液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの駆動方法
【課題】吐出される液滴の尾部を縮小させて、高速吐出を行わせることができると共に、吐出安定性を向上した液体噴射装置の提供。
【解決手段】液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを具備する液体噴射ヘッドと、圧力発生手段に、圧力発生室を膨張させる膨張要素Ｐ０１と、圧力発生室を収縮させる収縮要素Ｐ０３と、収縮要素によってノズル開口から液体が吐出される前に圧力発生室を膨張させて液体を吐出させる再膨張要素Ｐ０５〜Ｐ０７とを具備する駆動信号を供給する駆動手段とを具備し、再膨張要素Ｐ０５〜Ｐ０７が、収縮要素側に設けられて圧力発生室を膨張させる一次膨張要素Ｐ０５と、一次膨張要素Ｐ０５に連続して一次膨張要素Ｐ０５の電圧変化率と異なる電圧変化率を有する変化部Ｐ０６を少なくとも有すると共に圧力発生室を膨張させる二次膨張要素Ｐ０６〜Ｐ０７とを具備する。
【解決手段】液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを具備する液体噴射ヘッドと、圧力発生手段に、圧力発生室を膨張させる膨張要素Ｐ０１と、圧力発生室を収縮させる収縮要素Ｐ０３と、収縮要素によってノズル開口から液体が吐出される前に圧力発生室を膨張させて液体を吐出させる再膨張要素Ｐ０５〜Ｐ０７とを具備する駆動信号を供給する駆動手段とを具備し、再膨張要素Ｐ０５〜Ｐ０７が、収縮要素側に設けられて圧力発生室を膨張させる一次膨張要素Ｐ０５と、一次膨張要素Ｐ０５に連続して一次膨張要素Ｐ０５の電圧変化率と異なる電圧変化率を有する変化部Ｐ０６を少なくとも有すると共に圧力発生室を膨張させる二次膨張要素Ｐ０６〜Ｐ０７とを具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット式プリンタやプロッタ等のインクジェット式記録装置は、インクカートリッジやインクタンク等のインク貯留手段に貯留されたインクを、インク滴として吐出可能なインクジェット式記録ヘッドを有する。
【０００３】
ここで、インクジェット式記録ヘッドとしては、ノズル開口に連通する圧力発生室と、複数の圧力発生室に連通する共通の液体室であるリザーバと、圧力発生室に圧力変化を生じさせてノズル開口から液滴を吐出させる圧力発生手段とを具備する。そして、インクジェット式記録ヘッドに搭載される圧力発生手段としては、例えば、縦振動型の圧電素子、撓み振動型の圧電素子、静電気力を用いたもの、発熱素子を用いたものなどが挙げられる。
【０００４】
このようなインクジェット式記録ヘッドにインク滴の吐出を行わせた際に、吐出されたインク滴の尾部が長くなってしまうという問題や、二次的な微小なインク滴が吐出されるなどの問題が発生する場合がある。そして、このような問題が生じると、早いタイミングで複数のインク滴を吐出させる高周波吐出を行わせることができず、高速印刷を行うことができない。
【０００５】
このため、圧電素子等の圧力発生手段に供給する駆動信号として、圧力発生室の体積を収縮させてインク滴を吐出させた収縮要素の後、圧力発生室を膨張させてインク柱を切断する膨張要素を設けたものが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平２−１８４４４９号公報
【特許文献２】特開２００６−３０６０７６号公報
【特許文献３】特許第３２７５９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、さらなる高速印刷が望まれており、インク滴の尾部をさらに低減することが必要である。このため、インク柱を切断する膨張要素の駆動電圧を高めると共に、電圧を印加する時間を短くして、電圧変化を急峻にすることが考えられるが、このような急峻な電圧変化を行うと、インク滴を吐出させた後のノズル開口のインクのメニスカスの振動が大きくなり、二次的なインク滴が吐出されてしまうことや、次のインク滴の吐出に悪影響を与えてしまうなどの問題がある。
【０００８】
そして、このような問題は、上記特許文献１〜３では、解決することができるものではない。また、このような問題は、特に高粘度のインクを吐出させる場合に、顕著に現れる。
【０００９】
なお、このような問題はインクジェット式記録装置だけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射装置においても同様に存在する。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑み、吐出される液滴の尾部を縮小させて、高速吐出を行わせることができると共に、吐出安定性を向上した液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを具備する液体噴射ヘッドと、前記圧力発生手段に、前記圧力発生室を膨張させる膨張要素と、前記圧力発生室を収縮させる収縮要素と、該収縮要素によって前記ノズル開口から液体が吐出される前に前記圧力発生室を膨張させて液体を吐出させる再膨張要素とを具備する駆動信号を供給する駆動手段とを具備し、前記再膨張要素が、前記収縮要素側に設けられて前記圧力発生室を膨張させる一次膨張要素と、前記一次膨張要素に連続して当該一次膨張要素の電圧変化率と異なる電圧変化率を有する変化部を少なくとも有すると共に前記圧力発生室を膨張させる二次膨張要素とを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、一次膨張要素と二次膨張要素とを有する再膨張要素を設けることで、吐出する液滴の尾部を短くすることができると共に、液滴を吐出した後のメニスカスの振動を安定させることができる。これにより、液滴の高速吐出（高周波吐出）を実現できる。
【００１２】
ここで、前記変化部が、前記一次膨張要素に連続すると共に当該一次膨張要素の終了時の電位を維持するホールド要素からなると共に、前記二次膨張要素が、前記ホールド要素に連続して前記圧力発生室を膨張させる三次膨張要素をさらに具備することが好ましい。また、前記二次膨張要素を、前記一次膨張要素に連続して、前記一次膨張要素の電圧変化率と異なる前記変化部だけで構成することもできる。これによれば、再膨張要素における電圧の変化を短時間で行って吐出された液滴の尾部を短くすることができると共に、電圧の変化が短時間であっても、液滴吐出後のメニスカスを安定させることができる。
【００１３】
また、前記膨張要素が、前記圧力発生室を基準体積よりも大きな体積となるように膨張させると共に前記収縮要素が、前記圧力発生室を前記基準体積よりも小さな体積となるように収縮させ、前記再膨張要素が、前記圧力発生室を前記基準体積よりも大きく、且つ前記膨張要素による前記圧力発生室の体積よりも小さな体積となるように膨張させるものであることが好ましい。これによれば、液滴の吐出特性を向上することができると共に、液滴の尾部を確実に短くすることができる。
【００１４】
また、前記収縮要素が終了したタイミングと、前記再膨張要素を開始するタイミングとの間隔が、前記圧力発生室の固有振動周期以下であることが好ましい。これによれば、再膨張要素が供給される前に液滴が振動により吐出されるのを防止して、吐出した液滴の尾部を短くすることができる。
【００１５】
また、前記駆動信号が、前記再膨張要素の後に前記圧力発生室の体積を戻す再収縮要素をさらに具備し、前記再膨張要素から前記再収縮要素が終了する時間が、前記膨張要素が開始されてから前記収縮要素が終了する時間よりも長いことが好ましい。これによれば、再膨張要素によって液滴を吐出した後にノズル開口のメニスカスが暴れるのを防止することができる。
【００１６】
また、前記液体噴射ヘッドに、１０ｍ・Ｐａｓ以上の粘度の液体を供給する供給手段をさらに具備することが好ましい。これによれば、特に液滴の尾部が長くなる高粘度インクを、短い尾部で吐出させることができる。
【００１７】
さらに、本発明の他の態様は、液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを具備する液体噴射ヘッドの駆動方法であって、前記圧力発生室を膨張させる膨張要素と、前記圧力発生室を収縮させる収縮要素と、該収縮要素によって前記ノズル開口から液体が吐出される前に前記圧力発生室を膨張させて液体を吐出させる再膨張要素とを具備し、且つ前記再膨張要素に、前記収縮要素側に設けられて前記圧力発生室を膨張させる一次膨張要素と、前記一次膨張要素に連続して当該一次膨張要素の電圧変化率と異なる電圧変化率を有する変化部を少なくとも有すると共に前記圧力発生室を膨張させる二次膨張要素とを設けた駆動信号によって前記圧力発生手段を駆動することを特徴とする液体噴射ヘッドの駆動方法にある。
かかる態様では、一次膨張要素と二次膨張要素とを有する再膨張要素を設けることで、吐出する液滴の尾部を短くすることができると共に、液滴を吐出した後のメニスカスの振動を安定させることができる。これにより、液滴の高速吐出（高周波吐出）を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の一実施形態に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の概略斜視図である。
【００１９】
本実施形態の液体噴射装置は、例えば、インクジェット式記録装置であり、図１に示すように、詳しくは後述するインクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インクジェット式記録ヘッドにインクを供給する供給手段を構成するインクカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【００２０】
また、キャリッジ軸５の一端部近傍には、駆動モータ６が設けられており、駆動モータ６の軸の先端部には外周に溝を有する第１のプーリ６ａが設けられている。さらに、キャリッジ軸５の他端部近傍には、駆動モータ６の第１のプーリ６ａに対応する第２のプーリ６ｂが回転自在に設けられており、これら第１のプーリ６ａと第２のプーリ６ｂとの間には環状でゴム等の弾性部材からなるタイミングベルト７が掛けられている。
【００２１】
そして、駆動モータ６の駆動力がタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ３に沿ってプラテン８が設けられている。このプラテン８は図示しない紙送りモータの駆動力により回転できるようになっており、給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００２２】
ここで、上述のようなインクジェット式記録装置Ｉに搭載されるインクジェット式記録ヘッドについて説明する。図２は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの一例を示す断面図である。
【００２３】
図２に示すインクジェット式記録ヘッド１０は、縦振動型の圧電素子を有するタイプであり、流路基板１１には、複数の圧力発生室１２が並設され、流路基板１１の両側は、各圧力発生室１２に対応してノズル開口１３を有するノズルプレート１４と、振動板１５とにより封止されている。また、流路基板１１には、各圧力発生室１２毎にそれぞれインク供給口１６を介して連通されて複数の圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１７が形成されており、リザーバ１７には、図示しないインクカートリッジが接続される。
【００２４】
一方、振動板１５の圧力発生室１２とは反対側には、各圧力発生室１２に対応する領域にそれぞれ圧電素子１８の先端が当接されて設けられている。これらの圧電素子１８は、圧電材料１９と、電極形成材料２０及び２１とを縦に交互にサンドイッチ状に挟んで積層され、振動に寄与しない不活性領域が固定基板２２に固着されている。
【００２５】
このように構成されたインクジェット式記録ヘッド１０では、インクカートリッジに連通されるインク流路を介してリザーバ１７にインクが供給され、インク供給口１６を介して各圧力発生室１２に分配される。実際には、圧電素子１８に電圧を印加することにより圧電素子１８を収縮させる。これにより、振動板１５が圧電素子１８と共に変形されて（図中上方向に引き上げられて）圧力発生室１２の容積が広げられ、圧力発生室１２内にインクが引き込まれる。そして、ノズル開口１３に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路からの記録信号に従い、圧電素子１８の電極形成材料２０及び２１に印加していた電圧を解除すると、圧電素子１８が伸張されて元の状態に戻る。これにより、振動板１５も変位して元の状態に戻るため圧力発生室１２が収縮され、内部圧力が高まりノズル開口１３からインク滴が吐出される。すなわち、本実施形態では、圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として縦振動型の圧電素子１８が設けられている。
【００２６】
図３は、インクジェット式記録装置の制御構成を示すブロック図である。ここで、図３を参照して、本実施形態のインクジェット式記録装置の制御について説明する。本実施形態のインクジェット式記録装置は、図３に示すように、プリンタコントローラ１１１とプリントエンジン１１２とから概略構成されている。プリンタコントローラ１１１は、外部インターフェース１１３（以下、外部Ｉ／Ｆ１１３という）と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ１１４と、制御プログラム等を記憶したＲＯＭ１１５と、ＣＰＵ等を含んで構成した制御部１１６と、クロック信号を発生する発振回路１１７と、液体噴射ヘッド１０へ供給するための駆動信号を発生する駆動信号発生回路１１９と、駆動信号や印刷データに基づいて展開されたドットパターンデータ（ビットマップデータ）等をプリントエンジン１１２に送信する内部インターフェース１２０（以下、内部Ｉ／Ｆ１２０という）とを備えている。
【００２７】
外部Ｉ／Ｆ１１３は、例えば、キャラクタコード、グラフィック関数、イメージデータ等によって構成される印刷データを、図示しないホストコンピュータ等から受信する。また、この外部Ｉ／Ｆ１１３を通じてビジー信号（ＢＵＳＹ）やアクノレッジ信号（ＡＣＫ）が、ホストコンピュータ等に対して出力される。ＲＡＭ１１４は、受信バッファ１２１、中間バッファ１２２、出力バッファ１２３、及び、図示しないワークメモリとして機能する。そして、受信バッファ１２１は外部Ｉ／Ｆ１１３によって受信された印刷データを一時的に記憶し、中間バッファ１２２は制御部１１６が変換した中間コードデータを記憶し、出力バッファ１２３はドットパターンデータを記憶する。なお、このドットパターンデータは、階調データをデコード（翻訳）することにより得られる印字データによって構成してある。
【００２８】
また、ＲＯＭ１１５には、各種データ処理を行わせるための制御プログラム（制御ルーチン）の他に、フォントデータ、グラフィック関数等を記憶させてある。制御部１１６は、受信バッファ１２１内の印刷データを読み出すと共に、この印刷データを変換して得た中間コードデータを中間バッファ１２２に記憶させる。また、中間バッファ１２２から読み出した中間コードデータを解析し、ＲＯＭ１１５に記憶させているフォントデータ及びグラフィック関数等を参照して、中間コードデータをドットパターンデータに展開する。そして、制御部１１６は、必要な装飾処理を施した後に、この展開したドットパターンデータを出力バッファ１２３に記憶させる。
【００２９】
そして、インクジェット式記録ヘッド１０の１行分に相当するドットパターンデータが得られたならば、この１行分のドットパターンデータは、内部Ｉ／Ｆ１２０を通じて液体噴射ヘッド１１８に出力される。また、出力バッファ１２３から１行分のドットパターンデータが出力されると、展開済みの中間コードデータは中間バッファ１２２から消去され、次の中間コードデータについての展開処理が行われる。
【００３０】
プリントエンジン１１２は、インクジェット式記録ヘッド１０と、紙送り機構１２４と、キャリッジ機構１２５とを含んで構成してある。紙送り機構１２４は、紙送りモータとプラテン８等から構成してあり、記録紙等の印刷記憶媒体をインクジェット式記録ヘッド１０の記録動作に連動させて順次送り出す。即ち、この紙送り機構１２４は、印刷記憶媒体を副走査方向に相対移動させる。
【００３１】
キャリッジ機構１２５は、インクジェット式記録ヘッド１０を搭載可能なキャリッジ３と、このキャリッジ３を主走査方向に沿って走行させるキャリッジ駆動部とから構成してあり、キャリッジ３を走行させることによりインクジェット式記録ヘッド１０を主走査方向に移動させる。なお、キャリッジ駆動部は、上述したように駆動モータ６及びタイミングベルト７等で構成されている。
【００３２】
インクジェット式記録ヘッド１０は、副走査方向に沿って多数のノズル開口１３を有し、ドットパターンデータ等によって規定されるタイミングで各ノズル開口１３から液滴を吐出する。そして、このようなインクジェット式記録ヘッド１０の圧電素子１８には、図示しない外部配線を介して電気信号、例えば、後述する駆動信号（ＣＯＭ）や印字データ（ＳＩ）等が供給される。なお、このように構成されるプリンタコントローラ１１１及びプリントエンジン１１２では、プリンタコントローラ１１１と、駆動信号発生回路１１９から出力された所定の駆動波形を有する駆動信号を選択的に圧電素子１８に入力するラッチ１３２、レベルシフタ１３３及びスイッチ１３４等を有する駆動回路（図示なし）とが圧電素子１８に所定の駆動信号を印加する駆動手段となる。
【００３３】
なお、これらのシフトレジスタ１３１、ラッチ１３２、レベルシフタ１３３、スイッチ１３４及び圧電素子１８は、それぞれ、インクジェット式記録ヘッド１０の各ノズル開口１３毎に設けられており、これらのシフトレジスタ１３１、ラッチ１３２、レベルシフタ１３３及びスイッチ１３４は、駆動信号発生回路１１９が発生した吐出駆動信号や緩和駆動信号から駆動パルスを生成する。ここで、駆動パルスとは実際に圧電素子１８に印加される印加パルスのことである。
【００３４】
このようなインクジェット式記録ヘッド１０では、最初に発振回路１１７からのクロック信号（ＣＫ）に同期して、ドットパターンデータを構成する印字データ（ＳＩ）が出力バッファ１２３からシフトレジスタ１３１へシリアル伝送され、順次セットされる。この場合、まず、全ノズル開口２１の印字データにおける最上位ビットのデータがシリアル伝送され、この最上位ビットのデータシリアル伝送が終了したならば、上位から２番目のビットのデータがシリアル伝送される。以下同様に、下位ビットのデータが順次シリアル伝送される。
【００３５】
そして、当該ビットの印字データが全ノズル分が各シフトレジスタ１３１にセットされたならば、制御部１１６は、所定のタイミングでラッチ１３２へラッチ信号（ＬＡＴ）を出力させる。このラッチ信号により、ラッチ１３２は、シフトレジスタ１３１にセットされた印字データをラッチする。このラッチ１３２がラッチした印字データ（ＬＡＴｏｕｔ）は、電圧増幅器であるレベルシフタ１３３に印加される。このレベルシフタ１３３は、印字データが例えば「１」の場合に、スイッチ１３４が駆動可能な電圧値、例えば、数十ボルトまでこの印字データを昇圧する。そして、この昇圧された印字データは各スイッチ１３４に印加され、各スイッチ１３４は、当該印字データにより接続状態になる。
【００３６】
そして、各スイッチ１３４には、駆動信号発生回路１１９が発生した駆動信号（ＣＯＭ）も印加されており、スイッチ１３４が選択的に接続状態になると、このスイッチ１３４に接続された圧電素子１８に選択的に駆動信号が印加される。このように、例示したインクジェット式記録ヘッド１０では、印字データによって圧電素子１８に吐出駆動信号を印加するか否かを制御することができる。例えば、印字データが「１」の期間においてはラッチ信号（ＬＡＴ）によりスイッチ１３４が接続状態となるので、駆動信号（ＣＯＭｏｕｔ）を圧電素子１８に供給することができ、この供給された駆動信号（ＣＯＭｏｕｔ）により圧電素子１８が変位（変形）する。また、印字データが「０」の期間においてはスイッチ１３４が非接続状態となるので、圧電素子１８への駆動信号の供給は遮断される。なお、この印字データが「０」の期間において、各圧電素子１８は直前の電位を保持するので、直前の変位状態が維持される。
【００３７】
なお、上記の圧電素子１８は、上述のように縦振動型の圧電素子１８である。この縦振動型の圧電素子１８を用いると、充電により圧電素子１８が縦方向に縮んで圧力発生室１２を膨張させ、放電により圧電素子１８が縦方向に伸長して圧力発生室１２を収縮させる。このようなインクジェット式記録ヘッド１０では、圧電素子１８に対する充放電に伴って対応する圧力発生室１２の容積が変化するので、圧力発生室１２の圧力変動を利用してノズル開口１３から液滴を吐出させることができる。
【００３８】
ここで、圧電素子１８に入力される本実施形態の駆動信号（ＣＯＭ）を表す駆動波形について説明する。なお、図４は、本実施形態の駆動信号を示す駆動波形である。
【００３９】
圧電素子１８に入力される駆動波形は、共通電極を基準電位（本実施形態では０Ｖ）として、個別電極に印加されるものである。駆動波形は、図４に示すように、中間電位Ｖｍを維持した状態から第１電位Ｖ１まで上昇させる第１膨張要素Ｐ０１と、第１電位Ｖ１を一定時間維持する第１ホールド要素Ｐ０２と、第１電位Ｖ１から第２電位Ｖ２まで降下させる第１収縮要素Ｐ０３と、第２電位Ｖ２を一定時間維持する第２ホールド要素Ｐ０４と、ノズル開口１３からインク滴が吐出される前に第２電位Ｖ２から第３電位Ｖ３まで上昇させる第２膨張要素Ｐ０５と、第３電位Ｖ３を一定時間維持する第３ホールド要素Ｐ０６と、第３電位Ｖ３から第４電位Ｖ４まで上昇させる第３の膨張要素Ｐ０７と、第４電位Ｖ４を一定時間維持する第４ホールド要素Ｐ０８と、第４電位Ｖ４から中間電位Ｖｍまで戻す第１制振要素Ｐ０９とで構成されている。
【００４０】
そして、このような駆動波形が圧電素子１８に供給されると、第１膨張要素Ｐ０１によって、圧電素子１８が圧力発生室１２の容積を膨張させる方向に変形して、ノズル開口１３内のメニスカスが圧力発生室１２側に引き込まれると共に、圧力発生室１２にはリザーバ１７側からインクが供給される。そして、圧力発生室１２の膨張状態は、第１ホールド要素Ｐ０２で維持される。次に、第１収縮要素Ｐ０３が供給されて圧電素子１８が伸長する。これにより、圧力発生室１２は膨張容積から第２電位Ｖ２に対応する収縮容積まで急激に収縮され、圧力発生室１２内のインクが加圧されてノズル開口１３からインク滴の吐出が開始される（ノズル開口１３のメニスカスが柱状に盛り上がった状態）。そして、圧力発生室１２の収縮状態は第２ホールド要素Ｐ０４によって維持される。この第２ホールド要素Ｐ０４によって、メニスカスの柱状部分の成長が促される。そして、ノズル開口１３からインク滴が吐出する前、すなわち、メニスカスが固有振動により引きちぎられる前に、第２膨張要素Ｐ０５、第３ホールド要素Ｐ０６及び第３膨張要素Ｐ０７を供給することで、圧力発生室１２を収縮容積から第４電位Ｖ４に対応する膨張容積まで急激に膨張し、柱状に盛り上がったメニスカスを引きちぎることでノズル開口１３からインク滴が吐出される。
【００４１】
その後は、圧力発生室１２の膨張状態は、第４ホールド要素Ｐ０８で維持され、この間にインク滴の吐出によって上昇した圧力発生室１２内のインク圧力は、その固有振動によって再び下降・上昇を繰り返す。そして圧力発生室１２の圧力の上昇タイミングに合わせて第１制振要素Ｐ０９が供給されて、圧力発生室１２が基準容積まで復帰（収縮）し、圧力発生室１２内の圧力変動が吸収される。
【００４２】
このような本実施形態の駆動波形では、第１膨張要素Ｐ０１が、特許請求の範囲に記載の膨張要素、第１収縮要素Ｐ０３が特許請求の範囲に記載の収縮要素に相当する。また、駆動波形の第２膨張要素Ｐ０５、第３ホールド要素Ｐ０６及び第３膨張要素Ｐ０７が、特許請求の範囲に記載の再膨張要素に相当し、第２膨張要素Ｐ０５が一次膨張要素、第３ホールド要素Ｐ０６及び第３膨張要素Ｐ０７が二次膨張要素に相当する。また、第３ホールド要素Ｐ０６が、特許請求の範囲に記載の二次膨張要素を構成する変化部（ホールド要素）に相当し、第３膨張要素Ｐ０７が、特許請求の範囲に記載の三次膨張要素に相当する。さらに、第１制振要素Ｐ０９が、特許請求の範囲に記載の再収縮要素に相当する。
【００４３】
そして、このような駆動波形によって、インク滴を吐出させることで、吐出されたインク滴の尾部を短くすることができると共に、インク滴吐出後のメニスカスの振動を安定させることができる。すなわち、上述した駆動波形では、第１収縮要素Ｐ０３及び第２ホールド要素Ｐ０４によってノズル開口１３から柱状に盛り上がったメニスカスを、再膨張要素に相当する第２膨張要素Ｐ０５、第３ホールド要素Ｐ０６、第３膨張要素Ｐ０７によって、第２電位Ｖ２から第４電位Ｖ４までの急峻な電圧変化を短時間で行って引きちぎることができるため、吐出されたインク滴の尾部を短くすることができる。また、再膨張要素内に第３ホールド要素Ｐ０６を設けることによって、第２電位Ｖ２から第４電位Ｖ４まで一定の電圧変化率（時間に対する電圧の変化率；波形の傾き）で印加するのに比べて、二次的なインク滴の吐出を防止することができると共に、インク滴吐出後のメニスカスの振動を安定させることができる。このように、インク滴の尾部を短くすると共に、インク滴吐出後のメニスカスの安定性を高めることで、次のインク滴を吐出するまでの間隔を短くしても、吐出されたインク滴の尾部が次のインク滴に干渉することなく、常に同じインク吐出特性で安定したインク滴の吐出を行わせることができる。この結果、インク滴の高速吐出（高周波吐出）を行って高速印刷を行わせることができる。
【００４４】
なお、再膨張要素に相当する第２膨張要素Ｐ０５及び第３膨張要素Ｐ０７の駆動電圧ＶＨ２は、第１収縮要素Ｐ０３の駆動電圧ＶＨ１よりも低くするのが好ましい。これは、駆動電圧ＶＨ２が高いと、再膨張要素に第３ホールド要素Ｐ０６を設けたとしても、第２膨張要素Ｐ０５及び第３膨張要素Ｐ０７によってメニスカスが暴れ、二次的なインク滴が吐出されてしまう虞があると共に、インク滴吐出後のメニスカスの振動の収束に時間がかかるからである。
【００４５】
また、第２膨張要素Ｐ０５から第１制振要素Ｐ０９（再収縮要素）が終了するまでの時間Ｔ２、すなわち、再膨張要素を構成する第２膨張要素Ｐ０５、第３ホールド要素Ｐ０６、第３膨張要素Ｐ０７と、その後の第４ホールド要素Ｐ０８及び第１制振要素Ｐ０９との総時間Ｔ２は、第１膨張要素Ｐ０１から第１収縮要素Ｐ０３が終了する時間Ｔ１、すなわち、第１膨張要素Ｐ０１、第１ホールド要素Ｐ０２、第１収縮要素Ｐ０３の総時間Ｔ１よりも長くするのが好ましい。これは、時間Ｔ２を短くすると、時間に対する電圧変化量（電圧変化率）が高くなり、再膨張要素に第３ホールド要素Ｐ０６を設けたとしても、再膨張要素（Ｐ０５〜Ｐ０７）によってメニスカスが暴れ、二次的なインク滴が吐出されてしまう虞があると共に、インク滴吐出後のメニスカスの振動の収束に時間がかかるからである。なお、再膨張要素の電圧と時間とをそれぞれ短くすることで、電圧変化率を緩やかにすることもできるが、再膨張要素の電圧と時間とをそれぞれ短くすると、インク滴の尾部を引きちぎる力が弱くなり、吐出されたインク滴の尾部が長くなってしまう。
【００４６】
さらに、第１収縮要素Ｐ０３が終了してから再膨張要素を構成する第２膨張要素Ｐ０５の供給タイミング、すなわち、第１収縮要素Ｐ０３が終了した時間と第２膨張要素Ｐ０５を開始するタイミングとの間隔Δｔ１（第２ホールド要素Ｐ０４の時間Δｔ１）は、圧力発生室１２の固有振動周期Ｔｃ以下であることが好ましい。これは、例えば、第２ホールド要素Ｐ０４の時間が、固有振動周期Ｔｃよりも大きいと、再膨張要素を供給する前に柱状に成長したメニスカスが引きちぎられてしまい、尾部の長いインク滴が吐出されてしまうからである。
【００４７】
なお、このような駆動波形は、インクジェット式記録ヘッド１０に粘度が１０ｍ・Ｐａｓ以上のインクを吐出させる場合に使用することで、特にインク滴の尾部を短くして、吐出後のメニスカスの暴れを防止して、安定したインク吐出特性を得ることができるものである。ちなみに、高粘度のインクをインクジェット式記録ヘッド１０に供給するには、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０にインクを供給する供給手段であるインクカートリッジ２Ａ、２Ｂに高粘度のインクを保持させて、保持した高粘度インクをインクジェット式記録ヘッド１０に供給させればよい。
【００４８】
（実施例１）
上述したインクジェット式記録ヘッド１０を実施形態１の駆動波形（駆動信号）で駆動し、粘度が３０ｍ・Ｐａｓのインクを吐出させた。
【００４９】
（比較例１）
実施例１と同じインクジェット式記録ヘッド１０を図５に示す駆動波形で駆動し、粘度が３０ｍ・Ｐａｓのインクを吐出させた。
【００５０】
なお、図５に示す比較例１の駆動波形は、実施形態１と同じ第１膨張要素Ｐ０１、第１ホールド要素Ｐ０２、第１収縮要素Ｐ０３を有し、第１収縮要素Ｐ０３の後、上述した第２ホールド要素Ｐ０４の時間Δｔ１よりも長い時間Δｔ２の第５ホールド要素Ｐ１０１と、第２電位Ｖ２を中間電位Ｖｍに戻す第２制振要素Ｐ１０２とを具備するものである。なお、第５ホールド要素Ｐ１０１の時間Δｔ２は、圧力発生室１２の固有振動周期Ｔｃよりも長い時間で設定されている。
【００５１】
そして、実施例１と比較例１との吐出されたインク滴の状態を撮影した。この結果を図６に示す。なお、図６（ａ）、（ｃ）は、比較例１のインク滴の状態を撮影した画像であり、図６（ｂ）、（ｄ）は、実施例１のインク滴の状態を撮影した画像である。
【００５２】
図６（ａ）に示すように、比較例１の吐出されたインク滴１４０には尾部１４１が長く形成されている。これに対して、図６（ｂ）に示すように、実施例１の吐出されたインク滴４０には、比較例１に比べて短い尾部４１が形成されていた。そして、比較例１では、連続したインク滴の吐出を２６ＫＨｚで実施した際に、図６（ｃ）に示すように、吐出されたインク滴１４０の尾部１４１が次のインク滴１４０に干渉して、正常な印刷を実行することができなかったのに対し、実施例１では、連続したインク滴の吐出を３０ＫＨｚで行っても、図６（ｄ）に示すように、インク滴４０の尾部４１が次のインク滴４０に干渉することなく、正常な印刷を実現できた。
【００５３】
このような結果からも分かるように、本発明の駆動信号を用いることで、インク滴４０の尾部４１を短くすることができると共に、インク滴４０を吐出後のメニスカスの安定性を高めることができ、高速吐出（高周波吐出）を行って高速印刷を行わせることができる。
【００５４】
（実施形態２）
図７は、本発明の実施形態２に係る駆動信号を示す波形図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５５】
図７に示すように、本実施形態の駆動信号を示す駆動波形は、中間電位Ｖｍを維持した状態から第１電位Ｖ１まで上昇させる第１膨張要素Ｐ０１と、第１電位Ｖ１を一定時間維持する第１ホールド要素Ｐ０２と、第１電位Ｖ１から第２電位Ｖ２まで降下させる第１収縮要素Ｐ０３と、第２電位Ｖ２を一定時間維持する第２ホールド要素Ｐ０４と、ノズル開口１３からインク滴が吐出される前に第２電位Ｖ２から第５電位Ｖ５まで上昇させる第４膨張要素Ｐ１１と、第５電位Ｖ５から第６電位Ｖ６まで上昇させる第５膨張要素Ｐ１２と、第６電位Ｖ６を一定時間維持する第６ホールド要素Ｐ１３と、第６電位Ｖ６から中間電位Ｖｍまで戻す第３制振要素Ｐ１４とで構成されている。
【００５６】
そして、このような駆動波形が圧電素子１８に供給されると、第１膨張要素Ｐ０１によって、圧電素子１８が圧力発生室１２の容積を膨張させる方向に変形して、ノズル開口１３内のメニスカスが圧力発生室１２側に引き込まれると共に、圧力発生室１２にはリザーバ１７側からインクが供給される。そして、圧力発生室１２の膨張状態は、第１ホールド要素Ｐ０２で維持される。次に、第１収縮要素Ｐ０３が供給されて圧電素子１８が伸長する。これにより、圧力発生室１２は膨張容積から第２電位Ｖ２に対応する収縮容積まで急激に収縮され、圧力発生室１２内のインクが加圧されてノズル開口１３からインク滴の吐出が開始される（ノズル開口１３のメニスカスが柱状に盛り上がった状態）。そして、圧力発生室１２の収縮状態は第２ホールド要素Ｐ０４によって維持される。この第２ホールド要素Ｐ０４によって、これによりメニスカスの柱状部分の成長が促される。その後、第４膨張要素Ｐ１１及び第５膨張要素Ｐ１２によって、圧力発生室１２を収縮容積から第６電位Ｖ６に対応する膨張容積まで急激に膨張され、柱状に盛り上がったメニスカスを引きちぎることで、ノズル開口１３からインク滴が吐出される。
【００５７】
その後は、圧力発生室１２の膨張状態は、第６ホールド要素Ｐ１３で維持され、この間にインク滴の吐出によって上昇した圧力発生室１２内のインク圧力は、その固有振動によって再び下降・上昇を繰り返す。そして圧力発生室１２の圧力の上昇タイミングに合わせて第３制振要素Ｐ１４が供給されて、圧力発生室１２が基準容積まで復帰（収縮）し、圧力発生室１２内の圧力変動が吸収される。
【００５８】
このような本実施形態の駆動波形では、第１膨張要素Ｐ０１が、特許請求の範囲に記載の膨張要素、第１収縮要素Ｐ０３が特許請求の範囲に記載の収縮要素に相当する。また、駆動波形の第４膨張要素Ｐ１１及び第５膨張要素Ｐ１２が、特許請求の範囲に記載の再膨張要素に相当し、第４膨張要素Ｐ１１が一次膨張要素、第５膨張要素Ｐ１２が二次膨張要素に相当する。また、第５膨張要素Ｐ１２が、特許請求の範囲に記載の二次膨張要素を構成する変化部（ホールド要素）に相当する。さらに、第３制振要素Ｐ１４が、特許請求の範囲に記載の再収縮要素に相当する。
【００５９】
なお、再膨張要素に相当する第４膨張要素Ｐ１１及び第５膨張要素Ｐ１２の駆動電圧ＶＨ３は、第１収縮要素Ｐ０３の駆動電圧ＶＨ１よりも低くするのが好ましい。これは、駆動電圧ＶＨ３が高いと、第４膨張要素Ｐ１１及び第５膨張要素Ｐ１２によってメニスカスが暴れ、二次的なインク滴が吐出されてしまう虞があると共に、インク滴吐出後のメニスカスの振動の収束に時間がかかるからである。
【００６０】
また、要素Ｐ０１〜Ｐ０３の時間Ｔ１と、要素Ｐ１１〜Ｐ１４までの時間Ｔ２についても、上述した実施形態１と同様に、時間Ｔ２が時間Ｔ１よりも長く設定するのが好ましい。さらに、第２ホールド要素Ｐ０４の時間Δｔ１についても、上述した実施形態１と同様に、圧力発生室１２の固有振動周期Ｔｃ以下に設定するのが好ましい。
【００６１】
また、第５膨張要素Ｐ１２は、第４膨張要素Ｐ１１に対して、電圧変化率、すなわち、傾きが大きくなるように設けられている。これは、第１収縮要素Ｐ０３及び第２ホールド要素Ｐ０４で柱状に盛り上がったメニスカスを、第４膨張要素Ｐ１１によって最初は比較的緩やかに引きちぎる方向に圧力を加え、その後、第５膨張要素Ｐ１２によって急峻に引きちぎることによって、インク滴が吐出された後のメニスカスを安定させているからである。
【００６２】
このような構成の駆動信号を用いることで、上述した実施形態１と同様に、インク滴の尾部を短くすると共に、インク滴吐出後のメニスカスの安定性を高めることで、次のインク滴を吐出するまでの間隔を短くしても、吐出されたインク滴の尾部が次のインク滴に干渉することなく、常に同じインク吐出特性で安定したインク滴の吐出を行わせることができる。この結果、インク滴を高速吐出（高周波吐出）することができ、高速印刷を行わせることができる。
【００６３】
（実施形態３）
図８は、本発明の実施形態３に係る駆動信号を示す波形図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６４】
本実施形態の駆動信号を示す駆動波形は、スモールドットを吐出させる駆動波形であり、図８に示すように、中間電位Ｖｍから第７膨張電位Ｖ７まで印加する第６膨張要素Ｐ２１と、第７電位Ｖ７を維持する第７ホールド要素Ｐ２２と、第７電位Ｖ７から第８電位Ｖ８まで電位を下降させる第２収縮要素Ｐ２３と、第８電位Ｖ８を維持する第８ホールド要素Ｐ２４と、第８電位Ｖ８から第９電位Ｖ９まで電位を下降させる第３収縮要素Ｐ２５と、第９電位Ｖ９を維持する第９ホールド要素Ｐ２６と、ノズル開口１３からインク滴が吐出される前に第９電位Ｖ９から第１０電位Ｖ１０まで上昇させる第７膨張要素Ｐ２７と、第１０電位Ｖ１０を一定時間維持する第１０ホールド要素Ｐ２８と、第１０電位Ｖ１０から第１１電位Ｖ１１まで上昇させる第８膨張要素Ｐ２９と、第１１電位Ｖ１１を一定時間維持する第１１ホールド要素Ｐ３０と、第１１電位Ｖ１１から中間電位Ｖｍまで戻す第４制振要素Ｐ３１とで構成されている。
【００６５】
このような駆動波形が圧電素子１８に供給されると、第６膨張要素Ｐ２１によって圧力発生室１２が膨張してメニスカスが圧力発生室１２側に引き込まれると共にリザーバ１７側から圧力発生室１２にインクが供給される。そして、圧力発生室１２の膨張状態が第７ホールド要素Ｐ２２で維持される。このとき、メニスカスの中心部分が吐出方向に反転し、柱状に盛り上がった状態となる。その後、第２収縮要素Ｐ２３によって圧力発生室１２を収縮させる。これによりメニスカスの柱状部分の成長が促される。そして、第８ホールド要素Ｐ２４によって短時間維持された後、第３収縮要素Ｐ２５によってさらに圧力発生室１２が収縮する。これにより、圧力発生室１２内のインクが加圧されてノズル開口１３からインク滴の吐出が開始される（ノズル開口１３のメニスカスが柱状に盛り上がった状態）。そして、圧力発生室１２の収縮状態は第９ホールド要素Ｐ２６によって維持される。この第９ホールド要素Ｐ２６によって、メニスカスの柱状部分の成長が促される。そして、ノズル開口１３からインク滴が吐出する前、すなわち、メニスカスが固有振動により引きちぎられる前に、第７膨張要素Ｐ２７、第１０ホールド要素Ｐ２８及び第８膨張要素Ｐ２９を供給することで、圧力発生室１２を収縮容積から第１１電位Ｖ１１に対応する膨張容積まで急激に膨張し、柱状に盛り上がったメニスカスを引きちぎることでノズル開口１３からインク滴が吐出される。その後の第１１ホールド要素Ｐ３０及び第４制振要素Ｐ３１については、上述した実施形態１の第４ホールド要素Ｐ０８及び第１制振要素Ｐ０９と同様である。
【００６６】
このような本実施形態の駆動波形では、第６膨張要素Ｐ２１が、特許請求の範囲に記載の膨張要素、第２収縮要素Ｐ２３、第８ホールド要素Ｐ２４及び第３収縮要素Ｐ２５が特許請求の範囲に記載の収縮要素に相当する。また、駆動波形の第７膨張要素Ｐ２７、第１０ホールド要素Ｐ２８及び第８膨張要素Ｐ２９が、特許請求の範囲に記載の再膨張要素に相当し、第７膨張要素Ｐ２７が一次膨張要素、第１０ホールド要素Ｐ２８及び第８膨張要素Ｐ２９が二次膨張要素に相当する。また、第１０ホールド要素Ｐ２８が、特許請求の範囲に記載の二次膨張要素を構成する変化部（ホールド要素）に相当し、第８膨張要素Ｐ２９が、特許請求の範囲に記載の三次膨張要素に相当する。さらに、第４制振要素Ｐ３１が、特許請求の範囲に記載の再収縮要素に相当する。
【００６７】
このような駆動波形によって、圧電素子１８を駆動することによって、ノズル開口１３からは、実施形態１に比べて小径のインク滴（スモールドット）が吐出される。そして、この小径のインク滴を吐出する場合であっても、収縮要素に相当する第２収縮要素Ｐ２３、第８ホールド要素Ｐ２４及び第３収縮要素Ｐ２５によってノズル開口１３から柱状に盛り上がったメニスカスを、再膨張要素に相当する第７膨張要素Ｐ２７、第１０ホールド要素Ｐ２８、第８膨張要素Ｐ２９によって、第９電位Ｖ９から第１１電位Ｖ１１までの急峻な電圧変化を短時間で行って引きちぎることができるため、吐出されたインク滴の尾部を短くすることができる。また、再膨張要素内に第１０ホールド要素Ｐ２８を設けることによって、第９電位Ｖ９から第１１電位Ｖ１１まで一定の電圧変化率（時間に対する電圧の変化率；波形の傾き）で印加するのに比べて、二次的なインク滴の吐出を防止することができると共に、インク滴吐出後のメニスカスの振動を安定させることができる。このように、インク滴の尾部を短くすると共に、インク滴吐出後のメニスカスの安定性を高めることで、次のインク滴を吐出するまでの間隔を短くしても、吐出されたインク滴の尾部が次のインク滴に干渉することなく、常に同じインク吐出特性で安定したインク滴の吐出を行わせることができる。この結果、インク滴の高速吐出（高周波吐出）を行って高速印刷を行わせることができる。
【００６８】
なお、上述した実施形態１と同様に、再膨張要素に相当する第７膨張要素Ｐ２７及び第８膨張要素Ｐ２９の駆動電圧ＶＨ５は、収縮要素に相当する第２収縮要素Ｐ２３及び第３収縮要素Ｐ２５の駆動電圧ＶＨ４よりも低くするのが好ましい。また、上述した実施形態１と同様に、要素Ｐ２７〜Ｐ３１までの時間Ｔ４は、要素Ｐ２１〜Ｐ２５までの時間Ｔ３に比べて長くするのが好ましい。さらに、上述した実施形態１と同様に、収縮要素と再膨張要素との間の間隔Δｔ３（第９ホールド要素Ｐ２６の時間Δｔ３）は、圧力発生室１２の固有振動周期Ｔｃ以下であることが好ましい。
【００６９】
このように駆動信号の波形成分を規定することで、インク滴の尾部を短くして安定したインク滴の吐出を行わせることができる。
【００７０】
また、本実施形態では、駆動信号の再膨張要素として、上述した実施形態１と同様に、第７膨張要素Ｐ２７、第１０ホールド要素Ｐ２８及び第８膨張要素Ｐ２９を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、要素Ｐ２７〜２９に変えて、上述した実施形態２の再膨張要素、すなわち、第４膨張要素Ｐ１１及び第５膨張要素Ｐ１２を設けるようにしてもよい。
【００７１】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した駆動信号にインクが吐出しない程度に圧電素子１８を微振動させる微振動パルスを設けるようにしてもよい。なお、微振動パルスとしては、台形状の波形形状を有する台形パルスを用いることができる。また、例えば、微振動パルスを、実施形態１〜３の制振要素Ｐ０９、Ｐ１４、Ｐ３１に連続して設けるようにしてもよい。すなわち、制振要素を中間電位Ｖｍよりも低い電位まで印加して、その後、この電位を維持するホールド要素と、この電位を中間電位まで戻す膨張要素を設けるようにすればよい。
【００７２】
また、上述した実施形態１〜３では、圧力発生手段として、縦振動型の圧電素子１８を用いるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、下電極と圧電体層と上電極とを積層形成した撓み変形型の圧電素子を用いるようにしてもよい。ちなみに、縦振動型の圧電素子１８を用いると、充電により圧電素子１８が縦方向に縮んで圧力発生室１２を膨張させ、放電により圧電素子１８が縦方向に伸長して圧力発生室１２を収縮させる。これに対して、圧力発生手段として撓み変形型の圧電素子を用いた場合には、充電により圧電素子が圧力発生室１２側に変形して圧力発生室１２を収縮し、放電により圧電素子が圧力発生室１２とは反対側に変形して圧力発生室１２を膨張させる。このような圧電素子を駆動する駆動信号は、上述した駆動信号の電位極性が反転した形状となる。
【００７３】
また、圧力発生手段として、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口１３から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエータなどを使用してもよい。
【００７４】
また、上述したインクジェット式記録装置Ｉでは、インクジェット式記録ヘッド１０（ヘッドユニット１Ａ、１Ｂ）がキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッド１０が固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
【００７５】
さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも適用することができる。勿論、このような液体噴射ヘッドを搭載した液体噴射装置も特に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録装置の概略斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る駆動信号を示す波形図である。
【図５】本発明の比較例１に係る駆動信号を示す波形図である。
【図６】インク滴の吐出状態を撮影した画像である。
【図７】本発明の実施形態２に係る駆動信号を示す波形図である。
【図８】本発明の実施形態３に係る駆動信号を示す波形図である。
【符号の説明】
【００７７】
Ｉ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 １０ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 １２ 圧力発生室、 １３ ノズル開口、 １７ リザーバ、 １８ 圧電素子（圧力発生手段）、 ４０、１４０ インク滴、 ４１、１４１ 尾部、 １１１ プリンタコントローラ、 １１２ プリントエンジン、 １１６ 制御部、 １１９ 駆動信号発生回路、 １３１ シフトレジスタ、 １３２ ラッチ、 １３３ レベルシフタ、 １３４ スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット式プリンタやプロッタ等のインクジェット式記録装置は、インクカートリッジやインクタンク等のインク貯留手段に貯留されたインクを、インク滴として吐出可能なインクジェット式記録ヘッドを有する。
【０００３】
ここで、インクジェット式記録ヘッドとしては、ノズル開口に連通する圧力発生室と、複数の圧力発生室に連通する共通の液体室であるリザーバと、圧力発生室に圧力変化を生じさせてノズル開口から液滴を吐出させる圧力発生手段とを具備する。そして、インクジェット式記録ヘッドに搭載される圧力発生手段としては、例えば、縦振動型の圧電素子、撓み振動型の圧電素子、静電気力を用いたもの、発熱素子を用いたものなどが挙げられる。
【０００４】
このようなインクジェット式記録ヘッドにインク滴の吐出を行わせた際に、吐出されたインク滴の尾部が長くなってしまうという問題や、二次的な微小なインク滴が吐出されるなどの問題が発生する場合がある。そして、このような問題が生じると、早いタイミングで複数のインク滴を吐出させる高周波吐出を行わせることができず、高速印刷を行うことができない。
【０００５】
このため、圧電素子等の圧力発生手段に供給する駆動信号として、圧力発生室の体積を収縮させてインク滴を吐出させた収縮要素の後、圧力発生室を膨張させてインク柱を切断する膨張要素を設けたものが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平２−１８４４４９号公報
【特許文献２】特開２００６−３０６０７６号公報
【特許文献３】特許第３２７５９６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、さらなる高速印刷が望まれており、インク滴の尾部をさらに低減することが必要である。このため、インク柱を切断する膨張要素の駆動電圧を高めると共に、電圧を印加する時間を短くして、電圧変化を急峻にすることが考えられるが、このような急峻な電圧変化を行うと、インク滴を吐出させた後のノズル開口のインクのメニスカスの振動が大きくなり、二次的なインク滴が吐出されてしまうことや、次のインク滴の吐出に悪影響を与えてしまうなどの問題がある。
【０００８】
そして、このような問題は、上記特許文献１〜３では、解決することができるものではない。また、このような問題は、特に高粘度のインクを吐出させる場合に、顕著に現れる。
【０００９】
なお、このような問題はインクジェット式記録装置だけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射装置においても同様に存在する。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑み、吐出される液滴の尾部を縮小させて、高速吐出を行わせることができると共に、吐出安定性を向上した液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを具備する液体噴射ヘッドと、前記圧力発生手段に、前記圧力発生室を膨張させる膨張要素と、前記圧力発生室を収縮させる収縮要素と、該収縮要素によって前記ノズル開口から液体が吐出される前に前記圧力発生室を膨張させて液体を吐出させる再膨張要素とを具備する駆動信号を供給する駆動手段とを具備し、前記再膨張要素が、前記収縮要素側に設けられて前記圧力発生室を膨張させる一次膨張要素と、前記一次膨張要素に連続して当該一次膨張要素の電圧変化率と異なる電圧変化率を有する変化部を少なくとも有すると共に前記圧力発生室を膨張させる二次膨張要素とを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、一次膨張要素と二次膨張要素とを有する再膨張要素を設けることで、吐出する液滴の尾部を短くすることができると共に、液滴を吐出した後のメニスカスの振動を安定させることができる。これにより、液滴の高速吐出（高周波吐出）を実現できる。
【００１２】
ここで、前記変化部が、前記一次膨張要素に連続すると共に当該一次膨張要素の終了時の電位を維持するホールド要素からなると共に、前記二次膨張要素が、前記ホールド要素に連続して前記圧力発生室を膨張させる三次膨張要素をさらに具備することが好ましい。また、前記二次膨張要素を、前記一次膨張要素に連続して、前記一次膨張要素の電圧変化率と異なる前記変化部だけで構成することもできる。これによれば、再膨張要素における電圧の変化を短時間で行って吐出された液滴の尾部を短くすることができると共に、電圧の変化が短時間であっても、液滴吐出後のメニスカスを安定させることができる。
【００１３】
また、前記膨張要素が、前記圧力発生室を基準体積よりも大きな体積となるように膨張させると共に前記収縮要素が、前記圧力発生室を前記基準体積よりも小さな体積となるように収縮させ、前記再膨張要素が、前記圧力発生室を前記基準体積よりも大きく、且つ前記膨張要素による前記圧力発生室の体積よりも小さな体積となるように膨張させるものであることが好ましい。これによれば、液滴の吐出特性を向上することができると共に、液滴の尾部を確実に短くすることができる。
【００１４】
また、前記収縮要素が終了したタイミングと、前記再膨張要素を開始するタイミングとの間隔が、前記圧力発生室の固有振動周期以下であることが好ましい。これによれば、再膨張要素が供給される前に液滴が振動により吐出されるのを防止して、吐出した液滴の尾部を短くすることができる。
【００１５】
また、前記駆動信号が、前記再膨張要素の後に前記圧力発生室の体積を戻す再収縮要素をさらに具備し、前記再膨張要素から前記再収縮要素が終了する時間が、前記膨張要素が開始されてから前記収縮要素が終了する時間よりも長いことが好ましい。これによれば、再膨張要素によって液滴を吐出した後にノズル開口のメニスカスが暴れるのを防止することができる。
【００１６】
また、前記液体噴射ヘッドに、１０ｍ・Ｐａｓ以上の粘度の液体を供給する供給手段をさらに具備することが好ましい。これによれば、特に液滴の尾部が長くなる高粘度インクを、短い尾部で吐出させることができる。
【００１７】
さらに、本発明の他の態様は、液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを具備する液体噴射ヘッドの駆動方法であって、前記圧力発生室を膨張させる膨張要素と、前記圧力発生室を収縮させる収縮要素と、該収縮要素によって前記ノズル開口から液体が吐出される前に前記圧力発生室を膨張させて液体を吐出させる再膨張要素とを具備し、且つ前記再膨張要素に、前記収縮要素側に設けられて前記圧力発生室を膨張させる一次膨張要素と、前記一次膨張要素に連続して当該一次膨張要素の電圧変化率と異なる電圧変化率を有する変化部を少なくとも有すると共に前記圧力発生室を膨張させる二次膨張要素とを設けた駆動信号によって前記圧力発生手段を駆動することを特徴とする液体噴射ヘッドの駆動方法にある。
かかる態様では、一次膨張要素と二次膨張要素とを有する再膨張要素を設けることで、吐出する液滴の尾部を短くすることができると共に、液滴を吐出した後のメニスカスの振動を安定させることができる。これにより、液滴の高速吐出（高周波吐出）を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の一実施形態に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置の概略斜視図である。
【００１９】
本実施形態の液体噴射装置は、例えば、インクジェット式記録装置であり、図１に示すように、詳しくは後述するインクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インクジェット式記録ヘッドにインクを供給する供給手段を構成するインクカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【００２０】
また、キャリッジ軸５の一端部近傍には、駆動モータ６が設けられており、駆動モータ６の軸の先端部には外周に溝を有する第１のプーリ６ａが設けられている。さらに、キャリッジ軸５の他端部近傍には、駆動モータ６の第１のプーリ６ａに対応する第２のプーリ６ｂが回転自在に設けられており、これら第１のプーリ６ａと第２のプーリ６ｂとの間には環状でゴム等の弾性部材からなるタイミングベルト７が掛けられている。
【００２１】
そして、駆動モータ６の駆動力がタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ３に沿ってプラテン８が設けられている。このプラテン８は図示しない紙送りモータの駆動力により回転できるようになっており、給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【００２２】
ここで、上述のようなインクジェット式記録装置Ｉに搭載されるインクジェット式記録ヘッドについて説明する。図２は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの一例を示す断面図である。
【００２３】
図２に示すインクジェット式記録ヘッド１０は、縦振動型の圧電素子を有するタイプであり、流路基板１１には、複数の圧力発生室１２が並設され、流路基板１１の両側は、各圧力発生室１２に対応してノズル開口１３を有するノズルプレート１４と、振動板１５とにより封止されている。また、流路基板１１には、各圧力発生室１２毎にそれぞれインク供給口１６を介して連通されて複数の圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１７が形成されており、リザーバ１７には、図示しないインクカートリッジが接続される。
【００２４】
一方、振動板１５の圧力発生室１２とは反対側には、各圧力発生室１２に対応する領域にそれぞれ圧電素子１８の先端が当接されて設けられている。これらの圧電素子１８は、圧電材料１９と、電極形成材料２０及び２１とを縦に交互にサンドイッチ状に挟んで積層され、振動に寄与しない不活性領域が固定基板２２に固着されている。
【００２５】
このように構成されたインクジェット式記録ヘッド１０では、インクカートリッジに連通されるインク流路を介してリザーバ１７にインクが供給され、インク供給口１６を介して各圧力発生室１２に分配される。実際には、圧電素子１８に電圧を印加することにより圧電素子１８を収縮させる。これにより、振動板１５が圧電素子１８と共に変形されて（図中上方向に引き上げられて）圧力発生室１２の容積が広げられ、圧力発生室１２内にインクが引き込まれる。そして、ノズル開口１３に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路からの記録信号に従い、圧電素子１８の電極形成材料２０及び２１に印加していた電圧を解除すると、圧電素子１８が伸張されて元の状態に戻る。これにより、振動板１５も変位して元の状態に戻るため圧力発生室１２が収縮され、内部圧力が高まりノズル開口１３からインク滴が吐出される。すなわち、本実施形態では、圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として縦振動型の圧電素子１８が設けられている。
【００２６】
図３は、インクジェット式記録装置の制御構成を示すブロック図である。ここで、図３を参照して、本実施形態のインクジェット式記録装置の制御について説明する。本実施形態のインクジェット式記録装置は、図３に示すように、プリンタコントローラ１１１とプリントエンジン１１２とから概略構成されている。プリンタコントローラ１１１は、外部インターフェース１１３（以下、外部Ｉ／Ｆ１１３という）と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ１１４と、制御プログラム等を記憶したＲＯＭ１１５と、ＣＰＵ等を含んで構成した制御部１１６と、クロック信号を発生する発振回路１１７と、液体噴射ヘッド１０へ供給するための駆動信号を発生する駆動信号発生回路１１９と、駆動信号や印刷データに基づいて展開されたドットパターンデータ（ビットマップデータ）等をプリントエンジン１１２に送信する内部インターフェース１２０（以下、内部Ｉ／Ｆ１２０という）とを備えている。
【００２７】
外部Ｉ／Ｆ１１３は、例えば、キャラクタコード、グラフィック関数、イメージデータ等によって構成される印刷データを、図示しないホストコンピュータ等から受信する。また、この外部Ｉ／Ｆ１１３を通じてビジー信号（ＢＵＳＹ）やアクノレッジ信号（ＡＣＫ）が、ホストコンピュータ等に対して出力される。ＲＡＭ１１４は、受信バッファ１２１、中間バッファ１２２、出力バッファ１２３、及び、図示しないワークメモリとして機能する。そして、受信バッファ１２１は外部Ｉ／Ｆ１１３によって受信された印刷データを一時的に記憶し、中間バッファ１２２は制御部１１６が変換した中間コードデータを記憶し、出力バッファ１２３はドットパターンデータを記憶する。なお、このドットパターンデータは、階調データをデコード（翻訳）することにより得られる印字データによって構成してある。
【００２８】
また、ＲＯＭ１１５には、各種データ処理を行わせるための制御プログラム（制御ルーチン）の他に、フォントデータ、グラフィック関数等を記憶させてある。制御部１１６は、受信バッファ１２１内の印刷データを読み出すと共に、この印刷データを変換して得た中間コードデータを中間バッファ１２２に記憶させる。また、中間バッファ１２２から読み出した中間コードデータを解析し、ＲＯＭ１１５に記憶させているフォントデータ及びグラフィック関数等を参照して、中間コードデータをドットパターンデータに展開する。そして、制御部１１６は、必要な装飾処理を施した後に、この展開したドットパターンデータを出力バッファ１２３に記憶させる。
【００２９】
そして、インクジェット式記録ヘッド１０の１行分に相当するドットパターンデータが得られたならば、この１行分のドットパターンデータは、内部Ｉ／Ｆ１２０を通じて液体噴射ヘッド１１８に出力される。また、出力バッファ１２３から１行分のドットパターンデータが出力されると、展開済みの中間コードデータは中間バッファ１２２から消去され、次の中間コードデータについての展開処理が行われる。
【００３０】
プリントエンジン１１２は、インクジェット式記録ヘッド１０と、紙送り機構１２４と、キャリッジ機構１２５とを含んで構成してある。紙送り機構１２４は、紙送りモータとプラテン８等から構成してあり、記録紙等の印刷記憶媒体をインクジェット式記録ヘッド１０の記録動作に連動させて順次送り出す。即ち、この紙送り機構１２４は、印刷記憶媒体を副走査方向に相対移動させる。
【００３１】
キャリッジ機構１２５は、インクジェット式記録ヘッド１０を搭載可能なキャリッジ３と、このキャリッジ３を主走査方向に沿って走行させるキャリッジ駆動部とから構成してあり、キャリッジ３を走行させることによりインクジェット式記録ヘッド１０を主走査方向に移動させる。なお、キャリッジ駆動部は、上述したように駆動モータ６及びタイミングベルト７等で構成されている。
【００３２】
インクジェット式記録ヘッド１０は、副走査方向に沿って多数のノズル開口１３を有し、ドットパターンデータ等によって規定されるタイミングで各ノズル開口１３から液滴を吐出する。そして、このようなインクジェット式記録ヘッド１０の圧電素子１８には、図示しない外部配線を介して電気信号、例えば、後述する駆動信号（ＣＯＭ）や印字データ（ＳＩ）等が供給される。なお、このように構成されるプリンタコントローラ１１１及びプリントエンジン１１２では、プリンタコントローラ１１１と、駆動信号発生回路１１９から出力された所定の駆動波形を有する駆動信号を選択的に圧電素子１８に入力するラッチ１３２、レベルシフタ１３３及びスイッチ１３４等を有する駆動回路（図示なし）とが圧電素子１８に所定の駆動信号を印加する駆動手段となる。
【００３３】
なお、これらのシフトレジスタ１３１、ラッチ１３２、レベルシフタ１３３、スイッチ１３４及び圧電素子１８は、それぞれ、インクジェット式記録ヘッド１０の各ノズル開口１３毎に設けられており、これらのシフトレジスタ１３１、ラッチ１３２、レベルシフタ１３３及びスイッチ１３４は、駆動信号発生回路１１９が発生した吐出駆動信号や緩和駆動信号から駆動パルスを生成する。ここで、駆動パルスとは実際に圧電素子１８に印加される印加パルスのことである。
【００３４】
このようなインクジェット式記録ヘッド１０では、最初に発振回路１１７からのクロック信号（ＣＫ）に同期して、ドットパターンデータを構成する印字データ（ＳＩ）が出力バッファ１２３からシフトレジスタ１３１へシリアル伝送され、順次セットされる。この場合、まず、全ノズル開口２１の印字データにおける最上位ビットのデータがシリアル伝送され、この最上位ビットのデータシリアル伝送が終了したならば、上位から２番目のビットのデータがシリアル伝送される。以下同様に、下位ビットのデータが順次シリアル伝送される。
【００３５】
そして、当該ビットの印字データが全ノズル分が各シフトレジスタ１３１にセットされたならば、制御部１１６は、所定のタイミングでラッチ１３２へラッチ信号（ＬＡＴ）を出力させる。このラッチ信号により、ラッチ１３２は、シフトレジスタ１３１にセットされた印字データをラッチする。このラッチ１３２がラッチした印字データ（ＬＡＴｏｕｔ）は、電圧増幅器であるレベルシフタ１３３に印加される。このレベルシフタ１３３は、印字データが例えば「１」の場合に、スイッチ１３４が駆動可能な電圧値、例えば、数十ボルトまでこの印字データを昇圧する。そして、この昇圧された印字データは各スイッチ１３４に印加され、各スイッチ１３４は、当該印字データにより接続状態になる。
【００３６】
そして、各スイッチ１３４には、駆動信号発生回路１１９が発生した駆動信号（ＣＯＭ）も印加されており、スイッチ１３４が選択的に接続状態になると、このスイッチ１３４に接続された圧電素子１８に選択的に駆動信号が印加される。このように、例示したインクジェット式記録ヘッド１０では、印字データによって圧電素子１８に吐出駆動信号を印加するか否かを制御することができる。例えば、印字データが「１」の期間においてはラッチ信号（ＬＡＴ）によりスイッチ１３４が接続状態となるので、駆動信号（ＣＯＭｏｕｔ）を圧電素子１８に供給することができ、この供給された駆動信号（ＣＯＭｏｕｔ）により圧電素子１８が変位（変形）する。また、印字データが「０」の期間においてはスイッチ１３４が非接続状態となるので、圧電素子１８への駆動信号の供給は遮断される。なお、この印字データが「０」の期間において、各圧電素子１８は直前の電位を保持するので、直前の変位状態が維持される。
【００３７】
なお、上記の圧電素子１８は、上述のように縦振動型の圧電素子１８である。この縦振動型の圧電素子１８を用いると、充電により圧電素子１８が縦方向に縮んで圧力発生室１２を膨張させ、放電により圧電素子１８が縦方向に伸長して圧力発生室１２を収縮させる。このようなインクジェット式記録ヘッド１０では、圧電素子１８に対する充放電に伴って対応する圧力発生室１２の容積が変化するので、圧力発生室１２の圧力変動を利用してノズル開口１３から液滴を吐出させることができる。
【００３８】
ここで、圧電素子１８に入力される本実施形態の駆動信号（ＣＯＭ）を表す駆動波形について説明する。なお、図４は、本実施形態の駆動信号を示す駆動波形である。
【００３９】
圧電素子１８に入力される駆動波形は、共通電極を基準電位（本実施形態では０Ｖ）として、個別電極に印加されるものである。駆動波形は、図４に示すように、中間電位Ｖｍを維持した状態から第１電位Ｖ１まで上昇させる第１膨張要素Ｐ０１と、第１電位Ｖ１を一定時間維持する第１ホールド要素Ｐ０２と、第１電位Ｖ１から第２電位Ｖ２まで降下させる第１収縮要素Ｐ０３と、第２電位Ｖ２を一定時間維持する第２ホールド要素Ｐ０４と、ノズル開口１３からインク滴が吐出される前に第２電位Ｖ２から第３電位Ｖ３まで上昇させる第２膨張要素Ｐ０５と、第３電位Ｖ３を一定時間維持する第３ホールド要素Ｐ０６と、第３電位Ｖ３から第４電位Ｖ４まで上昇させる第３の膨張要素Ｐ０７と、第４電位Ｖ４を一定時間維持する第４ホールド要素Ｐ０８と、第４電位Ｖ４から中間電位Ｖｍまで戻す第１制振要素Ｐ０９とで構成されている。
【００４０】
そして、このような駆動波形が圧電素子１８に供給されると、第１膨張要素Ｐ０１によって、圧電素子１８が圧力発生室１２の容積を膨張させる方向に変形して、ノズル開口１３内のメニスカスが圧力発生室１２側に引き込まれると共に、圧力発生室１２にはリザーバ１７側からインクが供給される。そして、圧力発生室１２の膨張状態は、第１ホールド要素Ｐ０２で維持される。次に、第１収縮要素Ｐ０３が供給されて圧電素子１８が伸長する。これにより、圧力発生室１２は膨張容積から第２電位Ｖ２に対応する収縮容積まで急激に収縮され、圧力発生室１２内のインクが加圧されてノズル開口１３からインク滴の吐出が開始される（ノズル開口１３のメニスカスが柱状に盛り上がった状態）。そして、圧力発生室１２の収縮状態は第２ホールド要素Ｐ０４によって維持される。この第２ホールド要素Ｐ０４によって、メニスカスの柱状部分の成長が促される。そして、ノズル開口１３からインク滴が吐出する前、すなわち、メニスカスが固有振動により引きちぎられる前に、第２膨張要素Ｐ０５、第３ホールド要素Ｐ０６及び第３膨張要素Ｐ０７を供給することで、圧力発生室１２を収縮容積から第４電位Ｖ４に対応する膨張容積まで急激に膨張し、柱状に盛り上がったメニスカスを引きちぎることでノズル開口１３からインク滴が吐出される。
【００４１】
その後は、圧力発生室１２の膨張状態は、第４ホールド要素Ｐ０８で維持され、この間にインク滴の吐出によって上昇した圧力発生室１２内のインク圧力は、その固有振動によって再び下降・上昇を繰り返す。そして圧力発生室１２の圧力の上昇タイミングに合わせて第１制振要素Ｐ０９が供給されて、圧力発生室１２が基準容積まで復帰（収縮）し、圧力発生室１２内の圧力変動が吸収される。
【００４２】
このような本実施形態の駆動波形では、第１膨張要素Ｐ０１が、特許請求の範囲に記載の膨張要素、第１収縮要素Ｐ０３が特許請求の範囲に記載の収縮要素に相当する。また、駆動波形の第２膨張要素Ｐ０５、第３ホールド要素Ｐ０６及び第３膨張要素Ｐ０７が、特許請求の範囲に記載の再膨張要素に相当し、第２膨張要素Ｐ０５が一次膨張要素、第３ホールド要素Ｐ０６及び第３膨張要素Ｐ０７が二次膨張要素に相当する。また、第３ホールド要素Ｐ０６が、特許請求の範囲に記載の二次膨張要素を構成する変化部（ホールド要素）に相当し、第３膨張要素Ｐ０７が、特許請求の範囲に記載の三次膨張要素に相当する。さらに、第１制振要素Ｐ０９が、特許請求の範囲に記載の再収縮要素に相当する。
【００４３】
そして、このような駆動波形によって、インク滴を吐出させることで、吐出されたインク滴の尾部を短くすることができると共に、インク滴吐出後のメニスカスの振動を安定させることができる。すなわち、上述した駆動波形では、第１収縮要素Ｐ０３及び第２ホールド要素Ｐ０４によってノズル開口１３から柱状に盛り上がったメニスカスを、再膨張要素に相当する第２膨張要素Ｐ０５、第３ホールド要素Ｐ０６、第３膨張要素Ｐ０７によって、第２電位Ｖ２から第４電位Ｖ４までの急峻な電圧変化を短時間で行って引きちぎることができるため、吐出されたインク滴の尾部を短くすることができる。また、再膨張要素内に第３ホールド要素Ｐ０６を設けることによって、第２電位Ｖ２から第４電位Ｖ４まで一定の電圧変化率（時間に対する電圧の変化率；波形の傾き）で印加するのに比べて、二次的なインク滴の吐出を防止することができると共に、インク滴吐出後のメニスカスの振動を安定させることができる。このように、インク滴の尾部を短くすると共に、インク滴吐出後のメニスカスの安定性を高めることで、次のインク滴を吐出するまでの間隔を短くしても、吐出されたインク滴の尾部が次のインク滴に干渉することなく、常に同じインク吐出特性で安定したインク滴の吐出を行わせることができる。この結果、インク滴の高速吐出（高周波吐出）を行って高速印刷を行わせることができる。
【００４４】
なお、再膨張要素に相当する第２膨張要素Ｐ０５及び第３膨張要素Ｐ０７の駆動電圧ＶＨ２は、第１収縮要素Ｐ０３の駆動電圧ＶＨ１よりも低くするのが好ましい。これは、駆動電圧ＶＨ２が高いと、再膨張要素に第３ホールド要素Ｐ０６を設けたとしても、第２膨張要素Ｐ０５及び第３膨張要素Ｐ０７によってメニスカスが暴れ、二次的なインク滴が吐出されてしまう虞があると共に、インク滴吐出後のメニスカスの振動の収束に時間がかかるからである。
【００４５】
また、第２膨張要素Ｐ０５から第１制振要素Ｐ０９（再収縮要素）が終了するまでの時間Ｔ２、すなわち、再膨張要素を構成する第２膨張要素Ｐ０５、第３ホールド要素Ｐ０６、第３膨張要素Ｐ０７と、その後の第４ホールド要素Ｐ０８及び第１制振要素Ｐ０９との総時間Ｔ２は、第１膨張要素Ｐ０１から第１収縮要素Ｐ０３が終了する時間Ｔ１、すなわち、第１膨張要素Ｐ０１、第１ホールド要素Ｐ０２、第１収縮要素Ｐ０３の総時間Ｔ１よりも長くするのが好ましい。これは、時間Ｔ２を短くすると、時間に対する電圧変化量（電圧変化率）が高くなり、再膨張要素に第３ホールド要素Ｐ０６を設けたとしても、再膨張要素（Ｐ０５〜Ｐ０７）によってメニスカスが暴れ、二次的なインク滴が吐出されてしまう虞があると共に、インク滴吐出後のメニスカスの振動の収束に時間がかかるからである。なお、再膨張要素の電圧と時間とをそれぞれ短くすることで、電圧変化率を緩やかにすることもできるが、再膨張要素の電圧と時間とをそれぞれ短くすると、インク滴の尾部を引きちぎる力が弱くなり、吐出されたインク滴の尾部が長くなってしまう。
【００４６】
さらに、第１収縮要素Ｐ０３が終了してから再膨張要素を構成する第２膨張要素Ｐ０５の供給タイミング、すなわち、第１収縮要素Ｐ０３が終了した時間と第２膨張要素Ｐ０５を開始するタイミングとの間隔Δｔ１（第２ホールド要素Ｐ０４の時間Δｔ１）は、圧力発生室１２の固有振動周期Ｔｃ以下であることが好ましい。これは、例えば、第２ホールド要素Ｐ０４の時間が、固有振動周期Ｔｃよりも大きいと、再膨張要素を供給する前に柱状に成長したメニスカスが引きちぎられてしまい、尾部の長いインク滴が吐出されてしまうからである。
【００４７】
なお、このような駆動波形は、インクジェット式記録ヘッド１０に粘度が１０ｍ・Ｐａｓ以上のインクを吐出させる場合に使用することで、特にインク滴の尾部を短くして、吐出後のメニスカスの暴れを防止して、安定したインク吐出特性を得ることができるものである。ちなみに、高粘度のインクをインクジェット式記録ヘッド１０に供給するには、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０にインクを供給する供給手段であるインクカートリッジ２Ａ、２Ｂに高粘度のインクを保持させて、保持した高粘度インクをインクジェット式記録ヘッド１０に供給させればよい。
【００４８】
（実施例１）
上述したインクジェット式記録ヘッド１０を実施形態１の駆動波形（駆動信号）で駆動し、粘度が３０ｍ・Ｐａｓのインクを吐出させた。
【００４９】
（比較例１）
実施例１と同じインクジェット式記録ヘッド１０を図５に示す駆動波形で駆動し、粘度が３０ｍ・Ｐａｓのインクを吐出させた。
【００５０】
なお、図５に示す比較例１の駆動波形は、実施形態１と同じ第１膨張要素Ｐ０１、第１ホールド要素Ｐ０２、第１収縮要素Ｐ０３を有し、第１収縮要素Ｐ０３の後、上述した第２ホールド要素Ｐ０４の時間Δｔ１よりも長い時間Δｔ２の第５ホールド要素Ｐ１０１と、第２電位Ｖ２を中間電位Ｖｍに戻す第２制振要素Ｐ１０２とを具備するものである。なお、第５ホールド要素Ｐ１０１の時間Δｔ２は、圧力発生室１２の固有振動周期Ｔｃよりも長い時間で設定されている。
【００５１】
そして、実施例１と比較例１との吐出されたインク滴の状態を撮影した。この結果を図６に示す。なお、図６（ａ）、（ｃ）は、比較例１のインク滴の状態を撮影した画像であり、図６（ｂ）、（ｄ）は、実施例１のインク滴の状態を撮影した画像である。
【００５２】
図６（ａ）に示すように、比較例１の吐出されたインク滴１４０には尾部１４１が長く形成されている。これに対して、図６（ｂ）に示すように、実施例１の吐出されたインク滴４０には、比較例１に比べて短い尾部４１が形成されていた。そして、比較例１では、連続したインク滴の吐出を２６ＫＨｚで実施した際に、図６（ｃ）に示すように、吐出されたインク滴１４０の尾部１４１が次のインク滴１４０に干渉して、正常な印刷を実行することができなかったのに対し、実施例１では、連続したインク滴の吐出を３０ＫＨｚで行っても、図６（ｄ）に示すように、インク滴４０の尾部４１が次のインク滴４０に干渉することなく、正常な印刷を実現できた。
【００５３】
このような結果からも分かるように、本発明の駆動信号を用いることで、インク滴４０の尾部４１を短くすることができると共に、インク滴４０を吐出後のメニスカスの安定性を高めることができ、高速吐出（高周波吐出）を行って高速印刷を行わせることができる。
【００５４】
（実施形態２）
図７は、本発明の実施形態２に係る駆動信号を示す波形図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５５】
図７に示すように、本実施形態の駆動信号を示す駆動波形は、中間電位Ｖｍを維持した状態から第１電位Ｖ１まで上昇させる第１膨張要素Ｐ０１と、第１電位Ｖ１を一定時間維持する第１ホールド要素Ｐ０２と、第１電位Ｖ１から第２電位Ｖ２まで降下させる第１収縮要素Ｐ０３と、第２電位Ｖ２を一定時間維持する第２ホールド要素Ｐ０４と、ノズル開口１３からインク滴が吐出される前に第２電位Ｖ２から第５電位Ｖ５まで上昇させる第４膨張要素Ｐ１１と、第５電位Ｖ５から第６電位Ｖ６まで上昇させる第５膨張要素Ｐ１２と、第６電位Ｖ６を一定時間維持する第６ホールド要素Ｐ１３と、第６電位Ｖ６から中間電位Ｖｍまで戻す第３制振要素Ｐ１４とで構成されている。
【００５６】
そして、このような駆動波形が圧電素子１８に供給されると、第１膨張要素Ｐ０１によって、圧電素子１８が圧力発生室１２の容積を膨張させる方向に変形して、ノズル開口１３内のメニスカスが圧力発生室１２側に引き込まれると共に、圧力発生室１２にはリザーバ１７側からインクが供給される。そして、圧力発生室１２の膨張状態は、第１ホールド要素Ｐ０２で維持される。次に、第１収縮要素Ｐ０３が供給されて圧電素子１８が伸長する。これにより、圧力発生室１２は膨張容積から第２電位Ｖ２に対応する収縮容積まで急激に収縮され、圧力発生室１２内のインクが加圧されてノズル開口１３からインク滴の吐出が開始される（ノズル開口１３のメニスカスが柱状に盛り上がった状態）。そして、圧力発生室１２の収縮状態は第２ホールド要素Ｐ０４によって維持される。この第２ホールド要素Ｐ０４によって、これによりメニスカスの柱状部分の成長が促される。その後、第４膨張要素Ｐ１１及び第５膨張要素Ｐ１２によって、圧力発生室１２を収縮容積から第６電位Ｖ６に対応する膨張容積まで急激に膨張され、柱状に盛り上がったメニスカスを引きちぎることで、ノズル開口１３からインク滴が吐出される。
【００５７】
その後は、圧力発生室１２の膨張状態は、第６ホールド要素Ｐ１３で維持され、この間にインク滴の吐出によって上昇した圧力発生室１２内のインク圧力は、その固有振動によって再び下降・上昇を繰り返す。そして圧力発生室１２の圧力の上昇タイミングに合わせて第３制振要素Ｐ１４が供給されて、圧力発生室１２が基準容積まで復帰（収縮）し、圧力発生室１２内の圧力変動が吸収される。
【００５８】
このような本実施形態の駆動波形では、第１膨張要素Ｐ０１が、特許請求の範囲に記載の膨張要素、第１収縮要素Ｐ０３が特許請求の範囲に記載の収縮要素に相当する。また、駆動波形の第４膨張要素Ｐ１１及び第５膨張要素Ｐ１２が、特許請求の範囲に記載の再膨張要素に相当し、第４膨張要素Ｐ１１が一次膨張要素、第５膨張要素Ｐ１２が二次膨張要素に相当する。また、第５膨張要素Ｐ１２が、特許請求の範囲に記載の二次膨張要素を構成する変化部（ホールド要素）に相当する。さらに、第３制振要素Ｐ１４が、特許請求の範囲に記載の再収縮要素に相当する。
【００５９】
なお、再膨張要素に相当する第４膨張要素Ｐ１１及び第５膨張要素Ｐ１２の駆動電圧ＶＨ３は、第１収縮要素Ｐ０３の駆動電圧ＶＨ１よりも低くするのが好ましい。これは、駆動電圧ＶＨ３が高いと、第４膨張要素Ｐ１１及び第５膨張要素Ｐ１２によってメニスカスが暴れ、二次的なインク滴が吐出されてしまう虞があると共に、インク滴吐出後のメニスカスの振動の収束に時間がかかるからである。
【００６０】
また、要素Ｐ０１〜Ｐ０３の時間Ｔ１と、要素Ｐ１１〜Ｐ１４までの時間Ｔ２についても、上述した実施形態１と同様に、時間Ｔ２が時間Ｔ１よりも長く設定するのが好ましい。さらに、第２ホールド要素Ｐ０４の時間Δｔ１についても、上述した実施形態１と同様に、圧力発生室１２の固有振動周期Ｔｃ以下に設定するのが好ましい。
【００６１】
また、第５膨張要素Ｐ１２は、第４膨張要素Ｐ１１に対して、電圧変化率、すなわち、傾きが大きくなるように設けられている。これは、第１収縮要素Ｐ０３及び第２ホールド要素Ｐ０４で柱状に盛り上がったメニスカスを、第４膨張要素Ｐ１１によって最初は比較的緩やかに引きちぎる方向に圧力を加え、その後、第５膨張要素Ｐ１２によって急峻に引きちぎることによって、インク滴が吐出された後のメニスカスを安定させているからである。
【００６２】
このような構成の駆動信号を用いることで、上述した実施形態１と同様に、インク滴の尾部を短くすると共に、インク滴吐出後のメニスカスの安定性を高めることで、次のインク滴を吐出するまでの間隔を短くしても、吐出されたインク滴の尾部が次のインク滴に干渉することなく、常に同じインク吐出特性で安定したインク滴の吐出を行わせることができる。この結果、インク滴を高速吐出（高周波吐出）することができ、高速印刷を行わせることができる。
【００６３】
（実施形態３）
図８は、本発明の実施形態３に係る駆動信号を示す波形図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６４】
本実施形態の駆動信号を示す駆動波形は、スモールドットを吐出させる駆動波形であり、図８に示すように、中間電位Ｖｍから第７膨張電位Ｖ７まで印加する第６膨張要素Ｐ２１と、第７電位Ｖ７を維持する第７ホールド要素Ｐ２２と、第７電位Ｖ７から第８電位Ｖ８まで電位を下降させる第２収縮要素Ｐ２３と、第８電位Ｖ８を維持する第８ホールド要素Ｐ２４と、第８電位Ｖ８から第９電位Ｖ９まで電位を下降させる第３収縮要素Ｐ２５と、第９電位Ｖ９を維持する第９ホールド要素Ｐ２６と、ノズル開口１３からインク滴が吐出される前に第９電位Ｖ９から第１０電位Ｖ１０まで上昇させる第７膨張要素Ｐ２７と、第１０電位Ｖ１０を一定時間維持する第１０ホールド要素Ｐ２８と、第１０電位Ｖ１０から第１１電位Ｖ１１まで上昇させる第８膨張要素Ｐ２９と、第１１電位Ｖ１１を一定時間維持する第１１ホールド要素Ｐ３０と、第１１電位Ｖ１１から中間電位Ｖｍまで戻す第４制振要素Ｐ３１とで構成されている。
【００６５】
このような駆動波形が圧電素子１８に供給されると、第６膨張要素Ｐ２１によって圧力発生室１２が膨張してメニスカスが圧力発生室１２側に引き込まれると共にリザーバ１７側から圧力発生室１２にインクが供給される。そして、圧力発生室１２の膨張状態が第７ホールド要素Ｐ２２で維持される。このとき、メニスカスの中心部分が吐出方向に反転し、柱状に盛り上がった状態となる。その後、第２収縮要素Ｐ２３によって圧力発生室１２を収縮させる。これによりメニスカスの柱状部分の成長が促される。そして、第８ホールド要素Ｐ２４によって短時間維持された後、第３収縮要素Ｐ２５によってさらに圧力発生室１２が収縮する。これにより、圧力発生室１２内のインクが加圧されてノズル開口１３からインク滴の吐出が開始される（ノズル開口１３のメニスカスが柱状に盛り上がった状態）。そして、圧力発生室１２の収縮状態は第９ホールド要素Ｐ２６によって維持される。この第９ホールド要素Ｐ２６によって、メニスカスの柱状部分の成長が促される。そして、ノズル開口１３からインク滴が吐出する前、すなわち、メニスカスが固有振動により引きちぎられる前に、第７膨張要素Ｐ２７、第１０ホールド要素Ｐ２８及び第８膨張要素Ｐ２９を供給することで、圧力発生室１２を収縮容積から第１１電位Ｖ１１に対応する膨張容積まで急激に膨張し、柱状に盛り上がったメニスカスを引きちぎることでノズル開口１３からインク滴が吐出される。その後の第１１ホールド要素Ｐ３０及び第４制振要素Ｐ３１については、上述した実施形態１の第４ホールド要素Ｐ０８及び第１制振要素Ｐ０９と同様である。
【００６６】
このような本実施形態の駆動波形では、第６膨張要素Ｐ２１が、特許請求の範囲に記載の膨張要素、第２収縮要素Ｐ２３、第８ホールド要素Ｐ２４及び第３収縮要素Ｐ２５が特許請求の範囲に記載の収縮要素に相当する。また、駆動波形の第７膨張要素Ｐ２７、第１０ホールド要素Ｐ２８及び第８膨張要素Ｐ２９が、特許請求の範囲に記載の再膨張要素に相当し、第７膨張要素Ｐ２７が一次膨張要素、第１０ホールド要素Ｐ２８及び第８膨張要素Ｐ２９が二次膨張要素に相当する。また、第１０ホールド要素Ｐ２８が、特許請求の範囲に記載の二次膨張要素を構成する変化部（ホールド要素）に相当し、第８膨張要素Ｐ２９が、特許請求の範囲に記載の三次膨張要素に相当する。さらに、第４制振要素Ｐ３１が、特許請求の範囲に記載の再収縮要素に相当する。
【００６７】
このような駆動波形によって、圧電素子１８を駆動することによって、ノズル開口１３からは、実施形態１に比べて小径のインク滴（スモールドット）が吐出される。そして、この小径のインク滴を吐出する場合であっても、収縮要素に相当する第２収縮要素Ｐ２３、第８ホールド要素Ｐ２４及び第３収縮要素Ｐ２５によってノズル開口１３から柱状に盛り上がったメニスカスを、再膨張要素に相当する第７膨張要素Ｐ２７、第１０ホールド要素Ｐ２８、第８膨張要素Ｐ２９によって、第９電位Ｖ９から第１１電位Ｖ１１までの急峻な電圧変化を短時間で行って引きちぎることができるため、吐出されたインク滴の尾部を短くすることができる。また、再膨張要素内に第１０ホールド要素Ｐ２８を設けることによって、第９電位Ｖ９から第１１電位Ｖ１１まで一定の電圧変化率（時間に対する電圧の変化率；波形の傾き）で印加するのに比べて、二次的なインク滴の吐出を防止することができると共に、インク滴吐出後のメニスカスの振動を安定させることができる。このように、インク滴の尾部を短くすると共に、インク滴吐出後のメニスカスの安定性を高めることで、次のインク滴を吐出するまでの間隔を短くしても、吐出されたインク滴の尾部が次のインク滴に干渉することなく、常に同じインク吐出特性で安定したインク滴の吐出を行わせることができる。この結果、インク滴の高速吐出（高周波吐出）を行って高速印刷を行わせることができる。
【００６８】
なお、上述した実施形態１と同様に、再膨張要素に相当する第７膨張要素Ｐ２７及び第８膨張要素Ｐ２９の駆動電圧ＶＨ５は、収縮要素に相当する第２収縮要素Ｐ２３及び第３収縮要素Ｐ２５の駆動電圧ＶＨ４よりも低くするのが好ましい。また、上述した実施形態１と同様に、要素Ｐ２７〜Ｐ３１までの時間Ｔ４は、要素Ｐ２１〜Ｐ２５までの時間Ｔ３に比べて長くするのが好ましい。さらに、上述した実施形態１と同様に、収縮要素と再膨張要素との間の間隔Δｔ３（第９ホールド要素Ｐ２６の時間Δｔ３）は、圧力発生室１２の固有振動周期Ｔｃ以下であることが好ましい。
【００６９】
このように駆動信号の波形成分を規定することで、インク滴の尾部を短くして安定したインク滴の吐出を行わせることができる。
【００７０】
また、本実施形態では、駆動信号の再膨張要素として、上述した実施形態１と同様に、第７膨張要素Ｐ２７、第１０ホールド要素Ｐ２８及び第８膨張要素Ｐ２９を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、要素Ｐ２７〜２９に変えて、上述した実施形態２の再膨張要素、すなわち、第４膨張要素Ｐ１１及び第５膨張要素Ｐ１２を設けるようにしてもよい。
【００７１】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した駆動信号にインクが吐出しない程度に圧電素子１８を微振動させる微振動パルスを設けるようにしてもよい。なお、微振動パルスとしては、台形状の波形形状を有する台形パルスを用いることができる。また、例えば、微振動パルスを、実施形態１〜３の制振要素Ｐ０９、Ｐ１４、Ｐ３１に連続して設けるようにしてもよい。すなわち、制振要素を中間電位Ｖｍよりも低い電位まで印加して、その後、この電位を維持するホールド要素と、この電位を中間電位まで戻す膨張要素を設けるようにすればよい。
【００７２】
また、上述した実施形態１〜３では、圧力発生手段として、縦振動型の圧電素子１８を用いるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、下電極と圧電体層と上電極とを積層形成した撓み変形型の圧電素子を用いるようにしてもよい。ちなみに、縦振動型の圧電素子１８を用いると、充電により圧電素子１８が縦方向に縮んで圧力発生室１２を膨張させ、放電により圧電素子１８が縦方向に伸長して圧力発生室１２を収縮させる。これに対して、圧力発生手段として撓み変形型の圧電素子を用いた場合には、充電により圧電素子が圧力発生室１２側に変形して圧力発生室１２を収縮し、放電により圧電素子が圧力発生室１２とは反対側に変形して圧力発生室１２を膨張させる。このような圧電素子を駆動する駆動信号は、上述した駆動信号の電位極性が反転した形状となる。
【００７３】
また、圧力発生手段として、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口１３から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエータなどを使用してもよい。
【００７４】
また、上述したインクジェット式記録装置Ｉでは、インクジェット式記録ヘッド１０（ヘッドユニット１Ａ、１Ｂ）がキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッド１０が固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。
【００７５】
さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも適用することができる。勿論、このような液体噴射ヘッドを搭載した液体噴射装置も特に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録装置の概略斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る記録装置の制御構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る駆動信号を示す波形図である。
【図５】本発明の比較例１に係る駆動信号を示す波形図である。
【図６】インク滴の吐出状態を撮影した画像である。
【図７】本発明の実施形態２に係る駆動信号を示す波形図である。
【図８】本発明の実施形態３に係る駆動信号を示す波形図である。
【符号の説明】
【００７７】
Ｉ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 １０ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 １２ 圧力発生室、 １３ ノズル開口、 １７ リザーバ、 １８ 圧電素子（圧力発生手段）、 ４０、１４０ インク滴、 ４１、１４１ 尾部、 １１１ プリンタコントローラ、 １１２ プリントエンジン、 １１６ 制御部、 １１９ 駆動信号発生回路、 １３１ シフトレジスタ、 １３２ ラッチ、 １３３ レベルシフタ、 １３４ スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを具備する液体噴射ヘッドと、
前記圧力発生手段に、前記圧力発生室を膨張させる膨張要素と、前記圧力発生室を収縮させる収縮要素と、該収縮要素によって前記ノズル開口から液体が吐出される前に前記圧力発生室を膨張させて液体を吐出させる再膨張要素とを具備する駆動信号を供給する駆動手段とを具備し、
前記再膨張要素が、前記収縮要素側に設けられて前記圧力発生室を膨張させる一次膨張要素と、前記一次膨張要素に連続して当該一次膨張要素の電圧変化率と異なる電圧変化率を有する変化部を少なくとも有すると共に前記圧力発生室を膨張させる二次膨張要素とを具備することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記変化部が、前記一次膨張要素に連続すると共に当該一次膨張要素の終了時の電位を維持するホールド要素からなると共に、前記二次膨張要素が、前記ホールド要素に連続して前記圧力発生室を膨張させる三次膨張要素をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記二次膨張要素が、前記一次膨張要素に連続して、前記一次膨張要素の電圧変化率と異なる前記変化部だけで構成されていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記膨張要素が、前記圧力発生室を基準体積よりも大きな体積となるように膨張させると共に前記収縮要素が、前記圧力発生室を前記基準体積よりも小さな体積となるように収縮させ、
前記再膨張要素が、前記圧力発生室を前記基準体積よりも大きく、且つ前記膨張要素による前記圧力発生室の体積よりも小さな体積となるように膨張させるものであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記収縮要素が終了したタイミングと、前記再膨張要素を開始するタイミングとの間隔が、前記圧力発生室の固有振動周期以下であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記駆動信号が、前記再膨張要素の後に前記圧力発生室の体積を戻す再収縮要素をさらに具備し、前記再膨張要素から前記再収縮要素が終了する時間が、前記膨張要素が開始されてから前記収縮要素が終了する時間よりも長いことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記液体噴射ヘッドに、１０ｍ・Ｐａｓ以上の粘度の液体を供給する供給手段をさらに具備することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項８】
液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを具備する液体噴射ヘッドの駆動方法であって、
前記圧力発生室を膨張させる膨張要素と、前記圧力発生室を収縮させる収縮要素と、該収縮要素によって前記ノズル開口から液体が吐出される前に前記圧力発生室を膨張させて液体を吐出させる再膨張要素とを具備し、且つ前記再膨張要素に、前記収縮要素側に設けられて前記圧力発生室を膨張させる一次膨張要素と、前記一次膨張要素に連続して当該一次膨張要素の電圧変化率と異なる電圧変化率を有する変化部を少なくとも有すると共に前記圧力発生室を膨張させる二次膨張要素とを設けた駆動信号によって前記圧力発生手段を駆動することを特徴とする液体噴射ヘッドの駆動方法。
【請求項１】
液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを具備する液体噴射ヘッドと、
前記圧力発生手段に、前記圧力発生室を膨張させる膨張要素と、前記圧力発生室を収縮させる収縮要素と、該収縮要素によって前記ノズル開口から液体が吐出される前に前記圧力発生室を膨張させて液体を吐出させる再膨張要素とを具備する駆動信号を供給する駆動手段とを具備し、
前記再膨張要素が、前記収縮要素側に設けられて前記圧力発生室を膨張させる一次膨張要素と、前記一次膨張要素に連続して当該一次膨張要素の電圧変化率と異なる電圧変化率を有する変化部を少なくとも有すると共に前記圧力発生室を膨張させる二次膨張要素とを具備することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記変化部が、前記一次膨張要素に連続すると共に当該一次膨張要素の終了時の電位を維持するホールド要素からなると共に、前記二次膨張要素が、前記ホールド要素に連続して前記圧力発生室を膨張させる三次膨張要素をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記二次膨張要素が、前記一次膨張要素に連続して、前記一次膨張要素の電圧変化率と異なる前記変化部だけで構成されていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記膨張要素が、前記圧力発生室を基準体積よりも大きな体積となるように膨張させると共に前記収縮要素が、前記圧力発生室を前記基準体積よりも小さな体積となるように収縮させ、
前記再膨張要素が、前記圧力発生室を前記基準体積よりも大きく、且つ前記膨張要素による前記圧力発生室の体積よりも小さな体積となるように膨張させるものであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記収縮要素が終了したタイミングと、前記再膨張要素を開始するタイミングとの間隔が、前記圧力発生室の固有振動周期以下であることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記駆動信号が、前記再膨張要素の後に前記圧力発生室の体積を戻す再収縮要素をさらに具備し、前記再膨張要素から前記再収縮要素が終了する時間が、前記膨張要素が開始されてから前記収縮要素が終了する時間よりも長いことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項７】
前記液体噴射ヘッドに、１０ｍ・Ｐａｓ以上の粘度の液体を供給する供給手段をさらに具備することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項８】
液体を吐出するノズル開口に連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを具備する液体噴射ヘッドの駆動方法であって、
前記圧力発生室を膨張させる膨張要素と、前記圧力発生室を収縮させる収縮要素と、該収縮要素によって前記ノズル開口から液体が吐出される前に前記圧力発生室を膨張させて液体を吐出させる再膨張要素とを具備し、且つ前記再膨張要素に、前記収縮要素側に設けられて前記圧力発生室を膨張させる一次膨張要素と、前記一次膨張要素に連続して当該一次膨張要素の電圧変化率と異なる電圧変化率を有する変化部を少なくとも有すると共に前記圧力発生室を膨張させる二次膨張要素とを設けた駆動信号によって前記圧力発生手段を駆動することを特徴とする液体噴射ヘッドの駆動方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２３４１１０（Ｐ２００９−２３４１１０Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８４６５９（Ｐ２００８−８４６５９）
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【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２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【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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