液体吐出装置、及び、液体吐出装置の制御方法
【課題】装置の非運転時における液体の増粘を抑制して、吐出安定性を確保することが可能な液体吐出装置、及び、液体吐出装置の制御方法を提供することにある。
【解決手段】圧電振動子２６の作動により圧力発生室２１内に圧力変動を与え、該圧力室に充填されたインクをノズル開口２８から吐出する記録ヘッド１０を備えたプリンターであって、ノズル開口内のインクのメニスカスＭの位置をプリンターの運転時における運転位置Ｐよりも上流側に退避させるポンプ１１と、退避したメニスカスの位置を保持する開閉バルブ１２と、を備え、プリンターの非運転時には、ポンプによって運転位置よりも上流側の退避位置Ｑにメニスカスの位置を退避させると共に、当該退避位置に退避したメニスカスの位置を前記保持手段によって保持し、プリンターの運転開始時には、ポンプを解除することで、メニスカスの位置を運転位置に回復させる。
【解決手段】圧電振動子２６の作動により圧力発生室２１内に圧力変動を与え、該圧力室に充填されたインクをノズル開口２８から吐出する記録ヘッド１０を備えたプリンターであって、ノズル開口内のインクのメニスカスＭの位置をプリンターの運転時における運転位置Ｐよりも上流側に退避させるポンプ１１と、退避したメニスカスの位置を保持する開閉バルブ１２と、を備え、プリンターの非運転時には、ポンプによって運転位置よりも上流側の退避位置Ｑにメニスカスの位置を退避させると共に、当該退避位置に退避したメニスカスの位置を前記保持手段によって保持し、プリンターの運転開始時には、ポンプを解除することで、メニスカスの位置を運転位置に回復させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式記録ヘッドなどの液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置、及び液体吐出装置の制御方法に係り、特に、ノズルに連通する圧力室に圧力変動を与えて、圧力室内の液体をノズルから吐出させる液体吐出装置、及び液体吐出装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力発生室（圧力室）内の液体に圧力変動を生じさせることでノズルから液滴として吐出（噴射）させる液体吐出ヘッドとしては、例えば、インクジェット式記録装置（以下、単にプリンターという）等の画像記録装置に用いられるインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等がある。
【０００３】
例えば、上記の記録ヘッドでは、液体状のインクを封入したインクカートリッジ（以下、単にカートリッジという）からのインクが導入されると共に、リザーバーから圧力発生室を経てノズルに至る一連の液体流路が形成された流路ユニットや圧力発生室の容積を変動可能な圧力発生素子を有するアクチュエーターユニットなど備えている。
【０００４】
そして、上記構成の記録ヘッドがインクを吐出させずに放置されていると、ノズル内のインクの自由表面（メニスカス）がノズルの大気開放口を通してノズルの外側の大気に晒されるために、インク溶媒が自然蒸発して、インクの増粘固着が生じる。そして、このようなインクの増粘が進むと、記録ヘッドがインクの吐出不良を発生させる等の不具合を招く虞がある。
【０００５】
上記増粘による不具合を防止するため、種々のメンテナンス処理が実行されている。例えば、圧力発生素子を駆動させて、圧力発生室内のインクに対してノズルからインクを吐出させない程度の微振動を与えることで、ノズルの大気開放口を通して大気に晒されて増粘したインクを攪拌して、その周りのインクと混ぜ合わせ、これによりメニスカスを形成しているインクの増粘固着を抑制する記録ヘッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２３０２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記記録ヘッドでは、従来のインクよりも増粘し易い、例えば顔料インクを吐出させる場合においては、圧力発生室内のインクを微振動させる回数が増えてしまい、却ってインクに微振動を与え過ぎることにより、インクの増粘が悪化する現象も観察されている。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、前述した微振動の回数を無制限に増大しなくても液体の増粘を抑制して、吐出安定性を確保することが可能な液体吐出装置、及び、液体吐出装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の液体吐出装置は、アクチュエーターの作動により圧力室内に圧力変動を与え、該圧力室に充填された液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置であって、
前記ノズル内の液体のメニスカスの位置を装置の運転時における運転位置よりも上流側に退避させる退避手段と、退避したメニスカスの位置を保持する保持手段と、を備え、
装置の非運転時には、前記退避手段によって前記運転位置よりも上流側の退避位置にメニスカスの位置を退避させると共に、当該退避位置に退避したメニスカスの位置を前記保持手段によって保持し、
装置の運転開始時には、前記保持手段を解除することで、メニスカスの位置を前記運転位置に回復させることを特徴とする。
なお、装置の運転時とは、液体吐出装置に電気が供給されて液体を吐出可能な稼働状態を意味する。また、装置の非運転時とは、液体吐出装置に電気が供給されずに液体を吐出不可能な停止状態を意味し、稼働状態から停止状態に移行する期間を含む。
【００１０】
この構成によれば、ノズル内の液体のメニスカスの位置を装置の運転時における運転位置よりも上流側に退避させる退避手段と、退避したメニスカスの位置を保持する保持手段と、を備え、装置の非運転時には、退避手段によって運転位置よりも上流側の退避位置にメニスカスの位置を退避させると共に、退避位置に退避したメニスカスの位置を保持手段によって保持し、装置の運転開始時には、保持手段を解除することで、メニスカスの位置を運転位置に回復させるので、運転位置よりも上流側の退避位置にメニスカスの位置を退避させて、退避したメニスカスの過飽和水蒸気層をノズルの大気開放口から遠ざけることができ、これにより、過飽和水蒸気層によってメニスカスを安定して覆うことができる。したがって、過飽和水蒸気層が気流の流れや空気などの外乱によって攪拌されることを抑制でき、この結果、装置の非運転時における液体の増粘を抑制して、吐出安定性を確保することができる。
【００１１】
上記構成において、前記ノズルは、同一径のストレート部と、当該ストレート部から前記圧力室に向かうに従って徐々に拡径するテーパー部とを一連に備え、
前記メニスカスの退避位置が前記テーパー部内に設定されていることが望ましい。
【００１２】
この構成によれば、ノズルは、同一径のストレート部と、ストレート部から圧力室に向かうに従って徐々に拡径するテーパー部とを一連に備え、メニスカスの退避位置がテーパー部内に設定されているので、ストレート部よりも拡径したテーパー部内にメニスカスを退避させることで、メニスカスの大気開放口側に滞留する過飽和水蒸気層が、テーパー部よりも径の小さいストレート部からノズル内に侵入する気流や空気の流れなどの外乱によって攪拌されることを抑制でき、装置の非運転時における液体の増粘を抑制でき、しかも運転開始時にメニスカスを運転位置に直ちに回復させ易い。
【００１３】
上記構成において、前記圧力室と前記ノズルとの間に連通孔を備え、
前記メニスカスの退避位置が前記連通孔内に設定されていることが望ましい。
【００１４】
この構成によれば、圧力室とノズルとの間に連通孔を備え、メニスカスの退避位置が連通孔内に設定されているので、ノズルの大気開放口よりも圧力室側の連通孔内にメニスカスを退避させることができる。これにより、ノズルの大気開放口からの距離を大きく採ったとしてもメニスカスが壊れ難くなり、また、メニスカス表面を覆う過飽和水蒸気層を安定した状態で滞留させることができる。この結果、過飽和水蒸気層の厚みを増すことができ、装置の非運転時における液体の増粘を確実に抑制できる。
【００１５】
また、本発明の液体吐出装置の制御方法は、アクチュエーターの作動により圧力室内に圧力変動を与え、該圧力室に充填された液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置の制御方法であって、
装置の非運転時には、前記ノズル内の液体のメニスカスの位置を装置の運転時における運転位置よりも上流側に退避させると共に、この退避位置を保持し、
装置の運転開始時には、前記メニスカスの位置を退避位置から運転位置に回復させることを特徴とする。
この制御方法によれば、運転位置よりも上流側の退避位置にメニスカスの位置を退避させて、退避したメニスカスの過飽和水蒸気層をノズルの大気開放口から遠ざけることができ、これにより、過飽和水蒸気層によってメニスカスを安定して覆うことができる。したがって、過飽和水蒸気層が気流の流れや空気などの外乱によって攪拌されることを抑制でき、この結果、装置の非運転時における液体の増粘を抑制して、吐出安定性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】プリンターの構成を説明する平面図である。
【図２】記録ヘッドを圧力発生ユニット側から見た斜視図である。
【図３】記録ヘッドの構成を説明する要部断面図である。
【図４】記録ヘッド内の過飽和水蒸気層を説明する模式図であって、（ａ）は装置の運転時であり、（ｂ）は装置の非運転時である。
【図５】他の実施形態における記録ヘッドの過飽和水蒸気層を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面等を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体吐出装置として、図１に示すインクジェット式記録装置（以下、プリンターと略記する）に適用した場合を例示する。
【００１８】
図１は液体吐出ヘッドの一種である記録ヘッドを搭載するインクジェット式記録装置の構成を示す平面図である。まず、記録ヘッドを搭載するインクジェット式記録装置（以下、プリンターという）の概略構成について、図１を参照して説明する。例示したプリンター１は、記録紙等の記録媒体（着弾対象物：図示せず）の表面へ液体状のインクを吐出して画像等の記録を行う装置である。このプリンター１は、フレーム２と、このフレーム２内に配設されたプラテン３とを備えており、紙送りモーターの駆動により回転する紙送りローラー（何れも図示せず）によってプラテン３上に記録紙が搬送されるようになっている。また、フレーム２内には、プラテン３と平行にガイドロッド４が架設されており、このガイドロッド４には、記録ヘッド１０を備えたキャリッジ５が摺動可能に支持されている。このキャリッジ５は、パルスモーター６の駆動によって回転する駆動プーリー７と、この駆動プーリー７とはフレーム２における反対側に設けられた遊転プーリー８との間に架設されたタイミングベルト９に接続されている。そして、キャリッジ５は、パルスモーター６を駆動することで、ガイドロッド４に沿って紙送り方向と直交する主走査方向に往復移動するように構成されている。
【００１９】
フレーム２の一側には、インクカートリッジ１３（液体貯留部の一種）を着脱可能に搭載するカートリッジホルダー１４が設けられている。インクカートリッジ１３は、エアチューブ１５を介してエアポンプ１６と接続されており、このエアポンプ１６からの空気が各インクカートリッジ１３内に供給される。そして、この空気によるインクカートリッジ１３内の加圧により、インク供給チューブ１７を通じて記録ヘッド１０側にインクが供給（圧送）されるように構成されている。
【００２０】
インク供給チューブ１７は、例えば、シリコン等の合成樹脂で作製された可撓性を有する中空部材であり、このインク供給チューブ１７の内部には、各インクカートリッジ１３に対応するインク流路が形成されている。また、インク供給チューブ１７のインクカートリッジ１３と記録ヘッド１０との間には、インクカートリッジ１３側（上流側）から順に、エンコーダー付ポンプ１１（本発明における退避手段に相当）と、開閉バルブ１２（本発明における保持手段に相当）とを配設している。エンコーダー付ポンプ１１は、インク供給チューブ１７内を流下するインクの流量を計測しながら、インクをインクカートリッジ１３側に圧送する。開閉バルブ１２は、インク供給チューブ１７内のインクの流動を許容する開状態と、インク供給チューブ１７内のインクの流動を遮断する閉状態とに変換可能に構成され、インク供給チューブ１７内のインクの移動を制御する。また、プリンター１本体側と記録ヘッド１０側との間には、プリンター１本体側の制御部（図示せず）から記録ヘッド１０側に駆動信号等を伝送するためのＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）１８が配線されている。
【００２１】
次に、記録ヘッド１０の構成について説明する。ここで、図２は、記録ヘッド１０を圧力発生ユニット側から見た斜視図、図３は、記録ヘッド１０の要部断面図である。例示した記録ヘッド１０は、圧力発生ユニット（又はアクチュエーターユニット）１９と、流路ユニット２０とから構成されており、これらを重ね合わせた状態で一体化してある。圧力発生ユニット１９は、圧電振動子２６（本発明におけるアクチュエーターに相当）と、振動板２７と、圧力発生室（本発明における圧力室に相当）２１を区画するための圧力発生室プレート２２とを積層し、焼成等により一体化することで構成されている。
【００２２】
また、流路ユニット２０は、供給口３０や第２連通口３１（本発明における連通孔の一部に相当）を形成した供給口形成プレート３２と、リザーバー３３や第１連通口３４（本発明における連通孔の一部に相当）を形成したリザーバープレート３５とを積層することで構成されている。また、リザーバープレート３５の供給口形成プレート３２とは反対側の面には、ノズル開口２８（本発明におけるノズルに相当）が形成されたノズルプレート３６を設けている。
【００２３】
振動板２７は、弾性を有する板材で構成されている。圧力発生室２１とは反対側となる振動板２７の外側表面には、各圧力発生室２１に対応した状態で複数の圧電振動子２６が配設される。例示した圧電振動子２６は撓み振動モードの振動子であり、駆動電極２６ａと共通電極２６ｂとによって圧電体２６ｃを挟んで構成されている。そして、圧電振動子２６の駆動電極に駆動信号が印加されると、駆動電極２６ａと共通電極２６ｂとの間には電位差に応じた電場が発生する。この電場は圧電体２６ｃに付与され、圧電体２６ｃが付与された電場の強さに応じて変形する。
【００２４】
圧力発生室プレート２２は、圧力発生室２１を形成するのに適した厚さのセラミックス材の薄板、例えばアルミナやジルコニア等によって構成され、圧力発生室２１を区画するための空部がプレートの厚さ方向に貫通した状態で形成されている。圧力発生室２１は、ノズルプレート３６のノズル開口２８のピッチと同じ一定のピッチで列状に開設され、列設方向と直交する左右方向に細長い長孔である。
【００２５】
供給口形成プレート３２は、図３に示すように、ステンレス材等の金属材料によって構成された薄手の板状部材である。この供給口形成プレート３２には、板厚方向を貫通する供給口３０が複数開設されている。また、板厚方向を貫通する第２連通口３１が、リザーバープレート３５の第１連通口３４に対応させて形成されている。供給口３０は、インク流路（液体流路）内のインクに対して流体抵抗（流動抵抗）を付与する部分である。この供給口３０に関し、図３に示すように、リザーバー３３側の口径が圧力発生室２１側の口径よりも広くなっている。この供給口３０はプレス加工によって形成される。また、供給口形成プレート３２には、肉厚を他の部分よりも十分に薄くしたコンプライアンス部３８が形成されている。このコンプライアンス部３８は、エッチングなどによってリザーバープレート３５のリザーバー３３に対応する領域内をリザーバー３３とは反対面側から板厚方向に窪ませて凹部３９を形成することで作製されている。
【００２６】
リザーバープレート３５は、ステンレス材等の金属材料によって構成された板状部材である。このリザーバープレート３５には、リザーバー３３を区画するための空部が板厚方向を貫通した状態で形成されている。この空部がリザーバー３３を区画形成する。このリザーバー３３は、複数の圧力発生室２１に共通な液室として機能する部分であり、インクの種類（色）毎に設けられ、インクカートリッジ１３からインク供給チューブ１７を介して供給されるインクを貯留する。また、リザーバープレート３５には、板厚方向を貫通する第１連通口３４が上記の第２連通口３１に対応させて複数形成されている。
【００２７】
ノズルプレート３６は、ステンレス材等の金属材料によって構成された板状部材である。このノズルプレート３６には、複数のノズル開口２８を列設してノズル列（ノズル開口群）が横並びに形成されており、本実施形態では、ノズル列は一定のピッチ（例えば、１８０ｄｐｉ）で開設された１８０個のノズル開口２８によって構成されている。ノズル開口２８は、図４に示すように、同一径のストレート部４０と、該ストレート部４０の一端開口から圧力発生室２１に向かうに従って徐々に拡径するテーパー部４１とを一連に備えている。また、本実施形態では、ストレート部４０およびテーパー部４１の径が、第１連通口３４および第２連通口３１の径よりも小さくなるように設定されている。なお、ノズルプレート３６は金属材料以外にも、有機プラスチックフィルム等から構成してもよい。
【００２８】
そして、各プレート部材は、圧力発生ユニット１９と供給口形成プレート３２との間、供給口形成プレート３２とリザーバープレート３５との間、およびリザーバープレート３５とノズルプレート３６との間を接合して一体化される。これにより、図３に示すように、リザーバー３３と圧力発生室２１の他端部とが、供給口３０を通じて連通する。また、圧力発生室２１の一端部とノズル開口２８とが、リザーバープレート３５の第１連通口３４および供給口形成プレート３２の第２連通口３１からなるノズル連通口４２（本発明における連通孔に相当）を通じて連通する。そして、リザーバー３３から圧力発生室２１を通って圧力発生ユニット１９とノズル開口２８とを連通する一連のインク流路（液体流路）がノズル開口２８毎に形成される。
【００２９】
上記構成の記録ヘッド１０では、圧電振動子２６を変形させることで対応する圧力発生室２１が収縮或いは膨張し、圧力発生室２１内のインクに圧力変動が生じる。このインク圧力を制御することで、ノズル開口２８からインクを吐出（噴射）させることができる。インクを吐出するのに先だって定常容積の圧力発生室２１を予備的に膨張させるとリザーバー３３側から供給口３０を通じて圧力発生室２１内にインクが供給される。また、予備膨張の後に圧力発生室２１を急激に収縮させるとノズル開口２８からインクが吐出される。
【００３０】
次に、上記記録ヘッド１０内のインクが増粘する過程について説明する。図４は、図３中の破線Ａで囲まれた領域を拡大して示しており、記録ヘッド１０内のインクの自由表面Ｍ（メニスカス）の大気開放口２８ａ側に形成される過飽和水蒸気層４３を説明する模式図であって、（ａ）は装置の運転時であり、（ｂ）は装置の非運転時である。まず、プリンター１に電気が供給されてインクを吐出可能な稼働状態（装置の運転時）においては、メニスカスＭは、図４（ａ）に示すように、その外周がノズル開口２８のストレート部４０における圧力発生室２１とは反対側に開口した大気開放口２８ａ側の内周面に接触して、中心部分が圧力発生室２１側に向かって窪んだ湾曲面を形成している。この運転位置Ｐでは、メニスカスＭの表面のうち最も圧力発生室１８側の頂部と外周縁Ｍａが、ストレート部４０内に位置する（以下、この位置を運転位置とし、図４（ａ）中に符号Ｐで示す）。なお、プリンター１の運転時においては、ポンプ１１は駆動させず、開閉バルブ１２はインク供給チューブ１７内のインクを自由に通す開状態となっている。
【００３１】
そして、上記運転位置Ｐに位置したメニスカスＭがインクの吐出などを行なわない状態で放置されると、メニスカスＭの大気開放口２８ａ側には、インク内の水分が蒸発した過飽和水蒸気層４３が形成される。しかしながら、ノズル開口２８の大気開放口２８ａ（この大気開放口２８ａの位置を図４（ａ）中に符合Ｏで示す）から運転位置Ｐまで距離（Ｏ−Ｐ）が近接しているために、この薄い過飽和水蒸気層４３は、記録ヘッド１０を搭載したキャリッジ５を走査した際などに、外気が大気開放口２８ａからノズル開口２８内に侵入する外乱によって攪拌される。このため、攪拌された過飽和水蒸気層４３の一部が、大気開放口２８ａから外側に排出され、インク内の水分の蒸発量が増加する。この結果、インク内の水分が減少して、インクが増粘する。
【００３２】
一方、本発明のプリンター１は、プリンター１に電気が供給されずに液体を吐出不可能ない停止状態に移行する前（装置の非運転時）に、インク供給チューブ１７に配設されたポンプ１１を駆動させることでインクをインクカートリッジ１３側（上流側）に移送し、このインクの移送により、図４（ｂ）に示すように、メニスカスＭが第１連通口３４に位置するまで後退、即ち、退避させる。そして、退避位置ＱにメニスカスＭを退避させた後に、今度は、開閉バルブ１２を開状態から閉状態に変換して、インク供給チューブ１７内のインクの流動（移動）を遮断する（インクの供給を停止する）と共に、ポンプ１１の駆動を停止する。これにより、退避位置Ｑに退避したメニスカスＭの位置が保持される。
【００３３】
上記プリンター１の非運転時において、メニスカスＭが第１連通口３４内に退避させた状態で放置されると、メニスカスＭの大気開放口２８ａ側には、インク内の水分が蒸発した過飽和水蒸気層４３´が形成される。この過飽和水蒸気層４３´は、ノズル開口２８の大気開放口２８ａから退避位置Ｑまでの距離（Ｏ−Ｑ）が、ノズル開口２８の大気開放口２８ａから運転位置Ｐまでの距離（Ｏ−Ｐ）よりも上流側に離間しているため、過飽和水蒸気層４３の厚みよりも厚く形成される。なお、プリンター１の運転開始時には、開閉バルブ１２を閉状態から開状態に変換して、退避位置Ｑに退避させたメニスカスＭの保持を解除することで、メニスカスＭの位置を運転位置Ｐに回復させる。
【００３４】
このように、本実施形態のプリンター１は、非運転時には、運転位置Ｐよりも上流側の退避位置ＱにメニスカスＭを退避させて、退避したメニスカスＭの大気開放口２８ａ側に過飽和水蒸気層４３´を安定した状態で滞留させることができる。これにより、過飽和水蒸気層４３´によってメニスカスＭを覆うことができ、装置の近くを人が通ったり、或いはエアコンの風が当たるなど外気が比較的大きく動いた場合であっても、大気開放口２８ａからノズル開口２８内に侵入する空気などの外乱によって過飽和水蒸気層４３´が攪拌され難く、その一部が大気開放口２８ａから外側に排出されることが抑制される。この結果、プリンター１の非運転時におけるインクの増粘を抑制することができる。したがって、吐出安定性を確保することができる。
【００３５】
さらに、本実施形態では、ストレート部４０およびテーパー部４１の径が、第１連通口３４および第２連通口３１の径よりも小さくなるように設定されているので、退避位置Ｑに退避したメニスカスＭの表面積を運転位置Ｐの表面積よりも広げることができる。これにより、メニスカスＭの大気開放口２８ａ側に滞留する過飽和水蒸気層４３が、ノズル開口２８内に侵入する気流や空気の流れなどの外乱によって攪拌されることを抑制でき、プリンター１の非運転時におけるインクの増粘を抑制できる。
【００３６】
ところで、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。図５は他の実施形態における記録ヘッドの過飽和水蒸気層を説明する模式図である。
上記実施形態においては、第１連通口３４内にメニスカスＭを退避させると共に、退避位置Ｑに退避したメニスカスＭを保持する例を示したが、本発明は、これには限らず、メニスカスＭがノズル２８のテーパー部３１に位置するまでメニスカスＭを退避させる（以下、この位置を退避位置とし、図５中に符号Ｑ´で示す）と共に、退避位置Ｑ´に退避したメニスカスＭを保持しても良い。即ち、プリンター１の非運転時において、メニスカスＭがノズル２８のテーパー部３１内に退避させた状態で保持して、メニスカスＭの大気開放口２８ａ側に過飽和水蒸気層４３´を形成しても良い。これにより、過飽和水蒸気層４３が、テーパー部４１よりも径の小さいストレート部４０からノズル開口２８内に侵入する気流や空気の流れなどの外乱によって攪拌されることを抑制でき、プリンター１の非運転時におけるインクの増粘を抑制できる。そして、運転開始時には、メニスカスをストレート部４０内に速やかに戻すことができる。
【００３７】
また、上記実施形態では、アクチュエーターとして、所謂撓み振動モードの圧電振動子２６を例示したが、これには限られない。例えば、所謂縦振動モードの圧電振動子を用いる場合にも本発明を適用することが可能である。なお、メニスカスＭの退避位置Ｑ´は、第１連通口３４内に設定されていても良い。即ち、本発明のプリンター１は、メニスカスＭの退避位置Ｑ´を運転位置Ｐから上流側に離間させる程、過飽和水蒸気層４３が攪拌されることを抑制でき、プリンター１の非運転時におけるインクの増粘を抑制できる。つまり、本発明は、少なくともプリンター１の運転時のメニスカスＭの位置よりも上流側にメニスカスＭを退避させて、過飽和水蒸気層４３´を安定した状態で滞留させれば良い。
【００３８】
また、上記実施形態では、ポンプ１１を用いてメニスカスＭを圧力発生室２１側（上流側）に退避させる例を示したが、開閉バルブ１１を開状態から閉状態に変換させた後に、アクチュエーター２６を駆動させてインクを吐出させることで、メニスカスＭの退避位置Ｑを運転時の位置Ｐよりも上流側に退避させても良い。即ち、開閉バルブ１１を閉状態にしてインク供給チューブ１７内のインクの流動を遮断した状態で、アクチュエーター２６を駆動させて、開閉バルブ１１よりも下流側のインクをノズル開口２８から吐出してインクの残量を減らすことで、メニスカスＭの位置を運転時の位置Ｐよりも上流側に退避させても良い。この構成によれば、ポンプ１１を設ける必要がなくなり、プリンター１を小型化できる。
【００３９】
以上は、液体吐出装置の一種であるプリンター１を例に挙げて説明したが、本発明は他の液体吐出装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルターを製造するディスプレー製造装置、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレーやＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極を形成する電極製造装置、バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１…プリンター，１０…記録ヘッド，１１…ポンプ，１２…開閉バルブ，２１…圧力発生室，２６…圧電振動子，２８…ノズル開口，３１…第２連通口，３４…第１連通口，４０…ストレート部，４１…テーパー部，Ｍ…メニスカス，Ｍａ…外周縁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット式記録ヘッドなどの液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置、及び液体吐出装置の制御方法に係り、特に、ノズルに連通する圧力室に圧力変動を与えて、圧力室内の液体をノズルから吐出させる液体吐出装置、及び液体吐出装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力発生室（圧力室）内の液体に圧力変動を生じさせることでノズルから液滴として吐出（噴射）させる液体吐出ヘッドとしては、例えば、インクジェット式記録装置（以下、単にプリンターという）等の画像記録装置に用いられるインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）、液晶ディスプレー等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等がある。
【０００３】
例えば、上記の記録ヘッドでは、液体状のインクを封入したインクカートリッジ（以下、単にカートリッジという）からのインクが導入されると共に、リザーバーから圧力発生室を経てノズルに至る一連の液体流路が形成された流路ユニットや圧力発生室の容積を変動可能な圧力発生素子を有するアクチュエーターユニットなど備えている。
【０００４】
そして、上記構成の記録ヘッドがインクを吐出させずに放置されていると、ノズル内のインクの自由表面（メニスカス）がノズルの大気開放口を通してノズルの外側の大気に晒されるために、インク溶媒が自然蒸発して、インクの増粘固着が生じる。そして、このようなインクの増粘が進むと、記録ヘッドがインクの吐出不良を発生させる等の不具合を招く虞がある。
【０００５】
上記増粘による不具合を防止するため、種々のメンテナンス処理が実行されている。例えば、圧力発生素子を駆動させて、圧力発生室内のインクに対してノズルからインクを吐出させない程度の微振動を与えることで、ノズルの大気開放口を通して大気に晒されて増粘したインクを攪拌して、その周りのインクと混ぜ合わせ、これによりメニスカスを形成しているインクの増粘固着を抑制する記録ヘッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２３０２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記記録ヘッドでは、従来のインクよりも増粘し易い、例えば顔料インクを吐出させる場合においては、圧力発生室内のインクを微振動させる回数が増えてしまい、却ってインクに微振動を与え過ぎることにより、インクの増粘が悪化する現象も観察されている。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、前述した微振動の回数を無制限に増大しなくても液体の増粘を抑制して、吐出安定性を確保することが可能な液体吐出装置、及び、液体吐出装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の液体吐出装置は、アクチュエーターの作動により圧力室内に圧力変動を与え、該圧力室に充填された液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置であって、
前記ノズル内の液体のメニスカスの位置を装置の運転時における運転位置よりも上流側に退避させる退避手段と、退避したメニスカスの位置を保持する保持手段と、を備え、
装置の非運転時には、前記退避手段によって前記運転位置よりも上流側の退避位置にメニスカスの位置を退避させると共に、当該退避位置に退避したメニスカスの位置を前記保持手段によって保持し、
装置の運転開始時には、前記保持手段を解除することで、メニスカスの位置を前記運転位置に回復させることを特徴とする。
なお、装置の運転時とは、液体吐出装置に電気が供給されて液体を吐出可能な稼働状態を意味する。また、装置の非運転時とは、液体吐出装置に電気が供給されずに液体を吐出不可能な停止状態を意味し、稼働状態から停止状態に移行する期間を含む。
【００１０】
この構成によれば、ノズル内の液体のメニスカスの位置を装置の運転時における運転位置よりも上流側に退避させる退避手段と、退避したメニスカスの位置を保持する保持手段と、を備え、装置の非運転時には、退避手段によって運転位置よりも上流側の退避位置にメニスカスの位置を退避させると共に、退避位置に退避したメニスカスの位置を保持手段によって保持し、装置の運転開始時には、保持手段を解除することで、メニスカスの位置を運転位置に回復させるので、運転位置よりも上流側の退避位置にメニスカスの位置を退避させて、退避したメニスカスの過飽和水蒸気層をノズルの大気開放口から遠ざけることができ、これにより、過飽和水蒸気層によってメニスカスを安定して覆うことができる。したがって、過飽和水蒸気層が気流の流れや空気などの外乱によって攪拌されることを抑制でき、この結果、装置の非運転時における液体の増粘を抑制して、吐出安定性を確保することができる。
【００１１】
上記構成において、前記ノズルは、同一径のストレート部と、当該ストレート部から前記圧力室に向かうに従って徐々に拡径するテーパー部とを一連に備え、
前記メニスカスの退避位置が前記テーパー部内に設定されていることが望ましい。
【００１２】
この構成によれば、ノズルは、同一径のストレート部と、ストレート部から圧力室に向かうに従って徐々に拡径するテーパー部とを一連に備え、メニスカスの退避位置がテーパー部内に設定されているので、ストレート部よりも拡径したテーパー部内にメニスカスを退避させることで、メニスカスの大気開放口側に滞留する過飽和水蒸気層が、テーパー部よりも径の小さいストレート部からノズル内に侵入する気流や空気の流れなどの外乱によって攪拌されることを抑制でき、装置の非運転時における液体の増粘を抑制でき、しかも運転開始時にメニスカスを運転位置に直ちに回復させ易い。
【００１３】
上記構成において、前記圧力室と前記ノズルとの間に連通孔を備え、
前記メニスカスの退避位置が前記連通孔内に設定されていることが望ましい。
【００１４】
この構成によれば、圧力室とノズルとの間に連通孔を備え、メニスカスの退避位置が連通孔内に設定されているので、ノズルの大気開放口よりも圧力室側の連通孔内にメニスカスを退避させることができる。これにより、ノズルの大気開放口からの距離を大きく採ったとしてもメニスカスが壊れ難くなり、また、メニスカス表面を覆う過飽和水蒸気層を安定した状態で滞留させることができる。この結果、過飽和水蒸気層の厚みを増すことができ、装置の非運転時における液体の増粘を確実に抑制できる。
【００１５】
また、本発明の液体吐出装置の制御方法は、アクチュエーターの作動により圧力室内に圧力変動を与え、該圧力室に充填された液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置の制御方法であって、
装置の非運転時には、前記ノズル内の液体のメニスカスの位置を装置の運転時における運転位置よりも上流側に退避させると共に、この退避位置を保持し、
装置の運転開始時には、前記メニスカスの位置を退避位置から運転位置に回復させることを特徴とする。
この制御方法によれば、運転位置よりも上流側の退避位置にメニスカスの位置を退避させて、退避したメニスカスの過飽和水蒸気層をノズルの大気開放口から遠ざけることができ、これにより、過飽和水蒸気層によってメニスカスを安定して覆うことができる。したがって、過飽和水蒸気層が気流の流れや空気などの外乱によって攪拌されることを抑制でき、この結果、装置の非運転時における液体の増粘を抑制して、吐出安定性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】プリンターの構成を説明する平面図である。
【図２】記録ヘッドを圧力発生ユニット側から見た斜視図である。
【図３】記録ヘッドの構成を説明する要部断面図である。
【図４】記録ヘッド内の過飽和水蒸気層を説明する模式図であって、（ａ）は装置の運転時であり、（ｂ）は装置の非運転時である。
【図５】他の実施形態における記録ヘッドの過飽和水蒸気層を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面等を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体吐出装置として、図１に示すインクジェット式記録装置（以下、プリンターと略記する）に適用した場合を例示する。
【００１８】
図１は液体吐出ヘッドの一種である記録ヘッドを搭載するインクジェット式記録装置の構成を示す平面図である。まず、記録ヘッドを搭載するインクジェット式記録装置（以下、プリンターという）の概略構成について、図１を参照して説明する。例示したプリンター１は、記録紙等の記録媒体（着弾対象物：図示せず）の表面へ液体状のインクを吐出して画像等の記録を行う装置である。このプリンター１は、フレーム２と、このフレーム２内に配設されたプラテン３とを備えており、紙送りモーターの駆動により回転する紙送りローラー（何れも図示せず）によってプラテン３上に記録紙が搬送されるようになっている。また、フレーム２内には、プラテン３と平行にガイドロッド４が架設されており、このガイドロッド４には、記録ヘッド１０を備えたキャリッジ５が摺動可能に支持されている。このキャリッジ５は、パルスモーター６の駆動によって回転する駆動プーリー７と、この駆動プーリー７とはフレーム２における反対側に設けられた遊転プーリー８との間に架設されたタイミングベルト９に接続されている。そして、キャリッジ５は、パルスモーター６を駆動することで、ガイドロッド４に沿って紙送り方向と直交する主走査方向に往復移動するように構成されている。
【００１９】
フレーム２の一側には、インクカートリッジ１３（液体貯留部の一種）を着脱可能に搭載するカートリッジホルダー１４が設けられている。インクカートリッジ１３は、エアチューブ１５を介してエアポンプ１６と接続されており、このエアポンプ１６からの空気が各インクカートリッジ１３内に供給される。そして、この空気によるインクカートリッジ１３内の加圧により、インク供給チューブ１７を通じて記録ヘッド１０側にインクが供給（圧送）されるように構成されている。
【００２０】
インク供給チューブ１７は、例えば、シリコン等の合成樹脂で作製された可撓性を有する中空部材であり、このインク供給チューブ１７の内部には、各インクカートリッジ１３に対応するインク流路が形成されている。また、インク供給チューブ１７のインクカートリッジ１３と記録ヘッド１０との間には、インクカートリッジ１３側（上流側）から順に、エンコーダー付ポンプ１１（本発明における退避手段に相当）と、開閉バルブ１２（本発明における保持手段に相当）とを配設している。エンコーダー付ポンプ１１は、インク供給チューブ１７内を流下するインクの流量を計測しながら、インクをインクカートリッジ１３側に圧送する。開閉バルブ１２は、インク供給チューブ１７内のインクの流動を許容する開状態と、インク供給チューブ１７内のインクの流動を遮断する閉状態とに変換可能に構成され、インク供給チューブ１７内のインクの移動を制御する。また、プリンター１本体側と記録ヘッド１０側との間には、プリンター１本体側の制御部（図示せず）から記録ヘッド１０側に駆動信号等を伝送するためのＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）１８が配線されている。
【００２１】
次に、記録ヘッド１０の構成について説明する。ここで、図２は、記録ヘッド１０を圧力発生ユニット側から見た斜視図、図３は、記録ヘッド１０の要部断面図である。例示した記録ヘッド１０は、圧力発生ユニット（又はアクチュエーターユニット）１９と、流路ユニット２０とから構成されており、これらを重ね合わせた状態で一体化してある。圧力発生ユニット１９は、圧電振動子２６（本発明におけるアクチュエーターに相当）と、振動板２７と、圧力発生室（本発明における圧力室に相当）２１を区画するための圧力発生室プレート２２とを積層し、焼成等により一体化することで構成されている。
【００２２】
また、流路ユニット２０は、供給口３０や第２連通口３１（本発明における連通孔の一部に相当）を形成した供給口形成プレート３２と、リザーバー３３や第１連通口３４（本発明における連通孔の一部に相当）を形成したリザーバープレート３５とを積層することで構成されている。また、リザーバープレート３５の供給口形成プレート３２とは反対側の面には、ノズル開口２８（本発明におけるノズルに相当）が形成されたノズルプレート３６を設けている。
【００２３】
振動板２７は、弾性を有する板材で構成されている。圧力発生室２１とは反対側となる振動板２７の外側表面には、各圧力発生室２１に対応した状態で複数の圧電振動子２６が配設される。例示した圧電振動子２６は撓み振動モードの振動子であり、駆動電極２６ａと共通電極２６ｂとによって圧電体２６ｃを挟んで構成されている。そして、圧電振動子２６の駆動電極に駆動信号が印加されると、駆動電極２６ａと共通電極２６ｂとの間には電位差に応じた電場が発生する。この電場は圧電体２６ｃに付与され、圧電体２６ｃが付与された電場の強さに応じて変形する。
【００２４】
圧力発生室プレート２２は、圧力発生室２１を形成するのに適した厚さのセラミックス材の薄板、例えばアルミナやジルコニア等によって構成され、圧力発生室２１を区画するための空部がプレートの厚さ方向に貫通した状態で形成されている。圧力発生室２１は、ノズルプレート３６のノズル開口２８のピッチと同じ一定のピッチで列状に開設され、列設方向と直交する左右方向に細長い長孔である。
【００２５】
供給口形成プレート３２は、図３に示すように、ステンレス材等の金属材料によって構成された薄手の板状部材である。この供給口形成プレート３２には、板厚方向を貫通する供給口３０が複数開設されている。また、板厚方向を貫通する第２連通口３１が、リザーバープレート３５の第１連通口３４に対応させて形成されている。供給口３０は、インク流路（液体流路）内のインクに対して流体抵抗（流動抵抗）を付与する部分である。この供給口３０に関し、図３に示すように、リザーバー３３側の口径が圧力発生室２１側の口径よりも広くなっている。この供給口３０はプレス加工によって形成される。また、供給口形成プレート３２には、肉厚を他の部分よりも十分に薄くしたコンプライアンス部３８が形成されている。このコンプライアンス部３８は、エッチングなどによってリザーバープレート３５のリザーバー３３に対応する領域内をリザーバー３３とは反対面側から板厚方向に窪ませて凹部３９を形成することで作製されている。
【００２６】
リザーバープレート３５は、ステンレス材等の金属材料によって構成された板状部材である。このリザーバープレート３５には、リザーバー３３を区画するための空部が板厚方向を貫通した状態で形成されている。この空部がリザーバー３３を区画形成する。このリザーバー３３は、複数の圧力発生室２１に共通な液室として機能する部分であり、インクの種類（色）毎に設けられ、インクカートリッジ１３からインク供給チューブ１７を介して供給されるインクを貯留する。また、リザーバープレート３５には、板厚方向を貫通する第１連通口３４が上記の第２連通口３１に対応させて複数形成されている。
【００２７】
ノズルプレート３６は、ステンレス材等の金属材料によって構成された板状部材である。このノズルプレート３６には、複数のノズル開口２８を列設してノズル列（ノズル開口群）が横並びに形成されており、本実施形態では、ノズル列は一定のピッチ（例えば、１８０ｄｐｉ）で開設された１８０個のノズル開口２８によって構成されている。ノズル開口２８は、図４に示すように、同一径のストレート部４０と、該ストレート部４０の一端開口から圧力発生室２１に向かうに従って徐々に拡径するテーパー部４１とを一連に備えている。また、本実施形態では、ストレート部４０およびテーパー部４１の径が、第１連通口３４および第２連通口３１の径よりも小さくなるように設定されている。なお、ノズルプレート３６は金属材料以外にも、有機プラスチックフィルム等から構成してもよい。
【００２８】
そして、各プレート部材は、圧力発生ユニット１９と供給口形成プレート３２との間、供給口形成プレート３２とリザーバープレート３５との間、およびリザーバープレート３５とノズルプレート３６との間を接合して一体化される。これにより、図３に示すように、リザーバー３３と圧力発生室２１の他端部とが、供給口３０を通じて連通する。また、圧力発生室２１の一端部とノズル開口２８とが、リザーバープレート３５の第１連通口３４および供給口形成プレート３２の第２連通口３１からなるノズル連通口４２（本発明における連通孔に相当）を通じて連通する。そして、リザーバー３３から圧力発生室２１を通って圧力発生ユニット１９とノズル開口２８とを連通する一連のインク流路（液体流路）がノズル開口２８毎に形成される。
【００２９】
上記構成の記録ヘッド１０では、圧電振動子２６を変形させることで対応する圧力発生室２１が収縮或いは膨張し、圧力発生室２１内のインクに圧力変動が生じる。このインク圧力を制御することで、ノズル開口２８からインクを吐出（噴射）させることができる。インクを吐出するのに先だって定常容積の圧力発生室２１を予備的に膨張させるとリザーバー３３側から供給口３０を通じて圧力発生室２１内にインクが供給される。また、予備膨張の後に圧力発生室２１を急激に収縮させるとノズル開口２８からインクが吐出される。
【００３０】
次に、上記記録ヘッド１０内のインクが増粘する過程について説明する。図４は、図３中の破線Ａで囲まれた領域を拡大して示しており、記録ヘッド１０内のインクの自由表面Ｍ（メニスカス）の大気開放口２８ａ側に形成される過飽和水蒸気層４３を説明する模式図であって、（ａ）は装置の運転時であり、（ｂ）は装置の非運転時である。まず、プリンター１に電気が供給されてインクを吐出可能な稼働状態（装置の運転時）においては、メニスカスＭは、図４（ａ）に示すように、その外周がノズル開口２８のストレート部４０における圧力発生室２１とは反対側に開口した大気開放口２８ａ側の内周面に接触して、中心部分が圧力発生室２１側に向かって窪んだ湾曲面を形成している。この運転位置Ｐでは、メニスカスＭの表面のうち最も圧力発生室１８側の頂部と外周縁Ｍａが、ストレート部４０内に位置する（以下、この位置を運転位置とし、図４（ａ）中に符号Ｐで示す）。なお、プリンター１の運転時においては、ポンプ１１は駆動させず、開閉バルブ１２はインク供給チューブ１７内のインクを自由に通す開状態となっている。
【００３１】
そして、上記運転位置Ｐに位置したメニスカスＭがインクの吐出などを行なわない状態で放置されると、メニスカスＭの大気開放口２８ａ側には、インク内の水分が蒸発した過飽和水蒸気層４３が形成される。しかしながら、ノズル開口２８の大気開放口２８ａ（この大気開放口２８ａの位置を図４（ａ）中に符合Ｏで示す）から運転位置Ｐまで距離（Ｏ−Ｐ）が近接しているために、この薄い過飽和水蒸気層４３は、記録ヘッド１０を搭載したキャリッジ５を走査した際などに、外気が大気開放口２８ａからノズル開口２８内に侵入する外乱によって攪拌される。このため、攪拌された過飽和水蒸気層４３の一部が、大気開放口２８ａから外側に排出され、インク内の水分の蒸発量が増加する。この結果、インク内の水分が減少して、インクが増粘する。
【００３２】
一方、本発明のプリンター１は、プリンター１に電気が供給されずに液体を吐出不可能ない停止状態に移行する前（装置の非運転時）に、インク供給チューブ１７に配設されたポンプ１１を駆動させることでインクをインクカートリッジ１３側（上流側）に移送し、このインクの移送により、図４（ｂ）に示すように、メニスカスＭが第１連通口３４に位置するまで後退、即ち、退避させる。そして、退避位置ＱにメニスカスＭを退避させた後に、今度は、開閉バルブ１２を開状態から閉状態に変換して、インク供給チューブ１７内のインクの流動（移動）を遮断する（インクの供給を停止する）と共に、ポンプ１１の駆動を停止する。これにより、退避位置Ｑに退避したメニスカスＭの位置が保持される。
【００３３】
上記プリンター１の非運転時において、メニスカスＭが第１連通口３４内に退避させた状態で放置されると、メニスカスＭの大気開放口２８ａ側には、インク内の水分が蒸発した過飽和水蒸気層４３´が形成される。この過飽和水蒸気層４３´は、ノズル開口２８の大気開放口２８ａから退避位置Ｑまでの距離（Ｏ−Ｑ）が、ノズル開口２８の大気開放口２８ａから運転位置Ｐまでの距離（Ｏ−Ｐ）よりも上流側に離間しているため、過飽和水蒸気層４３の厚みよりも厚く形成される。なお、プリンター１の運転開始時には、開閉バルブ１２を閉状態から開状態に変換して、退避位置Ｑに退避させたメニスカスＭの保持を解除することで、メニスカスＭの位置を運転位置Ｐに回復させる。
【００３４】
このように、本実施形態のプリンター１は、非運転時には、運転位置Ｐよりも上流側の退避位置ＱにメニスカスＭを退避させて、退避したメニスカスＭの大気開放口２８ａ側に過飽和水蒸気層４３´を安定した状態で滞留させることができる。これにより、過飽和水蒸気層４３´によってメニスカスＭを覆うことができ、装置の近くを人が通ったり、或いはエアコンの風が当たるなど外気が比較的大きく動いた場合であっても、大気開放口２８ａからノズル開口２８内に侵入する空気などの外乱によって過飽和水蒸気層４３´が攪拌され難く、その一部が大気開放口２８ａから外側に排出されることが抑制される。この結果、プリンター１の非運転時におけるインクの増粘を抑制することができる。したがって、吐出安定性を確保することができる。
【００３５】
さらに、本実施形態では、ストレート部４０およびテーパー部４１の径が、第１連通口３４および第２連通口３１の径よりも小さくなるように設定されているので、退避位置Ｑに退避したメニスカスＭの表面積を運転位置Ｐの表面積よりも広げることができる。これにより、メニスカスＭの大気開放口２８ａ側に滞留する過飽和水蒸気層４３が、ノズル開口２８内に侵入する気流や空気の流れなどの外乱によって攪拌されることを抑制でき、プリンター１の非運転時におけるインクの増粘を抑制できる。
【００３６】
ところで、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。図５は他の実施形態における記録ヘッドの過飽和水蒸気層を説明する模式図である。
上記実施形態においては、第１連通口３４内にメニスカスＭを退避させると共に、退避位置Ｑに退避したメニスカスＭを保持する例を示したが、本発明は、これには限らず、メニスカスＭがノズル２８のテーパー部３１に位置するまでメニスカスＭを退避させる（以下、この位置を退避位置とし、図５中に符号Ｑ´で示す）と共に、退避位置Ｑ´に退避したメニスカスＭを保持しても良い。即ち、プリンター１の非運転時において、メニスカスＭがノズル２８のテーパー部３１内に退避させた状態で保持して、メニスカスＭの大気開放口２８ａ側に過飽和水蒸気層４３´を形成しても良い。これにより、過飽和水蒸気層４３が、テーパー部４１よりも径の小さいストレート部４０からノズル開口２８内に侵入する気流や空気の流れなどの外乱によって攪拌されることを抑制でき、プリンター１の非運転時におけるインクの増粘を抑制できる。そして、運転開始時には、メニスカスをストレート部４０内に速やかに戻すことができる。
【００３７】
また、上記実施形態では、アクチュエーターとして、所謂撓み振動モードの圧電振動子２６を例示したが、これには限られない。例えば、所謂縦振動モードの圧電振動子を用いる場合にも本発明を適用することが可能である。なお、メニスカスＭの退避位置Ｑ´は、第１連通口３４内に設定されていても良い。即ち、本発明のプリンター１は、メニスカスＭの退避位置Ｑ´を運転位置Ｐから上流側に離間させる程、過飽和水蒸気層４３が攪拌されることを抑制でき、プリンター１の非運転時におけるインクの増粘を抑制できる。つまり、本発明は、少なくともプリンター１の運転時のメニスカスＭの位置よりも上流側にメニスカスＭを退避させて、過飽和水蒸気層４３´を安定した状態で滞留させれば良い。
【００３８】
また、上記実施形態では、ポンプ１１を用いてメニスカスＭを圧力発生室２１側（上流側）に退避させる例を示したが、開閉バルブ１１を開状態から閉状態に変換させた後に、アクチュエーター２６を駆動させてインクを吐出させることで、メニスカスＭの退避位置Ｑを運転時の位置Ｐよりも上流側に退避させても良い。即ち、開閉バルブ１１を閉状態にしてインク供給チューブ１７内のインクの流動を遮断した状態で、アクチュエーター２６を駆動させて、開閉バルブ１１よりも下流側のインクをノズル開口２８から吐出してインクの残量を減らすことで、メニスカスＭの位置を運転時の位置Ｐよりも上流側に退避させても良い。この構成によれば、ポンプ１１を設ける必要がなくなり、プリンター１を小型化できる。
【００３９】
以上は、液体吐出装置の一種であるプリンター１を例に挙げて説明したが、本発明は他の液体吐出装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルターを製造するディスプレー製造装置、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレーやＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極を形成する電極製造装置、バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１…プリンター，１０…記録ヘッド，１１…ポンプ，１２…開閉バルブ，２１…圧力発生室，２６…圧電振動子，２８…ノズル開口，３１…第２連通口，３４…第１連通口，４０…ストレート部，４１…テーパー部，Ｍ…メニスカス，Ｍａ…外周縁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエーターの作動により圧力室内に圧力変動を与え、該圧力室に充填された液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置であって、
前記ノズル内の液体のメニスカスの位置を装置の運転時における運転位置よりも上流側に退避させる退避手段と、退避したメニスカスの位置を保持する保持手段と、を備え、
装置の非運転時には、前記退避手段によって前記運転位置よりも上流側の退避位置にメニスカスの位置を退避させると共に、当該退避位置に退避したメニスカスの位置を前記保持手段によって保持し、
装置の運転開始時には、前記保持手段を解除することで、メニスカスの位置を前記運転位置に回復させることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記ノズルは、同一径のストレート部と、当該ストレート部から前記圧力室に向かうに従って徐々に拡径するテーパー部とを一連に備え、
前記メニスカスの退避位置が前記テーパー部内に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記圧力室と前記ノズルとの間に連通孔を備え、
前記メニスカスの退避位置が前記連通孔内に設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
アクチュエーターの作動により圧力室内に圧力変動を与え、該圧力室に充填された液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置の制御方法であって、
装置の非運転時には、前記ノズル内の液体のメニスカスの位置を装置の運転時における運転位置よりも上流側に退避させると共に、この退避位置を保持し、
装置の運転開始時には、前記メニスカスの位置を退避位置から運転位置に回復させることを特徴とする液体吐出装置の制御方法。
【請求項１】
アクチュエーターの作動により圧力室内に圧力変動を与え、該圧力室に充填された液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置であって、
前記ノズル内の液体のメニスカスの位置を装置の運転時における運転位置よりも上流側に退避させる退避手段と、退避したメニスカスの位置を保持する保持手段と、を備え、
装置の非運転時には、前記退避手段によって前記運転位置よりも上流側の退避位置にメニスカスの位置を退避させると共に、当該退避位置に退避したメニスカスの位置を前記保持手段によって保持し、
装置の運転開始時には、前記保持手段を解除することで、メニスカスの位置を前記運転位置に回復させることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
前記ノズルは、同一径のストレート部と、当該ストレート部から前記圧力室に向かうに従って徐々に拡径するテーパー部とを一連に備え、
前記メニスカスの退避位置が前記テーパー部内に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記圧力室と前記ノズルとの間に連通孔を備え、
前記メニスカスの退避位置が前記連通孔内に設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
アクチュエーターの作動により圧力室内に圧力変動を与え、該圧力室に充填された液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置の制御方法であって、
装置の非運転時には、前記ノズル内の液体のメニスカスの位置を装置の運転時における運転位置よりも上流側に退避させると共に、この退避位置を保持し、
装置の運転開始時には、前記メニスカスの位置を退避位置から運転位置に回復させることを特徴とする液体吐出装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−３７１４６（Ｐ２０１１−３７１４６Ａ）
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８７０１０（Ｐ２００９−１８７０１０）
【出願日】平成２１年８月１２日（２００９．８．１２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１２日（２００９．８．１２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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