インクジェット記録装置
【課題】更に微小な液滴を、高い駆動周波数で、安定に吐出することができるインクジェット記録装置を提供すること。
【解決手段】駆動信号を印加することによって、圧力発生手段を作動させてノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録装置において、一画素周期内の駆動パルスは、時系列順に圧力室の容積を膨張させる第１の膨張パルス、圧力室の容積を収縮させる収縮パルス及び、再度前記圧力室の容積を膨張させる第２の膨張パルスを含み、かつ前記収縮パルスのパルス幅が０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下（ＡＬは圧力室の音響的共振周期の１／２）であり、かつ前記第１の膨張パルスの駆動電圧をＶｏｎ、前記収縮パルスの駆動電圧をＶｏｆｆとしたとき、｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜が１．３以上１０以下であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【解決手段】駆動信号を印加することによって、圧力発生手段を作動させてノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録装置において、一画素周期内の駆動パルスは、時系列順に圧力室の容積を膨張させる第１の膨張パルス、圧力室の容積を収縮させる収縮パルス及び、再度前記圧力室の容積を膨張させる第２の膨張パルスを含み、かつ前記収縮パルスのパルス幅が０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下（ＡＬは圧力室の音響的共振周期の１／２）であり、かつ前記第１の膨張パルスの駆動電圧をＶｏｎ、前記収縮パルスの駆動電圧をＶｏｆｆとしたとき、｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜が１．３以上１０以下であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルからインク滴（液滴）を吐出させるインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置では、高品位の記録を実現するには記録ドット径を小さくする必要がある。記録ドット径を小さくする方法として、従来から、ノズル開口に連通する圧力室（インクチャネルとも言う）を膨張させてから収縮させるという、「引き打ち」方式を用いることが知られている。この方式によれば、インク滴の質量を少なくできるので、記録ドット径を小さくすることが可能である。
【０００３】
また、圧力発生手段としての圧電素子を使用した記録ヘッドには、振動板を使用する方式（例えば積層ピエゾ方式、撓みモード方式）と、振動板を使用せずに圧力室の隔壁をせん断変形させるせん断モード方式とがある。
【０００４】
振動板を介して圧力室の容積を変化させる積層ピエゾ方式は、圧電素子を圧力室の外に設けるため圧電素子の形状や大きさに余り制限を受けず、強力な素子を使用して強い圧力を発生させることが可能で、インク滴の吐出性や吐出制御性に優れる。しかし、構造が複雑になるので、大きなヘッドの製造は難しく、１００チャネル程度が限度である。
【０００５】
一方、せん断モード方式のヘッドは、圧電素子に圧力室となる溝を掘り込んだ簡単な構造なので、数百チャネル持つ大きなヘッドを製造することが可能である。しかし、特にせん断モード方式の記録ヘッドに矩形波の駆動信号を用いると、圧力室内の圧力波振動の影響により微小液滴を吐出するのは困難であった。
【０００６】
特許文献１には、せん断モード方式のヘッドを用いて、圧力室が順に第１の膨張−収縮−第２の膨張といった変形をするように電圧を印加し、電圧比と収縮パルス幅（収縮パルスのパルス幅）を規定することにより、微小液滴を形成する方法が記載されている。ここで、第１の膨張パルスのパルス幅をｔ１、収縮パルスのパルス幅をｔ２、第２の膨張パルスのパルス幅をｔ３と表す。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されている収縮パルス幅ｔ２で駆動を行うと駆動パルスのエッジで発生する圧力波振動をうまく打ち消すことができず、圧力室内の残留振動が大きくなる。したがって、このままでは高周波駆動することは難しく、特許文献１では残留振動をキャンセルするため、最後に残留振動をキャンセルするための第２の収縮パルスを加えている例も記載されている。しかし、第２の収縮パルスを加えることにより波形全体が長くなり、駆動周波数の低下につながる。また、特許文献１には、ｔ２＋ｔ３＝ＡＬにすると、残留振動が抑制できると記載されているが、特許文献１の実施例に記載されているようにｔ２＋ｔ３＝ＡＬとしても十分残留振動を消滅させることができず、結果として駆動安定性が大きく低下する。駆動の十分な安定性を得ようとすると次の駆動までに残留振動が収まるまで十分な時間を空けなければならず、結果として駆動周波数が低下する。
【０００８】
また、特許文献１によれば、液滴体積を約１０ｐｌまで減少することができるが、更に微小な液滴を吐出することが市場より求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４１６１６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明の課題は、更に微小な液滴を、高い駆動周波数で、安定に吐出することができるインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に掛かる上記課題は以下の構成によって解決される。
【００１２】
１．インク滴を吐出するノズルと、該ノズルに連通する圧力室と、該圧力室の容積を変化させる圧力発生手段を有する記録ヘッドと、インク滴を吐出させるための少なくとも１つの駆動パルスを一画素周期内に印加する駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを備え、前記駆動信号を印加することによって、前記圧力発生手段を作動させて前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録装置において、一画素周期内の駆動パルスは、時系列順に前記圧力室の容積を膨張させる第１の膨張パルス、前記圧力室の容積を収縮させる収縮パルス及び、再度前記圧力室の容積を膨張させる第２の膨張パルスを含み、かつ前記収縮パルスのパルス幅が０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下（ＡＬは圧力室の音響的共振周期の１／２）であり、かつ前記第１の膨張パルスの駆動電圧をＶｏｎ、前記収縮パルスの駆動電圧をＶｏｆｆとしたとき、｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜が１．３以上１０以下であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【００１３】
２．前記第２の膨張パルスのパルス幅が０．２ＡＬ以上０．６ＡＬ以下であることを特徴とする前記１に記載のインクジェット記録装置。
【００１４】
３．前記収縮パルスのパルス幅と前記第２の膨張パルスのパルス幅の和が０．３ＡＬ以上０．９ＡＬ以下であることを特徴とする前記１又は２に記載のインクジェット記録装置。
【００１５】
４．前記第１の膨張パルスのパルス幅が１ＡＬであることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【００１６】
５．前記収縮パルスのパルス幅は前記第２の膨張パルスのパルス幅よりも短いことを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【００１７】
６．前記収縮パルスのパルス幅を０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下の範囲内で変化させてインク滴の体積を制御することを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【００１８】
７．前記駆動信号生成手段は、インク滴を吐出させるための前記駆動パルスを一画素周期内に複数印加する駆動信号を生成するものであり、各駆動パルスにより吐出された複数のインク滴を記録媒体に着弾する前、あるいは着弾した後に合体させて一画素を形成することを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【００１９】
８．前記複数の駆動パルスは、収縮パルスのパルス幅が０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下の範囲内で異なった複数種類の駆動パルスを含み、各駆動パルスにより複数種類の異なった体積のインク滴を吐出させることを特徴とする前記７に記載のインクジェット記録装置。
【００２０】
９．前記第２の膨張パルスの駆動電圧が前記第１の膨張パルスの駆動電圧Ｖｏｎと同電圧であることを特徴とする前記１〜８のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【発明の効果】
【００２１】
従来より更に微小な液滴を、高い駆動周波数で、安定に吐出することができるインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ライン型インクジェット記録装置の構成を示す模式図。
【図２】インクジェットヘッドユニット。
【図３】インクジェットヘッドユニットにおけるインクジェットヘッドの配置図。
【図４】（ａ）３サイクル駆動法によるインクジェットヘッドのチップの１部断面図で示す斜視図。（ｂ）３サイクル駆動法によるインクジェットヘッドのチャネル配列方向から見たインクチャネルの断面図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）３サイクル駆動法によるインクジェットヘッドのインク吐出時の作動を示す図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）３サイクル駆動法によるインクジェットヘッドの時分割動作の説明図。
【図７】（ａ）独立駆動法によるインクジェットヘッドのチップの１部断面図で示す斜視図。（ｂ）独立駆動法によるインクジェットヘッドのチャネル配列方向から見たインクチャネルの断面図。
【図８】（ａ）〜（ｃ）独立駆動法によるインクジェットヘッドのインク吐出時の作動を示す図。
【図９】特許文献１の駆動信号。
【図１０】インク滴を吐出させるための１つの駆動パルスを一画素周期内に印加する本発明の駆動信号を示す図。
【図１１】インク滴をそれぞれ吐出させるための複数の駆動パルスを一画素周期内に印加する本発明の駆動信号を示す図。
【図１２】Ａ、Ｂ、Ｃの各組の圧力室の電極に印加される駆動信号のタイミングチャート。
【図１３】収縮パルス幅に対する液滴体積。
【図１４】第２膨張パルス幅に対する安定射出速度上限。
【図１５】駆動電圧比に対する液滴体積。
【図１６】本発明の圧力波。
【図１７】本発明の圧力波。
【図１８】本発明の圧力波。
【図１９】安定射出速度上限。
【図２０】収縮パルス幅に対する液滴体積。
【図２１】収縮パルス幅に対する液滴体積。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明に関する実施の形態の例を示すが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。
【００２４】
図１は、ライン型のインクジェット記録装置１の構成を示す模式図である。
【００２５】
ロール状に巻かれた長尺状の記録媒体１０は、図示しない駆動手段により巻き出しロール１０Ａから矢印Ｘ方向に繰り出され搬送される。
【００２６】
長尺状の記録媒体１０はバックロール２０に巻回され支持されながら搬送される。インクジェットヘッドユニット３０よりインクが記録媒体１０に向け吐出され、画像データに基づいた画像形成が行われる。インクジェットヘッドユニット３０は、記録媒体幅方向に吐出幅に対応した複数のインクジェットヘッド（記録ヘッド）３１を有する。
【００２７】
図２は、インクジェットヘッドユニット３０のインクジェットヘッド３１の配置例である。また、全てのインクジェットヘッド３１が、インクを一時的に貯留する中間タンク４０に対して同じ高さに配置されている例である。前述のように、１つのインクジェットヘッドで吐出できる吐出幅はインクジェットヘッドの外形寸法よりも狭いことから、隙間なく吐出するために複数のインクジェットヘッドを記録媒体搬送方向に対して千鳥配置している。図２に示す例では、記録媒体幅方向に吐出幅に対応した複数のインクジェットヘッドを２列の千鳥配置としている。
【００２８】
図３に、インクジェットヘッド３１の外形、吐出幅及び千鳥配置の関係を示す。インクジェットヘッド３１の数及び千鳥配置の列数は、インクジェットヘッド３１の吐出幅等により適宜設定されるものであり、図２の例に限定されるものではない。
【００２９】
図１において、インクは、インクジェットヘッド３１のインクの背圧を調整する中間タンク４０から複数のインクチューブ４３を介してインクジェットヘッド３１毎に供給される。なお、本説明において、図中のインクチューブ４３は、複数のインクチューブである。
【００３０】
中間タンク４０へのインク供給は、インクを貯留する貯留タンク５０から供給管５１の途中に配設された送液ポンプＰで行われる。
【００３１】
画像が形成された記録媒体は、乾燥部１０００で乾燥が行われ、巻き取りロール１０Ｂに巻き取られる。
【００３２】
インクジェットヘッドは静止した状態で、記録媒体を搬送方向に搬送させながら画像記録する。記録媒体の搬送中、一画素周期ごとに画像データに基づき駆動信号が選択され、インクの吐出状態が変化する。
【００３３】
各インクジェットヘッド３１は、ノズル面側が記録媒体１０の記録面と対向するように配置されており、フレキシブルケーブル６（図４参照）を介して、駆動信号を生成するための回路が設けられる駆動信号生成手段１００（図５参照）又は１０１（図８参照）に電気的に接続されている。
【００３４】
図４（ａ）は３サイクル駆動によるせん断モード型のインクジェットヘッド３１のヘッドチップ部分の一部断面で示す斜視図、（ｂ）は３サイクル駆動によるせん断モード型のインクジェットヘッド３１のチャネル配列方向からみたインクチャネル２８の断面図である。
【００３５】
図７（ａ）は独立駆動によるせん断モード型のインクジェットヘッド３１のヘッドチップ部分の一部断面で示す斜視図、（ｂ）は独立駆動によるせん断モード型のインクジェットヘッド３１のチャネル配列方向からみたインクチャネル２８の断面図である。
【００３６】
図中、３１０はヘッドチップ、２２はヘッドチップ３１０の前面に接合されたノズル形成部材である。
【００３７】
図５（ａ）〜（ｃ）は、３サイクル駆動によるせん断モード型のインクジェットヘッドのチャネル延伸方向からみたチャネル列の断面図である。
【００３８】
図８（ａ）〜（ｃ）は、独立駆動によるせん断モード型のインクジェットヘッドのチャネル延伸方向からみたチャネル列の断面図である。
【００３９】
なお、本明細書においては、ヘッドチップからインクが吐出される側の面を「前面」といい、その反対側の面を「後面」という。また、ヘッドチップにおいて並設されるチャネルを挟んで図示上下に位置する外側面をそれぞれ「上面」及び「下面」という。
【００４０】
ヘッドチップ３１０は、隔壁２７で仕切られた複数のチャネル２８が並設されたチャネル列を有している。ここではチャネル列は５１２個のチャネル２８を有するが、チャネル列のチャネル数は何ら限定されない。
【００４１】
各隔壁２７は、ここでは図５の矢印で示すように分極方向が異なる２枚の圧電材料２７ａ、２７ｂによって構成されているが、圧電材料は隔壁２７の少なくとも一部にあればよい。
【００４２】
圧電材料２７ａ，２７ｂに使用される圧電材料としては、電圧を加えることにより変形を生じるものであれば特に限定されず、公知のものが用いられ、有機材料からなる基板であっても良いが、圧電性非金属材料からなる基板が好ましく、この圧電性非金属材料からなる基板として、例えば成形、焼成等の工程を経て形成されるセラミックス基板、又は塗布や積層の工程を経て形成される基板等がある。有機材料としては、有機ポリマー、有機ポリマーと無機物とのハイブリッド材料が挙げられる。
【００４３】
セラミックス基板としては、ＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ３−ＰｂＴｉＯ３）、第三成分添加ＰＺＴがあり、第三成分としてはＰｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３、Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）Ｏ３、Ｐｂ（Ｃｏ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３等があり、さらにＢａＴｉＯ３、ＺｎＯ、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３等を用いて形成することができる。
【００４４】
本実施形態のように、２枚の圧電材料を分極方向が反対になるように接着して使用すると、１枚の圧電材料の場合よりせん断変形量が倍になるので、同じ変形量を得るには、駆動電圧が１／２以下ですむという利点がある。
【００４５】
図５ではインクチャネル２８の一部である３本（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）が示されており、それらは隔壁２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄで隔てられている。
【００４６】
図８ではインクチャネル２８の一部である３本（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）がそれぞれ空気チャネル１２８により隔てられている。
【００４７】
ヘッドチップ３１０の前面及び後面には、それぞれ各インクチャネル２８の前面側の開口部と後面側の開口部とが対向している。各インクチャネル２８は、その後面側の開口部から前面側の開口部に亘る長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレートタイプである。
【００４８】
インクチャネル２８の一端（以下、これをノズル端という場合がある）はノズル形成部材２２に形成されたノズル２３につながり、他端（以下、これをマニホールド端という場合がある）は、共通インク室７７、インク供給口２５を経て、インクチューブ４３に接続されている。
【００４９】
図４、図５、図７及び図８に示すように、各チャネル２８の内面全面には、金属膜からなる電極２９が密着形成されている。すなわち、各チャネル内で対向する隔壁面の電極２９同士が電気的に接続されている。インクチャネル内の電極２９は接続電極３００及び異方性導電フィルム７８とフレキシブルケーブル６を介して、駆動信号生成手段１００又は１０１と接続している。
【００５０】
次に、このようなインクジェットヘッド３１の製造例を以下に説明するが、本発明は何らこれに限定されるものではない。
【００５１】
まず、厚み方向に分極処理されたＰＺＴ等からなる板状の圧電材料２７ｂと２７ａとを接合部を挟んで分極方向が互いに異なる方向となるように積層してエポキシ系接着剤を用いて接合し、更に、その上側の圧電材料基板２７ａの表面にドライフィルムを貼着する。
【００５２】
次いで、そのドライフィルムの側から、ダイシングブレード等を用いてチャネル２８，１２８となる複数の平行な溝を研削する。各溝は圧電材料２７ａと２７ｂの一方の端から他方の端に亘り、且つ、下側の圧電材料２７ｂの中途部に至る程度の一定の深さＤ（図４参照）で研削することで、長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレート状に形成する。
【００５３】
次いで、溝を研削した側から、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ等の電極形成用金属をスパッタリング法、蒸着法、めっき法等によって適用し、削り残されたドライフィルムの上面及び各溝の内面に金属膜を形成する。
【００５４】
その後、ドライフィルムをその表面に形成された金属膜と共に除去することにより、各溝の内面のみに金属膜が形成された基板を得る。
【００５５】
次いで、各溝を覆うようにカバープレート２４が接着剤を介して接着し、溝の長さ方向と直交する方向に沿って切断することにより、チャネル列を有する複数個のヘッドチップ３１０を一度に作成する。図４、図５に示した空気チャネルを有しない時分割駆動用のヘッドでは、各溝はインクチャネル２８となり、図７、図８に示した空気チャネルを有する独立駆動用のヘッドでは、各溝はインクチャネル２８又は空気チャネル１２８となる。各溝内の金属膜は電極２９となり、隣接する溝の間は接合部を挟んで分極方向が互いに異なる圧電材料２７ａと２７ｂから構成される隔壁２７となる。カットライン間の幅は、それによって作製されるヘッドチップ３１０のインクチャネル２８の駆動長（図４中のＬで表示）を決定するものであり、この駆動長に応じて適宜決定される。
【００５６】
その後、ヘッドチップ３１０と配線基板１０２とを接着剤を用いて固着した後に、例えばヘッドチップ３１０の前面及び配線基板１０２の前端面及び表面（ヘッドチップ３１０の固着面と反対側面）にドライフィルムを用いてパターニングを行い、その後アルミニウムを蒸着し、ドライフィルムをその表面に形成された金属膜と共に除去することで、各チャネル内の電極２９に電気的に接続された各接続電極３００を一挙に形成することができる。
【００５７】
Ａｌ膜の形成方法としては蒸着に限らず、一般の薄膜形成方法を採用することができる。また、導電性ペーストをインクジェットで塗布する方法を用いることもできる。Ａｌ膜の形成後、溶剤でドライフィルムを溶解剥離することで、ドライフィルム上に形成されていたＡｌ膜は除去され、ヘッドチップ３１０の前面及び配線基板１０２の前端面及び表面に接続電極３００のみが残存する。
【００５８】
空気チャネルを有するヘッドでは、ヘッドチップ３１０の後面に、空気チャネル１２８へのインクの流入を阻止する流路規制部材３０２が、各空気チャネル１２８の開口部を完全に閉塞するように接着される。空気チャネルを有しないヘッドでは、このような流路規制部材を設けない。
【００５９】
その後、流路基板１０４を固着する。その後、配線基板１０２と流路基板１０４との間に亘って、該ヘッドチップ３１０の後面を包囲するように囲い壁部１０３を固着して共通インク室７７を形成する。その後は、配線基板１０２の各接続電極３００に、フレキシブルケーブル６を接合する。
【００６０】
次いで、ノズル２３が開設された１枚のノズル形成部材２２が接着剤を介して接着される。
【００６１】
また、ノズル形成部材２２の材料としては、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリマー、アロマティックポリアミド樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリサルフォン樹脂等の合成樹脂のほか、ステンレス等の金属材料を用いることもできる。
【００６２】
上記により電極及び共通インク室が形成された２つのヘッドを、２列のノズルがお互いに半ピッチずれた状態で位置決めし、配線基板同志が向き合うように接着剤により接着することにより、２列のノズルが千鳥状に並び、２倍の解像度を有するヘッドを作製することができる。
【００６３】
次に、吐出動作について説明する。
【００６４】
本実施形態において示したように、せん断モードで変形する圧電材料により構成される場合には、後述する矩形波をより効果的に利用することができ、駆動電圧を低下させ、より効率的な駆動が可能となる。
【００６５】
駆動信号生成手段１００、１０１は、少なくとも１つの駆動パルスを含む一連の駆動信号を一画素周期毎に発生する駆動信号発生回路（図示せず）と、各圧力室毎に前記駆動信号発生回路から供給された駆動信号の中から各画素の画像データに応じて駆動パルスを選択して各圧力室に供給する駆動パルス選択回路（図示せず）とからなり、各画素の画像データに応じて圧力発生手段としての隔壁２７を駆動するための駆動信号を供給する。
【００６６】
画像データを受信すると、制御部（図示せず）が搬送ローラのモータを制御すると共に、駆動信号発生回路に少なくともｏｎパルスとｏｆｆパルスを含む駆動パルスを有する駆動信号を発生させる。さらに、制御部は、上記画像データに基づいて、駆動パルス選択回路に選択すべき駆動パルスの情報を出力する。そして、駆動パルス選択回路は、上記情報に基づいて、駆動パルスを選択して隔壁２７を被覆している電極２９に供給する。これにより、記録ヘッド３１のノズル２３から、一画素周期内にインク滴が吐出可能になっている。
【００６７】
次に、駆動信号と吐出動作について説明する。
【００６８】
各隔壁２７表面に密着形成された電極２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ（各チャネルの電極２９）に駆動信号生成手段１００、１０１から駆動信号が印加されると、以下に例示する動作によってインク滴をノズル２３から吐出する。なお、図５ではノズルは省略してある。図８ではインクチャネルにのみノズルが形成されている様子が示されている。
【００６９】
なお、かかる記録ヘッド３１では、以上のように、隔壁２７の変形によってインクチャネル２８内のインクに正負の圧力が付与されるものであり、この隔壁２７は圧力発生手段を構成している。
【００７０】
（第１の実施の形態）
次に、本発明の実施形態に係わる駆動方法の１例である時分割駆動について説明する。
【００７１】
図４、図５のような少なくとも一部が圧電材料で構成された隔壁２７によって隔てられた複数のインクチャネル２８を有する記録ヘッド３１を駆動する場合、一つのインクチャネル２８の隔壁が吐出の動作をすると、隣のインクチャネル２８が影響を受けるため、通常、複数のインクチャネル２８のうち、互いに１本以上のインクチャネル２８を挟んで離れているインクチャネル２８をまとめて１つの組となすようにして、２つ以上の組に分割し、各組毎にインク吐出動作を時分割で順次行うように駆動制御される。例えば、全インクチャネル２８を２つおきに選んで３相に分けて吐出する、いわゆる３サイクル吐出法が行われる。
【００７２】
かかる３サイクル吐出動作について図６を用いて更に説明する。図６に示す例では、記録ヘッドはインクチャネルがＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ａ３、Ｂ３、Ｃ３の９つのインクチャネル２８で構成されている。
【００７３】
インク吐出時には、まずＡ組（Ａ１、Ａ２、Ａ３）のインクチャネル２８の電極に電圧を掛け、その両隣のインクチャネルの電極を接地する。すなわち、Ａ組のインクチャネル２８の電極に第１の膨張パルス、収縮パルス及び第２の膨張パルスからなる駆動信号を印加する。これによりＡ組の圧力室に連通するノズルから微小液滴のインクが吐出される。
【００７４】
一定時間経過後、続いてＢ組（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）の各インクチャネル２８、更に続いてＣ組（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の各インクチャネル２８へと上記同様に動作する。
【００７５】
図１０は、本発明に係る実施の形態の駆動方法を実現するための駆動信号を示している。
【００７６】
図１０において、横軸は（ＡＬ）時間、縦軸は駆動電圧を表す。
【００７７】
ｔ１は第１膨張パルス幅（第１の膨張パルスのパルス幅）である
ｔ２は収縮パルス幅（収縮パルスのパルス幅）である
ｔ３は第２膨張パルス幅（第２の膨張パルスのパルス幅）である。
【００７８】
（１）かかる記録ヘッド３１は、図５（ａ）に示す状態において、電極２９Ａ及び２９Ｃをアースに接続すると共に電極２９Ｂに、Ｖｏｎ電圧値まで立ち上がり、その後一定時間保持する矩形波からなる第１の膨張パルス（正電圧）を印加すると、まず、第１の膨張パルスの立ち上がり（Ｐ１）によってＶｏｎの電圧を掛かり、隔壁２７Ｂ、２７Ｃを構成する圧電材料２７ａ、２７ｂの分極方向に直角な方向の電界が生じ、２７ａ、２７ｂともに隔壁の接合面にズリ変形を生じ、図５（ｂ）に示すように隔壁２７Ｂ及び隔壁２７Ｃは互いに外側に向けて変形し、インクチャネル２８Ｂの容積が膨張する。これによりインクチャネル２８Ｂ内のインクに負の圧力が生じてインクが流れ込む（Ｄｒａｗ）。
【００７９】
なお、ＡＬ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｌｅｎｇｔｈ）とは、上述したように、インクチャネル（圧力室）の音響的共振周期の１／２である。このＡＬは、電気・機械変換手段である隔壁２７に矩形波のパルスを印加して吐出するインク滴の速度を測定し、矩形波の電圧値を一定にして矩形波のパルス幅を変化させたときに、インク滴の飛翔速度が最大になるパルス幅として求められる。この値は、ヘッドの構造やインクの密度等に依存して決まるものである。
【００８０】
また、パルスとは、一定電圧波高値の矩形波であり、０Ｖを０％、波高値電圧を１００％とした場合に、パルス幅とは、電圧の０Ｖからの電圧の立ち上がり始め又は立ち下がり始めの１０％から波高値電圧からの立ち下がり始め又は立ち上がり始めの１０％との間の時間として定義する。更に、ここで矩形波とは、電圧の１０％と９０％との間の立ち上がり時間、立ち下がり時間のいずれもがＡＬの１／１０以内、好ましくは１／２０以内であるような波形を指す。
【００８１】
（２）インクチャネル２８Ｂ内の圧力波は、１ＡＬ時間毎に反転を繰り返すので、この最初のＰ１の印加から１ＡＬ時間経過後に電位を０に戻す（Ｐ２）と、隔壁２７Ｂ，２７Ｃは膨張位置から図５（ａ）に示す中立位置に戻り、インクチャネル２８Ｂ内のインクに高い圧力が掛かる。ここで、第１膨張パルス幅ｔ１は１ＡＬであることが好ましい。
【００８２】
引き続いて、矩形波からなる収縮パルス（負電圧Ｖｏｆｆ）を印加する。まず収縮パルスの立ち下がり（Ｐ３）によって、図５（ｃ）に示すように、隔壁２７Ｂ及び２７Ｃは互いに逆方向に変形し、インクチャネル２８Ｂの容積が収縮する。この収縮によりインクチャネル２８Ｂ内のインクに更に高い圧力を掛け、ノズル２３の開口からインク柱を突出させる。
【００８３】
（３）ｔ２時間経過した時点で、電位を０に戻し（Ｐ４）、引き続き、第２の膨張パルス（電圧Ｖｏｎ）を掛けると（Ｐ５）、インクチャネル２８Ｂの容積が膨張することでインクチャネル２８Ｂ内のインクに高い負の圧力が掛かる。これにより、メニスカスが引き込まれ、突出されたインク柱の後端が引き戻され、インク柱の径が細くなり、インク滴が切り離される。
【００８４】
Ｐ５からｔ３経過後に電圧が０に戻り、図５（ａ）の状態にすることにより、圧力波を急速に減衰させることができる。
【００８５】
ヘッドは上記の一連の駆動パルスの繰り返しで駆動される。従って、圧力波の減衰が速いほど、次の画素のインクを早く吐出できるため、より高速に印刷ができる点で好ましい。
【００８６】
第１膨張パルス幅はインク滴の吐出力に大きく影響し、１ＡＬにこのパルス幅が一致したときにインク滴吐出力（吐出速度）は最大となる。また、収縮パルスは、第１の膨張パルスの立ち下がり時（Ｐ２）、つまり、１ＡＬの経過後に印加される。このため、上述の如く第１膨張パルス幅を１ＡＬに設定することにより、膨張パルスの立ち上がり時（Ｐ１）に発生した負の圧力波が、インクチャネルを伝播して正圧に反転すると同時に、膨張パルスの立ち下がり（Ｐ２）及び収縮パルスの立ち下がり（Ｐ３）によるインクチャネルの収縮により発生した正圧が加わり、これらが相俟って最も効率の良い吐出力が得られる。よって、インク滴の吐出速度が速くなるという利点を有する。
【００８７】
また、収縮パルス幅を０．１〜０．５ＡＬ（０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下）とすることにより小さな液滴を形成することができる。０．１ＡＬ未満では駆動壁が応答するための時間が十分経過していないため液滴体積を減少させることができない。また、０．５ＡＬを超えて０．６ＡＬになると液滴体積が急激に大きくなり、好ましくない。
【００８８】
また、画像の解像度や階調などの条件に応じてインク液滴の体積を増減して適宜設定する必要がある場合がある。また、インク液滴の体積は、記録ヘッドの温度等に影響を受ける。例えば、記録ヘッドの温度が低い場合、吐出するインク液滴の体積は小さく、記録されるドットの面積は小さくなる。逆に、記録ヘッドの温度が高い場合、吐出するインク液滴の体積は大きく、記録されるドットの面積は大きくなる。すなわち、同じ画像データに基づいて同じ駆動パルスで駆動して記録を行った場合でも、記録ヘッドの温度が不安定であると、記録媒体に形成されるドットの大きさ、ひいては画像濃度が安定せず、濃度むらなどを引き起こす懸念が生じる。
【００８９】
このため、収縮パルス幅を０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下の範囲で変化させてインク液滴の体積を制御することが好ましい。
【００９０】
記録ヘッドから吐出されるインク液滴の体積の制御は、駆動信号生成手段１００，１０１を制御するＣＰＵなどの制御部が、その駆動パルスの収縮パルス幅を変調することにより行うことができる。すなわち、後述する実施例に示すようにインク液滴の体積を小さくしたい場合には収縮パルス幅を狭くし、インク液滴の体積を大きくしたい場合には収縮パルス幅を広くするように設定するのである。
【００９１】
これにより、例えば、記録ヘッドの温度等によらずインク液滴の体積を所定の制御範囲幅内に収めることができる。また、画像の解像度や階調などの条件に応じてインク液滴の体積を増減できる。
【００９２】
第２膨張パルス幅は、液滴体積及び安定速度上限の点から、０．２〜０．６ＡＬ（０．２ＡＬ以上０．６ＡＬ以下）が好ましく、０．４〜０．６ＡＬ（０．４ＡＬ以上０．６ＡＬ以下）が更に好ましい。０．２ＡＬ未満だと液滴体積が増加し、小さな液滴を吐出するには好ましくない。また、０．６ＡＬを超えると安定に射出できる速度の上限が大きく低下するため好ましくない。
【００９３】
また、収縮パルス幅は第２膨張パルス幅よりも短いことが好ましい。
【００９４】
また、収縮パルス幅と第２膨張パルス幅の和が０．３ＡＬ以上０．９ＡＬ以下であることが好ましい。
【００９５】
また、第１膨張パルス幅は、上記の実施形態では１ＡＬとしたが、０．７ＡＬ〜１．３ＡＬ（０．７ＡＬ以上１．３ＡＬ以下）の範囲内に設定すればよい。この範囲を外れると圧力波による吐出効率が下がり、駆動電圧が大きく上昇する。
【００９６】
図９は、特許文献１に記載の駆動信号の１つの例である。この例では、｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝１である。第１の膨張パルスから第１の収縮パルスまでの間隔ｔ１は１ＡＬであり、第１の収縮パルスから第２の膨張パルスまでの間隔ｔ２は０．５ＡＬであり、第２の膨張パルスのパルス幅ｔ３は０．５ＡＬである。ここで、｜Ｖｏｎ｜はＶｏｎの絶対値であり、｜Ｖｏｆｆ｜はＶｏｆｆの絶対値である。
【００９７】
図１０は本発明の駆動信号である。ここで、第１の膨張パルスの駆動電圧をＶｏｎ、収縮パルスの駆動電圧をＶｏｆｆとしたとき、｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜は１．３〜１０（１．３以上１０以下）である。ｔ１＝１ＡＬ、ｔ２＝０．１〜０．３ＡＬ（０．１ＡＬ以上０．３ＡＬ以下）、ｔ３＝０．２〜０．６ＡＬ（０．２ＡＬ以上０．６ＡＬ以下）であり、１サイクルが図９の駆動信号より短縮されている。
【００９８】
｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜は、液滴体積及びサテライト長さの点より１．３〜１０（１．３以上１０以下）であるが、２〜１０（２以上１０以下）であることが好ましく、更に、３〜１０（３以上１０以下）であることが好ましい。
【００９９】
液滴がノズルから射出されるときに、主液滴の後方にインク柱が伸びた状態で飛翔する。後方のインク柱は記録媒体に到着する前にサテライト（小さな液滴）となり、サテライト長さ（主液滴から最後方のサテライトまでの距離）が長いほどサテライト量が多くなり、画像が乱れやすくなる。
【０１００】
また、第２の膨張パルスの駆動電圧は第１の膨張パルスの駆動電圧Ｖｏｎと同電圧に設定している。これは、駆動パルスを発生するための駆動信号生成手段１００、１０１における電源電圧数を少なくして回路コストを下げることができるために好ましい態様である。
【０１０１】
本実施形態の駆動信号におけるｏｆｆ波形は、収縮パルスに対応し、ｏｎ波形は第１の膨張パルスと第２の膨張パルスに対応している。また、波形としてはＧＮＤ（アース電位）も選択することができるようになっている。ここで、第２の膨張パルスの駆動電圧は第１の膨張パルスの駆動電圧Ｖｏｎと同電圧に設定されているため、ｏｎ波形及びｏｆｆ波形は、それぞれ単一の電源電圧、Ｖｏｎ及びＶｏｆｆをデジタル的にスイッチングするのみで波形を生成することができる。
【０１０２】
以上の実施形態例では、インク滴を吐出させるための１つの駆動パルスを一画素周期内に印加する駆動信号の例を示したが、以下に示すようなインク滴をそれぞれ吐出させるための複数の駆動パルスを一画素周期内に印加する駆動信号を用いてもよい。
【０１０３】
図１１は、インク滴をそれぞれ吐出させるための複数の駆動パルスを一画素周期内に印加する駆動信号を示している。一画素周期内の各駆動パルスは、図１０に示す駆動パルスと同様な駆動パルスを用いる。複数の駆動パルスは、各駆動パルスの間に駆動パルスを印加しない（アース電位）駆動パルス停止期間が設けられた状態で連続的に印加される。
【０１０４】
本実施の形態においては、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の駆動パルスにより吐出されるＮ個のサブドロップを記録媒体に着弾する前の飛翔中あるいは記録媒体上で合体させることによって１個のスーパードロップＵＤを形成して一画素のドットを形成する場合に、従来より更に微小なサブドロップを、高い駆動周波数で、安定に吐出することができる。
【０１０５】
図１１の駆動信号では、最大Ｎ個のインク滴を吐出し、０階調からＮ階調までの印字ができる。
【０１０６】
例えば、Ｎ＝３とした場合には、０ドロップ（０階調）、一画素周期内の最初の駆動パルスにより吐出されるサブドロップＳＤ１の１ドロップ（１階調）、ＳＤ１と一画素周期内の２番目の駆動パルスにより吐出されるＳＤ２の２ドロップ（２階調）、ＳＤ１とＳＤ２と一画素周期内の３番目（最後）の駆動パルスにより吐出されるＳＤ３の３ドロップ（３階調）のそれぞれで０階調から３階調までの印字ができる。
【０１０７】
なお、一つの例を示すと、第１膨張パルス幅ｔ１を１ＡＬ、収縮パルス幅ｔ２を０．２７ＡＬ、第２膨張パルス幅ｔ３を０．４５ＡＬとしたとき、駆動パルス停止期間ｔ４は３．２８ＡＬである。この駆動パルス停止期間ｔ４は、０．７ＡＬから５．２ＡＬの範囲とするとよい。
【０１０８】
次に３サイクル吐出動作について図１２を用いて更に説明する。図１１の駆動信号を基本として、一画素周期にＮ発のインク滴（サブドロップ）を吐出する例に挙げて説明する。このときのＡ、Ｂ、Ｃの各組の圧力室２８の電極に印加される駆動信号のタイミングチャートを図１２に示す。
【０１０９】
ＳＤ１〜ＳＤＮのＮ滴によるスーパードロップを形成する期間を一画素周期とする。
【０１１０】
インク吐出時には、まずＡ組（Ａ１、Ａ２、Ａ３）の各圧力室２８の電極に前記ＳＤ１〜ＳＤＮを吐出する１連の駆動パルス電圧を掛け、その両隣の圧力室の電極を接地し、Ａ組のノズルからＳＤ１〜ＳＤＮのインク滴を吐出させる。
【０１１１】
続いてＢ組（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）の各圧力室２８、更に続いてＣ組（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の各圧力室２８へと上記同様に動作する。
【０１１２】
以上は、ベタ画像（フル駆動）の場合であるが、実際は、各画素の印字データに応じて、ＳＤ１〜ＳＤＮのうちの吐出するインク滴の数を変化させる。
【０１１３】
また、複数の駆動パルスは、０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下の範囲内で複数種類の異なった収縮パルス幅の駆動パルスを含み、各駆動パルスにより複数種類の異なった体積のインク滴を吐出させ、吐出された複数のインク滴を記録媒体に着弾する前、あるいは着弾した後に合体して一画素を形成するようにしてもよい。これにより階調性を向上させることができる。
【０１１４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の実施形態に係わる駆動方法の１例である独立駆動ヘッドについて説明する。
【０１１５】
図４、図５のような少なくとも一部が圧電材料で構成された隔壁２７によって隔てられた複数のインクチャネル２８を有する記録ヘッド３１を駆動する場合、一つのインクチャネル２８の隔壁が吐出の動作をしたときに、隣のインクチャネル２８が影響を受けないようにするため、インクチャネル２８と空気チャネル１２８を交互に設けたチャネル列を形成する。間に空気チャネルが有る為に、隣の圧力室の隔壁の動作の影響を受けない。従って、図７（ａ）のように、独立駆動ヘッドはインク導入口とノズルを有する圧力室がチャネル列に１つおき並んだ形になる。
【０１１６】
従って、かかる独立駆動ヘッドは各圧力室は隣の駆動状態とは無関係に、図１０又は図１１の駆動信号を同時に印加して駆動できるため、圧力室をＡ組、Ｂ組、Ｃ組と分割しない。その他は第１の実施形態と同様に駆動できる。
【実施例】
【０１１７】
実施例１
図４（ａ）、（ｂ）及び図５に示すシェアモード（せん断モード）タイプの３サイクル駆動ヘッド（ノズルピッチ＝１８０ｄｐｉ、ノズル数＝５１２、ノズル径＝２７μｍ、ＡＬ＝５．３μｓ）を２つ用意し、各ヘッドのノズル列が、相互に１／２ピッチずらされ、千鳥状に配置するように貼り合わせた。これにより、各ヘッドのそれぞれが１８０ｄｐｉのヘッドであるので、ノズルのピッチを互いに１／２ずらせることで、３６０ｄｐｉの記録ヘッドとして使用することが可能となり、ノズル数を増やし、高密度の記録ヘッドとすることができる。
【０１１８】
この２列ヘッド（ノズルピッチ：３６０ｄｐｉ、ノズル数：１０２４）にインクを供給し、各チャネルに下記駆動信号を印加した。チャネル列のチャネルを３群に分け、図１０に示す駆動信号を基本として、以下の条件で３サイクル駆動を行った。
【０１１９】
インク：混合有機溶剤系（粘度＝１０ｍＰａ・ｓ、表面張力＝３０ｍＮ／ｍ（２５℃における測定値））
（駆動信号と液滴体積）
駆動周波数＝１２．６ｋＨｚ
膨張パルス（第１の膨張パルス、第２の膨張パルス）と収縮パルスの駆動電圧比｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝２
ｔ１（第１膨張パルス幅）＝１ＡＬ
ｔ２（収縮パルス幅）：図１３のように変化（０．１ＡＬ以上０．６５ＡＬ以下の範囲で変更）
ｔ３（第２膨張パルス幅）：図１３のように変化（０．３ＡＬまたは０．４５ＡＬまたは０．６ＡＬ）
駆動電圧Ｖｏｎは１２．５〜１７．５Ｖであった（１２．５以上１７．５Ｖ以下の範囲で種々変更しつつ、吐出試験を行い液滴速度と液滴体積を測定した）。
【０１２０】
図１３に液滴体積を示した。
【０１２１】
液滴体積は収縮パルス幅が０．１〜０．５ＡＬ（０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下の範囲で）で小さくなっていることが分かる。
【０１２２】
一方、比較例として上記と同じヘッドとインクを用い、上記と同じ駆動周波数で、特許文献１の実施例１と同様の駆動信号（｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝１、ｔ１＝１ＡＬ、ｔ２＝０．５ＡＬ、ｔ３＝０．５ＡＬ）で駆動したときの液滴体積は１０．９ｐｌであり、図１３に破線で示した。
【０１２３】
｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜を変化させたときの液滴体積を図１５に示した。図１５より、｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜が１．３以上では、液滴体積が顕著に小さくなっている。
【０１２４】
（サテライトの長さ）
収縮パルス幅ｔ２＝０．３ＡＬ、第２膨張パルス幅ｔ３＝０．４５ＡＬの条件で、｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜を変化させたときのサテライトの長さの評価結果を表１に示した。
【０１２５】
【表１】
【０１２６】
表１において、
○：主液滴とサテライトが同一位置に着弾し、ドット形状の乱れがない。画像の荒れは全く見られない。
【０１２７】
△：主液滴とサテライトが若干離れて着弾し、ドット形状もやや乱れている。やや画像の荒れが認められる。
【０１２８】
×：主液滴とサテライトが離れて着弾し、画素が乱れ、ドット形状が悪く、画像が非常に荒れている。
【０１２９】
表１より、サテライトは｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜が１．３〜１０（１．３以上１０以下）であれば、ドット形状の乱れが無く、画像の乱れも見られないことが分かる。
【０１３０】
（駆動信号と圧力波）
｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝２において、収縮パルス幅と第２膨張パルス幅を下記のように変化させた以外は、上記と同様の条件で、駆動後の圧力波の減衰状態をシミュレーションした。結果を図１６〜図１８に示した。図１６〜図１８において、縦軸は圧力の相対値である。
【０１３１】
図１６（本発明） 収縮パルス幅：０．２ＡＬ、第２膨張パルス幅：０．５ＡＬ
図１７（本発明） 収縮パルス幅：０．２ＡＬ、第２膨張パルス幅：０．１ＡＬ
図１８（本発明） 収縮パルス幅：０．２ＡＬ、第２膨張パルス幅：０．８ＡＬ
図より、第２膨張パルス幅が０．２ＡＬ以上０．６ＡＬ以下の条件を満たす図１６は、満たさない図１７、１８よりも圧力波の減衰が速いことが分かる。
【０１３２】
（安定射出速度上限）
それぞれの駆動信号印加条件において、駆動電圧を上げることによりインク滴の飛翔速度を上げていき、飛翔状態を観察した。圧力室中に空気が取り込まれること等による出射不安定が起こらない飛翔速度の上限を安定射出速度上限と定めた。
【０１３３】
｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝２において、収縮パルス幅を０．１ＡＬ〜０．３ＡＬと（０．１ＡＬ以上０．３ＡＬ以下の範囲で）変化させ、第２膨張パルス幅を０．２ＡＬ〜０．７ＡＬ（０．２ＡＬ以上０．７ＡＬ以下の範囲で）と変化させた以外は上記と同様に射出試験を行ったときの安定射出速度上限（液滴飛翔速度の上限）（安定に吐出できる速度の上限値）を図１４に示した。図より第２膨張パルス幅が０．２ＡＬ〜０．６ＡＬ（０．２ＡＬ以上０．６ＡＬ以下の範囲で）であれば、０．７ＡＬに比べ安定射出速度上限（安定に吐出できる速度の上限値）が高く、０．２ＡＬ〜０．５ＡＬ（０．２ＡＬ以上０．５ＡＬ以下の範囲で）であれば更に安定射出速度上限（安定に吐出できる速度の上限値）が高くなり、０．２ＡＬ〜０．４ＡＬ（０．２ＡＬ以上０．４ＡＬ以下の範囲で）では安定射出速度上限（安定に吐出できる速度の上限値）が最も高くなることが分かる。
【０１３４】
これに対し、駆動信号を｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝１、収縮パルス幅＝０．５ＡＬ、第２膨張パルス幅＝０．５ＡＬ（特許文献１の駆動信号に相当）とした他は、上記と同様に測定した安定射出速度上限（安定に吐出できる速度の上限値）は図１４に示したとおり、本発明の安定射出速度上限（安定に吐出できる速度の上限値）より低く、本発明が優れていることが分かる。
【０１３５】
本発明の駆動方法（｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝１．３以上１０以下、第１の膨張パルス：１ＡＬ、収縮パルス：０．２７ＡＬ、第２の膨張パルス：０．４５ＡＬ）と特許文献１の駆動信号（｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝１、第１の膨張パルス：１ＡＬ、収縮パルス：０．５ＡＬ、第２の膨張パルス：０．５ＡＬ、第２の収縮パルス：０．５ＡＬ）により出射したときの、駆動周波数と安定射出速度上限との関係を図１９に示した。図より、本発明によれば、広範囲の駆動周波数において、安定射出速度上限が高いことが分かる。一般的にインクの射出速度を早くすると圧力室中に空気が取り込まれること等により、出射が不安定になる。安定射出速度上限とは、安定して射出できる速度の上限をいう。このことから本発明の駆動方法を用いることにより、高周波数の駆動が可能であり、プリント速度を向上することが可能であることが分かる。
【０１３６】
実施例２
ノズル径＝２０μｍ、ＡＬ＝３．０μｓ、の他は実施例１と同様のインクジェットヘッドにより、図１０に示す駆動信号を基本とした下記駆動信号を印加して、実施例１と同様のインクを射出した。
【０１３７】
駆動信号：
ｔ１＝１ＡＬ
ｔ２：０．１〜０．６ＡＬの範囲（０．１ＡＬ以上０．６ＡＬ以下の範囲）で変化
ｔ３＝０．４５ＡＬ
｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝２
駆動周波数＝２２．２ｋＨｚ。
【０１３８】
駆動電圧は１８〜２１Ｖであった。
【０１３９】
図２０に収縮パルス幅と液滴体積の関係を示した。
【０１４０】
図より、収縮パルス幅が０．１〜０．５ＡＬ（０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下の範囲）では液滴体積が小さく、それを超えると急激に液滴体積が大きくなることが分かる。
【０１４１】
実施例３
ノズル径＝３０μｍ、ＡＬ＝４．５μｓ、独立駆動によるせん断モード型である他は実施例１と同様のインクジェットヘッドにより、図１０に示す駆動信号を基本とした下記駆動信号を印加して、下記インクを射出した。
【０１４２】
駆動信号：
ｔ１＝１ＡＬ
ｔ２：０．１〜０．８ＡＬの範囲で変化
ｔ３＝０．４５ＡＬ
｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝２
駆動周波数＝２０ｋＨｚ。
【０１４３】
インク：
水と有機溶剤の混合液
粘度＝５．７ｍＰａ・ｓ
表面張力＝４１ｍＮ／ｍ
駆動電圧は１１〜２２Ｖであった。
【０１４４】
図２１に収縮パルス幅と液滴体積の関係を示した。
【０１４５】
図より、収縮パルス幅が０．１〜０．５ＡＬ（０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下の範囲）では液滴体積が小さく、それを超えると急激に液滴体積が大きくなることが分かる。
【０１４６】
実施例４
ノズル径＝２０μｍ、ＡＬ＝３．６μｓ、の他は実施例１と同様のインクジェットヘッドにより、図１０に示す駆動信号を基本とした下記駆動信号を印加して、下記インクを射出した。
【０１４７】
駆動信号：
ｔ１＝１ＡＬ
ｔ２＝０．２７ＡＬ
ｔ３＝０．４５ＡＬ
｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝２
駆動周波数＝２２．２ｋＨｚ。
【０１４８】
インク：
銀ナノ粒子が溶剤に分散されたインク
粘度：８．９ｍＰａ・ｓ
表面張力：２６ｍＮ／ｍ
駆動電圧は１６．４Ｖであった。
【０１４９】
特許文献１の駆動信号を印加した場合の液滴体積が２．２ｐｌだったのに対し、上記駆動信号を印加した場合は１．４ｐｌとなった。このように小さい液滴を吐出することができるので、細線の描画が必要となる配線基板に用いると特に有効である。
【符号の説明】
【０１５０】
１ インクジェット記録装置
１０ 記録媒体
１０Ａ 捲き出しロール
１０Ｂ 巻き取りロール
２０ バックロール
２３ ノズル
２４ カバープレート
２７ 隔壁
２８ インクチャネル
２９ 電極
３０ インクジェットヘッドユニット
３１ インクジェットヘッド
１２８ 空気チャネル
３１０ ヘッドチップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルからインク滴（液滴）を吐出させるインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置では、高品位の記録を実現するには記録ドット径を小さくする必要がある。記録ドット径を小さくする方法として、従来から、ノズル開口に連通する圧力室（インクチャネルとも言う）を膨張させてから収縮させるという、「引き打ち」方式を用いることが知られている。この方式によれば、インク滴の質量を少なくできるので、記録ドット径を小さくすることが可能である。
【０００３】
また、圧力発生手段としての圧電素子を使用した記録ヘッドには、振動板を使用する方式（例えば積層ピエゾ方式、撓みモード方式）と、振動板を使用せずに圧力室の隔壁をせん断変形させるせん断モード方式とがある。
【０００４】
振動板を介して圧力室の容積を変化させる積層ピエゾ方式は、圧電素子を圧力室の外に設けるため圧電素子の形状や大きさに余り制限を受けず、強力な素子を使用して強い圧力を発生させることが可能で、インク滴の吐出性や吐出制御性に優れる。しかし、構造が複雑になるので、大きなヘッドの製造は難しく、１００チャネル程度が限度である。
【０００５】
一方、せん断モード方式のヘッドは、圧電素子に圧力室となる溝を掘り込んだ簡単な構造なので、数百チャネル持つ大きなヘッドを製造することが可能である。しかし、特にせん断モード方式の記録ヘッドに矩形波の駆動信号を用いると、圧力室内の圧力波振動の影響により微小液滴を吐出するのは困難であった。
【０００６】
特許文献１には、せん断モード方式のヘッドを用いて、圧力室が順に第１の膨張−収縮−第２の膨張といった変形をするように電圧を印加し、電圧比と収縮パルス幅（収縮パルスのパルス幅）を規定することにより、微小液滴を形成する方法が記載されている。ここで、第１の膨張パルスのパルス幅をｔ１、収縮パルスのパルス幅をｔ２、第２の膨張パルスのパルス幅をｔ３と表す。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されている収縮パルス幅ｔ２で駆動を行うと駆動パルスのエッジで発生する圧力波振動をうまく打ち消すことができず、圧力室内の残留振動が大きくなる。したがって、このままでは高周波駆動することは難しく、特許文献１では残留振動をキャンセルするため、最後に残留振動をキャンセルするための第２の収縮パルスを加えている例も記載されている。しかし、第２の収縮パルスを加えることにより波形全体が長くなり、駆動周波数の低下につながる。また、特許文献１には、ｔ２＋ｔ３＝ＡＬにすると、残留振動が抑制できると記載されているが、特許文献１の実施例に記載されているようにｔ２＋ｔ３＝ＡＬとしても十分残留振動を消滅させることができず、結果として駆動安定性が大きく低下する。駆動の十分な安定性を得ようとすると次の駆動までに残留振動が収まるまで十分な時間を空けなければならず、結果として駆動周波数が低下する。
【０００８】
また、特許文献１によれば、液滴体積を約１０ｐｌまで減少することができるが、更に微小な液滴を吐出することが市場より求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４１６１６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従って、本発明の課題は、更に微小な液滴を、高い駆動周波数で、安定に吐出することができるインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に掛かる上記課題は以下の構成によって解決される。
【００１２】
１．インク滴を吐出するノズルと、該ノズルに連通する圧力室と、該圧力室の容積を変化させる圧力発生手段を有する記録ヘッドと、インク滴を吐出させるための少なくとも１つの駆動パルスを一画素周期内に印加する駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを備え、前記駆動信号を印加することによって、前記圧力発生手段を作動させて前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録装置において、一画素周期内の駆動パルスは、時系列順に前記圧力室の容積を膨張させる第１の膨張パルス、前記圧力室の容積を収縮させる収縮パルス及び、再度前記圧力室の容積を膨張させる第２の膨張パルスを含み、かつ前記収縮パルスのパルス幅が０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下（ＡＬは圧力室の音響的共振周期の１／２）であり、かつ前記第１の膨張パルスの駆動電圧をＶｏｎ、前記収縮パルスの駆動電圧をＶｏｆｆとしたとき、｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜が１．３以上１０以下であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【００１３】
２．前記第２の膨張パルスのパルス幅が０．２ＡＬ以上０．６ＡＬ以下であることを特徴とする前記１に記載のインクジェット記録装置。
【００１４】
３．前記収縮パルスのパルス幅と前記第２の膨張パルスのパルス幅の和が０．３ＡＬ以上０．９ＡＬ以下であることを特徴とする前記１又は２に記載のインクジェット記録装置。
【００１５】
４．前記第１の膨張パルスのパルス幅が１ＡＬであることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【００１６】
５．前記収縮パルスのパルス幅は前記第２の膨張パルスのパルス幅よりも短いことを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【００１７】
６．前記収縮パルスのパルス幅を０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下の範囲内で変化させてインク滴の体積を制御することを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【００１８】
７．前記駆動信号生成手段は、インク滴を吐出させるための前記駆動パルスを一画素周期内に複数印加する駆動信号を生成するものであり、各駆動パルスにより吐出された複数のインク滴を記録媒体に着弾する前、あるいは着弾した後に合体させて一画素を形成することを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【００１９】
８．前記複数の駆動パルスは、収縮パルスのパルス幅が０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下の範囲内で異なった複数種類の駆動パルスを含み、各駆動パルスにより複数種類の異なった体積のインク滴を吐出させることを特徴とする前記７に記載のインクジェット記録装置。
【００２０】
９．前記第２の膨張パルスの駆動電圧が前記第１の膨張パルスの駆動電圧Ｖｏｎと同電圧であることを特徴とする前記１〜８のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【発明の効果】
【００２１】
従来より更に微小な液滴を、高い駆動周波数で、安定に吐出することができるインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ライン型インクジェット記録装置の構成を示す模式図。
【図２】インクジェットヘッドユニット。
【図３】インクジェットヘッドユニットにおけるインクジェットヘッドの配置図。
【図４】（ａ）３サイクル駆動法によるインクジェットヘッドのチップの１部断面図で示す斜視図。（ｂ）３サイクル駆動法によるインクジェットヘッドのチャネル配列方向から見たインクチャネルの断面図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）３サイクル駆動法によるインクジェットヘッドのインク吐出時の作動を示す図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）３サイクル駆動法によるインクジェットヘッドの時分割動作の説明図。
【図７】（ａ）独立駆動法によるインクジェットヘッドのチップの１部断面図で示す斜視図。（ｂ）独立駆動法によるインクジェットヘッドのチャネル配列方向から見たインクチャネルの断面図。
【図８】（ａ）〜（ｃ）独立駆動法によるインクジェットヘッドのインク吐出時の作動を示す図。
【図９】特許文献１の駆動信号。
【図１０】インク滴を吐出させるための１つの駆動パルスを一画素周期内に印加する本発明の駆動信号を示す図。
【図１１】インク滴をそれぞれ吐出させるための複数の駆動パルスを一画素周期内に印加する本発明の駆動信号を示す図。
【図１２】Ａ、Ｂ、Ｃの各組の圧力室の電極に印加される駆動信号のタイミングチャート。
【図１３】収縮パルス幅に対する液滴体積。
【図１４】第２膨張パルス幅に対する安定射出速度上限。
【図１５】駆動電圧比に対する液滴体積。
【図１６】本発明の圧力波。
【図１７】本発明の圧力波。
【図１８】本発明の圧力波。
【図１９】安定射出速度上限。
【図２０】収縮パルス幅に対する液滴体積。
【図２１】収縮パルス幅に対する液滴体積。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に本発明に関する実施の形態の例を示すが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。
【００２４】
図１は、ライン型のインクジェット記録装置１の構成を示す模式図である。
【００２５】
ロール状に巻かれた長尺状の記録媒体１０は、図示しない駆動手段により巻き出しロール１０Ａから矢印Ｘ方向に繰り出され搬送される。
【００２６】
長尺状の記録媒体１０はバックロール２０に巻回され支持されながら搬送される。インクジェットヘッドユニット３０よりインクが記録媒体１０に向け吐出され、画像データに基づいた画像形成が行われる。インクジェットヘッドユニット３０は、記録媒体幅方向に吐出幅に対応した複数のインクジェットヘッド（記録ヘッド）３１を有する。
【００２７】
図２は、インクジェットヘッドユニット３０のインクジェットヘッド３１の配置例である。また、全てのインクジェットヘッド３１が、インクを一時的に貯留する中間タンク４０に対して同じ高さに配置されている例である。前述のように、１つのインクジェットヘッドで吐出できる吐出幅はインクジェットヘッドの外形寸法よりも狭いことから、隙間なく吐出するために複数のインクジェットヘッドを記録媒体搬送方向に対して千鳥配置している。図２に示す例では、記録媒体幅方向に吐出幅に対応した複数のインクジェットヘッドを２列の千鳥配置としている。
【００２８】
図３に、インクジェットヘッド３１の外形、吐出幅及び千鳥配置の関係を示す。インクジェットヘッド３１の数及び千鳥配置の列数は、インクジェットヘッド３１の吐出幅等により適宜設定されるものであり、図２の例に限定されるものではない。
【００２９】
図１において、インクは、インクジェットヘッド３１のインクの背圧を調整する中間タンク４０から複数のインクチューブ４３を介してインクジェットヘッド３１毎に供給される。なお、本説明において、図中のインクチューブ４３は、複数のインクチューブである。
【００３０】
中間タンク４０へのインク供給は、インクを貯留する貯留タンク５０から供給管５１の途中に配設された送液ポンプＰで行われる。
【００３１】
画像が形成された記録媒体は、乾燥部１０００で乾燥が行われ、巻き取りロール１０Ｂに巻き取られる。
【００３２】
インクジェットヘッドは静止した状態で、記録媒体を搬送方向に搬送させながら画像記録する。記録媒体の搬送中、一画素周期ごとに画像データに基づき駆動信号が選択され、インクの吐出状態が変化する。
【００３３】
各インクジェットヘッド３１は、ノズル面側が記録媒体１０の記録面と対向するように配置されており、フレキシブルケーブル６（図４参照）を介して、駆動信号を生成するための回路が設けられる駆動信号生成手段１００（図５参照）又は１０１（図８参照）に電気的に接続されている。
【００３４】
図４（ａ）は３サイクル駆動によるせん断モード型のインクジェットヘッド３１のヘッドチップ部分の一部断面で示す斜視図、（ｂ）は３サイクル駆動によるせん断モード型のインクジェットヘッド３１のチャネル配列方向からみたインクチャネル２８の断面図である。
【００３５】
図７（ａ）は独立駆動によるせん断モード型のインクジェットヘッド３１のヘッドチップ部分の一部断面で示す斜視図、（ｂ）は独立駆動によるせん断モード型のインクジェットヘッド３１のチャネル配列方向からみたインクチャネル２８の断面図である。
【００３６】
図中、３１０はヘッドチップ、２２はヘッドチップ３１０の前面に接合されたノズル形成部材である。
【００３７】
図５（ａ）〜（ｃ）は、３サイクル駆動によるせん断モード型のインクジェットヘッドのチャネル延伸方向からみたチャネル列の断面図である。
【００３８】
図８（ａ）〜（ｃ）は、独立駆動によるせん断モード型のインクジェットヘッドのチャネル延伸方向からみたチャネル列の断面図である。
【００３９】
なお、本明細書においては、ヘッドチップからインクが吐出される側の面を「前面」といい、その反対側の面を「後面」という。また、ヘッドチップにおいて並設されるチャネルを挟んで図示上下に位置する外側面をそれぞれ「上面」及び「下面」という。
【００４０】
ヘッドチップ３１０は、隔壁２７で仕切られた複数のチャネル２８が並設されたチャネル列を有している。ここではチャネル列は５１２個のチャネル２８を有するが、チャネル列のチャネル数は何ら限定されない。
【００４１】
各隔壁２７は、ここでは図５の矢印で示すように分極方向が異なる２枚の圧電材料２７ａ、２７ｂによって構成されているが、圧電材料は隔壁２７の少なくとも一部にあればよい。
【００４２】
圧電材料２７ａ，２７ｂに使用される圧電材料としては、電圧を加えることにより変形を生じるものであれば特に限定されず、公知のものが用いられ、有機材料からなる基板であっても良いが、圧電性非金属材料からなる基板が好ましく、この圧電性非金属材料からなる基板として、例えば成形、焼成等の工程を経て形成されるセラミックス基板、又は塗布や積層の工程を経て形成される基板等がある。有機材料としては、有機ポリマー、有機ポリマーと無機物とのハイブリッド材料が挙げられる。
【００４３】
セラミックス基板としては、ＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ３−ＰｂＴｉＯ３）、第三成分添加ＰＺＴがあり、第三成分としてはＰｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３、Ｐｂ（Ｍｎ１／３Ｓｂ２／３）Ｏ３、Ｐｂ（Ｃｏ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３等があり、さらにＢａＴｉＯ３、ＺｎＯ、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３等を用いて形成することができる。
【００４４】
本実施形態のように、２枚の圧電材料を分極方向が反対になるように接着して使用すると、１枚の圧電材料の場合よりせん断変形量が倍になるので、同じ変形量を得るには、駆動電圧が１／２以下ですむという利点がある。
【００４５】
図５ではインクチャネル２８の一部である３本（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）が示されており、それらは隔壁２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄで隔てられている。
【００４６】
図８ではインクチャネル２８の一部である３本（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）がそれぞれ空気チャネル１２８により隔てられている。
【００４７】
ヘッドチップ３１０の前面及び後面には、それぞれ各インクチャネル２８の前面側の開口部と後面側の開口部とが対向している。各インクチャネル２８は、その後面側の開口部から前面側の開口部に亘る長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレートタイプである。
【００４８】
インクチャネル２８の一端（以下、これをノズル端という場合がある）はノズル形成部材２２に形成されたノズル２３につながり、他端（以下、これをマニホールド端という場合がある）は、共通インク室７７、インク供給口２５を経て、インクチューブ４３に接続されている。
【００４９】
図４、図５、図７及び図８に示すように、各チャネル２８の内面全面には、金属膜からなる電極２９が密着形成されている。すなわち、各チャネル内で対向する隔壁面の電極２９同士が電気的に接続されている。インクチャネル内の電極２９は接続電極３００及び異方性導電フィルム７８とフレキシブルケーブル６を介して、駆動信号生成手段１００又は１０１と接続している。
【００５０】
次に、このようなインクジェットヘッド３１の製造例を以下に説明するが、本発明は何らこれに限定されるものではない。
【００５１】
まず、厚み方向に分極処理されたＰＺＴ等からなる板状の圧電材料２７ｂと２７ａとを接合部を挟んで分極方向が互いに異なる方向となるように積層してエポキシ系接着剤を用いて接合し、更に、その上側の圧電材料基板２７ａの表面にドライフィルムを貼着する。
【００５２】
次いで、そのドライフィルムの側から、ダイシングブレード等を用いてチャネル２８，１２８となる複数の平行な溝を研削する。各溝は圧電材料２７ａと２７ｂの一方の端から他方の端に亘り、且つ、下側の圧電材料２７ｂの中途部に至る程度の一定の深さＤ（図４参照）で研削することで、長さ方向で大きさと形状がほぼ変わらないストレート状に形成する。
【００５３】
次いで、溝を研削した側から、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌ等の電極形成用金属をスパッタリング法、蒸着法、めっき法等によって適用し、削り残されたドライフィルムの上面及び各溝の内面に金属膜を形成する。
【００５４】
その後、ドライフィルムをその表面に形成された金属膜と共に除去することにより、各溝の内面のみに金属膜が形成された基板を得る。
【００５５】
次いで、各溝を覆うようにカバープレート２４が接着剤を介して接着し、溝の長さ方向と直交する方向に沿って切断することにより、チャネル列を有する複数個のヘッドチップ３１０を一度に作成する。図４、図５に示した空気チャネルを有しない時分割駆動用のヘッドでは、各溝はインクチャネル２８となり、図７、図８に示した空気チャネルを有する独立駆動用のヘッドでは、各溝はインクチャネル２８又は空気チャネル１２８となる。各溝内の金属膜は電極２９となり、隣接する溝の間は接合部を挟んで分極方向が互いに異なる圧電材料２７ａと２７ｂから構成される隔壁２７となる。カットライン間の幅は、それによって作製されるヘッドチップ３１０のインクチャネル２８の駆動長（図４中のＬで表示）を決定するものであり、この駆動長に応じて適宜決定される。
【００５６】
その後、ヘッドチップ３１０と配線基板１０２とを接着剤を用いて固着した後に、例えばヘッドチップ３１０の前面及び配線基板１０２の前端面及び表面（ヘッドチップ３１０の固着面と反対側面）にドライフィルムを用いてパターニングを行い、その後アルミニウムを蒸着し、ドライフィルムをその表面に形成された金属膜と共に除去することで、各チャネル内の電極２９に電気的に接続された各接続電極３００を一挙に形成することができる。
【００５７】
Ａｌ膜の形成方法としては蒸着に限らず、一般の薄膜形成方法を採用することができる。また、導電性ペーストをインクジェットで塗布する方法を用いることもできる。Ａｌ膜の形成後、溶剤でドライフィルムを溶解剥離することで、ドライフィルム上に形成されていたＡｌ膜は除去され、ヘッドチップ３１０の前面及び配線基板１０２の前端面及び表面に接続電極３００のみが残存する。
【００５８】
空気チャネルを有するヘッドでは、ヘッドチップ３１０の後面に、空気チャネル１２８へのインクの流入を阻止する流路規制部材３０２が、各空気チャネル１２８の開口部を完全に閉塞するように接着される。空気チャネルを有しないヘッドでは、このような流路規制部材を設けない。
【００５９】
その後、流路基板１０４を固着する。その後、配線基板１０２と流路基板１０４との間に亘って、該ヘッドチップ３１０の後面を包囲するように囲い壁部１０３を固着して共通インク室７７を形成する。その後は、配線基板１０２の各接続電極３００に、フレキシブルケーブル６を接合する。
【００６０】
次いで、ノズル２３が開設された１枚のノズル形成部材２２が接着剤を介して接着される。
【００６１】
また、ノズル形成部材２２の材料としては、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリマー、アロマティックポリアミド樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリサルフォン樹脂等の合成樹脂のほか、ステンレス等の金属材料を用いることもできる。
【００６２】
上記により電極及び共通インク室が形成された２つのヘッドを、２列のノズルがお互いに半ピッチずれた状態で位置決めし、配線基板同志が向き合うように接着剤により接着することにより、２列のノズルが千鳥状に並び、２倍の解像度を有するヘッドを作製することができる。
【００６３】
次に、吐出動作について説明する。
【００６４】
本実施形態において示したように、せん断モードで変形する圧電材料により構成される場合には、後述する矩形波をより効果的に利用することができ、駆動電圧を低下させ、より効率的な駆動が可能となる。
【００６５】
駆動信号生成手段１００、１０１は、少なくとも１つの駆動パルスを含む一連の駆動信号を一画素周期毎に発生する駆動信号発生回路（図示せず）と、各圧力室毎に前記駆動信号発生回路から供給された駆動信号の中から各画素の画像データに応じて駆動パルスを選択して各圧力室に供給する駆動パルス選択回路（図示せず）とからなり、各画素の画像データに応じて圧力発生手段としての隔壁２７を駆動するための駆動信号を供給する。
【００６６】
画像データを受信すると、制御部（図示せず）が搬送ローラのモータを制御すると共に、駆動信号発生回路に少なくともｏｎパルスとｏｆｆパルスを含む駆動パルスを有する駆動信号を発生させる。さらに、制御部は、上記画像データに基づいて、駆動パルス選択回路に選択すべき駆動パルスの情報を出力する。そして、駆動パルス選択回路は、上記情報に基づいて、駆動パルスを選択して隔壁２７を被覆している電極２９に供給する。これにより、記録ヘッド３１のノズル２３から、一画素周期内にインク滴が吐出可能になっている。
【００６７】
次に、駆動信号と吐出動作について説明する。
【００６８】
各隔壁２７表面に密着形成された電極２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ（各チャネルの電極２９）に駆動信号生成手段１００、１０１から駆動信号が印加されると、以下に例示する動作によってインク滴をノズル２３から吐出する。なお、図５ではノズルは省略してある。図８ではインクチャネルにのみノズルが形成されている様子が示されている。
【００６９】
なお、かかる記録ヘッド３１では、以上のように、隔壁２７の変形によってインクチャネル２８内のインクに正負の圧力が付与されるものであり、この隔壁２７は圧力発生手段を構成している。
【００７０】
（第１の実施の形態）
次に、本発明の実施形態に係わる駆動方法の１例である時分割駆動について説明する。
【００７１】
図４、図５のような少なくとも一部が圧電材料で構成された隔壁２７によって隔てられた複数のインクチャネル２８を有する記録ヘッド３１を駆動する場合、一つのインクチャネル２８の隔壁が吐出の動作をすると、隣のインクチャネル２８が影響を受けるため、通常、複数のインクチャネル２８のうち、互いに１本以上のインクチャネル２８を挟んで離れているインクチャネル２８をまとめて１つの組となすようにして、２つ以上の組に分割し、各組毎にインク吐出動作を時分割で順次行うように駆動制御される。例えば、全インクチャネル２８を２つおきに選んで３相に分けて吐出する、いわゆる３サイクル吐出法が行われる。
【００７２】
かかる３サイクル吐出動作について図６を用いて更に説明する。図６に示す例では、記録ヘッドはインクチャネルがＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ａ３、Ｂ３、Ｃ３の９つのインクチャネル２８で構成されている。
【００７３】
インク吐出時には、まずＡ組（Ａ１、Ａ２、Ａ３）のインクチャネル２８の電極に電圧を掛け、その両隣のインクチャネルの電極を接地する。すなわち、Ａ組のインクチャネル２８の電極に第１の膨張パルス、収縮パルス及び第２の膨張パルスからなる駆動信号を印加する。これによりＡ組の圧力室に連通するノズルから微小液滴のインクが吐出される。
【００７４】
一定時間経過後、続いてＢ組（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）の各インクチャネル２８、更に続いてＣ組（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の各インクチャネル２８へと上記同様に動作する。
【００７５】
図１０は、本発明に係る実施の形態の駆動方法を実現するための駆動信号を示している。
【００７６】
図１０において、横軸は（ＡＬ）時間、縦軸は駆動電圧を表す。
【００７７】
ｔ１は第１膨張パルス幅（第１の膨張パルスのパルス幅）である
ｔ２は収縮パルス幅（収縮パルスのパルス幅）である
ｔ３は第２膨張パルス幅（第２の膨張パルスのパルス幅）である。
【００７８】
（１）かかる記録ヘッド３１は、図５（ａ）に示す状態において、電極２９Ａ及び２９Ｃをアースに接続すると共に電極２９Ｂに、Ｖｏｎ電圧値まで立ち上がり、その後一定時間保持する矩形波からなる第１の膨張パルス（正電圧）を印加すると、まず、第１の膨張パルスの立ち上がり（Ｐ１）によってＶｏｎの電圧を掛かり、隔壁２７Ｂ、２７Ｃを構成する圧電材料２７ａ、２７ｂの分極方向に直角な方向の電界が生じ、２７ａ、２７ｂともに隔壁の接合面にズリ変形を生じ、図５（ｂ）に示すように隔壁２７Ｂ及び隔壁２７Ｃは互いに外側に向けて変形し、インクチャネル２８Ｂの容積が膨張する。これによりインクチャネル２８Ｂ内のインクに負の圧力が生じてインクが流れ込む（Ｄｒａｗ）。
【００７９】
なお、ＡＬ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｌｅｎｇｔｈ）とは、上述したように、インクチャネル（圧力室）の音響的共振周期の１／２である。このＡＬは、電気・機械変換手段である隔壁２７に矩形波のパルスを印加して吐出するインク滴の速度を測定し、矩形波の電圧値を一定にして矩形波のパルス幅を変化させたときに、インク滴の飛翔速度が最大になるパルス幅として求められる。この値は、ヘッドの構造やインクの密度等に依存して決まるものである。
【００８０】
また、パルスとは、一定電圧波高値の矩形波であり、０Ｖを０％、波高値電圧を１００％とした場合に、パルス幅とは、電圧の０Ｖからの電圧の立ち上がり始め又は立ち下がり始めの１０％から波高値電圧からの立ち下がり始め又は立ち上がり始めの１０％との間の時間として定義する。更に、ここで矩形波とは、電圧の１０％と９０％との間の立ち上がり時間、立ち下がり時間のいずれもがＡＬの１／１０以内、好ましくは１／２０以内であるような波形を指す。
【００８１】
（２）インクチャネル２８Ｂ内の圧力波は、１ＡＬ時間毎に反転を繰り返すので、この最初のＰ１の印加から１ＡＬ時間経過後に電位を０に戻す（Ｐ２）と、隔壁２７Ｂ，２７Ｃは膨張位置から図５（ａ）に示す中立位置に戻り、インクチャネル２８Ｂ内のインクに高い圧力が掛かる。ここで、第１膨張パルス幅ｔ１は１ＡＬであることが好ましい。
【００８２】
引き続いて、矩形波からなる収縮パルス（負電圧Ｖｏｆｆ）を印加する。まず収縮パルスの立ち下がり（Ｐ３）によって、図５（ｃ）に示すように、隔壁２７Ｂ及び２７Ｃは互いに逆方向に変形し、インクチャネル２８Ｂの容積が収縮する。この収縮によりインクチャネル２８Ｂ内のインクに更に高い圧力を掛け、ノズル２３の開口からインク柱を突出させる。
【００８３】
（３）ｔ２時間経過した時点で、電位を０に戻し（Ｐ４）、引き続き、第２の膨張パルス（電圧Ｖｏｎ）を掛けると（Ｐ５）、インクチャネル２８Ｂの容積が膨張することでインクチャネル２８Ｂ内のインクに高い負の圧力が掛かる。これにより、メニスカスが引き込まれ、突出されたインク柱の後端が引き戻され、インク柱の径が細くなり、インク滴が切り離される。
【００８４】
Ｐ５からｔ３経過後に電圧が０に戻り、図５（ａ）の状態にすることにより、圧力波を急速に減衰させることができる。
【００８５】
ヘッドは上記の一連の駆動パルスの繰り返しで駆動される。従って、圧力波の減衰が速いほど、次の画素のインクを早く吐出できるため、より高速に印刷ができる点で好ましい。
【００８６】
第１膨張パルス幅はインク滴の吐出力に大きく影響し、１ＡＬにこのパルス幅が一致したときにインク滴吐出力（吐出速度）は最大となる。また、収縮パルスは、第１の膨張パルスの立ち下がり時（Ｐ２）、つまり、１ＡＬの経過後に印加される。このため、上述の如く第１膨張パルス幅を１ＡＬに設定することにより、膨張パルスの立ち上がり時（Ｐ１）に発生した負の圧力波が、インクチャネルを伝播して正圧に反転すると同時に、膨張パルスの立ち下がり（Ｐ２）及び収縮パルスの立ち下がり（Ｐ３）によるインクチャネルの収縮により発生した正圧が加わり、これらが相俟って最も効率の良い吐出力が得られる。よって、インク滴の吐出速度が速くなるという利点を有する。
【００８７】
また、収縮パルス幅を０．１〜０．５ＡＬ（０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下）とすることにより小さな液滴を形成することができる。０．１ＡＬ未満では駆動壁が応答するための時間が十分経過していないため液滴体積を減少させることができない。また、０．５ＡＬを超えて０．６ＡＬになると液滴体積が急激に大きくなり、好ましくない。
【００８８】
また、画像の解像度や階調などの条件に応じてインク液滴の体積を増減して適宜設定する必要がある場合がある。また、インク液滴の体積は、記録ヘッドの温度等に影響を受ける。例えば、記録ヘッドの温度が低い場合、吐出するインク液滴の体積は小さく、記録されるドットの面積は小さくなる。逆に、記録ヘッドの温度が高い場合、吐出するインク液滴の体積は大きく、記録されるドットの面積は大きくなる。すなわち、同じ画像データに基づいて同じ駆動パルスで駆動して記録を行った場合でも、記録ヘッドの温度が不安定であると、記録媒体に形成されるドットの大きさ、ひいては画像濃度が安定せず、濃度むらなどを引き起こす懸念が生じる。
【００８９】
このため、収縮パルス幅を０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下の範囲で変化させてインク液滴の体積を制御することが好ましい。
【００９０】
記録ヘッドから吐出されるインク液滴の体積の制御は、駆動信号生成手段１００，１０１を制御するＣＰＵなどの制御部が、その駆動パルスの収縮パルス幅を変調することにより行うことができる。すなわち、後述する実施例に示すようにインク液滴の体積を小さくしたい場合には収縮パルス幅を狭くし、インク液滴の体積を大きくしたい場合には収縮パルス幅を広くするように設定するのである。
【００９１】
これにより、例えば、記録ヘッドの温度等によらずインク液滴の体積を所定の制御範囲幅内に収めることができる。また、画像の解像度や階調などの条件に応じてインク液滴の体積を増減できる。
【００９２】
第２膨張パルス幅は、液滴体積及び安定速度上限の点から、０．２〜０．６ＡＬ（０．２ＡＬ以上０．６ＡＬ以下）が好ましく、０．４〜０．６ＡＬ（０．４ＡＬ以上０．６ＡＬ以下）が更に好ましい。０．２ＡＬ未満だと液滴体積が増加し、小さな液滴を吐出するには好ましくない。また、０．６ＡＬを超えると安定に射出できる速度の上限が大きく低下するため好ましくない。
【００９３】
また、収縮パルス幅は第２膨張パルス幅よりも短いことが好ましい。
【００９４】
また、収縮パルス幅と第２膨張パルス幅の和が０．３ＡＬ以上０．９ＡＬ以下であることが好ましい。
【００９５】
また、第１膨張パルス幅は、上記の実施形態では１ＡＬとしたが、０．７ＡＬ〜１．３ＡＬ（０．７ＡＬ以上１．３ＡＬ以下）の範囲内に設定すればよい。この範囲を外れると圧力波による吐出効率が下がり、駆動電圧が大きく上昇する。
【００９６】
図９は、特許文献１に記載の駆動信号の１つの例である。この例では、｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝１である。第１の膨張パルスから第１の収縮パルスまでの間隔ｔ１は１ＡＬであり、第１の収縮パルスから第２の膨張パルスまでの間隔ｔ２は０．５ＡＬであり、第２の膨張パルスのパルス幅ｔ３は０．５ＡＬである。ここで、｜Ｖｏｎ｜はＶｏｎの絶対値であり、｜Ｖｏｆｆ｜はＶｏｆｆの絶対値である。
【００９７】
図１０は本発明の駆動信号である。ここで、第１の膨張パルスの駆動電圧をＶｏｎ、収縮パルスの駆動電圧をＶｏｆｆとしたとき、｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜は１．３〜１０（１．３以上１０以下）である。ｔ１＝１ＡＬ、ｔ２＝０．１〜０．３ＡＬ（０．１ＡＬ以上０．３ＡＬ以下）、ｔ３＝０．２〜０．６ＡＬ（０．２ＡＬ以上０．６ＡＬ以下）であり、１サイクルが図９の駆動信号より短縮されている。
【００９８】
｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜は、液滴体積及びサテライト長さの点より１．３〜１０（１．３以上１０以下）であるが、２〜１０（２以上１０以下）であることが好ましく、更に、３〜１０（３以上１０以下）であることが好ましい。
【００９９】
液滴がノズルから射出されるときに、主液滴の後方にインク柱が伸びた状態で飛翔する。後方のインク柱は記録媒体に到着する前にサテライト（小さな液滴）となり、サテライト長さ（主液滴から最後方のサテライトまでの距離）が長いほどサテライト量が多くなり、画像が乱れやすくなる。
【０１００】
また、第２の膨張パルスの駆動電圧は第１の膨張パルスの駆動電圧Ｖｏｎと同電圧に設定している。これは、駆動パルスを発生するための駆動信号生成手段１００、１０１における電源電圧数を少なくして回路コストを下げることができるために好ましい態様である。
【０１０１】
本実施形態の駆動信号におけるｏｆｆ波形は、収縮パルスに対応し、ｏｎ波形は第１の膨張パルスと第２の膨張パルスに対応している。また、波形としてはＧＮＤ（アース電位）も選択することができるようになっている。ここで、第２の膨張パルスの駆動電圧は第１の膨張パルスの駆動電圧Ｖｏｎと同電圧に設定されているため、ｏｎ波形及びｏｆｆ波形は、それぞれ単一の電源電圧、Ｖｏｎ及びＶｏｆｆをデジタル的にスイッチングするのみで波形を生成することができる。
【０１０２】
以上の実施形態例では、インク滴を吐出させるための１つの駆動パルスを一画素周期内に印加する駆動信号の例を示したが、以下に示すようなインク滴をそれぞれ吐出させるための複数の駆動パルスを一画素周期内に印加する駆動信号を用いてもよい。
【０１０３】
図１１は、インク滴をそれぞれ吐出させるための複数の駆動パルスを一画素周期内に印加する駆動信号を示している。一画素周期内の各駆動パルスは、図１０に示す駆動パルスと同様な駆動パルスを用いる。複数の駆動パルスは、各駆動パルスの間に駆動パルスを印加しない（アース電位）駆動パルス停止期間が設けられた状態で連続的に印加される。
【０１０４】
本実施の形態においては、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の駆動パルスにより吐出されるＮ個のサブドロップを記録媒体に着弾する前の飛翔中あるいは記録媒体上で合体させることによって１個のスーパードロップＵＤを形成して一画素のドットを形成する場合に、従来より更に微小なサブドロップを、高い駆動周波数で、安定に吐出することができる。
【０１０５】
図１１の駆動信号では、最大Ｎ個のインク滴を吐出し、０階調からＮ階調までの印字ができる。
【０１０６】
例えば、Ｎ＝３とした場合には、０ドロップ（０階調）、一画素周期内の最初の駆動パルスにより吐出されるサブドロップＳＤ１の１ドロップ（１階調）、ＳＤ１と一画素周期内の２番目の駆動パルスにより吐出されるＳＤ２の２ドロップ（２階調）、ＳＤ１とＳＤ２と一画素周期内の３番目（最後）の駆動パルスにより吐出されるＳＤ３の３ドロップ（３階調）のそれぞれで０階調から３階調までの印字ができる。
【０１０７】
なお、一つの例を示すと、第１膨張パルス幅ｔ１を１ＡＬ、収縮パルス幅ｔ２を０．２７ＡＬ、第２膨張パルス幅ｔ３を０．４５ＡＬとしたとき、駆動パルス停止期間ｔ４は３．２８ＡＬである。この駆動パルス停止期間ｔ４は、０．７ＡＬから５．２ＡＬの範囲とするとよい。
【０１０８】
次に３サイクル吐出動作について図１２を用いて更に説明する。図１１の駆動信号を基本として、一画素周期にＮ発のインク滴（サブドロップ）を吐出する例に挙げて説明する。このときのＡ、Ｂ、Ｃの各組の圧力室２８の電極に印加される駆動信号のタイミングチャートを図１２に示す。
【０１０９】
ＳＤ１〜ＳＤＮのＮ滴によるスーパードロップを形成する期間を一画素周期とする。
【０１１０】
インク吐出時には、まずＡ組（Ａ１、Ａ２、Ａ３）の各圧力室２８の電極に前記ＳＤ１〜ＳＤＮを吐出する１連の駆動パルス電圧を掛け、その両隣の圧力室の電極を接地し、Ａ組のノズルからＳＤ１〜ＳＤＮのインク滴を吐出させる。
【０１１１】
続いてＢ組（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）の各圧力室２８、更に続いてＣ組（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の各圧力室２８へと上記同様に動作する。
【０１１２】
以上は、ベタ画像（フル駆動）の場合であるが、実際は、各画素の印字データに応じて、ＳＤ１〜ＳＤＮのうちの吐出するインク滴の数を変化させる。
【０１１３】
また、複数の駆動パルスは、０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下の範囲内で複数種類の異なった収縮パルス幅の駆動パルスを含み、各駆動パルスにより複数種類の異なった体積のインク滴を吐出させ、吐出された複数のインク滴を記録媒体に着弾する前、あるいは着弾した後に合体して一画素を形成するようにしてもよい。これにより階調性を向上させることができる。
【０１１４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の実施形態に係わる駆動方法の１例である独立駆動ヘッドについて説明する。
【０１１５】
図４、図５のような少なくとも一部が圧電材料で構成された隔壁２７によって隔てられた複数のインクチャネル２８を有する記録ヘッド３１を駆動する場合、一つのインクチャネル２８の隔壁が吐出の動作をしたときに、隣のインクチャネル２８が影響を受けないようにするため、インクチャネル２８と空気チャネル１２８を交互に設けたチャネル列を形成する。間に空気チャネルが有る為に、隣の圧力室の隔壁の動作の影響を受けない。従って、図７（ａ）のように、独立駆動ヘッドはインク導入口とノズルを有する圧力室がチャネル列に１つおき並んだ形になる。
【０１１６】
従って、かかる独立駆動ヘッドは各圧力室は隣の駆動状態とは無関係に、図１０又は図１１の駆動信号を同時に印加して駆動できるため、圧力室をＡ組、Ｂ組、Ｃ組と分割しない。その他は第１の実施形態と同様に駆動できる。
【実施例】
【０１１７】
実施例１
図４（ａ）、（ｂ）及び図５に示すシェアモード（せん断モード）タイプの３サイクル駆動ヘッド（ノズルピッチ＝１８０ｄｐｉ、ノズル数＝５１２、ノズル径＝２７μｍ、ＡＬ＝５．３μｓ）を２つ用意し、各ヘッドのノズル列が、相互に１／２ピッチずらされ、千鳥状に配置するように貼り合わせた。これにより、各ヘッドのそれぞれが１８０ｄｐｉのヘッドであるので、ノズルのピッチを互いに１／２ずらせることで、３６０ｄｐｉの記録ヘッドとして使用することが可能となり、ノズル数を増やし、高密度の記録ヘッドとすることができる。
【０１１８】
この２列ヘッド（ノズルピッチ：３６０ｄｐｉ、ノズル数：１０２４）にインクを供給し、各チャネルに下記駆動信号を印加した。チャネル列のチャネルを３群に分け、図１０に示す駆動信号を基本として、以下の条件で３サイクル駆動を行った。
【０１１９】
インク：混合有機溶剤系（粘度＝１０ｍＰａ・ｓ、表面張力＝３０ｍＮ／ｍ（２５℃における測定値））
（駆動信号と液滴体積）
駆動周波数＝１２．６ｋＨｚ
膨張パルス（第１の膨張パルス、第２の膨張パルス）と収縮パルスの駆動電圧比｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝２
ｔ１（第１膨張パルス幅）＝１ＡＬ
ｔ２（収縮パルス幅）：図１３のように変化（０．１ＡＬ以上０．６５ＡＬ以下の範囲で変更）
ｔ３（第２膨張パルス幅）：図１３のように変化（０．３ＡＬまたは０．４５ＡＬまたは０．６ＡＬ）
駆動電圧Ｖｏｎは１２．５〜１７．５Ｖであった（１２．５以上１７．５Ｖ以下の範囲で種々変更しつつ、吐出試験を行い液滴速度と液滴体積を測定した）。
【０１２０】
図１３に液滴体積を示した。
【０１２１】
液滴体積は収縮パルス幅が０．１〜０．５ＡＬ（０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下の範囲で）で小さくなっていることが分かる。
【０１２２】
一方、比較例として上記と同じヘッドとインクを用い、上記と同じ駆動周波数で、特許文献１の実施例１と同様の駆動信号（｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝１、ｔ１＝１ＡＬ、ｔ２＝０．５ＡＬ、ｔ３＝０．５ＡＬ）で駆動したときの液滴体積は１０．９ｐｌであり、図１３に破線で示した。
【０１２３】
｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜を変化させたときの液滴体積を図１５に示した。図１５より、｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜が１．３以上では、液滴体積が顕著に小さくなっている。
【０１２４】
（サテライトの長さ）
収縮パルス幅ｔ２＝０．３ＡＬ、第２膨張パルス幅ｔ３＝０．４５ＡＬの条件で、｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜を変化させたときのサテライトの長さの評価結果を表１に示した。
【０１２５】
【表１】
【０１２６】
表１において、
○：主液滴とサテライトが同一位置に着弾し、ドット形状の乱れがない。画像の荒れは全く見られない。
【０１２７】
△：主液滴とサテライトが若干離れて着弾し、ドット形状もやや乱れている。やや画像の荒れが認められる。
【０１２８】
×：主液滴とサテライトが離れて着弾し、画素が乱れ、ドット形状が悪く、画像が非常に荒れている。
【０１２９】
表１より、サテライトは｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜が１．３〜１０（１．３以上１０以下）であれば、ドット形状の乱れが無く、画像の乱れも見られないことが分かる。
【０１３０】
（駆動信号と圧力波）
｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝２において、収縮パルス幅と第２膨張パルス幅を下記のように変化させた以外は、上記と同様の条件で、駆動後の圧力波の減衰状態をシミュレーションした。結果を図１６〜図１８に示した。図１６〜図１８において、縦軸は圧力の相対値である。
【０１３１】
図１６（本発明） 収縮パルス幅：０．２ＡＬ、第２膨張パルス幅：０．５ＡＬ
図１７（本発明） 収縮パルス幅：０．２ＡＬ、第２膨張パルス幅：０．１ＡＬ
図１８（本発明） 収縮パルス幅：０．２ＡＬ、第２膨張パルス幅：０．８ＡＬ
図より、第２膨張パルス幅が０．２ＡＬ以上０．６ＡＬ以下の条件を満たす図１６は、満たさない図１７、１８よりも圧力波の減衰が速いことが分かる。
【０１３２】
（安定射出速度上限）
それぞれの駆動信号印加条件において、駆動電圧を上げることによりインク滴の飛翔速度を上げていき、飛翔状態を観察した。圧力室中に空気が取り込まれること等による出射不安定が起こらない飛翔速度の上限を安定射出速度上限と定めた。
【０１３３】
｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝２において、収縮パルス幅を０．１ＡＬ〜０．３ＡＬと（０．１ＡＬ以上０．３ＡＬ以下の範囲で）変化させ、第２膨張パルス幅を０．２ＡＬ〜０．７ＡＬ（０．２ＡＬ以上０．７ＡＬ以下の範囲で）と変化させた以外は上記と同様に射出試験を行ったときの安定射出速度上限（液滴飛翔速度の上限）（安定に吐出できる速度の上限値）を図１４に示した。図より第２膨張パルス幅が０．２ＡＬ〜０．６ＡＬ（０．２ＡＬ以上０．６ＡＬ以下の範囲で）であれば、０．７ＡＬに比べ安定射出速度上限（安定に吐出できる速度の上限値）が高く、０．２ＡＬ〜０．５ＡＬ（０．２ＡＬ以上０．５ＡＬ以下の範囲で）であれば更に安定射出速度上限（安定に吐出できる速度の上限値）が高くなり、０．２ＡＬ〜０．４ＡＬ（０．２ＡＬ以上０．４ＡＬ以下の範囲で）では安定射出速度上限（安定に吐出できる速度の上限値）が最も高くなることが分かる。
【０１３４】
これに対し、駆動信号を｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝１、収縮パルス幅＝０．５ＡＬ、第２膨張パルス幅＝０．５ＡＬ（特許文献１の駆動信号に相当）とした他は、上記と同様に測定した安定射出速度上限（安定に吐出できる速度の上限値）は図１４に示したとおり、本発明の安定射出速度上限（安定に吐出できる速度の上限値）より低く、本発明が優れていることが分かる。
【０１３５】
本発明の駆動方法（｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝１．３以上１０以下、第１の膨張パルス：１ＡＬ、収縮パルス：０．２７ＡＬ、第２の膨張パルス：０．４５ＡＬ）と特許文献１の駆動信号（｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝１、第１の膨張パルス：１ＡＬ、収縮パルス：０．５ＡＬ、第２の膨張パルス：０．５ＡＬ、第２の収縮パルス：０．５ＡＬ）により出射したときの、駆動周波数と安定射出速度上限との関係を図１９に示した。図より、本発明によれば、広範囲の駆動周波数において、安定射出速度上限が高いことが分かる。一般的にインクの射出速度を早くすると圧力室中に空気が取り込まれること等により、出射が不安定になる。安定射出速度上限とは、安定して射出できる速度の上限をいう。このことから本発明の駆動方法を用いることにより、高周波数の駆動が可能であり、プリント速度を向上することが可能であることが分かる。
【０１３６】
実施例２
ノズル径＝２０μｍ、ＡＬ＝３．０μｓ、の他は実施例１と同様のインクジェットヘッドにより、図１０に示す駆動信号を基本とした下記駆動信号を印加して、実施例１と同様のインクを射出した。
【０１３７】
駆動信号：
ｔ１＝１ＡＬ
ｔ２：０．１〜０．６ＡＬの範囲（０．１ＡＬ以上０．６ＡＬ以下の範囲）で変化
ｔ３＝０．４５ＡＬ
｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝２
駆動周波数＝２２．２ｋＨｚ。
【０１３８】
駆動電圧は１８〜２１Ｖであった。
【０１３９】
図２０に収縮パルス幅と液滴体積の関係を示した。
【０１４０】
図より、収縮パルス幅が０．１〜０．５ＡＬ（０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下の範囲）では液滴体積が小さく、それを超えると急激に液滴体積が大きくなることが分かる。
【０１４１】
実施例３
ノズル径＝３０μｍ、ＡＬ＝４．５μｓ、独立駆動によるせん断モード型である他は実施例１と同様のインクジェットヘッドにより、図１０に示す駆動信号を基本とした下記駆動信号を印加して、下記インクを射出した。
【０１４２】
駆動信号：
ｔ１＝１ＡＬ
ｔ２：０．１〜０．８ＡＬの範囲で変化
ｔ３＝０．４５ＡＬ
｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝２
駆動周波数＝２０ｋＨｚ。
【０１４３】
インク：
水と有機溶剤の混合液
粘度＝５．７ｍＰａ・ｓ
表面張力＝４１ｍＮ／ｍ
駆動電圧は１１〜２２Ｖであった。
【０１４４】
図２１に収縮パルス幅と液滴体積の関係を示した。
【０１４５】
図より、収縮パルス幅が０．１〜０．５ＡＬ（０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下の範囲）では液滴体積が小さく、それを超えると急激に液滴体積が大きくなることが分かる。
【０１４６】
実施例４
ノズル径＝２０μｍ、ＡＬ＝３．６μｓ、の他は実施例１と同様のインクジェットヘッドにより、図１０に示す駆動信号を基本とした下記駆動信号を印加して、下記インクを射出した。
【０１４７】
駆動信号：
ｔ１＝１ＡＬ
ｔ２＝０．２７ＡＬ
ｔ３＝０．４５ＡＬ
｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝２
駆動周波数＝２２．２ｋＨｚ。
【０１４８】
インク：
銀ナノ粒子が溶剤に分散されたインク
粘度：８．９ｍＰａ・ｓ
表面張力：２６ｍＮ／ｍ
駆動電圧は１６．４Ｖであった。
【０１４９】
特許文献１の駆動信号を印加した場合の液滴体積が２．２ｐｌだったのに対し、上記駆動信号を印加した場合は１．４ｐｌとなった。このように小さい液滴を吐出することができるので、細線の描画が必要となる配線基板に用いると特に有効である。
【符号の説明】
【０１５０】
１ インクジェット記録装置
１０ 記録媒体
１０Ａ 捲き出しロール
１０Ｂ 巻き取りロール
２０ バックロール
２３ ノズル
２４ カバープレート
２７ 隔壁
２８ インクチャネル
２９ 電極
３０ インクジェットヘッドユニット
３１ インクジェットヘッド
１２８ 空気チャネル
３１０ ヘッドチップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を吐出するノズルと、該ノズルに連通する圧力室と、該圧力室の容積を変化させる圧力発生手段を有する記録ヘッドと、インク滴を吐出させるための少なくとも１つの駆動パルスを一画素周期内に印加する駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを備え、前記駆動信号を印加することによって、前記圧力発生手段を作動させて前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録装置において、一画素周期内の駆動パルスは、時系列順に前記圧力室の容積を膨張させる第１の膨張パルス、前記圧力室の容積を収縮させる収縮パルス及び、再度前記圧力室の容積を膨張させる第２の膨張パルスを含み、かつ前記収縮パルスのパルス幅が０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下（ＡＬは圧力室の音響的共振周期の１／２）であり、かつ前記第１の膨張パルスの駆動電圧をＶｏｎ、前記収縮パルスの駆動電圧をＶｏｆｆとしたとき、｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜が１．３以上１０以下であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記第２の膨張パルスのパルス幅が０．２ＡＬ以上０．６ＡＬ以下であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記収縮パルスのパルス幅と前記第２の膨張パルスのパルス幅の和が０．３ＡＬ以上０．９ＡＬ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記第１の膨張パルスのパルス幅が１ＡＬであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記収縮パルスのパルス幅は前記第２の膨張パルスのパルス幅よりも短いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記収縮パルスのパルス幅を０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下の範囲内で変化させてインク滴の体積を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記駆動信号生成手段は、インク滴を吐出させるための前記駆動パルスを一画素周期内に複数印加する駆動信号を生成するものであり、
各駆動パルスにより吐出された複数のインク滴を記録媒体に着弾する前、あるいは着弾した後に合体させて一画素を形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記複数の駆動パルスは、収縮パルスのパルス幅が０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下の範囲内で異なった複数種類の駆動パルスを含み、
各駆動パルスにより複数種類の異なった体積のインク滴を吐出させることを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記第２の膨張パルスの駆動電圧が前記第１の膨張パルスの駆動電圧Ｖｏｎと同電圧であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１】
インク滴を吐出するノズルと、該ノズルに連通する圧力室と、該圧力室の容積を変化させる圧力発生手段を有する記録ヘッドと、インク滴を吐出させるための少なくとも１つの駆動パルスを一画素周期内に印加する駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを備え、前記駆動信号を印加することによって、前記圧力発生手段を作動させて前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記録装置において、一画素周期内の駆動パルスは、時系列順に前記圧力室の容積を膨張させる第１の膨張パルス、前記圧力室の容積を収縮させる収縮パルス及び、再度前記圧力室の容積を膨張させる第２の膨張パルスを含み、かつ前記収縮パルスのパルス幅が０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下（ＡＬは圧力室の音響的共振周期の１／２）であり、かつ前記第１の膨張パルスの駆動電圧をＶｏｎ、前記収縮パルスの駆動電圧をＶｏｆｆとしたとき、｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜が１．３以上１０以下であることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記第２の膨張パルスのパルス幅が０．２ＡＬ以上０．６ＡＬ以下であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記収縮パルスのパルス幅と前記第２の膨張パルスのパルス幅の和が０．３ＡＬ以上０．９ＡＬ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記第１の膨張パルスのパルス幅が１ＡＬであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記収縮パルスのパルス幅は前記第２の膨張パルスのパルス幅よりも短いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記収縮パルスのパルス幅を０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下の範囲内で変化させてインク滴の体積を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記駆動信号生成手段は、インク滴を吐出させるための前記駆動パルスを一画素周期内に複数印加する駆動信号を生成するものであり、
各駆動パルスにより吐出された複数のインク滴を記録媒体に着弾する前、あるいは着弾した後に合体させて一画素を形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記複数の駆動パルスは、収縮パルスのパルス幅が０．１ＡＬ以上０．５ＡＬ以下の範囲内で異なった複数種類の駆動パルスを含み、
各駆動パルスにより複数種類の異なった体積のインク滴を吐出させることを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記第２の膨張パルスの駆動電圧が前記第１の膨張パルスの駆動電圧Ｖｏｎと同電圧であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１１−３７２６０（Ｐ２０１１−３７２６０Ａ）
【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２０１０−１３１７９２（Ｐ２０１０−１３１７９２）
【出願日】平成２２年６月９日（２０１０．６．９）
【出願人】（３０５００２３９４）コニカミノルタＩＪ株式会社 (317)
【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２２年６月９日（２０１０．６．９）
【出願人】（３０５００２３９４）コニカミノルタＩＪ株式会社 (317)
【Ｆターム（参考）】
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