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JP2015003495A - 液滴射出装置及び液滴射出装置のノズル回復方法 - Google Patents

液滴射出装置及び液滴射出装置のノズル回復方法 Download PDF

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JP2015003495A JP2013131601A JP2013131601A JP2015003495A JP 2015003495 A JP2015003495 A JP 2015003495A JP 2013131601 A JP2013131601 A JP 2013131601A JP 2013131601 A JP2013131601 A JP 2013131601A JP 2015003495 A JP2015003495 A JP 2015003495A
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Abstract

【課題】インク中の固形粒子の沈降を効果的に解消でき、長時間安定した液滴の射出を行うことができるようにする。【解決手段】インク室と、インク室に対応するノズル12と、駆動パルスの印加により駆動してインク室内のインクにエネルギーを付与するエネルギー付与手段とを有し、ノズル12から液滴を射出させて被記録材Cの印画領域に印画を行うヘッド1と、駆動パルスとして、ノズル12から液滴を射出させる射出パルスと、ノズル12から液滴を射出させない程度にインク室内のインクに微振動を与える微振動パルスとを生成する駆動パルス生成手段とを有し、インクは、分散媒と該分散媒よりも比重が大きい固形粒子とを含み、ヘッド1が非印画領域に存在する際に、複数の微振動パルスを印加する微振動動作と、該微振動動作の後に、複数の射出パルスを印加し、ノズル12からインク室の容積と同等以上の液滴量を射出する吐き捨て動作とを行うリフレッシュ手段を有する。【選択図】図１

Description

本発明は液滴射出装置及び液滴射出装置のノズル回復方法に関し、詳しくは、インク中に含まれる固形粒子の沈降を抑制し、長時間安定した液滴の射出を行うことができる液滴射出装置及び液滴射出装置のノズル回復方法に関する。
ヘッドから液滴を射出することによって印画を行う液滴射出装置は、一般にインクジェットプリンターとして各種の産業用途で利用されている。この産業用インクジェットの応用は年々増加し、近年では紙、布帛、プラスチックシート等に印画を行うだけでなく、セラミックタイルの表面に図柄を印画する際にも用いられている。これに伴い、液滴射出装置は多種多様のインクを安定に長時間射出できる性能が求められている。
しかし、インクとして、セラミックスの固形粒子を含むセラミックインクや、酸化チタン等の固形粒子を顔料として含む白インクを使用し、ヘッドから液滴を射出することにより印画を行う場合、印画データがない場合や、ヘッドが印画を行わない非印画領域に存在している間に、インク室内でインク中の固形粒子の沈降が生じてしまう。これら固形粒子は、インク中の分散媒よりも比重が大きいためである。インク室内で固形粒子の沈降が生じると、ノズル近傍の固形粒子の密度が高くなってノズル詰りを発生させるおそれがある。また、密度が高くなった固形粒子が硬化してしまうと、永続的に射出ができなくなってしまう。
ノズルが横向きに配置されている場合でも、固形粒子の沈降によってインク室内のインクに濃度分布が生じるため、液滴を射出できたとしても、液滴中の固形粒子が適正濃度にならず、射出速度の乱れや画像の不均一化を引き起こすおそれがある。
従来、インク中の顔料等の固形物の沈降を低減するため、ヘッドとインクタンクとの間で圧力差を利用してインクを循環させる技術が提案されている（特許文献１）。しかし、これによって循環されるヘッド側のインクは、専らヘッドの各インク室に共通にインクを供給する共通インク室内のインクであり、各インク室内に供給済みのインクを循環させることはできない。このため、印字休止時において、インク室内で発生する固形粒子の沈降を抑制することはできない。
印字休止時のノズル詰まり対策として、射出を再開する直前に、個々のインク室に予備波形を印加してメニスカスを振動させ、インク室内のインクを流動させる技術が知られている（特許文献２）。しかし、この技術は、インク中の揮発成分の蒸発による粘度上昇によるノズル詰りを解消するものである。このようなメニスカス振動によって生じるインクの流動は極めて微小であるため、粘度上昇によるノズル詰りの解消には有効ではあっても、メニスカスを微振動させるだけでは、インク室内である程度進行した固形粒子の沈降状態を十分に解消できるものではなかった。
また、インクの粘度を検出し、その粘度に応じて、微振動の強度とインクの吐き捨て時の液滴量とを調整することも知られている（特許文献３）。しかし、これは、液体が蒸発してインクが増粘することによるノズル詰りを防止するものであり、インク中に含まれる固形粒子の沈降によって生じる問題を解決するものではない。
特表２０１１−５０６１５２号公報 特開２０００−２０３０２０号公報 特開２０１２−９６４２３号公報
そこで、本発明は、インク中に含まれる固形粒子の沈降を効果的に解消でき、長時間安定した液滴の射出を行うことができる液滴射出装置を提供することを課題とする。
また、本発明は、インク中に含まれる固形粒子の沈降を効果的に解消でき、長時間安定した液滴の射出を行うことができる液滴射出装置のノズル回復方法を提供することを課題とする。
また、本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
１．インクが供給されるインク室と、前記インク室に対応して設けられたノズルと、駆動パルスの印加により駆動して前記インク室内のインクにエネルギーを付与するエネルギー付与手段とを有し、前記ノズルから液滴を射出させることにより被記録材の印画領域に印画データに基づく印画を行うヘッドと、
前記駆動パルスとして、前記ノズルから液滴を射出させる射出パルスと、前記ノズルから液滴を射出させない程度に前記インク室内の前記インクに微振動を与える微振動パルスとを生成する駆動パルス生成手段とを有する液滴射出装置において、
前記インクは、分散媒と該分散媒よりも比重が大きい固形粒子とを含んでなり、
前記ヘッドが前記印画を行わない非印画領域に存在する際に、前記エネルギー付与手段に複数の前記微振動パルスを印加する微振動動作と、該微振動動作の後に、当該エネルギー付与手段に複数の前記射出パルスを印加し、前記ノズルから前記インク室の容積と同等以上の液滴量を射出する吐き捨て動作とを行うリフレッシュ手段を有することを特徴とする液滴射出装置。
２．前記ヘッドが前記印画を行わない非印画領域に存在する際に、前記ノズルから射出された液滴の速度を検出する液滴速度検出手段を有し、
前記リフレッシュ手段は、前記液滴速度検出手段の検出結果が、予め設定された閾値を下回ったことが検出された後に実行することを特徴とする前記１記載の液滴射出装置。
３．前記ヘッドが前記印画を行う印画領域に存在する際に、前記ノズルからの液滴の射出が休止している期間を検出する休止期間検出手段を有し、
前記リフレッシュ手段は、前記休止期間検出手段の検出結果が、予め設定された閾値を超えたことが検出された後に実行することを特徴とする前記１記載の液滴射出装置。
４．インクが供給されるインク室と、前記インク室に対応して設けられたノズルと、駆動パルスの印加により駆動して前記インク室内のインクにエネルギーを付与するエネルギー付与手段とを有し、前記ノズルから液滴を射出させることにより被記録材の印画領域に印画データに基づく印画を行うヘッドと、
前記駆動パルスとして、前記ノズルから液滴を射出させる射出パルスと、前記ノズルから液滴を射出させない程度に前記インク室内の前記インクに微振動を与える微振動パルスとを生成する駆動パルス生成手段とを有する液滴射出装置において、
前記インクは、分散媒と該分散媒よりも比重が大きい固形粒子とを含んでなり、
前記エネルギー付与手段に複数の前記微振動パルスを印加する微振動動作のみを行う微振動手段と、
前記エネルギー付与手段に複数の前記微振動パルスを印加する微振動動作と、該微振動動作の後に、当該エネルギー付与手段に複数の前記射出パルスを印加し、前記ノズルから前記インク室の容積と同等以上の液滴量を射出する吐き捨て動作とを行うリフレッシュ手段と、
前記ヘッドが前記印画を行わない非印画領域に存在する際に、前記微振動手段又は前記リフレッシュ手段のいずれかを選択して実行する選択手段とを有することを特徴とする液滴射出装置。
５．前記ヘッドが前記印画を行わない非印画領域に存在する際に、前記ノズルから射出された液滴の速度を検出する液滴速度検出手段を有し、
前記選択手段は、前記液滴速度検出手段の検出結果が、予め設定された閾値を下回ったことが検出された後に、前記検出結果に応じて、前記微振動手段又は前記リフレッシュ手段のいずれかを選択して実行することを特徴とする前記４記載の液滴射出装置。
６．前記ヘッドが前記印画を行う印画領域に存在する際に、前記ノズルからの液滴の射出が休止している期間を検出する休止期間検出手段を有し、
前記選択手段は、前記液滴速度検出手段の検出結果が、予め設定された閾値を超えたことが検出された後に、前記検出結果に応じて、前記微振動手段又は前記リフレッシュ手段のいずれかを選択して実行することを特徴とする前記４記載の液滴射出装置。
７．前記微振動動作は、前記分散媒に対する前記固形粒子の比重の大きさに応じて、該比重が大きいほど印加周波数を高くすることを特徴とする前記１〜６のいずれかに記載の液滴射出装置。
８．前記ヘッドに供給する前記インクを貯留するインクタンクと、
前記ヘッドと前記インクタンクとの間で前記インクを循環させる循環手段とを有し、
前記循環手段は、少なくとも前記リフレッシュ手段を実行している期間、前記インクを循環させることを特徴とする前記１〜７のいずれかに記載の液滴射出装置。
９．前記ヘッドが前記印画を行わない非印画領域に存在する際に、前記ノズルが開口するノズル面の汚れをブレードで掻き取るワイピング動作、又は、前記ノズル面のインクをふき取るふき取り動作のうちの少なくともいずれかを実行するノズルメンテナンス手段を有し、
前記ノズルメンテナンス手段を実行している期間は、前記微振動手段及び前記リフレッシュ手段のいずれも実行しないことを特徴とする前記１〜８のいずれかに記載の液滴射出装置。
１０．前記インクは、前記分散媒と前記固形粒子との比重差が０．２以上であることを特徴とする前記１〜９のいずれかに記載の液滴射出装置。
１１．前記インクは、乾燥により前記ノズルから揮発しないものであることを特徴とする前記１〜１０のいずれかに記載の液滴射出装置。
１２．インクが供給されるインク室と、前記インク室に対応して設けられたノズルと、駆動パルスの印加により駆動して前記インク室内のインクにエネルギーを付与するエネルギー付与手段とを有し、前記ノズルから液滴を射出させることにより被記録材の印画領域に印画データに基づく印画を行うヘッドと、
前記駆動パルスとして、前記ノズルから液滴を射出させる射出パルスと、前記ノズルから液滴を射出させない程度に前記インク室内の前記インクに微振動を与える微振動パルスとを生成する駆動パルス生成手段とを有する液滴射出装置のノズル回復方法において、
前記インクは、分散媒と該分散媒よりも比重が大きい固形粒子とを含んでなり、
前記ヘッドが前記印画を行わない非印画領域に存在する際に、前記エネルギー付与手段に複数の前記微振動パルスを印加する微振動動作と、該微振動動作の後に、当該エネルギー付与手段に複数の前記射出パルスを印加し、前記ノズルから前記インク室の容積と同等以上の液滴量を射出する吐き捨て動作とを行うリフレッシュ工程を有することを特徴とする液滴射出装置のノズル回復方法。
１３．前記ヘッドが前記印画を行わない非印画領域に存在する際に、前記ノズルから射出された液滴の速度を検出する液滴速度検出工程を有し、
前記リフレッシュ工程は、前記液滴速度検出工程の検出結果が、予め設定された閾値を下回ったことが検出された後に実行することを特徴とする前記１２記載の液滴射出装置のノズル回復方法。
１４．前記ヘッドが前記印画を行う印画領域に存在する際に、前記ノズルからの液滴の射出が休止している期間を検出する休止期間検出工程を有し、
前記リフレッシュ工程は、前記休止期間検出工程の検出結果が、予め設定された閾値を超えたことが検出された後に実行することを特徴とする前記１２記載の液滴射出装置のノズル回復方法。
１５．インクが供給されるインク室と、前記インク室に対応して設けられたノズルと、駆動パルスの印加により駆動して前記インク室内のインクにエネルギーを付与するエネルギー付与手段とを有し、前記ノズルから液滴を射出させることにより被記録材の印画領域に印画データに基づく印画を行うヘッドと、
前記駆動パルスとして、前記ノズルから液滴を射出させる射出パルスと、前記ノズルから液滴を射出させない程度に前記インク室内の前記インクに微振動を与える微振動パルスとを生成する駆動パルス生成手段とを有する液滴射出装置のノズル回復方法において、
前記インクは、分散媒と該分散媒よりも比重が大きい固形粒子とを含んでなり、
前記エネルギー付与手段に複数の前記微振動パルスを印加する微振動動作のみを行う微振動工程と、
前記エネルギー付与手段に複数の前記微振動パルスを印加する微振動動作と、該微振動動作の後に、当該エネルギー付与手段に複数の前記射出パルスを印加し、前記ノズルから前記インク室の容積と同等以上の液滴量を射出する吐き捨て動作とを行うリフレッシュ工程とを有し、
前記ヘッドが前記印画を行わない非印画領域に存在する際に、前記微振動工程又は前記リフレッシュ工程のいずれかを選択して実行することを特徴とする液滴射出装置のノズル回復方法。
１６．前記ヘッドが前記印画を行わない非印画領域に存在する際に、前記ノズルから射出された液滴の速度を検出する液滴速度検出工程を有し、
前記液滴速度検出工程の検出結果が、予め設定された閾値を下回ったことが検出された後に、前記検出結果に応じて、前記微振動工程又は前記リフレッシュ工程のいずれかを選択して実行することを特徴とする前記１５記載の液滴射出装置のノズル回復方法。
１７．前記ヘッドが前記印画を行う印画領域に存在する際に、前記ノズルからの液滴の射出が休止している期間を検出する休止期間検出工程を有し、
前記休止期間検出工程の検出結果が、予め設定された閾値を超えたことが検出された後に、前記検出結果に応じて、前記微振動工程又は前記リフレッシュ工程のいずれかを選択して実行することを特徴とする前記１５記載の液滴射出装置のノズル回復方法。
１８．前記微振動動作は、前記分散媒に対する前記固形粒子の比重の大きさに応じて、該比重が大きいほど印加周波数を高くすることを特徴とする前記１２〜１７のいずれかに記載の液滴射出装置のノズル回復方法。
１９．前記ヘッドに供給する前記インクを貯留するインクタンクを有し、
少なくとも前記リフレッシュ工程を実行している期間、前記ヘッドと前記インクタンクとの間で前記インクを循環させることを特徴とする前記１２〜１８のいずれかに記載の液滴射出装置のノズル回復方法。
２０．前記ヘッドが前記印画を行わない非印画領域に存在する際に、前記ノズルが開口するノズル面の汚れをブレードで掻き取るワイピング工程、又は、前記ノズル面のインクをふき取るふき取り工程のうちの少なくともいずれかの工程を実行するノズルメンテナンス工程を有し、
前記ノズルメンテナンス工程を実行している期間は、前記微振動工程及び前記リフレッシュ工程のいずれも実行しないことを特徴とする前記１２〜１９のいずれかに記載の液滴射出装置のノズル回復方法。
２１．前記インクは、前記分散媒と前記固形粒子との比重差が０．２以上であることを特徴とする前記１２〜２０のいずれかに記載の液滴射出装置のノズル回復方法。
２２．前記インクは、乾燥により前記ノズルから揮発しないものであることを特徴とする前記１２〜２１のいずれかに記載の液滴射出装置のノズル回復方法。
本発明によれば、インク中に含まれる固形粒子の沈降を効果的に解消でき、長時間安定した液滴の射出を行うことができる液滴射出装置を提供することができる。
また、本発明によれば、インク中に含まれる固形粒子の沈降を効果的に解消でき、長時間安定した液滴の射出を行うことができる液滴射出装置のノズル回復方法を提供することができる。
ライン型の液滴射出装置の一例を示す斜視図 液滴射出装置におけるヘッドの断面図 液滴射出装置の概略構成を示すブロック図 （ａ）は射出パルス、（ｂ）は微振動パルスのそれぞれ一例を示す図 インク室の容積を説明する図 リフレッシュ時の微振動パルスと射出パルスの印加パターンの一例を示す図 固形粒子の沈降状態を検出する検出手段の一例を説明する図 リフレッシュに先立って液滴速度検出装置によって液滴の速度検出を行うフローの一例を示す図 リフレッシュに先立って液滴の射出休止期間の検出を行うフローの一例を示す図 （ａ）（ｂ）はそれぞれ微振動動作のみを行う場合の微振動パルスの印加パターンの例を示す図 液滴速度検出装置の検出結果をトリガーとして微振動動作とリフレッシュを選択するフローの一例を示す図 液滴の射出休止期間の検出結果をトリガーとして微振動動作とリフレッシュを選択するフローの一例を示す図 分散媒の比重に対する固形粒子の比重差の割合と微振動パルスの印加周波数との関係を規定したテーブルの一例を示す図 インクを循環させるための構成の一例を説明する図 スキャン型の液滴射出装置の一例を示す外観図
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、液滴射出装置の一例を示す斜視図、図２は、ヘッドの一例を示す断面図である。図中、１００は液滴射出装置、１はヘッド、２は搬送ベルトである。
液滴射出装置１００は、一方向に回転駆動する搬送ベルト２の搬送面２ａの上方に、被記録材であるセラミックタイルＣが間隔をおいて載置され、図中の矢印方向に搬送されるようになっている。ヘッド１は、複数のノズル１２が搬送ベルト２の幅方向に沿う図中のＸ方向に沿って配列されており、ノズル面が搬送面２ａと対面する垂直下向きとなるように配置されている。そして、搬送ベルト２によって一定速度で搬送されるセラミックタイルＣの表面の印画領域に対して、印画データに基づいて、各ノズル１２から固形粒子として分散媒よりも比重の大きな、例えばセラミック粒子を含むセラミックインクを射出することにより、所定の画像を形成するように構成されている。
ヘッド１は、図２に示すように、複数のインク室１１がＸ方向に沿って配列されている。ここでは２０室のインク室１１がＸ方向に１列に配列されたものを例示しているが、インク室１１の数及び列数は特に問わない。このヘッド１において、全てのインク室１１は、各インク室１１内に連通するように設けられた共通インク室１３内のインクが供給されることによって、各インク室１１に対応して設けられたノズル１２から液滴を射出可能なインク室である。
このヘッド１は、隣接するインク室１１、１１間を隔てる隔壁１４が圧電素子によって形成されている。インク室１１内に臨む隔壁１４の表面にはそれぞれ駆動電極（図示せず）が形成されている。ヘッド１は、各駆動電極に、後述するヘッドドライバーから所定電圧の駆動パルスが印加されることにより、隔壁１４が変形してインク室１１内の容積が変化する。この容積変化が、インク室１１内のインクをノズルプレート１５に形成されたノズル１２から射出させる程に大きくなると、インク室１１内のインクに射出エネルギーが付与され、ノズル１２から液滴が射出されるようになっている。なお、このヘッド１では、駆動電極が形成された隔壁１４によって、インク室１１内のインクにエネルギーを付与するエネルギー付与手段を構成している。
ここで、本発明において使用されるインクは、分散媒の他に、該分散媒よりも比重が大きい固形粒子を含んでいる。分散媒は特に問わない。固形粒子としては、上記したセラミックインクにおけるセラミック粒子の他、酸化チタン等の顔料粒子が挙げられる。
固形粒子は、分散媒に対する比重差が大きい程、沈降速度が速くなってインク室内で沈降し易くなり、本発明の課題は顕著となる。本発明における分散媒と固形粒子との比重差は、０．２以上であることが、本発明の効果が顕著に得られるために好ましい。
本発明において、インクは常温、常圧では乾燥により揮発しないものが使用される。ここで、揮発しないとは、常温における蒸気圧が水より大きい物質の含有量が１０％以下、好ましくは５％以下であるインクのことをいう。このようなインクは、使用時において、水系インク等のような揮発性のインクを使用する場合に見られる揮発成分の蒸発による粘度上昇が問題となることはない。このようなインクとしては、例えばＵＶインク、オイルインク等が挙げられる。
図３は、液滴射出装置１００の内部の概略構成を示すブロック図である。
１０１は液滴射出装置１００の全体制御を行うＣＰＵ、１０２はセラミックタイルＣの表面の印画領域に形成する印画データを格納する印画データメモリ、１０３は搬送ベルト２の移動量を検出するエンコーダー、１０４は搬送ベルト２を回転駆動させるベルト搬送モーター、１０５はヘッド１の駆動電極に対して隔壁１４を変形させるためのパルスを与えるヘッドドライバー、１０６はヘッドドライバー１０５に設けられ、ヘッド１に与える駆動信号としての駆動パルスを生成する駆動パルス生成部、１０７はＣＰＵ１０１に設けられ、インク室１１内のインクに微振動を与える微振動動作を制御する微振動制御部、１０８はＣＰＵ１０１に設けられ、インク室１１内のインクを吐き捨てる吐き捨て動作を制御する吐き捨て制御部である。
微振動制御部１０７は、ヘッド１が印画データに基づく印画が行われない非印画領域に存在する際に、インク室１１内のインクを微振動させ、固形粒子に運動エネルギーを付与して分散させ易くする微振動動作を行うように、ヘッドドライバー１０５を介してヘッド１の駆動を制御する。本発明において、この微振動制御部１０７は微振動手段を構成している。
吐き捨て制御部１０８は、ヘッド１が印画データに基づく印画が行われない非印画領域に存在する際に、インク室１１内のインクを強制的に吐き捨て、インク室１１のインクを新たなインクと置換する吐き捨て動作を行うように、ヘッドドライバー１０５を介してヘッド１の駆動を制御する。本発明において、上記の微振動制御部１０７と吐き捨て制御部１０８とによってリフレッシュ手段を構成している。
駆動パルス生成部１０６において生成されるパルスは、図４（ａ）に一例を示すように、ノズル１２から液滴を射出させる射出パルスＰ１と、図４（ｂ）に一例を示すように、ノズル１２から液滴を射出させない程度にインク室１１内のインクに微振動を与える微振動パルスＰ２とを含んでいる。駆動パルス生成部１０６は、ＣＰＵ１０１の指示によって、これらのうちのいずれか一方の駆動パルスを選択し、ヘッド１の隔壁１０４に形成された駆動電極に印加するようになっている。
分散媒よりも比重が大きい固形粒子を含むインクを印画データに応じてノズル１２から射出させる場合、ヘッド１が印画領域にあるときにノズル１２からの射出が休止している期間や、ヘッド１が非印画領域にあるときに射出を休止している僅かな期間を経ただけでも、固形粒子の沈降によってノズル詰り等の射出不良を発生させるおそれがある。そこで、本発明では、ヘッド１がこの非印画領域に存在する際、ＣＰＵ１０１の制御に基づいて、各ノズル１２から液滴を射出してインクを吐き捨てるリフレッシュを行い、射出の安定化を図っている。
なお、本発明において非印画領域とは、印画データに基づいてノズル１２から液滴が射出されて被記録材に対して印画が行われる印画領域とは異なり、被記録材上から外れた領域であって、印画データがなく、この印画データに基づく印画が行われない領域をいう。ヘッド１から見た場合、通常、印画領域と非印画領域は交互に到来する。この液滴射出装置１００においては、搬送面２ａ上に間隔をおいて連続して載置されたセラミックタイルＣ、Ｃの間が、印画データに基づく印画が行われない非印画領域となる。ヘッド１が、この非印画領域に来たことは、エンコーダー１０３によって検出される搬送ベルト２の移動量によって検出される。
ＣＰＵ１０１によって実行されるヘッド１のリフレッシュは、微振動制御部１０７の制御による微振動動作と、この微振動動作に続いて行われる吐き捨て制御部１０８の制御による吐き捨て動作とによってなされる。すなわち、１つのセラミックタイルＣがヘッド１の直下を通過して、次のセラミックタイルＣがヘッド１の直下に到達するまでの間のヘッド１が非印画領域に存在する際に、微振動制御部１０７の制御によって隔壁１４の駆動電極に複数の微振動パルスＰ２を印加し、ノズル１２から液滴を射出させない程度にインク室１１内のインクに微振動を与える微振動動作と、この微振動動作を行った後に、吐き捨て制御部１０８の制御によって当該隔壁１４の駆動電極に複数の射出パルスＰ１を印加し、ノズル１２からインク室１１の容積と同等以上の液滴量となるように液滴を射出する吐き捨て動作とによって構成される。
インク室１１の容積とは、共通インク室１３との境界とノズル１２の先端開口部との間のインク流路の容積を指す。従って、この容積には共通インク室１３の内部の容積は含まれない。本実施形態に示すヘッド１では、図５に示すように、インク室１１を画成する両隔壁１４、１４の間で、共通インク室１３との境界となるインク室１１の開口部１１ａからノズルプレート１５の表面（ノズル面）に開口するノズル１２の先端開口部１２ａまでのインク流路となる距離Ｄの空間の容積である。
１つの射出パルスＰ１によって射出される１滴の液滴体積は予め分かっているため、インク室１１の容積と同等以上となる液滴量は、射出パルスＰ１の総印加数（総印加時間）によって規定することができる。
ヘッド１が非印画領域に存在している間にリフレッシュを行うことによって、インク室１１内に貯留されているインクの全量がノズル１２から強制的に吐き捨てられる。このため、インク室１１内で固形粒子の沈降が進行しても、インク室１１内のインクの全ては、共通インク室１３から新たに供給されるインクと置換され、インク室１１内で固形粒子が沈降したままとなることがなくなる。これにより、インク室１１内のインク中の固形粒子の濃度を一定に保つことができ、ノズル詰りの発生が抑制されて、長期に亘って安定した射出が可能となる。
しかも、リフレッシュは単なる液滴の吐き捨てにとどまらず、液滴を吐き捨てる前にインク室１１内のインクに微振動が付与され、固形粒子に運動エネルギーが与えられるので、吐き捨て前のインク中の沈降又は凝集した固形粒子が分散し易い状態となり、その後の吐き捨て時に与えられるエネルギーによってノズル１２から円滑に排出することができるようになる。このため、沈降した固形粒子がインク室１１内に残留するようなことがなく、インク室１１内のインクの全量置換を効率的に行うことができる。固形粒子の沈降が進行した状態でインクにこのような微振動を与えずに液滴の吐き捨てだけを行っても、インク室１１内で沈降した固形粒子をノズル１２から円滑に排出させることができず、固形粒子が残留したり、凝集した固形粒子によってかえってノズル詰まりを発生させるおそれがある。
図６は、リフレッシュを行う際の射出パルスＰ１と微振動パルスＰ２の印加パターンの一例を示している。ここでは、ヘッド１が非印画領域に入ると、まず、複数の微振動パルスＰ２を連続して印加する微振動パルス印加動作を所定時間ｔ１だけ継続した後、続けて複数の射出パルスＰ１を連続して印加する射出パルス印加動作を所定時間ｔ２だけ継続している。そして、この時間ｔ１の微振動パルス印加動作と、時間ｔ２の射出パルス印加動作を、続けて３回交互に繰り返すようにしている。
１つの非印画領域内でノズル１２から吐き捨てられる液滴量がインク室１１の容積と同等以上の量となるようにするには、図６に示したように、１つの非印画領域内に時間ｔ２の一区切りの射出パルス印加動作を複数回に分けて行う場合では、複数回の射出パルス印加動作によって射出される液滴の合計液滴量が、インク室１１の容積と同等以上の液滴量となるように液滴を射出することができる。これによれば、インク室１１内で沈降した固形粒子を含むインクは、微振動の付与によって少しずつ分散されながら少量ずつ吐き捨てられることになるので、固形粒子の沈降が進行してノズル１２から排出しづらい場合であっても、インク室１１内のインクの全量置換を効果的に行うことができる。
また、１つの非印画領域内の一区切りの射出パルス印加動作毎にそれぞれインク室１１の容積と同等以上の液滴量となるように液滴を射出することもできる。この場合、１つの非印画領域内で複数回のインクの全量置換が行われることとなる。これによれば、ヘッド１内の共通インク室１３を含むインク室１１周辺のインクの流動量がそれだけ増加するため、固形粒子が均一に分散された状態のインクをインク室１１内に供給できる効果がより高くなる。
１つの非印画領域内における時間ｔ１の微振動パルス印加動作と、時間ｔ２の射出パルス印加動作の発生回数は、射出パルス印加動作の直前に微振動パルス印加動作が行われるようにすれば特に問わない。また、図６では、微振動パルスＰ２の時間ｔ１を３回全て均一とし、各射出パルスＰ１の時間ｔ２も３回全て均一としているが、これらの時間ｔ１、ｔ２は、各印加動作で不均一となるように設定してもよい。すなわち、各印加動作内での射出パルスＰ１又は微振動パルスＰ２の印加数を各回の印加動作毎に異ならせるようにしてもよい。
このよう微振動動作と吐き捨て動作とを行うリフレッシュは、ヘッド１が非印画領域内に差し掛かる度に行うことができるが、例えば印画領域内でノズル１２から連続して多量の液滴を射出した場合や、インクの種類によっては分散媒と固形粒子の比重差が比較的小さい場合等のように、インク室１１内のインク中の固形粒子の沈降がさほど進行しない場合があり得る。このような場合、ヘッド１が非印画領域に差し掛かる度にインクの吐き捨て動作を行うと、かえってインクが無駄に消費されることとなる。また、固形粒子を含む液滴はサテライトを発生させ易いため、射出時に発生したサテライトがミストになって飛散し、周囲の汚染につながる懸念がある。このようなインクの無駄やサテライトによる周囲の汚染を抑制する上でも、吐き捨て動作によって吐き捨てられる液滴は必要最少限とすることが望ましいことである。
このため、ＣＰＵ１０１は、ヘッド１が非印画領域内に存在する時のインク室１１内のインク中の固形粒子の沈降状態、すなわち沈降の進み具合に応じて、リフレッシュを行うか否かを選択することも好ましい。これにより、無駄な吐き捨て動作を行わないようにすることができ、インクの無駄な消費とサテライトによる周囲の汚染を抑制することができる。
一般にノズル１２から射出される液滴の射出速度は、液滴中に含まれる固形粒子の量の増加に伴い遅くなる。このため、液滴の射出速度から、インク室１１内のノズル１２近傍でのインク中の固形粒子の沈降の進み具合を推定することができる。
図７は、液滴の射出速度を検出する検出手段の一例である液滴速度検出装置３を示している。この液滴速度検出装置３は、図３に示すように、ＣＰＵ１０１からの指示によって動作し、その結果をＣＰＵ１０１に送信するように構成されている。
液滴速度検出装置３は、検出光Ｌを出射するＬＥＤやレーザー等からなる投光部３１と、この検出光Ｌを受光するフォトセンサー等からなる受光部３２とを有し、検出光Ｌの光軸がノズル１２の配列方向であるＸ方向に沿い、且つ、ノズル面と平行となるように、ノズル１２の直下に近接して配置されている。これにより、各ノズル１２から射出された液滴ａは、検出光Ｌと交差し、その液滴ａが通過したときの陰影が受光部３２で捉えられるようになっている。そして、いずれかのインク室１１に射出パルスＰ１が印加され、ノズル１２から液滴ａが射出されると、液滴速度検出装置３は、その射出パルスＰ１の印加から受光部３２が液滴ａの陰影をとらえるまでにかかった時間と、ノズル１２から検出光Ｌの光軸までの距離とから、液滴ａの射出速度が求められる。
ＣＰＵ１０１又は液滴速度検出装置３のいずれかには、液滴ａの好ましい射出速度の下限を示す閾値が予め設定されている。ヘッド１が非印画領域に存在する際に検出された液滴ａの射出速度が、この閾値を下回った場合に、そのインク室１１内のインク中の固形粒子の沈降が進行しており、リフレッシュを行うべき状態にあることを判別することができる。
図８は、ヘッド１が非印画領域に来たときに、リフレッシュに先立って液滴速度検出装置３によって液滴ａの速度検出を行うフローの一例を示している。ヘッド１が非印画領域に差し掛かると、まず液滴速度検出装置３によってヘッド１の各ノズル１２から液滴ａを射出して液滴ａの射出速度を検出する（Ｓ１）。検出結果はＣＰＵ１０１に送信され、ＣＰＵ１０１は、その結果から、液滴ａの射出速度が閾値を下回って固形粒子の沈降が進行しているか否かを判別し（Ｓ２）、下回っていると判別された場合、その後に微振動動作と吐き捨て動作とからなるリフレッシュを開始する（Ｓ３）。一方、液滴ａの射出速度が未だ閾値を下回っていない場合は、インク室１１内の固形粒子の沈降は吐き捨てる程には進行していないと判別され、当該非印画領域内でのリフレッシュを実行しない。このためインクの無駄な消費とサテライトによる周囲の汚染を抑制することができる。
この液滴速度検出後のリフレッシュは、ヘッド１のいずれかのノズル１２から射出される液滴ａの射出速度が閾値を下回ったことが判別された時に、当該ヘッド１の全てのインク室１１に対して行うようにしてもよいし、射出速度が閾値を下回った液滴ａを射出したインク室１１のみに対して個別に行うようにしてもよい。後者の場合は、インクの無駄な消費とサテライトによる周囲の汚染をより抑制することができる。
また、ヘッド１がインクの色毎に複数設けられる場合、ヘッド１毎に液滴の射出速度を検出し、リフレッシュを行うか否かを判断することで、ヘッド１毎に適切なノズル回復動作を実行することができる。
インク室１１内のインク中の固形粒子の沈降は、印画領域内であっても、印画データがない期間が長期間続いた場合に進行する。ヘッド１が色毎に複数設けられている場合は、例えば下地として利用されることが多い白インクを射出するヘッドは、長時間使用されないことがある。このため、印画領域内におけるインク室１１の液滴射出の休止期間から、インク室１１内のノズル１２近傍でのインク中の固形粒子の沈降の進み具合を推定することもできる。従って、ＣＰＵ１０１は、ヘッド１が印画を行う印画領域内に存在する時のノズル１２からの液滴射出の休止期間に応じて、吐き捨て動作を行うか否かを選択することも好ましい。これによっても、無駄なリフレッシュを行わないようにすることができ、インクの無駄な消費とサテライトによる周囲の汚染を抑制することができる。
図９は、液滴の射出休止期間に応じてリフレッシュを行うか否かを選択するフローの一例を示している。ヘッド１が非印画領域に差し掛かると、まず、印画領域中での各ノズル１２の液滴の射出休止期間を検出する（Ｓ１０）。ノズル１２からの液滴の射出休止期間は、例えばＣＰＵ１０１において印画データメモリ１０２に格納された印画データを解析することによって求めることができる。検出結果はＣＰＵ１０１に送信される。
ＣＰＵ１０１には、射出休止期間の上限を示す閾値が予め設定されている。ＣＰＵ１０１は、検出結果から、射出休止期間が閾値を超えて長期間に及んだことによって固形粒子の沈降がリフレッシュを行うべき程に進行した状態にあるか否かを判別する（Ｓ１１）。そして、超えていると判別された場合、その後に微振動動作及び吐き捨て動作によるリフレッシュを行う開始する（Ｓ１２）。一方、射出休止期間が閾値を下回っている場合は、インク室１１内の固形粒子の沈降はリフレッシュする程には進行していないと判断し、当該非印画領域内でのリフレッシュを実行しない。このためインクの無駄な消費とサテライトによる周囲の汚染を抑制することができる。
この射出休止期間検出後のリフレッシュは、ヘッド１のいずれかのノズル１２の射出休止期間が閾値を超えたことが判別された時に、当該ヘッド１の全てのインク室１１に対して行うようにしてもよいし、射出休止期間が閾値を超えたインク室１１のみに対して個別に行うようにしてもよい。後者の場合は、インクの無駄な消費とサテライトによる周囲の汚染をより抑制できる。
また、ヘッド１がインクの色毎に複数設けられる場合、ヘッド１毎に射出休止期間を検出し、リフレッシュを行うか否かを判断することで、ヘッド１毎に適切なノズル回復動作を実行することができる。
以上説明した態様では、ヘッド１が非印画領域に存在する際に、ＣＰＵ１０１が微振動制御部１０７及び吐き捨て制御部１０８を制御することによってリフレッシュを行うようにした。しかし、リフレッシュは液滴の射出を伴うためインクの消費が多くなる。このため、液滴射出装置１００は、この微振動動作及び吐き捨て動作からなるリフレッシュを行う場合と、インク室１１の隔壁１４の駆動電極に複数の微振動パルスＰ２のみを印加することで、液滴の射出動作を行わない微振動動作だけを行う場合とのいずれかを選択して実行する構成とすることも好ましい。
このうちのリフレッシュは、既に説明した通りであるため、ここでの説明は省略する。一方、微振動動作のみを選択して実行する場合、ヘッドドライバー１０５からヘッド１の隔壁１４に形成された駆動電極に印加されるパルスは、駆動パルス生成部１０６によって生成されるパルスのうち、図４（ｂ）に例示した微振動パルスＰ２のみが用いられる。
図１０は、微振動動作のみを行う場合の微振動パルスＰ２の印加パターンの例を示している。（ａ）に示す印加パターンは、複数の微振動パルスＰ２を連続して印加する微振動パルス印加動作を、ヘッド１が非印画領域に存在している間中継続し続けるようにしたものである。一方、（ｂ）に示す印加パターンは、微振動パルス印加動作を所定時間だけ継続させ、この所定時間の一区切りの微振動パルス印加動作を、間隔をおいて複数回繰り返すようにしたものである。この一区切りの微振動パルス印加動作の継続時間は、１つの非印画領域内で均一に設定するものに限らず、不均一となるように設定してもよい。
ヘッド１が非印画領域に存在する際に、微振動動作のみを行うか、微振動動作と吐き捨て動作とからなるリフレッシュを行うかの選択は、例えば切替スイッチ等によってオペレーターが予め手動で設定できるようにしてもよいが、ヘッド１が非印画領域に来たときのインク室１１内の固形粒子の沈降の進行具合をトリガーとして、ＣＰＵ１０１が自動で選択して実行することが好ましい。インク室１１内のインク中の固形粒子の沈降の進行具合は、図７に示した液滴速度検出装置３を用い、所定の閾値を設定し、液滴の射出速度を検出することによって検出することができる。
図１１は、微振動動作のみを行うかリフレッシュを行うかの選択の際に、液滴速度検出装置３の検出結果をトリガーとするフローの一例を示している。ヘッド１が非印画領域に差し掛かると、まず液滴速度検出装置３によってヘッド１のノズル１２から液滴ａを射出して射出速度を検出する（Ｓ２０）。検出結果はＣＰＵ１０１に送信される。
ＣＰＵ１０１には、予め固形粒子の沈降の進行具合に対応した射出速度の２つの閾値が設定されている。第１の閾値は、微振動動作を行うか、あるいは何も行う必要がないかを判別するための閾値である。第２の閾値は、第１の閾値よりも低い値に設定され、固形粒子の沈降がある程度進行した状態を示し、微振動動作のみを行うか、リフレッシュを行うかを判別するための閾値である。
ＣＰＵ１０１は、液滴速度検出装置３の検出結果をまず第１の閾値と比較し、第１の閾値を下回って微振動動作を行う程に固形粒子の沈降が進行しているか否かを判別する（Ｓ２１）。その結果、未だ第１の閾値を下回っていない場合は、インク室１１内の固形粒子の沈降はノズル回復動作を行う程には進行していないと判別され、当該非印画領域内では何のノズル回復動作も実行しない。このためインクの無駄な消費とサテライトによる周囲の汚染を抑制することができる。
一方、第１の閾値を下回っていることが判別された場合、次に、検出結果を第２の閾値と比較する（Ｓ２２）。その結果、第２の閾値も下回っていることが判別された場合、その後に微振動動作及び吐き捨て動作からなるリフレッシュを開始する（Ｓ２３）。また、第２の閾値を下回っていないことが判別された場合は、固形粒子はある程度沈降しているがリフレッシュを行うまでもないと判別され、その後に微振動動作のみを行う（Ｓ２４）。
これにより、インク室１１内のインクの状態に応じて適切な対応をとることができる。微振動動作のみを行うことが選択された場合、液滴を射出することはないため、インクの無駄な消費とサテライトによる周囲の汚染を抑制することができる。
また、液滴速度検出装置３の検出結果に代えて、図１２のフローに示すように、液滴の射出休止期間の検出結果をトリガーとすることもできる。すなわち、ヘッド１が非印画領域に差し掛かると、まず印画データに基づいて、印画領域中での各ノズル１２の液滴の射出休止期間を検出する（Ｓ３０）。検出結果はＣＰＵ１０１に送信される。
そして、ＣＰＵ１０１は、射出休止期間の検出結果をまず第１の閾値と比較し、第１の閾値を超えて微振動動作を行う程に固形粒子の沈降が進行しているか否かを判別する（Ｓ３１）。その結果、第１の閾値を下回っている場合は、インク室１１内の固形粒子の沈降はノズル回復動作を行う程には進行していないと判断し、当該非印画領域内では何のノズル回復動作も実行しない。このためインクの無駄な消費とサテライトによる周囲の汚染を抑制することができる。
一方、第１の閾値を超えていることが判別された場合、次に、検出結果を第１の閾値よりも高い値に設定された第２の閾値と比較する（Ｓ３２）。その結果、第２の閾値も超えていることが判別された場合、その後に微振動動作及び吐き捨て動作からなるリフレッシュを開始する（Ｓ３３）。また、第２の閾値を未だ超えていないことが判別された場合は、固形粒子はある程度沈降しているがリフレッシュを行うまでもないと判別され、その後に微振動動作のみを行う（Ｓ３４）。これによっても、液滴の射出速度を検出する場合と同様の効果を得ることができる。
これらの場合も、ヘッド１がインクの色毎に複数設けられる場合は、ヘッド１毎に液滴の射出速度や射出休止期間を検出し、微振動動作のみを行うかリフレッシュを行うかを判断することで、ヘッド１毎に適切なノズル回復動作を実行することができる。
また、図１１、図１２に示す各フローにおいて、ヘッド１が非印画領域に来たときには必ず微振動動作を行うようにしてもよい。この場合、閾値の設定値は１つだけでよく、この閾値との比較によって微振動動作のみを行うか、微振動動作及び吐き捨て動作からなるリフレッシュを行うかを判断するようにしてもよい。
この他、微振動動作のみを行うかリフレッシュを行うかは、予め設定されたシーケンスに従って選択され実行されるようにしてもよい。例えば、選択のトリガーをヘッド１が非印画領域に差し掛かる回数によって設定し、ヘッド１が非印画領域に存在する際は必ず微振動動作を行い、ヘッド１が非印画領域に３回目に差し掛かるたびに、微振動動作及び吐き捨て動作からなるリフレッシュを行うようにすることができる。また、選択のトリガーを時間によって設定し、通常は微振動動作のみを行い、印画開始又は前回のリフレッシュの実行から所定時間経過するたびに、微振動動作及び吐き捨て動作からなるリフレッシュを行うようにすることができる。
ところで、固形粒子の沈降速度は、分散媒に対する固形粒子の比重が大きい程速くなり、沈降し易くなる。例えば、同一のヘッドであっても、使用されるインクの種類が異なることにより、分散媒に対する固形粒子の比重が大小異なる場合がある。また、複数のヘッド１を使用する場合では、ヘッド１毎のインクの種類（色）の違いによって、インク中に含まれる固形粒子の種類が異なることによって、異なる色のヘッド間で分散媒に対する固形粒子の比重に大小の違いが生じる場合がある。このような場合、分散媒に対する固形粒子の比重の大小にかかわらず画一的な微振動動作を行うと、比重の大きさによっては固形粒子を十分に分散させることが困難となる場合が想定される。
このため、微振動パルスＰ２によってインク室１１内のインクに微振動を与える際、分散媒に対する固形粒子の比重の大きさに応じて、該比重が大きいほど印加周波数を高くすることが好ましい。比重が大きい程、微振動パルスＰ２の印加周波数を高くすることで、インク室１１内のインクを効率的に微振動させることができ、固形粒子の分散を効果的に促進することができる。
分散媒に対する固形粒子の比重の大きさの程度は、例えば液滴射出装置１００に不図示の入力スイッチを設けておき、インクを貯留するインクタンクやインクカートリッジ等を装置にセットする際、インクの種類に応じて、オペレーターの入力操作によって手動で行うようにしてもよいし、インクタンクやインクカートリッジ等が装置にセットされた際に、該インクタンクやインクカートリッジ等に設けられたインクの種類の識別情報を、液滴射出装置１００に設けられた不図示の認識手段によって認識することにより、自動で行うようにしてもよい。これらの入力結果や識別結果は、ＣＰＵ１０１に送信され、微振動制御部１０７が、この入力結果や識別結果に基づいて微振動動作を制御する。
図１３は、分散媒に対する固形粒子の比重の大きさに応じて印加周波数を調整する際に好ましく用いられるテーブルの一例を示している。このテーブルは、分散媒に対する固形粒子の比重の大きさ（分散媒の比重に対する固形粒子の比重差の割合）と、微振動パルスの印加周波数との関係が規定されており、例えばＣＰＵ１０１に格納される。そして、入力又は識別された分散媒に対する固形粒子の比重の大きさが比較的小さい場合は、固形粒子の沈降速度は比較的遅いため印加周波数を小さくし、比重の大きさが大きくなる程印加周波数を大きくする。これにより、固形粒子の沈降速度の大小の違いに応じたきめ細かな微振動動作を実行することができ、より効率的なノズル回復を図ることができる。
ヘッド１の共通インク室１３内のインクは、図１４に示すように、インクを貯留するインクタンク４との間で循環させることができる。ヘッド１の共通インク室１３とインクタンク４との間には供給管４１と返送管４２が接続され、返送管４２には循環ポンプ４３が設けられており、これら供給管４１、返送管４２及び循環ポンプ４３によって循環手段を構成している。そして、循環ポンプ４３の駆動によって、インクがインクタンク４とヘッド１の共通インク室１３内との間で循環するように構成されている。これにより、共通インク室１３内に貯留されるインクの固形粒子を均一濃度にできるため、インク室１１に固形粒子が均一濃度のインクを供給できるようになる。その結果、インク室１１内でのインク中の固形粒子の沈降をより抑制できるようになり、リフレッシュによるインクの置換効果を高めることができる。
この循環ポンプ４３の駆動によるインクの循環動作は、ヘッド１が印画領域内にある場合と非印画領域内にある場合とにかかわらず、常に行うことが望ましいが、リフレッシュ時の各インク室１１内のインクを均一濃度のインクと置換できるようにするため、少なくとも微振動動作及び吐き捨て動作からなるリフレッシュを行っている期間に行うことが好ましい。
ノズル１２の回復のためのメンテナンスを行うノズルメンテナンス手段（ノズルメンテナンス工程）として、ヘッド１が非印画領域に存在する際に、ノズル面の汚れをブレードで掻き取るワイピング動作（ワイピング工程）、ノズル面に布等の吸水部材を押し当ててインクをふき取るふき取り動作（ふき取り工程）等を行うものが知られており、これらのうちのいずれか１つ以上を液滴射出装置１００に搭載して行うことができる。この場合、これらのノズルメンテナンス手段（ノズルメンテナンス工程）を実行している期間は、上述した微振動動作及び吐き捨て動作のいずれも実行しないことが好ましい。特にノズル回復動作として微振動動作のみを行う場合、微振動によってノズル１２内のメニスカスが振動するため、ワイピング動作時やふき取り動作時にメニスカスを破壊してしまうおそれがあるためである。
以上説明した液滴射出装置１００は、被記録材の表面に対して１パスで印画を行うライン型の液滴射出装置を示したが、液滴射出装置は、ヘッド１を主走査方向に沿って往復移動させることによって印画を行うスキャン型の液滴射出装置であってもよい。
図１５は、このようなスキャン型の液滴射出装置の一例を示している。
液滴射出装置２００において、記録媒体Ｗは、搬送ローラー対２０１に挟持され、更に、搬送モーター２０２によって回転駆動される搬送ローラー２０３により矢印で示す方向（副走査方向）に搬送されるようになっている。
搬送ローラー２０３と搬送ローラー対２０１の間には、記録媒体Ｗの表面と対向するようにヘッド１が設けられている。ヘッド１は、キャリッジ２０４に、ノズル面側が記録媒体Ｗと対向するように配置されて搭載されている。キャリッジ２０４は、記録媒体Ｗの幅方向に亘って掛け渡されたガイドレール２０５に沿って、不図示の駆動手段によって、記録媒体Ｗの搬送方向（副走査方向）と略直交する図示左右方向（主走査方向）に沿って往復移動可能に設けられている。
ヘッド１は、キャリッジ２０４の主走査方向の移動に伴って記録媒体Ｗの表面を左右に走査移動し、この走査移動の過程でノズル１２から液滴を射出することによって所望の印画を行うようになっている。
この液滴射出装置２００において、記録媒体Ｗの両側方が、印画データがなく、印画データに基づく印画を行わない非印画領域となる。この非印画領域には、ヘッド１のノズル面と対向する位置に、それぞれインク受け２０６が配置されている。従って、ヘッド１がこの非印画領域に来たときにリフレッシュを行う際、このインク受け２０６に向けて液滴を射出するようになっている。図７に示した液滴速度検出装置３を設ける場合は、この記録媒体Ｗの両側方の非印画領域に配置させればよい。
以上説明したヘッド１は、エネルギー付与手段として、隣接するインク室１１、１１間の隔壁１４を圧電素子によって形成し、この隔壁１４の変形動作によってインク室１１内のインクをノズル１２から液滴として射出するものを例示したが、インク室内のインクにエネルギーを付与するためのエネルギー付与手段の具体的な構造は問わない。例えば、エネルギー付与手段としてインク室内にヒーターを設け、このヒーターへの通電によってインク中に気泡を生成させ、この気泡の破裂作用によってノズルから液滴を射出させるものや、エネルギー付与手段としてインク室の一壁面を振動板によって形成し、この振動板を圧電素子の変形動作によって振動させ、インク室内のインクにエネルギーを付与し、ノズルから液滴を射出させるものであってもよい。
また、ヘッド１は、ノズル面が垂直方向下向きに配置されるものに限らず、水平方向又は斜め方向に配置されるものであってもよい。
（実施例１）
図１５に示すように、記録媒体の両側方の非印画領域にそれぞれインク受けが配置されたスキャン型の液滴射出装置を使用し、分散媒と、固形粒子として分散媒よりも比重が大きい酸化チタンとを含むＵＶインク（分散媒と固形粒子との比重差：０．２５、常温における蒸気圧が水より大きい物質の含有量：５％）を使用したヘッドから、記録媒体の印画領域内に所定の印画を行い、ヘッドが主走査方向の端部で折り返すために非印画領域に来るたびに、印画時の液滴射出周波数の半分の周波数の微振動パルスを印加した後、インク受けに射出周波数と同一の周波数の液滴の吐き捨てを行った。
その結果、１２０時間以上連続運転してもノズル詰りが発生することなく、安定に運転することができた。
（比較例１）
非印画領域で微振動パルスを印加せず、吐き捨て動作のみを行った以外、実施例１と同じ条件で連続運転を行った。
その結果、運転から５時間で端部のインク室にノズル詰りが発生した。
（比較例２）
非印画領域で微振動パルスのみを印加し、吐き捨て動作を行わなかった以外、実施例１と同じ条件で連続運転を行った。
その結果、運転から５時間で端部のインク室にノズル詰りが発生した。
（実施例２）
図１に示すように、搬送ベルトによって搬送されるセラミックタイルの表面に、ヘッドから１パスで印画を行うライン型の液滴射出装置を使用し、分散媒と、固形粒子としてイエローの顔料粒子とを含むオイルインク（分散媒と固形粒子との比重差：０．３０、常温における蒸気圧が水より大きい物質の含有量：３％）を使用したヘッドから、セラミックタイル表面の印画領域内に所定の印画を行った。セラミックタイル用のオイルインクは密度が高く、顔料粒子が沈降し易いため、ヘッドがセラミックタイル間の非印画領域に来るたびに、印画時の液滴射出周波数と同一の周波数の微振動パルスを印加した後、インク受けに射出周波数と同一の周波数の液滴の吐き捨てを行った。
その結果、１２０時間以上連続運転してもノズル詰りが発生することなく、安定に運転することができた。
（比較例３）
非印画領域で微振動パルスを印加せず、吐き捨て動作のみを行った以外、実施例２と同じ条件で連続運転を行った。
その結果、運転から５時間で端部のインク室にノズル詰りが発生した。
１：ヘッド
１１：インク室
１２：ノズル
１３：共通インク室
１４：隔壁
１５：ノズルプレート
２：搬送ベルト
２ａ：搬送面
３：液滴速度検出装置
３１：投光部
３２：受光部
４：インクタンク
４１：供給管
４２：返送管
４３：循環ポンプ
１００：液滴射出装置
１０１：ＣＰＵ
１０２：印画データメモリ
１０３：エンコーダー
１０４：ベルト搬送モーター
１０５：ヘッドドライバー
１０６：駆動パルス生成部
１０７：微振動制御部
１０８：吐き捨て制御部
２００：液滴射出装置
２０１：搬送ローラー対
２０２：搬送モーター
２０３：搬送ローラー
２０４：キャリッジ
２０５：ガイドレール
２０６：インク受け
Ｐ１：射出パルス
Ｐ２：大液滴射出パルス
Ｃ：セラミックタイル
Ｌ：検出光
Ｗ：記録媒体
ａ：液滴

Claims (22)

  1. インクが供給されるインク室と、前記インク室に対応して設けられたノズルと、駆動パルスの印加により駆動して前記インク室内のインクにエネルギーを付与するエネルギー付与手段とを有し、前記ノズルから液滴を射出させることにより被記録材の印画領域に印画データに基づく印画を行うヘッドと、
    前記駆動パルスとして、前記ノズルから液滴を射出させる射出パルスと、前記ノズルから液滴を射出させない程度に前記インク室内の前記インクに微振動を与える微振動パルスとを生成する駆動パルス生成手段とを有する液滴射出装置において、
    前記インクは、分散媒と該分散媒よりも比重が大きい固形粒子とを含んでなり、
    前記ヘッドが前記印画を行わない非印画領域に存在する際に、前記エネルギー付与手段に複数の前記微振動パルスを印加する微振動動作と、該微振動動作の後に、当該エネルギー付与手段に複数の前記射出パルスを印加し、前記ノズルから前記インク室の容積と同等以上の液滴量を射出する吐き捨て動作とを行うリフレッシュ手段を有することを特徴とする液滴射出装置。
  2. 前記ヘッドが前記印画を行わない非印画領域に存在する際に、前記ノズルから射出された液滴の速度を検出する液滴速度検出手段を有し、
    前記リフレッシュ手段は、前記液滴速度検出手段の検出結果が、予め設定された閾値を下回ったことが検出された後に実行することを特徴とする請求項１記載の液滴射出装置。
  3. 前記ヘッドが前記印画を行う印画領域に存在する際に、前記ノズルからの液滴の射出が休止している期間を検出する休止期間検出手段を有し、
    前記リフレッシュ手段は、前記休止期間検出手段の検出結果が、予め設定された閾値を超えたことが検出された後に実行することを特徴とする請求項１記載の液滴射出装置。
  4. インクが供給されるインク室と、前記インク室に対応して設けられたノズルと、駆動パルスの印加により駆動して前記インク室内のインクにエネルギーを付与するエネルギー付与手段とを有し、前記ノズルから液滴を射出させることにより被記録材の印画領域に印画データに基づく印画を行うヘッドと、
    前記駆動パルスとして、前記ノズルから液滴を射出させる射出パルスと、前記ノズルから液滴を射出させない程度に前記インク室内の前記インクに微振動を与える微振動パルスとを生成する駆動パルス生成手段とを有する液滴射出装置において、
    前記インクは、分散媒と該分散媒よりも比重が大きい固形粒子とを含んでなり、
    前記エネルギー付与手段に複数の前記微振動パルスを印加する微振動動作のみを行う微振動手段と、
    前記エネルギー付与手段に複数の前記微振動パルスを印加する微振動動作と、該微振動動作の後に、当該エネルギー付与手段に複数の前記射出パルスを印加し、前記ノズルから前記インク室の容積と同等以上の液滴量を射出する吐き捨て動作とを行うリフレッシュ手段と、
    前記ヘッドが前記印画を行わない非印画領域に存在する際に、前記微振動手段又は前記リフレッシュ手段のいずれかを選択して実行する選択手段とを有することを特徴とする液滴射出装置。
  5. 前記ヘッドが前記印画を行わない非印画領域に存在する際に、前記ノズルから射出された液滴の速度を検出する液滴速度検出手段を有し、
    前記選択手段は、前記液滴速度検出手段の検出結果が、予め設定された閾値を下回ったことが検出された後に、前記検出結果に応じて、前記微振動手段又は前記リフレッシュ手段のいずれかを選択して実行することを特徴とする請求項４記載の液滴射出装置。
  6. 前記ヘッドが前記印画を行う印画領域に存在する際に、前記ノズルからの液滴の射出が休止している期間を検出する休止期間検出手段を有し、
    前記選択手段は、前記液滴速度検出手段の検出結果が、予め設定された閾値を超えたことが検出された後に、前記検出結果に応じて、前記微振動手段又は前記リフレッシュ手段のいずれかを選択して実行することを特徴とする請求項４記載の液滴射出装置。
  7. 前記微振動動作は、前記分散媒に対する前記固形粒子の比重の大きさに応じて、該比重が大きいほど印加周波数を高くすることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液滴射出装置。
  8. 前記ヘッドに供給する前記インクを貯留するインクタンクと、
    前記ヘッドと前記インクタンクとの間で前記インクを循環させる循環手段とを有し、
    前記循環手段は、少なくとも前記リフレッシュ手段を実行している期間、前記インクを循環させることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液滴射出装置。
  9. 前記ヘッドが前記印画を行わない非印画領域に存在する際に、前記ノズルが開口するノズル面の汚れをブレードで掻き取るワイピング動作、又は、前記ノズル面のインクをふき取るふき取り動作のうちの少なくともいずれかを実行するノズルメンテナンス手段を有し、
    前記ノズルメンテナンス手段を実行している期間は、前記微振動手段及び前記リフレッシュ手段のいずれも実行しないことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液滴射出装置。
  10. 前記インクは、前記分散媒と前記固形粒子との比重差が０．２以上であることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の液滴射出装置。
  11. 前記インクは、乾燥により前記ノズルから揮発しないものであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の液滴射出装置。
  12. インクが供給されるインク室と、前記インク室に対応して設けられたノズルと、駆動パルスの印加により駆動して前記インク室内のインクにエネルギーを付与するエネルギー付与手段とを有し、前記ノズルから液滴を射出させることにより被記録材の印画領域に印画データに基づく印画を行うヘッドと、
    前記駆動パルスとして、前記ノズルから液滴を射出させる射出パルスと、前記ノズルから液滴を射出させない程度に前記インク室内の前記インクに微振動を与える微振動パルスとを生成する駆動パルス生成手段とを有する液滴射出装置のノズル回復方法において、
    前記インクは、分散媒と該分散媒よりも比重が大きい固形粒子とを含んでなり、
    前記ヘッドが前記印画を行わない非印画領域に存在する際に、前記エネルギー付与手段に複数の前記微振動パルスを印加する微振動動作と、該微振動動作の後に、当該エネルギー付与手段に複数の前記射出パルスを印加し、前記ノズルから前記インク室の容積と同等以上の液滴量を射出する吐き捨て動作とを行うリフレッシュ工程を有することを特徴とする液滴射出装置のノズル回復方法。
  13. 前記ヘッドが前記印画を行わない非印画領域に存在する際に、前記ノズルから射出された液滴の速度を検出する液滴速度検出工程を有し、
    前記リフレッシュ工程は、前記液滴速度検出工程の検出結果が、予め設定された閾値を下回ったことが検出された後に実行することを特徴とする請求項１２記載の液滴射出装置のノズル回復方法。
  14. 前記ヘッドが前記印画を行う印画領域に存在する際に、前記ノズルからの液滴の射出が休止している期間を検出する休止期間検出工程を有し、
    前記リフレッシュ工程は、前記休止期間検出工程の検出結果が、予め設定された閾値を超えたことが検出された後に実行することを特徴とする請求項１２記載の液滴射出装置のノズル回復方法。
  15. インクが供給されるインク室と、前記インク室に対応して設けられたノズルと、駆動パルスの印加により駆動して前記インク室内のインクにエネルギーを付与するエネルギー付与手段とを有し、前記ノズルから液滴を射出させることにより被記録材の印画領域に印画データに基づく印画を行うヘッドと、
    前記駆動パルスとして、前記ノズルから液滴を射出させる射出パルスと、前記ノズルから液滴を射出させない程度に前記インク室内の前記インクに微振動を与える微振動パルスとを生成する駆動パルス生成手段とを有する液滴射出装置のノズル回復方法において、
    前記インクは、分散媒と該分散媒よりも比重が大きい固形粒子とを含んでなり、
    前記エネルギー付与手段に複数の前記微振動パルスを印加する微振動動作のみを行う微振動工程と、
    前記エネルギー付与手段に複数の前記微振動パルスを印加する微振動動作と、該微振動動作の後に、当該エネルギー付与手段に複数の前記射出パルスを印加し、前記ノズルから前記インク室の容積と同等以上の液滴量を射出する吐き捨て動作とを行うリフレッシュ工程とを有し、
    前記ヘッドが前記印画を行わない非印画領域に存在する際に、前記微振動工程又は前記リフレッシュ工程のいずれかを選択して実行することを特徴とする液滴射出装置のノズル回復方法。
  16. 前記ヘッドが前記印画を行わない非印画領域に存在する際に、前記ノズルから射出された液滴の速度を検出する液滴速度検出工程を有し、
    前記液滴速度検出工程の検出結果が、予め設定された閾値を下回ったことが検出された後に、前記検出結果に応じて、前記微振動工程又は前記リフレッシュ工程のいずれかを選択して実行することを特徴とする請求項１５記載の液滴射出装置のノズル回復方法。
  17. 前記ヘッドが前記印画を行う印画領域に存在する際に、前記ノズルからの液滴の射出が休止している期間を検出する休止期間検出工程を有し、
    前記休止期間検出工程の検出結果が、予め設定された閾値を超えたことが検出された後に、前記検出結果に応じて、前記微振動工程又は前記リフレッシュ工程のいずれかを選択して実行することを特徴とする請求項１５記載の液滴射出装置のノズル回復方法。
  18. 前記微振動動作は、前記分散媒に対する前記固形粒子の比重の大きさに応じて、該比重が大きいほど印加周波数を高くすることを特徴とする請求項１２〜１７のいずれかに記載の液滴射出装置のノズル回復方法。
  19. 前記ヘッドに供給する前記インクを貯留するインクタンクを有し、
    少なくとも前記リフレッシュ工程を実行している期間、前記ヘッドと前記インクタンクとの間で前記インクを循環させることを特徴とする請求項１２〜１８のいずれかに記載の液滴射出装置のノズル回復方法。
  20. 前記ヘッドが前記印画を行わない非印画領域に存在する際に、前記ノズルが開口するノズル面の汚れをブレードで掻き取るワイピング工程、又は、前記ノズル面のインクをふき取るふき取り工程のうちの少なくともいずれかの工程を実行するノズルメンテナンス工程を有し、
    前記ノズルメンテナンス工程を実行している期間は、前記微振動工程及び前記リフレッシュ工程のいずれも実行しないことを特徴とする請求項１２〜１９のいずれかに記載の液滴射出装置のノズル回復方法。
  21. 前記インクは、前記分散媒と前記固形粒子との比重差が０．２以上であることを特徴とする請求項１２〜２０のいずれかに記載の液滴射出装置のノズル回復方法。
  22. 前記インクは、乾燥により前記ノズルから揮発しないものであることを特徴とする請求項１２〜２１のいずれかに記載の液滴射出装置のノズル回復方法。





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