果的に液体の増粘を抑制することが可能な液体噴射装置、および、その制御方法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、駆動波形の印加による圧力発生手段の駆動によってノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、
液体の噴射に用いられる噴射駆動波形および液体を微振動させる微振動駆動波形を含む駆動信号を発生させる駆動信号生成手段と、
を備える液体噴射装置であって、
前記噴射駆動波形は、液体の噴射に伴う圧力振動を制振させる制振要素を含み、
前記制振要素は、第１制振要素、および、第１制振要素の後に第２制振要素を有し、
前記第２制振要素は、微振動駆動波形として使用可能であることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、噴射駆動波形の制振要素が、第１制振要素、および、第１制振要素の後に第２制振要素を有し、後段の第２制振要素は、微振動駆動波形として使用可能であり、残留振動の制振機能および微振動機能の２つの機能を奏する。このため、駆動信号を無駄に長くすることなく従来よりも微振動回数を増加させることができ、より効果的に液体の増粘を抑制することが可能となる。このため、フラッシング処理やクリーニング処理等の頻度を低減することができる。その結果、これらの処理に伴う液体の消費量を削減することができ、また、処理時間を別途設けることによるスループットの低下を抑制することが可能となる。
【０００９】
上記構成において、前記第２制振要素は、第１電位から第１電位とは異なる第２電位へ変化させる第１変化部と、前記第２電位を保持する制振ホールド部と、前記第２電位から前記第１電位まで変化させる第２変化部と、を有する構成を採用することが望ましい。
【００１０】
また、上記構成において、前記制振要素は、前記第１制振要素と前記第２制振要素との間に電位が一定のホールド要素を有し、
当該ホールド要素の途中で駆動波形の切り替えが可能であることが望ましい。
【００１１】
また、本発明の液体噴射装置の制御方法は、駆動波形の印加による圧力発生手段の駆動によってノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッドと、液体の噴射に用いられる噴射駆動波形および液体を微振動させる微振動駆動波形を含む駆動信号を発生させる駆動信号生成手段と、を備える液体噴射装置の制御方法であって、
前記噴射駆動波形に、液体の噴射に伴う圧力振動を制振させる制振要素を設け、
前記制振要素に、第１制振要素、および、第１制振要素に続く第２制振要素を含ませ、
前記第２制振要素を単独で前記圧力発生手段へ印加することで、微振動駆動波形として作用させることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】プリンターの内部構成を説明する平面図である。
【図２】プリンター１の内部構成を説明する側面図である。
【図３】記録ヘッドの構成を説明する要部断面である。
【図４】プリンターの電気的構成を説明するブロック図である。
【図５】駆動信号の構成および駆動パルスの選択パターンについて説明する図である。
【図６】噴射駆動パルスおよび微振動駆動パルスの構成を説明する波形図である。
【図７】第２実施形態における駆動信号の構成および駆動パルスの選択パターンについて説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１は、プリンター１の内部構成を説明する平面図、図２は、プリンター１の内部構成を説明する側面図である。このプリンター１は、記録紙１４（記録媒体或いは着弾対象の一種）の搬送方向に沿って複数配設された記録ヘッド２（２ａ〜２ｄ）と、記録紙１４を搬送ベルト３に供給する給紙ローラー１０と、給紙ローラー１０を駆動する給紙モーター９と、搬送ベルト３によって記録紙１４を搬送する搬送機構１６と、リニアスケール１３と検出ヘッド７からなるリニアエンコーダーと、を備えている。本実施形態におけるプリンター１は、記録処理（あるいは印刷処理または液体噴射処理）の際に、記録ヘッド２の位置を固定した状態で記録紙１４の搬送のみを搬送しながら当該記録紙１４に対して画像等の記録を行う所謂ライン型プリンターである。
【００１５】
給紙ローラー１０は、搬送機構１６の上流側に配設され、図示しない給紙部から給紙された記録紙１４を狭持した状態で互いに反対方向に同期回転可能な上下一対のローラー１０ａ，１０ｂにより構成されている。この給紙ローラー１０は、給紙モーター９からの動力で駆動される。そして、給紙ローラー１０は、図示しないスキュー補正ローラーと共働して記録紙１４の搬送方向に対する傾き及び搬送方向に直行する方向の位置ずれを補正してから、この記録紙１４を搬送機構１６側に供給する。
【００１６】
搬送機構１６は、搬送ベルト３の駆動源である搬送モーター１２と、搬送モーター１２から動力が伝達される駆動ローラー４と、駆動ローラー４よりも上流側に配設された従動ローラー５と、駆動ローラー４及び従動ローラー５の間に張設される搬送ベルト（無端ベルト）３と、テンションローラー６と、圧接ローラー１１と、帯電部１７（図２参照）と、により構成されている。テンションローラー６は、駆動ローラー４と、従動ローラー５との間に配設され、搬送ベルト３に内接し、ばね等の付勢部材の付勢力により搬送ベルト３に張力を付与している。また、圧接ローラー１１は、記録紙１４を搬送ベルト３側に押圧するローラーであり、搬送ベルト３を挟んで従動ローラー５の直上に配設されている。
【００１７】
ベルト帯電部１７は、帯電ローラー８と、帯電用電源１５とを備えている。帯電ローラー８は搬送ベルト３を挟んで従動ローラー５の上流側下方に配設され、搬送ベルト３に当接している。帯電用電源１５は、帯電ローラー８と導通接続されており、帯電ローラー８に交流電圧を印加する。なお、従動ローラー５は、図２に示すように接地されており、搬送ベルト３を挟んで対向する帯電ローラー８に対する対向電極となっている。このベルト帯電部１７は、帯電用電源１５が帯電ローラー８を介して搬送ベルト３に電荷を供給し搬送ベルト３を帯電させる。そして、帯電された搬送ベルト３に載置される記録紙１４には、誘電分極が発生し、搬送ベルト３との間に静電力が作用する。さらに、圧接ローラー１１は、帯電された搬送ベルト３に載置される記録紙１４を搬送ベルト３に押し付けて、記録紙１４の搬送ベルト３に対する密着性を高める。
【００１８】
図１に示すように、搬送ベルト３の外周面には、リニアスケール１３がベルト全周に渡って配設されている。このリニアスケール１３は、スリット状の検出用パターンを搬送ベルト３の搬送方向に一定間隔（例えば、１８０ｄｐｉ）で複数配列して構成されている。このリニアスケール１３の検出用パターンは、検出ヘッド７によって光学的に検出され、検出信号がエンコーダー信号として、プリンターコントローラー３６（図４参照）に出力される。したがって、プリンターコントローラー３６は、このエンコーダー信号に基づいて、搬送機構１６（搬送ベルト３）による記録紙１４の搬送量を把握することができる。また、このエンコーダー信号は、記録ヘッド２の圧力発生手段である圧電振動子２３を駆動する駆動信号の発生タイミングを規定する。
【００１９】
図３は、本実施形態における記録ヘッド２の要部断面図である。なお、記録ヘッド２ａ〜２ｄは、同様な構成であるため、以下では１つの記録ヘッドを代表して説明する。本実施形態における記録ヘッド２は、ノズル群が所定のピッチで記録紙１４の最大記録幅に対応可能な長さに配置された所謂ライン型記録ヘッドである。なお、１つの記録ヘッド２は、複数の単位ヘッドが連結されて構成される場合もある。
【００２０】
本実施形態における記録ヘッド２は、図１に示すように、イエロー（Ｙ）色のインクを吐出（噴射）するイエロー記録ヘッド２ａと、マゼンタ（Ｍ）色のインクを噴射するマゼンタ記録ヘッド２ｂと、シアン（Ｃ）色のインクを噴射するシアン記録ヘッド２ｃと、ブラック（Ｋ）色のインクを噴射するブラック記録ヘッド２ｄとから構成されている。各色の記録ヘッド２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのノズル面（ノズルプレート３２）には、複数のノズル３１が、プリンター１が対応可能な記録紙の最大幅以上の長さに渡って配列されている。これらの記録ヘッド２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、ノズル面を記録紙１４に向けて、且つノズル面と記録紙１４との間に所定の間隔（所謂ペーパーギャップ或いはプラテンギャップ）が形成される状態で配設されている。
【００２１】
本実施形態における記録ヘッド２は、圧力発生ユニット１８と流路ユニット１９とから構成されており、これらを重ね合わせて一体化されている。圧力発生ユニット１８は、圧力室２０を区画するための圧力室プレート２１、供給側連通口２５及び第１連通口２７ａを開設した連通口プレート２２、及び、圧電振動子２３が実装された振動板２４と、が積層されて、焼成等により一体化されることで構成されている。また、流路ユニット１９は、供給口２６や第２連通口２７ｂを形成した供給口プレート２８、リザーバー２９や第３連通口２７ｃが形成されたリザーバープレート３０、及び、ノズル３１が形成されたノズルプレート３１からなるプレート部材を積層状態で接着することで構成されている。
【００２２】
本実施例におけるノズルプレート３１は、インクを噴射するノズル３１が、記録紙１４の搬送方向に直交する方向に複数並ぶノズル列（ノズル群の一種）を構成している。本実施形態におけるノズル列は、例えば３６０ｄｐｉのピッチで開設されたノズル３１から成り、ノズル列の全長（ノズル列の一端に位置するノズル３１から他端に位置するノズル３１までの距離）は、記録紙１４の最大記録幅に対応可能な長さになっている。なお、１つのノズル列３３を構成するノズル３１の数や形成ピッチに関しては例示したものには限られない。
【００２３】
圧力室２０とは反対側となる振動板２４の外側表面には、圧力室２０毎に対応して圧電振動子２３が配設される。例示した圧電振動子２３は、所謂撓み振動モードの圧電振動子であり、駆動電極２３ａと共通電極２３ｂとによって圧電体２３ｃを挟んで構成されている。そして、圧電振動子２３の駆動電極に駆動信号（駆動パルス）が印加されると、駆動電極２３ａと共通電極２３ｂとの間には電位差に応じた電場が発生する。この電場は圧電体２３ｃに付与され、圧電体２３ｃが付与された電場の強さに応じて変形する。即ち、駆動電極２３ａの電位を高くする程、圧電体層２０ｃの幅方向（ノズル列方向）の中央部が圧力室２０の内側（ノズルプレート３１に近づく側）に撓み、圧力室２０の容積を減少させるように振動板２４を変形させる。一方、駆動電極２３ａの電位を低くする程（０に近づける程）、圧電体層２０ｃの短尺方向の中央部が圧力室２０の外側（ノズルプレート３１から離れる側）に撓み、圧力室２０の容積を増加させるように振動板２４を変形させる。
【００２４】
次に、プリンター１の電気的構成を説明する。
図４は、プリンター１の電気的な構成を説明するブロック図である。外部装置３５は、例えばコンピューターやデジタルカメラなどの画像を取り扱う電子機器（或いは情報処理装置）である。この外部装置３５は、プリンター１と通信可能に接続されており、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。
【００２５】
本実施形態におけるプリンター１は、搬送機構１６、検出ヘッド７、帯電用電源１５記録ヘッド２、及び、プリンターコントローラー３６等を有する。
【００２６】
プリンターコントローラー３６は、制御手段の一種であり、プリンターの各部の制御を行う制御ユニットである。プリンターコントローラー３６は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）部３７と、ＣＰＵ３８と、記憶部３９と、駆動信号生成部４０と、を有する。インターフェース部３７は、外部装置３５からプリンター１へ印刷データや印刷命令を送ったり、外部装置３５がプリンター１の状態情報を受け取ったりする等プリンターの状態データの送受信を行う。ＣＰＵ３８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３９は、ＣＰＵ３８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。ＣＰＵ３８は、記憶部３９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。
【００２７】
駆動信号生成部４０は、本発明における駆動信号生成手段として機能し、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電圧信号を生成する。また、駆動信号生成部４０は、上記の電圧信号を増幅して駆動信号ＣＯＭを生成する。本実施形態におけるプリンター１は、液量の異なるインク滴を噴射することで、大きさの異なるドットを記録紙１４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４階調での記録処理が可能に構成されている。そして、駆動信号生成部４０は、例えば、図５に示す第１噴射駆動パルスＤＰ１、第２噴射駆動パルスＤＰ２、第３噴射駆動パルスＤＰ３、第１微振動駆動パルスＶＰ１、および、第２微振動駆動パルスＶＰ２（何れも駆動波形の一種。）を含んで構成される駆動信号ＣＯＭを発生する。
【００２８】
駆動信号ＣＯＭは、エンコーダー信号に基づいて生成されるラッチ信号ＬＡＴに応じて繰り返し発生される。このラッチ信号ＬＡＴは、記録周期の開始タイミングを規定する信号である。したがって、駆動信号ＣＯＭの単位周期は、このラッチ信号ＬＡＴで区切られる区間であると言える。また、チェンジ信号ＣＨは、圧電振動子２３に対する各駆動パルスの選択的な印加に用いられる信号であり、ラッチ信号ＬＡＴに基づいて生成される。本実施形態におけるチェンジ信号ＣＨは、ＣＨ１〜ＣＨ７の合計７つから構成される。各チェンジ信号ＣＨは、ラッチ信号ＬＡＴの生成タイミングを基点とした所定のタイミングで生成される。
【００２９】
本実施形態において、駆動信号ＣＯＭの発生周期であり記録周期である単位周期Ｔが、ラッチ信号ＬＡＴおよびチェンジ信号ＣＨ１〜ＣＨ７によって合計８つの期間Ｔ１〜期間Ｔ８に区切られている。そして、期間Ｔ１では第１噴射駆動パルスＤＰ１の前段部が発生され、期間Ｔ２では、第１噴射駆動パルスＤＰ１の後段部である第１補助微振動駆動パルスＣＰ１（第２制振要素ｃａ２であり、また、本発明における微振動駆動波形の一種。）が発生され、期間Ｔ３では第１微振動駆動パルスＶＰ１が発生される。また、期間Ｔ４では第２噴射駆動パルスＤＰ２の前段部が発生され、期間Ｔ５では、第２噴射駆動パルスＤＰ２の後段部である第２補助微振動駆動パルスＣＰ２（第２制振要素ｃａ２であり、また、本発明における微振動駆動波形（補助微振動駆動波形）の一種。）が発生され、期間Ｔ６では第２微振動駆動パルスＶＰ２が発生される。さらに、期間Ｔ７では第３噴射駆動パルスＤＰ３の前段部が発生され、期間Ｔ８では、第３噴射駆動パルスＤＰ３の後端部である第３補助微振動駆動パルスＣＰ３（第２制振要素ｃａ２であり、また、本発明における微振動駆動波形（補助微振動駆動波形）の一種。）が発生される。
【００３０】
このように、本発明に係るプリンター１は、噴射駆動パルスＤＰがチェンジ信号ＣＨによって前段部と後段部とに分けられており、後段部を補助微振動駆動パルスＣＰとして単独での圧電振動子２３への印加が可能に構成されている点に特徴を有している。この点の詳細については後述する。
【００３１】
噴射駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３は、ノズル３１からインクを噴射させるべく駆動電圧（駆動パルスの最低電位から最高電位までの電位差）や波形等が定められた駆動パルスである。
図６（ａ）は、噴射駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３の構成を説明する波形図である。本実施形態における噴射駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３は同一波形となっているので、以下では１つを代表として説明する。本実施形態における噴射駆動パルスＤＰは、膨張要素ｐ１１と、膨張ホールド要素ｐ１２と、収縮要素（噴射要素）ｐ１３と、制振要素ｐ１４とからなる。膨張要素ｐ１１は、圧力室２０の基準容積（膨張又は収縮の基準となる容積）に対応し駆動パルスの電位変化の基点となる基準電位Ｖｂから、当該基準電位Ｖｂよりも低い第１膨張電位ＶＬ１までインクを噴射させない程度の一定勾配で電位がマイナス（或いはグランドＧＮＤ）側に下降する（第１の極性側に変化する）波形要素である。膨張ホールド要素ｐ１２は、膨張要素ｐ１１の終端電位である第１膨張電位ＶＬ１を所定時間だけ維持する波形要素である。収縮要素ｐ１３は、第１膨張電位ＶＬ１から基準電位Ｖｂよりも高い第１収縮電位ＶＨ１まで急勾配で電位がプラス側に上昇する（第２の極性側に変化する）ことで、ノズル３１からインクを噴射し得る程度の圧力変動を生じさせる波形要素である。制振要素ｐ１４は、収縮要素ｐ１３の印加によりノズル３１からインクが噴射されることに伴う圧力室２０内の圧力振動（残留振動）を低減する波形要素である。
【００３２】
制振要素ｐ１４は、収縮要素ｐ１３に続く前段の第１制振要素ｃａ１と、当該第１制振要素ｃａ１に続く中間ホールド要素ｈａ（本発明におけるホールド要素に相当）と、当該中間ホールド要素ｈａに続く第２制振要素ｃａ２と、から構成される。第１制振要素ｃａ１は、第１収縮電位ＶＨ１を所定時間維持する収縮ホールド要素ｐｈと、第１収縮電位ＶＨ１から基準電位Ｖｂまでインクを噴射させない程度の勾配で電位が下降する制振収縮要素ｐｃと、から成る。そして、この制振収縮要素ｐｃが、圧力室２０内のインクの圧力振動（残留振動）を相殺し得るタイミングで圧電振動子２３に印加されるように、収縮ホールド要素ｐｈの継続時間が設定されている。中間ホールド要素ｈａは、制振収縮要素ｐｃの後端電位である基準電位Ｖｂを一定時間維持する波形要素である。なお、この中間ホールド要素ｈａの途中でチェンジ信号ＣＨによる噴射駆動パルスＤＰの前段部（ｐ１１、ｐ１２、ｐ１３、ｃａ１、およびｈａの前半）と後段部（ｈａの後半およびｃａ２）の切り替えが可能となっている。
【００３３】
第２制振要素ｃａ２は、中間ホールド要素ｈａの後端電位である基準電位Ｖｂ（第１電位に相当）から、当該基準電位Ｖｂと第１膨張電位ＶＬ１との間の中間電位ＶＭ（第２電位に相当）までインクを噴射させない程度の緩やかな勾配で電位がマイナス側に変化する第１変化部ａ１と、中間電位ＶＭで一定な制振ホールド部ａ２と、中間電位ＶＭから基準電位Ｖｂまで電位がプラス側に変化する第２変化部ａ３と、から構成されている。そして、圧力室２０内の残留振動を相殺し得るタイミングで第２制振要素ｃａ２の第１変化部ａ１が圧電振動子２３に印加されるように、収縮要素ｐ１３の後端から第１変化部ａ１の始端までの時間が設定されている。また、基準電位Ｖｂから中間電位ＶＭまでの電位差は、第１収縮電位ＶＨ１から基準電位Ｖｂまでの電位差よりも小さくなっている。このため、この第２制振要素ｃａ２の第１変化部ａ１による圧力変動の大きさは、第１制振要素ｃａ１の制振収縮要素ｐｃによる圧力変動の大きさよりも小さいが、第１制振要素ｃａ１（制振収縮要素ｐｃ）と第２制振要素ｃａ２（第１変化部ａ１）との２回に分けて残留振動の制振が行われるため、１回の制振と比べて残留振動がより効果的に抑制される。
【００３４】
上記の噴射駆動パルスＤＰ（前段部および後段部の両方）が圧電振動子２３に供給されると、まず、膨張要素ｐ１１によって圧電振動子２３および振動板２４の作動部の幅方向中央部が圧力室２０の外側（ノズルプレート３２から離隔する側）に撓む。これにより圧力室２０が基準電位Ｖｂに対応する基準容積から第１膨張電位ＶＬ１に対応する膨張容積まで膨張する。この膨張によりノズル３１におけるメニスカスが圧力室２０側に引き込まれると共に、圧力室２０内にはリザーバー２９側から供給口２６を通じてインクが供給される。そして、この圧力室２０の膨張状態は、膨張ホールド要素ｐ１２の供給期間中に亘って維持される。その後、収縮要素ｐ１３が印加されることで圧電振動子２３および作動部の中央部が圧力室２０の内側に大きく撓む。これにより、圧力室２０は膨張容積から第１収縮電位ＶＨ１に対応する収縮容積まで急激に収縮される。この圧力室２０の急激な収縮により圧力室２０内のインクが加圧され、ノズル３１から規定量（例えば、数ｎｇ〜十数ｎｇ）のインクが噴射される。圧力室２０の収縮状態は、第１制振要素ｃａ１の収縮ホールド要素ｐｈの供給期間に亘って維持され、この間、インクの噴射によって生じた圧力室２０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、圧力室２０内のインク圧力が上昇するタイミングに合わせて、第１制振要素ｃａ１の制振収縮要素ｐｃが圧電振動子２３に印加され、これに伴って圧電振動子２３および作動部の中央部が圧力室２０の外側に向けて撓む。これにより、圧力室２０が基準容積まで戻ると共に、圧力室２０内のインクの残留振動が低減される。その後、圧力室２０の基準容積は、中間ホールド要素ｈａの期間に亘って維持される。そして、第１制振要素ｃａのみでは抑制しきれなかった残留振動のインク圧力が上昇するタイミングに合わせて、第２制振要素ｃａ２の第１変化部ａ１が圧電振動子２３に印加される。これに伴って圧電振動子２３および作動部の中央部が圧力室２０の外側に向けて撓む。これにより、圧力室２０が基準容積から中間膨張容積まで少し膨張すると共に、圧力室２０内のインクの残留振動がさらに抑制される。そして、圧力室２０の膨張状態は、制振ホールド部ａ２の印加期間中に亘って維持された後、第２変化部ａ３によって基準状態に復帰する。
【００３５】
図６（ｂ）は、微振動駆動パルスＶＰ（ＶＰ１，ＶＰ２）の構成を説明する波形図である。微振動駆動パルスＶＰは、記録処理中のノズル３１におけるインクの増粘を抑制するべく、ノズル３１からインクが噴射されない程度にメニスカスを微振動させ得る駆動電圧や波形に設定された駆動パルスである。本実施形態における微振動駆動パルスＶＰは、微振動膨張要素ｐ２１と、微振動膨張ホールド要素ｐ２２と、微振動収縮要素ｐ２３とからなる。微振動膨張要素ｐ２１は、基準電位Ｖｂから第２の膨張電位ＶＬ２まで、ノズル３１からインクが噴射されない程度に緩やかな勾配で電位が上昇する波形要素である。また、第２の膨張電位ＶＬ２は、中間電位ＶＭと第１膨張電位ＶＬ１との間の値（ＶＬ１＜ＶＬ２＜ＶＭ）に設定されている。微振動膨張ホールド要素ｐ２２は、微振動膨張要素ｐ２１の終端電位である第２の膨張電位ＶＬ２を一定時間維持する波形要素である。また、微振動収縮要素ｐ２３は、第２の膨張電位ＶＬ２から基準電位Ｖｂまで、ノズル３１からインクが噴射されない態度に十分に緩やかな勾配で電位を下降させる波形要素である。
【００３６】
このように構成された微振動駆動パルスＶＰが圧電振動子２３に印加されると、まず、微振動膨張要素ｐ２１によって圧電振動子２３および振動板２４の作動部の幅方向中央部が、基準状態から圧力室２０の外側に撓む。これにより圧力室２０が基準電位Ｖｂに対応する基準容積から第２の膨張電位ＶＬ２に対応する微振動膨張容積まで収縮する。この膨張により、圧力室２０内のインクが、ノズル３１から噴射されない程度に減圧される。そして、この圧力室２０の膨張状態は、微振動膨張ホールド要素ｐ２２の印加期間中に亘って維持される。その後、微振動収縮要素ｐ２３が印加されることで圧電振動子２３および作動部の中央部が圧力室２０の内側に撓んで基準状態に復帰する。これにより、圧力室２０が微振動膨張容積から基準容積まで戻ると共に、圧力室２０内のインクの残留振動が低減される。この圧力室２０の一連の容積変動に伴って圧力室２０内には比較的緩やかな圧力振動が生じ、この圧力変動によってノズル３１に露出したメニスカスが微振動する。このメニスカスの微振動によってノズル３１付近の増粘インクが分散され、その結果、インクの増粘を防止することができる。
【００３７】
本発明に係るプリンター１では、噴射駆動パルスＤＰの後段部である第２制振要素ｃａ２が単独で圧電振動子２３に印加されると、補助微振動駆動パルスＣＰとしても機能する。すなわち、第２制振要素ｃａ２の第１変化部ａ１によって圧電振動子２３および振動板２４の作動部の幅方向中央部が、基準状態から圧力室２０の外側に撓む。これにより圧力室２０が基準電位Ｖｂに対応する基準容積から中間電位ＶＭに対応する中間膨張容積まで収縮する。この膨張により、圧力室２０内のインクが、ノズル３１から噴射されない程度に減圧される。そして、この圧力室２０の膨張状態は、制振ホールド部ａ２の印加期間中に亘って維持される。その後、第２変化部ａ３が印加されることで圧電振動子２３および作動部の中央部が圧力室２０の内側に撓んで基準状態に復帰する。これにより、圧力室２０が中間膨張容積から基準容積まで戻ると共に、圧力室２０内のインクの残留振動が低減される。この圧力室２０の一連の容積変動に伴って圧力室２０内には比較的緩やかな圧力振動が生じ、この圧力変動によってノズル３１に露出したメニスカスが微振動する。
【００３８】
上記構成において、所定の記録周期（単位周期）Ｔでノズル３１からインクが噴射されない非記録の場合、図５に示すように、期間Ｔ２の第１補助微振動駆動パルスＣＰ１と、期間Ｔ３の第１微振動駆動パルスＶＰ１と、期間Ｔ５の第２補助微振動駆動パルスＣＰ２と、期間Ｔ６の第２微振動駆動パルスＶＰ２と、期間Ｔ８の第３補助微振動駆動パルスＣＰ３と、が選択されて圧電振動子２３に順次印加される。すなわち、本実施形態では、非記録時に合計５つの微振動駆動パルスが圧電振動子２３に印加されて微振動が行われる。これにより、ノズル３１や圧力室２０内のインクが攪拌され、インクの増粘が防止される。
【００３９】
所定の記録周期Ｔで小ドットを形成する場合、本実施形態では、期間Ｔ４の第２噴射駆動パルスＤＰ２の前段部と、期間Ｔ５の第２噴射駆動パルスＤＰ２の後段部（第２制振要素ｃａ２、第２補助微振動駆動パルスＣＰ２）と、が選択されて圧電振動子２３に順次印加される。これにより、ノズル３１からは小ドットに対応する量のインクが１回噴射され、記録媒体上の画素領域に対して着弾して小ドットが形成される。インクを噴射することにより生じる圧力室２０内の圧力振動（残留振動）は、２段の制振要素ｐ１４によって抑制される。また、所定の記録周期Ｔで中ドットを形成する場合、本実施形態では、期間Ｔ１の第１噴射駆動パルスＤＰ１の前段部と、期間Ｔ２の第１噴射駆動パルスＤＰ１の後段部（第２制振要素ｃａ２、第１補助微振動駆動パルスＣＰ１）と、期間Ｔ７の第３噴射駆動パルスＤＰ３の前段部と、期間Ｔ８の第３噴射駆動パルスＤＰ３の後段部（第２制振要素ｃａ２、第３補助微振動駆動パルスＣＰ３）と、が選択されて圧電振動子３２に順次印加される。これにより、ノズル３１から小ドットに対応する量のインクが２回連続して噴射され、これらのインクが記録媒体上の画素領域に対して着弾して中ドットが形成される。各噴射駆動パルスＤＰによってインクを噴射することにより生じる圧力室２０内の圧力振動は、それぞれの２段の制振要素ｐ１４によって抑制される。
【００４０】
そして、所定の記録周期Ｔで大ドットを形成する場合、本実施形態では、期間Ｔ１の第１噴射駆動パルスＤＰ１の前段部と、期間Ｔ２の第１噴射駆動パルスＤＰ１の後段部（第２制振要素ｃａ２、第１補助微振動駆動パルスＣＰ１）と、期間Ｔ４の第２噴射駆動パルスＤＰ２の前段部と、期間Ｔ５の第２噴射駆動パルスＤＰ２の後段部（第２制振要素ｃａ２、第２補助微振動駆動パルスＣＰ２）と、期間Ｔ７の第３噴射駆動パルスＤＰ３の前段部と、期間Ｔ８の第３噴射駆動パルスＤＰ３の後段部（第２制振要素ｃａ２、第３補助微振動駆動パルスＣＰ３）と、が選択されて圧電振動子３２に順次印加される。これにより、ノズル３１から小ドットに対応する量のインクが３回連続して噴射され、これらのインクが記録媒体上の画素領域に対して着弾して大ドットが形成される。各噴射駆動パルスＤＰによってインクを噴射することにより生じる圧力室２０内の圧力振動は、それぞれの２段の制振要素ｐ１４によって抑制される。なお、ドットの大きさを示す大・中・小は相対的なものであり、実際のドットの大きさや液量についてはプリンター１の仕様に応じて定められる。
【００４１】
このように、本発明に係るプリンター１では、噴射駆動パルスＤＰの制振要素ｐ１４が、前段の第１制振要素ｃａ１と後段の第２制振要素ｃａ２とに分けられ、後段の第２制振要素ｃａ２は、微振動駆動パルス（補助微振動駆動パルス）としての利用が可能であり、残留振動の制振機能および微振動機能の２つの機能を奏する。このため、駆動信号ＣＯＭを無駄に長くすることなく従来よりも微振動回数を増加させることができ、より効果的にインクの増粘を抑制することが可能となる。このため、フラッシング処理やクリーニング処理等の頻度を低減することができる。その結果、これらの処理に伴うインクの消費量を削減することができ、また、処理時間を別途設けることによるスループットの低下を抑制することが可能となる。
【００４２】
なお、制振要素ｐ１４の後段の第２制振要素ｃａ２は、当該第２制振要素ｃａ２の駆動電圧（基準電位Ｖｂと中間電ＶＭとの電位差）が他の要素の駆動電圧よりも低いためノズル３１からインクが誤噴射される虞が小さい。また、第２制振要素ｃａ２は、始端電位（第１変化部ａ１の始端電位）と終端電位（第２変化部ａ３の終端電位）を基準電位Ｖｂに揃えることができるので、単独での圧電振動子３２への印加に適している。このため、第２制振要素ｃａ２は、補助微振動駆動パルスＣＰとして最適である。
【００４３】
ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
【００４４】
図７は、第２実施形態における駆動信号ＣＯＭと、非記録時における各駆動パルスの選択パターンについて構成を説明する図である。本実施形態では、駆動信号ＣＯＭの構成は、上記第１実施形態の駆動信号ＣＯＭと同一の構成であるが、非記録時の駆動パルスの選択パターンが２種類用意されている点が上記第１実施形態と相違している。具体的には、記録媒体（記録紙１４）に対して記録を行っている際に、当該記録媒体の記録領域（インクの噴射を行う領域）に対応するノズル３１の非記録時には、第１の選択パターン（非１）に基づいて駆動パルスの選択が行われる一方、記録媒体の記録領域外に対応するノズル３１の非記録時には、第２の選択パターン（非２）に基づいて駆動パルスの選択が行われるように構成されている。記録領域に対応するノズル３１ではインクの噴射が行われる可能性が高いため、増粘の進行度合いが比較的低い。このため、第１の選択パターンでは、期間Ｔ３の第１微振動駆動パルスＶＰ１と期間Ｔ６の第２微振動駆動パルスＶＰ２のみが選択されて圧電振動子２３に印加されるようになっている。これに対し、記録領域外に対応するノズル３１ではインクの噴射が行われないため、増粘の進行度合いが記録領域内のノズル３１と比べて高い。このため、第２の選択パターンでは、期間Ｔ１の第１補助微振動駆動パルスＣＰ１と、期間Ｔ２の第１微振動駆動パルスＶＰ１と、期間Ｔ５の第２補助微振動駆動パルスＣＰ２と、期間Ｔ６の第２微振動駆動パルスＶＰ２と、期間Ｔ８の第３補助微振動駆動パルスＣＰ３と、が選択されて圧電振動子２３に印加されるようになっている。これにより、より多くの微振動が行われて、増粘が防止される。このように、記録媒体の記録領域内外のノズル３１に応じて非記録時の選択パターンを変更することで、より無駄なく効率的に微振動を行うことができる。なお、その他の構成については上記第１実施形態と同様であるため、その説明は省略する。
【００４５】
また、中間ホールド要素ｈａに関し、上記第１実施形態においては、当該中間ホールド要素ｈａの電位が基準電位Ｖｂである構成を例示したが、これには限られず、中間ホールド要素ｈａの電位が基準電位Ｖｂとは異なる構成を採用することもできる。この場合、中間ホールド要素ｈａと第１変化部ａ１との間に、中間ホールド要素ｈａの終端電位から基準電位Ｖｂまで電位を調整する調整要素を入れることが望ましい。
【００４６】
さらに、上記各実施形態では、圧力発生手段として、所謂撓み振動型の圧電振動子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振動子にも本発明を適用することも可能である。この場合、例示した各駆動信号（駆動パルス）の波形に関し、電位の変化方向、つまり上下が反転した波形となる。
また、上記各実施形態では、所謂ライン型プリンターを例示したが、これには限られず、記録ヘッドを記録媒体に対して往復移動させながら記録を行う所謂シリアルプリンターにも本発明を適用することができる。
その他、駆動信号ＣＯＭ内の噴射駆動パルスＤＰや微振動駆動パルスＶＰの波形については例示したものには限られず、種々の波形を採用することができる。ただし、噴射駆動パルスＤＰについては、制振要素が少なくとも前段部と後段部の２段に分けられており、後段部を圧電振動子３２に対して単独で印加できることを要する。
【００４７】
さらに、上記実施形態では、第１膨張電位ＶＬ１は基準電位Ｖｂより低く、また第１収縮電位ＶＨ１は基準電位Ｖｂより高く、さらに中間電位ＶＭは基準電位Ｖｂより低いとしているが、第１膨張電位ＶＬ１は基準電位Ｖｂより高く、また第１収縮電位ＶＨ１は基準電位Ｖｂより低く、さらに中間電位ＶＭは基準電位Ｖｂより高くても良い。
【００４８】
そして、本発明は、駆動波形の印加により圧力発生手段を駆動して液体の噴射制御が可能な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や、記録装置以外の液体噴射装置、例えば、ディスプレイ製造装置、電極製造装置、チップ製造装置等にも適用することができる。そして、ディスプレイ製造装置では、色材噴射ヘッドからＲ（Ｒｅｄ）・Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）・Ｂ（Ｂｌｕｅ）の各色材の溶液を噴射する。また、電極製造装置では、電極材噴射ヘッドから液状の電極材料を噴射する。チップ製造装置では、生体有機物噴射ヘッドから生体有機物の溶液を噴射する。
【符号の説明】
【００４９】
１…プリンター，２…記録ヘッド，１４…記録紙，２０…圧力室，２３…圧電振動子，３１…ノズル，３６…プリンターコントローラー，３８…ＣＰＵ，４０…駆動信号生成部
【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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