(57)【要約】【課題】空吐出動作に伴う吐出不良の発生を低減しつつ確実に増粘液体を排出することを目的とする。【解決手段】圧力発生手段に対し、第１空吐出工程（１）では駆動電圧Ｖ３の空吐出波形Ｐｂ１を与え、第２空吐出工程（２）では駆動電圧Ｖ３の空吐出波形Ｐｂ２を与え、第３空吐出工程（３）では駆動電圧Ｖ４の空吐出波形Ｐｂ３を与え、第４空吐出工程（４）では駆動電圧Ｖ５の空吐出波形Ｐｂ４を与え、第５空吐出工程（５）では駆動電圧Ｖ１の空吐出波形Ｐｂ２を与えて、第１空吐出工程（１）でメニスカスに与えるエネルギーが最も大きく、第１空吐出工程に続く第２空吐出工程以降の第２空吐出工程（２）ないし第５空吐出工程（５）では、空吐出工程毎に、メニスカスに与えるエネルギーを漸次小さくしている。【選択図】図１１
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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、前記ノズルが通じる個別液室と、前記個別液室内の液体を加圧する圧力を発生する圧力発生手段と、を有する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッド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制御する空吐出制御手段と、を備え、
前記空吐出制御手段は、空吐出動作では、前記空吐出滴を吐出させる１又は複数の空吐出パルスで構成される空吐出波形を前記圧力発生手段に与える複数の空吐出工程を行い、
前記複数の空吐出工程のうち、
最初の空吐出工程でメニスカスに与えられるエネルギーが最も大きく、
２番目以降の空吐出工程では、空吐出工程毎に、前記メニスカスに与えられるエネルギーが漸次小さくなる
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の空吐出工程では、各空吐出工程毎に異なる空吐出波形を与え、
前記異なる空吐出波形は、前記空吐出パルスの駆動電位差、前記空吐出パルスの駆動電圧の変化の傾き、前記空吐出パルスの数、及び、前記空吐出パルスが前記個別液室を膨張させて所定の保持時間経過後に収縮させるパルスであるときの前記保持時間、の少なくともいずれかが異なっている
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記複数の空吐出工程を１回又は複数回行う
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記複数の空吐出工程は、空吐出工程内で与える前記空吐出波形の数を設定可能である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
予め定めた環境温度毎に、前記複数の空吐出工程の工程数が設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項６】
予め定めた前記液体吐出ヘッドが駆動されていない放置時間毎に、前記複数の空吐出工程の工程数が設定される
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記空吐出動作では、前記液滴を吐出させないで前記個別液室内の液体を揺れ動かす揺動パルスを前記圧力発生手段に与える揺動工程を行い、
前記揺動工程を行った後前記最初の空吐出工程を行う
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
液滴を吐出する複数のノズルと、前記ノズルが通じる個別液室と、前記個別液室内の液体を加圧する圧力を発生する圧力発生手段と、を有する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッド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制御する空吐出制御手段と、を備え、
前記空吐出制御手段は、前記空吐出動作を行うとき、前記空吐出滴を吐出させる複数の空吐出パルスを前記圧力発生手段に与え、
前記複数の空吐出パルスのうち、空吐出動作を開始したときに与える初期の１又は２以上の前記空吐出パルスが、以後に与えられる後行の前記空吐出パルスよりも滴吐出速度が速い空吐出滴を吐出させるパルスであり、
前記後行の前記空吐出パルスには、１又は２以上の空吐出パルス毎に、滴吐出速度が漸次遅くなる空吐出滴を吐出させるパルスを含む
ことを特徴とする画像形成装置。
【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する。
【背景技術】
【０００２】
液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）を使用する画像形成装置においては、画像品質を維持するために画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作（予備吐出などとも称される）を行うようにしている。
【０００３】
従来の画像形成装置として、空吐出初期の強い振動を与え続けると、メニスカスの破壊（ノズル内への気泡の巻き込みとノズル面からのインクの溢れ）が生じることから、ノズル近傍の固く増粘したインクを排出した後、空吐出パルスの駆動電圧を下げ、あるいは、パルス間隔を共振周期からずらすなどして、空吐出滴速度を落とすようにすることが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１５１５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように空吐出によって増粘液体が排出された後も同じ空吐出エネルギーを与え続けると、過剰なエネルギーが与えられて、却ってノズルダウン（吐出不能）を生じることになるとい課題がある。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、空吐出動作に伴う吐出不良の発生を低減しつつ確実に増粘液体を排出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、前記ノズルが通じる個別液室と、前記個別液室内の液体を加圧する圧力を発生する圧力発生手段と、を有する液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッド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制御する空吐出制御手段と、を備え、
前記空吐出制御手段は、空吐出動作では、前記空吐出滴を吐出させる１又は複数の空吐出パルスで構成される空吐出波形を前記圧力発生手段に与える複数の空吐出工程を行い、
前記複数の空吐出工程のうち、
最初の空吐出工程でメニスカスに与えられるエネルギーが最も大きく、
２番目以降の空吐出工程では、空吐出工程毎に、前記メニスカスに与えられるエネルギーが漸次小さくなる
構成とした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、空吐出動作に伴う吐出不良の発生を低減しつつ確実に増粘液体を排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例の要部平面説明図である。
【図２】液体吐出ヘッドの一例のノズル配列方向と直交する方向に沿う要部断面説明図である。
【図３】同じくノズル配列方向に沿う要部断面説明図である。
【図４】図２の要部平面説明図である。
【図５】同画像形成装置の制御部の概要の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のブロック説明図である。
【図７】本発明の第１実施形態における空吐出動作の説明に供するフロー図である。
【図８】流路内の液体粘度を等粘度線で示す断面説明図である。
【図９】空吐出滴の吐出回数（駆動回数）とメニスカス部の液体粘度の関係の説明に供する説明図である。
【図１０】空吐出工程で使用する空吐出波形の説明図である。
【図１１】図１０の空吐出波形を使用して増粘していない液体を吐出させたときの異なる駆動電圧に対する滴吐出速度特性を示す説明図である。
【図１２】次に、各空吐出工程における駆動回数（吐出滴数）の説明に供する説明図である。
【図１３】比較例における空吐出動作の説明に供するフロー図である。
【図１４】本発明の第２実施形態における各空吐出工程で使用する空吐出波形の説明図である。
【図１５】図１４の各空吐出波形を使用して増粘していない液体を吐出させたときの異なる駆動電圧に対する滴吐出速度特性を示す説明図である。
【図１６】各空吐出工程における駆動回数（吐出滴数）の説明に供する説明図である。
【図１７】環境温度及び放置時間に対する空吐出工程回数の設定の説明に供する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。本発明に係る画像形成装置の一例について図１を参照して説明する。図１は同画像形成装置の要部平面説明図である。
【００１１】
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、図示しない左右の側板に横架した主ガイド部材１及び図示しない従ガイド部材でキャリッジ３を移動可能に保持している。そして、主走査モータ５によって、駆動プーリ６と従動プーリ７間に架け渡したタイミングベルト８を介して主走査方向（キャリッジ移動方向）に往復移動する。
【００１２】
このキャリッジ３には、液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド４を搭載している。記録ヘッド４は、例えば、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４列のノズル列４ｎを有している。また、記録ヘッド４は、複数のノズルからなるノズル列４ｎを主走査方向と直交する副走査方向に配置し、滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００１３】
一方、用紙１０を搬送するために、用紙を静電吸着して記録ヘッド４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１２を備えている。この搬送ベルト１２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１３とテンションローラ１４との間に掛け渡されている。
【００１４】
そして、搬送ベルト１２は、副走査モータ１６によってタイミングベルト１７及びタイミングプーリ１８を介して搬送ローラ１３が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。この搬送ベルト１２は、周回移動しながら図示しない帯電ローラによって帯電（電荷付与）される。なお、搬送ベルトを使用しないローラ搬送方式とすることもできる。
【００１５】
さらに、キャリッジ３の主走査方向の一方側には搬送ベルト１２の側方に記録ヘッド４の維持回復を行う維持回復機構２０が配置されている。
【００１６】
維持回復機構２０は、例えば記録ヘッド４のノズル面（ノズルが形成された面）をキャッピングするキャップ２１、ノズル面を払拭するワイパ２２などで構成されている。
【００１７】
また、キャリッジ３の主走査方向に沿って両側板間に、所定のパターンを形成したエンコーダスケール２３を張装し、キャリッジ３にはエンコーダスケール２３のパターンを読取る透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ２４を設けている。これらのエンコーダスケール２３とエンコーダセンサ２４によってキャリッジ３の移動を検知するリニアエンコーダ（主走査エンコーダ）を構成している。
【００１８】
また、搬送ローラ１３の軸にはコードホイール２５を取り付け、このコードホイール２５に形成したパターンを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ２６を設けている。これらのコードホイール２５とエンコーダセンサ２６によって搬送ベルト１２の移動量及び移動位置を検出するロータリエンコーダ（副走査エンコーダ）を構成している。
【００１９】
このように構成したこの画像形成装置においては、図示しない給紙トレイから用紙１０が帯電された搬送ベルト１２上に給紙されて吸着され、搬送ベルト１２の周回移動によって用紙１０が副走査方向に搬送される。
【００２０】
そこで、キャリッジ３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド４を駆動することにより、停止している用紙１０にインク滴を吐出して１行分を記録する。そして、用紙１０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１０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１０を図示しない排紙トレイに排紙する。
【００２１】
次に、記録ヘッドを構成する液体吐出ヘッドの一例について図２ないし図４を参照して説明する。図２は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う要部断面説明図、図３は同じくノズル配列方向に沿う要部断面説明図、図４は図２の要部平面説明図である。
【００２２】
この液体吐出ヘッドは、ノズル板１０１と、流路板１０２と、振動板１０３と、圧力発生手段である圧電素子１１１と、保護基板１５０と、共通液室部材を兼ねる図示しないフレーム部材とを備えている。なお、本実施形態では、流路板１０２、振動板１０３及び圧電素子１１１で構成される部分を「アクチュエータ基板１２０」とする。ただし、アクチュエータ基板１２０として独立の部材が形成された後にノズル板１０１や保持基板１５０、フレーム部材と接合されることまで意味するものではない。
【００２３】
ノズル板１０１には、液滴を吐出する複数のノズル１０４が形成されている。ここでは、ノズル１０４を配列したノズル列４ｎを４列配置した構成としている。
【００２４】
流路板１０２は、ノズル板１０１及び振動板１０３とともに、ノズル１０４が通じる個別液室１０６、個別液室１０６に通じる流体抵抗部１０７、流体抵抗部１０７が通じる液導入部（通路）１０８を形成している。これらの個別液室１０６、流体抵抗部１０７及び液導入部１０８を併せて個別流路１０５とする。なお、個別液室は圧力室、液室、圧力発生室などとも称される。
【００２５】
この液導入部１０８は振動板１０３に形成されたフィルタ部１０９を通じて保護基板１５０及び図示しないフレーム部材で形成される共通液室１１０に通じている。
【００２６】
振動板１０３は、個別液室１０６の壁面の一部をなす変形可能な振動領域１３０を形成している。そして、この振動板１０３の振動領域１３０の個別液室１０６と反対側の面には、振動領域１３０と一体的に圧電素子１１１が設けられ、振動領域１３０と圧電素子１１１によって圧電アクチュエータ構成している。
【００２７】
圧電素子１１１は、振動板１０３側から下部電極１１３、圧電層（圧電膜）１１２及び上部電極１１４を順次積層形成して構成している。この圧電素子１１１上には層間絶縁膜１２１が形成されている。
【００２８】
圧電素子１１１の下部電極１１３は共通配線１１５を介して引き出されてバイパス配線１１７に接続されている。上部電極１１４は個別配線１１６を介して引き出されて接続パッド１１８に接続され、後述するヘッドドライバ（ドライバＩＣ）５０９に接続される。
【００２９】
そして、アクチュエータ基板１２０上には、パッシベーション層１２２を介して圧電素子１１１を収容する凹部（振動室）１５１及び配線用空間１５２を形成する保護基板１５０を設けている。
【００３０】
保護基板１５０は、上述したように共通液室の一部も形成している。この保護基板１５０は、接着剤によってアクチュエータ基板１２０の振動板１０３側に接合されている。
【００３１】
このように構成したこの液体吐出ヘッドにおいては、圧電素子１１１の上部電極１１４と下部電極１１３の間に電圧を与えることで、圧電層１１２が電極積層方向、すなわち電界方向に伸張し、振動領域１３０と平行な方向に収縮する。
【００３２】
このとき、下部電極１１３側は振動領域１３０で拘束されているため、振動領域１３０の下部電極１１３側に引っ張り応力が発生し、振動領域１３０が個別液室１０６側に撓み、内部の液体を加圧することで、ノズル１０４から液滴が吐出される。
【００３３】
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。図５は同制御部のブロック説明図である。
【００３４】
この制御部５００は、装置全体の制御を司るＣＰＵ５０１、ＣＰＵ５０１が実行するプログラムを含む各種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を備えている。
【００３５】
また、制御部５００は、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を備えている。
【００３６】
また、制御部５００は、記録ヘッド４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、記録ヘッド４を駆動するための記録ヘッド４に搭載されているヘッドドライバ（ドライバＩＣ）５０９を備えている。
【００３７】
また、制御部５００は、キャリッジ３を移動走査する主走査モータ５、搬送ベルト１２を周回移動させる副走査モータ１６、維持回復機構２０のキャップ２１やワイパ部材２２の移動、図示しない吸引手段の駆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を備えている。
【００３８】
また、制御部５００は、帯電ローラ２６にＡＣバイアスを供給するＡＣバイアス供給部５１１と、送液ポンプ２４１を駆動する供給系駆動部５１２などを備えている。
【００３９】
また、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。
【００４０】
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、画像読み取り装置、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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
また、印刷制御部５０８は、ＲＯＭ５０２に格納されている駆動波形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む。そして、印刷制御部５０８は、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波形を生成してヘッドドライバ５０９に対して出力する。
【００４４】
ヘッドドライバ５０９は、シリアルに入力される記録ヘッド４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駆動パルスを選択して記録ヘッド４の圧力発生手段としての圧電素子１１１に対して与える。これにより、記録ヘッド４を駆動する。
【００４５】
このとき、駆動波形を構成する１又は２以上の駆動パルスの全部又は一部（駆動パルスを形成する波形用要素の一部）を選択する。これにより、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。
【００４６】
Ｉ／Ｏ部５１３は、様々のセンサ情報を処理することができ、装置に装着されている各種のセンサ群５１５及び環境温度を検出する温度センサ（温度検出手段）５１６からの情報を取得する。そして、画像形成装置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の制御などに使用する。
【００４７】
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、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る。
【００４８】
また、制御部５００は、本発明における画像形成に寄与しない液滴（空吐出滴）を吐出させる空吐出動作を制御する空吐出制御手段を構成し、ＲＯＭ５０２に格納されたプログラムに従ってＣＰＵ５０１が空吐出動作を制御する処理を行う。
【００４９】
次に、ヘッド駆動制御手段を構成している印刷制御部５０８及びヘッドドライバ５０９の一例について図６のブロック説明図を参照して説明する。
【００５０】
印刷制御部５０８は、駆動波形生成部７０１と、データ転送部７０２と、空吐出駆動波形生成部７０３とを備えている。
【００５１】
駆動波形生成部７０１は、画像形成時に１印刷周期（１駆動周期）内に複数の駆動パルスで構成される共通駆動波形（共通駆動信号）Ｖｃｏｍを生成して出力する。
【００５２】
データ転送部７０２は、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）、滴制御信号である選択信号０〜３を出力する。
【００５３】
なお、選択信号０〜３は、ヘッドドライバ５０９の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ビットの信号である。そして、選択信号１〜４は、後述する最終吐出パルスと残留振動抑制波形との間で切り替わり、選択時にはＬレベル（「０」）に状態遷移し、非選択時にはＨレベル（「１」）に状態遷移する。
【００５４】
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を備えている。また、ヘッドドライバ５０９は、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、階調データと滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３をデコードして結果を出力するデコーダ７１３とを備えている。
【００５５】
また、ヘッドドライバ５０９は、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７１５を備えている。
【００５６】
このアナログスイッチ７１５は、各圧電部材１１２の選択電極（個別電極）に接続され、駆動波形生成部７０１からの共通駆動信号Ｖｃｏｍ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）と選択信号１〜４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。これにより、共通駆動信号Ｖｃｏｍを構成する所要の駆動パルス（あるいは波形要素）が通過して（選択されて）圧電部材１１２に与えられる。
【００５７】
空吐出駆動波形生成部７０３は、画像形成に寄与しない空液滴を吐出させる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７１５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７１５に入力される。
【００５８】
なお、駆動パルスとは共通駆動波形（共通駆動信号）を構成する要素としてのパルスを示す用語として使用する。吐出パルスとは圧力発生手段に印加されることで液滴を吐出させる駆動パルスを示す用語として使用する（ただし、空吐出滴を吐出させる吐出パルスを区別するときには空吐出パルスという。）。また、非吐出パルス（微駆動パルス、揺動パルス）とは圧力発生手段に印加されるが、滴を吐出させないで、ノズルメニスカスを揺れ動かす程度の駆動を行うパルスを示す用語として使用する。また、以下で説明するパルスは一例であって、これに限るものではない。
【００５９】
次に、本発明の第１実施形態における空吐出動作について図７のフロー図を参照して説明する。
【００６０】
空吐出動作を開始したときには、記録ヘッド４のノズル面をキャッピングしているキャップ２１を離間させるデキャップ動作を行う。
【００６１】
その後、１又は複数の揺動パルスＰａを与える揺動工程を行って、個別液室１０６内の液体を流動させてメニスカスを揺れ動かす。
【００６２】
次いで、ｉ＝１，ｎ、１（ｎ≧２）（ｉ＝自然数、ｎ＝設定工程数）とし、空吐出工程（ｉ）の設定波形をｍ［ｉ］回駆動する（ｍ［ｉ］＝工程毎の設定駆動回数）。
【００６３】
設定工程数ｎは、予め設定した空吐出工程の数であり、例えばｎ＝５に設定すると、第１空吐出工程から第５空吐出工程まで、５つの空吐出工程を行うという意味である。吐出工程（ｉ）の設定波形とは、当該空吐出工程（ｉ）で使用する予め定めた１又は複数の空吐出滴を吐出させる空吐出パルスで構成される空吐出波形である。
【００６４】
ここで、空吐出滴を吐出させる空吐出波形を圧力発生手段に与える複数（ｎ＝設定工程数）の空吐出工程を行い、複数の空吐出工程において、揺動工程の直後の第１空吐出工程（ｉ＝１）でノズルのメニスカスに与えられるエネルギーが最も大きく、第１空吐出工程に続く第２空吐出工程以降（ｉ＞２）では、空吐出工程毎に、ノズルのメニスカスに与えるエネルギーが漸次小さくなる空吐出波形を与える。
【００６５】
以下、具体的に説明する。
【００６６】
まず、流路内の液体粘度について図８を参照して説明する。図８は同説明に供する流体内の液体粘度を等粘度線で示す断面説明図である。
【００６７】
記録ヘッド４のノズル１０４から個別液室１０６における液体の粘度は、図８の等粘度線で示すように、液体が大気と接触するノズル１０４のメニスカスから増粘が発生していくので、メニスカス部が最も粘度が高く、個別液室１０６内部に向かうに従って本来の粘度へと変化する。
【００６８】
次に、空吐出滴の吐出回数（駆動回数）とメニスカス部の液体粘度の関係について図９を参照して説明する。図９は同説明に供する説明図である。
【００６９】
空吐出波形を与えて空吐出滴を吐出させることで、メニスカス部の増粘した液体が空吐出滴として排出させる。このとき、メニスカス部の液体粘度は、空吐出滴の吐出回数（圧力発生手段の駆動回数）が増加するに従って急激に本来の粘度へと変化する。
【００７０】
次に、本実施形態における空吐出工程で圧力発生手段に与える空吐出波形について図１０を参照して説明する。図１０は各空吐出工程で使用する空吐出波形の説明図である。
【００７１】
ここでは、４種類の空吐出波形Ｐｂ１〜Ｐｂ４を使用している。
【００７２】
空吐出波形Ｐｂ１は、空吐出滴を吐出させるパルス（空吐出パルス）Ｐ１、Ｐ２が時系列で生成出力される。
【００７３】
空吐出パルスＰ１、Ｐ２は同じ波形要素を有するパルスであり、個別液室１０６を膨張させる膨張波形要素ａと、膨張状態を保持する保持波形要素（待機波形要素）ｂと、個別液室１０６を膨張状態から収縮させる収縮波形要素ｃとを有している。
【００７４】
待機波形要素ｂの時間を待機時間（パルス幅）Ｐｗとし、膨張波形要素ａの立下り時間をＴｆ１、収縮波形要素ｃの立上り時間をＴｒ１、２つの空吐出パルスＰ１とＰ２の間隔をパルス間隔Ｔａとする。
【００７５】
具体的には、空吐出パルスＰ１、Ｐ２は、いずれも、立下り時間Ｔｆ１＝１．０μｓ、待機時間Ｐｗ１＝１．５μｓ、立上り時間Ｔｒ１＝１．０μｓとしている。また、空吐出パルスＰ１、Ｐ２のパルス間隔Ｔａは、空吐出パルスＰ１による残留振動と空吐出パルスＰ２による滴吐出を共振させる共振波形とするため個別液室１０６のヘルムホルツ共振周期Ｔｃになるように設定している。
【００７６】
空吐出波形Ｐｂ２は、図１０（ｂ）に示すように、１つの空吐出パルスＰ１で構成されている。したがって、空吐出パルスＰ１は、立下り時間Ｔｆ１＝１．０μｓ、待機時間Ｐｗ１＝１．５μｓ、立上り時間Ｔｒ１＝１．０μｓとしている。
【００７７】
空吐出波形Ｐｂ３は、図１０（ｃ）に示すように、１つの空吐出パルスＰ３で構成されている。この空吐出パルスＰ３の待機時間Ｐｗ３は、空吐出パルスＰ１の待機時間Ｐｗ１よりも長くしている（Ｐｗ３＞Ｐｗ）。ここでは、待機時間Ｐｗ３＝１．７μｓとしている。
【００７８】
空吐出パルスＰｂ４は、図１０（ｄ）に示すように、１つの空吐出パルスＰ４で構成されている。空吐出パルスＰ４は、立下り時間Ｔｆ４、立上り時間Ｔｒ４を、空吐出パルスＰ１の立下り時間Ｔｆ１、立上り時間Ｔｒ１よりも長くしている（Ｔｆ４＞Ｔｆ１、Ｔｒ４＞Ｔｒ１）。ここでは、立下り時間Ｔｆ４＝１．２μｓ、立上り時間Ｔｒ４＝１．４μｓとしている。
【００７９】
なお、これらの空吐出パルスＰｂ１〜Ｐｂ４は、いずれも膨張波形要素ａは基準電位（中間電位）Ｖｅから立ち下がる波形要素であり、待機波形要素ｂは膨張波形要素ａで立ち下がった電位を保持する波形要素であり、収縮波形要素ｃは待機波形要素ｄで保持された電位から基準電位Ｖｅまで立ち上がる波形要素である。
【００８０】
次に、これらの各空吐出波形Ｐｂ１〜Ｐｂ４によってメニスカスに与えられるエネルギーについて図１１を参照して説明する。図１１は空吐出波形Ｐｂ１〜Ｐｂ４を使用して増粘していない液体を吐出させたときの異なる駆動電圧に対する滴吐出速度特性を示す説明図である。
【００８１】
なお、駆動電圧は、基準電位Ｖｅと保持電位の電位差とする。ここでは、駆動電圧Ｖ１〜Ｖ５（Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３＜Ｖ４＜Ｖ５）で変化させた。また、エネルギーが大きいほど滴吐出速度が速くなるので、メニスカスに与えられるエネルギーは滴吐出速度で表わすことができる。
【００８２】
この図１１から分かるように、空吐出パルスＰｂ１〜Ｐｂ４は、いずれの空吐出パルスであっても、駆動電圧を高くすることによってメニスカスに与えるエネルギーが増加して、吐出される液滴の滴吐出速度が速くなる。
【００８３】
ここで、図１１に示すように、滴吐出速度がある速度（閾値）を超えると、不安定な吐出状態となり（この滴速度領域を吐出状態不安定領域という。）、メニスカスの破壊（ノズル内への気泡の巻き込みとノズル面からの液体の溢れ）などが生じて、最終的にはノズルダウンする。
【００８４】
ただし、吐出状態不安定領域であっても、初期は正常吐出状態で、駆動回数を追うごとに不安定な吐出状態となり、最終的なノズルダウンとなる。したがって、駆動回数を制限することによって、正常吐出状態を維持することができる。この場合、吐出状態不安定領域との境界線（境界速度）を越えて、さらに滴吐出速度を上げると、正常吐出状態を保てる駆動回数が減少する。
【００８５】
本実施形態では、複数の空吐出工程ｎをｎ＝５とし、揺動工程の直後の第１空吐出工程（図中では工程（１）というように表記する。）から最終の空吐出工程である第５空吐出工程までを１空吐出動作内で実施するものとしている。
【００８６】
ここで、本実施形態では、図１１中に○印を付して示すように、順に実施する第１空吐出工程（１）から第５空吐出工程（５）までに適用する条件を定め、空吐出工程を追うごとに、滴吐出速度が遅くなる空吐出波形を与えるようにしている。
【００８７】
ここでは、圧力発生手段に対し、第１空吐出工程（１）では駆動電圧Ｖ３の空吐出波形Ｐｂ１を与える。同様に、第２空吐出工程（２）では駆動電圧Ｖ３の空吐出波形Ｐｂ２を与える。同様に、第３空吐出工程（３）では駆動電圧Ｖ４の空吐出波形Ｐｂ３を与える。同様に、第４空吐出工程（４）では駆動電圧Ｖ５の空吐出波形Ｐｂ４を与える。同様に、第５空吐出工程（５）では駆動電圧Ｖ１の空吐出波形Ｐｂ２を与える。
【００８８】
すなわち、複数の空吐出工程（１）〜（５）では、各空吐出工程毎に異なる空吐出波形Ｐｂ１〜Ｐｂ５（駆動電圧が異なるものを含む）を与える。異なる空吐出波形は、空吐出パルスの駆動電位差（駆動電圧）、空吐出パルスの駆動電圧の変化の傾き（波形要素ａの立下り時間Ｔｆ，波形要素ｃの立上り時間Ｔｒ）、空吐出パルスの数（１個又は２個）、及び、空吐出パルスが個別液室を膨張させて所定の保持時間経過後に収縮させるパルスであるときの保持時間Ｐｗの少なくともいずれかが異なっている。
【００８９】
このように、複数の空吐出工程（１）〜（５）のうち、揺動工程の直後に続く、最初の吐出工程である第１空吐出工程（１）でメニスカスに与えられるエネルギーが最も大きくて滴吐出速度が最も速くなる。そして、第１空吐出工程に続く２番目以降の空吐出工程である第２空吐出工程（２）ないし第５空吐出工程（５）では、空吐出工程毎に、メニスカスに与えられるエネルギーが漸次小さくなって滴吐出速度が漸次遅くなる。
【００９０】
なお、空吐出動作中で、複数の空吐出工程（１）〜（５）は、それぞれ１回に限らず、複数回行うようにすることもできる。
【００９１】
次に、本実施形態の各空吐出工程における駆動回数（吐出滴数）について図１２を参照して説明する。図１２は同説明に供する説明図である。
【００９２】
第１空吐出工程（１）は、図１１でも示しているように、吐出状態不安定領域の条件で空吐出滴を吐出させるため、回数を限りなく少なくした条件とし、正常吐出状態を保てるようにしている。また、第１空吐出工程（１）は、メニスカス最近傍の増粘液体を排出するための工程である。
【００９３】
第２空吐出工程（２）と第３空吐出工程（３）はノズル内部の増粘液体を排出するための駆動回数条件としている。
【００９４】
第４空吐出工程（４）は個別液室１０６の約１割分の液体を排出する回数条件としている。
【００９５】
第５空吐出工程（５）は、個別液室１０６分の容量の液体を排出するための回数条件としている。
【００９６】
すなわち、複数の空吐出工程（１）〜（５）では、当該空吐出工程内で与える吐出波形の数を駆動回数として設定可能である。
【００９７】
以上のようにして、複数の空吐出工程のうち、最初の空吐出工程でメニスカスに与えられるエネルギーが最も大きく、２番目以降の空吐出工程では、空吐出工程毎に、メニスカスに与えられるエネルギーが漸次小さくなる構成とし、空吐出工程を分けることで、増粘液体排出中の液体粘度に対応した空吐出が可能となり、確実に増粘液体を排出し、且つフレッシュな液体に入れ替わってもノズルダウンのしないメンテナンスを実施できる。
【００９８】
これに対し、従前のように、単に、ノズル近傍の固く増粘したインクを排出した後、空吐出パルスの駆動電圧を下げ、あるいは、パルス間隔を共振周期からずらすなどして、空吐出滴速度を落とすようにするだけでは、空吐出によるメニスカス破壊を生じないものの、十分に増粘した液体を確実に排出することができない。
【００９９】
次に、比較例における空吐出動作について図１３のフロー図を参照して説明する。
【０１００】
この比較例は、メニスカスの揺動を行った後、空吐出を行うものである。
【０１０１】
この比較例の空吐出動作を２週間放置された状態の記録ヘッドに適用したところ、増粘液体を排出できてもノズルダウンを引き起すことが確認された。
【０１０２】
これに対し、上記実施形態の空吐出動作を２週間放置された状態の記録ヘッドに適用したところ、ノズルダウンを生じることなく、増粘液体を排出できることが確認された。
【０１０３】
次に、本発明の第２実施形態における空吐出工程で圧力発生手段に与える空吐出波形について図１４を参照して説明する。図１４は各空吐出工程で使用する空吐出波形の説明図である。
【０１０４】
ここでは、３種類の空吐出波形Ｐｂ５〜Ｐｂ７を使用している。
【０１０５】
空吐出波形Ｐｂ５は、図１４（ａ）に示すように、空吐出滴を吐出させる空吐出パルスＰ５で構成されている。空吐出パルスＰ５は、膨張波形要素ａと、パルス幅Ｐｗ５の保持波形要素（待機波形要素）ｂと、収縮波形要素ｃとを有している。この空吐出パルスＰ５でも、膨張波形要素ａは基準電位（中間電位）Ｖｅから立ち下がる波形要素であり、待機波形要素ｂは膨張波形要素ａで立ち下がった電位を保持する波形要素であり、収縮波形要素ｃは待機波形要素ｄで保持された電位から基準電位Ｖｅまで立ち上がる波形要素である。
【０１０６】
空吐出波形Ｐｂ６は、図１４（ｂ）に示すように、空吐出滴を吐出させる空吐出パルスＰ６で構成されている。空吐出パルスＰ６は、膨張波形要素ａと、パルス幅Ｐｗ６（Ｐｗ６＞Ｐｗ５）の保持波形要素（待機波形要素）ｂと、収縮波形要素ｃとを有している。この空吐出パルスＰ６でも、膨張波形要素ａは基準電位（中間電位）Ｖｅから立ち下がる波形要素であり、待機波形要素ｂは膨張波形要素ａで立ち下がった電位を保持する波形要素であり、収縮波形要素ｃは待機波形要素ｄで保持された電位から基準電位Ｖｅまで立ち上がる波形要素である。
【０１０７】
空吐出波形Ｐｂ７は、図１４（ｃ）に示すように、空吐出滴を吐出させる空吐出パルスＰ７で構成されている。
【０１０８】
空吐出パルスＰ７は、膨張波形要素ａと、パルス幅Ｐｗ７（Ｐｗ７＝Ｐｗ５）の保持波形要素（待機波形要素）ｂと、収縮波形要素ｃと、保持波形要素ｄと、膨張波形要素ｅを有している。
【０１０９】
この空吐出パルスＰ７では、膨張波形要素ａは基準電位（中間電位）Ｖｅから立ち下がる波形要素であり、待機波形要素ｂは膨張波形要素ａで立ち下がった電位を保持する波形要素であるが、収縮波形要素ｃは待機波形要素ｄで保持された電位から基準電位Ｖｅよりも高い電位Ｖｃまで立ち上がる波形要素である。また、保持波形要素ｄは電位Ｖｃを所定時間保持する波形要素であり、膨張波形要素ｅは電位Ｖｃから基準電位Ｖｅに戻す波形要素である。
【０１１０】
次に、これらの各空吐出波形Ｐｂ５〜Ｐｂ７によってメニスカスに与えられるエネルギーについて図１５を参照して説明する。図１５は空吐出波形Ｐｂ５〜Ｐｂ７を使用して増粘していない液体を吐出させたときの異なる駆動電圧に対する滴吐出速度特性を示す説明図である。
【０１１１】
なお、駆動電圧は、基準電位Ｖｅと保持電位の電位差又は保持電位と電位Ｖｃとの差とする。ここでは、駆動電圧Ｖ１１〜Ｖ１８（Ｖ１１＜Ｖ１２＜Ｖ１３＜Ｖ１４＜Ｖ１５＜Ｖ１６＜Ｖ１７＜Ｖ１８）で変化させた。また、エネルギーが大きいほど滴吐出速度が速くなるので、メニスカスに与えられるエネルギーは滴吐出速度で表わすことができる。
【０１１２】
この図１５から分かるように、空吐出パルスＰｂ５〜Ｐｂ７は、いずれの空吐出パルスであっても、駆動電圧を高くすることによってメニスカスに与えるエネルギーが増加して、吐出される液滴の滴吐出速度が速くなる。
【０１１３】
本実施形態では、複数の空吐出工程ｎをｎ＝７とし、最大で、揺動工程の直後の第１空吐出工程（図中では工程（１）というように表記する。）から最終の空吐出工程である第７空吐出工程までを１空吐出動作内で実施できるようにしている。
【０１１４】
そして、図１５中に○印を付して示すように、順に実施する第１空吐出工程（１）から第５空吐出工程（７）までに適用する条件を定め、空吐出工程を追うごとに、滴吐出速度が遅くなく空吐出波形を与えるようにしている。
【０１１５】
ここでは、圧力発生手段に対し、第１空吐出工程（１）では駆動電圧Ｖ１５の空吐出波形Ｐｂ５を与える。同様に、第２空吐出工程（２）では駆動電圧Ｖ１６の空吐出波形Ｐｂ６を与える。同様に、第３空吐出工程（３）では駆動電圧Ｖ１７の空吐出波形Ｐｂ７を与える。同様に、第４空吐出工程（４）では駆動電圧Ｖ１４の空吐出波形Ｐｂ６を与える。同様に、第５空吐出工程（５）では駆動電圧Ｖ１２の空吐出波形Ｐｂ５を与える。同様に、第６空吐出工程（６）では駆動電圧Ｖ１３の空吐出波形Ｐｂ６を与える。同様に、第７空吐出工程（７）では駆動電圧Ｖ１５の空吐出波形Ｐｂ７を与える。
【０１１６】
これにより、揺動工程に続く、最初の空吐出工程である第１空吐出工程（１）でメニスカスに与えられるエネルギーが最も大きく、第１空吐出工程に続く２番目以降の空吐出工程である第２空吐出工程（２）ないし第７空吐出工程（７）では、空吐出工程毎に、メニスカスに与えられるエネルギーが漸次小さくなる。
【０１１７】
次に、本実施形態の各空吐出工程における駆動回数（吐出滴数）について図１６を参照して説明する。図１６は同説明に供する説明図である。
【０１１８】
第１空吐出工程（１）から第７空吐出工程（７）まで、駆動回数は漸次増加させている。この場合、各吐出工程における駆動回数（滴数）に関しては、増粘液体の排出開始直後で、メニスカス部の液体粘度が極端に変化する（図１２参照）ことを考慮して、初期の方は細かく駆動回数を変化させるように設定した。
【０１１９】
次に、本実施形態における環境温度及び放置時間に対する空吐出工程回数の設定について図１７を参照して説明する。図１７は同説明に供する説明図である。
【０１２０】
環境温度が高温になると、本来の粘度と増粘後の粘度との差が大きくなる。すなわち、高温環境下は、本来の液体粘度が低いが、放置時の乾燥が早いため、粘度に差が生まれる。この差が影響を与えるものとして、本来の液体粘度が低いことからメニスカスが大きく揺れやすくなるため、気泡を巻き込みでノズルダウンしやすくなり、吐出不安定領域の境界線（閾値）となる滴吐出速度が低くなる。
【０１２１】
一方、放置時は著しく増粘するために、吐出エネルギーを高める必要があるが、高めた吐出エネルギーが吐出不安定領域を超えた場合はメンテナンスとしては成立しなくなる。
【０１２２】
そこで、図１７に示すように、環境温度毎に空吐出工程の工程数ｎを設定し、また、放置時間毎に空吐出工程の工程数ｎを設定している。
【０１２３】
ここで、本来の液体粘度からの増粘が大きくなるものほど、空吐出工程の工程数を多くしている。環境温度が高ければ高いほど、放置時間が長ければ長いほど、空吐出工程の工程数を多くしている。最も工程数が多くなるのは、１４．０日放置以上で４０℃以上のものは工程数ｎ＝７としている。また、２１．０日以上は空吐出動作のみではメンテナンスが困難なため、維持回復機構２０を用いたメンテナンスを行っている。
【０１２４】
ここで、２１．０日放置の４５℃環境において、空吐出工程数ｎ＝７の空吐出動作を行って回復できるかを確認したところ、ノズルダウンなくメンテナンスできることを確認できた。
【０１２５】
なお、増粘液体の排出可否は、適用した空吐出パルスにおいて１駆動目でできるかできないかが重要となり、１駆動目で排出できない場合は、同じ空吐出パルスで繰り返し駆動しても排出しないため、駆動回数が１回であっても、十分な効果がある。
【０１２６】
また、上記各実施形態において、空吐出工程の最後は吐出状態が安定で、且つ駆動回数（吐出滴数）が多いため、駆動周波数を上げると空吐出工程の処理時間が短縮化されるため、ユーザーにとって利便性の高いものとなる。
【０１２７】
以上の実施形態においては、空吐出動作を複数の空吐出工程に分けているが、工程として分割する必要はなく、時系列で複数の空吐出パルスを与え、空吐出動作を開始したときに与える初期の１又は２以上の空吐出パルスが、以後に与えられる後行の空吐出パルスよりも滴吐出速度が速い空吐出滴を吐出させるパルスであり、後行の空吐出パルスには、１又は２以上の空吐出パルス毎に、滴吐出速度が漸次遅くなる空吐出滴を吐出させるパルスを含む構成とすればよい。
【０１２８】
なお、「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、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。
【０１２９】
また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。
【０１３０】
また、圧力発生手段は圧電アクチュエータに限るものではなく、サーマルアクチュエータ、静電型アクチュエータなど、他のアクチュエータを使用する液体吐出ヘッドを備える場合にも本発明は適用できる。
【符号の説明】
【０１３１】
３  キャリッジ
４  記録ヘッド
１０  用紙
１２  搬送ベルト
２１  キャップ
１０４  ノズル
１０６  個別液室
１１１  圧電素子
７０１  駆動波形生成部
７０２  データ転送部
７０３  空吐出駆動波形生成部
【図１】
2016078396.tif 000003
【図２】
2016078396.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】
2016078396.tif 000014
【図１３】
2016078396.tif 000015
【図１４】
2016078396.tif 000016
【図１５】
2016078396.tif 000017
【図１６】
2016078396.tif 000018
【図１７】
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