JP2009226929A - 液体噴射ヘッドの駆動方法及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動周波数を上げつつ所定のノズルから選択的に液滴を噴射することができる液体噴射ヘッドの駆動方法及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】メイン圧電素子３０１を駆動させて所定ノズル２１から液滴を噴射させる際に、液滴を噴射させないノズル２１に連通するサブ圧力室１２ｂ、１２ｃに対応するサブ圧電素子３０２、３０３に対して、メイン圧電素子３０１に印加する駆動信号とは逆位相の駆動信号を印加して、所定のノズル２１から選択的に液滴を噴射させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、液滴を噴射する液体噴射ヘッドの駆動方法及び液体噴射装置に関し、特に、液滴としてインク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッドの駆動方法及びインクジェット式記録装置に関する。

液滴を噴射する液体噴射ヘッドの代表例であるインクジェット式記録ヘッドとしては、例えば、圧力発生室が形成された流路形成基板と、流路形成基板の一方面側に設けられる圧電素子を具備し、この圧電素子の変位によって圧力発生室内に圧力を付与することで、ノズルからインク滴を噴射するものがある。

このようなインクジェット式記録ヘッドにおいては、近年、印刷品質の向上が図られて来ているが、さらなる印刷品質の向上が望まれている。印刷品質は、あらゆる要因によって向上するが、その一つとしてノズルの配列密度が挙げられる。つまり、ノズルの配列密度を高めることで印刷品質を向上することができる。

しかしながら、ノズルの配列密度を高めると、それに伴って各圧力発生室の断面積が小さくなるため、圧力発生室へのインクの供給特性が低下するという問題がある。すなわち、圧力発生室の必要な容積を確保するためには、断面積が小さくなるのに伴って圧力発生室の長さを長くしなければならないため、圧力発生室へのインクの供給特性が低下してしまう。これにより、例えば、圧力発生室のへルムホルツ振動周期Ｔｃが長くなる、或いはノズル開口のメニスカスの戻りが遅くなるため、駆動周波数を上げることができないという問題が生じてしまう。

このような問題を解決するために、圧力発生室（メイン圧力室）に連通する複数の連通溝（サブ圧力室）を有し、各連通溝に対応する領域に補助圧電素子を有する構成としたインクジェット式記録ヘッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２７６１９９号公報

上記特許文献１に記載のインクジェット式記録ヘッドでは、圧電素子の変位によってインク滴の吐出を行い、その際、各連通溝に対向する領域の補助圧電素子を選択的に変位させることによって、所定のノズルからインク滴を噴射させている。すなわち、インク滴を噴射する際、インク滴を噴射するノズルに対応する補助圧電素子を変位させることで、連通溝上の振動板のコンプライアンスを低下させる一方、インク滴を噴射しないノズルに対応する補助圧電素子は変位させずに、連通溝上の振動板のコンプライアンスが比較的高い状態で保持させている。

このような駆動方法によっても駆動周波数を上げつつ所定のノズルから選択的にインク滴を噴射することができるかもしれない。しかしながら、振動板のコンプライアンスを変化させるだけでは、圧電素子の駆動によってインクに付与された圧力を制御しきれず、各ノズルから同時にインク滴が噴射されることが考えられる。

なお、このような問題は、インク滴を噴射するインクジェット式記録ヘッドだけでなく、勿論、インク滴以外の液滴を噴射する他の液体噴射ヘッドにおいても、同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、駆動周波数を上げつつ所定のノズルから選択的に液滴を噴射することができる液体噴射ヘッドの駆動方法及び液体噴射装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明は、液滴を噴射する複数のノズルと、該ノズルに連通する所定幅の圧力発生室と、複数の前記圧力発生室に共通するリザーバーと、前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧電素子とを具備し、前記圧力発生室が、液体供給路を介して前記リザーバーに連通するメイン圧力室と、該メイン圧力室の幅方向に並設され当該メイン圧力室の前記液体供給路とは反対側の端面にそれぞれ独立して連通する複数のサブ圧力室とで構成されて、各サブ圧力室が前記ノズルにそれぞれ連通し、前記圧電素子が、前記メイン圧力室に対応して設けられたメイン圧電素子と、各サブ圧力室に対応して設けられ前記メイン圧電素子よりも幅の狭いサブ圧電素子とで構成され、前記メイン圧電素子と前記サブ圧電素子とに選択的に駆動信号を印加して各圧力発生室に連通する所定ノズルから液滴を噴射する液体噴射ヘッドの駆動方法であって、前記メイン圧電素子を駆動させて所定ノズルから液滴を噴射させる際に、液滴を噴射させないノズルに連通するサブ圧力室に対応する前記サブ圧電素子に対して、前記メイン圧電素子に印加する駆動信号とは逆位相の駆動信号を印加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。
かかる本発明に係る液体噴射ヘッドは、メイン圧電素子に印加する駆動信号とは逆位相の駆動信号をサブ圧電素子に印加することで、そのサブ圧電素子に対応するノズルからは液滴が噴射されることなく、他のノズルから選択的に液滴が噴射される。

ここで、前記サブ圧電素子を単独で駆動することで第１のサイズの液滴を噴射し、前記メイン圧電素子を単独で駆動することで前記第１のサイズよりも大きい第２のサイズの液滴を噴射し、前記メイン圧電素子と前記サブ圧電素子とを同時に駆動することで第２のサイズよりも大きい第３のサイズの液滴を噴射することが好ましい。このように複数の大きさの液滴を噴射することで、液体噴射ヘッドとしての用途が広がる。

また、前記メイン圧電素子に印加する電圧よりも高い電圧で前記サブ圧電素子を駆動することが好ましい。つまりメイン圧電素子及びサブ圧電素子の大きさ（幅）に合った電圧で、それぞれを駆動することが好ましい。これにより、圧力室の大きさに応じた適正な圧力が液体に付与され、所定のノズルから液滴が良好に噴射される。

さらに本発明は、液滴を噴射する複数のノズルと、該ノズルに連通する所定幅の圧力発生室と、複数の前記圧力発生室に共通するリザーバーと、前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧電素子とを具備し、前記圧力発生室が、液体供給路を介して前記リザーバーに連通するメイン圧力室と、該メイン圧力室の幅方向に並設され当該メイン圧力室の前記液体供給路とは反対側の端面にそれぞれ独立して連通する複数のサブ圧力室とで構成されて、各サブ圧力室が前記ノズルにそれぞれ連通し、前記圧電素子が、前記メイン圧力室に対応して設けられたメイン圧電素子と、各サブ圧力室に対応して設けられ前記メイン圧電素子よりも幅の狭いサブ圧電素子とで構成され、前記メイン圧電素子と前記サブ圧電素子とに選択的に駆動信号を印加して各圧力発生室に連通する所定ノズルから液滴を噴射する液体噴射ヘッドと、前記メイン圧電素子を駆動させて所定ノズルから液滴を噴射させる際に、液滴を噴射させないノズルに連通するサブ圧力室に対応する前記サブ圧電素子に対して、前記メイン圧電素子に印加する駆動信号とは逆位相の駆動信号を印加する駆動制御部と、を備えることを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる本発明に係る液体噴射装置では、駆動制御部が液体噴射ヘッドを構成するメイン圧電素子に印加する駆動信号とは逆位相の駆動信号をサブ圧電素子に印加することで、そのサブ圧電素子に対応するノズルからは液滴が噴射されることなく、他のノズルから選択的に液滴が噴射される。

一実施形態に係る記録装置の概略斜視図である。 一実施形態に係る記録ヘッドの分解斜視図である。 一実施形態に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。 一実施形態に係る記録装置の構成を示すブロック図である。 基本駆動信号の一例を示す図である。 駆動信号のパターンを示す図である。 駆動信号のパターンを示す図である。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、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構成を示す斜視図である。
図１に示すように、インクジェット式記録装置Ｉは、後に詳述するインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）を有する記録ヘッドユニット１Ａ，１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ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，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。

そして、駆動モーター６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト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。また、このプラテン８の近傍には排紙ローラー９が設けられ、図示しない紙送りモーターの駆動力により回転できるようになっており、給紙ローラー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が搬送されるようになっている。

このようなインクジェット式記録装置Ｉでは、キャリッジ３がキャリッジ軸５に沿って移動されると共に記録ヘッドユニット（記録ヘッド）１Ａ，１Ｂによってインクが吐出されて記録シートＳに印刷される。

次に、上述のようなインクジェット式記録装置Ｉに搭載される記録ヘッドの構成について説明する。図２は、本実施形態に係る記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図であり、図３は、図２の平面図及びＡ−Ａ′断面図である。

図２及び図３に示すように、記録ヘッドＩＩを構成する流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化によって二酸化シリコンからなる弾性膜５０が形成されている。この流路形成基板１０には、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２がその幅方向（短手方向）に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向一端部側には、インク供給路１３と連通路１４とが隔壁１１によって区画されている。また、連通路１４の一端には、各圧力発生室１２の共通のインク室（液体室）となるリザーバー１００の一部を構成する連通部１５が形成されている。

ここで、各圧力発生室１２は、インク供給路１３と連通するメイン圧力室１２ａと、メイン圧力室１２ａの幅方向に並設されメイン圧力室１２ａのインク供給路１３とは反対側の端面にそれぞれ独立して連通する２つのサブ圧力室（第１のサブ圧力室１２ｂ及び第２のサブ圧力室１２ｃ）とで構成されている。各サブ圧力室１２ｂ，１２ｃは、メイン圧力室１２ａよりも狭い幅を有し、メイン圧力室１２ａの長手方向に沿って延設されている。

流路形成基板１０の開口面側には、各サブ圧力室１２ｂ，１２ｃに連通するノズル２１が穿設されたノズルプレート２０が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート２０は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、ステンレス鋼などで形成されている。

流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には下電極膜６０と、圧電体層７０と、上電極膜８０とで構成される圧電素子３００が形成されている。ここで、圧電素子３００は、圧力発生室１２を構成するメイン圧力室１２ａに対向して設けられるメイン圧電素子３０１と、サブ圧力室１２ｂ，１２ｃに対応するサブ圧電素子（第１のサブ圧電素子３０２及び第２のサブ圧電素子３０３）とを含む。これらメイン圧電素子３０１及び各サブ圧電素子３０２，３０３は、メイン圧力室１２ａ及び各サブ圧力室１２ｂ，１２ｃのそれぞれに対応して、これらメイン圧力室１２ａ及び各サブ圧力室１２ｂ，１２ｃの幅よりも狭い幅で形成されている。つまり、メイン圧力室１２ａよりも幅の狭い各サブ圧力室１２ｂ，１２ｃに対応して設けられる各サブ圧電素子３０２，３０３は、メイン圧電素子３０１よりも狭い幅で形成されている。

なお、本実施形態では、下電極膜６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせてアクチュエーターと称する。なお、振動板とは圧力発生室１２の一方面を構成し圧電素子３００の駆動により変形が生じる部分をいう。本実施形態では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。

また、メイン圧電素子３０１の個別電極である上電極膜８０には、メイン圧電素子３０１の長手方向端部近傍から圧力発生室１２の外側の領域まで引き出されるリード電極９０がそれぞれ接続されている。このリード電極９０は、例えば、金（Ａｕ）等からなり、本実施形態では、圧電素子３００の長手方向端部近傍から後述する保護基板３０の貫通部３３に対向する領域まで延設され、図示しないが、この貫通部３３を介して延設される接続配線によって駆動ＩＣ等に接続される。

また、サブ圧電素子３０２，３０３の個別電極である上電極膜８０には、サブ圧電素子３０２，３０３の長手方向端部近傍からサブ圧力室１２ｂ，１２ｃの外側の領域まで引き出されるリード電極９１が接続されている。このリード電極９１は、流路形成基板１０の端部近傍まで延設され、図示しないが、リード電極９０と同様に、接続配線によって駆動ＩＣ等に接続されている。

流路形成基板１０上には、圧電素子３００を保護するための圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接合されている。圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。なお圧電素子保持部３１は、密封されていてもよいし、密封されていなくてもよい。また保護基板３０には、リザーバー１００の少なくとも一部を構成するリザーバー部３２が設けられている。リザーバー部３２は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、流路形成基板１０の連通部１５と連通して各圧力発生室１２に共通するインク室であるリザーバー１００を構成している。また、保護基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバー部３２との間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通部３３が設けられている。各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０は、上述のようにその端部近傍が貫通部３３内で露出されている。保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることが好ましい。

保護基板３０のリザーバー部３２に対応する領域には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料からなり、この封止膜４１によってリザーバー部３２の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料で形成される。この固定板４２のリザーバー１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバー１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。

なお、このような記録ヘッドＩＩでは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバー１００からノズル２１に至るまで内部をインクで満たした後、図示しない駆動回路からの記録信号に従い、所定の圧電素子３００（メイン圧電素子３０１及び各サブ圧電素子３０２，３０３）に所定の駆動信号を選択的に印加し、圧電素子３００をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力を高めて所定のノズル２１からインク滴を噴射する。

そして、このような構成の記録ヘッドＩＩでは、圧力発生室１２がメイン圧力室１２ａと、第１及び第２のサブ圧力室１２ｂ，１２ｃとで構成されているため、ノズル２１を比較的容易に高密度に配列することができる。したがって、安定したインク吐出特性が得られると共に印刷品質を向上でき、且つ駆動周波数を上げて高速印刷を実現することができる。

ここで、インクジェット式記録装置Ｉは、図４のブロック図に示すように、記録ヘッドＩＩの駆動、特に記録ヘッドＩＩを構成する圧電素子３００の駆動を制御するための駆動制御部２００を有する。本発明では、上述のように各圧電素子３００が、メイン圧電素子３０１とサブ圧電素子３０２，３０３とで構成されており、駆動制御部２００は、例えば、印刷信号の入力に伴ってこれらメイン圧電素子３０１とサブ圧電素子３０２，３０３とに選択的に駆動信号を印加して各圧力発生室に連通する所定ノズルから液滴を噴射させる。

以下、このような駆動制御部２００による記録ヘッドＩＩの駆動方法について説明する。図５は、メイン圧電素子３０１及び各サブ圧電素子３０２，３０３に出力する基本駆動信号の一例を示す図であり、図６及び図７は、メイン圧電素子３０１及び各サブ圧電素子３０２，３０３に印加する駆動信号のパターンの例を示す図である。

圧電素子３００に印加される基本駆動信号は、図５に示すように、メイン圧電素子３０１用の基本駆動信号（ＣＯＭ１）と、サブ圧電素子３０２，３０３用の基本駆動信号（ＣＯＭ２）とで構成されている。

メイン圧電素子３０１用の基本駆動信号（ＣＯＭ１）は、ノズル２１からインク滴を噴射させるための二つの噴射駆動信号４００Ａ，４００Ｂを一周期として構成されている。一方、サブ圧電素子３０２，３０３用の基本駆動信号（ＣＯＭ２）は、ノズル２１からインク滴を噴射させるための噴射駆動信号５００と、噴射駆動信号５００とは逆位相の信号でありノズル２１からインク滴を噴射させないための非噴射駆動信号５０１とを有し、連続する噴射駆動信号５００及び非噴射駆動信号５０１を一周期として構成されている。

なお、これら各基本駆動信号（ＣＯＭ１，ＣＯＭ２）は、各圧電素子３００の大きさ（幅）に応じて電圧が設定されている。具体的には、メイン圧電素子３０１用の基本駆動信号（ＣＯＭ１）は、最高電圧がサブ圧電素子３０２，３０３用の基本駆動信号（ＣＯＭ２）よりも低く設定されている。これは、メイン圧電素子３０１とサブ圧電素子３０２，３０３とが、圧力発生室１２の大きさに応じた適正な圧力を発生させるためである。

そして、基本駆動信号（ＣＯＭ１）から一周期中の一方の噴射駆動信号を選択的にメイン圧電素子３０１に印加すると共に、基本駆動信号（ＣＯＭ２）から一周期中の噴射駆動信号５００又は非噴射駆動信号５０１を選択的に、第１のサブ圧電素子３０２と第２のサブ圧電素子３０３とにそれぞれ印加することによって所定のノズル２１からインク滴を噴射させる。本実施形態では、このようなメイン圧電素子３０１及び各サブ圧電素子３０２，３０３の駆動を組み合わせることで、異なる大きさのインク滴（第１のサイズのインク滴（小ドット）、第１のサイズよりも大きい第２のサイズのインク滴（中ドット）、第２のサイズよりも大きい第３のサイズのインク滴（大ドット））を噴射させている。

以下、メイン圧電素子３０１及び各サブ圧電素子３０２，３０３に印加する駆動信号のパターンについて説明する。

図６（ａ）に示す駆動信号のパターン１は、下記表１に示すように第１のサブ圧力室１２ｂに連通するノズル２１Ｂ及び第２のサブ圧力室１２ｃに連通するノズル２１Ｃから、それぞれ大ドットのインク滴を噴射する駆動信号の例である。具体的には、メイン圧電素子３０１に基本駆動信号（ＣＯＭ１）から選択された一周期中の一方の噴射駆動信号４００Ａを印加すると共に、第１及び第２のサブ圧電素子３０２，３０３には、基本駆動信号（ＣＯＭ２）から選択された一周期中の噴射駆動信号５００をそれぞれ印加する。これにより、第１及び第２のサブ圧力室１２ｂ，１２ｃ内のインクに付与される圧力変動は最大となり、第１及び第２のサブ圧力室１２ｂ，１２ｃに連通する各ノズル２１Ｂ，２１Ｃからは、それぞれ大ドットのインク滴が噴射される。

図６（ｂ）に示す駆動信号のパターン２は、上記表１に示すようにノズル２１Ｂのみから大ドットのインク滴を噴射する駆動信号の例である。すなわち、メイン圧電素子３０１には、基本駆動信号（ＣＯＭ１）から選択された噴射駆動信号４００Ｂを印加する。また第１のサブ圧電素子３０２には、基本駆動信号（ＣＯＭ２）から選択された噴射駆動信号５００を印加し、第２のサブ圧電素子３０３には非噴射駆動信号５０１を印加する。これにより、第１のサブ圧力室１２ｂ内のインクに付与される圧力変動は最大となり、第１のサブ圧力室１２ｂに連通する各ノズル２１Ｂからは大ドットのインク滴が噴射される。一方、第２のサブ圧力室１２ｃ内では、メイン圧電素子３０１の変位に伴う圧力変動が第２のサブ圧電素子３０３の変位に伴う圧力変動によって実質的に打ち消されてノズル２１Ｃからインク滴が噴射されることはない。

図６（ｃ）に示す駆動信号のパターン３は、上記表１に示すようにノズル２１Ｂ，２１Ｃから中ドットのインク滴をそれぞれ噴射する駆動信号の例である。すなわち、メイン圧電素子３０１には、基本駆動信号（ＣＯＭ１）から選択された噴射駆動信号４００Ａを印加する。また第１及び第２のサブ圧電素子３０２，３０３には、噴射駆動信号５００又は非噴射駆動信号５０１の何れも印加しない。つまり第１及び第２のサブ圧電素子３０２，３０３は変位させない。これにより、メイン圧電素子３０１の変位のみに伴うインクの圧力変動によって、各ノズル２１Ｂ，２１Ｃからは中ドットのインク滴が噴射される。

図７（ａ）に示す駆動信号のパターン４は、上記表１に示すようにノズル２１Ｂのみから中ドットのインク滴を噴射する駆動信号の例である。すなわち、メイン圧電素子３０１には、基本駆動信号（ＣＯＭ１）から選択された噴射駆動信号４００Ｂを印加する。また第１のサブ圧電素子３０２には、噴射駆動信号５００又は非噴射駆動信号５０１の何れも印加せず、第２のサブ圧電素子３０３に基本駆動信号（ＣＯＭ２）から選択された非噴射駆動信号５０１を印加する。これにより、第１のサブ圧力室１２ｂに連通するノズル２１Ｂからはメイン圧電素子３０１の変位に伴う圧力変動によって中ドットのインク滴が噴射される。一方、第２のサブ圧力室１２ｃ内では、メイン圧電素子３０１の変位に伴う圧力変動が第２のサブ圧電素子３０３の変位に伴う圧力変動によって実質的に打ち消されてノズル２１Ｃからインク滴が噴射されることはない。

図７（ｂ）に示す駆動信号のパターン５は、上記表１に示すようにノズル２１Ｂ，２１Ｃのそれぞれから小ドットのインク滴を噴射する駆動信号の例である。具体的には、メイン圧電素子３０１には噴射駆動信号４００を印加せず、第１及び第２のサブ圧電素子３０２，３０３に、基本駆動信号（ＣＯＭ２）から選択された噴射駆動信号５００をそれぞれ印加する。これにより、各ノズル２１Ｂ，２１Ｃからは、第１及び第２のサブ圧電素子３０２，３０３の変位のみに伴うインクの圧力変動によって小ドットのインク滴が噴射される。

図７（ｃ）に示す駆動信号のパターン６は、上記表１に示すようにノズル２１Ｂのみから小ドットのインク滴を噴射する駆動信号の例である。具体的には、第１のサブ圧電素子３０２のみに、基本駆動信号（ＣＯＭ２）から選択された噴射駆動信号５００を印加する。つまり、メイン圧電素子３０１及び第２のサブ圧電素子３０３は変位させることなく、第１のサブ圧電素子３０２のみを噴射駆動信号５００によって変位させる。これにより、各ノズル２１Ｂからは、第１のサブ圧電素子３０２の変位に伴うインクの圧力変動によって小ドットのインク滴が噴射されるが、ノズル２１Ｃからインク滴が吐出されることはない。

以上、駆動信号の各種パターンを例示したように、本発明に係る駆動方法によれば、各ノズル２１から大きさの異なるインク滴を噴射させることができるため、細かな印刷が可能となる。したがって、印刷品質を向上することができると共に多種多様な印刷に対応することができるようになる。また、インク滴を噴射させないノズルが連通するサブ圧力室に対して、噴射駆動信号とは逆位相の非噴射駆動信号をサブ圧電素子に印加し、メイン圧電素子３０１の変位に伴う圧力変動をサブ圧電素子の変位に伴う圧力変動によって打ち消すようにしたため、確実に所定のノズルのみからインク滴を噴射させることができる。

なお、上述した駆動信号のパターンはあくまで一例であり、本発明の駆動方法は、これらの例に限定されるものではない。例えば、メイン圧電素子３０１に対しては、何れの例においても、基本駆動信号（ＣＯＭ２）の噴射駆動信号と同一のタイミングである噴射駆動信号４００Ｂを印加してもよいし、非噴射駆動信号と同一タイミングである噴射駆動信号４００Ｂを印加してもよい。

また例えば、本実施形態では、成膜及びリソグラフィープロセスを応用して製造される薄膜型のインクジェット式記録ヘッドを例にしたが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型のインクジェット式記録ヘッドにも本発明の駆動方法を採用することができる。

また、本実施形態では、二つのサブ圧力室を含む圧力発生室を具備するインクジェット式記録ヘッドを例示して本発明の駆動方法を説明したが、勿論、本発明の駆動方法は、３つ以上のサブ圧力室を含む圧力発生室を具備するインクジェット式記録ヘッドにも適用することができる。

また、本実施形態では、インクジェット式記録ヘッドがキャリッジに搭載されて主走査方向に移動するタイプのインクジェット式記録装置を例示したが、本発明は、他のタイプのインクジェット式記録装置にも適用することができる。例えば、固定された複数のインクジェット式記録ヘッドを有し、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、いわゆるライン式のインクジェット式記録装置にも本発明を適用することができる。

さらに本実施形態では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、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、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルター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が挙げられる。

１０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 １２ａ メイン圧力室、 １２ｂ 第１のサブ圧力室、 １２ｃ 第２のサブ圧力室、 １３ インク供給路、 １４ 連通路、 １５連通部、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル、 ３０ 保護基板、 ４０ コンプライアンス基板、 ５０ 弾性膜、 ５５ 絶縁体膜、 ６０ 下電極膜、 ７０ 圧電体層、 ８０ 上電極膜、 ９０，９１ リード電極、 ３００ 圧電素子、 ３０１ メイン圧電素子、 ３０２ 第１のサブ圧電素子、 ３０３ 第２のサブ圧電素子

Claims (4)

1. 液滴を噴射する複数のノズルと、該ノズルに連通する所定幅の圧力発生室と、複数の前記圧力発生室に共通するリザーバーと、前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧電素子とを具備し、
   前記圧力発生室が、液体供給路を介して前記リザーバーに連通するメイン圧力室と、該メイン圧力室の幅方向に並設され当該メイン圧力室の前記液体供給路とは反対側の端面にそれぞれ独立して連通する複数のサブ圧力室とで構成されて、各サブ圧力室が前記ノズルにそれぞれ連通し、
   前記圧電素子が、前記メイン圧力室に対応して設けられたメイン圧電素子と、各サブ圧力室に対応して設けられ前記メイン圧電素子よりも幅の狭いサブ圧電素子とで構成され、
   前記メイン圧電素子と前記サブ圧電素子とに選択的に駆動信号を印加して各圧力発生室に連通する所定ノズルから液滴を噴射する液体噴射ヘッドの駆動方法であって、
   前記メイン圧電素子を駆動させて所定ノズルから液滴を噴射させる際に、液滴を噴射させないノズルに連通するサブ圧力室に対応する前記サブ圧電素子に対して、前記メイン圧電素子に印加する駆動信号とは逆位相の駆動信号を印加することを特徴とする液体噴射ヘッドの駆動方法。
2. 前記サブ圧電素子を単独で駆動することで第１のサイズの液滴を噴射し、前記メイン圧電素子を単独で駆動することで前記第１のサイズよりも大きい第２のサイズの液滴を噴射し、前記メイン圧電素子と前記サブ圧電素子とを同時に駆動することで第２のサイズよりも大きい第３のサイズの液滴を噴射することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッドの駆動方法。
3. 前記メイン圧電素子に印加する電圧よりも高い電圧で前記サブ圧電素子を駆動することを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッドの駆動方法。
4. 液滴を噴射する複数のノズルと、該ノズルに連通する所定幅の圧力発生室と、複数の前記圧力発生室に共通するリザーバーと、前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧電素子とを具備し、
   前記圧力発生室が、液体供給路を介して前記リザーバーに連通するメイン圧力室と、該メイン圧力室の幅方向に並設され当該メイン圧力室の前記液体供給路とは反対側の端面にそれぞれ独立して連通する複数のサブ圧力室とで構成されて、各サブ圧力室が前記ノズルにそれぞれ連通し、
   前記圧電素子が、前記メイン圧力室に対応して設けられたメイン圧電素子と、各サブ圧力室に対応して設けられ前記メイン圧電素子よりも幅の狭いサブ圧電素子とで構成され、
   前記メイン圧電素子と前記サブ圧電素子とに選択的に駆動信号を印加して各圧力発生室に連通する所定ノズルから液滴を噴射する液体噴射ヘッドと、
   前記メイン圧電素子を駆動させて所定ノズルから液滴を噴射させる際に、液滴を噴射させないノズルに連通するサブ圧力室に対応する前記サブ圧電素子に対して、前記メイン圧電素子に印加する駆動信号とは逆位相の駆動信号を印加する駆動制御部と、を備えることを特徴とする液体噴射装置。

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