(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通するインク流路と、この流路の一部に設けられた振動板と、この振動板に対向する電極とを有し、前記振動板を静電力で変形させて前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置において、
前記振動板が前記電極に当接する変位を行なうことにより前記ノズルからインク滴を吐出させ、
前記振動板が前記電極に当接しない変位を行なうことにより駆動時にインク滴を吐出させないノズルのメニスカスを１回以上振動させる手段を備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
インク滴を吐出する複数のノズルと、このノズルが連通するインク流路と、この流路の一部に設けられた振動板と、この振動板に対向する電極とを有し、前記振動板を静電力で変形させて前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置において、
前記振動板が前記電極に当接する変位を行なうことにより前記ノズルからインク滴を吐出させ、
駆動時にインク滴を吐出させないノズルに対して、前記振動板が前記電極に当接しない変位を行なうことによりインク滴が吐出しない駆動波形を１回以上与えてメニスカスを振動させる手段を備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
インク滴を吐出する複数のノズルと、このノズルが連通するインク流路と、この流路の一部に設けられた振動板と、この振動板に対向する電極とを有し、前記振動板を静電力で変形させて前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェットヘッドを備えたインクジェット記録装置において、
前記振動板が前記電極に当接する変位を行なうことにより前記ノズルからインク滴を吐出させ、
前記インクジェットヘッドが非印字領域にあるときに、前記振動板が前記電極に当接しない変位を行なうことによりインク滴が吐出しない駆動波形を１回以上与えてメニスカスを振動させる手段を備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のインクジェット記録装置において、前記インク滴が吐出しない駆動波形はインク滴を吐出させる駆動波形よりもパルス幅が狭いことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】
請求項２又は３に記載のインクジェット記録装置において、前記インク滴が吐出しない駆動波形は前記インク滴が吐出する駆動波形よりもパルスの立ち下がり時間が長いことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェット記録装置において、前記振動板と前記電極間のギャップ長が振動板の変位により１／３の長さに達する前に振動板を変位させるパルス電圧を立ち下げて前記振動板が前記電極に当接しない変位を行なうことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項７】
滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する流路と、この流路の一部に設けられた振動板と、この振動板に対向する電極とを有し、前記振動板を静電力で変形させて前記ノズルから滴を吐出させる静電型ヘッドを備えた画像形成装置において、
前記振動板が前記電極に当接する変位を行なうことにより前記ノズルから滴を吐出させ、
前記振動板が前記電極に当接しない変位を行なうことにより駆動時に滴を吐出させないノズルのメニスカスを１回以上振動させる手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像形成装置において、前記振動板と前記電極間のギャップ長が振動板の変位により１／３の長さに達する前に振動板を変位させるパルス電圧を立ち下げて前記振動板が前記電極に当接しない変位を行なうことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はインクジェット記録装置及び画像形成装置に関し、特に静電型ヘッドを搭載したインクジェット記録装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像記録装置（画像形成装置）として用いるインクジェット記録装置として、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通するインク流路（吐出室、圧力室、加圧液室、液室等とも称される。）と、このインク流路の壁面をなす振動板と、この振動板に対向する電極とを有し、振動板を静電力で変形変位させてノズルからインク滴を吐出させる静電型インクジェットヘッドを搭載したものが知られている。
【０００３】
ところで、このようなインクジェットヘッドは、ノズルからインク滴を吐出するため、インク粘度が環境によって変化すると、安定したインク滴吐出特性（滴速度Ｖｊ、滴体積Ｍｊ、滴噴射方向の曲がり）が得られなくなり、画像品質が劣化する。また、環境変化だけでなく、非印字時にインク粘度が高くなると、ノズルの目詰まりが生じて、著しく画像が劣化する。特に、画質を向上するために、吐出インク滴を微小化しなければならないことから、ノズルの小径化が進んでおり、一層ノズルの目詰まりが生じ易くなっている。さらに、ノズルの目詰まりを起こさないまでも、非印字時間の長さによって、次に印字信号が入力された際のインク滴吐出特性に差が生じて画質が低下する。
【０００４】
そこで、例えば再公表特許ＷＯ９７／３２７２８号公報に記載されているように、単一周期の基準信号に同期して、インク滴吐出が可能な振幅の第１の電気パルスと、この第１の電気パルスの振幅より小さく、ノズル内のインクをノズル内で流動させる第２の電圧パルスのいずれか一方を、ノズルの目詰まり防止の回復処理動作時と印刷行程中に各圧力発生手段に印加するインクジェット記録装置が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した第１の電気パルスと第２の電気パルスを同じタイミングで選択的に各圧力発生手段に印加するインクジェット記録装置にあっては、インクジェットヘッドのエネルギー発生手段をなす共通電極（振動板）と個別電極のうち、共通電極に与える電圧を切り換えるスイッチ手段と、個別電極の電圧を切り換えるスイッチ手段とを有し、かつ個別電極には２つの水準の電圧を切り換えて与えるようにしなければならず、コストが高くなる。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、吐出する液体の粘度上昇やノズルの目詰まりを低コストで低減したインクジェット記録装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係るインクジェット記録装置は、振動板が電極に当接する変位を行なうことによりノズルからインク滴を吐出させ、振動板が電極に当接しない変位を行なうことにより駆動時にインク滴を吐出させないノズルのメニスカスを１回以上振動させる手段を備えているものである。
本発明に係る画像形成装置は、振動板が電極に当接する変位を行なうことによりノズルから滴を吐出させ、振動板が電極に当接しない変位を行なうことにより駆動時に滴を吐出させないノズルのメニスカスを１回以上振動させる手段を備えているものである。
【０００８】
本発明に係るインクジェット記録装置は、振動板が電極に当接する変位を行なうことによりノズルからインク滴を吐出させ、駆動時にインク滴を吐出させないノズルに対して、振動板が電極に当接しない変位を行なうことによりインク滴が吐出しない駆動波形を１回以上与えてメニスカスを振動させる手段を備えているものである。
【０００９】
本発明に係るインクジェット記録装置は、振動板が電極に当接する変位を行なうことによりノズルからインク滴を吐出させ、インクジェットヘッドが非印字領域にあるときに、振動板が電極に当接しない変位を行なうことによりインク滴が吐出しない駆動波形を１回以上与えてメニスカスを振動させる手段を備えているものである。
【００１０】
ここで、インク滴が吐出しない駆動波形はインク滴を吐出させる駆動波形よりもパルス幅が狭いパルスとすることができる。また、インク滴が吐出しない駆動波形はインク滴が吐出する駆動波形よりもパルスの立ち下がり時間が長いパルスとすることもできる。また、振動板と電極間のギャップ長が振動板の変位により１／３の長さに達する前に振動板を変位させるパルス電圧を立ち下げて振動板が電極に当接しない変位を行なう構成とできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１は本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の機構部の概略斜視説明図、図２は同機構部の側面説明図である。
【００１２】
このインクジェット記録装置は、記録装置本体１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへのインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部２等を収納し、装置本体１の下方部には前方側から多数枚の用紙３を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい。）４を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙３を手差しで給紙するための手差しトレイ５を開倒することができ、給紙カセット４或いは手差しトレイ５から給送される用紙３を取り込み、印字機構部２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６に排紙する。
【００１３】
印字機構部２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１１と従ガイドロッド１２とでキャリッジ１３を主走査方向（図２で紙面垂直方向）に摺動自在に保持し、このキャリッジ１３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インクジェットヘッドからなる記録ヘッド１４をインク滴吐出方向を下方に向けて装着し、キャリッジ１３の上側には記録ヘッド１４に各色のインクを供給するための各インクタンク（インクカートリッジ）１５を交換可能に装着している。
【００１４】
ここで、キャリッジ１３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド１１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１２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ１３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ１７で回転駆動される駆動プーリ１８と従動プーリ１９との間にタイミングベルト２０を張装し、このタイミングベルト２０をキャリッジ１３に固定している。
【００１５】
また、記録ヘッドとしてここでは各色の記録ヘッド１４を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘッドでもよい。さらに、記録ヘッド１４として用いるインクジェットヘッドは、後述するように、インク流路壁面を形成する振動板とこれに対向する電極との間の静電力で振動板を変位させてインクを加圧する静電型のものを用いている。
【００１６】
一方、給紙カセット４にセットした用紙３を記録ヘッド１４の下方側に搬送するために、給紙カセット４から用紙３を分離給送する給紙ローラ２１及びフリクションパッド２２と、用紙３を案内するガイド部材２３と、給紙された用紙３を反転させて搬送する搬送ローラ２４と、この搬送ローラ２４の周面に押し付けられる搬送コロ２５及び搬送ローラ２４からの用紙３の送り出し角度を規定する先端コロ２６とを設けている。搬送ローラ２４は副走査モータ２７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００１７】
そして、キャリッジ１３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ２４から送り出された用紙３を記録ヘッド１４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２９を設けている。この印写受け部材２９の用紙搬送方向下流側には、用紙３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ３１、拍車３２を設け、さらに用紙３を排紙トレイ６に送り出す排紙ローラ３３及び拍車３４と、排紙経路を形成するガイド部材３５，３６とを配設している。
【００１８】
また、キャリッジ１３の移動方向右端側には記録ヘッド１４の信頼性を維持、回復するための信頼性維持回復機構（以下「サブシステム」という。）３７を配置している。キャリッジ１３は印字待機中にはこのサブシステム３７側に移動されてキャッピング手段などで記録ヘッド１４をキャッピングされる。キャリッジ１３がこのサブシステム３７側に位置するときがインクジェットヘッド（ヘッド１４）が非印字領域に位置するときである。
【００１９】
次に、このインクジェット記録装置の記録ヘッド１４を構成するインクジェットヘッドについて図３乃至５を参照して説明する。なお、図３は記録ヘッド１４の分解斜視説明図、図４は同記録ヘッド１４のノズル配列方向と直交する方向の断面説明図、図５は同記録ヘッド１４のノズル配列方向の要部拡大断面図である。
【００２０】
インクジェットヘッド４０は、単結晶シリコン基板、ＳＯＩ基板などのシリコン基板等を用いた流路基板４１と、この流路基板４１の下側に設けたシリコン基板、パイレックスガラス基板、セラミックス基板等を用いた電極基板４２と、流路基板４１の上側に設けたノズル板４３とを備え、複数のインク滴を吐出するノズル４４、各ノズル４４が連通するインク流路である液室４６、各液室４６にインク供給路を兼ねた流体抵抗部４７を介して連通する共通液室流路４８などを形成している。
【００２１】
流路基板４１には液室４６及びこの液室４６の壁面である底部をなす振動板５０（第１の電極となる。）を形成する凹部を形成し、ノズル板４３には流体抵抗部４７を形成する溝を形成し、また流路基板４１と電極基板４２には共通液室流路４８を形成する貫通部を形成している。
【００２２】
ここで、流路基板４１は、例えば単結晶シリコン基板を用いた場合、予め振動板厚さにボロンを注入してエッチングストップ層となる高濃度ボロン層を形成し、電極基板４２と接合した後、液室４６となる凹部をＫＯＨ水溶液などのエッチング液を用いて異方性エッチングすることにより、このとき高濃度ボロン層がエッチングストップ層となって振動板５０が高精度に形成される。
【００２３】
なお、振動板５０に別途電極膜を形成してもよいが、上述したように不純物の拡散などによって振動板が電極を兼ねるようにしている。また、振動板５０の電極基板４２側の面に絶縁膜を形成することもできる。この絶縁膜としてはＳiＯ2等の酸化膜系絶縁膜、Ｓi3Ｎ4等の窒化膜系絶縁膜などを用いることができる。絶縁膜の成膜は、振動板表面を熱酸化して酸化膜を形成したり、成膜手法を用いたりすることができる。
【００２４】
また、電極基板４２には酸化膜層４２ａを形成し、この酸化膜層４２ａの部分に凹部５４を形成して、この凹部５４底面に振動板５０に対向する電極１５（第２の電極となる。）を設け、振動板５０と電極５５との間にギャップ５６を形成し、これらの振動板５０と電極５５とによってアクチュエータ部を構成している。なお、電極５５表面にはＳiＯ2膜などの酸化膜系絶縁膜、Ｓi3Ｎ4膜などの窒化膜系絶縁膜からなる電極保護膜５７を成膜しているが、電極表面５５に電極保護膜５７を形成しないで、振動板５０側に絶縁膜を形成することもできる。
【００２５】
この電極基板４２として単結晶シリコン基板を用いる場合には通常のシリコンウエハーを用いることができる。その厚さはシリコンウエハーの直径で異なるが、直径４インチのシリコンウエハーであれば厚さが５００μｍ程度、直径６インチのシリコンウエハーであれば厚さは６００μｍ程度であることが多い。シリコンウエハー以外の材料を選択する場合には、流路基板のシリコンと熱膨張係数の差が小さい方が振動板と接合する場合に信頼性を向上できる。
【００２６】
これらの流路基板４１と電極基板４２との接合は、接着剤による接合も可能であるが、より信頼性の高い物理的な接合、例えば電極基板４２がシリコンで形成される場合、酸化膜を介した直接接合法を用いることができる。この直接接合は１０００℃程度の高温化で実施する。また、電極基板４２がガラスの場合、陽極接合を行うことができる。電極基板４２をシリコンで形成して、陽極接合を行う場合には、電極基板４２と流路基板４１との間にパイレックスガラスを成膜し、この膜を介して陽極接合を行うこともできる。さらに、流路基板４１と電極基板４２にシリコン基板を使用して金等のバインダーを接合面に介在させた共晶接合で接合することもできる。
【００２７】
また、電極基板４２の電極５５としては、通常半導体素子の形成プロセスで一般的に用いられるＡｌ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属材料や、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｗ等の高融点金属、または不純物により低抵抗化した多結晶シリコン材料などを用いることができる。電極基板４２をシリコンウエハで形成する場合には、電極基板４２と電極５５との間には絶縁層（上述した酸化膜層４２ａ）を形成する必要がある。電極基板４２にガラス等の絶縁性材料を用いる場合には電極５５との間に絶縁層を形成する必要はない。
【００２８】
また、電極基板４２にシリコン基板を用いる場合、電極５５としては、不純物拡散領域を用いることができる。この場合、拡散に用いる不純物は基板シリコンの導電型と反対の導電型を示す不純物を用い、拡散領域周辺にｐｎ接合を形成し、電極５５と電極基板４２とを電気的に絶縁する。
【００２９】
ノズル板４３は多数のノズル４４を二列配置して形成したものであり、吐出面には撥水処理を施している。ここでは、このノズル板４３はＮｉ電鋳工法で製作しているが、この他、例えば樹脂と金属層の複層構造のものなども用いることができる。このノズル板４３は流路基板４１に接着剤にて接合している。
【００３０】
このインクジェットヘッド４０ではノズル４４を二列配置し、この各ノズル４４に対応して液室４６、振動板５０、電極５５なども二列配置し、各ノズル列の中央部に共通液室流路４８を配置して、左右の液室４６にインクを供給する構成を採用している。これにより、簡単なヘッド構成で多数のノズルを有するマルチノズルヘッドを構成することができる。
【００３１】
そして、インクジェットヘッド４０の電極５５は外部に延設して接続部（電極パッド部）５５ａとし、これにヘッド駆動回路であるドライバＩＣ６０を搭載したＦＰＣケーブル６１を異方性導電膜などを介して接続している。このとき、電極基板４２とノズル板４３との間は図４に示すようにエポキシ樹脂等の接着剤を用いたギャップ封止剤６２にて気密封止している。
【００３２】
さらに、インクジェットヘッド４０全体をフレーム部材６５上に接着剤で接合している。このフレーム部材６５にはインクジェットヘッド４０の共通液室流路４８に外部からインクを供給するためのインク供給穴６６を形成しており、またＦＰＣケーブル６１等はフレーム部材６５に形成した穴部６７に収納される。
【００３３】
このフレーム部材６５とノズル板４３との間は図４に示すようにエポキシ樹脂等の接着剤を用いたギャップ封止剤６８にて封止し、撥水性を有するノズル板４３表面のインクが電極基板４２やＦＰＣケーブル６１等に回り込むことを防止している。
【００３４】
そして、この記録ヘッド１４のフレーム部材６５にはインクカートリッジ１５とのジョイント部材７０が連結されて、フィルタ７１を介してインクカートリッジ１５からインク供給穴６６を通じて共通液室流路４８にインクが供給される。
【００３５】
このインクジェットヘッド４０においては、振動板５０を共通電極とし、電極５５を個別電極として（逆の構成とすることもできる。）、振動板５０と電極５５との間に駆動電圧（駆動波形）を印加することによって、振動板５０と電極５５との間に発生する静電力によって振動板５０が電極５５側に変形変位し、この状態から振動板５０と電極５５間の電荷を放電させることによって振動板５０が復帰変形して、液室４６の内容積（体積）／圧力が変化することによって、ノズル４４からインク滴が吐出される。
【００３６】
すなわち、個別電極とする電極５５にパルス電圧を印加すると、共通電極となる振動板５０との間に電位差が生じて、個別電極５５と振動板５０の間に静電力が生じる。この結果、振動板５０は印加した電圧の大きさに応じて電極５５側に変形変位する。その後、印加したパルス電圧を立ち下げることで、振動板５０が復元して、その復元力により液室４６内の圧力が高くなり、ノズル４４からインク滴が吐出される。この場合、振動板５０を電極５５（実際には絶縁保護膜５７表面）に当接させる位置まで変位させる方式を当接駆動方式、振動板５０を電極５５に当接させない位置まで変位させる方式を非当接駆動方式と称する。
【００３７】
ここで、当接駆動方式で駆動する場合、駆動波形の電圧印加により変位した振動板５０は、振動板５０と電極５５間のギャップ長の１／３の位置に達すると、振動板５０に働く機械的な力と静電力とのバランスにより、電極５５に当接する。その後、印加した駆動波形を立ち下げることで、振動板５０の変位が復元し、その復元力により前述したようにインク滴が吐出する。
【００３８】
ここで、図６に示すように、パルス状の駆動波形を印加した場合、振動板５０が電極５５に当接した後は、駆動波形のパルス幅を長くすると、電流波形は振動しながら減衰していく形になる（以下、「残留振動」と称する）。
【００３９】
この残留振動とインク滴吐出特性の関係について見ると、図７に示すように、図６の残留振動波形で見られる残留振動のいずれのタイミングでパルスを切る（ここでは、駆動波形を立ち下げる）かによって、インク滴吐出特性（吐出滴速度Ｖｊ、吐出滴質量Ｍｊ）が変動することが分かる。
【００４０】
この図７に示す例の場合には、駆動波形のパルス幅ＰＷを４μsecより狭く設定した場合、吐出滴速度Ｖｊ及び吐出滴体積Ｍｊが第１のピークになるパルス幅と次の第２のピークになるパルス幅の間のパルス幅に設定した場合では、いずれもインク滴が吐出されないことが分かる。
【００４１】
つまり、パルス電圧の印加により振動板５０が変位し始めて、ギャップ長の１／３の位置に達するまでの時間内にパルスを立ち下げるような、短い時間の（パルス幅ＰＷの狭い）パルスや、圧力振動が相殺されるようなタイミングに当たるパルス幅ＰＷでは、振動板５０はインク滴が吐出するほどの復元力にならないため、インク滴は吐出せずにノズル４４内のメニスカスが振動するのみとなる。
【００４２】
また、パルス立ち下げ時間を長くとり、振動板５０の変位の復元をゆっくり行うことでも、インク滴を吐出させずにノズル４４内のメニスカスのみを振動させることが可能である。これらの特性を積極的に利用することで、インクの増粘によるノズルの目詰まりを低減することができる。
【００４３】
次に、このインクジェット記録装置の制御部の概要について図８を参照して説明する。
この制御部は、この記録装置全体の制御を司るマイクロコンピュータ（以下、「ＣＰＵ」と称する。）８０と、所要の固定情報を格納したＲＯＭ８１と、ワーキングメモリ等として使用するＲＡＭ８２と、ホスト側から転送される画像データを処理したデータを格納する画像メモリ８３と、パラレル入出力（ＰＩＯ）ポート８４と、入力バッファ８５と、パラレル入出力（ＰＩＯ）ポート８６と、波形生成回路８７と、ヘッド駆動回路８８及びドライバ８９等を備えている。
【００４４】
ここで、ＰＩＯポート８４にはホスト側から画像データなどの各種情報、図示しない操作パネルからの信頼性回復指示情報等の各種指示情報、用紙の始端、終端を検知する紙有無センサからの検知信号、キャリッジ１３のホームポジション（基準位置）を検知するホームポジションセンサ等の各種センサからの信号等が入力され、またこのＰＩＯポート８４を介してホスト側や操作パネル側に対して所要の情報が送出される。
【００４５】
また、波形生成回路８７は、インクジェットヘッド４０の振動板５０と電極５５との間にインク滴を吐出させるエネルギーを発生する、つまり、振動板５０をインク滴が吐出するだけの変位量、タイミングで電極５５側に変位させ、復元させる第１駆動波形と、インク滴を吐出させずにメニスカスを振動させるエネルギーを発生する、つまり、振動板５０をインク滴が吐出せずにメニスカスが振動するにとまる変位量、タイミングで電極５５側に変位させ、復元させる第２駆動波形とを、時系列で生成出力する。
【００４６】
ヘッド駆動回路８８は、ＰＩＯポート８６を介して与えられる各種データ及び信号に基づいて、記録ヘッド１４の各ノズル４４に対応するエネルギー発生手段（振動板５０と電極５５）に対して第１駆動波形又は第２駆動波形を印加する。さらに、ドライバ８９は、ＰＩＯポート８６を介して与えられる駆動データに応じて主走査モータ１７及び副走査モータ２７を各々駆動制御することで、キャリッジ１３を主走査方向に移動走査し、搬送ローラ２４を回転させて用紙３を所定量搬送させる。
【００４７】
次に、この制御部におけるヘッド駆動制御に係わる部分について図９を参照して説明する。
このヘッド駆動制御部は、前述したＣＰＵ８０、ＲＯＭ８１、ＲＡＭ８２及び周辺回路等を含む主制御部９１と、波形生成回路８７と、アンプ９２と、駆動回路（ドライバＩＣ）９３等とを備えている。
【００４８】
主制御部９１は、波形生成回路８７に対して第１駆動波形と第２駆動波形を生成するためのデータを与え、ドライバＩＣ９３に対して印字信号（シリアルデータである）ＳＤ、シフトクロックＣＬＫ、ラッチ信号ＬＡＴなどを与える。
【００４９】
波形生成回路８７は、前述したようにインクジェットヘッド４０のアクチュエータ部に対してノズル４４からインク滴を吐出させるエネルギーを発生させる第１駆動波形と、ノズル４４からインク滴を吐出しないでメニスカス面を振動させる第２駆動波形とを時系列で発生する。この波形生成回路８７からの出力を駆動波形（駆動電圧）Ｐｖとする。この波形生成回路８７にはＤ／Ａ変換器を用いて主制御部９１から与えられる電圧データをＤ／Ａ変換することによりパルス幅の異なる駆動波形を時系列で生成出力するようにしている。
【００５０】
すなわち、ここでは、駆動波形Ｐｖは、図１０（ａ）に示すように、パルス幅ＰＷ１の第１駆動波形である第１駆動パルスＤｐと、第１駆動パルスＤｐよりパルス幅の狭いパルス幅ＰＷ２の第２駆動波形である２個の第２駆動パルスＢｐとを、ヘッドの１駆動周期で繰り返し時系列で発生する。したがって、インク滴を吐出させないノズル（駆動しないチャンネル）に第２駆動パルスＢｐを与えることにより、メニスカスを１回以上（ここでは２回）振動させることができる。
【００５１】
ドライバＩＣ９３は、時系列で入力される駆動波形Ｐｖから第１駆動パルスＤｐ又は第２駆動パルスＢｐを印字信号に応じて選択して、記録ヘッド１４を構成するインクジェットヘッド４０の各個別電極５５に与える。このドライバＩＣ９３は、主制御部９１からのシリアルクロックＣＬＫ及び印字信号であるシリアルデータＳＤを入力するシフトレジスタ９５と、シフトレジスタ９５のレジスト値を主制御部９１からのラッチ信号ＬＡＴでラッチするラッチ回路９６と、ラッチ回路９６の出力値をレベル変化するレベル変換回路９７と、このレベル変換回路９７でオン／オフが制御されるアナログスイッチアレイ９８とからなる。アナログスイッチアレイ９８は、インクジェットヘッド４０のｍ個（ノズル数をｍ個とする。）の個別電極５５に接続したアナログスイッチＡＳ１〜ＡＳｍからなる。なお、インクジェットヘッド４０の共通電極となる振動板５０は接地している。
【００５２】
そして、このシフトレジスタ回路９５にシフトクロックＣＬＫに応じて印字信号（シリアルデータ）ＳＤを取込み、ラッチ回路９６でラッチ信号ＬＡＴによってシフトレジスタ回路９５に取り込んだ印字信号ＳＤをラッチしてレベル変換回路９８に入力する。このレベル変換回路９８は、データの内容に応じて各アクチュエータ部の個別電極５５に接続しているアナログスイッチＡＳｍ（ｍ＝１〜ｍ）をオン／オフする。
【００５３】
このアナログスイッチＡＳｍ（ｍ＝１〜ｍ）には波形生成回路８７からアンプ（ＡＭＰ）９２を介して駆動波形Ｐｖを与えているので、アナログスイッチＡＳｍ（ｍ＝１〜ｍ）がオンしたときに駆動波形Ｐｖ（第１駆動パルスＤｐ又は第２駆動パルスＢｐ）が個別電極５５に与えられる。
【００５４】
次に、このように構成したインクジェット記録装置における本発明の第１実施形態について図１０をも参照して説明する。
まず、上述したように、波形生成回路８７からは図１０（ａ）に示すように１駆動周期内でパルス幅ＰＷ１の第１駆動パルスＤｐ及びパルス幅ＰＷ２の２個の第２駆動パルスＢｐとが時系列で生成出力され、これがドライバＩＣ９３のアナログスイッチＡＳ１〜ＡＳｍに与えられている。
【００５５】
そこで、駆動時に主制御部９１から印字信号ＳＤを与えることによって、例えば同図（ｂ）に示すように、インク滴を吐出するビット（チャンネル）に対応するドライバＩＣ９３のアナログスイッチＡＳｎ（ｎ＝１〜ｍのいずれか）がオンし、アナログスイッチＡＳｎがオンしている間に入力される第１駆動パルスＤｐ又は第２駆動パルスＢｐが同図（ｃ）に示すようにインクジェットヘッド４０の個別電極５５に与えられる。
【００５６】
この図１０（ｃ）は駆動時における１つのノズル４４に対応する個別電極５５に印加されるパルスを示しているものであり、このノズル４４は、図示している最初の駆動周期では印字（駆動）であるので、第１駆動パルスＤｐが与えられてインク滴が吐出し、次の駆動周期では印字しない（インク滴を吐出させない）のでアナログスイッチＡＳｎをオフにして第２駆動パルスＢｐを与えてノズルのメニスカスを振動させる。
【００５７】
なお、具体的には、液室長約１０００μｍ、振動板厚さ約２μｍ、ノズル径約２０μｍとしたインクジェットヘッドを製作し、前述した図７のパルス幅特性を参考して、インク滴吐出に使う第１駆動パルスＤｐのパルス幅をＰＷ１を６μｍ、メニスカス振動に使う第２駆動パルスＢｐのパルス幅ＰＷ２を２μｓ、電圧は両パルスとも３０Ｖにして実験したところ、第１駆動パルスＤｐの印加頻度にかかわらず差異のないインク滴吐出特性が得られ、インクの増粘による滴吐出特性の変化が低減することを確認できた。
【００５８】
このように駆動時にインク滴を吐出させないノズルのメニスカスを振動させる手段を備えているので、例えば、インク吐出頻度が少ないノズルでも、インクの増粘による滴吐出特性の変化が低減し、安定したインク滴吐出特性を得られる。これにより、印字開始直後のドットの乱れが解消され、ドット位置精度の高い良好な印字画像が得られる。この場合、インク滴を吐出させない駆動波形を印加してメニスカスを振動させることで、簡単な構成で、低コストで、インクの増粘によるインク滴吐出特性の低下を抑えることができる。
【００５９】
次に、本発明の第２実施形態について図１１を参照して説明する。
この実施形態においては、上記第１実施形態が駆動時に非吐出ノズル（インク滴を吐出させないノズル）のメニスカスを振動させる例であったのに対し、キャリッジ１３をサブシステム３７側に移動させたとき、すなわち、ヘッド１４が非印字領域にあるときには、すべてのノズル４４のメニスカスを振動させる処理を行うようにしたものである。
【００６０】
すなわち、ヘッド１４を非印字位置である印字待機位置（サブシステム３７による信頼性維持回復位置）にしたときに、タイマＴ１をセット・スタートして、タイマＴ１がタイムアップしたときには信頼性維持回復処理を行う。この信頼性維持回復処理では、公知のようにヘッド１４をキャップ手段でキャッピングした状態で吸引手段を駆動してヘッド１４のノズル４４からインクを吸引排出することによってノズル４４の増粘したインクを排出する処理をしたり、或いは、全ノズル４４を駆動してインク滴を吐出することによってノズル４４の増粘したインクを排出する処理をする。
【００６１】
そして、信頼性維持回復動作後タイマＴ１、Ｔ２をセット・スタートし、印字指令があるか否かを判別し、印字指令がなければ、タイマＴ１がタイムアップしたか否かを判別する処理に戻る。
【００６２】
ここで、タイマＴ１がタイムアップしていなければ、タイマＴ２がタイムアップしているか否かを判別し、タイマＴ２がタイムアップしたときには、前記第１実施形態で説明したと同様なヘッド駆動制御によって、時系列で生成出力される第１駆動パルスＤｐと第２駆動パルスＢｐのうちの第２駆動パルスＢｐのみを選択してヘッド１４に与えることにより、信頼性維持回復動作の間にメニスカス振動のみを行って、ノズル４４のインクの増粘を抑制する処理を行う。
【００６３】
このように、信頼性維持回復動作の一環として所定時間毎にインク滴を吐出しないでメニスカス振動のみを行う維持回復処理を行うことによって、インクの増粘を抑えることができるので、インク滴の排出を伴なう維持回復処理の回数（クリーニング動作回数）を減らすことができて、無駄なインク消費を低減することができる。
【００６４】
そして、このメニスカス振動のためのヘッドの駆動を時系列で生成出力される第１駆動波形と第２駆動波形のうちの第２駆動波形のみを選択してヘッドに与えることにより、構成が簡単になり、低コスト化を図れる。さらに、前記実施形態のように印字動作中（駆動時）にもメニスカス振動を行う構成と組み合わせることができ、これによりインクの増粘を低コストで抑制することができる。
【００６５】
図１１に戻って、印字指令が与えられたときには、印字動作に移行する直前にメニスカス振動を行ってノズル４４内のインク粘度を回復した後、印字処理に移行する。これにより、安定した印字を迅速に開始することができる。
【００６６】
次に、本発明の第３実施形態について図１２を参照して説明する。
この実施形態においては、上記第２実施形態ではヘッドの非印字領域におけるメニスカス振動を信頼性維持回復動作の一環として行っていたのに対し、信頼性維持回復動作とは関係なく、１走査終了でヘッド１４をサブシステム３７側の非印字領域に移動して、すべてのノズル４４に対してメニスカス振動（１回又は複数回）を行った後、次の走査のためにヘッド１４を印字領域に移動させる処理を行う。なお、メニスカス振動を行うノズルを全てのノズルとしないで、複数の領域（ノズル群）に分割して各走査毎に順次ノズル群のノズルのメニスカス振動を行うようにすることもできる。
【００６７】
このようにしても、インクの増粘によるインク滴吐出特性の低下を防止でき、信頼性維持回復動作の回数が少なくなって無駄なインク消費を低減することができる。
【００６８】
なお、上記各実施形態においては、時系列で出力される第１駆動波形と第２駆動波形とを用いているが、これに限るものではなく、例えば図１３に示すように、三端子スイッチ１００のアレイをドライバＩＣに用いて、三端子スイッチ１００の一方に第１駆動パルスＤｐを、他方に第２駆動パルスＢｐを与えて、三端子スイッチ１００を印字信号に応じて切り換えてヘッド１４に印加する駆動波形を選択することもできる。
【００６９】
また、上記各実施形態では、図１０（ａ）に示すようにメニスカス振動用に駆動パルスＤｐよりもパルス幅ＰＷが狭いパルス駆動パルスＢｐを２個を用いているが、図１４（ａ）に示す第１駆動パルスＤｐに対してパルス幅ＰＷの狭い同図（ｂ）に示す１個の第２駆動パルスＢｐを用いることもできる。このように第２駆動パルスＢｐは第１駆動パルスＤｐよりもパルス幅ＰＷの狭いパルスとすることにより、パルス生成を簡略な回路構成で実現することができる。
【００７０】
また、第２駆動パルスＢｐとしては、同図（ｄ）に示すように、図７に示すパルス幅特性の谷の部分（振動板５５を引っ張った際の残留圧力振動と振動板５５の復元力が打ち消すように重ね合わされたタイミング）のパルス幅ＰＷ、すなわち、滴吐出体積Ｍｊ及び滴吐出速度Ｖｊが第１のピークになるパルス幅と次のピークになるパルス幅の間のパルス幅ＰＷに設定したものを用いることもできる。さらに、同図（ｃ）に示すように、第１駆動パルスＤｐよりも立ち下がりを緩やかにした（立ち下がり時間が長い）パルスを用いることもできる。
【００７１】
なお、上記各実施形態においては、振動板をインク滴を吐出しない程度の変位量、タイミングで変形させる駆動波形を用いてメニスカス振動を行うようにしたが、この他、別途、加圧室内のインクを振動させる振動手段を設けてメニスカス振動を行うようにすることもできる。また、上記実施形態ではインクジェットヘッドは振動板と液室とを流路基板として同一部材から形成しているが、振動板と液室を形成している部材とを別部材で形成して接合することもできる。
【００７２】
また、インクジェット記録装置に搭載するインクジェットヘッドは、流路基板中に形成したノズル、液室、流体抵抗部、共通流路液室の形状、配置、形成方法は適切に変更することができる。例えば、上記の実施形態においては、ノズルは振動板の変位方向にインク滴が吐出するように形成したサイドシュータ方式のインクジェットヘッドであるが、ノズルを振動板の変位方向と交差する方向にインク滴が吐出するように形成したエッジシュータ方式のインクジェットヘッドでもよい。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るインクジェット記録装置によれば、振動板が電極に当接する変位を行なうことによりノズルからインク滴を吐出させ、振動板が電極に当接しない変位を行なうことにより駆動時にインク滴を吐出させないノズルのメニスカスを１回以上振動させる手段を備えているので、低コストで、インク吐出の頻度が少ないノズルにおいてもインクの増粘によるインク滴吐出特性の変動を抑えることができ、印字画像の乱れが予防できて、より高品質の画像を得ることをできる。
本発明に係る画像形成装置によれば、振動板が電極に当接する変位を行なうことによりノズルから滴を吐出させ、振動板が電極に当接しない変位を行なうことにより駆動時に滴を吐出させないノズルのメニスカスを１回以上振動させる手段を備えているので、低コストで、滴吐出の頻度が少ないノズルにおいても増粘による滴吐出特性の変動を抑えることができ、印字画像の乱れが予防できて、より高品質の画像を得ることをできる。
【００７４】
本発明に係るインクジェット記録装置によれば、振動板が電極に当接する変位を行なうことによりノズルからインク滴を吐出させ、駆動時にインク滴を吐出させないノズルに対して、振動板が電極に当接しない変位を行なうことによりインク滴が吐出しない駆動波形を１回以上与えてメニスカスを振動させる手段を備えているので、低コストで、インク吐出の頻度が少ないノズルにおいてもインクの増粘によるインク滴吐出特性の変動を抑えることができ、印字画像の乱れが予防できて、より高品質の画像を得ることをできる。
【００７５】
本発明に係るインクジェット記録装置によれば、振動板が電極に当接する変位を行なうことによりノズルからインク滴を吐出させ、インクジェットヘッドが非印字領域にあるとき、振動板が電極に当接しない変位を行なうことによりにインク滴が吐出しない駆動波形を１回以上与えてメニスカスを振動させる手段を備えているので、低コストで、印字開始直後のドットの乱れを解消することができて、ドット位置精度の高い良好な印字画像を得ることができ、また、画像の乱れが低減されて信頼性維持回復の動作回数が減り、無駄なインク消費を減らすことができるので画質の向上とコストダウンを共に図ることができる。
【００７６】
この場合、インク滴を吐出させない駆動波形はインク滴を吐出させる駆動波形よりもパルス幅が狭いパルスとし、或いは、立ち下がり時間が長い波形とすることで、二種類の駆動波形を容易に生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の機構部の概略斜視説明図
【図２】同機構部の側面説明図
【図３】同記録装置のヘッドの分解斜視説明図
【図４】同ヘッドの振動板長手方向の断面説明図
【図５】同ヘッドの振動板短手方向の要部拡大断面説明図
【図６】同ヘッドの駆動波形のパルス幅、電流波形及びパルス電圧の関係を説明する説明図
【図７】同ヘッドの駆動波形のパルス幅と吐出滴速度及び吐出滴体積の関係を説明する説明図
【図８】同記録装置の制御部の一例を示すブロック図
【図９】同制御部の内のヘッド駆動制御部の一例を示すブロック図
【図１０】同記録装置における本発明の第１実施形態の説明に供する説明図
【図１１】本発明の第２実施形態の説明に供するフロー図
【図１２】本発明の第３実施形態の説明に供するフロー図
【図１３】同記録装置におけるヘッド駆動制御部の他の例の説明に供する説明図
【図１４】インク滴を吐出させない駆動波形の他の異なる例の説明に供する説明図
【符号の説明】
１３…キャリッジ、１４…記録ヘッド、２４…搬送ローラ、３３…排紙ローラ、４０…インクジェットヘッド、４１…流路基板、４２…電極基板、４３…ノズル板、４４…ノズル、４６…液室、４７…流体抵抗部、４８…共通流路液室、５０…振動板、５５…電極、５６…ギャップ、８７…波形生成回路、９１…主制御部、６０、９３…ドライバＩＣ、９５…シフトレジスタ、９６…ラッチ回路、９７…レベル変換回路、９８…アナログスイッチアレイ。
【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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【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】
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【図１３】
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【図１４】
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