JP2005305911A - 液滴吐出ヘッドの駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動周波数を低下させることなく、液滴を安定的に吐出させる液滴吐出ヘッドの駆動方法を提供する。
【解決手段】２本のチャネルを挟んで離れているチャネルを１つの組として、チャネルを３つの組に分割し、１つの組ごとに順次に時分割で駆動し、ノズルより液滴として吐出させるヘッドの駆動方法であって、吐出パルスを、チャネルの容積を拡大させる第１の工程と、拡大状態を保持する第２の工程と、チャネルの容積を縮小させてノズルから液柱を突出させる第３の工程と、チャネルの容積を縮小させる状態を保持する第４の工程と、チャネルの容積を拡大させる第５の工程とし、第３の工程を、その直前に駆動した隣接チャネルのノズルから突出した液柱のノズル開口先端での太さをα、液柱の最大太さをβとした時、α／β≦１／３となった時点で開始し、隣接チャネルのノズルから突出された液柱をメニスカスから分離させて液滴として吐出させる。
【選択図】 図５

Description

本発明は液滴吐出ヘッドの駆動方法に関し、詳しくは、駆動周波数を低下させることなく、ノズルから吐出される液滴の尾部の曲がりを抑制し、液滴の着弾精度を向上させることのできる液滴吐出ヘッドの駆動方法に関する。

ノズルから液体を液滴として吐出させる液滴吐出ヘッドの例としては、微小なインク滴を記録媒体に吐出して画像を記録するためのインクジェット記録ヘッドが良く知られている。

このようなインクジェット記録ヘッドは、インクが満たされたチャネル内に圧力を付与することで、ノズルからインク柱を突出させ、その後、メニスカスを引き込むことで、突出されたインク柱の後端を引き戻し、インク柱をメニスカスから分離させる。これにより、図１３に示すように、ノズル４００からインク滴２００が記録媒体３００に向けて飛翔する。

ノズル４００から吐出された直後のインク滴２００は、同図に示すように、略球状をなす主滴２０１と該主滴２０１の後端から長く尾を引いた尾部２０２とからなる。しかし、その後、尾部２０２は分裂してサテライトと呼ばれる微小な２次滴２０３となり、この主滴２０１と２次滴２０３とが記録媒体３００に向かって飛翔し、これらが着弾することにより画像が記録される。このとき、主滴２０１の飛翔方向と２次滴２０３の飛翔方向とが同じであれば、同じ場所に着弾するので画像に影響を与えることはない。しかし、２次滴２０３の飛翔方向が主滴２０１と異なると、同図に示すように主滴２０１の周囲に着弾するので画像を劣化させる。

このように２次滴２０３の飛翔方向が主滴２０１の飛翔方向と異なる原因は、ノズル４００から吐出された直後のインク滴２００の尾部２０２に、図１３において矢視する本来の飛翔方向とは異なる方向の曲がりが発生することにある。

ノズルから吐出されるインク滴の尾部に曲がりが発生する原因は、ノズル内面の不均一性にあることが知られている。例えば、図１４に示すように、ノズル内面４０１の傾斜が一様でなく、一部で傾斜が異なると、ノズル内面４０１のメニスカスＭの表面張力にアンバランスが生じて、ノズル４００から突出したインク柱５００の尾部５０１を本来の飛翔方向とは垂直な一方向に片寄らせる力が働いてしまい、インク滴がメニスカスＭから分離した直後に尾部に曲がりを発生させる。従って、ノズル内面の形状の正確さが、インク滴の尾部の曲がりを抑制した安定な吐出に大きく影響することになる。

しかしながら、ノズル内面形状に要求される正確さのレベルは非常に高く、ノズル内面まで真円且つ左右対称に加工形成することはきわめて困難であり、その要求に応えることは到底容易ではない。また、使用中にノズル内面に異物が付着すると、除去することが困難であり、これが尾部の曲がりを発生させる原因となる場合もある。このため、ノズル内面形状の正確さ以外の方法によって、液滴を尾部の曲がりなく安定的に吐出させることが求められる。

このような液滴の尾部の曲がりを改善することは従来から検討されており、特許文献１には、第１パルスを与えてノズルからインク柱を突出させた後、液滴が分離する前に第２パルスを与えてノズルからメニスカスを突出させ、凸状になったメニスカスの頂点で液滴を分離することで、尾部の曲がりを防ぐ技術が開示されている。
特開平２−２１５５３７号公報

特許文献１に記載の技術によれば、メニスカスをノズルから突出させてから液滴を分離するので、ノズル内面形状の影響を受けないが、インク柱を突出させる第１パルスの他に、更にメニスカスを突出させるための第２パルスを再度印加する必要があるため、それだけ駆動周波数が低下してしまい、記録速度の低下につながる問題がある。しかも、第２パルスによる残留圧力波をキャンセルしなくては次の吐出を開始することができないため、残留圧力波をキャンセルするための新たなパルスを別途印加する必要があり、更に駆動周波数の低下を招く問題がある。

そこで、本発明は、駆動周波数を低下させることなく、尾部の曲がりのない液滴を安定的に吐出させることのできる液滴吐出ヘッドの駆動方法を提供することを課題とする。

本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

請求項１記載の発明は、少なくとも一部が圧電材料で形成された側壁により隔てられた複数のチャネルを有し、前記複数のチャネルのうち、互いに２本のチャネルを挟んで離れているチャネルをまとめて１つの組として、チャネルを３つの組に分割し、側壁に形成された電極に液滴を吐出させるための電圧パルスを印加することにより、前記１つの組ごとに順次に時分割で駆動し、該側壁をせん断変形させ、せん断変形時の圧力によりチャネル内の液体をノズルより液滴として吐出させる液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、前記液滴を吐出させるための電圧パルスの印加による駆動は、前記チャネルの容積を拡大させる第１の工程と、前記拡大状態を保持する第２の工程と、前記チャネルの容積を縮小させて前記ノズルから液柱を突出させる第３の工程と、前記チャネルの容積を縮小させる状態を保持する第４の工程と、前記チャネルの容積を拡大させる第５の工程とを有し、前記第３の工程を、その直前に駆動した隣接チャネルのノズルから突出した液柱のノズル開口先端での太さをα、前記液柱の最大太さをβとした時、α／β≦１／３となった時点で開始し、前記隣接チャネルのノズルから突出された液柱をメニスカスから分離させて液滴として吐出させることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法である。

請求項２記載の発明は、前記第３の工程を、その直前に駆動した隣接チャネルのノズルから液柱が突出した後に形成されたメニスカスが実質的にノズル開口先端に復帰した時点で開始し、前記隣接チャネルのノズルから突出された液柱をメニスカスから分離して液滴として吐出させることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法である。

請求項３記載の発明は、前記第３の工程により縮小させた時のチャネルの容積は、前記第１の工程によりチャネルを拡大させる以前の容積よりも小さく、且つ、前記第５の工程により拡大させた後のチャネルの容積は、前記第１の工程によりチャネルを拡大させる以前の容積と同じであることを特徴とする請求項１又は２記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法である。

請求項４記載の発明は、前記第１の工程において、側壁に形成された電極に印加する電圧をａ（Ｖ）、第５の工程において側壁に形成された電極に印加する電圧をｂ（Ｖ）としたとき、｜ａ｜＞｜ｂ｜であることを特徴とする請求項１、２又は記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法である。

請求項５記載の発明は、｜ａ｜／｜ｂ｜＝２であることを特徴とする請求項４記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法である。

請求項６記載の発明は、少なくとも一部が圧電材料で形成された側壁により隔てられた複数のチャネルを有し、前記複数のチャネルのうち、互いに２本のチャネルを挟んで離れているチャネルをまとめて１つの組として、チャネルを３つの組に分割し、側壁に形成された電極に液滴を吐出させるための電圧パルスを印加することにより、前記１つの組ごとに順次に時分割で駆動し、該側壁をせん断変形させ、せん断変形時の圧力によりチャネル内のインクをノズルより液滴として吐出させると共に、前記１つの組のチャネルの中の非吐出のチャネルの側壁に形成された電極に、液滴を吐出しない程度の電圧パルスを印加し、液滴を吐出させずに前記ノズルのメニスカスを微振動させる液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、前記液滴を吐出しない程度の電圧パルスの印加による駆動は、前記チャネルの容積を縮小させる第１の工程と、前記縮小状態を保持する第２の工程と、前記チャネルの容積を拡大させる第３の工程とを有し、前記第１の工程を、その直前に駆動した隣接チャネルのノズルから突出した液柱のノズル開口先端での太さをα、前記液柱の最大太さをβとした時、α／β≦１／３となった時点で開始し、前記隣接チャネルのノズルから突出された液柱をメニスカスから分離させて液滴として吐出させることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法である。

請求項７記載の発明は、前記第１の工程によりチャネルの容積を縮小させる前の容積は、前記第３の工程によりチャネルを拡大させた後の容積と同じであることを特徴とする請求項６記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法である。

請求項８記載の発明は、少なくとも一部が圧電材料で形成された側壁により隔てられた複数のチャネルを有し、前記複数のチャネルのうち、互いに２本のチャネルを挟んで離れているチャネルをまとめて１つの組として、チャネルを３つの組に分割し、側壁に形成された電極に液滴を吐出させるための電圧パルスを印加することにより、前記１つの組ごとに順次に時分割で駆動し、該側壁をせん断変形させ、せん断変形時の圧力によりチャネル内のインクをノズルより液滴として吐出させると共に、前記１つの組のチャネルの中の非記録のチャネルの側壁に形成された電極に、液滴を吐出しない程度の電圧パルスを印加し、液滴を吐出させずに前記ノズルのメニスカスを微振動させる液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、前記液滴を吐出しない程度の電圧パルスの印加による駆動は、前記チャネルの容積を拡大させる第１の工程と、前記拡大状態を保持する第２の工程と、前記チャネルの容積を縮小させる第３の工程とを有し、前記第３の工程を、その直前に駆動した隣接チャネルのノズルから突出した液柱のノズル開口先端での太さをα、前記液柱の最大太さをβとした時、α／β≦１／３となった時点で開始し、前記隣接チャネルのノズルから突出された液柱をメニスカスから分離させて液滴として吐出させることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法である。

請求項９記載の発明は、前記第１の工程によりチャネルの容積を拡大させる前の容積は、前記第３の工程によりチャネルの容積を縮小させた後の容積と同じであることを特徴とする請求項８記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法である。

請求項１０記載の発明は、前記第２の工程の継続時間が２ＡＬ（ＡＬはチャネルの音響的共振周期の１／２）であることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法である。

請求項１１記載の発明は、前記液滴を吐出しない程度の電圧パルスは、液滴の吐出、非吐出にかかわらず、前記１つの組のチャネルの側壁に形成された電極全てに印加されることを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法である。

請求項１２記載の発明は、前記液滴を吐出しない程度の電圧パルスの印加による前記メニスカスの最大押し出し量は、ノズル半径以下であることを特徴とする請求項６〜１１のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法である。

請求項１３記載の発明は、前記電圧パルスは、矩形波パルスであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法である。

請求項１４記載の発明は、前記液体の粘度が、５ｃｐ以上１５ｃｐ以下であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法である。

請求項１５記載の発明は、前記液体の表面張力が、２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上３０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法である。

本発明によれば、駆動周波数を低下させることなく、尾部の曲がりのない液滴を安定的に吐出させることのできる液滴吐出ヘッドの駆動方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。

本発明に係る駆動方法は、少なくとも一部が圧電材料で形成された側壁により隔てられた複数のチャネルを有し、その複数のチャネルのうち、互いに２本のチャネルを挟んで離れているチャネルをまとめて１つの組として、チャネルを３つの組に分割し、側壁に形成された電極に電圧パルスを印加することにより、１つの組ごとに順次に時分割で駆動し、該側壁をせん断変形させ、せん断変形時の圧力によりチャネル内の液体をノズルより液滴として吐出させるようにした液滴吐出ヘッドであれば、どのようなタイプの液滴吐出ヘッドにも適用でき、また、吐出されるチャネル内の液滴はどのような液体であってもよいが、以下の説明では、チャネル内の液体として画像記録のためのインクを使用した液滴吐出ヘッドであるせん断モード（シェアモード）タイプのインクジェット記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという。）を用いて説明する。

図１は、せん断モードタイプの記録ヘッドの概略構成を示す図であり、（ａ）は一面を断面で示す斜視図、（ｂ）は断面図である。図２はその作動を示す図である。

記録ヘッド２は、カバープレート２４と基板２６の間に、ＰＺＴ等の圧電材料からなる複数の側壁２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃで隔てられたチャネル２８が多数並設されている。図２では多数のチャネル２８の一部である３本（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）が示されている。チャネル２８の一端はノズル形成部材２２に形成されたノズル２３につながり、他端はインク供給口２５を経て、インクチューブ２１によって図示されていないインクタンクに接続されている。そして、各チャネル２８内の側壁２７表面には、両側壁２７の上方からチャネル２８内の底面に亘って繋がる電極２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃが密着形成され、各電極２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃは駆動信号発生部１００に接続している。

この駆動信号発生部１００は、複数の電圧パルスを含む一連の駆動信号を各画素周期毎に発生する駆動信号発生回路と、各チャネル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データに応じて電圧パルスを選択して各チャネルに供給する駆動パルス選択回路とからなり、各画素のデータに応じて圧電材料からなる側壁２７を駆動するための電圧パルスを供給する。この電圧パルスには、インク滴を吐出させるための吐出パルスと、ノズル２３からインク滴を吐出させない程度にメニスカスを微振動させる微振動パルスとを含んでいる。

各側壁２７は、ここでは図２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、圧電材料は例えば符号２７ａの部分のみであってもよく、側壁２７の少なくとも一部にあればよい。

各側壁２７表面に密着形成された電極２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに駆動信号発生部１００の制御により吐出パルスとしての電圧パルスが印加されると、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２ではノズルは省略してある。

電極２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃのいずれにも電圧パルスが印加されない時は、側壁２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃのいずれも変形しないが、図２（ａ）に示す状態において、電極２９Ａ及び２９Ｃを接地すると共に電極２９Ｂに図３に示すような電圧パルスを印加すると、まず、側壁２７Ｂ、２７Ｃを構成する圧電材料の分極方向に直角な方向の電界が生じ、各側壁２７Ｂ、２７Ｃ共に、それぞれ圧電材料２７ａ、２７ｂの接合面にズリ変形を生じ、図２（ｂ）に示すように側壁２７Ｂ、２７Ｃは互いに外側に向けて変形し、チャネル２８Ｂの容積を拡大する。これによりチャネル２８Ｂ内に負の圧力が生じてインクが流れ込む（Draw）。

この状態を一定時間継続してから電圧パルスの電位を０に戻すと、側壁２７Ｂ、２７Ｃは図２（ｂ）に示す拡大位置から図２（ａ）に示す中立位置に戻り、チャネル２８Ｂ内のインクに高い圧力が掛かる（Release）。引き続いて、図２（ｃ）に示すように、側壁２７Ｂ、２７Ｃを互いに逆方向に変形するように電圧パルスを印加して、チャネル２８Ｂの容積を縮小する（Reinforce）と、チャネル２８Ｂ内に正の圧力が生じる。これによりチャネル２８Ｂを満たしているインクの一部によるノズル内のメニスカスがノズルから押し出される方向に変化し、ノズルからインク柱が吐出する。他の各チャネルも電圧パルスの印加によって上記と同様に動作する。

このような駆動法はＤＲＲ駆動法と呼ばれ、せん断モードタイプの記録ヘッドの代表的な駆動法である。

このように少なくとも一部が圧電材料によって形成された側壁２７によって隔てられた複数のチャネル２８を有する記録ヘッド２を駆動する場合、一つのチャネル２８の側壁２７が変形動作をすると、隣のチャネル２８が影響を受けるため、複数のチャネル２８のうち、互いに２本のチャネル２８を挟んで離れているチャネル２８をまとめて１つの組となすようにして、チャネル２８を３つの組に分割し、１つの組毎に順次に時分割で駆動制御する（以下、これを３サイクル駆動という場合がある。）。このように１つの組毎に順次に時分割で駆動制御するものでは、１つの組に印加される電圧パルスが終了した後に、隣接する次の組に電圧パルスが印加されるような駆動方法が採用される。

かかる３サイクル駆動を行う本発明の駆動方法について図４を用いて更に説明する。図４に示す例では、記録ヘッドはチャネルがＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ａ３、Ｂ３、Ｃ３の９つのチャネル２８で構成されているとして説明する。また、このときのＡ、Ｂ、Ｃの各組のチャネル２８に印加される電圧パルスのタイミングチャートの一例を図５に示す。また、図５に示すＡ組のチャネル２８のノズル２３におけるインク及びメニスカスの挙動を図６に模式的に示す。図５、図６及び以下の説明における括弧内の数字（１）〜（６）はそれぞれ対応している。

なお、本明細書において、「液柱」又は「インク柱」とは、先端がノズルの開口から突出しているが、後端はノズル内のメニスカスと繋がっていて、未だメニスカスから分離していない状態の液体又はインクを指し、「液滴」又は「インク滴」とは、後端がノズル内のメニスカスから分離している状態の液体又はインクを指す。

また、せん断モードタイプの記録ヘッドでは、側壁２７の変形は壁の両側に設けられる電極２９に掛かる電圧差で起こるので、インク吐出を行うチャネル２８の電極２９に負の電圧パルスを掛ける代わりに、インク吐出を行うチャネル２８の電極２９を接地して、その両隣のチャネル２８の電極２９に正の電圧パルスを掛けるようにしても同様に動作させることができる。この方法によれば、正電圧だけで駆動させることができるが、本明細書では、正・負の両電圧によって駆動させる場合を示す。

ここで、各組のチャネル２８に印加されるインク滴を吐出させるための電圧パルス、すなわち吐出パルスは、上記ＤＲＲ駆動法による吐出パルスであり、これはチャネル２８の容積を拡大させる第１の工程と、その拡大状態を保持する第２の工程と、チャネル２８の容積を縮小させてノズル２３からインク柱を突出させる第３の工程と、チャネル２８の容積を縮小させる状態を保持する第４の工程と、チャネル２８の容積を拡大させる第５の工程とを有している。

（１）；まず、Ａ組（Ａ１、Ａ２、Ａ３）の各チャネルの電極に吐出パルスを掛け、その両隣のチャネルの電極を接地する。すなわち、Ａ組のチャネル２８に正の電圧パルス（＋Ｖon）を掛けると、吐出したいＡ組のチャネル２８の側壁２７が外側に変形してチャネル２８の容積が拡大する（Ａ組の第１の工程）。これによりそのチャネル２８内に負圧が発生し、この負圧により、インクタンクからＡ組のチャネル２８にインクが流れ込む。

チャネル２８内の圧力は、駆動波形が変化しない時は、１ＡＬ毎に反転を繰り返す。そこで、この正の電圧パルスの印加によるチャネル２８の容積の拡大状態を１ＡＬの間保つ（Ａ組の第２の工程）。すると、引き込まれたメニスカスＭがノズル２３の開口先端に向けて移動し、インクの圧力が正圧に反転する。

なお、ＡＬ（Acoustic Length）とは、チャネルの音響的共振周期の１／２のことである。このＡＬは、圧電材料により形成された側壁２７に矩形波の電圧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。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からの立ち上がり１０％と波高値電圧からの立ち下がり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１／２、好ましくは１／４以内であるような波形を指す。

（２）；上記の通り拡大状態を１ＡＬの間保持した後、このタイミングで電極を接地すると、側壁２７の変形が元に戻ってＡ組のチャネル２８の容積が縮小し、高い圧力がＡ組のチャネル２８内のインクに掛かり、これによりノズル２３からインク柱１０が突出する。更に、同じタイミングでＡ組の各チャネル２８の電極２９に負の電圧パルス（−Ｖoff）を掛けると、図４（ａ）に示すように、側壁２７が内側に変形してＡ組のチャネル２８の容積が更に縮小し、更に高い圧力がインクに掛かり、ノズル２３からインク柱１０が更に押し出される（Ａ組の第３の工程）。

（３）；この縮小状態を２ＡＬの間保つ（Ａ組の第４の工程）。最初の１ＡＬ後、圧力が反転してチャネル２８内が負圧になり、更に１ＡＬ経過すると、チャネル２８内の圧力が反転して正圧になり、このときノズル２３内のメニスカスＭはノズル２３の開口先端に向かって移動する。

（４）；次いで、電極を接地すると、側壁２７の変形が元に戻って縮小状態にあるチャネル２８の容積が再び拡大する（Ａ組の第５の工程）。このときＡ組の各チャネル２８内の残留圧力波はキャンセルされる。この時点では、インク柱１０はまだメニスカスＭから分離しておらず、その尾部１０ｂはメニスカスＭと繋がっている。

このようにして、Ａ組の各チャネル２８に第１の工程〜第５の工程からなる吐出パルスを印加した後は、引き続いて、Ａ組の各チャネル２８に隣接するＢ組（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）の各チャネル２８に同じく第１の工程〜第５の工程からなる吐出パルスを印加する。

図５に示すように、Ｂ組の各チャネル２８に対する吐出パルスの印加は、ここではＡ組の各チャネル２８への吐出パルスの印加が終了した後、Ａ組の各チャネル２８のノズル２３から突出したインク柱１０が未だメニスカスＭから分離していない４ＡＬ後に、上記吐出パルスの第１の工程が開始されるタイミングで行われるものを例示している。なお、このＡ組の各チャネル２８への吐出パルスの印加が終了した後の５ＡＬ後には、Ａ組の各チャネル２８のノズル２３からインク柱１０が突出した後に形成されたメニスカスＭはノズル２３の開口先端（以下、このノズル２３の開口先端のことをメニスカスＭの「復帰位置」という場合がある。）に実質的に復帰している。

（５）；Ａ組の各チャネル２８の駆動の後、Ａ組の各チャネル２８のノズル２３から突出したインク柱１０が未だノズル２３内のメニスカスＭから分離していない時点で、隣接するＢ組の各チャネル２８の電極２９に吐出パルスを掛け、その両隣のチャネルの電極２９を接地する。すなわち、Ｂ組のチャネル２８に正の電圧パルス（＋Ｖon）を掛けると、吐出したいＢ組のチャネル２８の側壁２７が外側に変形してチャネル２８の容積が拡大する（Ｂ組の第１の工程）。

このとき、このＢ組の各チャネル２８に隣接するＡ組の各チャネル２８の片側の側壁２７は、Ａ組の各チャネル２８の容積を縮小させるように変形するため、Ａ組の各チャネル２８のノズル２３内のメニスカスＭは、インク柱１０の尾部１０ｂが繋がった状態でノズル２３の吐出方向に押し出される方向に圧力が付与され、ノズル２３の開口先端付近まで速やかに移動する。

（６）；その後、Ｂ組のチャネル２８の容積の拡大状態を１ＡＬの間保った後（Ｂ組の第２の工程）、このタイミングで電極２９を接地すると、側壁２７の変形が元に戻ってＢ組のチャネル２８の容積が縮小し、高い圧力がＢ組のチャネル２８内のインクに掛かる。更に、同じタイミングでＢ組の各チャネル２８の電極２９に負の電圧パルス（−Ｖoff）を掛けると、図４（ｂ）に示すように、側壁２７が内側に変形してＢ組の各チャネル２８の容積が更に縮小する（Ｂ組の第３の工程）。

このＢ組の第３の工程は、その直前に駆動した隣接するＡ組の各チャネル２８のノズル２３から突出したインク柱１０がメニスカスＭから分離してインク滴として吐出される前に開始され、且つ、この時点は、Ａ組の各チャネル２８から突出されるインク柱１０が、図１１に拡大して示すように、ノズル２３から大きく突出した主滴１０ａと、該主滴１０ａの後端から長く尾を引いてノズル２３内のメニスカスＭと繋がる尾部１０ｂとからなっており、インク柱１０のノズル２３の開口先端での太さをα（μｍ）、インク柱１０の最大太さをβ（μｍ）とした時、α／β≦１／３の状態となった時点である。

そして、この第３の工程によるＢ組の各チャネル２８の容積の縮小によって、図４（ｂ）のように、Ｂ組に隣接するＡ組の各チャネル２８の容積が拡大することにより、Ａ組の各チャネル２８のノズル２３内のメニスカスＭは、ノズル２３内に引き込まれる方向に移動する。このメニスカスＭの引き込み動作によって、Ａ組の各チャネル２８のノズル２３から突出したインク柱１０の尾部１０ｂには吐出方向とは反対方向の引きが付与される。そして、インク柱１０はノズル２３内のメニスカスＭから分離し、Ａ組の各チャネル２８のノズル２３からインク滴として吐出する。

その後は、Ｂ組に隣接するＣ組（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）も、図４（ｃ）に示すように、上記同様に駆動し、更に、Ｃ組に隣接するＡ組も上記同様に駆動する。すなわち、Ｃ組の第３の工程は、その直前に駆動した隣接するＢ組の各チャネル２８のノズル２３から突出したインク柱１０がメニスカスＭから分離される前に開始され、且つ、そのインク柱１０が上記α／β≦１／３の状態となった時点であることにより、Ｃ組の各チャネル２８の容積の縮小によって図４（ｃ）のようにＢ組の各チャネル２８の容積が拡大し、Ｂ組の各チャネル２８のノズル２３内のメニスカスＭはノズル２３内に引き込まれる方向に移動する。また、Ａ組の第３の工程は、その直前に駆動した隣接するＣ組の各チャネル２８のノズル２３から突出したインク柱１０がメニスカスＭから分離される前に開始され、且つ、そのインク柱１０が上記α／β≦１／３の状態となった時点であることにより、Ａ組の各チャネル２８の容積の縮小によって図４（ａ）のようにＣ組の各チャネル２８の容積が拡大し、Ｃ組の各チャネル２８のノズル２３内のメニスカスＭはノズル２３内に引き込まれる方向に移動する。従って、Ｂ組及びＣ組のチャネル２８のノズル２３から突出したインク柱１０の尾部１０ｂにも引きが付与され、これにより、Ｂ組及びＣ組の各チャネル２８のノズル２３におけるインク及びメニスカスも、上記と同様の挙動を示すこととなる。

このように、インク滴を吐出させるための電圧パルスにおけるチャネル２８の容積を縮小させる第３の工程を、その直前に駆動した隣接チャネル２８のノズル２３から突出したインク柱１０がメニスカスＭから分離してインク滴として吐出される前で、そのインク柱１０のノズル２３の開口先端での太さαとインク柱１０の最大太さβが、α／β≦１／３の状態となった時点で開始するので、この第３の工程によりその直前に駆動した隣接チャネル２８の容積が拡大することで、そのノズル２３から突出したインク柱１０の尾部１０ｂに引きが与えられ、この引きによりインク柱１０の尾部１０ｂの曲がりが矯正される。すなわち、上記の通り、α／β≦１／３である場合、インク柱１０の尾部１０ｂのメニスカスＭと繋がっている後端は十分に細くなっている。細くなった尾部１０ｂは曲がり易くなっているため、メニスカスＭの引き込みによって尾部１０ｂを真っ直ぐに治すことができ、しかも、その後直ちに分離するので、尾部の曲がりのない安定したインク滴の吐出を実現することができる。このため、３サイクル駆動に無駄な動作を必要とせず、従って駆動周波数を低下させることなく、インク滴の尾部の曲がりを防止した駆動が可能となる。

また、チャネル２８の容積を縮小させる状態を保持する第４の工程に引き続いて実施されるチャネル２８の容積を拡大させる第５の工程によって、チャネル２８内の残留圧力波はキャンセルされるため、一般にノズル２３内のメニスカスＭの開口先端への復帰は遅くなるが、本発明では、第３の工程の前に駆動するチャネル２８の容積を拡大させる第１の工程により、その直前に駆動した隣接チャネル２８には、容積縮小の圧力が発生し、ノズル２３の内部のメニスカスＭがノズル２３の吐出方向に向けて押し出されるので、より早期にメニスカスＭがノズル２３の開口先端に復帰することになり、インク滴の尾部の曲がりを抑制することができるようになる。

α／β＞１／３である場合は、インク柱１０の尾部１０ｂは太すぎて、メニスカスＭを引き込んでもインク柱１０の尾部１０ｂはすぐには分離されず、時間が経過してインク柱１０が細くなってから分離されるようになるが、その間にメニスカスＭにおける表面張力のアンバランスの影響を受けてメニスカスＭとインク柱１０の尾部１０ｂの繋ぎ目が曲がり、そのまま分離されてしまうため、メニスカスＭの引き込みによって矯正できず、吐出されるインク滴の尾部も曲がり易くなる。

但し、αの下限は、α／β＞１／１０とすることが、尾部１０ｂの曲がりを効果的に抑制し得る点で好ましい。αが小さすぎると、ある程度の尾部１０ｂは矯正されるが、十分に矯正されないうちに切れてしまうおそれがある。

このインク柱１０における上記太さαとβの測定は、ノズル２３の開口から突出したインク柱１０をＣＣＤカメラを用いてストロボ測定することによって行うことができる。

図５に示した例では、Ｂ組の各チャネル２８に対する吐出パルスの印加は、Ａ組の各チャネル２８への吐出パルスの印加が終了した後、Ａ組の各チャネル２８のノズル２３から突出したインク柱１０が未だメニスカスＭから分離していない４ＡＬ後に、上記吐出パルスの第１の工程が開始されるタイミングで行われるようにしており、このときの第３の工程の実施のタイミングは、α／β≦１／３の条件を満たした上で、その直前に駆動した隣接チャネル２８のノズル２３からインク柱１０が突出した後に形成されたメニスカスＭが復帰位置に実質的に復帰した時点で開始され、これによりその隣接チャネル２８のノズル２３から突出されたインク柱１０はメニスカスＭから分離されてインク滴として吐出される。従って、インク柱１０の尾部１０ｂがメニスカスＭから分離する時点では、ノズル２３の内面形状の影響を受けることがなく、その内面形状の影響によってインク滴の尾部が飛翔方向と異なる方向に曲がるおそれがないため、尾部の曲がりの抑制効果をより高めることができ、より駆動周波数の向上及び着弾精度の向上を図ることができる。

ここで、メニスカスＭが復帰位置に実質的に復帰した時点とは、インク柱１０の突出後のメニスカスＭの位置が復帰位置にほぼ位置しているか、または、ノズル２３の開口先端から突出している状態をいう。この「ほぼ位置している」とは、図１１に示すように、メニスカスＭと復帰位置との間の距離ｄが、ノズル半径の１／２以下、好ましくは１／４以下である。ノズル２３の開口先端から突出しているよりは、このように復帰位置にほぼ位置しているほうが、駆動周波数をより上げることができる点で好ましい。なお、ノズル２３の開口形状は、真円に限らず、楕円形等様々であるが、本発明においてノズル半径とは、ノズル２３の吐出側の開口先端面での最長径の１／２のことである。

ところで、本実施形態に示すように吐出パルスによる駆動が第１の工程〜第５の工程からなる場合、チャネル２８の容積を縮小させてノズル２３からインク柱１０を突出させる第３の工程により縮小させた時のチャネル２８の容積は、第１の工程によりチャネル２８を拡大させる以前の容積よりも小さく、且つ、第５の工程により拡大させた後のチャネル２８の容積は、第１の工程によりチャネル２８を拡大させる以前の容積と同じであると、図５に示すように吐出パルスの駆動波形をシンプルな波形とすることができる。また、この吐出パルスは、一連の工程における最後の第５の工程において側壁２７が初期状態に戻り、第３の工程で発生した残留圧力波をこの第５の工程で効果的にキャンセルできるので、高周波駆動を行う点でより好ましい。

また、上記第１の工程において、側壁２７に形成された電極２９に印加する電圧をａ（Ｖ）、上記第５の工程において側壁２７に形成された電極２９に印加する電圧をｂ（Ｖ）としたとき、図５に示すように、｜ａ｜＞｜ｂ｜であるようにすると、メニスカスＭの復帰が早くなり、高周波駆動を行う上でより好ましい。なお、この電圧ａと電圧ｂは、それぞれ差分の電圧である。

この電圧ａと電圧ｂは、｜ａ｜／｜ｂ｜＝２とすると、第３の工程で発生した残留圧力波を第５の工程でより効果的にキャンセルできるため、高周波駆動と吐出安定性の両立を図ることができるためにより好ましい。

次に、同じく３サイクル駆動を行う場合に、１つの組のチャネル２８の中の非吐出のチャネル２８の側壁２７に形成された電極２９に、インク滴を吐出しない程度にメニスカスＭを微振動させるための電圧パルス、すなわち微振動パルスを印加し、インク滴を吐出させずにノズル２３のメニスカスＭを微振動させる駆動方法について説明する。

図７は、このような駆動方法の一例を示す電圧パルス（吐出パルス及び微振動パルス）のタイミングチャートである。また、図７に示すＡ組のチャネル２８のノズル２３におけるインク及びメニスカスの状態を図８に模式的に示す。図７、図８及び以下の説明における括弧内の数字（１）〜（８）はそれぞれ対応している。

ここで、各組のチャネル２８に印加されるインク滴を吐出させずにノズル２３のメニスカスＭを微振動させるための微振動パルスとしての電圧パルスは、チャネル２８の容積を縮小させる第１の工程と、その縮小状態を保持する第２の工程と、チャネル２８の容積を拡大させる第３の工程とを有している。

（１）；まず、Ａ組（Ａ１、Ａ２、Ａ３）の各チャネル２８の電極２９に微振動パルスを掛け、その両隣のチャネル２８の電極２９を接地する。すなわち、Ａ組のチャネル２８に負の電圧パルス（−Ｖoff）を掛けると、Ａ組のチャネル２８の側壁２７が内側に変形してチャネル２８の容積が縮小する（Ａ組の第１の工程）。これによりそのチャネル２８内に正圧が発生し、この正圧により、Ａ組の各チャネル２８のノズル２３内のメニスカスＭは、ノズル２３の開口からインク滴を吐出しない程度に押し出される。

（２）；チャネル２８内の圧力は、駆動波形が変化しない時は、１ＡＬ毎に反転を繰り返す。そこで、この負の電圧パルスの印加によるチャネル２８の容積の縮小状態を２ＡＬの間保つ（Ａ組の第２の工程）。すると、押し出されたメニスカスＭは一旦ノズル２３内に引き込まれた後、開口先端に向けて移動する。

（３）；次いで、Ａ組のチャネル２８を接地すると、Ａ組のチャネル２８の側壁２７の変形が元に戻ってチャネル２８の容積が拡大する（Ａ組の第３の工程）。これによりそのチャネル２８内に負圧が発生し、この負圧により、Ａ組の各チャネル２８のノズル２３内のメニスカスＭは、ノズル２３内に引き込まれる。この第１の工程から第３の工程までの一連の微振動パルスの印加により、ノズル２３内のメニスカスＭに、インク滴を吐出しない程度の微振動が与えられる。

ここで、この微振動パルスの印加の後、Ａ組の各チャネル２８に画像データに基づいて吐出パルスが印加される。ここでの吐出パルスは、図５で例示した吐出パルスと同一のものを使用している。

（４）；微振動パルスの印加終了から１ＡＬの後、Ａ組のチャネル２８に吐出パルスとしての正の電圧パルス（＋Ｖon）を印加すると、吐出したいＡ組のチャネル２８の側壁２７が外側に変形してチャネル２８の容積が拡大する。

（５）；上記拡大状態を１ＡＬの間保持した後、このタイミングで電極２９を接地すると、側壁２７の変形が元に戻ってＡ組の各チャネル２８の容積が縮小し、高い圧力がＡ組のチャネル２８内のインクに掛かり、これによりノズル２３からインク柱１０が突出する。更に、同じタイミングでＡ組の各チャネル２８の電極２９に負の電圧パルス（−Ｖoff）を掛けると、側壁２７が内側に変形してチャネル２８の容積が更に縮小し、更に高い圧力がインクに掛かり、ノズル２３からインク柱１０が更に押し出される。

（６）；この縮小状態を２ＡＬの間保つと、最初の１ＡＬ後、圧力が反転してチャネル２８内が負圧になり、更に１ＡＬ経過すると、チャネル２８内の圧力が反転して正圧になり、このときノズル２３内のメニスカスＭはノズル２３の開口先端に向かって移動する。

（７）；次いで、Ａ組の各チャネル２８の電極２９を接地すると、側壁２７の変形が元に戻ってＡ組のチャネル２８の容積が再び拡大する。このとき残留圧力波はキャンセルされる。この時点では、インク柱１０はまだメニスカスＭから分離しておらず、その尾部１０ｂはメニスカスＭと繋がっている。

以上のＡ組の各チャネル２８に微振動パルス及び吐出パルスを印加した後は、引き続いて、Ａ組の各チャネル２８に隣接するＢ組（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）の各チャネル２８に微振動パルス及び吐出パルスを印加する。但し、吐出パルスは画像データに基づいて印加されるものであり、図７は、Ｂ組の各チャネル２８には吐出パルスが印加されない場合を示している。

図７に示すように、Ｂ組の各チャネル２８に対する微振動パルスの印加は、ここではＡ組の各チャネル２８に印加した吐出パルスの印加が終了した後、Ａ組の各チャネル２８のノズル２３から突出したインク柱１０が未だメニスカスＭから分離していない５ＡＬ後に、上記微振動パルスの第１の工程が開始されるタイミングで行われるものを例示している。

（８）；Ａ組の各チャネル２８の駆動の後、Ａ組の各チャネル２８のノズル２３から突出したインク柱１０が未だノズル２３内のインクのメニスカスＭから分離していない時点で、Ｂ組のチャネル２８に負の電圧パルス（−Ｖoff）を掛けると、Ｂ組のチャネル２８の側壁２７が内側に変形してチャネル２８の容積が縮小する（Ｂ組の第１の工程）。

このとき、このＢ組の各チャネル２８に隣接するＡ組の各チャネル２８の片側の側壁２７は、Ａ組の各チャネル２８の容積を拡大させるように変形する。このＢ組の第１の工程の開始のタイミングは、その直前に駆動した隣接するＡ組の各チャネル２８のノズル２３から突出したインク柱１０がメニスカスＭから分離してインク滴として吐出される前に開始され、且つ、この時点は、Ａ組の各チャネル２８から突出されるインク柱１０が、図１１に拡大して示すように、ノズル２３から大きく突出した主滴１０ａと、該主滴１０ａの後端から長く尾を引いてノズル２３内のメニスカスＭと繋がる尾部１０ｂとからなっており、インク柱１０のノズル２３の開口先端での太さをα（μｍ）、インク柱１０の最大太さをβ（μｍ）とした時、α／β≦１／３の状態となった時点である。

そして、この微振動パルスの第１の工程によるＢ組の各チャネル２８の容積の縮小によって、このＢ組に隣接するＡ組の各チャネル２８の容積が拡大することにより、Ａ組の各チャネル２８のノズル２３内のメニスカスＭは、ノズル２３内に引き込まれる方向に移動する。このメニスカスＭの引き込み動作によって、Ａ組の各チャネル２８のノズル２３から突出したインク柱１０の尾部１０ｂには吐出方向とは反対方向の引きが付与される。そして、ノズル２３内のメニスカスＭから分離し、Ａ組の各チャネル２８のノズル２３からインク滴として吐出する。

その後は、Ｂ組に隣接するＣ組（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）、Ｃ組に隣接するＡ組も、それぞれ上記と同様に駆動する。但し、今回の例では、Ｂ組は非吐出なので、インク柱は吐出しないので省略する。Ａ組の各チャネル２８に印加される微振動パルスの第１の工程は、その直前に駆動した隣接するＣ組の各チャネル２８のノズル２３から突出したインク柱１０がメニスカスＭから分離される前に開始され、且つ、そのインク柱１０が上記α／β≦１／３の状態となった時点であることにより、Ｃ組の各チャネル２８のノズル２３内のメニスカスＭは、Ｃ組の各チャネル２８の容積が拡大して、ノズル２３内に引き込まれる方向に移動する。Ｃ組の各チャネル２８のノズル２３から突出したインク柱１０の尾部１０ｂに引きが付与され、これにより、Ｃ組の各チャネル２８のノズル２３におけるインク及びメニスカスも、上記と同様の挙動を示すこととなる。

このように、微振動パルスにおける第１の工程によるチャネル２８の縮小のタイミングを、その直前に駆動する隣接チャネル２８のノズル２３から突出したインク柱１０がメニスカスＭから分離される前で、そのインク柱１０のノズル２３の開口先端での太さαとインク柱１０の最大太さβが、α／β≦１／３の状態となった時点で開始するので、これにより、その直前に駆動した隣接チャネル２８の容積が拡大することで、そのノズル２３から突出したインク柱１０の尾部１０ｂに引きが与えられ、この引きによりインク柱１０の尾部１０ｂの曲がりが矯正される。すなわち、上記の通り、α／β≦１／３である場合、インク柱１０の尾部１０ｂのメニスカスＭと繋がっている後端は十分に細くなっている。細くなった尾部１０ｂは曲がり易くなっているため、メニスカスＭの引き込みによって尾部１０ｂを真っ直ぐに治すことができ、その後直ちに分離するので、尾部の曲がりのない安定したインク滴の吐出を実現することができる。このため、３サイクル駆動に無駄な動作を必要とせず、従って駆動周波数を低下させることなく、尾部の曲がりを防止した駆動が可能となる。しかも、微振動パルスを利用していることにより、非吐出のチャネルであっても尾部の曲がりを防止できるため、画像データによらずに上記効果を得ることができると共に、メニスカスＭには微振動が与えられるため、ノズル２３の目詰まりを抑制することも可能である。

α／β＞１／３である場合は、インク柱１０の尾部１０ｂは太すぎて、メニスカスＭを引き込んでもインク柱１０の尾部１０ｂはすぐには分離されず、時間が経過してインク柱１０が細くなってから分離されるようになるが、その間にメニスカスＭにおける表面張力のアンバランスの影響を受けてメニスカスＭとインク柱１０の尾部１０ｂの繋ぎ目が曲がり、そのまま分離されてしまうため、メニスカスＭの引き込みによって矯正できず、吐出されるインク滴の尾部も曲がり易くなる。

但し、αの下限は、α／β＞１／１０とすることが、尾部１０ｂの曲がりを効果的に抑制し得る点で好ましい。αが小さすぎると、ある程度の尾部１０ｂは矯正されるが、十分に矯正されないうちに切れてしまうおそれがある。

このインク柱１０における上記太さαとβの測定法は、上記した通りである。

このような微振動パルスにおいて、第１の工程により縮小させる前のチャネル２８の容積は、第３の工程によりチャネル２８を拡大させた後の容積と同じであると、図７に示すように各微振動パルスをシンプルな波形とすることができるために好ましい。また、この微振動パルスは、一連の微振動の工程における最後の第３の工程において側壁２７は初期状態に戻るので、高周波駆動を行う点で好ましい。

なお、図７に示す例では、微振動パルスとして、チャネル２８の容積を縮小させる第１の工程と、この縮小状態を保持する第２の工程と、チャネル２８の容積を拡大させる第３の工程とを有するものとしたが、微振動パルスは、チャネル２８の容積を拡大させる第１の工程と、この拡大状態を保持する第２の工程と、チャネル２８の容積を縮小させる第３の工程とを有するものとしてもよい。

この後者の態様の一例を図９に示す。また、図９に示すＡ組のチャネル２８のノズル２３におけるインク及びメニスカスの状態を図１０に模式的に示す。図９及び図１０における括弧内の数字（１）〜（８）はそれぞれ対応している。ここでも、Ｂ組の各チャネル２８は非吐出である場合を示している。

この微振動パルスによると、チャネル２８は拡大→保持→縮小の動作を行うため、このときのメニスカスＭは、図１０中の（１）〜（３）に示すように、図７で示した微振動パルスを印加する場合と逆の挙動をとるようになる。そして、この微振動パルスを印加する場合は、例えばＢ組のチャネル２８に印加する場合を例にとると、Ａ組のチャネル２８に吐出パルスを印加した後、Ａ組の各チャネル２８のノズル２３から突出したインク柱１０がメニスカスＭから分離する前で、Ａ組の各チャネル２８から突出されるインク柱１０の太さαとβが、α／β≦１／３の状態となった時点で、この微振動パルスにおけるＢ組の各チャネル２８の容積を縮小させる第３の工程を開始するようにタイミングを設ける。これにより、その直前に駆動した隣接チャネル２８の容積が拡大することで、そのノズル２３から突出したインク柱１０の尾部１０ｂに引きが与えられ、この引きによりインク柱１０の尾部１０ｂの曲がりが矯正されるため、図７に示した微振動パルスを印加する場合と同様の効果を得ることができる。

このような微振動パルスにおいても、第１の工程により拡大させる前のチャネル２８の容積は、第３の工程によりチャネル２８を縮小させた後の容積と同じであると、図９に示すように各微振動パルスをシンプルな波形とすることができるために好ましい。また、この微振動パルスは、一連の微振動の工程における最後の第３の工程において側壁２７が初期状態に戻るので、高周波駆動を行う点で好ましい。

図７及び図９に示したように微振動パルスは、チャネル２８の容積の縮小状態又は拡大状態を保持する第２の工程の継続時間を２ＡＬとしている。これにより、第１の工程で発生した残留圧力波を第３の工程で容易にキャンセルできるため、高周波駆動の点で好ましい。

なお、図７及び図９に示す例では、吐出、非吐出にかかわらず微振動パルスを印加しており、このようにすることは、インク滴を吐出して記録を行うチャネル２８においても、ノズル２３内のメニスカスＭに微振動を掛けてから確実にインク滴の吐出を行うことができると共に、隣接チャネルが非吐出の場合でも、上述したように、微振動パルスの第１の工程又は第３の工程によってその直前の隣接チャネルのインク滴の尾部の曲がりを防止することができる点で好ましい。また、微振動パルスは、非吐出のチャネル２８にのみ印加するようにしてもよい。この場合は、消費電力を抑え、記録ヘッドの発熱を抑えることができる。

このようにメニスカスＭを微振動させる時のメニスカスＭの最大押し出し量は、ノズル２３の半径以下とすることが好ましい。微振動によるメニスカスＭの押し出し量が大きいと、直後のインク吐出のタイミングまでにメニスカスＭが復帰位置まで戻りきれず、安定な吐出が困難となるが、この場合のメニスカスＭの押し出し量をノズル２３の半径以下に抑制することで、メニスカスＭを微振動させた直後でも安定した吐出が可能となる。

なお、最大押し出し量とは、１回の押し出し動作におけるノズル２３の開口先端からのメニスカスＭの押し出し量の最大値である。ノズル２３からのメニスカスＭの押し出し量は、例えば、ＫＥＹＥＮＣＥ社製デジタルマイクロスコープ「ＶＨ−６３００」を用いてストロボ同期により測定することができる。押し出し量は、図１２に示すように、メニスカスＭのノズル２３の略中央部におけるノズル２３の開口先端からの突出量を、ノズル形成部材２２と略垂直方向に測定した値である。

本発明において、各チャネル２８の電極２９に印加する吐出パルス及び微振動パルスとしての電圧パルスは、図示したように矩形波パルスであることが好ましい。矩形波パルスは、電圧の立ち上がりと立ち下がりが傾斜している台形波よりも側壁２７の変形が極端に起こり、チャネル２８の容積を縮小させるパルスによって隣接チャネル２８に強い拡大の圧力を発生させることができ、より確実にインク滴の分離を実現できる。また、矩形波は、簡単なデジタル回路を用いることで容易に生成可能であるため、台形波に比べて回路構成も簡素化できる利点がある。

本発明の駆動方法は、インクの粘度が５ｃｐ以上１５ｃｐ以下である場合に、尾部の曲がりの抑制効果を顕著に発揮する。このようなインクは粘度が高く、メニスカスＭの復帰過程での残留圧力波による暴れが小さく、またインク柱１０がメニスカスＭから分離しにくく、その尾部１０ｂが長く伸びるようになって、尾部１０ｂの曲がりが発生し易くなるためである。

また、本発明の駆動方法は、インクの表面張力が２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上３０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下である場合にも顕著な効果を発揮する。このようなインクは表面張力が低いので、インク滴がメニスカスＭから分離しにくく、同様に尾部１０ｂが長く伸びるようになって、尾部１０ｂの曲がりが発生し易くなるためである。

なお、図５、図７及び図９に示した吐出パルスや微振動パルスの印加タイミングは一例にすぎず、インク柱１０の細くなり易さは、記録ヘッドやインク毎に異なるので、本発明においては、実際の記録ヘッドのメニスカスの運動をマイクロスコープ等によって観察するという実験や、有限要素法等によりシミュレーションを行ってメニスカスの復帰位置であるノズルの開口先端でのメニスカスの運動形態を調べ、電気回路的手段により信号の印加のタイミングを調整することが好ましい。

以下、実施例によって本発明の効果を例証する。
（実施例１）
液滴吐出ヘッドとして、以下に示すせん断モードタイプの記録ヘッドを使用した。

仕様
ノズルピッチ：１８０ｄｐｉ
ノズル径：３０μｍ
吐出インク滴量：１５ｐｌ
インク：油系顔料インク
２５℃での粘度：７ｃｐ
２５℃での表面張力：２８ｄｙｎｅ／ｃｍ

吐出パルス
図５に示したＤＲＲ駆動法による吐出パルスを用いた。
吐出パルスの第１の工程と第５の工程の電圧比（｜ａ｜／｜ｂ｜）：２／１
吐出パルスの第２の工程の保持時間：１ＡＬ
吐出パルスの第４の工程の保持時間：２ＡＬ

評価方法
３サイクル駆動におけるサイクル間の吐出パルスの間隔（直前のサイクルの吐出パルスの第５の工程の終了から隣接チャネルの次のサイクルの吐出パルスの第１の工程の開始までの間隔）を２ＡＬとし、そのときに吐出されたインク滴の尾部の曲がりの発生の有無を観察し、以下の評価基準で評価した。
◎：尾部の曲がりは全く見られない
○：尾部の曲がりはほとんど見られない
×：尾部の曲がりがかなり見られる

（実施例２）
３サイクル駆動におけるサイクル間の吐出パルスの間隔を３ＡＬとした以外は、実施例１と同様にして評価した。

（実施例３）
３サイクル駆動におけるサイクル間の吐出パルスの間隔を４ＡＬとした以外は、実施例１と同様にして評価した。

（比較例１）
３サイクル駆動におけるサイクル間の吐出パルスの間隔を６ＡＬとした以外は、実施例１と同様にして評価した。

以上、実施例１〜３及び比較例１について表１に示す。

なお、インク滴の尾部の曲がりの発生の有無は、ＣＣＤカメラにて目視観察した。曲がりの有無は、インク滴の飛翔方向に対して、メニスカスから分離する直前の尾部の端部が平行であるかどうかで判断した。

また、表１中の「インク滴の分離」とは、吐出パルスの第３の工程の開始時において、その直前のサイクルで隣接チャネルのノズルから突出されたインク柱がメニスカスから分離してインク滴として吐出しているか否かをいう。

更に、表１中の「インク柱の太さの比」とは、吐出パルスの第３の工程の開始時において、その直前のサイクルで隣接チャネルのノズルから突出したインク柱のノズル開口先端での太さα（μｍ）とそのインク柱の最大太さβ（μｍ）との比α／βのことである。

実施例１〜３の通り、インク滴が分離する前に、そのインク柱の太さの比がα／β≦１／３の条件を満たした上で、隣接チャネルの次のサイクルの吐出パルスの第３の工程が開始されるものでは、尾部の曲がりは全くない又はほんどなく、良好なインク滴の吐出を行うことができた。実施例３では、第３の工程の開始時に、その直前のサイクルで隣接チャネルのノズルから突出したインク柱のメニスカスが実質的にノズル開口先端に復帰していたので、尾部曲がりは全く見られなかった。

一方、比較例１では、吐出パルスの第３の工程は、その直前に駆動した隣接チャネルのノズルからインク滴が分離された後に開始され、そのインク柱の太さの比がα／β≦１／３の条件を満たしていないため、メニスカスの引き込みによってノズルから突出したインク柱の尾部を真っ直ぐに矯正することができず、尾部はノズルの内面形状の影響を受け、吐出されたインク滴に曲がりが発生した。

（実施例４）
実施例１と同じ記録ヘッドを使用し、図７に示した微振動パルス及びＤＲＲ駆動法による吐出パルスを用い、画像データに応じて各電圧パルスを選択（非記録時は微振動パルスのみ。記録時は微振動パルス＋吐出パルス。）し、３サイクル駆動を行った。なお、吐出パルスは実施例１の吐出パルスと同一である。

評価方法
３サイクル駆動におけるサイクル間のパルスの間隔（直前のサイクルの吐出パルスの印加終了から隣接チャネルの次のサイクルの微振動パルスの第１の工程の開始までの間隔）を１ＡＬとし、そのときに吐出されたインク滴の尾部の曲がりの発生の有無を観察し、上記と同様の評価基準で評価した。

（実施例５）
３サイクル駆動におけるサイクル間のパルスの間隔を３ＡＬとした以外は、実施例４と同様にして評価した。

（実施例６）
３サイクル駆動におけるサイクル間のパルスの間隔を５ＡＬとした以外は、実施例４と同様にして評価した。

（比較例２）
３サイクル駆動におけるサイクル間の吐出パルスの間隔を７ＡＬとした以外は、実施例４と同様にして評価した。

以上、実施例４〜６及び比較例２について表２に示す。

なお、表２中の「インク滴の分離」とは、微振動パルスの第１の工程の開始時において、その直前のサイクルで隣接チャネルのノズルから突出されたインク柱がメニスカスから分離してインク滴として吐出しているか否かをいう。

また、表２中の「インク柱の太さの比」とは、微振動パルスの第１の工程の開始時において、その直前のサイクルで隣接チャネルのノズルから突出したインク柱のノズル開口先端での太さα（μｍ）とそのインク柱の最大太さβ（μｍ）との比α／βのことである。

実施例４〜６の通り、インク滴が分離する前に、そのインク柱の太さの比がα／β≦１／３の条件を満たした上で、隣接チャネルの次のサイクルの微振動パルスの第１の工程が開始されるものでは、尾部の曲がりは全くない又はほんどなく、良好なインク滴の吐出を行うことができた。

一方、比較例２では、微振動パルスの第１の工程は、その直前に駆動した隣接チャネルのノズルからインク滴が分離された後に開始され、そのインク柱の太さの比がα／β≦１／３の条件を満たしていないため、メニスカスの引き込みによってノズルから突出したインク柱の尾部を真っ直ぐに矯正することができず、尾部はノズルの内面形状の影響を受け、吐出されたインク滴に曲がりが発生した。

（ａ）は記録ヘッドの一例を一部断面で示す概観斜視図、（ｂ）は断面図 （ａ）〜（ｃ）は記録ヘッドのインク吐出時の作動を示す図 吐出パルスの一例を示す波形図 （ａ）〜（ｃ）は記録ヘッドの時分割動作の説明図 Ａ、Ｂ、Ｃの各組のチャネルに印加される吐出パルスのタイミングチャート 図５に示すＡ組のチャネルのノズルにおけるインク及びメニスカスの挙動を模式的に示す図 Ａ、Ｂ、Ｃの各組のチャネルに印加される微振動パルス及び吐出パルスのタイミングチャート 図７に示すＡ組のチャネルのノズルにおけるインク及びメニスカスの挙動を模式的に示す図 Ａ、Ｂ、Ｃの各組のチャネルに印加される他の態様を示す微振動パルス及び吐出パルスのタイミングチャート 図９に示すＡ組のチャネルのノズルにおけるインク及びメニスカスの挙動を模式的に示す図 インク柱の様子を示す図 メニスカスの押し出し量を説明する図 従来のインク滴の飛翔状態を説明する図 従来のノズルから突出したインク柱の様子を説明する図

符号の説明

２：記録ヘッド
２１：インクチューブ
２２：ノズル形成部材
２３：ノズル
２４：カバープレート
２５：インク供給口
２６：基板
２７：側壁
２８：チャネル
２９：電極
１０：インク柱
１０ａ：主滴
１０ｂ：尾部
１００：駆動信号発生部
Ｍ：メニスカス

Claims (15)

1. 少なくとも一部が圧電材料で形成された側壁により隔てられた複数のチャネルを有し、前記複数のチャネルのうち、互いに２本のチャネルを挟んで離れているチャネルをまとめて１つの組として、チャネルを３つの組に分割し、側壁に形成された電極に液滴を吐出させるための電圧パルスを印加することにより、前記１つの組ごとに順次に時分割で駆動し、該側壁をせん断変形させ、せん断変形時の圧力によりチャネル内の液体をノズルより液滴として吐出させる液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、
   前記液滴を吐出させるための電圧パルスの印加による駆動は、
   前記チャネルの容積を拡大させる第１の工程と、
   前記拡大状態を保持する第２の工程と、
   前記チャネルの容積を縮小させて前記ノズルから液柱を突出させる第３の工程と、
   前記チャネルの容積を縮小させる状態を保持する第４の工程と、
   前記チャネルの容積を拡大させる第５の工程とを有し、
   前記第３の工程を、その直前に駆動した隣接チャネルのノズルから突出した液柱のノズル開口先端での太さをα、前記液柱の最大太さをβとした時、α／β≦１／３となった時点で開始し、前記隣接チャネルのノズルから突出された液柱をメニスカスから分離させて液滴として吐出させることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
2. 前記第３の工程を、その直前に駆動した隣接チャネルのノズルから液柱が突出した後に形成されたメニスカスが実質的にノズル開口先端に復帰した時点で開始し、前記隣接チャネルのノズルから突出された液柱をメニスカスから分離して液滴として吐出させることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
3. 前記第３の工程により縮小させた時のチャネルの容積は、前記第１の工程によりチャネルを拡大させる以前の容積よりも小さく、且つ、前記第５の工程により拡大させた後のチャネルの容積は、前記第１の工程によりチャネルを拡大させる以前の容積と同じであることを特徴とする請求項１又は２記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
4. 前記第１の工程において、側壁に形成された電極に印加する電圧をａ（Ｖ）、第５の工程において側壁に形成された電極に印加する電圧をｂ（Ｖ）としたとき、｜ａ｜＞｜ｂ｜であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
5. ｜ａ｜／｜ｂ｜＝２であることを特徴とする請求項４記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
6. 少なくとも一部が圧電材料で形成された側壁により隔てられた複数のチャネルを有し、前記複数のチャネルのうち、互いに２本のチャネルを挟んで離れているチャネルをまとめて１つの組として、チャネルを３つの組に分割し、側壁に形成された電極に液滴を吐出させるための電圧パルスを印加することにより、前記１つの組ごとに順次に時分割で駆動し、該側壁をせん断変形させ、せん断変形時の圧力によりチャネル内のインクをノズルより液滴として吐出させると共に、前記１つの組のチャネルの中の非吐出のチャネルの側壁に形成された電極に、液滴を吐出しない程度の電圧パルスを印加し、液滴を吐出させずに前記ノズルのメニスカスを微振動させる液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、
   前記液滴を吐出しない程度の電圧パルスの印加による駆動は、
   前記チャネルの容積を縮小させる第１の工程と、
   前記縮小状態を保持する第２の工程と、
   前記チャネルの容積を拡大させる第３の工程とを有し、
   前記第１の工程を、その直前に駆動した隣接チャネルのノズルから突出した液柱のノズル開口先端での太さをα、前記液柱の最大太さをβとした時、α／β≦１／３となった時点で開始し、前記隣接チャネルのノズルから突出された液柱をメニスカスから分離させて液滴として吐出させることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
7. 前記第１の工程によりチャネルの容積を縮小させる前の容積は、前記第３の工程によりチャネルを拡大させた後の容積と同じであることを特徴とする請求項６記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
8. 少なくとも一部が圧電材料で形成された側壁により隔てられた複数のチャネルを有し、前記複数のチャネルのうち、互いに２本のチャネルを挟んで離れているチャネルをまとめて１つの組として、チャネルを３つの組に分割し、側壁に形成された電極に液滴を吐出させるための電圧パルスを印加することにより、前記１つの組ごとに順次に時分割で駆動し、該側壁をせん断変形させ、せん断変形時の圧力によりチャネル内のインクをノズルより液滴として吐出させると共に、前記１つの組のチャネルの中の非記録のチャネルの側壁に形成された電極に、液滴を吐出しない程度の電圧パルスを印加し、液滴を吐出させずに前記ノズルのメニスカスを微振動させる液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、
   前記液滴を吐出しない程度の電圧パルスの印加による駆動は、
   前記チャネルの容積を拡大させる第１の工程と、
   前記拡大状態を保持する第２の工程と、
   前記チャネルの容積を縮小させる第３の工程とを有し、
   前記第３の工程を、その直前に駆動した隣接チャネルのノズルから突出した液柱のノズル開口先端での太さをα、前記液柱の最大太さをβとした時、α／β≦１／３となった時点で開始し、前記隣接チャネルのノズルから突出された液柱をメニスカスから分離させて液滴として吐出させることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
9. 前記第１の工程によりチャネルの容積を拡大させる前の容積は、前記第３の工程によりチャネルの容積を縮小させた後の容積と同じであることを特徴とする請求項８記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
10. 前記第２の工程の継続時間が２ＡＬ（ＡＬはチャネルの音響的共振周期の１／２）であることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
11. 前記液滴を吐出しない程度の電圧パルスは、液滴の吐出、非吐出にかかわらず、前記１つの組のチャネルの側壁に形成された電極全てに印加されることを特徴とする請求項６〜１０のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
12. 前記液滴を吐出しない程度の電圧パルスの印加による前記メニスカスの最大押し出し量は、ノズル半径以下であることを特徴とする請求項６〜１１のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
13. 前記電圧パルスは、矩形波パルスであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
14. 前記液体の粘度が、５ｃｐ以上１５ｃｐ以下であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
15. 前記液体の表面張力が、２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上３０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。

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