(57)【要約】      （修正有）【課題】多様な沈降性インクにおけるインク色素の沈降状態を正確に検出し、消費する電力量とインク消費量を抑える、液滴吐出装置を提供する。【解決手段】複数の圧力室へ液体を補給するヘッド内貯留部、を備える、記録ヘッドと、液体を貯留する液体貯留部、及び記録ヘッドのヘッド内貯留部と液体貯留部との間で液体を移送する液体送管とを備え、ヘッド内貯留部と、該液体貯留部との間で液体を循環させる液体循環手段と、圧電素子を駆動する駆動波形を生成する駆動波形生成部と、圧電素子を駆動後に圧力室内に発生する残留振動を検出する残留振動検出部と、残留振動検出部が検出した出力に基づいて、ヘッド内貯留部の内の液体中の成分の沈降状態を判定する、状態判定手段と、判定した沈降状態に基づいて、ヘッド内貯留部における液体中の成分の沈降状態を解消させるように液体循環手段の液体循環動作を制御する制御手段と、を有する、液滴吐出装置。【選択図】図２０
2016175264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルに連通して液体を蓄える複数の圧力室、前記各圧力室の弾性壁を形成するように各圧力室にわたって配置された振動板、
該振動板を介して複数の圧力室と夫々対向するように配置された圧電素子、及び前記複数の圧力室と近接配置され該複数の圧力室へ液体を補給するヘッド内貯留部、を備える、記録ヘッドと、
液体を貯留する液体貯留部、及び前記記録ヘッドの前記ヘッド内貯留部と該液体貯留部との間で液体を移送する液体送管とを備え、前記ヘッド内貯留部と、該液体貯留部との間で液体を循環させる液体循環手段と、
前記圧電素子を駆動する駆動波形を生成する駆動波形生成部と、
前記圧電素子を駆動後に前記圧力室内に発生する残留振動を検出する残留振動検出部と、
前記残留振動検出部が検出した出力に基づいて、ヘッド内貯留部の内の液体中の成分の沈降状態を判定する、状態判定手段と、
前記判定した沈降状態に基づいて、前記ヘッド内貯留部における前記液体中の成分の沈降状態を解消させるように前記液体循環手段の液体循環動作を制御する制御手段と、を有する、
液滴吐出装置。
【請求項２】
前記残留振動検出部は、前記圧電素子を駆動後に前記圧力室内に発生する残留振動の複数周期分の振幅値を検出し、前記複数の振幅値に基づいて減衰比を算出し、
前記状態判定手段は、前記減衰比に基づいて、ヘッド内貯留部の内の液体中の成分の沈降状態を検出する、
請求項１記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記残留振動検出部は、前記圧力室から液滴を吐出しない微駆動波形を印加して得られる残留振動を検出し、
前記状態判定手段は、前記微駆動波形から検出した出力に基づいて前記ヘッド内貯留部における液体中の成分の沈降状態を判定する、
請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記残留振動検出部は前記複数の圧力室内の残留振動を夫々検出する手段を備えている、
請求項１又は３に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記残留振動検出部は、前記複数の圧力室のうち、任意の圧力室を選択して前記残留振動の検出を行う、
請求項１又は３に記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
前記残留振動検出部は、前記複数の圧力室に対して、前記圧電素子を駆動後に前記圧力室内に発生する残留振動の複数周期分の振幅値を検出し前記複数の振幅値に基づいて減衰比を算出することで、複数の減衰比を算出し、
前記状態判定手段は、前記算出した複数の減衰比の平均値に基づいて、ヘッド内貯留部の内の液体中の成分の沈降状態を判定する、
請求項４又は５に記載の液滴吐出装置。
【請求項７】
圧力室、該圧力室と夫々対向するように配置された圧電素子、及び前記圧力室へ液体を補給するヘッド内貯留部を備える記録ヘッドと、液体を貯留する液体貯留部と前記記録ヘッドの前記ヘッド内貯留部との間で液体を循環させる液体循環手段と、を備える液滴吐出装置の制御方法であって、
前記圧電素子を駆動する駆動波形を生成するステップと、
前記圧電素子を駆動後に前記圧力室内に発生する残留振動を検出するステップと、
前記検出した残留振動に基づいて、前記ヘッド内貯留部の内の液体中の成分の沈降状態を判定するステップと、
前記判定した沈降状態に基づいて、前記ヘッド内貯留部における前記液体中の成分の沈降状態を解消させるように前記液体循環手段の液体循環動作を制御するステップと、を有する、
液滴吐出装置の制御方法。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の液滴吐出装置と、
前記液体循環手段の前記液体貯留部へ液体を供給する液体供給手段と、
前記複数のノズルにふたをする複数のキャップ手段及び該複数のキャップ手段を負圧にする液体排出機構を備え、前記液体中の成分の沈降状態に基づいて、前記ノズルの維持回復を行う維持回復手段と、を備えており、
前記液滴吐出装置の前記制御部は、前記判定した沈降状態に基づいて、前記ヘッド内貯留部における前記液体中の成分の沈降状態を解消させるように前記液体循環手段の液体循環動作及び前記維持回復手段の維持回復動作を制御する
画像形成装置。
【請求項９】
前記液体循環手段の液体循環動作を実施した後に、前記液体中の成分の沈降状態に基づいて、前記維持回復手段において前記キャップ手段を負圧にして前記ノズルを吸引することで前記ノズル内の液体を前記液体排出機構へ排出させ、前記液体供給手段が前記液体貯留部へ液体を補給する、液体排出補給動作を実施し、
前記液体排出補給動作を実施した後に、前記駆動波形生成部が、前記圧電素子を駆動する駆動波形を生成し、前記残留振動検出部が前記圧電素子を駆動後に前記圧力室内に発生する残留振動を検出し、
前記状態判定手段は、前記液体排出補給動作を実施した後に前記残留振動検出部が検出した出力に基づいて、前記ヘッド内貯留部の内の液体中の成分の沈降状態が解消したかどうかを判定する、
請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記ノズルを前記キャップ手段でキャップしている最中に、前記残留振動検出部は前記残留振動を検出する、
請求項８又は９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、液滴吐出装置、液滴吐出装置の制御方法、及び液滴吐出装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、インクを記録媒体に噴射させるインクジェットプリンタが広く用いられている。このようなインクジェットプリンタは、記録ヘッドを備え、その記録ヘッドに形成されたノズルから記録媒体に向けてインク滴を吐出することで、記録媒体に対して印刷を行うようになっている。また、インクジェットプリンタにおいては、装置内に通常のＹＭＣＫ色のインク以外に特色インク（例えば白色）や磁性体インクを吐出できるユニットを備えたインクジェットプリンタがある。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタ（印刷装置）に用いるインクには染料系インクと顔料系インクが有り、顔料系インクは色素として顔料を使用し顔料がインク溶媒内に分散されているため、発色が鮮やかである特徴があるが、長時間放置すると、色素が沈降する課題がある。
【０００４】
また、顔料系インクの中に白色インクがあり、白色インクの顔料である酸化チタンの比重が大きいため、顔料が沈降する傾向が強いことが知られている。また、インク種の中には磁性体を含有した磁性体インクがあり、主に小切手などの印刷に使用されている。磁性体インクは磁性体の比重が大きいため、同様に磁性体が沈降し易い傾向がある。このような沈降タイプのインクを以後、沈降性インクと記載する。沈降性インクを放置すると、顔料が均一に混ざり合った正常な状態とならないため、インク物性値（粘度など）が変化する。その結果、吐出特性の低下による印字不良や、濃度が一定にならない画質低下が生じる。
【０００５】
このため、圧電素子に駆動波形を印加後の残留振動を検知して、インク粘度を推測し回復処理を行う技術が知られている（特許文献１）。この例では、図２２に示すような、残留振動検出部で取り込んだ振動周期Ｔｃに対する所定電圧Ｖｒｅｆまでの経過時間Ｔｓの比と、残留振動波形を正弦波と仮定した条件とで、制御部は振幅値Ｅｍを算出し、第一半波の振幅値の大小からインク増粘を判定する。
【０００６】
また、複数のインクタンク（第１タンク、第２タンク）を備え、複数のタンク間を流れる流路抵抗からインク粘度を検知し、インク粘度に基づいて、インク循環やノズル面からのインク吸引等の条件を変化させて実行する技術が既に知られている（特許文献２）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１では、切り替え手段のＯＮ抵抗／ＯＮ時間のバラツキが、基準電圧Ｖｒｅｆまで到達する経過時間に直接影響することで、第一半波の波高値Ｅｍにも大きなバラツキが生じ、インク粘度の微小な変化を検出できない問題があった。
【０００８】
また、上述の特許文献２の印刷装置では、流路抵抗を取得するために、第１タンクから第２タンクにインクが流れる時間を計測することで、流路抵抗を取得するため、流路抵抗を取得するために所定時間経過後にポンプを駆動する必要がある。更に、ポンプを駆動するタイミングは、インク粘度の状態に係わらず、所定時間経過後に実施している。このため、常に定期的なポンプ駆動が必要となり、消費電力が増加する問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、多様な沈降性インクにおけるインク色素の沈降状態を正確に検出し、消費する電力量とインク消費量を抑える液滴吐出装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の一態様では、液滴吐出装置は、
複数のノズルに連通して液体を蓄える複数の圧力室、前記各圧力室の弾性壁を形成するように各圧力室にわたって配置された振動板、該振動板を介して複数の圧力室と夫々対向するように配置された圧電素子、及び前記複数の圧力室と近接配置され、該複数の圧力室へ液体を補給するヘッド内貯留部、を備える、記録ヘッドと、
液体を貯留する液体貯留部、及び前記記録ヘッドの前記ヘッド内貯留部と該液体貯留部との間で液体を移送する液体送管とを備え、前記ヘッド内貯留部と、該液体貯留部との間で液体を循環させる液体循環手段と、
前記圧電素子を駆動する駆動波形を生成する駆動波形生成部と、
前記圧電素子を駆動後に前記圧力室内に発生する残留振動を検出する残留振動検出部と、
前記残留振動検出部が検出した出力に基づいて、ヘッド内貯留部の内の液体中の成分の沈降状態を判定する、状態判定手段と、
前記判定した沈降状態に基づいて、前記ヘッド内貯留部における前記液体中の成分の沈降状態を解消させるように前記液体循環手段の液体循環動作を制御する制御手段と、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
一態様によれば、多様な沈降性インクにおけるインク色素の沈降状態を正確に検出し、消費する電力量とインク消費量を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】オンデマンド方式のライン走査型インクジェット記録装置に於ける全体構成の概略図である。
【図２】インクジェット記録モジュールの構成を示す側面図である。
【図３】ラインヘッド構成で配置したインクジェット記録ヘッド装置及び維持回復機構のキャップの概略下面図である。
【図４】図３の記録ヘッドの拡大底面図である。
【図５】記録ヘッドの構成斜視図である。
【図６】印字ノズルでの残留振動の動作概略図であって、（ａ）はインク吐出時の、（ｂ）はインク吐出後の個別圧力発生室内に発生する圧力変化を示す。
【図７】駆動波形と残留振動波形の概略を示すグラフである。
【図８】減衰振動波形から減衰比を算出する際の説明図である。
【図９】インク粘度が変化した時の残留振動実測波形を示すグラフである。
【図１０】本実施例に於けるインクジェット記録ジュールの駆動制御に係る全体ブロック図である。
【図１１】本実施例に於ける残留振動検知基板の回路図である。
【図１２】本実施例である図１１の回路を用いた場合の振幅値を検出した波形を示すグラフである。
【図１３】図１２の検出結果を用いて算出した減衰比ζとインク粘度との相関図である。
【図１４】インク粘度とインク濃度との相関図である。
【図１５】本発明の実施形態における維持回復モジュールの全体ブロックである。
【図１６】本発明の実施形態に係るインクジェット記録モジュール及び維持回復機構の説明図である。
【図１７】図１６のインクジェット記録モジュール及び維持回復機構の維持回復動作の説明図である。
【図１８】本発明におけるインク循環動作の詳細フローチャートを示す。
【図１９】本発明におけるインク排出補給動作の詳細フローチャーチを示す。
【図２０】本発明におけるインク沈降検知及び維持回復動作の一例の全体フローチャートを示す。
【図２１】本発明におけるインク沈降検知及び維持回復動作の別の例の全体フローチャートを示す。
【図２２】従来例における残留振動の角度と第１波振幅瞬時値の相関関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【００１４】
＜全体説明＞
図１は、オンデマンド方式のライン走査型インクジェット記録装置に於ける全体構成の概略図である。図１において、インクジェット記録装置（画像形成装置）１は、インクジェット記録装置本体Ｘと、記録媒体供給部２と、記録媒体回収部１３を有する。
【００１５】
インクジェット記録装置本体Ｘは規制ガイド３、インフィード部４、ダンサローラ５、ＥＰＣ６、蛇行量検出器７、インクジェット記録モジュール８、プラテン９、乾燥モジュール１０、アウトフィード部１１、及びプラー１２を有している。
【００１６】
規制ガイド３は記録媒体Ｓの幅方向の位置決めを行う。インフィード部４は記録媒体Ｓの張力を一定に保つ駆動ローラと従動ローラからなる。ダンサローラ５は記録媒体Ｓの張力に応じて上下し位置信号を出力する。ＥＰＣ（Ｅｄｇｅ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）６は、記録媒体Ｓの端部の位置を制御する。プラテン９は、インクジェット記録モジュール８と対向して設けられている。アウトフィード部１１は、記録媒体Ｓを設定された速度で駆動させる駆動ローラと従動ローラからなり、プラー１２は記録媒体Ｓを装置外に排紙する駆動ローラと従動ローラからなる。
【００１７】
インクジェット記録モジュール８は印字ノズル１６（吐出口）を印刷幅全域に配置したラインヘッドを有している。カラー印刷はブラック、シアン、マゼンダ、イエローの各ラインヘッドにより行われる。印刷の際、各ラインヘッドのノズル面はプラテン９上に所定の隙間を保って支持されている。インクジェット記録モジュール８が記録媒体Ｓの搬送速度に応じてインクを吐出することで、記録媒体Ｓ上にカラー画像を形成する。
【００１８】
尚、インクジェット記録装置１として、ライン走査型を用いることで高速な画像形成が可能となる。
【００１９】
図２は、インクジェット記録モジュール８の構成を示す側面図である。図に示すように、インクジェット記録モジュール８は、主に、駆動制御部２００と、インクジェット記録ヘッド装置（記録ヘッド装置）１００と、接続部５０とを有している。
【００２０】
駆動制御部２００において、駆動制御基板８０には、図１０に示す制御部８１、駆動波形生成部８２、記憶手段８３が搭載されている。
【００２１】
接続部５０において、ケーブル５１は、駆動制御基板側コネクタ５２と、ヘッド側コネクタ５３が取り付けられており、駆動制御基板８０と、記録ヘッド装置１００に搭載されるヘッド基板６０間のアナログ信号及びデジタル信号通信を担う。
【００２２】
記録ヘッド装置１００は制御系としてのヘッド基板６０、残留振動検知基板４０、及び圧力素子支持基板（ヘッド駆動ＩＣ基板）３２を備えている。さらに、記録ヘッド装置１００は、インク吐出を行う構成として記録ヘッド（インクジェット記録ヘッド部、圧電型液滴吐出ヘッド、ともいう）１５を有している。記録ヘッド１５には、圧電素子３１を収容する剛性プレート２８と、印字ノズル１６や個別圧力発生室２０（図５参照）が形成された流路板３６とが設けられている。また、インクを収容しているインクタンク（ヘッド内インクタンク）７１は記録ヘッド１５の近傍であって記録ヘッド装置１００内に設けられている。
【００２３】
尚、ライン走査型インクジェット記録装置１では、記録ヘッド１５が、記録媒体Ｓの搬送方向の垂直方向である図２の奥行き方向（若しくは、手前方向）に、同記録ヘッド１５を並べたラインヘッド構成である。
【００２４】
ただし本発明は、上記ライン走査型構成に限定せず、１つ若しくは複数の記録ヘッド１５を、記録媒体Ｓの搬送方向の垂直方向である紙面の奥行き方向（若しくは、手前方向）に移動しながら、更に記録媒体Ｓを搬送方向に搬送し、画像を形成するシリアル走査型プリンタや、その他の液滴吐出装置等を用いてもよい。
【００２５】
図３は、ラインヘッド構成で配置したインクジェット記録ヘッドモジュール８及び維持回復機構９０のキャップ９２の概略下面図である。図３に示した記録ヘッドモジュール８は、４つのヘッドアレイ１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、及び１４Ｙの集合体により構成されている。ブラック用ヘッドアレイ１４Ｋはブラックのインク滴を吐出し、シアン用ヘッドアレイ１４Ｃはシアンのインク滴を吐出し、マゼンダ用ヘッドアレイ１４Ｍはマゼンダのインク滴を吐出し、イエロー用ヘッドアレイ１４Ｙはイエローのインク滴を吐出する。
【００２６】
各ヘッドアレイ１４Ｋ、１４Ｃ、１４Ｍ、及び１４Ｙは、用紙等の記録媒体Ｓの搬送方向（矢印Ｘｍ方向）と直交する方向に延びている。このようにヘッドをアレイ化することにより広域な印刷領域幅を確保している。
【００２７】
また、維持回復機構９０の係合部９１において、各ノズル１６に対応するようにキャップ９２が配列されている。なお、図３では、概略的にキャップ９２を示しているが、実際には、キャップ９２Ｋ、９２Ｃ、９２Ｍ及び９２Ｙは支持部材９４の上方にあり、係合部９１が移動することにより、キャップ９２Ｋ、９２Ｃ、９２Ｍ及び９２Ｙはノズル面１７（図４参照）の下方から各記録ヘッド１５のノズル１６へと結合可能である。維持回復機構９０の詳細は、図１５〜図１７を用いて後述する。
【００２８】
図４は、図３の記録ヘッド１５の底面の拡大図である。記録ヘッド１５のノズル面（底面）１７には多数の印字ノズル１６が千鳥状に配列されており、本実施形態では印字ノズル１６を２列各６４個千鳥状に配列している。このように多数の印字ノズル１６を千鳥配列することで、高解像度に対応できる。
【００２９】
図５は、記録ヘッド１５の構成斜視図である。記録ヘッド１５は、ノズルプレート１９、圧力室プレート２１、リストリクタプレート２３、ダイアフラムプレート２６、剛性プレート２８ならびに圧電素子群３５を主に有している。
【００３０】
流路板３６は、ノズルプレート１９と、圧力室プレート２１と、リストリクタプレート２３と、ダイアフラムプレート２６とを順次重ねて位置決めして接合することにより構成される。ノズルプレート１９には多数個の印字ノズル１６が千鳥状に配列、形成されている。圧力室プレート２１には、各印字ノズル１６に対応する個別圧力発生室（液室）２０が形成されている。リストリクタプレート２３には、共通インク流路２７と個別圧力発生室２０を連通して個別圧力発生室２０へのインク流量を制御するリストリクタ２２が形成されている。ダイアフラムプレート２６には、振動板２４とフィルタ２５が設けられている。
【００３１】
この流路板３６を剛性プレート２８に接合して、フィルタ２５を共通インク流路２７の開口部と対向させる。インク導入パイプ３０の上側開口端は、剛性プレート２８の共通インク流路２７に接続され、インク導入パイプ３０の下側開口端は、インクを充填したインクタンク７１（図２参照）に接続される。
【００３２】
圧電素子支持基板３２は、圧電素子駆動ＩＣ（ヘッド駆動ＩＣ）３３が搭載され、圧電素子３１を支持している。圧電素子駆動ＩＣ３３には電極パッド（圧電パッド）３４が接続され、圧電素子駆動ＩＣ３３が発生した駆動波形が、電極パッド３４を介して圧電素子３１へと印加される（図６（ａ）参照）。
【００３３】
圧電素子３１を多数個配列して構成した圧電素子群３５が、剛性プレート２８に装着される。剛性プレート２８の開口部２９へ圧電素子群３５を挿入し、各圧電素子３１の自由端を振動板２４に接着固定することにより、記録ヘッド１５が構成される。
【００３４】
図６は、印字ノズル１６での残留振動の動作概略図である。詳しくは、図６（ａ）はインク吐出時の、図６（ｂ）はインク吐出後の個別圧力発生室２０内に発生する圧力変化を示す。
【００３５】
図６（ａ）のインク吐出時では、駆動制御基板８０上の制御部８１（駆動制御手段８４）から伝送される画像データに基づいたタイミング制御信号に応じて、圧電素子駆動ＩＣ３３をＯＮ／ＯＦＦし、駆動波形生成部８２で生成された駆動波形が電極パッド３４に印加される。駆動波形に基づいた圧電素子３１の伸縮力が振動板２４を介して個別圧力発生室２０内の圧力を変化させることで、印字ノズル１６方向の圧力を発生させインクを吐出させる。
【００３６】
より詳しくは、吐出動作の際、駆動波形の立下り波形（図７参照）印加によりまず振動板２４が収縮し個別圧力発生室２０が膨張してノズル１６付近の液体（インク）の曲面状の表面であるメニスカスを引き込む（引き上がる）。そして駆動波形の立ち上がり波形印加後、振動板２４が膨張する（図６（ａ）で下方向に移動する）ことで個別圧力発生室２０が収縮され、加圧されてノズル１６からインクが吐出する。インクの吐出動作により、吐出後も、液面であるメニスカスの位置が動く、即ちメニスカスが振動し、振動板２４が所定期間振動する。
【００３７】
なお、電極パッド３４が振動板２４付近であって個別圧力発生室２０の近傍に備えられているが、駆動波形停止後もインク粘度次第でインク液面であるノズル１６内のメニスカスの位置が変動することに伴い、個別圧力発生室２０の残留振動の大きさも変わるので、本発明の液体の粘度検知では、個別圧力発生室２０のメニスカス近傍のインク粘度が検知される、といえる。
【００３８】
図６（ｂ）のインク吐出後では、インクを吐出した後に個別圧力発生室２０内に発生する残留圧力波が振動板２４を介して圧電素子３１に伝播し、残留振動電圧が電極パッド３４に誘起される。誘起された残留振動電圧変化を検知することによって、インク粘度変化によるインク吐出速度、吐出量の変化や、ノズルの詰まり状態を判別できる。
【００３９】
ここで、個別圧力発生室２０の圧力状態と圧電素子３１の電圧変化について説明する。図７は、駆動波形と残留振動波形の概略を示すグラフである。図７の駆動波形印加期間は、図６（ａ）の個別圧力発生室２０の状態に対応している。上述のように、図６（ａ）の状態になる前に、駆動波形の立ち下げ動作（図７参照）により圧電素子３１を圧縮することで振動板２４を押し上げて個別圧力発生室２０を膨張させる。なお、個別圧力発生室２０が膨張した際には、メニスカスが引き込まれるともに、圧力が下がることによりインク導入パイプ３０がヘッド内インクタンク７１からインクを取り込む。その後、図６（ａ）のように、電圧立ち上げ動作により圧電素子３１を伸長することで、振動板２４を押し下げ、個別圧力発生室２０を収縮させ、インクを吐出している。駆動波形印加後（インク吐出後）に、残留振動が発生する。
【００４０】
図７の残留振動波形発生期間は、図６（ｂ）の個別圧力発生室２０での圧力状態に対応しており、残留圧力波が振動板２４を介して、圧電素子３１に伝播することで、図７のような減衰振動波形となる。
【００４１】
このような残留振動検知技術を用いて、本実施形態について、電極パッド３４と圧電素子支持基板３２を介して、残留振動検知基板４０上の回路から構成される残留振動検出部４００において残留振動を検知する。
【００４２】
図８は、本発明の実施形態において、減衰振動波形から減衰比を算出する際の説明図である。図７の減衰振動波形に基づいて減衰比ζを算出する過程について図８を用いて説明する。減衰振動の理論式を式（１）に示す。
【００４３】
【数１】
2016175264.tif 000003
式（１）中のｘは時刻に対する減衰振動変位、ｘ０は初期変位、ζは減衰比、ω０は固有振動周波数、ωｄは減衰系の固有振動周波数、ｖ０は初期変化量、ｔは時刻を表す。
【００４４】
尚、減衰系の固有振動周波数ωｄは、式（２）で表される。
【００４５】
【数２】
2016175264.tif 000004
減衰比ζを算出する為に必要なパラメータとして、対数減衰率δがある。対数減衰率δを式（３）に示す。
【００４６】
【数３】
2016175264.tif 000005
図８に於いて、式（３）中のａｎはｎ番目の振幅値、ａｎ＋ｍはｎ＋ｍ番目の振幅値を表す。図中でＴは１周期を表し、対数減衰率δは、振幅変化の割合を対数化しｍで除することで、１周期分あたりで平均化した値を示す。尚、ｎ、ｍは自然数である。
【００４７】
減衰比ζとは、式（４）のように対数減衰率δを２πで割った値として算出される。
【００４８】
【数４】
2016175264.tif 000006
つまり、減衰比ζは、複数周期分の振幅値の減衰率を、１周期分で平均化した情報をもつ。
【００４９】
以上より、減衰比ζを算出する為には、対数減衰率δを求めれば良く、その為には、残留振動波形の振幅値のみを認識すれば良い。
【００５０】
図９は、インク粘度が変化した時の残留振動実測波形を示すグラフである。詳しくは、３種類のインク粘度を用いた場合の残留振動実測波形の推移を示す。ここでは、図１０に記載の切替手段４２により、駆動波形から残留振動波形に切替えた切替タイミングを時間軸の０点として図示している。
【００５１】
各インク粘度の大小関係は、粘度Ａ＝１とした場合、粘度Ｂ＝１．７、粘度Ｃ＝３の条件である。図９から、インク（液体）の粘度が小さいほど減衰振動の振幅が大きいと推測できる。さらに、実測波形にはノイズが重畳されていること、第一半波については、バラツキが大きく、各インク粘度の大小関係に対する振幅値の相関関係が見られないことが図９よりわかる。
【００５２】
ここで、従来例（図２２参照）では、第一半波の振幅値の大小を用いてがインク粘度変化を検出している。しかし、図９の粘度Ｂと粘度Ｃは第一半波の振幅値がほぼ同一値のため、粘度Ｂと粘度Ｃとを切り分けられない。
【００５３】
上述の問題を解消するため、本実施形態では、液体粘度を検出する手段として、高周波／低周波ノイズ成分をカットするバンドバスフィルタを採用するとともに、第一半波のバラツキを抑制できる減衰比を用いたインク粘度検出方法を適用している。制御の詳細について図１２を用いて後述する。
【００５４】
図１０は、本実施例に於けるインクジェット記録モジュール８の駆動制御に係る全体ブロック図である。図２で説明したように、液滴吐出装置であるインクジェット記録モジュール８は、駆動制御基板８０と記録ヘッド装置１００とを有する。
【００５５】
駆動制御基板８０は、制御部８１と、駆動波形生成部８２と、記憶手段８３とで主に構成される。制御部８１の駆動制御手段８４は画像データを元にタイミング制御信号と駆動波形データを生成する。駆動波形生成部８２は生成された駆動波形データをＤＡ変換し、電圧増幅、電流増幅を行う。なお、駆動制御手段８４で生成されるタイミング信号は、駆動波形生成部８２で生成される駆動パルス（波形）を選択するための信号である。記憶手段８３は減衰比と粘度（インク濃度）との相関テーブル（データ）を予め記憶する。
【００５６】
記録ヘッド装置１００は複数の圧電素子３１ａ〜３１ｘ、圧電素子３１の駆動制御に係るヘッド基板６０、圧電素子支持基板３２、及び残留振動検知基板４０を有している。上述のように圧電素子支持基板３２と圧電素子３１ａ〜３１ｘは記録ヘッド１５の構成要素となっている（図２、図３参照）。
【００５７】
ヘッド基板６０にはヘッド側制御部６１が形成され、圧電素子支持基板３２には圧電素子駆動ＩＣ３３が形成されている。残留振動検知基板４０には、切替手段４２と、フィルタ回路４３、増幅回路４４、ピークホールド回路４５を含めた波形処理回路４１と、ＡＤ変換器４６が形成されている。波形処理機能をもつ波形処理回路４１において、残留振動波形の複数周期分の振幅値の検出ができる。詳細は図１１を用いて後述する。
【００５８】
駆動制御基板８０において、制御部８１の駆動制御手段８４で生成されたタイミング制御信号等のデジタル信号は、シリアル通信で記録ヘッド１５に伝送し、ヘッド基板６０上の制御部６１によってデシリアライズされ、圧電素子駆動ＩＣ３３に入力される。
【００５９】
駆動制御基板８０において、駆動波形生成部８２によって生成された駆動波形は、駆動制御手段８４で形成されたタイミング制御信号の状態（Ｈ／Ｌ又はＯＮ／ＯＦＦ）に応じてＯＮ／ＯＦＦする圧電素子駆動ＩＣ３３がＯＮの期間に、圧電素子３１に入力される。
【００６０】
駆動制御手段８４は、圧電素子駆動ＩＣ３３に送信するタイミング制御信号に同期した切替信号を切替手段４２に送信することで、駆動波形によるインク吐出後、及び維持回復動作のときの所定時間毎及び循環動作後に印加する微駆動波形又は空吐出波形により圧電素子３１に発生する残留振動電圧を残留振動検知基板４０に取り込むタイミングも制御している。
【００６１】
ピークホールド回路４５によってホールドされた残留振動の振幅値は、ＡＤ変換器４６でデジタル値に変換後、制御部８１（減衰比算出部８５）にフィードバックされる。
【００６２】
制御部８１では、減衰比算出部８５で振幅値に基づいて減衰比を算出した後、状態判定手段８６で算出された減衰比と記憶手段８３に記憶された相関テーブル内の減衰比と比較することで、各ノズルに於けるインク粘度変化（沈降度）を検出する。そして、循環制御部８７で、検出されたインク沈降度に応じて、循環動作の設定・制御を行う。循環制御部８７は、維持回復動作のときに印加する微駆動波形又は空吐出波形のタイミングに関する情報を駆動制御手段８４へ適宜送る。
【００６３】
制御部８１は、すべての機能を一つの回路で構成してもよいが、上記夫々の機能に対応するように個々の制御手段を制御部８１の中に設けてもよい。例えば、制御部８１は、機能ごとに、減衰比算出部８５、状態判定手段８６をそれぞれ備えていてもよい。減衰比算出部８５は複数周期分の振幅値に基づいて減衰比を算出し、状態判定手段（粘度算出部）８６は算出した減衰比を減衰比データと比較して各ノズルに於けるインク粘度変化を演算する、即ち液室内の状態を判定する。
【００６４】
状態判定手段８６は、液室の状態の判定結果を、循環制御部（制御手段）８７へ出力する。循環制御部８７は、液室の状態の判定結果（インク沈降度）を基に、図１５〜図１７に記載する循環モジュール（循環手段７０、インク供給部（液体供給部７３，７８，７６）、維持回復機構９０）を制御する。
【００６５】
ここで、図１０では減衰比を演算する為の機能をもつ制御部８１（減衰比算出部８５）は駆動制御基板８０に設けていたが、これに限られず、記録ヘッド装置１００側の例えば残留振動検知基板４０に搭載されてもよい。
【００６６】
残留振動検知基板４０に搭載の機能は、一部もしくは全てを駆動制御基板８０、またはヘッド基板６０に統一してもよい。
【００６７】
尚、図１０では、複数の圧電素子３１の残留振動電圧を１組の切替手段４２、波形処理回路４１、ＡＤ変換器４６を用いて順次切り替えて検出する構成としたが、圧電素子３１の全数に対応するだけの切替手段、波形処理回路、ＡＤ変換器を使用し、全ノズルのインク粘度状態を同時に検出する構成でもよい。
【００６８】
或いは、全ての圧電素子３１をいくつかのグループに分け、グループ毎に切替手段、波形処理回路、ＡＤ変換器を使用し、グループ内で順次切り替える構成でもよい。これにより、同時にインク粘度を検出できるノズル数が増え、回路数も少なくて済むといったメリットがある。
【００６９】
図１１は、本実施例に於ける残留振動検知基板４０の回路図である。図１１の回路に於いて、インク吐出時に、各圧電素子駆動ＩＣ３３をＯＮすることで、各圧電素子３１に印加する駆動波形の印加タイミングを制御し、インクを吐出させることができる。
【００７０】
又、切替手段４２は、波形処理回路４１と圧電素子３１との接続・不接続を切り替え可能に接続されている。インク吐出後に、圧電素子駆動ＩＣ３３をＯＦＦするタイミングで、切替手段４２を検出する対象の圧電素子３１と接続するように切り替え、圧電素子３１を波形処理回路４１に接続させることで、波形処理回路４１は残留振動波形の振幅値を認識できる。
【００７１】
図１１において、切替手段４２を用いて、２つ以上の圧電素子３１を、１つの波形処理回路４１で検出している。この構成により、残留振動検出部としての回路数を削減できる。
【００７２】
図１０で示すように、波形処理回路４１はフィルタ回路４３と、増幅回路４４と、ピークホールド回路４５とを備えている。図１１では、フィルタと増幅を一緒に構成した例を示す。
【００７３】
残留振動検出部４００の回路構成の一部としての波形処理回路４１では、微小な残留振動波形を高インピーダンスのバッファ部で受けることで、残留振動検出部４００の回路が残留振動波形に与える影響を抑制している。
【００７４】
フィルタ回路４３と増幅回路４４は、一般的にサレンキ型と呼ばれるバンドパスフィルタ増幅型で構成している。フィルタ回路の特性は、記録ヘッド１５の特性で決まるメニスカス固有振動周波数を中心周波数として、ある一定の通過帯域幅をもつ。
【００７５】
また、例えば、フィルタ・増幅回路（４３・４４）は通過帯域幅の両端からそれぞれ「−３ｄＢ」となる帯域幅を、通過帯域幅の３倍程度に設定している。この通過域により、ヘッドの製造バラツキに起因する固有振動周波数のバラツキを吸収するとともに、効率良く高周波と低周波のノイズを除去できる。従って、効率的なノイズ成分の除去と、信号成分の抽出ができる。
【００７６】
増幅回路４４の増幅率は、ＡＤ変換器４６の入力可能範囲内に波形を増幅する設定としている。
【００７７】
ピークホールド回路４５は、少なくとも二つ以上（複数周波数分）の残留振動のピーク値である振幅値を検出し、その値をリセットされるまで保持する。ピークホールド回路４５の抵抗Ｒ６とコンデンサＣ３は、放電時間が残留振動周期の１／２以下になるように、値（リセット値）が制御される。
【００７８】
ピークホールド回路４５のリセットは、例えば減衰振動波形の立ち上がりがＶｒｅｆとクロスするタイミングで、制御部６１からのリセット信号が入力され、或いは、図示していない比較部によってクロスするタイミングを検出し、スイッチＳＷ１に入力しても良い。即ち、ピークホールド回路４５はリセット機能をもつリセット回路を有し、制御部６１から制御されることにより、リセット契機を自由に設定できる。このようにリセット契機を調整することで、振幅値の保持の解除タイミングを調整することができる。
【００７９】
或いは、ピークホールド回路４５は、リセット回路の他に、比較機能をもつ比較部（不図示）を有してもよい。この場合、リセット回路のリセット契機は、残留振動波形によって動作する比較部から制御される。詳しくは、図示していない比較部によって残留振動波形の立ち上がりが所定電圧Ｖｒｅｆとクロスするタイミングを検出し、ＳＷ１に入力される。この制御では、アナログ系だけでリセットできる。
【００８０】
なお、減衰振動波形の振幅値を認識できるリセットタイミングであれば、上述の限りではない。また、ピークホールド回路の構成も図１１の構成に限定されず、振幅値を認識できる機能をもった回路構成であれば、他の構成でもよい。
【００８１】
フィルタ回路と増幅回路（４３・４４）は、ハイパス特性とローパス特性をもつフィルタと非反転増幅部、もしくは反転増幅部の構成であれば、サレンキ型に限定しない。
【００８２】
ここで、抵抗Ｒ１〜Ｒ５とコンデンサＣ１〜Ｃ３の受動素子定数は、インクジェット記録ヘッド１５の特性に起因する固有振動周波数の違いに応じて、制御部８１から可変制御できる構成が望ましい。この制御により、フィルタ機能の選択的な状態検知が可能となる。
【００８３】
選択的とは例えば、製造バラツキが原因で記録ヘッド１５の個体が有する固有振動周波数にもバラツキが生じる為、周波数のバラツキを検査段階で把握することで、記録ヘッド１５毎の固有振動周波数をフィルタ回路４３の中心周波数となるよう抵抗（Ｒ１〜Ｒ５）とコンデンサ（Ｃ１、Ｃ２）の受動素子定数を制御する。或いは、記録ヘッド１５毎にフィルタ回路４３の定数を制御することが困難な場合は、制御部８１により、検査段階で把握した任意ロットのヘッドが有する固有振動周波数のバラツキが大きい場合は該ロットの記録ヘッド１５に適用されるフィルタ回路４３の通過帯域幅を広げ、バラツキが小さい場合は通過帯域幅を狭めるよう制御する。
【００８４】
このように波形処理回路４１にて、フィルタ回路４３は通過帯域幅を設定してノイズを除去し、増幅回路４４は通過した電圧波形を増幅し、ピークホールド回路４５で増幅した波形のピーク値である振幅値の複数周期分を所定時間ホールドする。この回路により認識した振幅値を用いて減衰比を算出する方法を、図１２を用いて説明する。
【００８５】
図１２は、本実施例である図１１の回路を用いた場合の振幅値を検出した波形を示すグラフである。図１２に於いて、破線は、本実施例の回路を用いた場合のフィルタ処理＋増幅後の残留振動の実験波形を表し、実線は、ピークホールド回路でホールドした各半波の振幅値の実験波形を表す。
【００８６】
減衰比ζは、前記式（３）と前記式（４）を用いて、最低２つの振幅値から算出することができ、３つ以上の振幅値から算出すればより精度が高まる。
【００８７】
例えば図１２では、上下振幅の上側（上側振幅値）の第一〜第五半波の振幅値までを検出した波形を示しており、４周期分を平均化した減衰比ζが算出できる。或いは、上下振幅の下側（下側振幅値）を検出して減衰比ζを算出することもでき、その場合の検出方法の例として、図１１の回路に於いて、増幅回路４４を反転増幅回路方式とすれば良い。このように、上側振幅値、又は下側振幅値の一方のみを検出することで、回路規模削減によるコストダウンを実現できる。
【００８８】
従来例の図２２に対して、本発明では図８、図１２に示すように、時間に影響されないピーク値である振幅値ａｎを複数検知し平均化することで減衰率を算出している。従って、基準電圧Ｖｒｅｆまでの経過時間Ｔｓと周期Ｔｃを比較する例と比べて、切替手段４２のＯＮ抵抗／ＯＮ時間にバラツキが生じたとしても、切り替えバラツキの影響を抑制して正確にインク粘度変化を検出することができる。
【００８９】
ここで、検出した２つ以上の振幅値を使用すれば減衰比ζを算出できるので、使用する振幅値は制御部８１の減衰比算出部８５で適宜選択できることが望ましい。使用する振幅値を選択することで、より精度の高い減衰比を算出できる。
【００９０】
例えば、従来例のように第一半波の振幅値がバラついた場合でも、減衰比算出部８５は切替手段４２のバラつきの影響を受けやすい第一半波の振幅値を除いて第二半波以降の振幅値までの減衰率を１周期分で平均化した減衰率を減衰比ζとして算出してもよい。詳しくは、切替手段４２により切替えた後、波形処理回路４１が残留振動波形を検出する際、切替手段４２のバラつきの影響を受けやすい第一半波の振幅値を除いた複数周期分の振幅値を基にして減衰比ζを算出する。この算出では、バラツキの大きい第一半波を除くことで、切替手段４２がもつＯＮ抵抗／ＯＮ時間のバラツキの影響をさらに抑制して、減衰比の算出精度を上げ、正確にインク粘度変化を検出することができる。
【００９１】
或いは、検出誤差が大きくなる最も小さい振幅値（最も小さい絶対値の振幅値）（本例の図１２の例では第５半波）を除いた複数周期分の振幅値を基にして減衰比ζを算出してもよい。この制御では、相対的に信号成分が小さい振幅を除くことで、減衰比の算出精度を上げることができる。或いは、第一半波と最も小さい振幅値の両方を除いて減衰比ζを算出しても良い。選択パターンは上述の限りではない。
【００９２】
図１１及び図１２に示すように、本発明では、汎用オペアンプと受動素子とスイッチのみを用いた簡易な回路構成で、残留振動波形の振幅を検知して残留振動波形の減衰比を算出し、インク粘度の微小変化を正確に検出することができる。
【００９３】
図１３は、図１２の検出結果を用いて算出した減衰比ζとインク粘度μとの相関図である。図１３から、インク粘度μが増加すると減衰比ζも大きくなることが分かる。
【００９４】
一般的に減衰比ζ＝１の状態を臨界減衰といい、図７に示す残留振動が全く無い状態となる。この時ノズルが完全に詰まった状態となる。しかし、完全に詰まる前の状態であって、インク粘度が増加し減衰比ζが１未満であって所定の値の時に、実際にはインク不吐出となるノズル詰まり状態が発生し始めている、と考えられる。
【００９５】
減衰比とノイズ詰まり状態について、ノズル径やノズル形状、インクの構成成分等に大きく依存するが、実験によると、減衰比ζが０．２以上になるとノズル詰まり状態が発生しやすいことを確認した。ノズルが詰まると、そのノズルからインクが吐出されず、ドット抜け印刷を引き起こすおそれがある。
【００９６】
そこで、検出した減衰比ζが所定の値以上であった時に、吐出口詰まり状態であると判定するようにして、何らかのノズル詰まり及びインクの沈降に対する維持回復動作（インクの循環／排出補給）を実施するようにしてもよい。
【００９７】
図１４は、インクの粘度と濃度との関係を説明する図である。インクの物性値は、粘度、密度、表面張力、体積弾性率から成るので、沈降性インクにおいて、インク内の色素、又は磁性体等が沈降すると、インク物性値である粘度が変化する。図１４を用いてインク成分（液体中の成分）の沈降とインク粘度との関係を説明する。
【００９８】
図１４の横軸はインクの濃度を示し、縦軸はインク粘度を示す。図１４のように、インク粘度は濃度に比例して高くなる傾向があるため、インク成分である顔料や磁性体が沈降すると、インク成分は溶剤系が主体となり、インク貯留部上部のインク濃度が低下する。
【００９９】
以上のように、インク成分の沈降に伴いインク粘度が低下するので、この粘度低下を減衰比から予測検知することにより、インク濃度により沈降性インクの沈降状態を検知することができる。
【０１００】
図１５は記録ヘッド１５に係わる維持回復モジュールの構成を説明する全体概略図である。本発明の実施形態において、図１５で示した、維持回復機構９０、循環手段７０及インク供給部（７３，７８，７６）を合わせて、維持回復モジュールとする。図１６は、本発明の一実施形態における、インクジェット記録モジュール８とその維持回復部の説明概略図である。図１７は、図１６のインクジェット記録モジュール及び維持回復機構の維持回復動作の説明図である。
【０１０１】
図１５において、インクサブタンク７２はアルミパウチ等で構成されたインク貯留部であり、インクメインタンク７３から補給ポンプ７８等でインク補給経路７６を介してインクが供給される。インクサブタンク７２と、記録ヘッド１５内のヘッド内インクタンク（ヘッド内貯留部）７１（図２参照）とは、チューブ等で構成されたインク供給経路７５とインク循環経路７４（２本の液体送管）で接続される。インク供給経路７５はインクサブタンク７２内のインクを記録ヘッド１５内のヘッド内インクタンク７１へ供給するチューブであり、水頭差を利用してインクを供給する。記録ヘッド１５のヘッド内インクタンク７１のインクを循環させる場合は、循環ポンプ７７により、ヘッド内インクタンク７１からインク循環経路７４を経由して、インクサブタンク７２に循環される。
【０１０２】
図１６において、インクジェット記録モジュール８は搬送部であるプラテン９及び（駆動）ローラ９ｒ１，９ｒ２に対向して配置されている。記録媒体Ｓは、矢印Ｘｍの方向に搬送される。インクジェット記録モジュール８に対して、記録媒体Ｓの搬送方向Ｘｍの下流（図１６左側）に、維持回復機構（メンテナンス手段）９０が設けられている。維持回復機構（維持回復手段）９０は、ライン型ヘッドからなるインクジェット記録モジュール８の記録ヘッド１５の維持回復（インクの沈降状態の解消動作）を行う。
【０１０３】
維持回復動作として、まず、記録ヘッド１５は印刷終了後のメニスカス部の増粘を防止するため、キャップ９２でノズル面１７を覆う処理（以下キャッピングと記載）を行う。
【０１０４】
キャッピング処理のみでも、所定時間の間、所定の程度、ノズルの乾燥を防止できる（維持動作）。また、インクの種類によっては、キャップ９２内に吸収体（図示せず）を備え、キャッピングすることにより、吸収体に保湿液を浸透させ保湿状態を長時間維持させる方法もある。
【０１０５】
詳細は図２０、図２１を用いて説明するが、本発明の実施形態においては、残留振動から算出した減衰比から、維持回復動作の種類を実行する。維持回復における動作の選択の一例を表１に示す。
【０１０６】
【表１】
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表１より、インク沈降度が閾値μＲＥＦよりも小さい場合、粘度が高くないため、キャッピング（維持動作）以外の回復動作は行わない。インク沈降度が閾値μＲＥＦ以上である場合、インク循環動作を実施し、その後に、インク補給排出動作を選択する。
【０１０７】
ここで、回復動作（インクの沈降解消動作）として、キャッピング後のインク循環動作のフローチャートを図１８に示す。
【０１０８】
まず、Ｓ１でポンプ７７によりインク循環経路７４を介してヘッド内インクタンク７１からインクサブタンク７２へインク移送する。そして、水頭差により、インクサブタンク７２からインク供給経路７５を介して、ヘッド内インクタンク７１へインクを供給する（Ｓ２）。このようにして、インクが、ヘッド内インクタンク７１とサブタンク７２との間で循環される。このような循環動作を、設定された時間が経過するまで継続的に実施する（Ｓ３）。
【０１０９】
図１６を参照して、インクジェット記録モジュール８の記録ヘッド１５は、上下に移動可能な構成である。ここで、インクジェット記録モジュール８は、上下に移動することにより、図１６に示した搬送部材であるプラテン９に近接した位置、即ち液体（インク）を吐出する印刷位置である記録位置と、図１７に示すようにプラテン９から離間させた位置である離間位置との間で移動可能である。この離間位置は、インクジェット記録モジュール８が、維持回復機構９０により維持を行う維持位置であり、次の動作まで待機する待機位置であるとともに、メンテナンスを行う回復位置である。
【０１１０】
なお、この上下移動を行うため、例えば、インクジェット記録モジュール８は、内部に設けられた位置移動手段により位置が上下に移動する。例えば、図１６では位置移動手段を矢印で示しているが、位置移動手段としてレールとローラを組み合わせた移動機構を用いてもよいし、アーム等を用いて持ち上げてもよい。
【０１１１】
搬送ユニットでは、モータにより回転される駆動ローラ９ｒ１及び９ｒ２によって、記録媒体Ｓは、支持部材であるプラテン９上において搬送される。図１６、図１７では図の簡略化のため、記録媒体Ｓはプラテン９から離間しているが、プラテン９は記録媒体Ｓと接触していると好ましい。ここで、プラテン９は、搬送中に用紙を吸着するために、吸引手段又は静電吸着手段を備えてもよい。さらに、プラテン９と駆動ローラ９ｒ１及び９ｒ２との周りを回転駆動する搬送ベルトが掛け回され、搬送ベルトによって記録媒体Ｓが搬送される構成であってよい。
【０１１２】
また、維持回復機構９０は、係合部９１とクリーニングユニット９５とを備える。係合部９１の各ヘッドは、メンテナンスが行われるときに、離間位置（図１７）にある画像形成手段としてのヘッドアレイ１４Ｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙに対向する対向領域へ往復復動するとともにヘッドアレイ１４Ｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙに選択的に係合する。
【０１１３】
係合部９１はキャップ９２、ワイパー９３、及びキャップ９２とワイパー９３とを固定する支持部材９４を有する。
【０１１４】
詳しくは、係合部９１は記録媒体搬送方向とは垂直の方向において、インクジェット記録モジュール８における各ヘッド１５部に対応するキャップ９２Ｋ，９２Ｃ，９２Ｍ，及び９２Ｙを夫々備えている。キャップ（キャップ手段）９２は、離間位置を占めたヘッドアレイヘッドアレイ１４Ｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，及び１４Ｙの各ヘッド１５に係合してヘッド１５のノズル１６を密閉しキャップする（図３参照）。
【０１１５】
クリーニングユニット９５は、メンテナンス時における係合部９１の往復動後、係合部９１がホームポジションに復帰した状態で、キャップ９２、ワイパー９３等のクリーニングを行う。クリーニングユニット９５による係合部９１のクリーニングは、その他、所定枚数の画像形成後など定期的に行っても良い。
【０１１６】
維持回復機構９０はまた、液体排出機構として、キャップ９２が離間位置にあるヘッド１５に係合した状態でヘッド１５内部のインクを吸引し、インクを記録ヘッド１５の外部に流出させるための吸引手段としての排出ポンプ９６を備えている。維持回復機構９０は、キャップ９２の底部及び排出ポンプ９６を連結しヘッド１５の外部にインクを排出するインク排出経路９７（図１５参照）をさらに液体排出機構として備えており、排出経路に接続され記録ヘッド１５の外部に流出した液体（インク）を夫々貯める廃液タンク９８も備えている。
【０１１７】
また、維持回復機構９０は、係合部９１を移動させる移動手段（図１７の一点鎖線部参照）を備えている。係合部９１の移動手段として、係合部９１を、ヘッド１５まで、往復動させる往復移動手段と、往復移動手段を支持し係合部９１と一体でキャップ９２を上下に駆動する上下移動手段とを有している。
【０１１８】
このような構成を用いて維持回復動作（インク沈降解消動作）を行うときには、図１７に示すように、インクジェット記録モジュール８が上方向に移動して離間位置となり、維持回復機構９０の係合部９１は離間位置にある各ヘッド１５の真下まで水平移動して停止し、上方向に移動して係合する。
【０１１９】
維持回復動作として、まず、記録ヘッド１５は印刷終了後のメニスカス部の増粘を防止するため、キャップ９２でノズル面１７を覆う処理（以下キャッピングと記載）を行っている。
【０１２０】
上述のようにフローＳ１〜Ｓ３の循環動作を行うことで、ヘッドインクタンク７１内のインク色素の沈降は解消したが、個別圧力発生室２０（個別液室）内に残留しているインクは、記録ヘッド１５の構成により循環が困難な場合がある。従って、個別圧力発生室２０内に残留しているインクを排出する動作を行う。
【０１２１】
ここで、インク排出補給動作のフローチャートを図１９に示す。図１５及び図１７を参照して、まず、維持回復機構９０において、キャップ９２の中のインクを排出ポンプ９６により、廃液タンク９８へ移送することにより、キャップ９２内を負圧にする（Ｓ１１）。
これにより、キャップ９２を通して排出ポンプ９６によってヘッド１５内のインク（増粘したインク）をノズル１６から吸引し、インクがヘッド１５から排出される（Ｓ１２）。排出されたインクはインク排出経路９７を通り、廃液タンク９８へ貯蔵される。
【０１２２】
この排出動作の直後、又は排出動作と同時に、ポンプ７８により、インクメインタンク７３からインクサブタンク７２へインクを供給する（Ｓ１３）。そして、水頭差により、インクサブタンク７２からヘッド内インクタンク７１へインクを供給する（Ｓ１４）。このような循環動作を設定された時間が経過するまで継続的に実施する（Ｓ１５）。
【０１２３】
なお、インクの排出方法は図１９で説明した方法に限られず、専用駆動波形を印加してインクを吐出する方法がある。例えば、インク排出補給動作において、記録ヘッド１５は、キャップ９２が係合した状態でインクを吐出するいわゆる空吐出を行い、キャップ９２は、この空吐出によりヘッド１５から吐出されたインクを受ける空吐受けとして機能してもよい。
【０１２４】
ワイパー９３は、このようなキャップ９２を負圧にすることによって、又はインク空吐出によって、離間位置にあるヘッド１５から流出したインクを拭って記録ヘッド１５をクリーニング（ワイピング）する。
【０１２５】
そして、いずれかの回復動作（インク沈降解消動作）が終了し、次の印刷動作へ移行する際には、係合部９１がホームポジションに戻った後、再びインクジェット記録モジュール８も元の下方へ移動し、搬送ユニットにおけるプラテン９上の印字位置に戻り、印字可能な状態（図１６の状態）となる。
【０１２６】
図２０は、インクの沈降の検知、判定し解消（回復）させる処理の一例を示すフローチャートである。ここで、本発明の一実施形態である、インク色素の沈降状態を判定して維持・回復動作を実行する処理のフローチャートを以下に説明する。図２０の処理の制御は、循環制御部８７が、液室の状態の判定結果（インク沈降度）を基に、循環モジュール（循環手段７０、インク供給部（７３，７８，７６）、維持回復機構９０）を制御することによって実施される。
【０１２７】
１つの印刷動作が終了し、記録ヘッド１５によるインク吐出が終了後、すぐに、維持回復機構９０がホーム位置からメンテナンス位置へ移動し、ノズル１６の乾燥を防止するためノズル面１７をキャッピングする（ステップＳ１０２）。
【０１２８】
このキャッピング状態は図示しない上位制御装置から印刷準備命令を受信するまで継続するため、ステップＳ１０３にて、キャッピング状態を継続するか否かの判定を行い、印刷が再開される場合は（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、印刷準備処理として、キャップ９２が記録ヘッド１５（ヘッドアレイ１４）から離間し、維持回復機構がホーム位置へ移動して、次の印刷へ待機する（Ｓ１１７）。
【０１２９】
印刷準備が再開されない場合は（ステップＳ１０３でＮｏ）、キャッピング状態を継続する。
【０１３０】
次に、キャッピングをした状態で、各記録ヘッド１５の全ノズル１６に対して、液滴が吐出しない程度（以下、微駆動と記載する）の駆動波形信号（微駆動波形）を印加する（ステップＳ１０４）。微駆動波形は、液滴を吐出しないのでインク消費と非印刷時の消費電力を抑えられる。このように全ノズルに対して駆動波形を印加すると、後の残留波形の検知で、全ノズル１６に対して、個別圧力発生室２０の状態を広範囲に確認できる。
【０１３１】
あるいは、微駆動の印加は任意のノズルに対して実施してもよく、任意のノズル１６に対して印加すると、後の、残留振動の検知も任意のノズルの検知になるため、検知時間を短縮できる。よって、要望に応じて、検知の設定を変更するとよい。
【０１３２】
なお、本実施例では、Ｓ１０４で微駆動波形を印加して残留振動を検知する例を記載したが、液滴を吐出する波形で残留振動を検知し、キャップ９２内に堆積したインクを排出しても良い（空吐出を行ってもよい）。
【０１３３】
あるいは、画像形成終了直後において、残留振動を検出するために微駆動の印加を実施せず、印刷時に用いた最後の駆動波形を残留振動の検出に用いてもよい。
【０１３４】
図２１に、本発明におけるインク沈降状態の判定及び維持回復動作（インク沈降解消動作）の別の例の全体フローチャートを示す。図２０との違いは、Ｓ１０４において微駆動波形（又は空吐出波形）を印加せず、画像形成で用いた最後の波形を、残留振動の検出に用いる点が異なる。それ以外は同様であるため、説明は割愛する。
【０１３５】
そして、微駆動波形を印加したときの残留振動を検知（検出）する（ステップＳ１０５）。なお、Ｓ１０２でキャッピングした後に残留振動を検知するので、ノズル１６をキャップ９２でキャップしている最中に、残留振動検出部４００は前記残留振動を検知することになる。よって、循環の回復期間中もキャップによりノズル部の増粘が防止できる（維持動作をする）ので、沈降状態の判定が正確にできる。
【０１３６】
ここで、残留振動を検知する圧電素子は、液滴の吐出を行う圧電素子でもよいが、これに限定されるものではなく、支柱等を目的として隣接された圧電素子や振動検知センサから得られる残留振動でも良い。別の圧電素子で検知することで、吐出に影響を与えることなく、残留振動の検知を行うことができる。
【０１３７】
次に、ステップＳ１０５で検知した残留振動電圧から、減衰比ζを算出する（ステップＳ１０６）。なお、減衰比の算出は複数回、算出しても良い。
【０１３８】
次に、上述の表１のような相関テーブルを参照して、算出した減衰比ζから、インクの沈降度（インク粘度）を算出して（Ｓ１０７）、どの維持回復動作を実行するか決定する（Ｓ１０８）。
【０１３９】
詳しくは、各記録ヘッド１５には数百個のノズルが実装されているので、全ノズル数または複数のグループ毎に減衰比ζの平均値を算出し、その値と予め準備したルックアップテーブル（表１）と比較し、インクの維持回復動作の実行の有無及びその実行時間を決定する。このように複数のノズルで算出した減衰比から平均化することでノイズ等の異常値を除くことが可能となる。
【０１４０】
ここで、上述の表１のように、インク沈降度μＢが閾値μＲＥＦ以上である場合は、表２を参照して、循環時間及び補給排出時間の設定時間を決定する（Ｓ１０９）。
【０１４１】
【表２】
2016175264.tif 000008
表２からわかるように、減衰率ζが大きく、インク粘度が高いほど、インクの沈降が進み、ノズルから吐出しづらくなるため、インク循環時間及びインク排出補給動作を比較的長い時間実施する。
【０１４２】
他の実施例としては、全ノズル数またはグループの中から減衰比ζの最大値を算出し、その値と予め準備したルックアップテーブルと比較しても良い。また、インク循環の実行時間を細分化しない場合は、所定の閾値を超えたか否かでインク循環時間を決定しても良い。また、平均値の代わりに実効値相当の値を使用しても良い。
【０１４３】
このように、インクの循環動作及びインク排出補給動作の実行条件は、検出した減衰比（複数の減衰比の平均値、最大値、又は実行値であってもよい）と、予め作成したテーブルデータとを、比較して決定することができるので、回復動作（インク沈降解消動作）の条件の細分化を容易な方法で決定できる。
【０１４４】
また、ヘッドアレイ１４Ｙから１４Ｋにおいて、各ヘッド夫々において、減衰比の算出を行い、テーブルでインク沈降度を参照している。よって、必要なヘッドにのみ、インクの循環及び排出補給を行う任意のヘッドを選択する（Ｓ１０９）。
【０１４５】
ここで、循環動作及び排出補給動作は、記録ヘッド１５毎に回復動作の実行条件を変更してもよいし、記録ヘッド郡（例えば、各色のヘッドアレイ１４Ｋ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙ（図３の横方向）の群又は図３の縦方向の群）毎にインク沈降解消動作の実行条件を変更してもよい。この条件の設定により、ヘッド毎、あるいはヘッド群毎に最適なインク沈降解消動作を行うことでランニングコストの抑制ができる。
【０１４６】
ここで、インク循環動作及び補給排出動作を実施する記録ヘッドまたは記録ヘッド群の選択と、夫々の補給排出実施時間を循環制御部において、タイマ−等に設定する（ステップＳ１０９）。
【０１４７】
そして、図１８で詳述したように、インクサブタンク７２とヘッド内インクタンク７１との間のインクを循環させる循環動作（液体循環動作）を行う（ステップＳ１１０）。この動作により、インク色素（液体中の成分）の沈降状態を解消させることが出来る。
【０１４８】
インク循環動作の後、図１９で詳述したインクの排出補給動作（液体排出補給動作）を実行する（Ｓ１１１）。
【０１４９】
インクの循環動作、排出補給動作の後、再び微駆動波形（又は空吐出波形）を印加して、残留振動を検知する（Ｓ１１２）。このときの微駆動波形の印加及び残留振動の検知は、全てのノズル任意のノズルに対して実施してもよく、Ｓ１０４で印加したノズルと同じであるか、Ｓ１０４で印加したノズルの中から選択して印加してもよい。
【０１５０】
そして、検知した残留振動により、減衰比を算出する（Ｓ１１３）。相関テーブルを参照し、算出した減衰比を基に、インク粘度及びインク濃度を算出することで、インク沈降度を判定する（Ｓ１１４）。即ち、このように再び残留振動を検知することで、個別圧力発生室２０におけるインクのインク色素等の沈降状態が解消したかどうかを確認する。
【０１５１】
そして、インク沈降度から循環動作が必要かどうか判定する（Ｓ１１５）。未だにインク色素の沈殿が認められ、再度の循環が必要な場合は、再度Ｓ１０９へ戻り、ヘッドの選択、循環時間の設定を行って、循環動作、インク排出補給動作を実行する。
【０１５２】
Ｓ１１５でインク色素の沈降が認められず、再度の循環が不要な場合は、前回の微駆動波形から所定期間（例えば数分間隔で）経過後（Ｓ１１４、Ｓ２１５）、に再び、微駆動波形を印加する工程へ戻る（Ｓ１０４、Ｓ２１６）。ここで、本実施例では、残留振動を検知する周期は例として、数分間隔としたが、これに限定されるものではなく、インク特性の変化に対して十分早い周期で検知するのが望ましい。
【０１５３】
このように、本発明の実施形態において、残留振動を検知することで、多様な沈降性インクにおけるインク色素の沈降状態を正確に判定することができる。
【０１５４】
また、本発明において、表１、表２に示すように、残留振動を検知することで算出する沈降度によって、インクの循環・インク排出補給の有無及びその動作時間を調整して設定できるので、維持・回復動作（キャピング・インク沈降解消動作）時に消費する電力量とインク消費量（ランニングコスト）を抑えることができる。
【０１５５】
さらに、本発明において、沈降性インクにおいて粘度が変化しても、適切な維持回復動作を実施するので、吐出特性の低下による印字不良や、濃度が一定にならない画質低下を防止することができる。
【０１５６】
以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【０１５７】
１  インクジェット記録装置
Ｘ  インクジェット記録装置本体
８  インクジェット記録モジュール（液滴吐出装置）
１５  記録ヘッド（インクジェット記録ヘッド部、液滴吐出ヘッド）
１６  ノズル（印字ノズル、吐出口）
２０  個別圧力発生室（個別液室）
３１  圧電素子
３２  圧電素子支持基板
３３  圧電素子駆動ＩＣ（ヘッド駆動ＩＣ）
３４  電極パッド
４０  残留振動検知基板
４１  波形処理回路
４２  切替手段
４３  フィルタ回路
４４  増幅回路
４５  ピークホールド回路
４６  ＡＤ変換器
５０  接続部
６０  ヘッド基板
７０  循環手段（循環システム）
７１  ヘッド内インクタンク（ヘッド内貯留部）
７２  インクサブタンク（インク貯留部）
７３  インクメインタンク（液体供給部）
７４  インク循環経路（液体送管）
７５  インク供給経路（液体送管）
７６  インク補給経路（液体供給部）
７７  補給ポンプ
７８  循環ポンプ（液体供給部）
８０  駆動制御基板
８１  制御部
８２  駆動波形生成部
８３  記憶手段
８４  駆動制御手段
８５  減衰比算出部
８６  状態判定手段（粘度算出部）
８７  循環制御部（制御手段）
９０  維持回復機構（維持回復手段）
９１  係合部
９２  キャップ（キャップ手段）
９６  排出ポンプ（液体排出機構）
９７  インク排出経路（液体排出機構）
９８  廃液タンク
１００  インクジェット記録ヘッド装置
２００  駆動制御部
３００  液体粘度検出部
４００  残留振動検出部
Ｓ  記録媒体
Ｘｍ  搬送方向
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５８】
【特許文献１】特開２０１１−１８９６５５号公報
【特許文献２】特開２００９−２７４３６０号公報
【図１】
2016175264.tif 000009
【図２】
2016175264.tif 000010
【図３】
2016175264.tif 000011
【図４】
2016175264.tif 000012
【図５】
2016175264.tif 000013
【図６】
2016175264.tif 000014
【図７】
2016175264.tif 000015
【図８】
2016175264.tif 000016
【図９】
2016175264.tif 000017
【図１０】
2016175264.tif 000018
【図１１】
2016175264.tif 000019
【図１２】
2016175264.tif 000020
【図１３】
2016175264.tif 000021
【図１４】
2016175264.tif 000022
【図１５】
2016175264.tif 000023
【図１６】
2016175264.tif 000024
【図１７】
2016175264.tif 000025
【図１８】
2016175264.tif 000026
【図１９】
2016175264.tif 000027
【図２０】
2016175264.tif 000028
【図２１】
2016175264.tif 000029
【図２２】
2016175264.tif 000030