液体噴射装置および制御方法
【課題】フラッシング動作を簡易且つ確実に実行する。
【解決手段】印刷装置１００は、温度を検出する温度センサーＳ１と、インクをノズルから噴射する記録ヘッド２４と、印字動作時に検出された温度を出力する一方、フラッシング動作時に検出した温度から補正温度を減算した修正温度を駆動信号発生部６４に出力する制御部６０とを備える。駆動信号発生部６４は、供給される温度に応じた駆動信号を発生して記録ヘッド２４に供給する。
【解決手段】印刷装置１００は、温度を検出する温度センサーＳ１と、インクをノズルから噴射する記録ヘッド２４と、印字動作時に検出された温度を出力する一方、フラッシング動作時に検出した温度から補正温度を減算した修正温度を駆動信号発生部６４に出力する制御部６０とを備える。駆動信号発生部６４は、供給される温度に応じた駆動信号を発生して記録ヘッド２４に供給する。
【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】
圧電振動子や発熱素子等の圧力発生素子により圧力室内の圧力を変化させることで圧力室内の液体（例えばインク）をノズルから噴射する液体噴射技術が従来から提案されている。この技術においては、ノズルの目詰まり等を防止するために強制的に各ノズルから液体を噴射するフラッシング動作が採用される。
特許文献１には、フラッシング動作に関連して温度に応じて吐出回数を変更する技術が開示されている。
また、特許文献２には、印字に使う波形を用いてフラッシング動作を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３８７８０号公報
【特許文献２】特開２００２−３６５９４号公報
【発明の概要】
【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に記載の技術は、温度に応じて吐出回数が変化するのでフラッシング時間が温度によって変化してしまう。また、増粘の程度が大きい場合には、吐出回数を増やしたとしても弱い吐出力では液体を吐出することができないといった問題があった。
また、特許文献２に記載の技術は、ある温度において、印字に使う波形と同じ波形を用いてフラッシングを行うので、フラッシング動作時の吐出力は印字動作と同じである。このため、液体が増粘している場合に確実にフラッシングできるとは限らないといった問題があった。
以上の事情を考慮して、本発明は、より確実にフラッシング動作を行うことなどを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、本発明の液体噴射装置は、温度を検出する温度検出部と、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、前記圧力室内の圧力を変動させる圧力発生部とを含み、前記圧力室内の圧力の変動に応じて前記圧力室内の前記液体を前記ノズルから噴射する噴射部と、印字動作時に検出された温度に応じて印字用信号を生成し、フラッシング動作時に前記印字用信号より吐出力の大きいフラッシング用信号を生成し、前記圧力発生部に供給する信号生成部と、を備える。
この発明によれば、フラッシング用信号は、温度に応じて吐出力が可変する印字用信号よりも吐出力が大きい。したがって、液体が増粘した場合であっても、ノズル近傍の液体をより確実に吐出させることができ、印字の信頼性を向上させることができる。
【０００６】
上述した液体噴射装置において、前記信号生成部は、フラッシング動作時に、検出された温度よりも低い温度に対応する前記印字用信号を前記フラッシング用信号として生成することが好ましい。この発明によれば、検出温度よりも低い温度の印字用信号を用いてフラッシングを行うので、印字動作時と比較してフラッシング動作時の吐出力を大きくできる。また、フラッシング用信号を印字用信号と兼用できるので、構成を簡素化できる。
【０００７】
上述した液体噴射装置において、前記信号生成部は、フラッシング動作時に、検出された温度から一定の補正温度を減算して得た修正温度に対応する前記印字用信号を前記フラッシング用信号として生成することが好ましい。この発明によれば、一定の補正温度を採用するので、簡易に修正温度を生成することができる。また、単に検出された温度の替わりに修正温度を生成すれば、印字用信号をフラッシング用信号として用いることができるので、構成を簡素化できる。
【０００８】
上述した液体噴射装置において、湿度を検出する湿度検出部を備え、前記信号生成部は、フラッシング動作時に、検出された温度と検出された湿度に基づいて、前記印字用信号より吐出力の大きいフラッシング用信号を生成し、前記圧力発生部に供給することが好ましい。ノズル近傍の液体の増粘はメニスカスから液体が蒸発することが一因であるが、蒸発の程度は湿度に依存する。この発明によれば、温度のみならず湿度を考慮してフラッシング用信号を生成するので、より確実に増粘した液体を吐出して、印字の信頼性を向上させることができる。
【０００９】
より具体的には、前記信号生成部は、フラッシング動作時に、検出された温度と検出された湿度に基づいて補正温度を生成し、検出された温度から前記補正温度を減算して得た修正温度に対応する前記印字用信号を前記フラッシング用信号として生成することが好ましい。この発明によれば、温度だけでなく湿度を補正温度に反映させるので、温度に応じて印字用信号を生成する場合に、湿度を考慮して簡単に印字用信号をフラッシング用信号に用いることが可能となる。
【００１０】
上述した液体噴射装置において、印字動作が可能な下限温度を定められており、前記信号生成部は、フラッシング動作時に、前記修正温度が前記下限温度を下回る場合、前記下限温度に対応する前記印字用信号よりも吐出力の大きいフラッシング用信号を生成することが好ましい。この発明によれば、印字用信号の下限温度が定められている場合でも、より吐出力の大きなフラッシング用信号を生成できるので、特に、温度が低い場合であっても、確実にフラッシングを行うことができる。
【００１１】
上述した液体噴射装置において、前記信号生成部は、前記フラッシング動作の開始から所定の吐出回数までは、前記印字用信号より吐出力の大きいフラッシング用信号を生成し、前記所定の吐出回数を経過した後は、検出された温度に応じた前記印字用信号をフラッシング用信号として生成することが好ましい。フラッシング動作を開始した直後は、メニスカス近傍の増粘した液体を吐出する必要があるため、より吐出力の大きな信号で圧力発生部を駆動する必要があるが、増粘した液体が吐出された後は、通常の吐出力でフラッシングを行うことができる。この発明によれば、フラッシング開始時についてだけ、吐出力の大きな信号を用いるので、増粘した液体を確実に吐出でき、しかも、吐出する液体の量を減らすことができる。
【００１２】
本発明に係る液体噴射装置の制御方法は、温度を検出する温度検出部と、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、前記圧力室内の圧力を変動させる圧力発生部とを含み、前記圧力室内の圧力の変動に応じて前記圧力室内の前記液体を前記ノズルから噴射する噴射部とを備えた液体噴射装置を制御する方法であって、印字動作時には検出された温度に応じて印字用信号を生成して前記圧力発生部に供給し、フラッシング動作時には検出された温度よりも低い温度に対応する前記印字用信号を前記フラッシング用信号として生成して前記圧力発生部に供給することを特徴とする。この発明によれば、フラッシング用信号は温度に応じて吐出力が可変する印字用信号よりも吐出力が大きい。したがって、液体が増粘した場合であっても、ノズル近傍の液体をより確実に吐出させることができ、印字の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る印刷装置の部分的な模式図である。
【図２】記録ヘッドの断面図である。
【図３】第１実施形態の印刷装置の電気的な構成のブロック図である。
【図４】駆動信号の波形図である。
【図５】記録ヘッドの電気的な構成のブロック図である。
【図６】温度と噴射パルスとの関係を示す波形図である。
【図７】下限温度を下回る場合におけるフラッシング用の噴射パルスの一例を示す波形図である。
【図８】下限温度を下回る場合におけるフラッシング用の噴射パルスの一例を示す波形図である。
【図９】下限温度を下回る場合におけるフラッシング用の噴射パルスの一例を示す波形図である。
【図１０】第２実施形態の印刷装置の電気的な構成のブロック図である。
【図１１】テーブルの記憶内容の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜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、微細な液滴状のインクを記録紙３００に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とキャップ１８とを具備する。
【００１５】
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３００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に貯留されたインクを記録紙３００に噴射する液体吐出部として機能する。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も採用され得る。
【００１６】
図１の移動機構１４は、案内軸１２２に沿ってキャリッジ１２を主走査方向（記録紙３００の幅方向）に往復させる。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３００を副走査方向に移動させる。キャリッジ１２の往復時に記録ヘッド２４が記録紙３００にインクを噴射することで所望の画像が記録紙３００に記録（印刷）される。
【００１７】
移動機構１４は、吐出面が記録紙３００に対向する範囲の外側の位置（以下「待避位置」という）まで記録ヘッド２４を移動させることが可能である。待避位置にある記録ヘッド２４の吐出面に対向するようにキャップ１８が配置される。キャップ１８は、記録ヘッド２４の吐出面を封止する。キャップ１８の近傍には吐出面を払拭するワイパー（図示略）が配置される。
【００１８】
図２は、記録ヘッド２４の断面図（主走査方向に垂直な断面）である。図２に示すように、記録ヘッド２４は、振動ユニット４２と収容体４４と流路ユニット４６とを具備する。振動ユニット４２は、圧電振動子４２２とケーブル４２４と固定板４２６とを有する。圧電振動子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素子であり、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。圧電振動子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。
【００１９】
流路ユニット４６は、相互に対向する基板４６２と基板４６４との間隙に流路形成板４６６を介挿した構造体である。流路形成板４６６は、圧力室５０と供給路５２と貯留室５４とを含む空間を基板４６２と基板４６４との間隙に形成する。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を介して貯留室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貯留室５４に貯留される。各ノズル５６は、各圧力室５０に対応するように基板４６２に形成される。各ノズル５６は、流路ユニット４６の外部と圧力室５０とを連通させる貫通孔である。以上の説明から理解されるように、貯留室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。
【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島状の振動板４８が形成される。振動板４８には圧電振動子４２２の先端面（自由端）が接合される。したがって、駆動信号の供給により圧電振動子４２２が振動すると、振動板４８を介して基板４６４が変位することで圧力室５０の容積が変化して圧力室５０内のインクの圧力が変動する。すなわち、圧電振動子４２２は、圧力室５０内の圧力を変動させる圧力発生素子として機能する。以上に説明した圧力室５０内の圧力の変動に応じてノズル５６からインクを噴射することが可能である。すなわち、圧電振動子４２２と圧力室５０とノズル５６とで構成される要素は、インクを噴射する単位（以下「単位噴射部Ｕ」という）として機能する。
【００２１】
図３は、印刷装置１００の電気的な構成のブロック図である。図３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、印刷装置１００の全体を制御する要素であり、制御部６０と記憶部６２と駆動信号発生部６４と外部Ｉ/Ｆ（interface）６６と内部Ｉ/Ｆ６８とを有する。記録紙３００に印刷される画像を示す印刷データＤPが外部装置（例えばホストコンピューター）３００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３００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とを有する。
【００２２】
印刷装置１００の動作期間は、印刷実行期間と印刷準備期間とを包含する。印刷実行期間は、制御装置１０２による制御のもとで印刷処理部１０４が記録紙３００に画像を記録する期間（すなわち、実際に印刷が実行される期間）である。他方、印刷準備期間は、印刷実行期間での動作を準備する期間であり、例えば印刷装置１００の電源が投入された直後（印刷実行期間の開始前）に設定される。各圧力室５０内のインクは、ノズル５６内に露出する表面（メニスカス）からの水分の蒸発等に起因して経時的に増粘する。印刷準備期間では、圧力室５０内のインクの噴射が増粘等に起因して阻害される状態が、ノズル５６からインクが適正に噴射される状態に改善されるように記録ヘッド２４（各単位噴射部Ｕ）を調整する期間である。具体的には、印刷準備期間では微振動の付与とフラッシング動作とが実行される。なお、印刷準備期間の時期は任意である。例えば、印刷準備期間を定期的に設定した構成も採用される。
【００２３】
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とを有する。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装置１００の各要素（例えば印刷処理部１０４）を統括的に制御する。例えば、制御部６０は、圧力室５０内のインクの噴射とインクに対する微振動の付与（すなわち非噴射）との何れかを指示する制御データＤCを生成する。微振動とは、圧力室５０内のインクがノズル５６から噴射されない程度の振動を意味する。
【００２４】
温度センサーＳ１は、環境温度を検出して制御部６０に出力する。制御部６０は、外部装置４００から外部Ｉ/Ｆ６６に供給される印刷データＤPに応じてインクの噴射／非噴射（微振動）を指示する制御データＤCを印刷実行期間にて生成する。すなわち、記録紙３００に対するインクの噴射で印刷データＤPに応じた画像を記録紙３００に記録する動作を記録ヘッド２４に実行させる。また、制御部６０は、印刷準備期間にて微振動の付与やフラッシング動作が実行されるように記録ヘッド２４を制御する。
さらに、制御部６０は、駆動信号発生部６４に対して温度信号を出力する。より具体的には、印刷実行期間においては、温度センサーＳ１で検出された温度を示す温度信号を出力し、印刷準備期間のフラッシング動作時には温度センサーＳ１で検出された温度よりも低い温度を示す温度信号を出力する。
【００２５】
噴射パルスＰD1および噴射パルスＰD2の各々は、圧電振動子４２２に供給された場合に所定量のインクがノズル５６から噴射するように圧力室５０を振動させる駆動パルスである。この例では、第１噴射パルスＰD1は第２噴射パルスＰD2よりも大きなドットを形成することができる。
【００２６】
図５は、記録ヘッド２４の電気的な構成の模式図である。図５に示すように、記録ヘッド２４は、相異なる単位噴射部Ｕに対応する複数の駆動回路３２を有する。駆動信号発生部６４が生成した駆動信号ＣＯＭ1および駆動信号ＣＯＭ2は、内部Ｉ/Ｆ６８を介して複数の駆動回路３２に共通に供給される。また、制御部６０が生成した制御データＤCは内部Ｉ/Ｆ６８を介して各駆動回路３２に供給される。
【００２７】
各駆動回路３２は、制御部６０から供給される制御データＤCに応じた区間を駆動信号ＣＯＭ1または駆動信号ＣＯＭ2から選択して圧電振動子４２２に供給する。例えば、制御データＤCがインクの噴射を指示する場合、駆動回路３２は、駆動信号ＣＯＭ1の噴射パルスＰD1と駆動信号ＣＯＭ2の噴射パルスＰD2とを選択して圧電振動子４２２に供給する。したがって、圧力室５０内のインクがノズル５６から噴射される。
【００２８】
ところで、インクの粘度は温度が下がる程、大きくなる。温度の高い状態と比較して温度の低い状態で同じ量のインクを吐出するためには、より吐出力の大きいパルスを圧電振動子４２２に供給する必要がある。このため、制御部６０は、温度信号を駆動信号発生部６４に供給している。駆動信号発生部６４は、温度信号に応じて吐出力を調整した駆動信号ＣＯＭ1および駆動信号ＣＯＭ2を生成する。
【００２９】
具体的には、温度が低くなる程、インクの吐出力が大きくなるようにパルスの波形を調整する。図６に噴射パルスＰD1と温度の関係を示す。温度においてＴ１＜Ｔ２＜Ｔ３である場合、噴射パルスＰD1の最高電位Ｖhと最低電位ＶLとの電位差は、ｗ１１＞ｗ１２＞ｗ１３となる。このように温度に応じてインクの吐出力を制御することによって、温度に応じてインクの粘度が変化しても安定してインクを噴射することができる。
【００３０】
また、制御部６０は、記録ヘッド２４にフラッシング動作を実行させる手段としても機能する。制御部６０は、印刷準備期間において記録ヘッド２４にフラッシング動作を実行させる。フラッシング動作は、記録ヘッド２４を待避位置（キャップ１８上）に移動させた状態で各単位噴射部Ｕに強制的にインクを噴射させる動作である。制御部６０は、インクの噴射を指示する制御データＤCを各駆動回路３２に供給することで各単位噴射部Ｕにフラッシング動作（すなわち、噴射パルスＰD1および噴射パルスＰD2の選択）を実行させる。フラッシング動作で各ノズル５６から噴射されたインクは、待避位置のキャップ１８に受容される。以上のフラッシング動作により、各ノズル５６の目詰まりや圧力室５０内への気泡の侵入が解消されるとともにインクの増粘が解消される。フラッシング動作における各単位噴射部Ｕからのインクの噴射量は、制御部６０が各単位噴射部Ｕに制御データＤCを供給してインク噴射回数を設定することにより可変に制御される。
【００３１】
ところで、フラッシング動作はノズルのメニスカスから水分が蒸発すること等に起因するメニスカス近傍のインクの増粘を抑制するために実行される。このため、フラッシング動作時に、その時点の温度に対応した印字用の噴射パルスで圧電振動子４２２を駆動してもインクを噴射できない可能性がある。そこで、本実施形態では、印字用の噴射パルスよりも吐出力の大きい噴射パルスを用いてフラッシング動作を行う。このため、フラッシング動作時には、温度センサーＳ１で検出された温度よりも低い温度に対応する噴射パルスを生成するように制御部６０は駆動信号発生部６４を制御する。すなわち、制御部６０と駆動信号発生部６４とは、印字動作時に検出された温度に応じて印字用の噴射パルス（印字用信号）を生成し、フラッシング動作時に印字用の噴射パルスより吐出力の大きいフラッシング用の噴射パルス（フラッシング用信号）を生成し、圧電振動子４２２に供給する手段として機能する。
【００３２】
具体的には、制御部６０は、温度センサーＳ１で検出された温度をＴｘとしたとき、温度Ｔｘから補正温度Ｔｈを減算して修正温度Ｔｓ（＝Ｔｘ−Ｔｈ）を得る。そして、制御部６０は、修正温度Ｔｓを駆動信号発生部６４に供給する。駆動信号発生部６４は、実際の温度Ｔｘより補正温度Ｔｈだけ低い修正温度Ｔｓに対応した駆動信号ＣＯＭ1および駆動信号ＣＯＭ2を生成する。なお、制御部６０は、フラッシング動作の全ての期間において修正温度Ｔｓを出力してもよいが、本実施形態では、フラッシング期間の開始から所定数のインク吐出に相当する期間だけ修正温度Ｔｓを出力し、その後のフラッシング期間においては検出された温度Ｔｘを出力する。これにより、駆動信号生成部６４は、フラッシング動作の開始から所定の吐出回数までは、検出された温度Ｔｘの印字用の噴射パルスより吐出力の大きいフラッシング用の噴射パルスを生成し、所定の吐出回数を経過した後は、検出された温度Ｔｘに応じた印字用の噴射パルスを生成する。フラッシング動作を開始した直後は、メニスカス近傍の増粘したインクを吐出する必要があるため、より吐出力の大きな噴射パルスで圧電振動子４２２を駆動する必要があるが、増粘したインクが吐出された後は、通常の吐出力でフラッシングを行うことができる。このように、フラッシング開始時についてだけ、吐出力の大きな噴射パルスを用いるので、増粘したインクを確実に吐出でき、しかも、吐出するインク量を減らすことができる。
【００３３】
また、補正温度Ｔｈは一定であってもよいし、可変にしてもよい。可変にする場合には、検出された温度Ｔｘを変数とする演算によって修正温度Ｔｓを算出してもよい。また、温度センサーＳ１で検出された温度Ｔｘと補正温度Ｔｈと対応づけて記憶したテーブルを記憶部６２に設け、これを参照して補正温度Ｔｈを取得すればよい。さらに、検出された温度Ｔｘと修正温度Ｔｓと対応づけて記憶したテーブルを記憶部６２に設け、これを参照して修正温度Ｔｓを直接取得してもよい。補正温度Ｔｈを一定にする場合には、演算やテーブルを不要にできるので構成を簡素化できる。また、補正温度Ｔｈを可変にする場合には、インクの温度特性に応じてきめ細かい対応が可能となるので、より確実にフラッシングが可能となる。
【００３４】
ところで、印字用の噴射パルスの最高電位と最低電位との電位差は、印刷装置１００の使用温度範囲の下限温度Ｔminにおいて最も大きくなる。駆動信号発生部６４の電源電圧は、下限温度Ｔminに対して最高電位と最低電位との電位差が最も大きい噴射パルスが生成できるように設計され、その以上の電位差の噴射パルスを生成不能な場合がある。修正温度Ｔｓが下限温度Ｔmin未満の場合、駆動信号発生部６４は、フラッシング動作時に下限温度Ｔminに対応する駆動信号ＣＯＭ1および駆動信号ＣＯＭ2を発生してもよいが、確実にフラッシングができるとは限らない。そこで、修正温度Ｔｓが下限温度Ｔmin未満であった場合、駆動信号発生部６４は、フラッシング用の駆動信号を生成してもよい。
【００３５】
この場合、噴射パルスは、図７に示すように基準電位ＶREFと最低電位ＶLと差電圧Ｖｃをフラッシング用の噴射パルスの方が小さくなるようにしてもよい。
あるいは、図８に示すように期間ｐ１における噴射パルスの波形を急峻にしてもよい（立ち上がり時間を短く）。
さらに、記録ヘッド２４の共振を利用してより強い吐出力を有する噴射パルスを生成してもよい。具体的には、記録ヘッド２４の固有振動周期をＴｃとしたとき、図９に示すように圧力室の膨張開始から収縮開始に至るまでの時間と、固有振動周期Ｔｃの半分の時間との差がより小さくなるように噴射パルスを生成してもよい。この場合には、以下に示す式（１）が成立する。
|Ｔ１−Ｔｃ／２|＞|Ｔ２−Ｔｃ／２|……式（１）
【００３６】
このように本実施形態においては、温度に応じた印字用の噴射パルスを生成するとともに、当該温度よりも低い温度の印字用の噴射パルスをフラッシング用の噴射パルスとして生成する。これにより、増粘したインクを通常の印字よりも吐出力の大きな噴射パルスを用いて噴射することができるので、印字の信頼性を向上させることができる。さらに、フラッシング用の噴射パルスを印字用の噴射パルスと兼用できるので、構成をより簡素化することができる。また、温度に応じて吐出力の異なるフラッシング用の噴射パルスを生成できるので、確実にフラッシングを行うことができる。さらに、温度の高い時には、低い時と比較して最高電位と最低電位との電位差の小さなフラッシング用の噴射パルスを用いるので消費電力を低減できる。
【００３７】
＜Ｂ：第２実施形態＞
上述した第１実施形態においては、温度センサーＳ１で検出した温度よりも低い温度に対応する印字用の噴射パルスをフラッシング用の噴射パルスとして利用した。これに対して図１０に示す第２実施形態に係る印刷装置２００は、湿度センサーＳ２および補正テーブルＴＢＬを備える点で相違し、その他は図３に示す第１実施形態の印刷装置１００と同様に構成されている。
湿度センサーＳ２は、環境の湿度Ｗｘを検出して制御部６０に出力する。補正テーブルＴＢＬには、検出された温度Ｔｘおよび湿度Ｗｘと補正温度Ｔｈとが対応付けられて記憶されている。図１１に補正テーブルＴＢＬの記憶内容の一例を示す。この例では、同じ温度帯に着目すると、湿度が高くなる程、補正温度Ｔｈは小さくなる。すなわち、吐出力の小さな噴射パルスを用いる。これは、湿度が高くなるとメニスカスからインクが蒸発する量が小さくなるため、増粘の度合いが小さくなるからである。
このように、第２実施形態では、温度のみならず湿度を考慮してフラッシングに用いる噴射パルスを生成したので、より確実に増粘したインクを吐出することができ、印字の信頼性を向上させることができる。なお、補正テーブルＴＢＬは、記憶部６２に設けてもよい。
【００３８】
＜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以上の態様は相互に矛盾しない限り適宜に併合され得る。
（１）変形例１
以上の各形態では、複数系統の駆動信号（ＣＯＭ1，ＣＯＭ2）を記録ヘッド２４に供給したが、１系統の駆動信号のみを各圧電振動子４２２の駆動に使用する構成や３系統以上の駆動信号を各圧電振動子４２２の駆動に使用する構成も採用され得る。１系統の駆動信号を使用する構成では、例えば、噴射パルスＰD1と微振動パルスＰS1と微振動パルスＰS2とが時系列に配列された駆動信号が記録ヘッド２４に供給される。また、駆動信号の各パルス（ＰD1，ＰD2，ＰS1，ＰS2）の波高や波形は任意である。
【００３９】
（２）変形例２
インクの増粘の度合は、インクの種類によって相違する。そこで、インクカートリッジ２２にインクの種類を示すデータを記憶したメモリーを設け、制御部６０がキャリッジ１２に装着されたインクカートリッジ２２からインクの種類を示すデータを読み出し、インクの種類に応じて補正温度Ｔｈを変更するようにしてもよい。第１実施形態であれば、固定の補正温度Ｔｈを切り替えるか、あるいは、検出された温度Ｔｘと補正温度Ｔｈとを対応づけて記憶したメモリーをインクの種類に応じて用意し、これを切り替えるようにすればよい。第２実施形態では、テーブルＴＢＬをインクの種類に応じて用意し、これを切り替えるようにすればよい。これにより、より確実に増粘したインクを吐出させることができる。
【００４０】
（３）変形例３
以上の各形態では縦振動型の圧電振動子４２２を例示したが、圧力室５０内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、例えば撓み振動型の圧電振動子４２２や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、本発明の圧力発生部は、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内の圧力を変化させる発熱素子（ヒーター）を圧力発生部として利用することも可能である。すなわち、本発明の圧力発生部は、圧力室５０内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。
【００４１】
（４）変形例４
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、マイクロアレイ）を製造するチップ製造装置として利用される。
【００４２】
また、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が主走査方向に移動するシリアル型の印刷装置１００を例示したが、記録紙の幅方向の全域にわたって複数のノズルが配列するように主走査方向に長尺状に構成されたライン型の記録ヘッドを利用した印刷装置にも本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１００……印刷装置、１２……キャリッジ、１４……移動機構、１６……用紙搬送機構、１８……キャップ、２０……噴射検出部、２２……インクカートリッジ、２４……記録ヘッド、３２……駆動回路、４２……振動ユニット、４２２……圧電振動子、６０……制御部、６２……記憶部、６４……駆動信号発生部、６６……外部Ｉ/Ｆ、６８……内部Ｉ/Ｆ、７２……着弾部材、７６……検出回路、２００……記録紙、３００……外部装置、Ｓ１……温度センサー、Ｓ２……湿度センサー、補正ＴＢＬ……テーブル、ＰD1，ＰD2……噴射パルス。
【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】
圧電振動子や発熱素子等の圧力発生素子により圧力室内の圧力を変化させることで圧力室内の液体（例えばインク）をノズルから噴射する液体噴射技術が従来から提案されている。この技術においては、ノズルの目詰まり等を防止するために強制的に各ノズルから液体を噴射するフラッシング動作が採用される。
特許文献１には、フラッシング動作に関連して温度に応じて吐出回数を変更する技術が開示されている。
また、特許文献２には、印字に使う波形を用いてフラッシング動作を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２３８７８０号公報
【特許文献２】特開２００２−３６５９４号公報
【発明の概要】
【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に記載の技術は、温度に応じて吐出回数が変化するのでフラッシング時間が温度によって変化してしまう。また、増粘の程度が大きい場合には、吐出回数を増やしたとしても弱い吐出力では液体を吐出することができないといった問題があった。
また、特許文献２に記載の技術は、ある温度において、印字に使う波形と同じ波形を用いてフラッシングを行うので、フラッシング動作時の吐出力は印字動作と同じである。このため、液体が増粘している場合に確実にフラッシングできるとは限らないといった問題があった。
以上の事情を考慮して、本発明は、より確実にフラッシング動作を行うことなどを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、本発明の液体噴射装置は、温度を検出する温度検出部と、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、前記圧力室内の圧力を変動させる圧力発生部とを含み、前記圧力室内の圧力の変動に応じて前記圧力室内の前記液体を前記ノズルから噴射する噴射部と、印字動作時に検出された温度に応じて印字用信号を生成し、フラッシング動作時に前記印字用信号より吐出力の大きいフラッシング用信号を生成し、前記圧力発生部に供給する信号生成部と、を備える。
この発明によれば、フラッシング用信号は、温度に応じて吐出力が可変する印字用信号よりも吐出力が大きい。したがって、液体が増粘した場合であっても、ノズル近傍の液体をより確実に吐出させることができ、印字の信頼性を向上させることができる。
【０００６】
上述した液体噴射装置において、前記信号生成部は、フラッシング動作時に、検出された温度よりも低い温度に対応する前記印字用信号を前記フラッシング用信号として生成することが好ましい。この発明によれば、検出温度よりも低い温度の印字用信号を用いてフラッシングを行うので、印字動作時と比較してフラッシング動作時の吐出力を大きくできる。また、フラッシング用信号を印字用信号と兼用できるので、構成を簡素化できる。
【０００７】
上述した液体噴射装置において、前記信号生成部は、フラッシング動作時に、検出された温度から一定の補正温度を減算して得た修正温度に対応する前記印字用信号を前記フラッシング用信号として生成することが好ましい。この発明によれば、一定の補正温度を採用するので、簡易に修正温度を生成することができる。また、単に検出された温度の替わりに修正温度を生成すれば、印字用信号をフラッシング用信号として用いることができるので、構成を簡素化できる。
【０００８】
上述した液体噴射装置において、湿度を検出する湿度検出部を備え、前記信号生成部は、フラッシング動作時に、検出された温度と検出された湿度に基づいて、前記印字用信号より吐出力の大きいフラッシング用信号を生成し、前記圧力発生部に供給することが好ましい。ノズル近傍の液体の増粘はメニスカスから液体が蒸発することが一因であるが、蒸発の程度は湿度に依存する。この発明によれば、温度のみならず湿度を考慮してフラッシング用信号を生成するので、より確実に増粘した液体を吐出して、印字の信頼性を向上させることができる。
【０００９】
より具体的には、前記信号生成部は、フラッシング動作時に、検出された温度と検出された湿度に基づいて補正温度を生成し、検出された温度から前記補正温度を減算して得た修正温度に対応する前記印字用信号を前記フラッシング用信号として生成することが好ましい。この発明によれば、温度だけでなく湿度を補正温度に反映させるので、温度に応じて印字用信号を生成する場合に、湿度を考慮して簡単に印字用信号をフラッシング用信号に用いることが可能となる。
【００１０】
上述した液体噴射装置において、印字動作が可能な下限温度を定められており、前記信号生成部は、フラッシング動作時に、前記修正温度が前記下限温度を下回る場合、前記下限温度に対応する前記印字用信号よりも吐出力の大きいフラッシング用信号を生成することが好ましい。この発明によれば、印字用信号の下限温度が定められている場合でも、より吐出力の大きなフラッシング用信号を生成できるので、特に、温度が低い場合であっても、確実にフラッシングを行うことができる。
【００１１】
上述した液体噴射装置において、前記信号生成部は、前記フラッシング動作の開始から所定の吐出回数までは、前記印字用信号より吐出力の大きいフラッシング用信号を生成し、前記所定の吐出回数を経過した後は、検出された温度に応じた前記印字用信号をフラッシング用信号として生成することが好ましい。フラッシング動作を開始した直後は、メニスカス近傍の増粘した液体を吐出する必要があるため、より吐出力の大きな信号で圧力発生部を駆動する必要があるが、増粘した液体が吐出された後は、通常の吐出力でフラッシングを行うことができる。この発明によれば、フラッシング開始時についてだけ、吐出力の大きな信号を用いるので、増粘した液体を確実に吐出でき、しかも、吐出する液体の量を減らすことができる。
【００１２】
本発明に係る液体噴射装置の制御方法は、温度を検出する温度検出部と、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、前記圧力室内の圧力を変動させる圧力発生部とを含み、前記圧力室内の圧力の変動に応じて前記圧力室内の前記液体を前記ノズルから噴射する噴射部とを備えた液体噴射装置を制御する方法であって、印字動作時には検出された温度に応じて印字用信号を生成して前記圧力発生部に供給し、フラッシング動作時には検出された温度よりも低い温度に対応する前記印字用信号を前記フラッシング用信号として生成して前記圧力発生部に供給することを特徴とする。この発明によれば、フラッシング用信号は温度に応じて吐出力が可変する印字用信号よりも吐出力が大きい。したがって、液体が増粘した場合であっても、ノズル近傍の液体をより確実に吐出させることができ、印字の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る印刷装置の部分的な模式図である。
【図２】記録ヘッドの断面図である。
【図３】第１実施形態の印刷装置の電気的な構成のブロック図である。
【図４】駆動信号の波形図である。
【図５】記録ヘッドの電気的な構成のブロック図である。
【図６】温度と噴射パルスとの関係を示す波形図である。
【図７】下限温度を下回る場合におけるフラッシング用の噴射パルスの一例を示す波形図である。
【図８】下限温度を下回る場合におけるフラッシング用の噴射パルスの一例を示す波形図である。
【図９】下限温度を下回る場合におけるフラッシング用の噴射パルスの一例を示す波形図である。
【図１０】第２実施形態の印刷装置の電気的な構成のブロック図である。
【図１１】テーブルの記憶内容の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜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、微細な液滴状のインクを記録紙３００に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とキャップ１８とを具備する。
【００１５】
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３００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に貯留されたインクを記録紙３００に噴射する液体吐出部として機能する。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も採用され得る。
【００１６】
図１の移動機構１４は、案内軸１２２に沿ってキャリッジ１２を主走査方向（記録紙３００の幅方向）に往復させる。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３００を副走査方向に移動させる。キャリッジ１２の往復時に記録ヘッド２４が記録紙３００にインクを噴射することで所望の画像が記録紙３００に記録（印刷）される。
【００１７】
移動機構１４は、吐出面が記録紙３００に対向する範囲の外側の位置（以下「待避位置」という）まで記録ヘッド２４を移動させることが可能である。待避位置にある記録ヘッド２４の吐出面に対向するようにキャップ１８が配置される。キャップ１８は、記録ヘッド２４の吐出面を封止する。キャップ１８の近傍には吐出面を払拭するワイパー（図示略）が配置される。
【００１８】
図２は、記録ヘッド２４の断面図（主走査方向に垂直な断面）である。図２に示すように、記録ヘッド２４は、振動ユニット４２と収容体４４と流路ユニット４６とを具備する。振動ユニット４２は、圧電振動子４２２とケーブル４２４と固定板４２６とを有する。圧電振動子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素子であり、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。圧電振動子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。
【００１９】
流路ユニット４６は、相互に対向する基板４６２と基板４６４との間隙に流路形成板４６６を介挿した構造体である。流路形成板４６６は、圧力室５０と供給路５２と貯留室５４とを含む空間を基板４６２と基板４６４との間隙に形成する。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を介して貯留室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貯留室５４に貯留される。各ノズル５６は、各圧力室５０に対応するように基板４６２に形成される。各ノズル５６は、流路ユニット４６の外部と圧力室５０とを連通させる貫通孔である。以上の説明から理解されるように、貯留室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。
【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島状の振動板４８が形成される。振動板４８には圧電振動子４２２の先端面（自由端）が接合される。したがって、駆動信号の供給により圧電振動子４２２が振動すると、振動板４８を介して基板４６４が変位することで圧力室５０の容積が変化して圧力室５０内のインクの圧力が変動する。すなわち、圧電振動子４２２は、圧力室５０内の圧力を変動させる圧力発生素子として機能する。以上に説明した圧力室５０内の圧力の変動に応じてノズル５６からインクを噴射することが可能である。すなわち、圧電振動子４２２と圧力室５０とノズル５６とで構成される要素は、インクを噴射する単位（以下「単位噴射部Ｕ」という）として機能する。
【００２１】
図３は、印刷装置１００の電気的な構成のブロック図である。図３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、印刷装置１００の全体を制御する要素であり、制御部６０と記憶部６２と駆動信号発生部６４と外部Ｉ/Ｆ（interface）６６と内部Ｉ/Ｆ６８とを有する。記録紙３００に印刷される画像を示す印刷データＤPが外部装置（例えばホストコンピューター）３００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３００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とを有する。
【００２２】
印刷装置１００の動作期間は、印刷実行期間と印刷準備期間とを包含する。印刷実行期間は、制御装置１０２による制御のもとで印刷処理部１０４が記録紙３００に画像を記録する期間（すなわち、実際に印刷が実行される期間）である。他方、印刷準備期間は、印刷実行期間での動作を準備する期間であり、例えば印刷装置１００の電源が投入された直後（印刷実行期間の開始前）に設定される。各圧力室５０内のインクは、ノズル５６内に露出する表面（メニスカス）からの水分の蒸発等に起因して経時的に増粘する。印刷準備期間では、圧力室５０内のインクの噴射が増粘等に起因して阻害される状態が、ノズル５６からインクが適正に噴射される状態に改善されるように記録ヘッド２４（各単位噴射部Ｕ）を調整する期間である。具体的には、印刷準備期間では微振動の付与とフラッシング動作とが実行される。なお、印刷準備期間の時期は任意である。例えば、印刷準備期間を定期的に設定した構成も採用される。
【００２３】
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とを有する。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装置１００の各要素（例えば印刷処理部１０４）を統括的に制御する。例えば、制御部６０は、圧力室５０内のインクの噴射とインクに対する微振動の付与（すなわち非噴射）との何れかを指示する制御データＤCを生成する。微振動とは、圧力室５０内のインクがノズル５６から噴射されない程度の振動を意味する。
【００２４】
温度センサーＳ１は、環境温度を検出して制御部６０に出力する。制御部６０は、外部装置４００から外部Ｉ/Ｆ６６に供給される印刷データＤPに応じてインクの噴射／非噴射（微振動）を指示する制御データＤCを印刷実行期間にて生成する。すなわち、記録紙３００に対するインクの噴射で印刷データＤPに応じた画像を記録紙３００に記録する動作を記録ヘッド２４に実行させる。また、制御部６０は、印刷準備期間にて微振動の付与やフラッシング動作が実行されるように記録ヘッド２４を制御する。
さらに、制御部６０は、駆動信号発生部６４に対して温度信号を出力する。より具体的には、印刷実行期間においては、温度センサーＳ１で検出された温度を示す温度信号を出力し、印刷準備期間のフラッシング動作時には温度センサーＳ１で検出された温度よりも低い温度を示す温度信号を出力する。
【００２５】
噴射パルスＰD1および噴射パルスＰD2の各々は、圧電振動子４２２に供給された場合に所定量のインクがノズル５６から噴射するように圧力室５０を振動させる駆動パルスである。この例では、第１噴射パルスＰD1は第２噴射パルスＰD2よりも大きなドットを形成することができる。
【００２６】
図５は、記録ヘッド２４の電気的な構成の模式図である。図５に示すように、記録ヘッド２４は、相異なる単位噴射部Ｕに対応する複数の駆動回路３２を有する。駆動信号発生部６４が生成した駆動信号ＣＯＭ1および駆動信号ＣＯＭ2は、内部Ｉ/Ｆ６８を介して複数の駆動回路３２に共通に供給される。また、制御部６０が生成した制御データＤCは内部Ｉ/Ｆ６８を介して各駆動回路３２に供給される。
【００２７】
各駆動回路３２は、制御部６０から供給される制御データＤCに応じた区間を駆動信号ＣＯＭ1または駆動信号ＣＯＭ2から選択して圧電振動子４２２に供給する。例えば、制御データＤCがインクの噴射を指示する場合、駆動回路３２は、駆動信号ＣＯＭ1の噴射パルスＰD1と駆動信号ＣＯＭ2の噴射パルスＰD2とを選択して圧電振動子４２２に供給する。したがって、圧力室５０内のインクがノズル５６から噴射される。
【００２８】
ところで、インクの粘度は温度が下がる程、大きくなる。温度の高い状態と比較して温度の低い状態で同じ量のインクを吐出するためには、より吐出力の大きいパルスを圧電振動子４２２に供給する必要がある。このため、制御部６０は、温度信号を駆動信号発生部６４に供給している。駆動信号発生部６４は、温度信号に応じて吐出力を調整した駆動信号ＣＯＭ1および駆動信号ＣＯＭ2を生成する。
【００２９】
具体的には、温度が低くなる程、インクの吐出力が大きくなるようにパルスの波形を調整する。図６に噴射パルスＰD1と温度の関係を示す。温度においてＴ１＜Ｔ２＜Ｔ３である場合、噴射パルスＰD1の最高電位Ｖhと最低電位ＶLとの電位差は、ｗ１１＞ｗ１２＞ｗ１３となる。このように温度に応じてインクの吐出力を制御することによって、温度に応じてインクの粘度が変化しても安定してインクを噴射することができる。
【００３０】
また、制御部６０は、記録ヘッド２４にフラッシング動作を実行させる手段としても機能する。制御部６０は、印刷準備期間において記録ヘッド２４にフラッシング動作を実行させる。フラッシング動作は、記録ヘッド２４を待避位置（キャップ１８上）に移動させた状態で各単位噴射部Ｕに強制的にインクを噴射させる動作である。制御部６０は、インクの噴射を指示する制御データＤCを各駆動回路３２に供給することで各単位噴射部Ｕにフラッシング動作（すなわち、噴射パルスＰD1および噴射パルスＰD2の選択）を実行させる。フラッシング動作で各ノズル５６から噴射されたインクは、待避位置のキャップ１８に受容される。以上のフラッシング動作により、各ノズル５６の目詰まりや圧力室５０内への気泡の侵入が解消されるとともにインクの増粘が解消される。フラッシング動作における各単位噴射部Ｕからのインクの噴射量は、制御部６０が各単位噴射部Ｕに制御データＤCを供給してインク噴射回数を設定することにより可変に制御される。
【００３１】
ところで、フラッシング動作はノズルのメニスカスから水分が蒸発すること等に起因するメニスカス近傍のインクの増粘を抑制するために実行される。このため、フラッシング動作時に、その時点の温度に対応した印字用の噴射パルスで圧電振動子４２２を駆動してもインクを噴射できない可能性がある。そこで、本実施形態では、印字用の噴射パルスよりも吐出力の大きい噴射パルスを用いてフラッシング動作を行う。このため、フラッシング動作時には、温度センサーＳ１で検出された温度よりも低い温度に対応する噴射パルスを生成するように制御部６０は駆動信号発生部６４を制御する。すなわち、制御部６０と駆動信号発生部６４とは、印字動作時に検出された温度に応じて印字用の噴射パルス（印字用信号）を生成し、フラッシング動作時に印字用の噴射パルスより吐出力の大きいフラッシング用の噴射パルス（フラッシング用信号）を生成し、圧電振動子４２２に供給する手段として機能する。
【００３２】
具体的には、制御部６０は、温度センサーＳ１で検出された温度をＴｘとしたとき、温度Ｔｘから補正温度Ｔｈを減算して修正温度Ｔｓ（＝Ｔｘ−Ｔｈ）を得る。そして、制御部６０は、修正温度Ｔｓを駆動信号発生部６４に供給する。駆動信号発生部６４は、実際の温度Ｔｘより補正温度Ｔｈだけ低い修正温度Ｔｓに対応した駆動信号ＣＯＭ1および駆動信号ＣＯＭ2を生成する。なお、制御部６０は、フラッシング動作の全ての期間において修正温度Ｔｓを出力してもよいが、本実施形態では、フラッシング期間の開始から所定数のインク吐出に相当する期間だけ修正温度Ｔｓを出力し、その後のフラッシング期間においては検出された温度Ｔｘを出力する。これにより、駆動信号生成部６４は、フラッシング動作の開始から所定の吐出回数までは、検出された温度Ｔｘの印字用の噴射パルスより吐出力の大きいフラッシング用の噴射パルスを生成し、所定の吐出回数を経過した後は、検出された温度Ｔｘに応じた印字用の噴射パルスを生成する。フラッシング動作を開始した直後は、メニスカス近傍の増粘したインクを吐出する必要があるため、より吐出力の大きな噴射パルスで圧電振動子４２２を駆動する必要があるが、増粘したインクが吐出された後は、通常の吐出力でフラッシングを行うことができる。このように、フラッシング開始時についてだけ、吐出力の大きな噴射パルスを用いるので、増粘したインクを確実に吐出でき、しかも、吐出するインク量を減らすことができる。
【００３３】
また、補正温度Ｔｈは一定であってもよいし、可変にしてもよい。可変にする場合には、検出された温度Ｔｘを変数とする演算によって修正温度Ｔｓを算出してもよい。また、温度センサーＳ１で検出された温度Ｔｘと補正温度Ｔｈと対応づけて記憶したテーブルを記憶部６２に設け、これを参照して補正温度Ｔｈを取得すればよい。さらに、検出された温度Ｔｘと修正温度Ｔｓと対応づけて記憶したテーブルを記憶部６２に設け、これを参照して修正温度Ｔｓを直接取得してもよい。補正温度Ｔｈを一定にする場合には、演算やテーブルを不要にできるので構成を簡素化できる。また、補正温度Ｔｈを可変にする場合には、インクの温度特性に応じてきめ細かい対応が可能となるので、より確実にフラッシングが可能となる。
【００３４】
ところで、印字用の噴射パルスの最高電位と最低電位との電位差は、印刷装置１００の使用温度範囲の下限温度Ｔminにおいて最も大きくなる。駆動信号発生部６４の電源電圧は、下限温度Ｔminに対して最高電位と最低電位との電位差が最も大きい噴射パルスが生成できるように設計され、その以上の電位差の噴射パルスを生成不能な場合がある。修正温度Ｔｓが下限温度Ｔmin未満の場合、駆動信号発生部６４は、フラッシング動作時に下限温度Ｔminに対応する駆動信号ＣＯＭ1および駆動信号ＣＯＭ2を発生してもよいが、確実にフラッシングができるとは限らない。そこで、修正温度Ｔｓが下限温度Ｔmin未満であった場合、駆動信号発生部６４は、フラッシング用の駆動信号を生成してもよい。
【００３５】
この場合、噴射パルスは、図７に示すように基準電位ＶREFと最低電位ＶLと差電圧Ｖｃをフラッシング用の噴射パルスの方が小さくなるようにしてもよい。
あるいは、図８に示すように期間ｐ１における噴射パルスの波形を急峻にしてもよい（立ち上がり時間を短く）。
さらに、記録ヘッド２４の共振を利用してより強い吐出力を有する噴射パルスを生成してもよい。具体的には、記録ヘッド２４の固有振動周期をＴｃとしたとき、図９に示すように圧力室の膨張開始から収縮開始に至るまでの時間と、固有振動周期Ｔｃの半分の時間との差がより小さくなるように噴射パルスを生成してもよい。この場合には、以下に示す式（１）が成立する。
|Ｔ１−Ｔｃ／２|＞|Ｔ２−Ｔｃ／２|……式（１）
【００３６】
このように本実施形態においては、温度に応じた印字用の噴射パルスを生成するとともに、当該温度よりも低い温度の印字用の噴射パルスをフラッシング用の噴射パルスとして生成する。これにより、増粘したインクを通常の印字よりも吐出力の大きな噴射パルスを用いて噴射することができるので、印字の信頼性を向上させることができる。さらに、フラッシング用の噴射パルスを印字用の噴射パルスと兼用できるので、構成をより簡素化することができる。また、温度に応じて吐出力の異なるフラッシング用の噴射パルスを生成できるので、確実にフラッシングを行うことができる。さらに、温度の高い時には、低い時と比較して最高電位と最低電位との電位差の小さなフラッシング用の噴射パルスを用いるので消費電力を低減できる。
【００３７】
＜Ｂ：第２実施形態＞
上述した第１実施形態においては、温度センサーＳ１で検出した温度よりも低い温度に対応する印字用の噴射パルスをフラッシング用の噴射パルスとして利用した。これに対して図１０に示す第２実施形態に係る印刷装置２００は、湿度センサーＳ２および補正テーブルＴＢＬを備える点で相違し、その他は図３に示す第１実施形態の印刷装置１００と同様に構成されている。
湿度センサーＳ２は、環境の湿度Ｗｘを検出して制御部６０に出力する。補正テーブルＴＢＬには、検出された温度Ｔｘおよび湿度Ｗｘと補正温度Ｔｈとが対応付けられて記憶されている。図１１に補正テーブルＴＢＬの記憶内容の一例を示す。この例では、同じ温度帯に着目すると、湿度が高くなる程、補正温度Ｔｈは小さくなる。すなわち、吐出力の小さな噴射パルスを用いる。これは、湿度が高くなるとメニスカスからインクが蒸発する量が小さくなるため、増粘の度合いが小さくなるからである。
このように、第２実施形態では、温度のみならず湿度を考慮してフラッシングに用いる噴射パルスを生成したので、より確実に増粘したインクを吐出することができ、印字の信頼性を向上させることができる。なお、補正テーブルＴＢＬは、記憶部６２に設けてもよい。
【００３８】
＜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以上の態様は相互に矛盾しない限り適宜に併合され得る。
（１）変形例１
以上の各形態では、複数系統の駆動信号（ＣＯＭ1，ＣＯＭ2）を記録ヘッド２４に供給したが、１系統の駆動信号のみを各圧電振動子４２２の駆動に使用する構成や３系統以上の駆動信号を各圧電振動子４２２の駆動に使用する構成も採用され得る。１系統の駆動信号を使用する構成では、例えば、噴射パルスＰD1と微振動パルスＰS1と微振動パルスＰS2とが時系列に配列された駆動信号が記録ヘッド２４に供給される。また、駆動信号の各パルス（ＰD1，ＰD2，ＰS1，ＰS2）の波高や波形は任意である。
【００３９】
（２）変形例２
インクの増粘の度合は、インクの種類によって相違する。そこで、インクカートリッジ２２にインクの種類を示すデータを記憶したメモリーを設け、制御部６０がキャリッジ１２に装着されたインクカートリッジ２２からインクの種類を示すデータを読み出し、インクの種類に応じて補正温度Ｔｈを変更するようにしてもよい。第１実施形態であれば、固定の補正温度Ｔｈを切り替えるか、あるいは、検出された温度Ｔｘと補正温度Ｔｈとを対応づけて記憶したメモリーをインクの種類に応じて用意し、これを切り替えるようにすればよい。第２実施形態では、テーブルＴＢＬをインクの種類に応じて用意し、これを切り替えるようにすればよい。これにより、より確実に増粘したインクを吐出させることができる。
【００４０】
（３）変形例３
以上の各形態では縦振動型の圧電振動子４２２を例示したが、圧力室５０内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、例えば撓み振動型の圧電振動子４２２や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、本発明の圧力発生部は、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内の圧力を変化させる発熱素子（ヒーター）を圧力発生部として利用することも可能である。すなわち、本発明の圧力発生部は、圧力室５０内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。
【００４１】
（４）変形例４
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、マイクロアレイ）を製造するチップ製造装置として利用される。
【００４２】
また、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が主走査方向に移動するシリアル型の印刷装置１００を例示したが、記録紙の幅方向の全域にわたって複数のノズルが配列するように主走査方向に長尺状に構成されたライン型の記録ヘッドを利用した印刷装置にも本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１００……印刷装置、１２……キャリッジ、１４……移動機構、１６……用紙搬送機構、１８……キャップ、２０……噴射検出部、２２……インクカートリッジ、２４……記録ヘッド、３２……駆動回路、４２……振動ユニット、４２２……圧電振動子、６０……制御部、６２……記憶部、６４……駆動信号発生部、６６……外部Ｉ/Ｆ、６８……内部Ｉ/Ｆ、７２……着弾部材、７６……検出回路、２００……記録紙、３００……外部装置、Ｓ１……温度センサー、Ｓ２……湿度センサー、補正ＴＢＬ……テーブル、ＰD1，ＰD2……噴射パルス。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度を検出する温度検出部と、
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、前記圧力室内の圧力を変動させる圧力発生部とを含み、前記圧力室内の圧力の変動に応じて前記圧力室内の前記液体を前記ノズルから噴射する噴射部と、
印字動作時に検出された温度に応じて印字用信号を生成し、フラッシング動作時に前記印字用信号より吐出力の大きいフラッシング用信号を生成し、前記圧力発生部に供給する信号生成部と、
を備えた液体噴射装置。
【請求項２】
前記信号生成部は、フラッシング動作時に、検出された温度よりも低い温度に対応する前記印字用信号を前記フラッシング用信号として生成することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記信号生成部は、フラッシング動作時に、検出された温度から一定の補正温度を減算して得た修正温度に対応する前記印字用信号を前記フラッシング用信号として生成することを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
湿度を検出する湿度検出部を備え、
前記信号生成部は、フラッシング動作時に、検出された温度と検出された湿度に基づいて、前記印字用信号より吐出力の大きいフラッシング用信号を生成し、前記圧力発生部に供給する、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記信号生成部は、フラッシング動作時に、検出された温度と検出された湿度に基づいて補正温度を生成し、検出された温度から前記補正温度を減算して得た修正温度に対応する前記印字用信号を前記フラッシング用信号として生成する、
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】
印字動作が可能な下限温度を定められており、
前記信号生成部は、フラッシング動作時に、前記修正温度が前記下限温度を下回る場合、前記下限温度に対応する前記印字用信号よりも吐出力の大きいフラッシング用信号を生成する、
ことを特徴とする請求項３又は５に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記信号生成部は、前記フラッシング動作の開始から所定の吐出回数までは、前記印字用信号より吐出力の大きいフラッシング用信号を生成し、前記所定の吐出回数を経過した後は、検出された温度に応じた前記印字用信号をフラッシング用信号として生成する、ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の液体噴射装置。
【請求項８】
温度を検出する温度検出部と、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、前記圧力室内の圧力を変動させる圧力発生部とを含み、前記圧力室内の圧力の変動に応じて前記圧力室内の前記液体を前記ノズルから噴射する噴射部とを備えた液体噴射装置の制御方法であって、
印字動作時には検出された温度に応じて印字用信号を生成して前記圧力発生部に供給し、
フラッシング動作時には検出された温度よりも低い温度に対応する前記印字用信号を前記フラッシング用信号として生成して前記圧力発生部に供給する、
ことを特徴とする液体噴射装置の制御方法。
【請求項１】
温度を検出する温度検出部と、
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、前記圧力室内の圧力を変動させる圧力発生部とを含み、前記圧力室内の圧力の変動に応じて前記圧力室内の前記液体を前記ノズルから噴射する噴射部と、
印字動作時に検出された温度に応じて印字用信号を生成し、フラッシング動作時に前記印字用信号より吐出力の大きいフラッシング用信号を生成し、前記圧力発生部に供給する信号生成部と、
を備えた液体噴射装置。
【請求項２】
前記信号生成部は、フラッシング動作時に、検出された温度よりも低い温度に対応する前記印字用信号を前記フラッシング用信号として生成することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記信号生成部は、フラッシング動作時に、検出された温度から一定の補正温度を減算して得た修正温度に対応する前記印字用信号を前記フラッシング用信号として生成することを特徴とする請求項２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
湿度を検出する湿度検出部を備え、
前記信号生成部は、フラッシング動作時に、検出された温度と検出された湿度に基づいて、前記印字用信号より吐出力の大きいフラッシング用信号を生成し、前記圧力発生部に供給する、
ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記信号生成部は、フラッシング動作時に、検出された温度と検出された湿度に基づいて補正温度を生成し、検出された温度から前記補正温度を減算して得た修正温度に対応する前記印字用信号を前記フラッシング用信号として生成する、
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】
印字動作が可能な下限温度を定められており、
前記信号生成部は、フラッシング動作時に、前記修正温度が前記下限温度を下回る場合、前記下限温度に対応する前記印字用信号よりも吐出力の大きいフラッシング用信号を生成する、
ことを特徴とする請求項３又は５に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記信号生成部は、前記フラッシング動作の開始から所定の吐出回数までは、前記印字用信号より吐出力の大きいフラッシング用信号を生成し、前記所定の吐出回数を経過した後は、検出された温度に応じた前記印字用信号をフラッシング用信号として生成する、ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の液体噴射装置。
【請求項８】
温度を検出する温度検出部と、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、前記圧力室内の圧力を変動させる圧力発生部とを含み、前記圧力室内の圧力の変動に応じて前記圧力室内の前記液体を前記ノズルから噴射する噴射部とを備えた液体噴射装置の制御方法であって、
印字動作時には検出された温度に応じて印字用信号を生成して前記圧力発生部に供給し、
フラッシング動作時には検出された温度よりも低い温度に対応する前記印字用信号を前記フラッシング用信号として生成して前記圧力発生部に供給する、
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２０１２−１３１１４９（Ｐ２０１２−１３１１４９Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８５９７６（Ｐ２０１０−２８５９７６）
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【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７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２２日（２０１０．１２．２２）
【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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