圧電アクチュエータのメンテナンス方法、液体吐出ヘッドのメンテナンス方法、液体吐出装置、及び画像形成装置
【課題】コストアップを招くことなく、圧電アクチュエータの変位劣化を回復させ、耐久性を向上させる。
【解決手段】 振動板上に下部電極、圧電体、及び上部電極からなる圧電素子を備え、前記振動板が圧力室の一壁面を構成する圧電アクチュエータのメンテナンス方法であって、
前記圧電素子の非駆動状態のときに、前記振動板が前記圧力室とは反対側に凸状となるように前記圧力室の内圧を高める加圧工程を含むことを特徴とする圧電アクチュエータのメンテナンス方法を提供することにより、前記課題を解決する。
【解決手段】 振動板上に下部電極、圧電体、及び上部電極からなる圧電素子を備え、前記振動板が圧力室の一壁面を構成する圧電アクチュエータのメンテナンス方法であって、
前記圧電素子の非駆動状態のときに、前記振動板が前記圧力室とは反対側に凸状となるように前記圧力室の内圧を高める加圧工程を含むことを特徴とする圧電アクチュエータのメンテナンス方法を提供することにより、前記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動板上に下部電極、圧電体、及び上部電極からなる圧電素子を備えた圧電アクチュエータのメンテナンス方法、液体吐出ヘッドのメンテナンス方法、液体吐出装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクジェット記録装置は、記録ヘッド（インクジェットヘッド）のノズルからインク液滴を記録媒体に向かって吐出することにより記録を行うものであり、記録動作時の騒音が低く、ランニングコストが安く、高解像、高品質な画像記録が可能であり、様々な分野で幅広く利用されている。インク吐出方式として、例えば、圧電素子の変位を利用して圧力室の壁面を変化させ、圧力室内のインクを加圧することで圧力室に連通するノズルからインク滴を吐出する方式が好ましく用いられている。
【０００３】
ところで、圧電素子を長時間駆動させていると、その変位性能が低下することが知られている。この使用による圧電素子の変位性能の低下を回復する方法として、例えば、特許文献１では、圧電素子に、駆動時に印加した電場方向と反対の方向に抗電界以上の電界を印加する方法が提案されている。
【特許文献１】特開平６−３４２９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、圧電素子を長時間駆動させた後に駆動方向と逆方向の電界を印加することによって、変位量が初期の値とほぼ同様になるものの、これは使用中に駆動方向と逆方向の電界を印加するしかないため、プラスとマイナスの両方の電界をスルーさせるスイッチングＩＣをインクジェットヘッドに用いる必要があり、コストが高くなるという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、コストアップを招くことなく、圧電アクチュエータの変位劣化を回復させることができ、耐久性を向上させることができる圧電アクチュエータのメンテナンス方法、液体吐出ヘッドのメンテナンス方法、液体吐出装置、及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明に係る圧電アクチュエータのメンテナンス方法（請求項１に記載の発明）は、振動板上に下部電極、圧電体、及び上部電極からなる圧電素子を備え、前記振動板が圧力室の一壁面を構成する圧電アクチュエータのメンテナンス方法であって、前記圧電素子の非駆動状態のときに、前記振動板が前記圧力室とは反対側に凸状となるように前記圧力室の内圧を高める加圧工程を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、圧電素子の非駆動状態のときに、振動板が圧力室とは反対側に凸状となるように圧力室の内圧を高めて振動板を機械的に変形させることにより、コストアップを招くことなく、圧電体に電界を印加していないときの振動板の反り量を小さくすることができる。これにより、圧電体に電界を印加したときの振動板の変位量は大きくなり、圧電アクチュエータの変位劣化を回復させることができる。その結果、圧電アクチュエータの耐久性を向上させることができる。
【０００８】
また、前記目的を達成するために、本発明に係る液体吐出ヘッドのメンテナンス方法（請求項２に記載の発明）は、振動板上に下部電極、圧電体、及び上部電極からなる圧電素子を備えた圧電アクチュエータと、前記振動板によって一壁面が構成され、液体を収容する圧力室と、前記圧力室に連通し、前記液体を吐出するノズルとを備えた液体吐出ヘッドのメンテナンス方法であって、前記圧電素子の非駆動状態のときに、前記ノズルの開口部を封止部材で封止し、前記振動板が前記圧力室とは反対側に凸状となるように前記圧力室の内圧を高める加圧工程を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、圧電素子の非駆動状態のときに、ノズルの開口部を封止部材で封止し、振動板が圧力室とは反対側に凸状となるように圧力室の内圧を高めて振動板を機械的に変形させることにより、コストアップを招くことなく、圧電体に電界を印加していないときの振動板の反り量を小さくすることができる。これにより、圧電体に電界を印加したときの振動板の変位量は大きくなり、圧電アクチュエータの変位劣化を回復させることができる。その結果、圧電アクチュエータの耐久性を向上させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の液体吐出ヘッドのメンテナンス方法の一態様に係り、前記加圧工程は、前記圧力室内に前記液体が充填されている状態で行われることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の液体吐出ヘッドのメンテナンス方法の一態様に係り、前記圧力室から前記液体を回収して気体を充填する工程を含み、前記加圧工程は、前記圧力室内に前記気体が充填されている状態で行われることを特徴とする。
【００１２】
また、前記目的を達成するために、本発明に係る液体吐出装置（請求項５に記載の発明）は、振動板上に下部電極、圧電体、及び上部電極からなる圧電素子を備えた圧電アクチュエータと、前記振動板によって一壁面が構成され、液体を収容する圧力室と、前記圧力室に連通し、前記液体を吐出するノズルと、前記ノズルの開口部を封止する封止部材と、前記圧電素子の非駆動状態のときに、前記ノズルの開口部を封止部材で封止し、前記振動板が前記圧力室とは反対側に凸状となるように前記圧力室の内圧を高める制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、前記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置（請求項６に記載の発明）は、請求項５に記載の液体吐出装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、圧電素子の非駆動状態のときに、振動板が圧力室とは反対側に凸状となるように圧力室の内圧を高めて振動板を機械的に変形させることにより、コストアップを招くことなく、圧電体に電界を印加していないときの振動板の反り量を小さくすることができる。これにより、圧電体に電界を印加したときの振動板の変位量は大きくなり、圧電アクチュエータの変位劣化を回復させることができる。その結果、圧電アクチュエータの耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１６】
〔記録ヘッドの構成〕
まず、本発明で用いられる液体吐出ヘッドの一実施形態として、記録ヘッド（インクジェットヘッド）の構成例について説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態に係る記録ヘッドの要部構成を示した断面図である。同図に示すように、この記録ヘッド１０は、インクの吐出口となるノズル１２と、ノズル１２に連通する圧力室１４と、圧力室１４内の容積を変化させる圧電アクチュエータ１６とから主に構成される。
【００１８】
図示は省略するが、記録ヘッド１０の吐出面（ノズル面）には複数のノズル１２が２次元状（マトリクス状）に設けられている。記録ヘッド１０内部には、各ノズル１２にそれぞれ対応する圧力室１４が設けられており、各ノズル１２はそれぞれ対応する圧力室１４に連通している。各圧力室１４の一端（図１においてノズル１２が連通する側とは反対側の端部）にはそれぞれインク供給口１８が形成されている。各圧力室１４はそれぞれインク供給口１８を介して共通流路２０と連通しており、共通流路２０内のインクが各圧力室１４にそれぞれ分配供給される。なお、共通流路２０には、図５に示すインク貯蔵／装填部２１４に配置されるインクタンク（不図示）からインク供給が行われる。
【００１９】
図１に示す圧電アクチュエータ１６は、圧力室１４の壁面（図１の上面）を構成する振動板２２上の各圧力室１４にそれぞれ対応する位置に下部電極３０、圧電体３２、及び上部電極３４が順次積層された構造となっている。各圧力室１４に対応する下部電極３０、圧電体３２、及び上部電極３４は圧電素子３６を構成し、圧力室１４内のインクを加圧する圧力発生手段として機能する。
【００２０】
下部電極３０及び上部電極３４は、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ等の電極材料で構成され、上述したように各圧力室１４に対応する位置にそれぞれ設けられている。
【００２１】
本実施形態では、下部電極３０が共通電極であり、上部電極３４が個別電極である構造（上部アドレス構造）が採用されており、上部電極（個別電極）３４には外部配線（例えばフレキシブルケーブルなど）３８が接続される。一方、各圧力室１４に対応する下部電極（共通電極）３０は、不図示の位置において互いに電気的に接続されて接地されている。下部電極３０が共通電極となる態様の場合、振動板２２上の全面に下部電極３０が形成されていてもよい。
【００２２】
ヘッドドライバ（図１中不図示、図８に符号２８４で記載）から外部配線３８を介して所定の駆動信号が圧電素子３６の上部電極（個別電極）３４に供給され、下部電極３０及び上部電極３４の間に配置された圧電体３２に電界が印加されると、圧電体３２の伸縮によって振動板２２が圧力室１４側に凸状となるように変形し、これにより、圧力室１４内のインクが加圧され、圧力室１４に連通するノズル１２からインク滴が吐出される。インク吐出後、振動板２２が元の状態に復帰する際、共通流路２０からインク供給口１８を介して圧力室１４に新しいインクが供給され、次のインク吐出動作に備えられる。
【００２３】
〔記録ヘッドの製造方法〕
次に、図１に示した記録ヘッド１０の製造方法について説明する。図２〜図４は、本発明の実施形態に係る記録ヘッド１０の製造方法の一例を示した工程図である。
【００２４】
まず、表面に絶縁層１０８が形成されたＳＯＩ基板１００を用意する（図２（ａ））。ＳＯＩ基板１００は、シリコン基板（Ｓｉ基板）で構成される支持体１０２と、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）で構成されるＢｏｘ層１０４と、シリコン基板（Ｓｉ基板）で構成される活性層１０６とから構成される多層基板である。本例の絶縁層１０８はシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）で構成され、熱酸化法、スパッタ法、ＣＶＤ法などの方法で形成することができる。絶縁層１０８は、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３などの酸化物、ＳｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＡｌＣｒＮなどの窒化物、ＳｉＯＮなどの酸窒化物、樹脂などで構成されていてもよい。
【００２５】
次に、絶縁層１０８の表面全体に下部電極１１０を成膜する（図２（ｂ））。下部電極１１０の材料としては、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ等の電極材料が挙げられる。下部電極１１０の形成方法としては、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法などの方法がある。下部電極１１０の厚さは、例えば１００〜３００ｎｍである。続いて、エッチングにより下部電極１１０のパターニングを行う（図２（ｃ））。具体的には、ドライエッチング（ＲＩＥ）により下部電極１１０を圧力室１４（図４参照）毎に個別化する。絶縁層１０８上に下部電極１１０をベタ成膜してエッチングする工程に代えて、レジストを用いたリフトオフ成膜によって下部電極１１０を各圧力室１４にそれぞれ対応する位置に形成してもよい。
【００２６】
次に、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ、（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）等で構成されるバルクの圧電体１１２の一方の面に犠牲層１１３が形成されたものを用意し、圧電体１１２が所望の厚さ（例えば、２５μｍ）となるまで圧電体１１２の表面を研磨する（図２（ｄ））。
【００２７】
次に、図２（ｃ）に示すＳＯＩ基板１００の下部電極１１０が形成される面側に、上記犠牲層１１３が形成された圧電体１１２を貼り付け（図２（ｅ））、その後、犠牲層１１３を除去する（図３（ａ））。
【００２８】
次に、圧電体１１２の表面全体に上部電極１１４を成膜する（図３（ｂ））。上部電極１１４の材料は、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｕ等の電極材料が挙げられる。上部電極１１４の形成方法は、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法などがある。上部電極１１４の厚みは、例えば１００〜３００ｎｍである。
【００２９】
次に、圧電体１１２をキュリー点以上の温度でアニール処理を施し、再分極を行う。分極条件としては、例えば、圧電体１１２に対して４ｋＶ／ｍｍ程度の電界を約１分間印加する。
【００３０】
圧電体１１２を研磨すると、研磨時に生じる応力、熱によって、圧電体１１２の減極や圧電体表面付近のドメイン方向のばらつきが起こり、圧電素子３６（図１参照）を長時間にわたって駆動したときの変位性能の低下が著しくなるが、本製造方法によれば、圧電体１１２がキュリー点以上の温度に加熱され、再分極が行われるので、長時間にわたって変位性能の劣化が生じることなく圧電素子３６を駆動することができる。
【００３１】
また、前工程（例えば、圧電体１１２を研磨する工程や上部電極１１４を成膜する工程など）において、圧電体１１２が１００℃以上キュリー点以下の温度に加熱されると、圧電体１１２の加熱が行われない場合に比べて変位性能が低下する影響を受けるが、本製造方法によれば、圧電体１１２がキュリー点以上の温度に加熱され、再分極が行われるので、その影響を効果的にキャンセルすることができる。
【００３２】
次に、エッチングにより上部電極１１４のパターニングを行う（図３（ｃ））。具体的には、フッ素系ガス又は塩素系ガスを用いたドライエッチング（ＲＩＥ）によって上部電極１１４をパターニングする。圧電体１１２上に上部電極１１４をベタ成膜してエッチングする工程に代えて、レジストを用いたリフトオフ成膜によって上部電極１１４を圧電体１１２上に形成してもよい。
【００３３】
次に、エッチングにより圧電体１１２のパターニングを行う（図３（ｄ））。具体的には、上部電極１１４と同様、フッ素系ガス又は塩素系ガスを用いたドライエッチング（ＲＩＥ）によって上部電極１１４をパターニングする。このとき、絶縁層１０８上に圧電体１１２が残らないようにエッチングにより除去することが好ましく、圧電体１１２の剥離を防止することができる。また、図示は省略するが、上部電極１１４及び圧電体１１２を同時にエッチングする態様もある。
【００３４】
次に、ＳＯＩ基板１００の下面側を構成する支持体（シリコン基板）１０２に対して、エッチング等により圧力室１４となる開口部１１６を形成する（図４（ａ））。続いて、ノズル１２や共通流路２０などが形成された流路形成基板１１８をＳＯＩ基板１００の下面側に接合する（図４（ｂ））。
【００３５】
最後に、導電性接着剤を用いて上部電極１１４に外部配線３８の一端を接着することにより、本実施形態の記録ヘッド１０を得ることができる（図４（ｃ））。
【００３６】
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
次に、本発明に係る画像形成装置としての一実施形態であるインクジェット記録装置について説明する。
【００３７】
図５は、インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。図５に示すように、このインクジェット記録装置２００は、インクの色毎に設けられた複数の記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙを有する印字部２１２と、各記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部２１４と、記録紙２１６を供給する給紙部２１８と、記録紙２１６のカールを除去するデカール処理部２２０と、前記印字部２１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙２１６の平面性を保持しながら記録紙２１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２２と、印字部２１２による印字結果を読み取る印字検出部２２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２２６と、を備えている。各記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙはそれぞれ図１に示した記録ヘッド１０に相当するものである。
【００３８】
図５では、給紙部２１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
【００３９】
ロール紙を使用する装置構成の場合、図５のように、裁断用のカッター２２８が設けられており、該カッター２２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２２８は、記録紙２１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２２８Ａと、該固定刃２２８Ａに沿って移動する丸刃２２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２２８は不要である。
【００４０】
複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。
【００４１】
給紙部２１８から送り出される記録紙２１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム２３０で記録紙２１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
【００４２】
デカール処理後、カットされた記録紙２１６は、吸着ベルト搬送部２２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２２は、ローラー２３１、２３２間に無端状のベルト２３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部２１２のノズル面及び印字検出部２２４のセンサ面に対向する部分が平面をなすように構成されている。
【００４３】
ベルト２３３は、記録紙２１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（不図示）が形成されている。図５に示したとおり、ローラー２３１、２３２間に掛け渡されたベルト２３３の内側において印字部２１２のノズル面及び印字検出部２２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー２３４が設けられており、この吸着チャンバー２３４をファン２３５で吸引して負圧にすることによってベルト２３３上の記録紙２１６が吸着保持される。
【００４４】
ベルト２３３が巻かれているローラー２３１、２３２の少なくとも一方にモータ（不図示）の動力が伝達されることにより、ベルト２３３は図５において、時計回り方向に駆動され、ベルト２３３上に保持された記録紙２１６は、図５の左から右へと搬送される。
【００４５】
縁無しプリント等を印字するとベルト２３３上にもインクが付着するので、ベルト２３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部２３６が設けられている。ベルト清掃部２３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。
【００４６】
なお、吸着ベルト搬送部２２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。従って、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
【００４７】
吸着ベルト搬送部２２２により形成される用紙搬送路上において印字部２１２の上流側には、加熱ファン２４０が設けられている。加熱ファン２４０は、印字前の記録紙２１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙２１６を加熱する。印字直前に記録紙２１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
【００４８】
印字部２１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている。印字部２１２を構成する各記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙは、本インクジェット記録装置２００が対象とする最大サイズの記録紙２１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている（図６参照）。
【００４９】
記録紙２１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図５の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙが配置されている。記録紙２１６を搬送しつつ各記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙２１６上にカラー画像を形成し得る。
【００５０】
このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部２１２によれば、紙搬送方向（副走査方向）について記録紙２１６と印字部２１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の副走査で）記録紙２１６の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
【００５１】
なお本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する記録ヘッドを追加する構成も可能である。
【００５２】
図５に示したように、インク貯蔵／装填部２１４は、各記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部２１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
【００５３】
印字検出部２２４は、印字部２１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。
【００５４】
本例の印字検出部２２４は、少なくとも各記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。
【００５５】
印字検出部２２４は、各色の記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。
【００５６】
印字検出部２２４の後段には、後乾燥部２４２が設けられている。後乾燥部２４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。
【００５７】
多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。
【００５８】
後乾燥部２４２の後段には、加熱・加圧部２４４が設けられている。加熱・加圧部２４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー２４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
【００５９】
このようにして生成されたプリント物は、排紙部２２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置２００では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２２６Ａ、２２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（不図示）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）２４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター２４８は、排紙部２２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター２４８の構造は前述した第１のカッター２２８と同様であり、固定刃２４８Ａと丸刃２４８Ｂとから構成されている。また、図示を省略したが、本画像の排出部２２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。
【００６０】
〔インク供給系の構成〕
図７は、インクジェット記録装置２００におけるインク供給系の構成を示した概要図である。なお、上述したように、図６に示した各記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙはそれぞれ記録ヘッド１０に相当するものであり、各色の記録ヘッド毎に同一のインク供給構成が適用される。
【００６１】
インクタンク２６０は記録ヘッド１０にインクを供給する基タンクであり、図５で説明したインク貯蔵／装填部２１４に設置される。インクタンク２６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。なお、図７のインクタンク２６０は、先に記載した図５のインク貯蔵／装填部２１４と等価のものである。
【００６２】
図７に示したように、インクタンク２６０と記録ヘッド１０の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ２６２と供給ポンプ２６３が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。図７には示さないが、記録ヘッド１０の近傍又は記録ヘッド１０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。
【００６３】
供給ポンプ２６３は、インクタンク２６０と記録ヘッド１０との間でインクを移動させる液体移動手段として機能するものであり、後述するシステムコントローラ２７２（図８参照）による供給ポンプ２６３の駆動制御によって、インクタンク２６０から記録ヘッド１０に対するインク供給量が調整され、記録ヘッド１０における圧力室１４内のインクが所定の圧力に制御される。
【００６４】
また、インクジェット記録装置２００には、ノズル１２の乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ２６４と、ノズル面１０Ａの清掃手段としてのクリーニングブレード２６６とが設けられている。これらキャップ２６４及びクリーニングブレード２６６を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によって記録ヘッド１０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から記録ヘッド１０下方のメンテナンス位置に移動される。
【００６５】
キャップ２６４は、図示せぬ昇降機構によって記録ヘッド１０に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ２６４を所定の上昇位置まで上昇させ、記録ヘッド１０に密着させることにより、ノズル面１０Ａをキャップ２６４で覆う。
【００６６】
クリーニングブレード２６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構により記録ヘッド１０のインク吐出面（ノズル板表面）に摺動可能である。ノズル板にインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード２６６をノズル板に摺動させることでノズル板表面を拭き取り、ノズル板表面を清浄する。
【００６７】
印字中又は待機中において、特定のノズルの使用頻度が低くなり、ノズル近傍のインク粘度が上昇した場合、その劣化インクを排出すべくキャップ２６４に向かって予備吐出が行われる。
【００６８】
また、記録ヘッド１０内のインク（圧力室１４内）に気泡が混入した場合、記録ヘッド１０にキャップ２６４を当て、吸引ポンプ２６７で圧力室１４内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク２６８へ送液する。この吸引動作は、初期のインクの記録ヘッド１０への装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇（固化）した劣化インクの吸い出しが行われる。
【００６９】
記録ヘッド１０は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用の圧電素子３６が動作してもノズル１２からインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で（圧電素子３６の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で）、インク受けに向かって圧電素子３６を動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面１０Ａの清掃手段として設けられているクリーニングブレード２６６等のワイパーによってノズル板表面の汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作によってノズル１２内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。
【００７０】
また、ノズル１２や圧力室１４に気泡が混入したり、ノズル１２内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、以下に述べる吸引動作を行う。
【００７１】
すなわち、ノズル１２や圧力室１４のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル１２内のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、圧電素子３６を動作させてもノズル１２からインクを吐出できなくなる。このような場合、記録ヘッド１０のノズル面１０Ａに、圧力室１４内のインクをポンプ等で吸い込む吸引手段を当接させて、気泡が混入したインク又は増粘インクを吸引する動作が行われる。
【００７２】
ただし、上記の吸引動作は、圧力室１４内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きい。したがって、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出を行うことが好ましい。
【００７３】
〔制御系の構成〕
図８は、インクジェット記録装置２００の制御系を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置２００は、通信インターフェース２７０、システムコントローラ２７２、画像メモリ２７４、モータドライバ２７６、ヒータドライバ２７８、プリント制御部２８０、画像バッファメモリ２８２、ヘッドドライバ２８４等を備えている。
【００７４】
通信インターフェース２７０は、ホストコンピュータ２８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース２７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。ホストコンピュータ２８６から送出された画像データは通信インターフェース２７０を介してインクジェット記録装置２００に取り込まれ、一旦画像メモリ２７４に記憶される。
【００７５】
画像メモリ２７４は、通信インターフェース２７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ２７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ２７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
【００７６】
システムコントローラ２７２は、通信インターフェース２７０、画像メモリ２７４、モータドライバ２７６、ヒータドライバ２７８、ポンプドライバ２７９等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ２７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ２８６との間の通信制御、画像メモリ２７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ２８８やヒータ２８９、ポンプ２９０を制御する制御信号を生成する。
【００７７】
モータドライバ２７６は、システムコントローラ２７２からの指示に従ってモータ２８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ２７８は、システムコントローラ２７２からの指示に従って後乾燥部２４２その他各部のヒータ２８９を駆動するドライバである。
【００７８】
また、ポンプドライバ２７９は、システムコントローラ２７２からの指示に従ってポンプ２９０を駆動するドライバ（駆動回路）である。図８には、装置内の各部に配置されるポンプを代表して符号２９０で図示されている。例えば、図８に示すポンプ２９０には、図７の供給ポンプ２６３や吸引ポンプ２６７が含まれている。
【００７９】
プリント制御部２８０は、システムコントローラ２７２の制御に従い、画像メモリ２７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（ドットデータ）をヘッドドライバ２８４に供給する制御部である。プリント制御部２８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ２８４を介して記録ヘッド１０（２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙ）のインク滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
【００８０】
プリント制御部２８０には画像バッファメモリ２８２が備えられており、プリント制御部２８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ２８２に一時的に格納される。なお、図８において画像バッファメモリ２８２はプリント制御部２８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ２７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部２８０とシステムコントローラ２７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。
【００８１】
ヘッドドライバ２８４は、プリント制御部２８０から与えられるドットデータに基づいて各色の記録ヘッド１０の圧電素子３６（図１参照）を駆動するための駆動信号を生成し、圧電素子３６に生成した駆動信号を供給する。ヘッドドライバ２８４には記録ヘッド１０の駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
【００８２】
印字検出部２２４は、図５で説明したように、ラインセンサを含むブロックであり、記録紙２１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部２８０に提供する。
【００８３】
プリント制御部２８０は、必要に応じて印字検出部２２４から得られる情報に基づいて記録ヘッド１０に対する各種補正を行う。
【００８４】
〔記録ヘッドのメンテナンス方法〕
次に、本発明に係る圧電アクチュエータ及び液体吐出ヘッドのメンテナンス方法の一例として、図１に示した記録ヘッド１０のメンテナンス方法について説明する。
【００８５】
本発明者は、鋭意検討した結果、図１に示した記録ヘッド１０において、圧電アクチュエータ１６の変位量（即ち、圧電体３２に電界を印加したときの振動板２２の変位量）は、圧電体３２に電界を印加していないときの反り量と相関関係があることを見出した。
【００８６】
図９は、圧電体３２に電界を印加していないときの振動板２２の反り量と圧電体３２に電界を印加したときの振動板２２の変位量の関係について測定した結果を示した図である。同図において、横軸は、圧電体３２に電界を印加していないときの反り量Ｘを表し、縦軸は、圧電体３２に電界を印加したときの変位量Ｙを表している（図１参照）。
【００８７】
なお、圧電体３２に電界を印加していないときの反り量Ｘとは、電界を印加していない状態において、振動板２２に反りがないと仮定したときの振動板下面２２ａから、振動板２２に反りが生じているときの振動板下面２２ｂまでの最大距離をいう。また、圧電体３２に電界を印加したときの振動板２２の変位量Ｙとは、上述した振動板下面２２ｂから、圧電体３２に電界を印加して振動板２２が変位したときの振動板下面２２ｃまでの最大距離をいう。
【００８８】
図９に示した結果から理解されるように、圧電体３２に電界を印加したときの振動板２２の変位量Ｙは、圧電体３２に電界を印加していないときの振動板２２の反り量Ｘと相関関係がある。具体的には、圧電体３２に電界を印加していないときの反り量Ｘが大きくなるほど、圧電体３２に電界を印加したときの振動板２２の変位量Ｙは小さくなる傾向にある。即ち、圧電体３２に電界を印加したときの振動板２２の変位量Ｙは、圧電体３２に電界を印加していないときの反り量Ｘに対して略反比例の関係にある。これは、長時間にわたって圧電体３２に電界が印加されると、圧電体３２内に空間電荷が蓄積されるためと考えられる。
【００８９】
したがって、圧電アクチュエータ１６の変位劣化を回復させるためには、圧電体３２に電界を印加していないときの反り量Ｘを小さくすればよいと言える。
【００９０】
そこで本実施形態においては、以下に示すメンテナンス動作を実行することにより、圧電体３２に電界を印加していないときの振動板２２の反り量Ｘを小さくして、圧電アクチュエータ１６の変位劣化を回復させる。
【００９１】
このメンテナンス動作では、圧電体３２に電界が印加されていない状態（即ち、圧電素子３６の非駆動状態）のときに、記録ヘッド１０のノズル面１０Ａをキャップ２６４で覆った状態にして、供給ポンプ２６３の駆動制御によって圧力室１４の内圧を一定時間高める。このとき、振動板２２が圧力室１４とは反対側（図１において上方向）に凸状となるようにする。換言すれば、図１に示すように、振動板２２の下面が符号２２ｄで示すような状態となるように、圧力室１４に供給されるインク量を増やして圧力室１４の内圧を高めればよい。例えば、圧力室１４の平面形状が一辺３００μｍの正方形状であり、振動板２２の厚みが１０μｍ、圧電体３２の厚みが１０μｍの場合、圧力室１４の内圧を２ＭＰａ程度にすればよい。
【００９２】
このように圧力室１４の内圧を一定時間高めて振動板２２を機械的に変形させることにより、コストアップを招くことなく、圧電体３２に電界を印加していないときの振動板２２の反り量Ｘを小さくすることができ、圧電アクチュエータ１６の変位劣化を回復させ、その耐久性を向上させることができる。
【００９３】
このようなメンテナンス動作は、インクジェット記録装置２００の起動時や停止時、或いは、装置の起動中に定期的に行われる。また、ユーザにより指示された場合にメンテナンス動作が行われるようにしてもよい。
【００９４】
圧力室１４の内圧を高めることによって振動板２２を圧力室１４と反対側に凸状となるように機械的に変形させる動作を継続する時間（加圧時間）は、特に限定されるものではなく、記録ヘッド１０の構成部材（例えば振動板２２など）の材質、形状に応じて適宜最適な時間を設定すればよい。本例では、３０分以上の加圧時間が設定される。
【００９５】
ここで、圧力室１４を加圧したときの圧電素子３６の駆動回数と変位比率の関係を図１０に示す。また、その比較例として、圧力室１４を加圧しないときの圧電素子３６の駆動回数と変位比率の関係を図１１に示す。これらの図において、横軸は圧電素子３６の駆動回数を表し、横軸は初期状態を１としたときの変位比率を表しており、それぞれ同一条件で複数回繰り返して測定したデータを示している。また、振動板２２の厚さは７μｍ、圧電体３２の厚さは２０μｍであるものを用いた。また、図１０では、圧力印加条件（実験条件）として、圧力室１４の内圧を２ＭＰａにして３０分間加圧するようにした。
【００９６】
図１０に示すように、圧電素子３６の非駆動状態のときに、記録ヘッド１０のノズル面１０Ａをキャップ２６４で覆った状態にして、圧力室１４の内圧を一定時間（本例では３０分間）高めて、振動板２２を圧力室１４と反対側に凸状となるように機械的に変形させるメンテナンス動作を行った場合には、圧電素子３６を１０００億回以上駆動しても、初期状態に対する変位比率は、０．９５（９５％）以上であり、圧電アクチュエータ１６の変位劣化はほとんど発生していない。
【００９７】
これに対して、図１１に示すように、上記のメンテナンス動作を行わなかった場合には、圧電素子３６を６００億回以上駆動させた時点において、初期状態に対する変位比率は、約０．８０（８０％）前後となり、図１０に示した場合に比べて圧電アクチュエータ１６の変位劣化が大きい。
【００９８】
このように、圧電素子３６の非駆動状態において、圧力室１４の内圧を一定時間高めるメンテナンス動作を実行することにより、振動板２２を圧力室１４とは反対側に凸状となるように機械的に変形させることで、圧電体３２内に空間電荷が蓄積されるのを抑制することができ、圧電体３２に電界を印加していないときの振動板２２の反り量Ｘを小さくすることができる。これにより、圧電体３２に電界を印加したときの振動板２２の変位量Ｙを大きくすることができ、圧電アクチュエータ１６の変位劣化を回復させることができる。この結果、圧電アクチュエータ１６の耐久性を向上させることができる。
【００９９】
次に、圧電アクチュエータ１６に対するメンテナンス制御について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、圧電アクチュエータ１６に対するメンテナンス制御の一例を示したフローチャート図である。このメンテナンス制御は、主として、図８に示したシステムコントローラ２７２で実行される。
【０１００】
まず、装置に電源が投入されると、図７に示した供給ポンプ２６３の駆動制御により、圧力室１４の内圧がＰ１となるように制御が行われる（ステップＳ１０）。なお、圧力室１４の内圧Ｐ１は、大気圧Ｐ０より小さく（即ち、Ｐ１＞Ｐ０）、ノズル１２におけるインクメニスカスが維持されるような値に設定される。
【０１０１】
次に、印刷処理として、入力された画像データに応じて、記録ヘッド１０の各ノズル１２からインク液滴が吐出され、記録紙２１６上に画像が記録される（ステップＳ１２）。
【０１０２】
次に、印刷処理が終了したか否か判断が行われる（ステップＳ１４）。印刷処理が終了するまで、ステップＳ１４はＮｏ判定となり、ステップＳ１２に戻って、印刷処理が継続して実施される。
【０１０３】
一方、ステップＳ１４において印刷処理が終了した判断された場合（即ち、Ｙｅｓ判定時）、記録ヘッド１０のノズル面１０Ａがキャップ２６４で覆われ（ステップＳ１６）、供給ポンプ２６３の駆動制御により、圧力室１４の内圧がＰ２となるように制御が行われる（ステップＳ１８）。なお、圧力室１４の内圧Ｐ２は、上記内圧Ｐ１よりも高く（即ち、Ｐ２＞Ｐ１）、且つ、振動板２２が圧力室１４とは反対側に凸状となるような値に設定される。
【０１０４】
次に、圧力室１４の内圧をＰ２にした状態で所定の時間（加圧時間）が経過したか否か判断される（ステップＳ２０）。加圧時間が経過するまで、ステップＳ２０はＮｏ判定となり、ステップＳ１８に戻って、圧力室１４の内圧はＰ２に維持される。加圧時間は、例えば３０分以上であり、あらかじめ実験などで最適な時間を求めておくとよい。
【０１０５】
一方、ステップＳ２０において加圧時間が経過したと判断された場合（即ち、Ｙｅｓ判定時）、圧力室１４の内圧はＰ１に戻され（ステップＳ２２）、全ての処理が終了する。
【０１０６】
図１２に示した例では、印刷動作が終了した後に圧力室１４の内圧を高めることによってメンテナンス動作が実行されているが、このメンテナンス動作が実行されるタイミングは本例に限らず、印刷動作が開始される前でもよいし、印刷動作中に定期的に実行されてもよい。また、ユーザから指示された場合にメンテナンス動作が実行されるようにしてもよい。
【０１０７】
以上説明したように、本実施形態によれば、記録ヘッド１０のノズル面１０Ａをキャップ２６４で覆うことによってノズル５１の開口部を封止した状態で、振動板２２が圧力室１４とは反対側に凸状となるように圧力室１４の内圧を一定時間高めて振動板２２を機械的に変形させることにより、コストアップを招くことなく、圧電体３２に電界を印加していないときの振動板２２の反り量を小さくすることができる。これにより、圧電体３２に電界を印加したときの振動板２２の変位量は大きくなり、圧電アクチュエータ１６の変位劣化を回復させることができる。その結果、圧電アクチュエータ１６の耐久性を向上させることができる。
【０１０８】
本実施形態では、圧力室１４の内圧を高める工程は、圧力室１４にインクが充填されている状態で行われているが、これに限らず、インク以外の他の液体や、空気などの気体が圧力室１４に充填されている状態で行ってもよい。例えば、記録ヘッド１０内からインクを全部回収して圧力室１４内に空気を充填した状態にして、圧力室１４内の空気に所定の圧力を加えるようにしてもよい。
【０１０９】
以上、本発明の圧電アクチュエータのメンテナンス方法、液体吐出ヘッドのメンテナンス方法、液体吐出装置、及び画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本実施形態に係る記録ヘッドの要部構成を示した断面図
【図２】図１に示した記録ヘッドの製造方法の一例を示した工程図
【図３】図１に示した記録ヘッドの製造方法の一例を示した工程図
【図４】図１に示した記録ヘッドの製造方法の一例を示した工程図
【図５】インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図
【図６】インクジェット記録装置の印字部周辺を示した要部平面図
【図７】インクジェット記録装置のインク供給系の構成を示した概要図
【図８】インクジェット記録装置の制御系を示す要部ブロック図
【図９】圧電体に電界を印加していないときの振動板の反り量と圧電体に電界を印加したときの振動板の変位量の関係について測定した結果を示した図
【図１０】圧力室を加圧したときの圧電素子の駆動回数と変位比率の関係を示した図
【図１１】圧力室を加圧しないときの圧電素子の駆動回数と変位比率の関係を示した図
【図１２】圧電アクチュエータに対するメンテナンス制御の一例を示したフローチャート図
【符号の説明】
【０１１１】
１０…記録ヘッド、１０Ａ…ノズル面、１２…ノズル、１４…圧力室、１６…圧電アクチュエータ、２０…共通流路、２２…振動板、３０…下部電極、３２…圧電体、３４…上部電極、３６…圧電素子、３８…外部配線、１００…ＳＯＩ基板、１０８…絶縁層、１１０…下部電極、１１２…圧電体、１１４…上部電極、２００…インクジェット記録装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動板上に下部電極、圧電体、及び上部電極からなる圧電素子を備えた圧電アクチュエータのメンテナンス方法、液体吐出ヘッドのメンテナンス方法、液体吐出装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インクジェット記録装置は、記録ヘッド（インクジェットヘッド）のノズルからインク液滴を記録媒体に向かって吐出することにより記録を行うものであり、記録動作時の騒音が低く、ランニングコストが安く、高解像、高品質な画像記録が可能であり、様々な分野で幅広く利用されている。インク吐出方式として、例えば、圧電素子の変位を利用して圧力室の壁面を変化させ、圧力室内のインクを加圧することで圧力室に連通するノズルからインク滴を吐出する方式が好ましく用いられている。
【０００３】
ところで、圧電素子を長時間駆動させていると、その変位性能が低下することが知られている。この使用による圧電素子の変位性能の低下を回復する方法として、例えば、特許文献１では、圧電素子に、駆動時に印加した電場方向と反対の方向に抗電界以上の電界を印加する方法が提案されている。
【特許文献１】特開平６−３４２９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、圧電素子を長時間駆動させた後に駆動方向と逆方向の電界を印加することによって、変位量が初期の値とほぼ同様になるものの、これは使用中に駆動方向と逆方向の電界を印加するしかないため、プラスとマイナスの両方の電界をスルーさせるスイッチングＩＣをインクジェットヘッドに用いる必要があり、コストが高くなるという問題がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、コストアップを招くことなく、圧電アクチュエータの変位劣化を回復させることができ、耐久性を向上させることができる圧電アクチュエータのメンテナンス方法、液体吐出ヘッドのメンテナンス方法、液体吐出装置、及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明に係る圧電アクチュエータのメンテナンス方法（請求項１に記載の発明）は、振動板上に下部電極、圧電体、及び上部電極からなる圧電素子を備え、前記振動板が圧力室の一壁面を構成する圧電アクチュエータのメンテナンス方法であって、前記圧電素子の非駆動状態のときに、前記振動板が前記圧力室とは反対側に凸状となるように前記圧力室の内圧を高める加圧工程を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、圧電素子の非駆動状態のときに、振動板が圧力室とは反対側に凸状となるように圧力室の内圧を高めて振動板を機械的に変形させることにより、コストアップを招くことなく、圧電体に電界を印加していないときの振動板の反り量を小さくすることができる。これにより、圧電体に電界を印加したときの振動板の変位量は大きくなり、圧電アクチュエータの変位劣化を回復させることができる。その結果、圧電アクチュエータの耐久性を向上させることができる。
【０００８】
また、前記目的を達成するために、本発明に係る液体吐出ヘッドのメンテナンス方法（請求項２に記載の発明）は、振動板上に下部電極、圧電体、及び上部電極からなる圧電素子を備えた圧電アクチュエータと、前記振動板によって一壁面が構成され、液体を収容する圧力室と、前記圧力室に連通し、前記液体を吐出するノズルとを備えた液体吐出ヘッドのメンテナンス方法であって、前記圧電素子の非駆動状態のときに、前記ノズルの開口部を封止部材で封止し、前記振動板が前記圧力室とは反対側に凸状となるように前記圧力室の内圧を高める加圧工程を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、圧電素子の非駆動状態のときに、ノズルの開口部を封止部材で封止し、振動板が圧力室とは反対側に凸状となるように圧力室の内圧を高めて振動板を機械的に変形させることにより、コストアップを招くことなく、圧電体に電界を印加していないときの振動板の反り量を小さくすることができる。これにより、圧電体に電界を印加したときの振動板の変位量は大きくなり、圧電アクチュエータの変位劣化を回復させることができる。その結果、圧電アクチュエータの耐久性を向上させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の液体吐出ヘッドのメンテナンス方法の一態様に係り、前記加圧工程は、前記圧力室内に前記液体が充填されている状態で行われることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の液体吐出ヘッドのメンテナンス方法の一態様に係り、前記圧力室から前記液体を回収して気体を充填する工程を含み、前記加圧工程は、前記圧力室内に前記気体が充填されている状態で行われることを特徴とする。
【００１２】
また、前記目的を達成するために、本発明に係る液体吐出装置（請求項５に記載の発明）は、振動板上に下部電極、圧電体、及び上部電極からなる圧電素子を備えた圧電アクチュエータと、前記振動板によって一壁面が構成され、液体を収容する圧力室と、前記圧力室に連通し、前記液体を吐出するノズルと、前記ノズルの開口部を封止する封止部材と、前記圧電素子の非駆動状態のときに、前記ノズルの開口部を封止部材で封止し、前記振動板が前記圧力室とは反対側に凸状となるように前記圧力室の内圧を高める制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、前記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置（請求項６に記載の発明）は、請求項５に記載の液体吐出装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、圧電素子の非駆動状態のときに、振動板が圧力室とは反対側に凸状となるように圧力室の内圧を高めて振動板を機械的に変形させることにより、コストアップを招くことなく、圧電体に電界を印加していないときの振動板の反り量を小さくすることができる。これにより、圧電体に電界を印加したときの振動板の変位量は大きくなり、圧電アクチュエータの変位劣化を回復させることができる。その結果、圧電アクチュエータの耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１６】
〔記録ヘッドの構成〕
まず、本発明で用いられる液体吐出ヘッドの一実施形態として、記録ヘッド（インクジェットヘッド）の構成例について説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態に係る記録ヘッドの要部構成を示した断面図である。同図に示すように、この記録ヘッド１０は、インクの吐出口となるノズル１２と、ノズル１２に連通する圧力室１４と、圧力室１４内の容積を変化させる圧電アクチュエータ１６とから主に構成される。
【００１８】
図示は省略するが、記録ヘッド１０の吐出面（ノズル面）には複数のノズル１２が２次元状（マトリクス状）に設けられている。記録ヘッド１０内部には、各ノズル１２にそれぞれ対応する圧力室１４が設けられており、各ノズル１２はそれぞれ対応する圧力室１４に連通している。各圧力室１４の一端（図１においてノズル１２が連通する側とは反対側の端部）にはそれぞれインク供給口１８が形成されている。各圧力室１４はそれぞれインク供給口１８を介して共通流路２０と連通しており、共通流路２０内のインクが各圧力室１４にそれぞれ分配供給される。なお、共通流路２０には、図５に示すインク貯蔵／装填部２１４に配置されるインクタンク（不図示）からインク供給が行われる。
【００１９】
図１に示す圧電アクチュエータ１６は、圧力室１４の壁面（図１の上面）を構成する振動板２２上の各圧力室１４にそれぞれ対応する位置に下部電極３０、圧電体３２、及び上部電極３４が順次積層された構造となっている。各圧力室１４に対応する下部電極３０、圧電体３２、及び上部電極３４は圧電素子３６を構成し、圧力室１４内のインクを加圧する圧力発生手段として機能する。
【００２０】
下部電極３０及び上部電極３４は、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ等の電極材料で構成され、上述したように各圧力室１４に対応する位置にそれぞれ設けられている。
【００２１】
本実施形態では、下部電極３０が共通電極であり、上部電極３４が個別電極である構造（上部アドレス構造）が採用されており、上部電極（個別電極）３４には外部配線（例えばフレキシブルケーブルなど）３８が接続される。一方、各圧力室１４に対応する下部電極（共通電極）３０は、不図示の位置において互いに電気的に接続されて接地されている。下部電極３０が共通電極となる態様の場合、振動板２２上の全面に下部電極３０が形成されていてもよい。
【００２２】
ヘッドドライバ（図１中不図示、図８に符号２８４で記載）から外部配線３８を介して所定の駆動信号が圧電素子３６の上部電極（個別電極）３４に供給され、下部電極３０及び上部電極３４の間に配置された圧電体３２に電界が印加されると、圧電体３２の伸縮によって振動板２２が圧力室１４側に凸状となるように変形し、これにより、圧力室１４内のインクが加圧され、圧力室１４に連通するノズル１２からインク滴が吐出される。インク吐出後、振動板２２が元の状態に復帰する際、共通流路２０からインク供給口１８を介して圧力室１４に新しいインクが供給され、次のインク吐出動作に備えられる。
【００２３】
〔記録ヘッドの製造方法〕
次に、図１に示した記録ヘッド１０の製造方法について説明する。図２〜図４は、本発明の実施形態に係る記録ヘッド１０の製造方法の一例を示した工程図である。
【００２４】
まず、表面に絶縁層１０８が形成されたＳＯＩ基板１００を用意する（図２（ａ））。ＳＯＩ基板１００は、シリコン基板（Ｓｉ基板）で構成される支持体１０２と、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）で構成されるＢｏｘ層１０４と、シリコン基板（Ｓｉ基板）で構成される活性層１０６とから構成される多層基板である。本例の絶縁層１０８はシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）で構成され、熱酸化法、スパッタ法、ＣＶＤ法などの方法で形成することができる。絶縁層１０８は、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３などの酸化物、ＳｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＡｌＣｒＮなどの窒化物、ＳｉＯＮなどの酸窒化物、樹脂などで構成されていてもよい。
【００２５】
次に、絶縁層１０８の表面全体に下部電極１１０を成膜する（図２（ｂ））。下部電極１１０の材料としては、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ等の電極材料が挙げられる。下部電極１１０の形成方法としては、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法などの方法がある。下部電極１１０の厚さは、例えば１００〜３００ｎｍである。続いて、エッチングにより下部電極１１０のパターニングを行う（図２（ｃ））。具体的には、ドライエッチング（ＲＩＥ）により下部電極１１０を圧力室１４（図４参照）毎に個別化する。絶縁層１０８上に下部電極１１０をベタ成膜してエッチングする工程に代えて、レジストを用いたリフトオフ成膜によって下部電極１１０を各圧力室１４にそれぞれ対応する位置に形成してもよい。
【００２６】
次に、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ、（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）等で構成されるバルクの圧電体１１２の一方の面に犠牲層１１３が形成されたものを用意し、圧電体１１２が所望の厚さ（例えば、２５μｍ）となるまで圧電体１１２の表面を研磨する（図２（ｄ））。
【００２７】
次に、図２（ｃ）に示すＳＯＩ基板１００の下部電極１１０が形成される面側に、上記犠牲層１１３が形成された圧電体１１２を貼り付け（図２（ｅ））、その後、犠牲層１１３を除去する（図３（ａ））。
【００２８】
次に、圧電体１１２の表面全体に上部電極１１４を成膜する（図３（ｂ））。上部電極１１４の材料は、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｕ等の電極材料が挙げられる。上部電極１１４の形成方法は、スパッタ法、蒸着法、ＣＶＤ法などがある。上部電極１１４の厚みは、例えば１００〜３００ｎｍである。
【００２９】
次に、圧電体１１２をキュリー点以上の温度でアニール処理を施し、再分極を行う。分極条件としては、例えば、圧電体１１２に対して４ｋＶ／ｍｍ程度の電界を約１分間印加する。
【００３０】
圧電体１１２を研磨すると、研磨時に生じる応力、熱によって、圧電体１１２の減極や圧電体表面付近のドメイン方向のばらつきが起こり、圧電素子３６（図１参照）を長時間にわたって駆動したときの変位性能の低下が著しくなるが、本製造方法によれば、圧電体１１２がキュリー点以上の温度に加熱され、再分極が行われるので、長時間にわたって変位性能の劣化が生じることなく圧電素子３６を駆動することができる。
【００３１】
また、前工程（例えば、圧電体１１２を研磨する工程や上部電極１１４を成膜する工程など）において、圧電体１１２が１００℃以上キュリー点以下の温度に加熱されると、圧電体１１２の加熱が行われない場合に比べて変位性能が低下する影響を受けるが、本製造方法によれば、圧電体１１２がキュリー点以上の温度に加熱され、再分極が行われるので、その影響を効果的にキャンセルすることができる。
【００３２】
次に、エッチングにより上部電極１１４のパターニングを行う（図３（ｃ））。具体的には、フッ素系ガス又は塩素系ガスを用いたドライエッチング（ＲＩＥ）によって上部電極１１４をパターニングする。圧電体１１２上に上部電極１１４をベタ成膜してエッチングする工程に代えて、レジストを用いたリフトオフ成膜によって上部電極１１４を圧電体１１２上に形成してもよい。
【００３３】
次に、エッチングにより圧電体１１２のパターニングを行う（図３（ｄ））。具体的には、上部電極１１４と同様、フッ素系ガス又は塩素系ガスを用いたドライエッチング（ＲＩＥ）によって上部電極１１４をパターニングする。このとき、絶縁層１０８上に圧電体１１２が残らないようにエッチングにより除去することが好ましく、圧電体１１２の剥離を防止することができる。また、図示は省略するが、上部電極１１４及び圧電体１１２を同時にエッチングする態様もある。
【００３４】
次に、ＳＯＩ基板１００の下面側を構成する支持体（シリコン基板）１０２に対して、エッチング等により圧力室１４となる開口部１１６を形成する（図４（ａ））。続いて、ノズル１２や共通流路２０などが形成された流路形成基板１１８をＳＯＩ基板１００の下面側に接合する（図４（ｂ））。
【００３５】
最後に、導電性接着剤を用いて上部電極１１４に外部配線３８の一端を接着することにより、本実施形態の記録ヘッド１０を得ることができる（図４（ｃ））。
【００３６】
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
次に、本発明に係る画像形成装置としての一実施形態であるインクジェット記録装置について説明する。
【００３７】
図５は、インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。図５に示すように、このインクジェット記録装置２００は、インクの色毎に設けられた複数の記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙを有する印字部２１２と、各記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部２１４と、記録紙２１６を供給する給紙部２１８と、記録紙２１６のカールを除去するデカール処理部２２０と、前記印字部２１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙２１６の平面性を保持しながら記録紙２１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２２と、印字部２１２による印字結果を読み取る印字検出部２２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２２６と、を備えている。各記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙはそれぞれ図１に示した記録ヘッド１０に相当するものである。
【００３８】
図５では、給紙部２１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
【００３９】
ロール紙を使用する装置構成の場合、図５のように、裁断用のカッター２２８が設けられており、該カッター２２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２２８は、記録紙２１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２２８Ａと、該固定刃２２８Ａに沿って移動する丸刃２２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２２８は不要である。
【００４０】
複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。
【００４１】
給紙部２１８から送り出される記録紙２１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム２３０で記録紙２１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
【００４２】
デカール処理後、カットされた記録紙２１６は、吸着ベルト搬送部２２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２２は、ローラー２３１、２３２間に無端状のベルト２３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部２１２のノズル面及び印字検出部２２４のセンサ面に対向する部分が平面をなすように構成されている。
【００４３】
ベルト２３３は、記録紙２１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（不図示）が形成されている。図５に示したとおり、ローラー２３１、２３２間に掛け渡されたベルト２３３の内側において印字部２１２のノズル面及び印字検出部２２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー２３４が設けられており、この吸着チャンバー２３４をファン２３５で吸引して負圧にすることによってベルト２３３上の記録紙２１６が吸着保持される。
【００４４】
ベルト２３３が巻かれているローラー２３１、２３２の少なくとも一方にモータ（不図示）の動力が伝達されることにより、ベルト２３３は図５において、時計回り方向に駆動され、ベルト２３３上に保持された記録紙２１６は、図５の左から右へと搬送される。
【００４５】
縁無しプリント等を印字するとベルト２３３上にもインクが付着するので、ベルト２３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部２３６が設けられている。ベルト清掃部２３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。
【００４６】
なお、吸着ベルト搬送部２２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。従って、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
【００４７】
吸着ベルト搬送部２２２により形成される用紙搬送路上において印字部２１２の上流側には、加熱ファン２４０が設けられている。加熱ファン２４０は、印字前の記録紙２１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙２１６を加熱する。印字直前に記録紙２１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
【００４８】
印字部２１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている。印字部２１２を構成する各記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙは、本インクジェット記録装置２００が対象とする最大サイズの記録紙２１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている（図６参照）。
【００４９】
記録紙２１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図５の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙが配置されている。記録紙２１６を搬送しつつ各記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙２１６上にカラー画像を形成し得る。
【００５０】
このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部２１２によれば、紙搬送方向（副走査方向）について記録紙２１６と印字部２１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の副走査で）記録紙２１６の全面に画像を記録することができる。これにより、記録ヘッドが紙搬送方向と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
【００５１】
なお本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する記録ヘッドを追加する構成も可能である。
【００５２】
図５に示したように、インク貯蔵／装填部２１４は、各記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部２１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
【００５３】
印字検出部２２４は、印字部２１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。
【００５４】
本例の印字検出部２２４は、少なくとも各記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。
【００５５】
印字検出部２２４は、各色の記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。
【００５６】
印字検出部２２４の後段には、後乾燥部２４２が設けられている。後乾燥部２４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。
【００５７】
多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。
【００５８】
後乾燥部２４２の後段には、加熱・加圧部２４４が設けられている。加熱・加圧部２４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー２４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
【００５９】
このようにして生成されたプリント物は、排紙部２２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置２００では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２２６Ａ、２２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（不図示）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）２４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター２４８は、排紙部２２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター２４８の構造は前述した第１のカッター２２８と同様であり、固定刃２４８Ａと丸刃２４８Ｂとから構成されている。また、図示を省略したが、本画像の排出部２２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。
【００６０】
〔インク供給系の構成〕
図７は、インクジェット記録装置２００におけるインク供給系の構成を示した概要図である。なお、上述したように、図６に示した各記録ヘッド２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙはそれぞれ記録ヘッド１０に相当するものであり、各色の記録ヘッド毎に同一のインク供給構成が適用される。
【００６１】
インクタンク２６０は記録ヘッド１０にインクを供給する基タンクであり、図５で説明したインク貯蔵／装填部２１４に設置される。インクタンク２６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。なお、図７のインクタンク２６０は、先に記載した図５のインク貯蔵／装填部２１４と等価のものである。
【００６２】
図７に示したように、インクタンク２６０と記録ヘッド１０の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ２６２と供給ポンプ２６３が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。図７には示さないが、記録ヘッド１０の近傍又は記録ヘッド１０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。
【００６３】
供給ポンプ２６３は、インクタンク２６０と記録ヘッド１０との間でインクを移動させる液体移動手段として機能するものであり、後述するシステムコントローラ２７２（図８参照）による供給ポンプ２６３の駆動制御によって、インクタンク２６０から記録ヘッド１０に対するインク供給量が調整され、記録ヘッド１０における圧力室１４内のインクが所定の圧力に制御される。
【００６４】
また、インクジェット記録装置２００には、ノズル１２の乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ２６４と、ノズル面１０Ａの清掃手段としてのクリーニングブレード２６６とが設けられている。これらキャップ２６４及びクリーニングブレード２６６を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によって記録ヘッド１０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から記録ヘッド１０下方のメンテナンス位置に移動される。
【００６５】
キャップ２６４は、図示せぬ昇降機構によって記録ヘッド１０に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ２６４を所定の上昇位置まで上昇させ、記録ヘッド１０に密着させることにより、ノズル面１０Ａをキャップ２６４で覆う。
【００６６】
クリーニングブレード２６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構により記録ヘッド１０のインク吐出面（ノズル板表面）に摺動可能である。ノズル板にインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード２６６をノズル板に摺動させることでノズル板表面を拭き取り、ノズル板表面を清浄する。
【００６７】
印字中又は待機中において、特定のノズルの使用頻度が低くなり、ノズル近傍のインク粘度が上昇した場合、その劣化インクを排出すべくキャップ２６４に向かって予備吐出が行われる。
【００６８】
また、記録ヘッド１０内のインク（圧力室１４内）に気泡が混入した場合、記録ヘッド１０にキャップ２６４を当て、吸引ポンプ２６７で圧力室１４内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク２６８へ送液する。この吸引動作は、初期のインクの記録ヘッド１０への装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇（固化）した劣化インクの吸い出しが行われる。
【００６９】
記録ヘッド１０は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用の圧電素子３６が動作してもノズル１２からインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で（圧電素子３６の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で）、インク受けに向かって圧電素子３６を動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面１０Ａの清掃手段として設けられているクリーニングブレード２６６等のワイパーによってノズル板表面の汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作によってノズル１２内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。
【００７０】
また、ノズル１２や圧力室１４に気泡が混入したり、ノズル１２内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、以下に述べる吸引動作を行う。
【００７１】
すなわち、ノズル１２や圧力室１４のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル１２内のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、圧電素子３６を動作させてもノズル１２からインクを吐出できなくなる。このような場合、記録ヘッド１０のノズル面１０Ａに、圧力室１４内のインクをポンプ等で吸い込む吸引手段を当接させて、気泡が混入したインク又は増粘インクを吸引する動作が行われる。
【００７２】
ただし、上記の吸引動作は、圧力室１４内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きい。したがって、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出を行うことが好ましい。
【００７３】
〔制御系の構成〕
図８は、インクジェット記録装置２００の制御系を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置２００は、通信インターフェース２７０、システムコントローラ２７２、画像メモリ２７４、モータドライバ２７６、ヒータドライバ２７８、プリント制御部２８０、画像バッファメモリ２８２、ヘッドドライバ２８４等を備えている。
【００７４】
通信インターフェース２７０は、ホストコンピュータ２８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース２７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。ホストコンピュータ２８６から送出された画像データは通信インターフェース２７０を介してインクジェット記録装置２００に取り込まれ、一旦画像メモリ２７４に記憶される。
【００７５】
画像メモリ２７４は、通信インターフェース２７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ２７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ２７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
【００７６】
システムコントローラ２７２は、通信インターフェース２７０、画像メモリ２７４、モータドライバ２７６、ヒータドライバ２７８、ポンプドライバ２７９等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ２７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ２８６との間の通信制御、画像メモリ２７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ２８８やヒータ２８９、ポンプ２９０を制御する制御信号を生成する。
【００７７】
モータドライバ２７６は、システムコントローラ２７２からの指示に従ってモータ２８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ２７８は、システムコントローラ２７２からの指示に従って後乾燥部２４２その他各部のヒータ２８９を駆動するドライバである。
【００７８】
また、ポンプドライバ２７９は、システムコントローラ２７２からの指示に従ってポンプ２９０を駆動するドライバ（駆動回路）である。図８には、装置内の各部に配置されるポンプを代表して符号２９０で図示されている。例えば、図８に示すポンプ２９０には、図７の供給ポンプ２６３や吸引ポンプ２６７が含まれている。
【００７９】
プリント制御部２８０は、システムコントローラ２７２の制御に従い、画像メモリ２７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（ドットデータ）をヘッドドライバ２８４に供給する制御部である。プリント制御部２８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ２８４を介して記録ヘッド１０（２１２Ｋ、２１２Ｃ、２１２Ｍ、２１２Ｙ）のインク滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
【００８０】
プリント制御部２８０には画像バッファメモリ２８２が備えられており、プリント制御部２８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ２８２に一時的に格納される。なお、図８において画像バッファメモリ２８２はプリント制御部２８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ２７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部２８０とシステムコントローラ２７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。
【００８１】
ヘッドドライバ２８４は、プリント制御部２８０から与えられるドットデータに基づいて各色の記録ヘッド１０の圧電素子３６（図１参照）を駆動するための駆動信号を生成し、圧電素子３６に生成した駆動信号を供給する。ヘッドドライバ２８４には記録ヘッド１０の駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
【００８２】
印字検出部２２４は、図５で説明したように、ラインセンサを含むブロックであり、記録紙２１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部２８０に提供する。
【００８３】
プリント制御部２８０は、必要に応じて印字検出部２２４から得られる情報に基づいて記録ヘッド１０に対する各種補正を行う。
【００８４】
〔記録ヘッドのメンテナンス方法〕
次に、本発明に係る圧電アクチュエータ及び液体吐出ヘッドのメンテナンス方法の一例として、図１に示した記録ヘッド１０のメンテナンス方法について説明する。
【００８５】
本発明者は、鋭意検討した結果、図１に示した記録ヘッド１０において、圧電アクチュエータ１６の変位量（即ち、圧電体３２に電界を印加したときの振動板２２の変位量）は、圧電体３２に電界を印加していないときの反り量と相関関係があることを見出した。
【００８６】
図９は、圧電体３２に電界を印加していないときの振動板２２の反り量と圧電体３２に電界を印加したときの振動板２２の変位量の関係について測定した結果を示した図である。同図において、横軸は、圧電体３２に電界を印加していないときの反り量Ｘを表し、縦軸は、圧電体３２に電界を印加したときの変位量Ｙを表している（図１参照）。
【００８７】
なお、圧電体３２に電界を印加していないときの反り量Ｘとは、電界を印加していない状態において、振動板２２に反りがないと仮定したときの振動板下面２２ａから、振動板２２に反りが生じているときの振動板下面２２ｂまでの最大距離をいう。また、圧電体３２に電界を印加したときの振動板２２の変位量Ｙとは、上述した振動板下面２２ｂから、圧電体３２に電界を印加して振動板２２が変位したときの振動板下面２２ｃまでの最大距離をいう。
【００８８】
図９に示した結果から理解されるように、圧電体３２に電界を印加したときの振動板２２の変位量Ｙは、圧電体３２に電界を印加していないときの振動板２２の反り量Ｘと相関関係がある。具体的には、圧電体３２に電界を印加していないときの反り量Ｘが大きくなるほど、圧電体３２に電界を印加したときの振動板２２の変位量Ｙは小さくなる傾向にある。即ち、圧電体３２に電界を印加したときの振動板２２の変位量Ｙは、圧電体３２に電界を印加していないときの反り量Ｘに対して略反比例の関係にある。これは、長時間にわたって圧電体３２に電界が印加されると、圧電体３２内に空間電荷が蓄積されるためと考えられる。
【００８９】
したがって、圧電アクチュエータ１６の変位劣化を回復させるためには、圧電体３２に電界を印加していないときの反り量Ｘを小さくすればよいと言える。
【００９０】
そこで本実施形態においては、以下に示すメンテナンス動作を実行することにより、圧電体３２に電界を印加していないときの振動板２２の反り量Ｘを小さくして、圧電アクチュエータ１６の変位劣化を回復させる。
【００９１】
このメンテナンス動作では、圧電体３２に電界が印加されていない状態（即ち、圧電素子３６の非駆動状態）のときに、記録ヘッド１０のノズル面１０Ａをキャップ２６４で覆った状態にして、供給ポンプ２６３の駆動制御によって圧力室１４の内圧を一定時間高める。このとき、振動板２２が圧力室１４とは反対側（図１において上方向）に凸状となるようにする。換言すれば、図１に示すように、振動板２２の下面が符号２２ｄで示すような状態となるように、圧力室１４に供給されるインク量を増やして圧力室１４の内圧を高めればよい。例えば、圧力室１４の平面形状が一辺３００μｍの正方形状であり、振動板２２の厚みが１０μｍ、圧電体３２の厚みが１０μｍの場合、圧力室１４の内圧を２ＭＰａ程度にすればよい。
【００９２】
このように圧力室１４の内圧を一定時間高めて振動板２２を機械的に変形させることにより、コストアップを招くことなく、圧電体３２に電界を印加していないときの振動板２２の反り量Ｘを小さくすることができ、圧電アクチュエータ１６の変位劣化を回復させ、その耐久性を向上させることができる。
【００９３】
このようなメンテナンス動作は、インクジェット記録装置２００の起動時や停止時、或いは、装置の起動中に定期的に行われる。また、ユーザにより指示された場合にメンテナンス動作が行われるようにしてもよい。
【００９４】
圧力室１４の内圧を高めることによって振動板２２を圧力室１４と反対側に凸状となるように機械的に変形させる動作を継続する時間（加圧時間）は、特に限定されるものではなく、記録ヘッド１０の構成部材（例えば振動板２２など）の材質、形状に応じて適宜最適な時間を設定すればよい。本例では、３０分以上の加圧時間が設定される。
【００９５】
ここで、圧力室１４を加圧したときの圧電素子３６の駆動回数と変位比率の関係を図１０に示す。また、その比較例として、圧力室１４を加圧しないときの圧電素子３６の駆動回数と変位比率の関係を図１１に示す。これらの図において、横軸は圧電素子３６の駆動回数を表し、横軸は初期状態を１としたときの変位比率を表しており、それぞれ同一条件で複数回繰り返して測定したデータを示している。また、振動板２２の厚さは７μｍ、圧電体３２の厚さは２０μｍであるものを用いた。また、図１０では、圧力印加条件（実験条件）として、圧力室１４の内圧を２ＭＰａにして３０分間加圧するようにした。
【００９６】
図１０に示すように、圧電素子３６の非駆動状態のときに、記録ヘッド１０のノズル面１０Ａをキャップ２６４で覆った状態にして、圧力室１４の内圧を一定時間（本例では３０分間）高めて、振動板２２を圧力室１４と反対側に凸状となるように機械的に変形させるメンテナンス動作を行った場合には、圧電素子３６を１０００億回以上駆動しても、初期状態に対する変位比率は、０．９５（９５％）以上であり、圧電アクチュエータ１６の変位劣化はほとんど発生していない。
【００９７】
これに対して、図１１に示すように、上記のメンテナンス動作を行わなかった場合には、圧電素子３６を６００億回以上駆動させた時点において、初期状態に対する変位比率は、約０．８０（８０％）前後となり、図１０に示した場合に比べて圧電アクチュエータ１６の変位劣化が大きい。
【００９８】
このように、圧電素子３６の非駆動状態において、圧力室１４の内圧を一定時間高めるメンテナンス動作を実行することにより、振動板２２を圧力室１４とは反対側に凸状となるように機械的に変形させることで、圧電体３２内に空間電荷が蓄積されるのを抑制することができ、圧電体３２に電界を印加していないときの振動板２２の反り量Ｘを小さくすることができる。これにより、圧電体３２に電界を印加したときの振動板２２の変位量Ｙを大きくすることができ、圧電アクチュエータ１６の変位劣化を回復させることができる。この結果、圧電アクチュエータ１６の耐久性を向上させることができる。
【００９９】
次に、圧電アクチュエータ１６に対するメンテナンス制御について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、圧電アクチュエータ１６に対するメンテナンス制御の一例を示したフローチャート図である。このメンテナンス制御は、主として、図８に示したシステムコントローラ２７２で実行される。
【０１００】
まず、装置に電源が投入されると、図７に示した供給ポンプ２６３の駆動制御により、圧力室１４の内圧がＰ１となるように制御が行われる（ステップＳ１０）。なお、圧力室１４の内圧Ｐ１は、大気圧Ｐ０より小さく（即ち、Ｐ１＞Ｐ０）、ノズル１２におけるインクメニスカスが維持されるような値に設定される。
【０１０１】
次に、印刷処理として、入力された画像データに応じて、記録ヘッド１０の各ノズル１２からインク液滴が吐出され、記録紙２１６上に画像が記録される（ステップＳ１２）。
【０１０２】
次に、印刷処理が終了したか否か判断が行われる（ステップＳ１４）。印刷処理が終了するまで、ステップＳ１４はＮｏ判定となり、ステップＳ１２に戻って、印刷処理が継続して実施される。
【０１０３】
一方、ステップＳ１４において印刷処理が終了した判断された場合（即ち、Ｙｅｓ判定時）、記録ヘッド１０のノズル面１０Ａがキャップ２６４で覆われ（ステップＳ１６）、供給ポンプ２６３の駆動制御により、圧力室１４の内圧がＰ２となるように制御が行われる（ステップＳ１８）。なお、圧力室１４の内圧Ｐ２は、上記内圧Ｐ１よりも高く（即ち、Ｐ２＞Ｐ１）、且つ、振動板２２が圧力室１４とは反対側に凸状となるような値に設定される。
【０１０４】
次に、圧力室１４の内圧をＰ２にした状態で所定の時間（加圧時間）が経過したか否か判断される（ステップＳ２０）。加圧時間が経過するまで、ステップＳ２０はＮｏ判定となり、ステップＳ１８に戻って、圧力室１４の内圧はＰ２に維持される。加圧時間は、例えば３０分以上であり、あらかじめ実験などで最適な時間を求めておくとよい。
【０１０５】
一方、ステップＳ２０において加圧時間が経過したと判断された場合（即ち、Ｙｅｓ判定時）、圧力室１４の内圧はＰ１に戻され（ステップＳ２２）、全ての処理が終了する。
【０１０６】
図１２に示した例では、印刷動作が終了した後に圧力室１４の内圧を高めることによってメンテナンス動作が実行されているが、このメンテナンス動作が実行されるタイミングは本例に限らず、印刷動作が開始される前でもよいし、印刷動作中に定期的に実行されてもよい。また、ユーザから指示された場合にメンテナンス動作が実行されるようにしてもよい。
【０１０７】
以上説明したように、本実施形態によれば、記録ヘッド１０のノズル面１０Ａをキャップ２６４で覆うことによってノズル５１の開口部を封止した状態で、振動板２２が圧力室１４とは反対側に凸状となるように圧力室１４の内圧を一定時間高めて振動板２２を機械的に変形させることにより、コストアップを招くことなく、圧電体３２に電界を印加していないときの振動板２２の反り量を小さくすることができる。これにより、圧電体３２に電界を印加したときの振動板２２の変位量は大きくなり、圧電アクチュエータ１６の変位劣化を回復させることができる。その結果、圧電アクチュエータ１６の耐久性を向上させることができる。
【０１０８】
本実施形態では、圧力室１４の内圧を高める工程は、圧力室１４にインクが充填されている状態で行われているが、これに限らず、インク以外の他の液体や、空気などの気体が圧力室１４に充填されている状態で行ってもよい。例えば、記録ヘッド１０内からインクを全部回収して圧力室１４内に空気を充填した状態にして、圧力室１４内の空気に所定の圧力を加えるようにしてもよい。
【０１０９】
以上、本発明の圧電アクチュエータのメンテナンス方法、液体吐出ヘッドのメンテナンス方法、液体吐出装置、及び画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本実施形態に係る記録ヘッドの要部構成を示した断面図
【図２】図１に示した記録ヘッドの製造方法の一例を示した工程図
【図３】図１に示した記録ヘッドの製造方法の一例を示した工程図
【図４】図１に示した記録ヘッドの製造方法の一例を示した工程図
【図５】インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図
【図６】インクジェット記録装置の印字部周辺を示した要部平面図
【図７】インクジェット記録装置のインク供給系の構成を示した概要図
【図８】インクジェット記録装置の制御系を示す要部ブロック図
【図９】圧電体に電界を印加していないときの振動板の反り量と圧電体に電界を印加したときの振動板の変位量の関係について測定した結果を示した図
【図１０】圧力室を加圧したときの圧電素子の駆動回数と変位比率の関係を示した図
【図１１】圧力室を加圧しないときの圧電素子の駆動回数と変位比率の関係を示した図
【図１２】圧電アクチュエータに対するメンテナンス制御の一例を示したフローチャート図
【符号の説明】
【０１１１】
１０…記録ヘッド、１０Ａ…ノズル面、１２…ノズル、１４…圧力室、１６…圧電アクチュエータ、２０…共通流路、２２…振動板、３０…下部電極、３２…圧電体、３４…上部電極、３６…圧電素子、３８…外部配線、１００…ＳＯＩ基板、１０８…絶縁層、１１０…下部電極、１１２…圧電体、１１４…上部電極、２００…インクジェット記録装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動板上に下部電極、圧電体、及び上部電極からなる圧電素子を備え、前記振動板が圧力室の一壁面を構成する圧電アクチュエータのメンテナンス方法であって、
前記圧電素子の非駆動状態のときに、前記振動板が前記圧力室とは反対側に凸状となるように前記圧力室の内圧を高める加圧工程を含むことを特徴とする圧電アクチュエータのメンテナンス方法。
【請求項２】
振動板上に下部電極、圧電体、及び上部電極からなる圧電素子を備えた圧電アクチュエータと、前記振動板によって一壁面が構成され、液体を収容する圧力室と、前記圧力室に連通し、前記液体を吐出するノズルとを備えた液体吐出ヘッドのメンテナンス方法であって、
前記圧電素子の非駆動状態のときに、前記ノズルの開口部を封止部材で封止し、前記振動板が前記圧力室とは反対側に凸状となるように前記圧力室の内圧を高める加圧工程を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドのメンテナンス方法。
【請求項３】
請求項２に記載の液体吐出ヘッドのメンテナンス方法において、
前記加圧工程は、前記圧力室内に前記液体が充填されている状態で行われることを特徴とする液体吐出ヘッドのメンテナンス方法。
【請求項４】
請求項２に記載の液体吐出ヘッドのメンテナンス方法において、
前記圧力室から前記液体を回収して気体を充填する工程を含み、
前記加圧工程は、前記圧力室内に前記気体が充填されている状態で行われることを特徴とする液体吐出ヘッドのメンテナンス方法。
【請求項５】
振動板上に下部電極、圧電体、及び上部電極からなる圧電素子を備えた圧電アクチュエータと、
前記振動板によって一壁面が構成され、液体を収容する圧力室と、
前記圧力室に連通し、前記液体を吐出するノズルと、
前記ノズルの開口部を封止する封止部材と、
前記圧電素子の非駆動状態のときに、前記ノズルの開口部を封止部材で封止し、前記振動板が前記圧力室とは反対側に凸状となるように前記圧力室の内圧を高める制御手段と、 を備えたことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の液体吐出装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
振動板上に下部電極、圧電体、及び上部電極からなる圧電素子を備え、前記振動板が圧力室の一壁面を構成する圧電アクチュエータのメンテナンス方法であって、
前記圧電素子の非駆動状態のときに、前記振動板が前記圧力室とは反対側に凸状となるように前記圧力室の内圧を高める加圧工程を含むことを特徴とする圧電アクチュエータのメンテナンス方法。
【請求項２】
振動板上に下部電極、圧電体、及び上部電極からなる圧電素子を備えた圧電アクチュエータと、前記振動板によって一壁面が構成され、液体を収容する圧力室と、前記圧力室に連通し、前記液体を吐出するノズルとを備えた液体吐出ヘッドのメンテナンス方法であって、
前記圧電素子の非駆動状態のときに、前記ノズルの開口部を封止部材で封止し、前記振動板が前記圧力室とは反対側に凸状となるように前記圧力室の内圧を高める加圧工程を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドのメンテナンス方法。
【請求項３】
請求項２に記載の液体吐出ヘッドのメンテナンス方法において、
前記加圧工程は、前記圧力室内に前記液体が充填されている状態で行われることを特徴とする液体吐出ヘッドのメンテナンス方法。
【請求項４】
請求項２に記載の液体吐出ヘッドのメンテナンス方法において、
前記圧力室から前記液体を回収して気体を充填する工程を含み、
前記加圧工程は、前記圧力室内に前記気体が充填されている状態で行われることを特徴とする液体吐出ヘッドのメンテナンス方法。
【請求項５】
振動板上に下部電極、圧電体、及び上部電極からなる圧電素子を備えた圧電アクチュエータと、
前記振動板によって一壁面が構成され、液体を収容する圧力室と、
前記圧力室に連通し、前記液体を吐出するノズルと、
前記ノズルの開口部を封止する封止部材と、
前記圧電素子の非駆動状態のときに、前記ノズルの開口部を封止部材で封止し、前記振動板が前記圧力室とは反対側に凸状となるように前記圧力室の内圧を高める制御手段と、 を備えたことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の液体吐出装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−７６３７０（Ｐ２０１０−７６３７０Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５０１９４（Ｐ２００８−２５０１９４）
【出願日】平成２０年９月２９日（２００８．９．２９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２９日（２００８．９．２９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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