液体噴射装置およびその制御方法
【課題】待機期間での液体の増粘を抑制する。
【解決手段】圧電素子４２２は、圧力室５０内のインクの圧力を変化させてノズル５６からインクを噴射させる。第１中間電位Ｖm1からの電位変動によりノズル５６からインクを噴射させる噴射波形ＰDが噴射期間にて圧電素子４２２に供給され、第２中間電位Ｖm2からの電位変動によりノズル５６内のインクの液面を微振動させる微振動波形ＱVが待機期間にて圧電素子４２２に供給される。第２中間電位Ｖm2は、圧電素子４２２に第１中間電位Ｖm1を供給した場合よりも圧力室５０を膨張させる電位に設定される。
【解決手段】圧電素子４２２は、圧力室５０内のインクの圧力を変化させてノズル５６からインクを噴射させる。第１中間電位Ｖm1からの電位変動によりノズル５６からインクを噴射させる噴射波形ＰDが噴射期間にて圧電素子４２２に供給され、第２中間電位Ｖm2からの電位変動によりノズル５６内のインクの液面を微振動させる微振動波形ＱVが待機期間にて圧電素子４２２に供給される。第２中間電位Ｖm2は、圧電素子４２２に第１中間電位Ｖm1を供給した場合よりも圧力室５０を膨張させる電位に設定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液体を噴射する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子や発熱素子等の圧力発生素子により圧力室内の液体の圧力を変動させて液体をノズルから噴射する液体噴射装置が従来から提案されている（例えば特許文献１および特許文献２）。例えば図１１に示すように、所定の中間電位ＶmAを基準として設定された噴射波形９２を圧力発生素子に供給することで圧力室が膨張および収縮して液体がノズルから噴射される。圧力発生素子は、例えば供給電位が高いほど圧力室を膨張させるように動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１１８１０７号公報
【特許文献２】特開２００７−０８３７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液体噴射装置では、ノズル内の液体の増粘を防止するために、液体が噴射しない程度にノズル内の液面（メニスカス）を微振動させる微振動駆動が実行される。圧力室内の液体を記録紙等の着弾対象に噴射させる期間（以下「噴射期間」という）のほか、噴射期間以外の期間（以下「待機期間」という。例えば記録紙等の着弾対象にノズルが対向しない位置に液体噴射ヘッドを待機させる期間）においても微振動駆動は実行される。待機期間内での微振動駆動は、図１１に示すように、中間電位ＶmBを基準として設定された微振動波形９４を圧力発生素子に供給することで実現される。
【０００５】
待機期間内の中間電位ＶmBは、例えば消費電力の低減の観点から、噴射期間内の中間電位ＶmAを下回る接地電位に維持される。この待機期間内では、圧力発生素子に中間電位ＶmBが供給されることで圧力室が収縮し、噴射期間にて中間電位ＶmAが供給された場合と比較してノズル内の液面がノズルの先端側（圧力室とは反対側）の位置に維持される。しかし、ノズル内の液面がノズルの先端側に位置するほど液体からの水分の蒸発量は増加するため、待機期間内でノズル内の液体が増粘し易いという問題がある。以上の事情を考慮して、本発明は、待機期間での液体の増粘を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために、本発明の液体噴射装置は、液体が充填された圧力室と、前記圧力室に連通するノズルと、前記圧力室内の液体の圧力を変動させて前記ノズルから前記液体を噴射させる圧力発生素子とを含む液体噴射ヘッドと、第１中間電位を基準とする電位変動により前記ノズルから前記液体を噴射させる噴射波形を前記圧力発生素子に供給する駆動手段とを具備し、前記駆動手段は、前記第１中間電位と同電位または前記圧力発生素子に前記第１中間電位を供給した場合よりも前記圧力室を膨張させる電位である第２中間電位を基準とする電位変動により前記ノズル内の液面を微振動させる待機間微振動波形を、前記液体を噴射することなく前記液体噴射ヘッドを待機させる待機期間において前記圧力発生素子に供給する。以上の構成では、待機期間内の第２中間電位が第１中間電位の供給時よりも圧力室を膨張させる電位に設定されるから、待機期間でのノズル内の液面の位置が引込側（圧力室側）に維持される。したがって、第１中間電位の供給時よりも圧力室を収縮させる電位を第２中間電位とした構成と比較して、待機期間での液体の増粘を抑制することが可能である。
【０００７】
第１中間電位と第２中間電位との高低は、圧力発生素子に供給される電位の高低と圧力室の圧力の高低（膨張／収縮）との関係に依存する。すなわち、例えば供給電位が高いほど圧力発生素子が圧力室を膨張させる構成では第２中間電位が第１中間電位以上の電位（好適には第１中間電位よりも高い電位）に設定され、供給電位が高いほど圧力発生素子が圧力室を収縮させる構成では第２中間電位が第１中間電位以下の電位（好適には第１中間電位よりも低い電位）に設定される。また、着弾対象に対して前記液体噴射ヘッドを相対的に移動させる移動手段を具備する構成では、前記着弾対象に対して前記液体を噴射可能な領域の外側に前記液体噴射ヘッドが位置する期間が前記待機期間に相当する。
【０００８】
本発明の好適な態様において、前記待機間微振動波形は、前記第２中間電位から第１電位まで変化して前記圧力室を収縮させる第１変動要素と、前記第１変動要素の後に設定されて前記第１電位を維持する第１維持要素と、前記第１維持要素の後に設定され、前記第１電位から前記第２中間電位まで変化して前記圧力室を膨張させる第２変動要素とを含む。以上の態様では、圧力室内の液体の圧力を加圧→減圧の順番で変化させる待機間微振動波形が利用されるから、圧力室内の液体の圧力を減圧→加圧の順番で変化させる待機間微振動波形を採用した場合と比較して待機期間でのノズル内の液面を引込側に維持することが可能である。
【０００９】
本発明の好適な態様において、前記第１変動要素の始端から前記第２変動要素の始端までの時間長は、前記圧力室のヘルムホルツ共振周期ＴCに対してＴC／４以上かつ３ＴC／４以下に設定される。以上の態様では、第１変動要素に起因した液面振動のうち液面が引込側に変位している期間内に第２変動要素の供給による液面の引込が開始される。したがって、液面がノズルの先端側に変位している期間内に第２変動要素を圧電素子に供給する構成と比較して、待機期間でのノズル内の液面を引込側に維持することが可能である。以上の効果は、第１変動要素の始端から前記第２変動要素の始端までの時間長をＴC／４以上かつＴC／２以下に設定した構成で格別に顕著となる。
【００１０】
本発明の好適な態様において、前記駆動手段は、前記第１中間電位からの電位変動により前記ノズル内の液面を微振動させる噴射間微振動波形と前記噴射波形とを前記噴射期間にて選択的に前記圧力発生素子に供給し、前記噴射間微振動波形は、前記第１中間電位から第２電位まで変化して前記圧力室を膨張させる第３変動要素と、前記第３変動要素の後に設定されて前記第２電位を維持する第２維持要素と、前記第２維持要素の後に設定され、前記第２電位から前記第１中間電位まで変化して前記圧力室を収縮させる第４変動要素とを含む。以上の態様では、圧力室内の液体の圧力を減圧→加圧の順番で変化させる噴射間微振動波形が噴射期間にて利用されるから、液体の圧力を加圧→減圧の順番で変化させる噴射間微振動波形を採用した場合と比較して噴射波形の供給による液体の噴射特性（噴射量や噴射速度や噴射方向）の誤差を抑制できるという利点がある。
【００１１】
本発明は、以上の各形態に係る液体噴射装置を制御する方法としても特定される。本発明に係る液体噴射装置の制御方法は、液体が充填された圧力室と、前記圧力室に連通するノズルと、前記圧力室内の液体の圧力を変動させて前記ノズルから前記液体を噴射させる圧力発生素子とを具備する液体噴射装置の制御方法であって、第１中間電位からの電位変動により前記ノズルから前記液体を噴射させる噴射波形を噴射期間にて前記圧力発生素子に供給する一方、第２中間電位からの電位変動により前記ノズル内の液面を微振動させる待機間微振動波形を待機期間にて前記圧力発生素子に供給し、前記第２中間電位は、前記第１中間電位と同電位、または、前記圧力発生素子に前記第１中間電位を供給した場合よりも前記圧力室を膨張させる電位に設定される。以上の制御方法でも、本発明の液体噴射装置と同様の作用および効果が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る印刷装置の部分的な構成図である。
【図２】記録ヘッドのブロック図である。
【図３】記録ヘッドの噴射部の断面図である。
【図４】印刷装置の電気的な構成のブロック図である。
【図５】駆動信号の波形図である。
【図６】ノズル内のインクの液面の説明図である。
【図７】吐出面からインクの液面までの距離とインクの水分蒸発量との関係を示すグラフである。
【図８】構成Ａにおける待機期間内の微振動波形の波形図である。
【図９】ノズル内の液面位置の時間変化を示すグラフである。
【図１０】第２実施形態における待機期間内の微振動波形の説明図である。
【図１１】比較例における噴射波形および微振動波形の波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜Ａ：第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るインクジェット方式の印刷装置１００の部分的な模式図である。印刷装置１００は、記録紙２００にインクの液滴を噴射する液体噴射装置であり、キャリッジ１２と移動機構１４と用紙搬送機構１６とを具備する。
【００１４】
キャリッジ１２には、インクカートリッジ２２と記録ヘッド２４とが搭載される。インクカートリッジ２２は、記録紙２００に噴射されるインク（液体）を貯留する容器である。記録ヘッド２４は、インクカートリッジ２２から供給されるインクを記録紙２００に噴射する液体噴射ヘッドとして機能する。なお、印刷装置１００の筐体（図示略）にインクカートリッジ２２を固定して記録ヘッド２４にインクを供給する構成（オフキャリッジ方式）も採用され得る。
【００１５】
移動機構１４は、Ｘ方向（主走査方向）にキャリッジ１２を往復させる。キャリッジ１２の位置は、リニアエンコーダー等の検出器（図示略）で検出されて移動機構１４の制御に利用される。用紙搬送機構１６は、キャリッジ１２の往復に並行して記録紙２００をＹ方向（副走査方向）に搬送する。キャリッジ１２の往復時に記録ヘッド２４が記録紙２００にインクを噴射することで所望の画像が記録紙２００に記録される。
【００１６】
図２は、記録ヘッド２４の電気的な構成のブロック図である。図２に示すように、記録ヘッド２４は、噴射部３２と駆動部３４とを具備する。噴射部３２は、記録紙２００にインクを噴射する部分であり、図３に示すように振動ユニット４２と収容体４４と流路ユニット４６とを含む。駆動部３４は、噴射部３２の圧電素子４２２を駆動する回路であり、例えばＩＣチップの形態で記録ヘッド２４に実装される。
【００１７】
図３は、噴射部３２の断面図である。図３に示すように、噴射部３２の振動ユニット４２は、圧電素子４２２とケーブル４２４と固定板４２６と含む。圧電素子４２２は、圧電材料と電極とが交互に積層された縦振動型の圧電振動子であり、ケーブル４２４を介して供給される駆動信号に応じて振動する。図２に示すように噴射部３２は複数の圧電素子４２２を含む。圧電素子４２２を固定した固定板４２６が収容体４４の内壁面に接合された状態で振動ユニット４２は収容体４４に収容される。
【００１８】
図３の流路ユニット４６は、流路形成板４６６の一方の面に基板４６２を接合し、他方の面に基板４６４を接合した構造体である。基板４６２は、例えばステンレスやシリコンで作製されたプレートにノズルを形成したノズル形成基板であり、基板４６４とは反対側の表面（以下「吐出面」という）２６が記録紙２００に対向する。流路形成板４６６は、圧力室５０と供給路５２と共通液体室（リザーバー）５４とを含む空間を基板４６２と基板４６４との間に形成する。圧力室５０は、振動ユニット４２毎に隔壁で個別に区画されるとともに供給路５２を介して共通液体室５４に連通する。インクカートリッジ２２から供給されるインクは共通液体室５４に貯留される。
【００１９】
基板４６２には、圧力室５０毎にノズル（吐出口）５６が形成される。各ノズル５６は、圧力室５０に連通する貫通孔である。以上の説明から理解されるように、共通液体室５４から供給路５２と圧力室５０とノズル５６とを経由して外部に至るインクの流路が形成される。図３に拡大して示すように、各ノズル５６は、圧力室５０に近い位置ほど大径となるテーパー状の第１部分５６１と、第１部分５６１のノズル先端側（噴射側）の開口に連通する直管状の第２部分５６２とを含む。
【００２０】
基板４６４は、弾性材料で形成された平板材である。基板４６４のうち圧力室５０の反対側の領域には圧力室５０毎に島部４８が形成され、島部４８には圧電素子４２２の先端面（自由端）が接合される。基板４６４のうち平面視で圧力室５０に重なる部分と島部４８とが、圧電素子４２２の駆動により変形して振動する振動板５８として機能する。したがって、駆動信号の供給により圧電素子４２２が振動すると、振動板５８が変位することで圧力室５０が膨張または収縮して圧力室５０内のインクの圧力が変動する。第１実施形態では、圧電素子４２２に対する供給電位が高いほど圧電素子４２２が圧力室５０を膨張させる（圧力室５０内のインクを減圧する）場合を例示する。
【００２１】
以上の構成では、圧力室５０内のインクをノズル５６から噴射させる動作（以下「噴射駆動」という）または圧力室５０内のインクが噴射されない程度にノズル５６内のインクの液面（メニスカス）を揺動させる動作（以下「微振動駆動」という）を圧電素子４２２に実行させることが可能である。
【００２２】
図４は、印刷装置１００の電気的な構成のブロック図である。図４に示すように、印刷装置１００は、制御装置１０２と印刷処理部（プリントエンジン）１０４とを具備する。制御装置１０２は、印刷処理部１０４を制御する要素であり、制御部６０と記憶部６２と駆動信号生成部６４と外部Ｉ/Ｆ（interface）６６と内部Ｉ/Ｆ６８とを含む。記録紙２００に印刷される画像を示す印刷データＤPが外部装置３００（例えばホストコンピューター）から外部Ｉ/Ｆ６６に供給され、内部Ｉ/Ｆ６８には印刷処理部１０４が接続される。印刷処理部１０４は、制御装置１０２による制御のもとで記録紙２００に画像を記録する要素であり、前述の記録ヘッド２４と移動機構１４と用紙搬送機構１６とを含む。
【００２３】
印刷装置１００の動作期間は、噴射期間（印字期間）と待機期間とに区分される。噴射期間は、記録紙２００に対して各ノズル５６からインクを噴射する期間、すなわち、記録紙２００に対して実際に印刷が実行される期間である。他方、待機期間は、印刷データＤPに応じた噴射駆動が停止（待機）される期間であり、相前後する噴射期間の合間に設定される。例えば、記録ヘッド２４が往復の両端の位置（記録ヘッド２４の各ノズル５６が記録紙２００に対向しない待避位置）にある期間や、各ノズル５６からのインクの噴射を停止させて記録紙２００を搬送する期間が待機期間に相当する。なお、印刷データＤPとは無関係に圧力室５０内のインクを噴射させるフラッシング動作を待機期間にて実行することも可能である。
【００２４】
駆動信号生成部６４は、図５に例示する駆動信号ＣＯＭを生成する。駆動信号ＣＯＭは、噴射期間内では所定の第１中間電位Ｖm1を基準として電位が変動し、待機期間内では所定の第２中間電位Ｖm2を基準として電位が変動する電圧信号である。図５に示すように、噴射期間では駆動信号ＣＯＭの１周期の期間（以下「印字周期」という）ＴP毎に噴射波形ＰDと微振動波形ＰVとが配置され、待機期間では印字周期ＴP毎に微振動波形ＱVが配置される。噴射波形ＰDは、圧電素子４２２に対する供給で噴射駆動を実行させる波形であり、微振動波形ＰVおよび微振動波形ＱVの各々は、圧電素子４２２に対する供給で微振動駆動を実行させる波形である。微振動駆動ではノズル５６内の液体を揺動させることによってノズル５６内の液面のインクの増粘を低減する。なお、印字周期ＴPの時間長を噴射期間と待機期間とで相違させてもよい。
【００２５】
図５に示すように、噴射波形ＰDは、始端および終端にて第１中間電位Ｖm1に設定され、変動要素ＥD1と維持要素ＥD2と変動要素ＥD3と維持要素ＥD4と変動要素ＥD5とをこの順番で連結した波形である。変動要素ＥD1は、第１中間電位Ｖm1から高位側の電位ＶHまで電位が変化して圧力室５０を膨張させる区間であり、維持要素ＥD2は、変動要素ＥD1の終端の電位ＶHを維持する。変動要素ＥD3は、維持要素ＥD2の終端の電位ＶHから第１中間電位Ｖm1を跨いで低位側の電位ＶL（例えば接地電位）まで電位が変化して圧力室５０を収縮させる区間であり、維持要素ＥD4は、変動要素ＥD3の終端の電位ＶLを維持する。変動要素ＥD5は、維持要素ＥD4の終端の電位ＶLから第１中間電位Ｖm1まで電位が変化する区間である。したがって、圧電素子４２２に噴射波形ＰDを供給した場合、圧力室５０内のインクの圧力は減圧→加圧→減圧の順番で変化する。
【００２６】
噴射期間内の微振動波形（噴射間微振動波形）ＰVは、噴射波形ＰDと同様に始端および終端にて第１中間電位Ｖm1に設定され、変動要素ＥV1と維持要素ＥV2と変動要素ＥV3とをこの順番で連結した波形である。変動要素ＥV1は、第１中間電位Ｖm1から高位側の電位ＶAまで電位が変化して圧力室５０を膨張させる区間であり、維持要素ＥV2は、変動要素ＥV1の終端の電位ＶAを維持する。電位ＶAは、第１中間電位Ｖm1と電位ＶHとの間の電位に設定される。変動要素ＥV3は、維持要素ＥV2の終端の電位ＶAから第１中間電位Ｖm1まで電位が変化する区間である。したがって、圧電素子４２２に微振動波形ＰVを供給した場合、圧力室５０内のインクの圧力は減圧→加圧の順番で変化する
【００２７】
待機期間内の微振動波形（待機間微振動波形）ＱVは、始端および終端にて第２中間電位Ｖm2に設定され、変動要素ＧV1と維持要素ＧV2と変動要素ＧV3とをこの順番で連結した波形である。ここで、微振動波形ＰVと微振動波形ＱVとは中間電位に対して反転した形状の波形となる。すなわち、微振動波形ＱVの変動要素ＧV1は、第２中間電位Ｖm2から低位側の電位ＶBまで電位が変化して圧力室５０を収縮させる区間であり、維持要素ＧV2は、変動要素ＧV1の終端の電位ＶBを維持する。電位ＶBは、第２中間電位Ｖm2と噴射波形ＰDの電位ＶLとの間の電位に設定される。変動要素ＧV3は、維持要素ＧV2の終端の電位ＶBから第２中間電位Ｖm2まで電位が変化する区間である。したがって、圧電素子４２２に微振動波形ＱVを供給した場合、圧力室５０内のインクの圧力は加圧→減圧の順番で変化する。
【００２８】
図４の記憶部６２は、制御プログラム等を記憶するＲＯＭと、画像の印刷に必要な各種のデータを一時的に記憶するＲＡＭとを含む。制御部６０は、記憶部６２に記憶された制御プログラムの実行で印刷処理部１０４を統括的に制御する。例えば、制御部６０は、各圧電素子４２２の制御内容（噴射駆動／微振動駆動）を印字周期ＴP毎に指示する制御データＤCを生成する。具体的には、制御部６０は、噴射期間では印刷データＤPに応じて噴射駆動または微振動駆動（非噴射）を選択的に指示する制御データＤCを生成し、待機期間では微振動駆動を指示する制御データＤCを所定の回数にわたって反復的に生成する。
【００２９】
図２に示すように、記録ヘッド２４の駆動部３４は、相異なる圧電素子４２２に対応する複数（典型的には圧電素子４２２と同数）の駆動回路３６を具備する。駆動信号生成部６４が生成した駆動信号ＣＯＭと制御部６０が生成した制御データＤCとは、内部Ｉ/Ｆ６８を介して各駆動回路３６に供給される。各駆動回路３６は、圧電素子４２２に対する駆動信号ＣＯＭの供給／遮断を制御データＤCに応じて制御する。すなわち、駆動信号ＣＯＭのうち制御データＤCに応じた区間が圧電素子４２２に供給される。
【００３０】
噴射期間において、駆動回路３６は、制御データＤCが噴射駆動を示す場合に駆動信号ＣＯＭの噴射波形ＰDを圧電素子４２２に供給し、制御データＤCが微振動駆動を示す場合に駆動信号ＣＯＭの微振動波形ＰVを圧電素子４２２に供給する。したがって、噴射期間では、微振動駆動によりインクの増粘を随時に低減しながら印刷データＤPに応じた画像が記録紙２００に形成される。他方、待機期間では、微振動駆動を示す制御データＤCの供給により、駆動回路３６は駆動信号ＣＯＭの微振動波形ＱVを圧電素子４２２に対して順次に供給する。したがって、待機期間でもノズル５６内のインクの増粘が低減される。
【００３１】
図６は、ノズル５６内のインクの液面を示す模式図である。圧電素子４２２に第１中間電位Ｖm1を供給した場合の液面の位置が基準位置Ｈrefとして図６には図示されている。噴射期間のうち噴射波形ＰDまたは微振動波形ＰVが供給される期間以外では、圧電素子４２２に対する供給電位が第１中間電位Ｖm1に保持されるから、ノズル５６内の液面は基準位置Ｈrefに維持される。
【００３２】
図５に示すように、待機期間での第２中間電位Ｖm2は噴射期間内の第１中間電位Ｖm1を上回る。すなわち、第２中間電位Ｖm2は、圧電素子４２２に第１中間電位Ｖm1を供給した場合と比較して圧力室５０を膨張させる高位側の電位に設定される。待機期間のうち微振動波形ＱVが供給される期間以外では、圧電素子４２２に対する供給電位が第２中間電位Ｖm2に保持されるから、ノズル５６内の液面は、図６に示すように、基準位置Ｈrefよりも引込側（圧力室５０側）の位置Ｈxに維持される。
【００３３】
図６には、第２中間電位Ｖm2を第１中間電位Ｖm1よりも低い電位に設定した構成において第２中間電位Ｖm2を圧電素子４２２に供給した場合のノズル５６内の液面の位置Ｈyが比較例として図示されている。圧電素子４２２に対する供給電位が低いほど圧力室５０は収縮するから、比較例における液面の位置Ｈyは、基準位置Ｈrefよりもノズル５６の先端側（圧力室５０とは反対側）に位置する。
【００３４】
図７は、記録ヘッド２４の吐出面２６からノズル５６内のインクの液面までの距離ｙとノズル５６内のインクの水分蒸発量との関係を示すグラフである。図７に示すように、吐出面２６から液面までの距離ｙとインクの水分蒸発量（増粘の度合）とは相互に反比例する。すなわち、距離ｙが小さい（液面がノズル５６の先端側に位置する）ほどノズル５６内のインクの増粘が進行する。第１実施形態では、図６を参照して前述した通り、待機期間におけるノズル５６内の液面の位置Ｈxが基準位置Ｈrefよりも引込側に位置する（吐出面２６からの距離ｙが大きい）から、液面の位置Ｈyが基準位置Ｈrefよりもノズル５６の先端側に位置する比較例と比較して、待機期間でのインクの増粘を抑制することが可能である。
【００３５】
ところで、待機期間内で第２中間電位Ｖm2からの電位変動により圧電素子４２２に微振動駆動を実行させる構成としては、図５の微振動波形ＱVの代わりに図８の微振動波形ＱVを待機期間にて圧電素子４２２に供給する構成（以下「構成Ａ」という）も採用され得る。図８の微振動波形ＱVは、第２中間電位Ｖm2から高位側（圧力室５０を膨張させる方向）に電位が変化する変動要素ＧV1と、変動要素ＧV1の終端の電位を維持する維持要素ＧV2と、維持要素ＧV2の終端の電位から第２中間電位Ｖm2まで電位が変化する変動要素ＧV3とを連結した波形である。すなわち、圧電素子４２２に図８の微振動波形ＱVを供給した場合、圧力室５０内のインクの圧力は減圧→加圧の順番で変化する。
【００３６】
図９は、ノズル５６内の液面の位置の時間変化を、図５の微振動波形ＱVを供給した場合（実線）と図８の微振動波形ＱVを供給した場合（破線）との各々について併記したグラフである。図９では、第２中間電位Ｖm2を圧電素子４２２に供給した場合の液面の位置を基準（ゼロ）として正数の範囲がノズル５６の先端側を意味し、負数の範囲が引込側を意味する。時間軸上の原点は、微振動波形ＱVの始端（第２中間電位Ｖm2から電位が変化し始める時点）に相当する。
【００３７】
構成Ａの微振動波形ＱVを圧電素子４２２に供給した場合、変動要素ＧV1による減圧の反動で圧力室５０内のインクの圧力が増加している途中（すなわち液面がノズル５６の先端側に変位している途中）で変動要素ＧV3によりインクが更に加圧される。したがって、図９から把握される通り、微振動波形ＱVの供給後における液面の平均的な位置は、圧電素子４２２に第２中間電位Ｖm2を供給した場合の液面（基準）と比較してノズル５６の先端側の位置となる。
【００３８】
他方、図５の微振動波形ＱVを圧電素子４２２に供給した場合、変動要素ＧV1による加圧の反動で圧力室５０内のインクの圧力が減少している途中（すなわち液面が引込側に変位している途中）で変動要素ＧV3によりインクが更に減圧される。したがって、図９から把握される通り、微振動波形ＱVの供給後における液面の平均的な位置は、圧電素子４２２に第２中間電位Ｖm2を供給した場合の液面（基準）と比較して引込側の位置となる。前述のようにノズル５６内の液面が引込側に位置するほどインクの増粘は抑制されるから、待機期間でのインクの増粘を有効に抑制するという観点からは、図５に例示した第１実施形態の微振動波形ＱVのほうが構成Ａの微振動波形ＱVよりも有利である。
【００３９】
なお、以上の例示では、噴射期間の微振動波形ＰVを減圧→加圧の波形としたが、微振動波形ＰVを加圧→減圧の波形とすることも可能である。ただし、加圧→減圧の微振動波形ＰVを噴射期間にて圧電素子４２２に供給した場合、圧力室５０内のインクの微振動が長期間にわたって残留し、噴射波形ＰDの供給によるインクの噴射特性（噴射量，噴射速度，噴射方向）に誤差が発生する可能性がある。したがって、インクの噴射特性の誤差を抑制するという観点からは、待機期間内の微振動波形ＱV（加圧→減圧）とは反対に減圧→加圧の順番でインクの圧力を変化させる微振動波形ＰVを噴射期間にて圧電素子４２２に供給する構成が好適である。
【００４０】
＜Ｂ：第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を以下に説明する。なお、以下に例示する各形態において作用や機能が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００４１】
図１０は、微振動波形ＱVの変動要素ＧV1を圧電素子４２２に供給した場合のノズル５６内の液面の位置の時間変化を示すグラフである。図１０では図９と同様に、第２中間電位Ｖm2を圧電素子４２２に供給した状態での液面の位置が基準（ゼロ）に相当し、時間軸上の原点ｔ0は、変動要素ＧV1の始端を意味する。
【００４２】
図１０に示すように、圧電素子４２２に変動要素ＧV1を供給して圧力室５０を収縮させるとノズル５６内の液面はノズル５６の先端側に変位し、変動要素ＧV1の終端の経過後には周期的な液面振動Ｚが残留する。他方、微振動波形ＱVの変動要素ＧV3は、ノズル５６内の液面を引込側に変位させる（圧力室５０を膨張させる）ように作用する。第２実施形態では、変動要素ＧV1に起因した液面振動Ｚのうち液面が引込側に変位している期間内にて変動要素ＧV3の供給による液面の引込が発生するように、微振動波形ＱVにおける変動要素ＧV1の始端から変動要素ＧV3の始端までの時間長Ｔが選定される。時間長Ｔの条件を以下に詳述する。
【００４３】
変動要素ＧV1に起因した液面振動Ｚは周期ＴCの減衰振動で近似される。周期ＴCは、圧力室５０内でのヘルムホルツ共振による固有振動周期（記録ヘッド２４やインク等を含んだ振動系全体の固有周期）に相当する。図１０から理解されるように、液面振動Ｚにて液面が引込側に変位するのは、変動要素ＧV1の始端ｔ0から時間長ＴC／４が経過した時点ｔ1と、変動要素ＧV1の始端から時間長３ＴC／４が経過した時点ｔ3との間の期間Ｒ1である。したがって、変動要素ＧV3の始端が期間Ｒ1の内側に位置するように、微振動波形ＱVにおける変動要素ＧV1の始端から変動要素ＧV3の始端までの時間長Ｔは、ヘルムホルツ共振周期ＴCに対してＴC／４以上かつ３ＴC／４以下に設定される。
【００４４】
液面を引込側に有効に変位させるという観点からは、期間Ｒ1のうちノズル５６内の液面が引込側に変位する速度が増加している図１０の期間Ｒ2内にて変動要素ＧV3の供給による液面の引込を開始することが望ましい。期間Ｒ2は、変動要素ＧV1の始端ｔ0から時間長ＴC／４が経過した時点ｔ1と、変動要素ＧV1の始端から時間長ＴC／２が経過した時点ｔ2との間の期間である。したがって、微振動波形ＱVにおける変動要素ＧV1の始端から変動要素ＧV3の始端までの時間長ＴをＴC／４以上かつＴC／２以下に設定した構成が格別に好適である。
【００４５】
第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。また、第２実施形態では、変動要素ＧV1に起因した液面振動Ｚにおいて液面が引込側に変位している期間（Ｒ1，Ｒ2）内に変動要素ＧV3の供給による液面の引込が開始されるから、変動要素ＧV1に起因した液面の引込と変動要素ＧV3による液面の引込とが複合される。したがって、例えば液面振動Ｚにおいて液面がノズル５６の先端側に変位している途中で変動要素ＧV3による液面の引込を開始する構成と比較して、待機期間におけるノズル５６内のインクの液面を引込側に維持することが可能である。以上の構成によれば、ノズル５６内のインクの水分蒸発（ひいてはインクの増粘）を有効に低減できるという利点がある。
【００４６】
＜Ｃ：変形例＞
以上の各形態は多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は適宜に併合され得る。
【００４７】
（１）駆動信号ＣＯＭの波形は任意であり、印字周期ＴP内の各波形の総数や形状は適宜に変更される。例えば、噴射期間の各印字周期ＴP内に複数の噴射波形ＰDまたは複数の微振動波形ＰVを配置した構成や、待機期間の各印字周期ＴP内に複数の微振動波形ＱVを配置した構成が採用される。また、微振動波形ＰVや微振動波形ＱVは台形状の波形に限定されず、例えば前述の各形態で例示した噴射波形ＰDと同様の波形（ただしノズル５６からインクが噴射されないように電位範囲や勾配が選定される）としてもよい。
【００４８】
（２）前述の各形態では、第２中間電位Ｖm2が第１中間電位Ｖm1を上回る構成を例示したが、第２中間電位Ｖm2を第１中間電位Ｖm1と同電位に設定することも可能である。第２中間電位Ｖm2と第１中間電位Ｖm1とが相等しい構成でも、待機期間での第２中間電位Ｖm2が第１中間電位Ｖm1を下回る比較例の構成（すなわち待機期間にてノズル５６内の液面が図６の位置Ｈyに維持される構成）と比較すれば液面は引込側の位置Ｈrefに維持されるから、比較例と比較して待機期間でのインクの増粘を低減するという所期の効果は確かに実現される。
【００４９】
（３）前述の各形態では、圧電素子４２２に供給される電位が高いほど圧力室５０が膨張する構成を例示したが、圧電素子４２２に供給される電位が高いほど圧力室５０が収縮する構成（以下「構成Ｂ」という）も採用され得る。構成Ｂでは、待機期間内の第２中間電位Ｖm2を第１中間電位Ｖm1よりも低い電位（すなわち第１中間電位Ｖm1と比較して圧力室５０を膨張させる電位）に設定することで、第１実施形態と同様に、待機期間でのノズル５６内の液面が基準位置Ｈrefよりも引込側の位置Ｈxに維持される。
【００５０】
以上の説明から理解されるように、第２中間電位Ｖm2は、第１中間電位Ｖm1と同電位、または、圧電素子４２２に第１中間電位Ｖm1が供給された場合よりも圧力室５０を膨張させる電位として包括される。すなわち、供給電位が高いほど圧電素子４２２が圧力室５０を膨張させる構成（例えば第１実施形態や第２実施形態）では第２中間電位Ｖm2が第１中間電位Ｖm1以上の電位（更に好適には第１中間電位Ｖm1を上回る電位）に設定され、供給電位が高いほど圧電素子４２２が圧力室５０を収縮させる構成（例えば構成Ｂ）では第２中間電位Ｖm2が第１中間電位Ｖm1以下の電位（更に好適には第１中間電位Ｖm1を下回る電位）に設定される。
【００５１】
（４）前述の各形態では、噴射波形ＰDと微振動波形ＰVと微振動波形ＱVとを１系統の駆動信号ＣＯＭに配置したが、各波形を複数系統の駆動信号に配置することも可能である。例えば、噴射波形ＰDおよび微振動波形ＰVを含む駆動信号と微振動波形ＱVを含む駆動信号とを駆動信号生成部６４が別個に生成する構成が採用される。
【００５２】
（５）以上の各形態では、記録ヘッド２４を搭載したキャリッジ１２を移動させるシリアル型の印刷装置１００を例示したが、記録紙２００の幅方向の全域に対向するように複数のノズル５６が配列されたライン型の印刷装置１００にも本発明を適用することが可能である。ライン型の印刷装置１００では記録ヘッド２４が固定され、記録紙２００を搬送させながら各ノズル５６からインクの液滴を噴射することで記録紙２００に画像が記録される。以上の説明から理解されるように、記録ヘッド２４自体の可動／固定は本発明において不問である。
【００５３】
（６）圧力室５０内のインクの圧力を変化させる要素（圧力発生素子）の構成は以上の例示に限定されない。例えば、静電アクチュエーター等の振動体を利用することも可能である。また、本発明の圧力発生素子は、圧力室５０に機械的な振動を付与する要素に限定されない。例えば、圧力室５０の加熱で気泡を発生させて圧力室５０内のインクの圧力を変化させる発熱素子（ヒーター）を圧力発生素子として利用することも可能である。すなわち、本発明の圧力発生素子は、圧力室５０内のインクの圧力を変化させる要素として包括され、圧力を変化させる方法（ピエゾ方式／サーマル方式）や構成の如何は不問である。
【００５４】
（７）以上の各形態の印刷装置１００は、プロッターやファクシミリ装置，コピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体噴射装置の用途は画像の印刷に限定されない。例えば、各色材の溶液を噴射する液体噴射装置は、液晶表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、液体状の導電材料を噴射する液体噴射装置は、例えば有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置や電界放出表示装置（ＦＥＤ：Field Emission Display）等の表示装置の電極を形成する電極製造装置として利用される。また、生体有機物の溶液を噴射する液体噴射装置は、生物化学素子（バイオチップ）を製造するチップ製造装置として利用される。そして、液体の噴射の目標となる物体（着弾対象）は液体噴射装置の用途に応じて相違する。例えば、前述の印刷装置１００の着弾対象は記録紙２００であるが、液体噴射装置を表示装置の製造に使用する場合には、例えば表示装置を構成する基板が着弾対象に相当する。
【符号の説明】
【００５５】
１００……印刷装置、１２……キャリッジ、１４……移動機構、１６……用紙搬送機構、２２……インクカートリッジ、２４……記録ヘッド、２６……吐出面、３２……噴射部、３４……駆動部、３６……駆動回路、４２２……圧電素子、５０……圧力室、５６……ノズル、１０２……制御装置、１０４……印刷処理部、６０……制御部、６２……記憶部、６４……駆動信号生成部、６６……外部Ｉ/Ｆ、６８……内部Ｉ/Ｆ、２００……記録紙、３００……外部装置、ＣＯＭ……駆動信号、ＰD……噴射波形、ＰV，ＱV……微振動波形。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク等の液体を噴射する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子や発熱素子等の圧力発生素子により圧力室内の液体の圧力を変動させて液体をノズルから噴射する液体噴射装置が従来から提案されている（例えば特許文献１および特許文献２）。例えば図１１に示すように、所定の中間電位ＶmAを基準として設定された噴射波形９２を圧力発生素子に供給することで圧力室が膨張および収縮して液体がノズルから噴射される。圧力発生素子は、例えば供給電位が高いほど圧力室を膨張させるように動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１１８１０７号公報
【特許文献２】特開２００７−０８３７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液体噴射装置では、ノズル内の液体の増粘を防止するために、液体が噴射しない程度にノズル内の液面（メニスカス）を微振動させる微振動駆動が実行される。圧力室内の液体を記録紙等の着弾対象に噴射させる期間（以下「噴射期間」という）のほか、噴射期間以外の期間（以下「待機期間」という。例えば記録紙等の着弾対象にノズルが対向しない位置に液体噴射ヘッドを待機させる期間）においても微振動駆動は実行される。待機期間内での微振動駆動は、図１１に示すように、中間電位ＶmBを基準として設定された微振動波形９４を圧力発生素子に供給することで実現される。
【０００５】
待機期間内の中間電位ＶmBは、例えば消費電力の低減の観点から、噴射期間内の中間電位ＶmAを下回る接地電位に維持される。この待機期間内では、圧力発生素子に中間電位ＶmBが供給されることで圧力室が収縮し、噴射期間にて中間電位ＶmAが供給された場合と比較してノズル内の液面がノズルの先端側（圧力室とは反対側）の位置に維持される。しかし、ノズル内の液面がノズルの先端側に位置するほど液体からの水分の蒸発量は増加するため、待機期間内でノズル内の液体が増粘し易いという問題がある。以上の事情を考慮して、本発明は、待機期間での液体の増粘を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために、本発明の液体噴射装置は、液体が充填された圧力室と、前記圧力室に連通するノズルと、前記圧力室内の液体の圧力を変動させて前記ノズルから前記液体を噴射させる圧力発生素子とを含む液体噴射ヘッドと、第１中間電位を基準とする電位変動により前記ノズルから前記液体を噴射させる噴射波形を前記圧力発生素子に供給する駆動手段とを具備し、前記駆動手段は、前記第１中間電位と同電位または前記圧力発生素子に前記第１中間電位を供給した場合よりも前記圧力室を膨張させる電位である第２中間電位を基準とする電位変動により前記ノズル内の液面を微振動させる待機間微振動波形を、前記液体を噴射することなく前記液体噴射ヘッドを待機させる待機期間において前記圧力発生素子に供給する。以上の構成では、待機期間内の第２中間電位が第１中間電位の供給時よりも圧力室を膨張させる電位に設定されるから、待機期間でのノズル内の液面の位置が引込側（圧力室側）に維持される。したがって、第１中間電位の供給時よりも圧力室を収縮させる電位を第２中間電位とした構成と比較して、待機期間での液体の増粘を抑制することが可能である。
【０００７】
第１中間電位と第２中間電位との高低は、圧力発生素子に供給される電位の高低と圧力室の圧力の高低（膨張／収縮）との関係に依存する。すなわち、例えば供給電位が高いほど圧力発生素子が圧力室を膨張させる構成では第２中間電位が第１中間電位以上の電位（好適には第１中間電位よりも高い電位）に設定され、供給電位が高いほど圧力発生素子が圧力室を収縮させる構成では第２中間電位が第１中間電位以下の電位（好適には第１中間電位よりも低い電位）に設定される。また、着弾対象に対して前記液体噴射ヘッドを相対的に移動させる移動手段を具備する構成では、前記着弾対象に対して前記液体を噴射可能な領域の外側に前記液体噴射ヘッドが位置する期間が前記待機期間に相当する。
【０００８】
本発明の好適な態様において、前記待機間微振動波形は、前記第２中間電位から第１電位まで変化して前記圧力室を収縮させる第１変動要素と、前記第１変動要素の後に設定されて前記第１電位を維持する第１維持要素と、前記第１維持要素の後に設定され、前記第１電位から前記第２中間電位まで変化して前記圧力室を膨張させる第２変動要素とを含む。以上の態様では、圧力室内の液体の圧力を加圧→減圧の順番で変化させる待機間微振動波形が利用されるから、圧力室内の液体の圧力を減圧→加圧の順番で変化させる待機間微振動波形を採用した場合と比較して待機期間でのノズル内の液面を引込側に維持することが可能である。
【０００９】
本発明の好適な態様において、前記第１変動要素の始端から前記第２変動要素の始端までの時間長は、前記圧力室のヘルムホルツ共振周期ＴCに対してＴC／４以上かつ３ＴC／４以下に設定される。以上の態様では、第１変動要素に起因した液面振動のうち液面が引込側に変位している期間内に第２変動要素の供給による液面の引込が開始される。したがって、液面がノズルの先端側に変位している期間内に第２変動要素を圧電素子に供給する構成と比較して、待機期間でのノズル内の液面を引込側に維持することが可能である。以上の効果は、第１変動要素の始端から前記第２変動要素の始端までの時間長をＴC／４以上かつＴC／２以下に設定した構成で格別に顕著となる。
【００１０】
本発明の好適な態様において、前記駆動手段は、前記第１中間電位からの電位変動により前記ノズル内の液面を微振動させる噴射間微振動波形と前記噴射波形とを前記噴射期間にて選択的に前記圧力発生素子に供給し、前記噴射間微振動波形は、前記第１中間電位から第２電位まで変化して前記圧力室を膨張させる第３変動要素と、前記第３変動要素の後に設定されて前記第２電位を維持する第２維持要素と、前記第２維持要素の後に設定され、前記第２電位から前記第１中間電位まで変化して前記圧力室を収縮させる第４変動要素とを含む。以上の態様では、圧力室内の液体の圧力を減圧→加圧の順番で変化させる噴射間微振動波形が噴射期間にて利用されるから、液体の圧力を加圧→減圧の順番で変化させる噴射間微振動波形を採用した場合と比較して噴射波形の供給による液体の噴射特性（噴射量や噴射速度や噴射方向）の誤差を抑制できるという利点がある。
【００１１】
本発明は、以上の各形態に係る液体噴射装置を制御する方法としても特定される。本発明に係る液体噴射装置の制御方法は、液体が充填された圧力室と、前記圧力室に連通するノズルと、前記圧力室内の液体の圧力を変動させて前記ノズルから前記液体を噴射させる圧力発生素子とを具備する液体噴射装置の制御方法であって、第１中間電位からの電位変動により前記ノズルから前記液体を噴射させる噴射波形を噴射期間にて前記圧力発生素子に供給する一方、第２中間電位からの電位変動により前記ノズル内の液面を微振動させる待機間微振動波形を待機期間にて前記圧力発生素子に供給し、前記第２中間電位は、前記第１中間電位と同電位、または、前記圧力発生素子に前記第１中間電位を供給した場合よりも前記圧力室を膨張させる電位に設定される。以上の制御方法でも、本発明の液体噴射装置と同様の作用および効果が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る印刷装置の部分的な構成図である。
【図２】記録ヘッドのブロック図である。
【図３】記録ヘッドの噴射部の断面図である。
【図４】印刷装置の電気的な構成のブロック図である。
【図５】駆動信号の波形図である。
【図６】ノズル内のインクの液面の説明図である。
【図７】吐出面からインクの液面までの距離とインクの水分蒸発量との関係を示すグラフである。
【図８】構成Ａにおける待機期間内の微振動波形の波形図である。
【図９】ノズル内の液面位置の時間変化を示すグラフである。
【図１０】第２実施形態における待機期間内の微振動波形の説明図である。
【図１１】比較例における噴射波形および微振動波形の波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜Ａ：第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るインクジェット方式の印刷装置１００の部分的な模式図である。印刷装置１００は、記録紙２００にインクの液滴を噴射する液体噴射装置であり、キャリッジ１２と移動機構１４と用紙搬送機構１６とを具備する。
【００１４】
キャリッジ１２には、インクカートリッジ２２と記録ヘッド２４とが搭載される。インクカートリッジ２２は、記録紙２００に噴射されるインク（液体）を貯留する容器である。記録ヘッド２４は、インクカートリッジ２２から供給されるインクを記録紙２００に噴射する液体噴射ヘッドとして機能する。なお、印刷装置１００の筐体（図示略）にインクカートリッジ２２を固定して記録ヘッド２４にインクを供給する構成（オフキャリッジ方式）も採用され得る。
【００１５】
移動機構１４は、Ｘ方向（主走査方向）にキャリッジ１２を往復させる。キャリッジ１２の位置は、リニアエンコーダー等の検出器（図示略）で検出されて移動機構１４の制御に利用される。用紙搬送機構１６は、キャリッジ１２の往復に並行して記録紙２００をＹ方向（副走査方向）に搬送する。キャリッジ１２の往復時に記録ヘッド２４が記録紙２００にインクを噴射することで所望の画像が記録紙２００に記録される。
【００１６】
図２は、記録ヘッド２４の電気的な構成のブロック図である。図２に示すように、記録ヘッド２４は、噴射部３２と駆動部３４とを具備する。噴射部３２は、記録紙２００にインクを噴射する部分であり、図３に示すように振動ユニット４２と収容体４４と流路ユニット４６とを含む。駆動部３４は、噴射部３２の圧電素子４２２を駆動する回路であり、例えばＩＣチップの形態で記録ヘッド２４に実装される。
【００１７】
図３は、噴射部３２の断面図である。図３に示すように、噴射部３２の振動ユニット４２は、圧電素子４２２とケーブル４２４と固定板４２６と含む。圧電素子４２２は、圧電材料と電極とが交互に積層された縦振動型の圧電振動子であり、ケーブル４２４を介して供給される駆動信号に応じて振動する。図２に示すように噴射部３２は複数の圧電素子４２２を含む。圧電素子４２２を固定した固定板４２６が収容体４４の内壁面に接合された状態で振動ユニット４２は収容体４４に収容される。
【００１８】
図３の流路ユニット４６は、流路形成板４６６の一方の面に基板４６２を接合し、他方の面に基板４６４を接合した構造体である。基板４６２は、例えばステンレスやシリコンで作製されたプレートにノズルを形成したノズル形成基板であり、基板４６４とは反対側の表面（以下「吐出面」という）２６が記録紙２００に対向する。流路形成板４６６は、圧力室５０と供給路５２と共通液体室（リザーバー）５４とを含む空間を基板４６２と基板４６４との間に形成する。圧力室５０は、振動ユニット４２毎に隔壁で個別に区画されるとともに供給路５２を介して共通液体室５４に連通する。インクカートリッジ２２から供給されるインクは共通液体室５４に貯留される。
【００１９】
基板４６２には、圧力室５０毎にノズル（吐出口）５６が形成される。各ノズル５６は、圧力室５０に連通する貫通孔である。以上の説明から理解されるように、共通液体室５４から供給路５２と圧力室５０とノズル５６とを経由して外部に至るインクの流路が形成される。図３に拡大して示すように、各ノズル５６は、圧力室５０に近い位置ほど大径となるテーパー状の第１部分５６１と、第１部分５６１のノズル先端側（噴射側）の開口に連通する直管状の第２部分５６２とを含む。
【００２０】
基板４６４は、弾性材料で形成された平板材である。基板４６４のうち圧力室５０の反対側の領域には圧力室５０毎に島部４８が形成され、島部４８には圧電素子４２２の先端面（自由端）が接合される。基板４６４のうち平面視で圧力室５０に重なる部分と島部４８とが、圧電素子４２２の駆動により変形して振動する振動板５８として機能する。したがって、駆動信号の供給により圧電素子４２２が振動すると、振動板５８が変位することで圧力室５０が膨張または収縮して圧力室５０内のインクの圧力が変動する。第１実施形態では、圧電素子４２２に対する供給電位が高いほど圧電素子４２２が圧力室５０を膨張させる（圧力室５０内のインクを減圧する）場合を例示する。
【００２１】
以上の構成では、圧力室５０内のインクをノズル５６から噴射させる動作（以下「噴射駆動」という）または圧力室５０内のインクが噴射されない程度にノズル５６内のインクの液面（メニスカス）を揺動させる動作（以下「微振動駆動」という）を圧電素子４２２に実行させることが可能である。
【００２２】
図４は、印刷装置１００の電気的な構成のブロック図である。図４に示すように、印刷装置１００は、制御装置１０２と印刷処理部（プリントエンジン）１０４とを具備する。制御装置１０２は、印刷処理部１０４を制御する要素であり、制御部６０と記憶部６２と駆動信号生成部６４と外部Ｉ/Ｆ（interface）６６と内部Ｉ/Ｆ６８とを含む。記録紙２００に印刷される画像を示す印刷データＤPが外部装置３００（例えばホストコンピューター）から外部Ｉ/Ｆ６６に供給され、内部Ｉ/Ｆ６８には印刷処理部１０４が接続される。印刷処理部１０４は、制御装置１０２による制御のもとで記録紙２００に画像を記録する要素であり、前述の記録ヘッド２４と移動機構１４と用紙搬送機構１６とを含む。
【００２３】
印刷装置１００の動作期間は、噴射期間（印字期間）と待機期間とに区分される。噴射期間は、記録紙２００に対して各ノズル５６からインクを噴射する期間、すなわち、記録紙２００に対して実際に印刷が実行される期間である。他方、待機期間は、印刷データＤPに応じた噴射駆動が停止（待機）される期間であり、相前後する噴射期間の合間に設定される。例えば、記録ヘッド２４が往復の両端の位置（記録ヘッド２４の各ノズル５６が記録紙２００に対向しない待避位置）にある期間や、各ノズル５６からのインクの噴射を停止させて記録紙２００を搬送する期間が待機期間に相当する。なお、印刷データＤPとは無関係に圧力室５０内のインクを噴射させるフラッシング動作を待機期間にて実行することも可能である。
【００２４】
駆動信号生成部６４は、図５に例示する駆動信号ＣＯＭを生成する。駆動信号ＣＯＭは、噴射期間内では所定の第１中間電位Ｖm1を基準として電位が変動し、待機期間内では所定の第２中間電位Ｖm2を基準として電位が変動する電圧信号である。図５に示すように、噴射期間では駆動信号ＣＯＭの１周期の期間（以下「印字周期」という）ＴP毎に噴射波形ＰDと微振動波形ＰVとが配置され、待機期間では印字周期ＴP毎に微振動波形ＱVが配置される。噴射波形ＰDは、圧電素子４２２に対する供給で噴射駆動を実行させる波形であり、微振動波形ＰVおよび微振動波形ＱVの各々は、圧電素子４２２に対する供給で微振動駆動を実行させる波形である。微振動駆動ではノズル５６内の液体を揺動させることによってノズル５６内の液面のインクの増粘を低減する。なお、印字周期ＴPの時間長を噴射期間と待機期間とで相違させてもよい。
【００２５】
図５に示すように、噴射波形ＰDは、始端および終端にて第１中間電位Ｖm1に設定され、変動要素ＥD1と維持要素ＥD2と変動要素ＥD3と維持要素ＥD4と変動要素ＥD5とをこの順番で連結した波形である。変動要素ＥD1は、第１中間電位Ｖm1から高位側の電位ＶHまで電位が変化して圧力室５０を膨張させる区間であり、維持要素ＥD2は、変動要素ＥD1の終端の電位ＶHを維持する。変動要素ＥD3は、維持要素ＥD2の終端の電位ＶHから第１中間電位Ｖm1を跨いで低位側の電位ＶL（例えば接地電位）まで電位が変化して圧力室５０を収縮させる区間であり、維持要素ＥD4は、変動要素ＥD3の終端の電位ＶLを維持する。変動要素ＥD5は、維持要素ＥD4の終端の電位ＶLから第１中間電位Ｖm1まで電位が変化する区間である。したがって、圧電素子４２２に噴射波形ＰDを供給した場合、圧力室５０内のインクの圧力は減圧→加圧→減圧の順番で変化する。
【００２６】
噴射期間内の微振動波形（噴射間微振動波形）ＰVは、噴射波形ＰDと同様に始端および終端にて第１中間電位Ｖm1に設定され、変動要素ＥV1と維持要素ＥV2と変動要素ＥV3とをこの順番で連結した波形である。変動要素ＥV1は、第１中間電位Ｖm1から高位側の電位ＶAまで電位が変化して圧力室５０を膨張させる区間であり、維持要素ＥV2は、変動要素ＥV1の終端の電位ＶAを維持する。電位ＶAは、第１中間電位Ｖm1と電位ＶHとの間の電位に設定される。変動要素ＥV3は、維持要素ＥV2の終端の電位ＶAから第１中間電位Ｖm1まで電位が変化する区間である。したがって、圧電素子４２２に微振動波形ＰVを供給した場合、圧力室５０内のインクの圧力は減圧→加圧の順番で変化する
【００２７】
待機期間内の微振動波形（待機間微振動波形）ＱVは、始端および終端にて第２中間電位Ｖm2に設定され、変動要素ＧV1と維持要素ＧV2と変動要素ＧV3とをこの順番で連結した波形である。ここで、微振動波形ＰVと微振動波形ＱVとは中間電位に対して反転した形状の波形となる。すなわち、微振動波形ＱVの変動要素ＧV1は、第２中間電位Ｖm2から低位側の電位ＶBまで電位が変化して圧力室５０を収縮させる区間であり、維持要素ＧV2は、変動要素ＧV1の終端の電位ＶBを維持する。電位ＶBは、第２中間電位Ｖm2と噴射波形ＰDの電位ＶLとの間の電位に設定される。変動要素ＧV3は、維持要素ＧV2の終端の電位ＶBから第２中間電位Ｖm2まで電位が変化する区間である。したがって、圧電素子４２２に微振動波形ＱVを供給した場合、圧力室５０内のインクの圧力は加圧→減圧の順番で変化する。
【００２８】
図４の記憶部６２は、制御プログラム等を記憶するＲＯＭと、画像の印刷に必要な各種のデータを一時的に記憶するＲＡＭとを含む。制御部６０は、記憶部６２に記憶された制御プログラムの実行で印刷処理部１０４を統括的に制御する。例えば、制御部６０は、各圧電素子４２２の制御内容（噴射駆動／微振動駆動）を印字周期ＴP毎に指示する制御データＤCを生成する。具体的には、制御部６０は、噴射期間では印刷データＤPに応じて噴射駆動または微振動駆動（非噴射）を選択的に指示する制御データＤCを生成し、待機期間では微振動駆動を指示する制御データＤCを所定の回数にわたって反復的に生成する。
【００２９】
図２に示すように、記録ヘッド２４の駆動部３４は、相異なる圧電素子４２２に対応する複数（典型的には圧電素子４２２と同数）の駆動回路３６を具備する。駆動信号生成部６４が生成した駆動信号ＣＯＭと制御部６０が生成した制御データＤCとは、内部Ｉ/Ｆ６８を介して各駆動回路３６に供給される。各駆動回路３６は、圧電素子４２２に対する駆動信号ＣＯＭの供給／遮断を制御データＤCに応じて制御する。すなわち、駆動信号ＣＯＭのうち制御データＤCに応じた区間が圧電素子４２２に供給される。
【００３０】
噴射期間において、駆動回路３６は、制御データＤCが噴射駆動を示す場合に駆動信号ＣＯＭの噴射波形ＰDを圧電素子４２２に供給し、制御データＤCが微振動駆動を示す場合に駆動信号ＣＯＭの微振動波形ＰVを圧電素子４２２に供給する。したがって、噴射期間では、微振動駆動によりインクの増粘を随時に低減しながら印刷データＤPに応じた画像が記録紙２００に形成される。他方、待機期間では、微振動駆動を示す制御データＤCの供給により、駆動回路３６は駆動信号ＣＯＭの微振動波形ＱVを圧電素子４２２に対して順次に供給する。したがって、待機期間でもノズル５６内のインクの増粘が低減される。
【００３１】
図６は、ノズル５６内のインクの液面を示す模式図である。圧電素子４２２に第１中間電位Ｖm1を供給した場合の液面の位置が基準位置Ｈrefとして図６には図示されている。噴射期間のうち噴射波形ＰDまたは微振動波形ＰVが供給される期間以外では、圧電素子４２２に対する供給電位が第１中間電位Ｖm1に保持されるから、ノズル５６内の液面は基準位置Ｈrefに維持される。
【００３２】
図５に示すように、待機期間での第２中間電位Ｖm2は噴射期間内の第１中間電位Ｖm1を上回る。すなわち、第２中間電位Ｖm2は、圧電素子４２２に第１中間電位Ｖm1を供給した場合と比較して圧力室５０を膨張させる高位側の電位に設定される。待機期間のうち微振動波形ＱVが供給される期間以外では、圧電素子４２２に対する供給電位が第２中間電位Ｖm2に保持されるから、ノズル５６内の液面は、図６に示すように、基準位置Ｈrefよりも引込側（圧力室５０側）の位置Ｈxに維持される。
【００３３】
図６には、第２中間電位Ｖm2を第１中間電位Ｖm1よりも低い電位に設定した構成において第２中間電位Ｖm2を圧電素子４２２に供給した場合のノズル５６内の液面の位置Ｈyが比較例として図示されている。圧電素子４２２に対する供給電位が低いほど圧力室５０は収縮するから、比較例における液面の位置Ｈyは、基準位置Ｈrefよりもノズル５６の先端側（圧力室５０とは反対側）に位置する。
【００３４】
図７は、記録ヘッド２４の吐出面２６からノズル５６内のインクの液面までの距離ｙとノズル５６内のインクの水分蒸発量との関係を示すグラフである。図７に示すように、吐出面２６から液面までの距離ｙとインクの水分蒸発量（増粘の度合）とは相互に反比例する。すなわち、距離ｙが小さい（液面がノズル５６の先端側に位置する）ほどノズル５６内のインクの増粘が進行する。第１実施形態では、図６を参照して前述した通り、待機期間におけるノズル５６内の液面の位置Ｈxが基準位置Ｈrefよりも引込側に位置する（吐出面２６からの距離ｙが大きい）から、液面の位置Ｈyが基準位置Ｈrefよりもノズル５６の先端側に位置する比較例と比較して、待機期間でのインクの増粘を抑制することが可能である。
【００３５】
ところで、待機期間内で第２中間電位Ｖm2からの電位変動により圧電素子４２２に微振動駆動を実行させる構成としては、図５の微振動波形ＱVの代わりに図８の微振動波形ＱVを待機期間にて圧電素子４２２に供給する構成（以下「構成Ａ」という）も採用され得る。図８の微振動波形ＱVは、第２中間電位Ｖm2から高位側（圧力室５０を膨張させる方向）に電位が変化する変動要素ＧV1と、変動要素ＧV1の終端の電位を維持する維持要素ＧV2と、維持要素ＧV2の終端の電位から第２中間電位Ｖm2まで電位が変化する変動要素ＧV3とを連結した波形である。すなわち、圧電素子４２２に図８の微振動波形ＱVを供給した場合、圧力室５０内のインクの圧力は減圧→加圧の順番で変化する。
【００３６】
図９は、ノズル５６内の液面の位置の時間変化を、図５の微振動波形ＱVを供給した場合（実線）と図８の微振動波形ＱVを供給した場合（破線）との各々について併記したグラフである。図９では、第２中間電位Ｖm2を圧電素子４２２に供給した場合の液面の位置を基準（ゼロ）として正数の範囲がノズル５６の先端側を意味し、負数の範囲が引込側を意味する。時間軸上の原点は、微振動波形ＱVの始端（第２中間電位Ｖm2から電位が変化し始める時点）に相当する。
【００３７】
構成Ａの微振動波形ＱVを圧電素子４２２に供給した場合、変動要素ＧV1による減圧の反動で圧力室５０内のインクの圧力が増加している途中（すなわち液面がノズル５６の先端側に変位している途中）で変動要素ＧV3によりインクが更に加圧される。したがって、図９から把握される通り、微振動波形ＱVの供給後における液面の平均的な位置は、圧電素子４２２に第２中間電位Ｖm2を供給した場合の液面（基準）と比較してノズル５６の先端側の位置となる。
【００３８】
他方、図５の微振動波形ＱVを圧電素子４２２に供給した場合、変動要素ＧV1による加圧の反動で圧力室５０内のインクの圧力が減少している途中（すなわち液面が引込側に変位している途中）で変動要素ＧV3によりインクが更に減圧される。したがって、図９から把握される通り、微振動波形ＱVの供給後における液面の平均的な位置は、圧電素子４２２に第２中間電位Ｖm2を供給した場合の液面（基準）と比較して引込側の位置となる。前述のようにノズル５６内の液面が引込側に位置するほどインクの増粘は抑制されるから、待機期間でのインクの増粘を有効に抑制するという観点からは、図５に例示した第１実施形態の微振動波形ＱVのほうが構成Ａの微振動波形ＱVよりも有利である。
【００３９】
なお、以上の例示では、噴射期間の微振動波形ＰVを減圧→加圧の波形としたが、微振動波形ＰVを加圧→減圧の波形とすることも可能である。ただし、加圧→減圧の微振動波形ＰVを噴射期間にて圧電素子４２２に供給した場合、圧力室５０内のインクの微振動が長期間にわたって残留し、噴射波形ＰDの供給によるインクの噴射特性（噴射量，噴射速度，噴射方向）に誤差が発生する可能性がある。したがって、インクの噴射特性の誤差を抑制するという観点からは、待機期間内の微振動波形ＱV（加圧→減圧）とは反対に減圧→加圧の順番でインクの圧力を変化させる微振動波形ＰVを噴射期間にて圧電素子４２２に供給する構成が好適である。
【００４０】
＜Ｂ：第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を以下に説明する。なお、以下に例示する各形態において作用や機能が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００４１】
図１０は、微振動波形ＱVの変動要素ＧV1を圧電素子４２２に供給した場合のノズル５６内の液面の位置の時間変化を示すグラフである。図１０では図９と同様に、第２中間電位Ｖm2を圧電素子４２２に供給した状態での液面の位置が基準（ゼロ）に相当し、時間軸上の原点ｔ0は、変動要素ＧV1の始端を意味する。
【００４２】
図１０に示すように、圧電素子４２２に変動要素ＧV1を供給して圧力室５０を収縮させるとノズル５６内の液面はノズル５６の先端側に変位し、変動要素ＧV1の終端の経過後には周期的な液面振動Ｚが残留する。他方、微振動波形ＱVの変動要素ＧV3は、ノズル５６内の液面を引込側に変位させる（圧力室５０を膨張させる）ように作用する。第２実施形態では、変動要素ＧV1に起因した液面振動Ｚのうち液面が引込側に変位している期間内にて変動要素ＧV3の供給による液面の引込が発生するように、微振動波形ＱVにおける変動要素ＧV1の始端から変動要素ＧV3の始端までの時間長Ｔが選定される。時間長Ｔの条件を以下に詳述する。
【００４３】
変動要素ＧV1に起因した液面振動Ｚは周期ＴCの減衰振動で近似される。周期ＴCは、圧力室５０内でのヘルムホルツ共振による固有振動周期（記録ヘッド２４やインク等を含んだ振動系全体の固有周期）に相当する。図１０から理解されるように、液面振動Ｚにて液面が引込側に変位するのは、変動要素ＧV1の始端ｔ0から時間長ＴC／４が経過した時点ｔ1と、変動要素ＧV1の始端から時間長３ＴC／４が経過した時点ｔ3との間の期間Ｒ1である。したがって、変動要素ＧV3の始端が期間Ｒ1の内側に位置するように、微振動波形ＱVにおける変動要素ＧV1の始端から変動要素ＧV3の始端までの時間長Ｔは、ヘルムホルツ共振周期ＴCに対してＴC／４以上かつ３ＴC／４以下に設定される。
【００４４】
液面を引込側に有効に変位させるという観点からは、期間Ｒ1のうちノズル５６内の液面が引込側に変位する速度が増加している図１０の期間Ｒ2内にて変動要素ＧV3の供給による液面の引込を開始することが望ましい。期間Ｒ2は、変動要素ＧV1の始端ｔ0から時間長ＴC／４が経過した時点ｔ1と、変動要素ＧV1の始端から時間長ＴC／２が経過した時点ｔ2との間の期間である。したがって、微振動波形ＱVにおける変動要素ＧV1の始端から変動要素ＧV3の始端までの時間長ＴをＴC／４以上かつＴC／２以下に設定した構成が格別に好適である。
【００４５】
第２実施形態においても第１実施形態と同様の効果が実現される。また、第２実施形態では、変動要素ＧV1に起因した液面振動Ｚにおいて液面が引込側に変位している期間（Ｒ1，Ｒ2）内に変動要素ＧV3の供給による液面の引込が開始されるから、変動要素ＧV1に起因した液面の引込と変動要素ＧV3による液面の引込とが複合される。したがって、例えば液面振動Ｚにおいて液面がノズル５６の先端側に変位している途中で変動要素ＧV3による液面の引込を開始する構成と比較して、待機期間におけるノズル５６内のインクの液面を引込側に維持することが可能である。以上の構成によれば、ノズル５６内のインクの水分蒸発（ひいてはインクの増粘）を有効に低減できるという利点がある。
【００４６】
＜Ｃ：変形例＞
以上の各形態は多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は適宜に併合され得る。
【００４７】
（１）駆動信号ＣＯＭの波形は任意であり、印字周期ＴP内の各波形の総数や形状は適宜に変更される。例えば、噴射期間の各印字周期ＴP内に複数の噴射波形ＰDまたは複数の微振動波形ＰVを配置した構成や、待機期間の各印字周期ＴP内に複数の微振動波形ＱVを配置した構成が採用される。また、微振動波形ＰVや微振動波形ＱVは台形状の波形に限定されず、例えば前述の各形態で例示した噴射波形ＰDと同様の波形（ただしノズル５６からインクが噴射されないように電位範囲や勾配が選定される）としてもよい。
【００４８】
（２）前述の各形態では、第２中間電位Ｖm2が第１中間電位Ｖm1を上回る構成を例示したが、第２中間電位Ｖm2を第１中間電位Ｖm1と同電位に設定することも可能である。第２中間電位Ｖm2と第１中間電位Ｖm1とが相等しい構成でも、待機期間での第２中間電位Ｖm2が第１中間電位Ｖm1を下回る比較例の構成（すなわち待機期間にてノズル５６内の液面が図６の位置Ｈyに維持される構成）と比較すれば液面は引込側の位置Ｈrefに維持されるから、比較例と比較して待機期間でのインクの増粘を低減するという所期の効果は確かに実現される。
【００４９】
（３）前述の各形態では、圧電素子４２２に供給される電位が高いほど圧力室５０が膨張する構成を例示したが、圧電素子４２２に供給される電位が高いほど圧力室５０が収縮する構成（以下「構成Ｂ」という）も採用され得る。構成Ｂでは、待機期間内の第２中間電位Ｖm2を第１中間電位Ｖm1よりも低い電位（すなわち第１中間電位Ｖm1と比較して圧力室５０を膨張させる電位）に設定することで、第１実施形態と同様に、待機期間でのノズル５６内の液面が基準位置Ｈrefよりも引込側の位置Ｈxに維持される。
【００５０】
以上の説明から理解されるように、第２中間電位Ｖm2は、第１中間電位Ｖm1と同電位、または、圧電素子４２２に第１中間電位Ｖm1が供給された場合よりも圧力室５０を膨張させる電位として包括される。すなわち、供給電位が高いほど圧電素子４２２が圧力室５０を膨張させる構成（例えば第１実施形態や第２実施形態）では第２中間電位Ｖm2が第１中間電位Ｖm1以上の電位（更に好適には第１中間電位Ｖm1を上回る電位）に設定され、供給電位が高いほど圧電素子４２２が圧力室５０を収縮させる構成（例えば構成Ｂ）では第２中間電位Ｖm2が第１中間電位Ｖm1以下の電位（更に好適には第１中間電位Ｖm1を下回る電位）に設定される。
【００５１】
（４）前述の各形態では、噴射波形ＰDと微振動波形ＰVと微振動波形ＱVとを１系統の駆動信号ＣＯＭに配置したが、各波形を複数系統の駆動信号に配置することも可能である。例えば、噴射波形ＰDおよび微振動波形ＰVを含む駆動信号と微振動波形ＱVを含む駆動信号とを駆動信号生成部６４が別個に生成する構成が採用される。
【００５２】
（５）以上の各形態では、記録ヘッド２４を搭載したキャリッジ１２を移動させるシリアル型の印刷装置１００を例示したが、記録紙２００の幅方向の全域に対向するように複数のノズル５６が配列されたライン型の印刷装置１００にも本発明を適用することが可能である。ライン型の印刷装置１００では記録ヘッド２４が固定され、記録紙２００を搬送させながら各ノズル５６からインクの液滴を噴射することで記録紙２００に画像が記録される。以上の説明から理解されるように、記録ヘッド２４自体の可動／固定は本発明において不問である。
【００５３】
（６）圧力室５０内のインクの圧力を変化させる要素（圧力発生素子）の構成は以上の例示に限定されない。例えば、静電アクチュエーター等の振動体を利用することも可能である。また、本発明の圧力発生素子は、圧力室５０に機械的な振動を付与する要素に限定されない。例えば、圧力室５０の加熱で気泡を発生させて圧力室５０内のインクの圧力を変化させる発熱素子（ヒーター）を圧力発生素子として利用することも可能である。すなわち、本発明の圧力発生素子は、圧力室５０内のインクの圧力を変化させる要素として包括され、圧力を変化させる方法（ピエゾ方式／サーマル方式）や構成の如何は不問である。
【００５４】
（７）以上の各形態の印刷装置１００は、プロッターやファクシミリ装置，コピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体噴射装置の用途は画像の印刷に限定されない。例えば、各色材の溶液を噴射する液体噴射装置は、液晶表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、液体状の導電材料を噴射する液体噴射装置は、例えば有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置や電界放出表示装置（ＦＥＤ：Field Emission Display）等の表示装置の電極を形成する電極製造装置として利用される。また、生体有機物の溶液を噴射する液体噴射装置は、生物化学素子（バイオチップ）を製造するチップ製造装置として利用される。そして、液体の噴射の目標となる物体（着弾対象）は液体噴射装置の用途に応じて相違する。例えば、前述の印刷装置１００の着弾対象は記録紙２００であるが、液体噴射装置を表示装置の製造に使用する場合には、例えば表示装置を構成する基板が着弾対象に相当する。
【符号の説明】
【００５５】
１００……印刷装置、１２……キャリッジ、１４……移動機構、１６……用紙搬送機構、２２……インクカートリッジ、２４……記録ヘッド、２６……吐出面、３２……噴射部、３４……駆動部、３６……駆動回路、４２２……圧電素子、５０……圧力室、５６……ノズル、１０２……制御装置、１０４……印刷処理部、６０……制御部、６２……記憶部、６４……駆動信号生成部、６６……外部Ｉ/Ｆ、６８……内部Ｉ/Ｆ、２００……記録紙、３００……外部装置、ＣＯＭ……駆動信号、ＰD……噴射波形、ＰV，ＱV……微振動波形。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が充填された圧力室と、前記圧力室に連通するノズルと、前記圧力室内の液体の圧力を変動させて前記ノズルから前記液体を噴射させる圧力発生素子とを含む液体噴射ヘッドと、
第１中間電位を基準とする電位変動により前記ノズルから前記液体を噴射させる噴射波形を前記圧力発生素子に供給する駆動手段とを具備し、
前記駆動手段は、前記第１中間電位と同電位または前記圧力発生素子に前記第１中間電位を供給した場合よりも前記圧力室を膨張させる電位である第２中間電位を基準とする電位変動により前記ノズル内の液面を微振動させる待機間微振動波形を、前記液体を噴射することなく前記液体噴射ヘッドを待機させる待機期間において前記圧力発生素子に供給する
ことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
着弾対象に対して前記液体噴射ヘッドを相対的に移動させる移動手段を具備し、
前記待機期間は、前記着弾対象に対して前記液体を噴射可能な領域の外側に前記液体噴射ヘッドが位置する期間である
ことを特徴とする請求項１の液体噴射装置。
【請求項３】
前記待機間微振動波形は、
前記第２中間電位から第１電位まで変化して前記圧力室を収縮させる第１変動要素と、
前記第１変動要素の後に設定されて前記第１電位を維持する第１維持要素と、
前記第１維持要素の後に設定され、前記第１電位から前記第２中間電位まで変化して前記圧力室を膨張させる第２変動要素とを含む
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記第１変動要素の始端から前記第２変動要素の始端までの時間長は、前記圧力室のヘルムホルツ共振周期ＴCに対してＴC／４以上かつ３ＴC／４以下に設定される
ことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記第１変動要素の始端から前記第２変動要素の始端までの時間長は、前記圧力室のヘルムホルツ共振周期ＴCに対してＴC／４以上かつＴC／２以下に設定される
ことを特徴とする請求項４に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記駆動手段は、前記第１中間電位からの電位変動により前記ノズル内の液面を微振動させる噴射間微振動波形と前記噴射波形とを前記噴射期間にて選択的に前記圧力発生素子に供給し、
前記噴射間微振動波形は、
前記第１中間電位から第２電位まで変化して前記圧力室を膨張させる第３変動要素と、
前記第３変動要素の後に設定されて前記第２電位を維持する第２維持要素と、
前記第２維持要素の後に設定され、前記第２電位から前記第１中間電位まで変化して前記圧力室を収縮させる第４変動要素とを含む
ことを特徴とする請求項３から請求項５の何れかに記載の液体噴射装置。
【請求項７】
液体が充填された圧力室と、前記圧力室に連通するノズルと、前記圧力室内の液体の圧力を変動させて前記ノズルから前記液体を噴射させる圧力発生素子とを具備する液体噴射装置の制御方法であって、
第１中間電位からの電位変動により前記ノズルから前記液体を噴射させる噴射波形を噴射期間にて前記圧力発生素子に供給する一方、第２中間電位からの電位変動により前記ノズル内の液面を微振動させる待機間微振動波形を待機期間にて前記圧力発生素子に供給し、
前記第２中間電位は、前記第１中間電位と同電位、または、前記圧力発生素子に前記第１中間電位を供給した場合よりも前記圧力室を膨張させる電位に設定される
ことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【請求項１】
液体が充填された圧力室と、前記圧力室に連通するノズルと、前記圧力室内の液体の圧力を変動させて前記ノズルから前記液体を噴射させる圧力発生素子とを含む液体噴射ヘッドと、
第１中間電位を基準とする電位変動により前記ノズルから前記液体を噴射させる噴射波形を前記圧力発生素子に供給する駆動手段とを具備し、
前記駆動手段は、前記第１中間電位と同電位または前記圧力発生素子に前記第１中間電位を供給した場合よりも前記圧力室を膨張させる電位である第２中間電位を基準とする電位変動により前記ノズル内の液面を微振動させる待機間微振動波形を、前記液体を噴射することなく前記液体噴射ヘッドを待機させる待機期間において前記圧力発生素子に供給する
ことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
着弾対象に対して前記液体噴射ヘッドを相対的に移動させる移動手段を具備し、
前記待機期間は、前記着弾対象に対して前記液体を噴射可能な領域の外側に前記液体噴射ヘッドが位置する期間である
ことを特徴とする請求項１の液体噴射装置。
【請求項３】
前記待機間微振動波形は、
前記第２中間電位から第１電位まで変化して前記圧力室を収縮させる第１変動要素と、
前記第１変動要素の後に設定されて前記第１電位を維持する第１維持要素と、
前記第１維持要素の後に設定され、前記第１電位から前記第２中間電位まで変化して前記圧力室を膨張させる第２変動要素とを含む
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記第１変動要素の始端から前記第２変動要素の始端までの時間長は、前記圧力室のヘルムホルツ共振周期ＴCに対してＴC／４以上かつ３ＴC／４以下に設定される
ことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記第１変動要素の始端から前記第２変動要素の始端までの時間長は、前記圧力室のヘルムホルツ共振周期ＴCに対してＴC／４以上かつＴC／２以下に設定される
ことを特徴とする請求項４に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記駆動手段は、前記第１中間電位からの電位変動により前記ノズル内の液面を微振動させる噴射間微振動波形と前記噴射波形とを前記噴射期間にて選択的に前記圧力発生素子に供給し、
前記噴射間微振動波形は、
前記第１中間電位から第２電位まで変化して前記圧力室を膨張させる第３変動要素と、
前記第３変動要素の後に設定されて前記第２電位を維持する第２維持要素と、
前記第２維持要素の後に設定され、前記第２電位から前記第１中間電位まで変化して前記圧力室を収縮させる第４変動要素とを含む
ことを特徴とする請求項３から請求項５の何れかに記載の液体噴射装置。
【請求項７】
液体が充填された圧力室と、前記圧力室に連通するノズルと、前記圧力室内の液体の圧力を変動させて前記ノズルから前記液体を噴射させる圧力発生素子とを具備する液体噴射装置の制御方法であって、
第１中間電位からの電位変動により前記ノズルから前記液体を噴射させる噴射波形を噴射期間にて前記圧力発生素子に供給する一方、第２中間電位からの電位変動により前記ノズル内の液面を微振動させる待機間微振動波形を待機期間にて前記圧力発生素子に供給し、
前記第２中間電位は、前記第１中間電位と同電位、または、前記圧力発生素子に前記第１中間電位を供給した場合よりも前記圧力室を膨張させる電位に設定される
ことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２１８３８２（Ｐ２０１２−２１８３８２Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８８９１６（Ｐ２０１１−８８９１６）
【出願日】平成２３年４月１３日（２０１１．４．１３）
【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２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１３日（２０１１．４．１３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]