JP2007050672A - 液滴吐出方法および液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡素な構造のノズルによって、ノズル径よりも小さい微小なインク滴を吐出させることができる液滴吐出方法および液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】 メニスカス１５５を圧力室５２内へ引き込んでメニスカス空間１６０を形成する工程と、メニスカス空間１６０を形成するメニスカス１５５からノズル５１の開口部に向かって液柱を生成する工程と、液柱の先端部を液滴として吐出させる工程と、を備える。メニスカス空間１６０は、メニスカス空間１６０の水平方向の最大径Ｄｍとノズルの径Ｄｎとが、Ｄｎ＜Ｄｍ、を満たすように、生成される。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、液滴吐出方法および液滴吐出装置に関し、特に、小さな液滴を吐出させる液滴吐出方法および液滴吐出装置に関する。

近年、画像を印刷する画像形成装置としてインクジェット記録装置（インクジェットプリンタ）が広く普及している。インクジェット記録装置は、記録紙などの記録媒体とインクジェット式記録ヘッドとを相対的に移動させながら、インクジェット式記録ヘッドから記録媒体に向かってインク滴を吐出させることで、所望の画像をプリントする。

インクジェット記録装置によって高画質の画像をプリントするためには、所望のインク滴を記録媒体に向かって適切に吐出させることが好ましい。このような事情の下、ノズルから記録媒体に向かって所望のインク滴を吐出させる技術がいくつか提案されている。

例えば特許文献１では、インク先端部の周期的位置変化を適宜設定して、吐出されるインク滴の飛翔速度を制御するインクジェットプリンタが開示されている。また特許文献２では、インク先端部の位置および周期的位置変化速度を適宜設定して、インク滴の大きさおよび飛翔速度を制御するインクジェットプリンタが開示されている。また特許文献３では、インク室を膨張させてインク先端部をインク室の方向に引き込む第１工程と、インク室にインクを供給することによりインク先端部をノズル流路の方向に前進させる第２工程と、インク室を収縮させてノズル開口部からインク滴を吐出させる第３工程と、を制御するインクジェットプリンタが開示されている。このインクジェットプリンタは、第１工程におけるインク先端部の引き込み量や第２工程の所要時間を変化させることによりインク先端部の位置を調整して、吐出されるインク滴の大きさを制御する。
特開平１１−７０６５４号公報 特開平１１−７０６５５号公報 特開平１１−７０６５６号公報

一般的なインクジェット記録装置では、ノズル径の大きさによって、ノズルから吐出されるインク滴のサイズが大きく左右される。そのため、一般的なインクジェット記録装置では、ノズルから吐出させることができるインク滴の大きさは、ノズル径の大きさに応じて制限される。

図１６（ａ）および図１６（ｂ）は、一般的なインクジェット記録装置のノズルからインク滴が吐出される様子を示す図である。図１６（ａ）は、インクのメニスカス１５５を圧力室５２内に引き込んだ状態を示し、図１６（ｂ）は、メニスカス１５５がノズル５１を介して圧力室５２から外部へ押し出された状態を示す図である。このように、一般的なインクジェット記録装置では、吐出されるインク滴の大きさはノズル５１の径に大きく左右されるため、インク滴を小さくすることには限界がある。また、ノズル５１の径を小さくしてインク滴を小さくする手法が考えられるが、この場合には、高度なノズル製造技術が要求され、製造コストが高くなる傾向がある。

一方、上述の特許文献３に記載のインクジェットプリンタは、インク先端部の位置を制御することによってインク滴の大きさを調整しているが、この場合には、ノズルの流路の長さを長くしてインク先端部の十分な移動範囲を確保する必要がある。しかしながら、ノズルを長くすると、より高精度なノズルの加工が要求されるとともに、インク滴の吐出後におけるノズル内へのインクの再充填を迅速かつ安定的に行うことが難しくなる。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡素な構造のノズルによって、ノズル径よりも小さい微小なインク滴を吐出させることができる液滴吐出方法および液滴吐出装置を提供することにある。

前記目的を達成するために請求項１に記載の本発明は、圧力室内の液体をノズルを介して液滴として吐出させる液滴吐出方法に関する。この液滴吐出方法は、圧力室内の液体をノズルを介して液滴として吐出させる液滴吐出方法において、前記液体のメニスカスが曲面状となるまで前記メニスカスを前記圧力室内へ引き込んで前記圧力室内に前記メニスカスによって仕切られるメニスカス空間が形成されるように、前記圧力室を膨張させるメニスカス引き込み工程であって、前記メニスカス空間の水平方向の最大径Ｄｍと前記ノズルの流路径Ｄｎとが、Ｄｎ＜Ｄｍ、を満たすように前記圧力室を膨張させるメニスカス引き込み工程と、前記メニスカス空間を形成する前記メニスカスから前記ノズルの流路に向かって液柱が生成されるように、前記圧力室を収縮させる液柱生成工程と、前記液柱を切断して前記液滴として吐出させる液滴吐出工程と、を備える。

当該発明によれば、圧力室内にメニスカスが引き込まれた際にメニスカス空間の水平方向の最大径Ｄｍがノズルの流路径Ｄｎよりも大きいので、圧力室を収縮させることにより生成される液柱をメニスカスの一部分のみによって形成することが可能となる。これにより、ノズルの形状や大きさにかかわらず、ノズルの流路径よりも小さな径を持つ液柱を比較的簡単に生成することが可能となり、その液柱の一部または全部を微小な液滴として吐出させることができる。なお、ここでいう「曲面状」には、様々な曲面が含まれ、略球面状、曲率半径が一定ではない曲面、等も含まれる。また、「水平方向」とは、例えばノズル面が延在する方向と水平な方向を指す。

また、請求項２に記載の本発明は、ノズルが設けられた圧力室と、前記圧力室を膨張および収縮させる圧力室変動手段と、前記圧力室変動手段を制御する制御手段と、を備える液滴吐出装置に関する。この液滴吐出装置では、前記制御手段が、前記圧力室内の液体のメニスカスが曲面状となるまで前記メニスカスを前記圧力室内へ引き込んで前記メニスカスによって仕切られるメニスカス空間が前記圧力室内に形成されるように、前記圧力室を膨張させるメニスカス引き込み部であって、前記メニスカス空間の水平方向の最大径Ｄｍと前記ノズルの流路径Ｄｎとが、Ｄｎ＜Ｄｍ、を満たすように前記圧力室を膨張させるメニスカス引き込み部と、前記メニスカス空間を形成する前記メニスカスから前記ノズルの流路に向かって液柱が生成されるように、前記圧力室を収縮させる液柱生成部と、前記液柱を切断して液滴として吐出させる液滴吐出部と、を有する駆動波形を生成する。

当該液滴吐出装置によれば、制御手段によって生成された駆動波形に基づいて圧力室変動手段が駆動され、メニスカスの一部分のみによって液柱を形成することができる。これにより、その液柱の一部または全部を微小な液滴として吐出することが可能となる。

また、請求項３に記載されているように、前記ノズルの流路は、前記圧力室側から外側に向かって断面積が大きくなる逆テーパー状であってもよい。この場合、メニスカスを圧力室内に引き込んだ際にメニスカスが過剰に引き込まれることを抑制することができ、圧力室内への気泡の混入を低減させることができる。

本発明によれば、ノズルの流路径よりも小さな径を持つ液柱をメニスカスの一部分のみによって生成することが可能なので、簡素な構造のノズルを用いる場合であっても、その液柱の先端部を微小な液滴として吐出させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態では、インクジェット式記録装置に本発明を応用した例について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図である。インクジェット記録装置１０は、インクの色ごとに設けられた複数の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字結果を読み取る印字検出部２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、を備える。

図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットにより用紙を供給してもよい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１に示すように裁断用の第１のカッター２８が設けられ、ロール紙は第１のカッター２８によって所望のサイズにカットされる。第１のカッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されている。固定刃２８Ａは印字裏面側に設けられ、丸刃２８Ｂは搬送路を挟んで印字面側に配置される。なお、カット紙を使用する場合には、第１のカッター２８は不要である。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出が実現されるように、インク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム３０によって記録紙１６に熱が与えられる。このとき、印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２に送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラー３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面に対向する部分及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有し、ベルト面には多数の吸引孔（図示省略）が形成されている。図１に示すように、ローラー３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において、印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバ３４が設けられている。この吸着チャンバ３４をファン３５で吸引して負圧にすることによって、ベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。

ベルト３３が巻かれているローラー３１、３２の少なくとも一方にモータ（図示省略）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１上の時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は図１の左から右へ搬送される。

縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成を詳細には図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、給水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度およびローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。

なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラーが接触するので画像が滲み易い。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。

吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹き付け、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。

印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを、記録紙１６の搬送方向（副走査方向）に対して直交する方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている（図２参照）。各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、図２に示されているように、インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。

記録紙１６の搬送方向に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより、記録紙１６上にカラー画像が形成されうる。

このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色ごとに設けられてなる印字部１２によれば、副走査方向について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが主走査方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べ、高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。

なお、ここでいう主走査方向及び副走査方向は、次のような意味で用いられている。すなわち、記録紙の全幅に対応したノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時、（１）全ノズルを同時に駆動するか、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動するか、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動するか、等のいずれかの駆動が行われ、用紙の幅方向（記録紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン又は１個の帯状の印字をするようなノズルの駆動を主走査と定義する。そして、この主走査によって記録される１ライン又は１個の帯状ライン（帯状領域の長手方向）が示す方向を、主走査方向という。

一方、上述したフルラインヘッドと記録紙とを相対移動させることによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを、副走査と定義する。そして、副走査を行う方向を副走査方向という。本実施形態では、記録紙の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。

また本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンダなどのライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。

インク貯蔵／装填部１４は、図１に示されているように、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと連通する。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を通知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を有するとともに、色間の誤装填を防止する機構を有する。

印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサー（ラインセンサー等）を含み、当該イメージセンサーによって読み取られた打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。

本例の印字検出部２４は、少なくとも各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサーによって構成されている。このラインセンサーは、赤（Ｒ）の色フィルターが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサー列と、緑（Ｇ）の色フィルターが設けられたＧセンサー列と、青（Ｂ）の色フィルターが設けられたＢセンサー列と、からなる色分解ラインＣＣＤセンサーによって構成されている。なお、ラインセンサーに代えて、受光素子が二次元に配列されて成るエリアセンサーを用いることも可能である。

印字検出部２４は、各色の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定などで構成される。

印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹き付ける方式が好ましい。

多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。

このようにして生成されたプリント物は排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出されることが好ましい。このインクジェット記録装置１０には、本画像のプリント物とテスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り替える選別手段（図示省略）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合には、第２のカッター４８によってテスト印字の部分を切り離す。第２のカッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に本画像とテスト印字部とを切断するためのものである。第２のカッター４８の構造は、前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成される。

また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａには、オーダ別に画像を集積するソータが設けられている。

図３はインクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。なお、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構造はほぼ共通する。以下、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを代表して表す場合には、符号５０を付す。インクタンク６０は印字ヘッド５０にインクを供給するための基タンクであり、図１に示されたインク貯蔵／装填部１４に設置される。インクタンク６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクが補充される方式と、タンクごと交換されるカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を代える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。なお、図３のインクタンク６０は、先に記載した図１のインク貯蔵／装填部１４と等価なものである。

図３に示されているように、インクタンク６０と印字ヘッド５０を繋ぐ管路の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ６２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは印字ヘッド５０のノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。

なお、図３には示さないが、印字ヘッド５０の近傍又は印字ヘッド５０と一体的にサブタンクが設けられる構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。

また、インクジェット記録装置１０には、ノズルの乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ６４と、ノズル面５０Ａの清掃手段としてのクリーニングブレード６６とが設けられている。

キャップ６４及びクリーニングブレード６６を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によって印字ヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から印字ヘッド５０の下方のメンテナンス位置に移動させられる。

キャップ６４は、図示しない昇降機構によって印字ヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、印字ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面５０Ａのノズル領域をキャップ６４で覆う。

クリーニングブレード６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示しないブレード移動機構により印字ヘッド５０のインク吐出面（ノズル面５０Ａ）に摺動可能である。ノズル面５０Ａにインク滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード６６をノズル面５０Ａで摺動させることによりノズル面５０Ａ上のインク滴等が拭き取られ、ノズル面５０Ａが清浄化される。

印字中又は待機中において、特定のノズルの使用頻度が低くなり、ノズル近傍のインク粘度が上昇した場合、その劣化インクを排出すべくキャップ６４に向かって予備吐出が行われる。

また、印字ヘッド５０内のインクに気泡が混入した場合、印字ヘッド５０にキャップ６４を当て、印字ヘッド５０内の気泡が混入したインクを吸引ポンプ６７によって吸引することにより除去し、吸引除去したインクを回収タンク６８に送液する。この粘度上昇（固化）した劣化インクの吸い出す吸引動作は、インクがヘッドに装填される初期動作時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも行われる。

印字ヘッド５０は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用のアクチュエータが動作してもノズルからインクが吐出されなくなる。したがって、この様な状態になる手前で（アクチュエータの動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で）、アクチュエータを動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクをインク受けに向かって吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面５０Ａの清掃手段として設けられているクリーニングブレード６６等のワイパーの摺擦動作によってノズル５１内に異物が混入するのを防止するために、ワイパーによってノズル面５０Ａの汚れが清掃された後に予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。

また、印字ヘッド５０のノズルや圧力室に気泡が混入したり、ノズル内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、以下に述べる吸引動作を行う。

すなわち、ノズルや圧力室のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル内のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、アクチュエータを動作させてもノズルからインクを吐出できなくなる。このような場合、印字ヘッド５０のノズル面５０Ａに、キャップ６４を当てて印字ヘッド５０内の気泡が混入したインクや増粘インクを吸引ポンプ６７で吸引する動作が行われる。

ただし、上記の吸引動作は、印字ヘッド５０の圧力室内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きい。したがって、粘度上昇が少ない場合は、なるべく予備吐出を行うことが好ましい。なお、図３で説明したキャップ６４は、吸引手段として機能するとともに、予備吐出のインク受けとしても機能しうる。

また、キャップ６４の内側が仕切壁によってノズル列に対応した複数のエリアに分割されており、これら仕切られた各エリアをセレクタ等によって選択的に吸引できる構成とすることが好ましい。

次に、印字ヘッド（インクジェット式記録ヘッド）の構造について説明する。

図４（ａ）は印字ヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の一部を拡大した図である。印字ヘッド５０は、二次元マトリクス状であって千鳥状に配置された複数の圧力室ユニット５３を有する。圧力室ユニット５３は、インク滴の吐出口を形成するノズル５１と、ノズル５１に連通する圧力室５２と、インク供給口５４と、を有する。

図４（ａ）には長手方向（図４の横方向）に延びるノズル列を６列有する印字ヘッド５０が例示されているが、印字ヘッド５０は更に多数のノズル列を有することも可能である。各ノズル列を構成するノズル５１は、一定のピッチＰで配列されている。隣接するノズル列は、いわゆる千鳥状に配列されており、図４（ａ）に示す例では１／６ピッチずれて配列されている。これにより、印字ヘッド５０の長手方向（記録紙１６の搬送方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）はＰ／６となる。

図５は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すＶ−Ｖ線に沿った圧力室ユニット５３の断面を示す断面図である。圧力室ユニット５３を含む印字ヘッド５０は、複数のプレート部材が積層した構造を有し、ノズル５１が形成されたノズルプレート５８、流路プレート５６、振動板７０、振動板７０の全面を覆うように形成された共通電極７２（下部電極）、圧電体７４（圧電材料）、および個別電極７６（上部電極）が順次、積層状に積み重なって形成されている。なお、図５では、各プレート部材の積層方向が矢印Ａで表され、各プレート部材が延在する矢印Ａと垂直な方向が矢印Ｂで表されている。

流路プレート５６には、共通液室５５と、ノズル５１に対応するようにして設けられた圧力室５２と、共通液室５５および圧力室５２を連通するインク供給口５４と、が形成されている。共通液室５５は、インク供給源となるインクタンク６０（図３参照）に接続しており、インクタンク６０から供給されるインクが貯留される。圧力室５２の上壁は振動板７０によって構成されており、この振動板７０の撓みに応じて圧力室５２は膨張あるいは収縮する。圧力室５２内のインクは、そのような圧力室５２の膨張あるいは収縮に応じて加減圧されるようになっている。インク供給口５４は、圧力室５２と共通液室５５との間のインク流路であり、このインク供給口５４では矢印Ａ方向にインクが流れる。

圧電体７４および個別電極７６は、圧力室５２に対応する位置に設けられている。そして、圧電体７４と、圧電体７４の両サイドに配置された個別電極７６および共通電極７２と、によって圧電素子７８が構成されている。この圧電素子７８が振動板７０を撓ませて圧力室５２内に充填されたインクを加圧することにより、圧力室５２内のインクがノズル５１を介して外部に吐出される。

なお、本実施形態のノズル５１は、一定の直径Ｄｎの流路を有する。また、流路プレート５６とは反対側に位置するノズルプレート５８のノズル面５０Ａは、インク吐出面を形成し、記録紙１６と対向するように配置される。

図６は、インクジェット記録装置１０のシステム制御ユニット１００およびその周辺のハード構成の一例を示すブロック図である。システム制御ユニット１００は、通信インターフェース１１０、システムコントローラ１１２、画像メモリ１１４、モータドライバ１１６、ヒータドライバ１１８、プリント制御部１２０、画像バッファメモリ１２２、ヘッドドライバ１２４、等を含み、印字を制御する制御部として働く。

通信インターフェース１１０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース１１０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分に、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース１１０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、画像メモリ１１４に一旦記憶される。

画像メモリ１１４は、通信インターフェース１１０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ１１２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ１１４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなどの磁気媒体が用いられてもよい。

システムコントローラ１１２は、通信インターフェース１１０、画像メモリ１１４、モータドライバ１１６、ヒータドライバ１１８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ１１２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成されており、ホストコンピュータ８６との間の通信制御や画像メモリ１１４に対する読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ１１６は、システムコントローラ１１２からの指示に従ってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ１１８は、システムコントローラ１１２からの指示に従って後乾燥部４２等のヒータ８９を駆動するドライバである。

プリント制御部１２０は、システムコントローラ１１２の制御に従い、画像メモリ１１４内の画像データから印字制御用の信号を生成する各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（印字データ）をヘッドドライバ１２４に供給する制御部である。プリント制御部１２０において所要の信号処理が行われ、印字制御信号に基づきヘッドドライバ１２４を介して印字ヘッド５０のインク滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

プリント制御部１２０には画像バッファメモリ１２２が設けられており、プリント制御部１２０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ１２２に一時的に格納される。なお、図４では画像バッファメモリ１２２がプリント制御部１２０に付随する態様で示されているが、画像バッファメモリ１２２を画像メモリ１１４と兼用することも可能である。また、プリント制御部１２０とシステムコントローラ１１２とを統合して１つのプロセッサにする態様も可能である。

ヘッドドライバ１２４はプリント制御部１２０から与えられる印字データに基づいて各色の印字ヘッド５０のアクチュエータを駆動する。ヘッドドライバ１２４は、ヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

印字検出部２４は、図１を用いて説明したように、ラインセンサー（不図示）を含むブロックであり、記録紙１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部１２０に提供する。

プリント制御部１２０は、必要に応じて、印字検出部２４から得られる情報に基づき印字ヘッド５０に対する各種補正を行う。

図７は、システム制御ユニット１００の機能構成を示すブロック図であり、特に微小なインク滴を印字ヘッド５０から吐出させる際に圧電素子７８に対して印加する電圧の制御に関する。

システム制御ユニット１００は、印字データ供給部１３０と、電圧算出部１４０と、電圧印加部１５０と、を含む。印字データ供給部１３０は、外部からシステム制御ユニット１００に送られくる印字データを、電圧算出部１４０に供給する。電圧算出部１４０は、印字データ供給部１３０によって供給される印字データに基づいて、圧電素子７８に印加する電圧を算出する。電圧印加部１５０は、電圧算出部１４０が算出した電圧に基づいて、圧電素子７８に電圧を印加する。したがって、少なくとも電圧算出部１４０および電圧印加部１５０が、本発明の制御部に対応する。

電圧算出部１４０は、引き込み電圧算出部１４２と、液柱生成電圧算出部１４４と、液滴吐出電圧算出部１４６とを含み、ノズル５１の径よりも小さい微小なインク滴を吐出させる際に圧電素子７８に対して印加する印加電圧を算出する。

引き込み電圧算出部１４２は、圧力室５２内のインクのメニスカスが略球面状となるまでメニスカスを圧力室５２内へ引き込んで、当該メニスカスによって仕切られるメニスカス空間１６０（後述する図１０参照）が圧力室５２内に形成されるように、圧力室５２を膨張させる印加電圧Ｖ_１およびメニスカス引き込み時間ｔ_１を算出する。このとき、引き込み電圧算出部１４２は、メニスカス空間１６０の水平方向の最大径Ｄｍとノズル５１の流路径Ｄｎとが「Ｄｎ＜Ｄｍ」を満たすように、圧力室５２を膨張させる印加電圧Ｖ_１およびメニスカス引き込み時間ｔ_１を算出する。液柱生成電圧算出部１４４は、メニスカス空間１６０を形成するメニスカスからノズル５１の流路に向かって液柱１６５（後述する図１０参照）が生成されるように、圧力室５２を収縮させる印加電圧Ｖ_２および液柱生成時間ｔ_２を算出する。液滴吐出電圧算出部１４６は、その液柱１６５の先端部を切断して当該先端部がインク滴として吐出されるような液柱吐出時間ｔ_３を算出する。

なお、本実施形態において、図７に示す機能ブロックの各々は、図６に示すシステム制御ユニット１００のハード構成が単独であるいは協働することによって、実現される。例えば、図７に示す印字データ供給部１３０は図６に示す通信インターフェース１１０によって実現され、図７に示す電圧印加部１５０は図６に示すヘッドドライバ１２４によって実現される。また、図７に示す電圧算出部１４０は、図６に示すシステムコントローラ１１２、画像メモリ１１４、プリント制御部１２０、および画像バッファメモリ１２２の協働によって実現される。また、引き込み電圧算出部１４２、液柱生成電圧算出部１４４、および液滴吐出電圧算出部１４６は、単一または複数の集積回路等の電気回路によって実現可能である。

図８は、電圧算出部１４０において算出される印加電圧の波形（電圧駆動波形）の一例を示す図である。

本例では、圧電素子７８に印加される電圧が標準電圧の場合に圧力室５２が標準状態となり、圧電素子７８に印加される電圧が標準電圧よりも低い場合に圧力室５２が標準状態よりも膨張し、圧電素子７８に印加される電圧が標準電圧よりも高い場合に圧力室５２が標準状態よりも収縮する。

そのため、引き込み電圧算出部１４２は、圧力室５２を膨張させてインクのメニスカスを圧力室５２内に引き込むために、圧電素子７８に印加する電圧を標準電圧から徐々に降下させるような波形の電圧を算出する（図８の「メニスカス引き込み工程」部参照）。また、液柱生成電圧算出部１４４は、圧力室５２を収縮させて圧力室５２内のメニスカスからノズル５１の流路に向かって液柱を生成するために、圧電素子７８に印加する電圧を徐々に上昇させて標準電圧よりも大きな電圧にするような波形の電圧を算出する（図８の「液柱生成工程」部参照）。また、液滴吐出電圧算出部１４６は、圧力室５２を元の状態に回復させて液柱の先端部を切断するために、圧電素子７８に印加する電圧を徐々に降下させて再び標準電圧に戻すような波形の電圧を算出する（図８の「液柱生成工程」部参照）。

次に、本実施形態の作用について説明する。

本実施形態では、圧電素子７８に印加する電圧がシステム制御ユニット１００の電圧算出部１４０において算出され（図８参照）、算出されたそのような電圧が電圧印加部１５０によって圧電素子７８に印加される。これにより、振動板７０が圧電素子７８によって撓まされ、振動板７０の撓みに応じて圧力室５２が膨張あるいは収縮し、圧力室５２内のインクに加えられる圧力が変化する。このような圧力室５２内のインクの圧力変化に応じて、ノズル５１の径よりも小さい微小なインク滴が、記録紙１６に向かって吐出される。以下、図８、図９、および図１０（ａ）〜（ｅ）を参照して、微小なインク滴を吐出させる場合の圧力室５２内のインクの挙動について説明する。

図９は、微小なインク滴を吐出させる工程を示すフローチャートである。また、図１０（ａ）〜（ｅ）は、微小なインク滴を吐出させる際のノズル５１の近傍におけるインクの挙動を示す図である。なお、図１０（ａ）〜（ｅ）の各々は、図８に示されている（ａ）〜（ｅ）の各々に対応している。

微小なインク滴をノズル５１から吐出させる場合、まず、圧電素子７８に印加する電圧を標準電圧から降下させて（図８の「メニスカス引き込み工程」参照）、振動板７０を撓ませることにより、圧力室５２を標準サイズから拡大サイズに膨張させる（図９のＳ１（メニスカス引き込み工程））。このとき、標準サイズの圧力室５２内のインクのメニスカス１５５（図１０（ａ）参照）は、メニスカス１５５が略球面状となるまで圧力室５２内に引き込まれる。そして、拡大サイズの圧力室５２内には、メニスカス１５５によって仕切られるメニスカス空間１６０が形成される（図１０（ｂ）参照）。このメニスカス空間１６０は、水平方向の最大径Ｄｍがノズル５１の流路径Ｄｎよりも大きくなるように（Ｄｎ＜Ｄｍ）形成される。このメニスカス空間１６０の水平方向の最大径Ｄｍは、ノズル５１の流路径Ｄｎよりも大きければよく、例えばノズル５１の流路径Ｄｎの１．１〜１．２倍程度の大きさを有していればよい。なお、ここでいう「水平方向」とは、例えば液滴吐出方向と略垂直を成す方向（図５の矢印Ｂ方向参照）を指す。

そして、圧電素子７８に印加する電圧を標準電圧よりも低い電圧で所定時間維持し、メニスカス空間１６０を形成するメニスカス１５５を安定させる（図１０（ｃ）参照）。そして、圧電素子７８に印加する電圧を標準電圧よりも高い電圧に上昇させて（図８の「液柱生成工程」参照）、振動板７０を撓ませることにより、圧力室５２を拡大サイズから縮小サイズに収縮させる（Ｓ２（液柱生成工程））。これにより、メニスカス１５５近傍のインクが加圧され、メニスカス空間１６０を形成するメニスカス１５５からノズル５１の流路に向かって当該流路よりも細い液柱１６５が生成される（図１０（ｄ）参照）。このとき、メニスカス１５５が曲面状に形成されているので、その表面張力のために、メニスカス１５５の全面が平行に押し出されるのではなく、メニスカス１５５の中央部に比較的大きな圧力が集中的に作用する。そのため、メニスカス１５５の中央部のみが押し出され、ノズル５１の流路よりも十分に小さな径を持つ液柱１６５が生成されることとなる。

そして、圧電素子７８に印加する電圧を標準電圧よりも高い電圧で所定時間維持した後、圧電素子７８に印加する電圧を標準電圧まで降下させて（図８の「液滴吐出工程」参照）、振動板７０の撓みを戻し、圧力室５２を縮小サイズから標準サイズに回復させる（Ｓ３（液滴吐出工程））。これにより、液柱１６５の先端部は、切断され、ノズル５１の流路径Ｄｎよりも小さい微小なインク滴１７０として吐出される（図１０（ｅ）参照）。このようにして吐出された微小なインク滴１７０は、記録紙１６上の所望の位置に着弾して、画像のドットを形成する。

なお、解析の結果、図１０（ａ）〜（ｅ）に示すインクの挙動（特に図１０（ｃ）および図１０（ｄ）に示すインクの挙動）を実現するためには、例えば、吐出方向に関するノズル５１の長さｌ_ｎを３０μｍ、ノズル５１の流路径Ｄ_ｎを２０μｍ、ノズル５１の背後における圧力室５２の水平方向に関する径Ｄ_ｃを１００μｍ（図５参照）、およびインクの粘度を２０ｃｐとした場合、圧力室５２内のインク（特に、メニスカス空間１６０を形成するメニスカス１５５近傍のインク）に対して１×１０^７Ｐａ（パスカル）程度の圧力を与える必要がある。これに関して、図１１に示す本実施形態のインクジェット記録装置１０の等価回路を用いて検証した。

図１１は、本実施形態のインクジェット記録装置１０の等価回路であり、圧力室５２、圧電素子７８、ノズル５１、および供給系（インク供給口５４、共通液室５５、インクタンク６０、等）に関する等価回路が示されている。圧力室５２に対応する等価回路は、「コンデンサＣｃ」によって表されている。また、圧電素子７８に対応する等価回路は、「コンデンサＣｐ、コイルＬｐ、および抵抗Ｒｐ」が直列に接続した回路によって表されている。また、ノズル５１に対応する等価回路は「コイルＬｎ、抵抗Ｒｎ、およびコンデンサＣｎ」が直列に接続した回路によって表されている。また、供給系に対応する等価回路は、「抵抗ＲｓおよびコイルＬｓ」が直列に接続した回路によって表されている。

図１１に示されている等価回路では、圧電素子７８に対応する等価回路に対して電源Ｐが直列に接続されている。また、ノズル５１に対応する等価回路、圧力室５２に対応する等価回路、および供給系に対応する等価回路が並列に接続されており、この並列に接続された等価回路の各々は、圧電素子７８に対応する等価回路に対して直列に接続されている。また、電源Ｐ、ノズル５１に対応する等価回路、圧力室５２に対応する等価回路、および供給系に対応する等価回路の各々の一方の端部は、接地されている。

図１２は、図１１に示す等価回路を用いた場合の、圧電素子７８による入力圧力Ｖ_ｉｎと圧力室５２内のインク圧Ｖ_ｃの圧力特性を示すグラフであり、特に「吐出方向に関するノズル５１の長さｌ_ｎを３０μｍ、ノズル５１の流路径Ｄ_ｎを２０μｍ、ノズル５１の背後における圧力室５２の水平方向に関する径Ｄ_ｃを１００μｍ、インクの粘度を２０ｃｐ」に設定した場合の圧力特性を示す図である。ここでいう「圧電素子７８による入力圧力Ｖ_ｉｎ」は、圧電素子７８が発生させる圧力を意味し、本実施形態では圧電素子７８が振動板７０に及ぼす圧力とほぼ等しい。また、「圧力室５２内のインク圧Ｖ_ｃ」は、圧力室５２内のインクに作用する圧力を意味し、圧電素子７８によって撓まされる振動板７０の状態に応じて変動する。また、圧電素子７８による入力圧力Ｖ_ｉｎおよび圧力室５２内のインク圧Ｖ_ｃは、パスカル（Ｐａ）に換算された値が図１２に表されている。

図１２に示されている圧力特性によれば、図１０（ａ）〜（ｅ）のインクの挙動を実現するために必要とされる１×１０^７Ｐａ以上の圧力を圧力室５２内のインクに対して加えることが十分に可能であることが分かる。したがって、上述の本実施形態のインクジェット記録装置１０によれば、ノズル５１の径よりも十分に小さな径を持つ液柱およびインク滴を生成可能である。

なお、図１０（ｅ）に示す例では、液柱１６５の先端部がノズル５１の外側（外部）で切断される例が示されているが、これに限定されるものではない。例えば、図１３に示すように液柱１６５の先端部がノズル５１の内側の圧力室５２内で切断されるものであってもよいし、液柱１６５の先端部がノズル５１の流路において切断されるものであってもよい。液柱１６５の先端部を切断するタイミングは、圧電素子７８に印加する電圧の大きさや電圧波形等に応じて、調整可能である。

以上説明したように本実施形態によれば、メニスカス１５５の一部分のみによって液柱１６５が生成され、液柱１６５の径をノズル５１の径よりも十分に小さく形成することができるので、液柱１６５の先端部を微小なインク滴として吐出させることができる。これにより、本実施形態のインクジェット記録装置１０では、メニスカス全体によって液柱を生成していた従来のインクジェット記録装置（図１６（ａ）および図１６（ｂ）参照）と比べ、インク滴の大きさに対するノズル５１の影響が小さくなる。したがって、本実施形態のインクジェット記録装置１０によれば、ノズル５１の流路を長くしたりノズル５１の開口径を小さくすることなく、印字ヘッド５０から記録紙１６に向かって十分に小さい微小なインク滴を吐出させることができる。

例えば、図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示されている従来のインクジェット記録装置は、通常、２〜４ｐｌ（ピコリットル）程度のインク滴しか吐出させることができない。しかしながら、上述の本実施形態のインクジェット記録装置１０は、０．５〜１ｐｌ程度の微小なインク滴を吐出させることができ、より小さな画像ドットを形成することが可能である。なお、インク滴の大きさの調整は、圧電素子７８に印加する電圧の大きさや電圧波形等に応じて、調整可能である。

（第２の実施形態）
本実施形態は、上述の第１の実施形態と略同一であり、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図１４は、第２の実施形態におけるノズル５１を示す図である。本実施形態のノズル５１の流路は、圧力室５２側から外側に向かって断面積が徐々に大きくなる逆テーパー状となっている。本実施形態のノズル５１は、流路のテーパーの角度が略４５度を成すように加工されている。

他の構成は、上述の第１の実施形態と略同一である。

本実施形態のようにノズル５１の流路の形状を逆テーパー状にすることで、メニスカス１５５を圧力室５２内に引き込んでメニスカス空間１６０を形成する際に（図１０（ｂ）参照）メニスカス１５５が過剰に引き込まれることを抑制することができる。これにより、圧力室５２内のインクに気泡が混入および残存してしまうことを効果的に防ぐことができる。

なお、本実施形態のようにノズル５１の径が一定ではない場合には、ノズル５１の最小流路径Ｄｎ_ｍｉｎがメニスカス空間１６０の最大径Ｄｍよりも小さくなるように（Ｄｎ_ｍｉｎ＜Ｄｍ）、上述のメニスカス引き込み工程が行われる。

本発明は、上述の実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形が加えられることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。

例えば、図５に示す印字ヘッド５０の代わりに、図１５に示す印字ヘッド５０を用いることも可能である。すなわち、ノズル５１、共通液室５５、およびインク供給口５４の各々が振動板７０の直下に設けられてもよい。図５に示す印字ヘッド５０では、圧力室５２と共通液室５５との間においてインクが流れる方向が鉛直方向（図中の矢印Ａ方向）となっているが、図１５に示す印字ヘッド５０では、圧力室５２と共通液室５５との間においてインクが流れる方向が水平方向（図中の矢印Ｂ方向）となっている。

また、圧電素子７８に印加する電圧（図８参照）は、ノズル５１の長さｌ_ｎ、ノズル５１の流路径Ｄ_ｎ、ノズル５１の背後における圧力室５２の水平方向に関する径Ｄ_ｃ、あるいはインクの粘度、等の条件に応じて、適宜変更されうる。

また、ノズル５１の流路は、一定の径を持つもの（第１の実施形態）や、逆テーパー状の径を持つもの（第２の実施形態）に限定されるものではなく、例えば、圧力室５２側から外側に向かって断面積が徐々に小さくなるテーパー状であってもよい。また、流路のテーパーの角度は、略４５度に限定されるものではなく、インクの粘度、印字ヘッド５０のサイズや形状、等の条件に応じて調整可能である。

また、本発明の液滴吐出方法および液滴吐出装置は、図１に示すインクジェット式記録ヘッドに限定されるものではなく、インク以外の液体を吐出させる装置類に対しても適用することが可能である。

本発明の第１の実施の形態におけるインクジェット記録装置の全体構成図である。 図１に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図である。 インクジェット記録装置のインク供給系の構成を示した概略図である。 印字ヘッドを示す図であり、図４（ａ）は印字ヘッドの構造例を示す平面透視図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の一部を拡大した図である。 図４（ａ）および図４（ｂ）に示すＶ−Ｖ線に沿った圧力室ユニットの断面を示す断面図である。 インクジェット記録装置のシステム制御ユニットおよびその周辺のハード構成の一例を示すブロック図である。 システム制御ユニットの機能構成を示すブロック図である。 電圧算出部において算出される印加電圧の波形の一例を示す図である。 微小なインク滴を吐出させる工程を示すフローチャートである。 微小なインク滴を吐出させる際のノズルの近傍におけるインクの挙動の一例を示す図である。 第１の実施形態のインクジェット記録装置に関する等価回路を示す図である。 図１１に示す等価回路を用いた場合の、圧電素子による入力圧力Ｖ_ｉｎと圧力室内のインク圧Ｖ_ｃの圧力特性を示すグラフである。 微小なインク滴を吐出させる際のノズルの近傍におけるインクの挙動の他の例を示す図である。 第２の実施形態におけるノズルを示す図である。 印字ヘッドの変形例を示す図である。 一般的なインクジェット記録装置のノズルからインク滴が吐出される様子を示す図であり、図１６（ａ）はインクのメニスカスを圧力室内に引き込んだ状態を示し、図１６（ｂ）はメニスカスがノズルを介して圧力室から外部へ押し出された状態を示す図である。

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、 ５０…印字ヘッド、 ５０Ａ…ノズル面、 ５１…ノズル、 ５２…圧力室、 ５３…圧力室ユニット、 ５４…インク供給口、 ５５…共通液室、 ５６…流路プレート、 ５８…ノズルプレート、 ６０…インクタンク、７０…振動板、 ７２…共通電極、 ７４…圧電体、 ７６…個別電極、 ７８…圧電素子、 １００…システム制御ユニット、 １１２…システムコントローラ、 １１４…画像メモリ、 １２０…プリント制御部、 １２２…画像バッファメモリ、 １２４…ヘッドドライバ、 １３０…印字データ供給部、 １４０…電圧算出部、 １４２…引き込み電圧算出部、 １４４…液柱生成電圧算出部、 １４６…液滴吐出電圧算出部、 １５０…電圧印加部、 １５５…メニスカス、 １６０…メニスカス空間、 １６５…液柱、 １７０…インク滴

Claims (3)

1. 圧力室内の液体をノズルを介して液滴として吐出させる液滴吐出方法において、
   前記液体のメニスカスが曲面状となるまで前記メニスカスを前記圧力室内へ引き込んで前記圧力室内に前記メニスカスによって仕切られるメニスカス空間が形成されるように、前記圧力室を膨張させるメニスカス引き込み工程であって、前記メニスカス空間の水平方向の最大径Ｄｍと前記ノズルの流路径Ｄｎとが、Ｄｎ＜Ｄｍ、を満たすように前記圧力室を膨張させるメニスカス引き込み工程と、
   前記メニスカス空間を形成する前記メニスカスから前記ノズルの流路に向かって液柱が生成されるように、前記圧力室を収縮させる液柱生成工程と、
   前記液柱を切断して前記液滴として吐出させる液滴吐出工程と、を備えることを特徴とする液滴吐出方法。
2. ノズルが設けられた圧力室と、
   前記圧力室を膨張および収縮させる圧力室変動手段と、
   前記圧力室変動手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記圧力室内の液体のメニスカスが曲面状となるまで前記メニスカスを前記圧力室内へ引き込んで前記メニスカスによって仕切られるメニスカス空間が前記圧力室内に形成されるように、前記圧力室を膨張させるメニスカス引き込み部であって、前記メニスカス空間の水平方向の最大径Ｄｍと前記ノズルの流路径Ｄｎとが、Ｄｎ＜Ｄｍ、を満たすように前記圧力室を膨張させるメニスカス引き込み部と、前記メニスカス空間を形成する前記メニスカスから前記ノズルの流路に向かって液柱が生成されるように、前記圧力室を収縮させる液柱生成部と、前記液柱を切断して液滴として吐出させる液滴吐出部と、を有する駆動波形を生成することを特徴とする液滴吐出装置
3. 前記ノズルの流路は、前記圧力室側から外側に向かって断面積が大きくなる逆テーパー状であることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
   

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