JP2018065391A - 液体噴射ヘッド、および、制御ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】並設された各圧力室における噴射特性を一定に揃えることが可能な液体噴射装置、および、液体噴射装置の制御方法を提供する。【解決手段】圧力室列２７は、インクの噴射が行われないダミー圧力室２８を１つ以上有し、ダミー圧力室は、圧電素子２３を有し、駆動波形生成手段は、少なくともダミー圧力室と隣り合う圧力室２６でノズル２５からインクの噴射が行われる期間中、ダミー圧力室に対応する圧電素子に駆動電位を継続して印加する。【選択図】図４

Description

本発明は、インクジェット式記録装置などの液体噴射装置、および、液体噴射装置の制御方法に関し、特に、駆動電位を圧電素子に印加することにより当該圧電素子を駆動させてノズルから液体を噴射させる液体噴射装置、および、液体噴射装置の制御方法に関するものである。

液体噴射装置は液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を噴射（吐出）する装置である。この液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を活かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極形成装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。

上記のプリンターに搭載される記録ヘッドは、インクカートリッジ等のインク供給源からのインクを圧力室に導入し、駆動電位（駆動電圧）を印加して圧電素子を作動させて圧力室内のインクに圧力変動を生じさせ、この圧力変動を利用して圧力室内のインクをノズルからインク滴として噴射するように構成されたものがある。また、複数並設された圧力室のうちの当該並設方向の両端に位置する圧力室（以下、適宜、端部圧力室と称する）に関し、当該端部圧力室の一方には、隔壁を挟んで他の圧力室が隣接しているのに対し、他方には圧力室間の隔壁よりも厚く剛性の高い壁となっている構成のものがあった。この壁は、圧力室間の隔壁と比較して圧力変動によっても変形し難いため、当該圧力室における液体噴射時の圧力損失は、両端の圧力室以外の圧力室（両端の圧力室よりも並設方向の内側に位置する圧力室）の場合と比較して小さなものとなる。その結果、複数並設された圧力室のうち、内側に位置する圧力室と両端に位置する圧力室との間で圧力損失の差が生じ、これにより、ノズルから噴射される液体の量や飛翔速度（噴射特性）に差が生じていた。

この点に関し、上記端部圧力室に隣接させて液体の噴射が行われないダミー圧力室が形成された記録ヘッドも提案されている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、端部の圧力室に隣接させてダミー圧力室を設けることで、当該端部圧力室の両側には同程度の強度の隔壁が設けられるので、端部圧力室の構造上の条件を、内側に位置する他の圧力室のものと同程度に揃えることができる。さらに、ダミー圧力室内には、他の圧力室に充填されるインクと同種のインクが充填される。これにより、端部の圧力室と内側の圧力室とで液体噴射時の圧力損失を同程度に揃えることができる。

特開２００４−２６２２４２号公報

ところが、近年、この種の記録ヘッドでは、記録画像の画質向上や小型化の要請に対応するべく、ノズルの高密度化が一層進んでいる。これにより、各ノズルに連通している圧力室も高い密度で形成され、隣り合う圧力室同士を区画する隔壁は一層薄くなる傾向にある。また、微小な圧力室の形状を寸法精度良く形成できるという利点から圧力室を形成する材料としてシリコン単結晶性基板が用いられることがある。シリコン単結晶基板で圧力室を形成した場合における隔壁の剛性は、ステンレス鋼等の金属製のものと比較して弱い。これらのような事情により、単にダミー圧力室を設けただけでは、端部の圧力室と内側の圧力室とで液体噴射時の噴射特性を揃えることが困難となるケースが増加してきた。

なお、このような問題は、インクを噴射する記録ヘッドを搭載したインクジェット式記録装置だけではなく、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることによりノズルから液体を噴射させる他の液体噴射装置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てなされたものであり、その目的は、並設された各圧力室における噴射特性を一定に揃えることが可能な液体噴射装置、および、液体噴射装置の制御方法を提供することにある。

本発明の液体噴射装置は、上記目的を達成するために提案されたものであり、複数のノズルからなるノズル列、ノズル列設方向に沿って隔壁により区画された複数の圧力室からなる圧力室列、および各圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる複数の圧電素子と、を有する液体噴射ヘッドと、
前記圧電素子を駆動する駆動電位を生成する駆動電位生成手段と、
を備え、
前記圧力室列は、液体の噴射が行われないダミー圧力室を１つ以上有し、
該ダミー圧力室は、前記圧電素子を有し、
前記駆動波形生成手段は、少なくとも前記ダミー圧力室と隣り合う圧力室でノズルから液体の噴射が行われる期間中、前記ダミー圧力室に対応する圧電素子に駆動電位を継続して印加することを特徴とする。
なお、「液体の噴射が行われる期間中」とは、少なくとも前記ダミー圧力室と隣り合う圧力室の圧電素子に液体を噴射させるための駆動電位が印加されている期間を意味する。

本発明によれば、少なくとも前記ダミー圧力室と隣り合う圧力室でノズルから液体の噴射が行われる期間中、前記ダミー圧力室に対応する圧電素子に駆動電位が継続して印加されるので、当該圧電素子が緊張して、当該ダミー圧力室の隣の圧力室との間の隔壁を側方から支持する状態となる。これにより、当該隣の圧力室の内圧が上昇しても当該隔壁がダミー圧力室側に変形する（撓む）ことが抑制される。このため、ダミー圧力室の隣の圧力室からダミー圧力室側への圧力損失を低減させることができる。その一方、緊張した圧電素子により隔壁が支持されるので、ダミー圧力室を設けない構成（ダミー圧力室に相当する部分が隔壁よりも剛性の高い壁である構成）と比較して、当該隔壁の剛性が過度に高くならない。したがって、ダミー圧力室の隣の圧力室で圧力変動が生じたときのダミー圧力室側の隔壁の変形度合いと他の圧力室側の隔壁の変形度合いとを同程度に揃えることができる。これにより、圧力変動の伝播による圧力損失量を圧力室の位置に拘わらず他の圧力室と同程度に揃えることができる。その結果、圧力室列における各圧力室の液体噴射特性を揃えることができる。このため、ノズル（圧力室）の高密度化や液体噴射ヘッドの小型化に対応することが可能となる。また、圧力室を形成する基板をシリコン単結晶性基板のように比較的剛性が弱い素材から作製する場合にも好適である。

上記構成において、前記ダミー圧力室の圧電素子に印加される駆動電位は、他の圧力室の圧電素子に対して液体の噴射を行わせる噴射駆動波形の基準電位である構成を採用することが望ましい。

上記構成によれば、ダミー圧力室の圧電素子に印加される駆動電位が、他の圧力室の圧電素子に対して液体の噴射を行わせる噴射駆動波形の基準電位であるので、ダミー圧力室の隣の圧力室のさらに隣の圧力室における液体の噴射あるいは非噴射に拘わらず、ダミー圧力室の隣の圧力室の両側の隔壁の剛性を概ね平均化することができ、噴射特性を容易に揃えることが可能となる。

上記構成において、前記圧力室列は、複数の圧力室群に区分され、
前記ダミー圧力室は、各圧力室群の両側に形成される構成とすることが望ましい。

この構成によれば、圧力室列は、複数の圧力室群に区分され、ダミー圧力室は、各圧力室群の両側に形成される構成とすることで、各圧力室群にそれぞれ異なる種類の液体を導入させる構成に好適である。すなわち、液体の種類毎に専用のノズル列（圧力室列）あるいは専用の液体噴射ヘッドを設ける必要が無く、１つのノズル列（圧力室列）で複数種類の液体に対応することが可能となる。

また、上記構成において、前記ダミー圧力室には、液体が導入されない構成を採用することができる。

この構成によれば、ダミー圧力室の圧電素子に駆動電位を印加して緊張させることで隔壁を支持するので、ダミー圧力室内にインクが充填されていなくても、ダミー圧力室の隣の圧力室で圧力変動が生じたときのダミー圧力室側の隔壁の変形度合いと他の圧力室側の隔壁の変形度合いとを同程度に揃えることができる。

また、前記ダミー圧力室には、当該ダミー圧力室と隣り合う圧力室に導入される液体と同一種類の液体が導入される構成を採用することもできる。

この構成によれば、ダミー圧力室に、他の圧力室と同様に液体が充填されているので、ダミー圧力室の隣の圧力室で圧力変動が生じたときのダミー圧力室の液体の圧縮応力を各圧力室における液体の圧縮応力に揃えることができる。このため、各圧力室の噴射特性を一層確実に揃えることができる。

そして、本発明の液体噴射装置の制御方法は、複数のノズルからなるノズル列、ノズル列設方向に沿って形成された複数の圧力室からなる圧力室列、および各圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる複数の圧電素子と、を有する液体噴射ヘッドと、前記圧電素子を駆動する駆動電位を生成する駆動電位生成手段と、を備え、前記圧力室列は、液体の噴射が行われないダミー圧力室を１つ以上有し、該ダミー圧力室は、前記圧電素子を有する液体噴射装置の制御方法であって、
少なくとも前記ダミー圧力室と隣り合う圧力室でノズルから液体の噴射が行われる期間中、前記ダミー圧力室に対応する圧電素子に駆動電位を継続して印加することを特徴とする。
また、上記目的を達成するために提案される本発明の液体噴射ヘッドは、以下の構成を備えたものであってもよい。
すなわち、複数のノズルからなるノズル列、ノズル列設方向に沿って隔壁により区画された複数の圧力室からなる圧力室列、および各圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる複数の圧電素子と、を有する液体噴射ヘッドと、
前記圧電素子を駆動する駆動電位を生成する駆動電位生成手段と、
を備え、
前記圧力室列は、液体の噴射が行われないダミー圧力室を１つ以上有し、
該ダミー圧力室は、前記圧電素子を有し、
前記駆動波形生成手段は、少なくとも前記ダミー圧力室と隣り合う圧力室でノズルから液体の噴射が行われる期間中、前記ダミー圧力室に対応する圧電素子に一定の電位の駆動電位を継続して印加することを特徴とする。
この構成によれば、少なくともダミー圧力室と隣り合う圧力室でノズルから液体の噴射が行われる期間中、ダミー圧力室に対応する圧電素子に駆動電位が継続して印加されるので、当該圧電素子が緊張して、当該ダミー圧力室の隣の圧力室との間の隔壁を側方から支持する状態となる。これにより、当該隣の圧力室の内圧が上昇しても当該隔壁がダミー圧力室側に変形する（撓む）ことが抑制される。このため、ダミー圧力室の隣の圧力室からダミー圧力室側への圧力損失を低減させることができる。その一方、緊張した圧電素子により隔壁が支持されるので、ダミー圧力室を設けない構成（ダミー圧力室に相当する部分が隔壁よりも剛性の高い壁である構成）と比較して、当該隔壁の剛性が過度に高くならない。したがって、ダミー圧力室の隣の圧力室で圧力変動が生じたときのダミー圧力室側の隔壁の変形度合いと他の圧力室側の隔壁の変形度合いとを同程度に揃えることができる。これにより、圧力変動の伝播による圧力損失量を圧力室の位置に拘わらず他の圧力室と同程度に揃えることができる。その結果、圧力室列における各圧力室の液体噴射特性を揃えることができる。このため、ノズル（圧力室）の高密度化や液体噴射ヘッドの小型化に対応することが可能となる。また、圧力室を形成する基板をシリコン単結晶性基板のように比較的剛性が弱い素材から作製する場合にも好適である。
上記構成において、前記ダミー圧力室の圧電素子に印加される駆動電位は、他の圧力室の圧電素子に対して液体の噴射を行わせる噴射駆動波形の基準電位である構成を採用することが望ましい。
この構成によれば、ダミー圧力室の圧電素子に印加される駆動電位が、他の圧力室の圧電素子に対して液体の噴射を行わせる噴射駆動波形の基準電位であるので、ダミー圧力室の隣の圧力室のさらに隣の圧力室における液体の噴射あるいは非噴射に拘わらず、ダミー圧力室の隣の圧力室の両側の隔壁の剛性を概ね平均化することができ、噴射特性を容易に揃えることが可能となる。
上記構成において、前記圧力室列は、複数の圧力室群に区分され、
前記ダミー圧力室は、各圧力室群の両側に形成される構成とすることが望ましい。
この構成によれば、圧力室列は、複数の圧力室群に区分され、ダミー圧力室は、各圧力室群の両側に形成される構成とすることで、各圧力室群にそれぞれ異なる種類の液体を導入させる構成に好適である。すなわち、液体の種類毎に専用のノズル列（圧力室列）あるいは専用の液体噴射ヘッドを設ける必要が無く、１つのノズル列（圧力室列）で複数種類の液体に対応することが可能となる。
また、上記構成において、前記ダミー圧力室には、液体が導入されない構成を採用することができる。
この構成によれば、ダミー圧力室の圧電素子に駆動電位を印加して緊張させることで隔壁を支持するので、ダミー圧力室内にインクが充填されていなくても、ダミー圧力室の隣の圧力室で圧力変動が生じたときのダミー圧力室側の隔壁の変形度合いと他の圧力室側の隔壁の変形度合いとを同程度に揃えることができる。
また、前記ダミー圧力室には、当該ダミー圧力室と隣り合う圧力室に導入される液体と同一種類の液体が導入される構成を採用することもできる。
この構成によれば、ダミー圧力室に、他の圧力室と同様に液体が充填されているので、ダミー圧力室の隣の圧力室で圧力変動が生じたときのダミー圧力室の液体の圧縮応力を各圧力室における液体の圧縮応力に揃えることができる。このため、各圧力室の噴射特性を一層確実に揃えることができる。
そして、本発明の液体噴射装置の制御方法は、複数のノズルからなるノズル列、ノズル列設方向に沿って隔壁により区画された複数の圧力室からなる圧力室列、および各圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる複数の圧電素子と、を有する液体噴射ヘッドと、前記圧電素子を駆動する駆動電位を生成する駆動電位生成手段と、を備え、前記圧力室列は、液体の噴射が行われないダミー圧力室を１つ以上有し、該ダミー圧力室は、前記圧電素子を有する液体噴射装置の制御方法であって、
少なくとも前記ダミー圧力室と隣り合う圧力室でノズルから液体の噴射が行われる期間中、前記ダミー圧力室に対応する圧電素子に一定の電位の駆動電位を継続して印加することを特徴とする。

プリンターの電気的な構成を説明するブロック図である。 プリンターの内部構成を説明する斜視図である。 記録ヘッドの構成を説明する断面図である。 流路基板の構成を説明する部分上面図である。 駆動信号の構成を説明する波形図である。 駆動信号の駆動パルスの選択制御を説明する模式図である。 ダミー圧力室に隣接する端部圧力室においてインクが噴射されるときの圧電素子の動きを説明する模式図である。 本発明の第２の実施形態における動パルスの選択パターンを説明する波形図である。

以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、インクジェット式記録装置（以下、プリンター）を例に挙げて説明する。

図１は、プリンター１の電気的な構成を説明するブロック図、図２は、プリンター１の内部構成を説明する斜視図である。外部装置２は、例えばコンピューター、デジタルカメラ、携帯電話機、携帯情報端末機などの電子機器である。この外部装置２は、プリンター１と無線又は有線で電気的に接続されており、プリンター１において記録紙等の記録媒体Ｓに画像やテキストを印刷させるため、その画像等に応じた印刷データをプリンター１に送信する。

本実施形態におけるプリンター１は、紙送り機構３、キャリッジ移動機構４、リニアエンコーダー５、および記録ヘッド６等のプリントエンジン１３と、プリンターコントローラー７とを有する。記録ヘッド６は、インクカートリッジ１７（液体供給源）を搭載したキャリッジ１６の底面側に取り付けられている。そして、当該キャリッジ１６は、キャリッジ移動機構４によってガイドロッド１８に沿って往復移動可能に構成されている。すなわち、プリンター１は、紙送り機構３によって記録紙等の記録媒体Ｓ（着弾対象の一種）を順次搬送すると共に、記録媒体に対して記録ヘッド６を記録媒体Ｓの幅方向（主走査方向）に相対移動させながら当該記録ヘッド６のノズル２５（図３等参照）からインクを噴射させて、記録媒体Ｓ上に当該インクを着弾させることにより画像等を記録する。なお、インクカートリッジ１７がプリンターの本体側に配置され、当該インクカートリッジ１７のインクが供給チューブを通じて記録ヘッド６側に送られる構成を採用することもできる。

プリンターコントローラー７は、プリンターの各部の制御を行う制御ユニットである。本実施形態におけるプリンターコントローラー７は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）部８と、制御部９と、記憶部１０と、駆動信号生成部１１と、を有する。インターフェース部８は、外部装置２からプリンター１へ印刷データや印刷命令を送ったり、プリンター１の状態情報を外部装置２側に出力したりする際にプリンターの状態データの送受信を行う。制御部９は、プリンター全体の制御を行うための演算処理装置である。記憶部１０は、制御部９のプログラムや各種制御に用いられるデータを記憶する素子であり、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ（不揮発性記憶素子）を含む。制御部９は、記憶部１０に記憶されているプログラムに従って、各ユニットを制御する。また、本実施形態における制御部９は、外部装置２からの印刷データに基づき、記録動作時にどのノズル２５からどのタイミングでインクを噴射させるかを示す噴射データを生成し、当該噴射データを記録ヘッド６のヘッド制御部に送信する。駆動信号生成部１１は、駆動信号の波形に関する波形データに基づいて、アナログの信号を生成し、当該信号を増幅して図５に示すような駆動信号ＣＯＭ（ＣＯＭ１，ＣＯＭ２）を生成する。

次に、プリントエンジン１３について説明する。このプリントエンジン１３は、図１に示すように、紙送り機構３、キャリッジ移動機構４、リニアエンコーダー５、及び、記録ヘッド６等を備えている。キャリッジ移動機構４は、液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド６が取り付けられたキャリッジ１６と、このキャリッジ１６を、タイミングベルト等を介して走行させる駆動モーター（例えば、ＤＣモーター）等からなり（図示せず）、キャリッジ１６に搭載された記録ヘッド６を主走査方向に移動させる。紙送り機構３は、紙送りモーター及び紙送りローラー等からなり、記録媒体Ｓをプラテン上に順次送り出して副走査を行う。また、リニアエンコーダー５は、キャリッジ１６に搭載された記録ヘッド６の走査位置に応じたエンコーダーパルスを、主走査方向における位置情報としてプリンターコントローラー７に出力する。プリンターコントローラー７の制御部９は、リニアエンコーダー５側から受信したエンコーダーパルスに基づいて記録ヘッド６の走査位置（現在位置）を把握することができる。また、制御部９は、当該エンコーダーパルスに基づいて、後述する駆動信号ＣＯＭの発生タイミングを規定するタイミング信号（ラッチ信号ＬＡＴ）を発生させる。

図３は、記録ヘッド６の内部構成を説明する要部断面図である。また、図４は、流路基板２２の部分上面図である。
本実施形態における記録ヘッド６は、ノズルプレート２１、流路基板２２、および、圧電素子２３等から構成され、これらの部材を積層した状態でケース２４に取り付けられている。ノズルプレート２１は、所定のピッチで複数のノズル２５が列状に開設された板状の部材である。本実施形態では、並設された複数のノズル２５から構成されるノズル列がノズルプレート２１に２つ並設されている。

流路基板２２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る板材である。この流路基板２２には、複数の圧力室２６が異方性エッチングによってノズル列方向に並べて形成され、これらの圧力室２６により圧力室列２７が構成されている。本実施形態における圧力室２６は、圧力室並設方向に対して交差する方向に長尺な空部である。各圧力室２６は、ノズルプレート２１の各ノズル２５に一対一に対応して設けられている。すなわち、各圧力室２６の形成ピッチは、ノズル２５の形成ピッチに対応している。本実施形態における圧力室列２７は、複数の圧力室群に区分されており、各圧力室群には、それぞれ異なる種類（色）のインクが割り当てられている。すなわち、図４では、圧力室列２７が、第１の圧力室群２７ａと第２の圧力室群２７ｂに区分されている。そして、例えば、第１の圧力室群２７ａにはシアンインクが、第２の圧力室群２７ｂにはマゼンタインクが、それぞれ充填される。勿論、圧力室列２７の全圧力室２６に１種類のインクのみが割り当てられる構成であっても良い。

各圧力室群２７ａ，２７ｂの圧力室並列方向の両端部には、インクの噴射が行われないダミー圧力室２８がそれぞれ形成されている。すなわち、本実施形態における各圧力室群２７ａ，２７ｂは、それぞれ２つのダミー圧力室２８を有している。また、本実施形態においては、隣り合う圧力室群同士の境界部に、ダミー圧力室２８が２つ形成されている。なお、圧力室群間のダミー圧力室２８の数については、２つに限られず、１つ或いは３つ以上であっても良い。また、圧力室列２７間にダミー圧力室２８を設けなくても良く、少なくとも、圧力室列２７の全体の両端部にダミー圧力室２８が形成されていれば良い。なお、本実施形態におけるダミー圧力室２８は、圧力室２６と同じ寸法・形状の空部である。また、このダミー圧力室２８と、その隣の圧力室２６との間隔は、他の圧力室２６同士の間隔に揃えられている。したがって、ダミー圧力室２８とその隣の圧力室２６とを区画する隔壁２９の厚さ（圧力室並設方向の寸法）は、圧力室２６同士を区画する隔壁２９の厚さに揃えられている。

また、流路基板２２において、圧力室２６およびダミー圧力室２８に対して当該圧力室長手方向の側方（ノズル２５との連通側とは反対側）に外れた領域には、流路基板２２を貫通するリザーバー３０が、圧力室群毎に圧力室２６の並設方向に沿って形成されている。このリザーバー３０は、同一の圧力室群に属する各圧力室２６に共通な空部である。このリザーバー３０と各圧力室２６およびダミー圧力室２８とは、インク供給路３１を介してそれぞれ連通されている。インク供給路３１は、圧力室２６よりも狭い幅で形成されており、リザーバー３０から圧力室２６に流入するインクに対して流路抵抗となる部分である。また、リザーバー３０には、インクカートリッジ１７側からのインクがケース２４のインク供給路３１を通じて導入される。

流路基板２２の下面（アクチュエーターユニット２１との接合面側とは反対側の面）には、ノズルプレート２１が、接着剤や熱溶着フィルム等を介して接合されている。ノズルプレート２１は、所定のピッチで複数のノズル２５が列状に開設された板材である。本実施形態では、３６０ｄｐｉに対応するピッチで３６０個のノズル２５を列設することでノズル列が構成されている。各ノズル２５は、圧力室２６に対してインク供給路３１とは反対側の端部で連通する。本実施形態においては、ダミー圧力室２８に対してはノズル２５が設けられていないが、当該ダミー圧力室２８にもノズル２５が連通する構成を採用することもできる。なお、ノズルプレート２１は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板、又はステンレス鋼などからなる。本実施形態における記録ヘッド６には、ノズル列が合計２列設けられており、各ノズル列に対応する液体流路がノズル２５側を内側にして左右対称に設けられている。

流路基板２２のノズルプレート２１側とは反対側の上面には、弾性膜３３を介して圧電素子２３が形成されている。すなわち、各圧力室２６およびダミー圧力室２８の上部開口が弾性膜３３で塞がれ、されにその上に圧電素子２３が形成されている。この圧電素子２３は、金属製の下電極膜と、圧電体層と、金属からなる上電極膜（何れも図示せず）とを順次積層することで形成されている。圧電体層としては、鉛（Ｐｂ）、チタン（Ｔｉ）及びジルコニウム（Ｚｒ）を含むもの、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等を用いることができる。この圧電素子２３は、所謂撓みモードの圧電素子である。各圧電素子２３は、配線部材４１を通じて駆動信号が印加されることにより変形する。これにより、当該圧電素子２３に対応する圧力室２６内のインクに圧力変動が生じ、このインクの圧力変動を制御することによりノズル２５からインクが噴射される。この圧電素子２３は、ダミー圧力室２８の上にも形成されており、他の圧力室２６に対して設けられている圧電素子２３と同様に、駆動信号の印加により駆動することが可能に構成されている。

そして、圧電素子２３の上下の電極間に後述する駆動信号（すなわち、駆動電位）が印加されると、両電極間には印加電位（印加電圧）に応じた電場が発生する。そして、圧電体は、付与された電場の強さに応じて変形する。即ち、印加電位を高くする程、圧電体の幅方向（ノズル列方向）の中央部がノズルプレート２１に近づく側に撓み、圧力室２６（或いはダミー圧力室２８。以下、同様。）の容積を減少させるように弾性膜３３を変形させる。一方、印加電位を低くする程（０に近づける程）、圧電体の短尺方向の中央部がノズルプレート２１から離れる側に撓み、圧力室２６の容積を増加させるように弾性膜３３を変形させる。このように、圧電素子２３を駆動すると圧力室２６の容積が変化するので、これに伴って当該圧力室２６内部のインクの圧力が変化する。そして、このインクの圧力変化を制御することによりノズル２５からインク滴を噴射させることができる。

次に、記録ヘッド６の電気的な構成について説明する。
図１に示すように、記録ヘッド６は、ラッチ回路３６、デコーダー３７、スイッチ３８、および圧電素子２３を有している。これらのラッチ回路３６、デコーダー３７、およびスイッチ３８は、ヘッド制御部１５を構成し、当該ヘッド制御部１５は、圧電素子２３毎、すなわち、ノズル２５毎に設けられている。ラッチ回路３６は、印刷データに基づく噴射データをラッチする。この噴射データは、各ノズルからのインクの噴射・非噴射を制御するデータである。デコーダー３７は、ラッチ回路３６にラッチされている噴射データに基づき、スイッチ３８を制御するスイッチ制御信号を出力する。デコーダー３７から出力されたスイッチ制御信号は、スイッチ３８へ入力される。このスイッチ３８は、スイッチ制御信号に応じてオン・オフされるスイッチである。

図５は、駆動信号生成部１１が発生させる駆動信号の構成を説明する波形図であり、（ａ）は第１駆動信号ＣＯＭ１（広義の駆動電位）を示し、（ｂ）は第２駆動信号ＣＯＭ２（広義の駆動電位）を示している。本実施形態において、これらの駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の繰り返し周期である単位周期Ｔは、記録ヘッド６が記録媒体Ｓに対して相対的に移動しながらインクの噴射を行う際に、画像の構成単位である画素の幅に対応する距離だけノズル２５が移動する時間に相当する。これらの駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２は、記録ヘッド６の走査位置に応じたエンコーダーパルスに基づいて生成されるタイミング信号であるラッチ信号ＬＡＴに応じて発生される。したがって、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２は、ラッチ信号ＬＡＴで規定される周期で発生される信号である。

本実施形態におけるプリンター１は、大きさの異なるドットを記録媒体Ｓに形成する多階調記録が可能であり、本実施形態においては、大ドット、中ドット、小ドット、及び非噴射（微振動）の合計４階調での記録動作が可能に構成されている。そして、本実施形態における第１駆動信号ＣＯＭ１は、単位周期Ｔ内に、第１噴射駆動パルスＰ１、第２噴射駆動パルスＰ２、および第３噴射駆動パルスＰ３（何れも狭義の駆動電位）がこの順に発生される信号である。また、本実施形態における第２駆動信号ＣＯＭ２は、振動駆動パルスＰ４（狭義の駆動電位）が発生される。そして、印刷処理中において記録ヘッド２が記録媒体Ｓ上における記録領域内で定速移動しているとき、各圧力室２６に設けられている圧電素子２３には、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の駆動パルスのうち少なくとも何れか１つが選択的に圧電素子２３に印加される。一方、ダミー圧力室２８に設けられている圧電素子２３には、印刷処理中において第２駆動信号ＣＯＭ２が常に印加された状態とされる。すなわち、本実施形態においては、ダミー圧力室２８の圧電素子２３には、単位周期Ｔ毎に基準電位Ｖｂ、振動駆動パルスＰ４、および基準電位Ｖｂが順に印加される。したがって、ダミー圧力室２８の圧電素子２３には、常に何らかの電位が印加された状態となる。つまり、当該圧電素子２３に０以外の電位が印加されていればよく、基準電位Ｖｂのような一定の電位であっても或いは駆動パルスＰ１〜Ｐ４のような経時変化する電位であってもよい。

噴射駆動パルスＰ１〜Ｐ３は、ノズル２５からインクを噴射させるべく波形が定められた駆動パルスである。具体的には、噴射駆動パルスＰ１〜Ｐ３は、圧力室２６を基準容積から膨張させる膨張要素ｐ１、膨張状態を一定時間維持する膨張維持要素ｐ２、ノズル２５からインクを噴射させるべく圧力室２６を急激に収縮させる収縮要素ｐ３、収縮状態を一定時間維持する収縮維持要素ｐ４、および収縮容積から基準容積まで復帰させる膨張復帰要素ｐ５から構成される。一方、振動駆動パルスＰ４は、記録動作中のノズル２５におけるインクの増粘を抑制するべく、ノズル２５からインクが噴射されない程度にメニスカスを振動させ得る波形に設定された駆動パルスである。具体的には、振動駆動パルスＰ４は、圧力室２６（或いはダミー圧力室２８）を基準容積から僅かに大きい振動膨張容積まで膨張させる振動膨張要素ｐ６、振動膨張容積を一定時間維持する振動膨張維持要素ｐ７、および振動膨張容積から基準容積まで復帰させる振動復帰要素ｐ８から構成される。何れの駆動パルスも、基準電位Ｖｂ（基準電圧）を基点として電位が変化する。すなわち、各駆動パルスの始端あるいは終端の電位が基準電位Ｖｂとなる。そして、図５に示すように、この基準電位Ｖｂは、グランド電位ＧＮＤよりも高い電位に設定される。

図６は、印刷処理（記録処理）における記録階調に応じた駆動信号の選択パターンについて説明する模式図である。ここで、同図において、インクの噴射が行われる通常の圧力室２６、すなわち、ダミー圧力室２８以外の圧力室２６に対応する圧電素子２３に印加される駆動信号の選択パターンに対して「ノーマル」と表記し、ダミー圧力室２８に対応する圧電素子２３に印加される駆動信号の選択パターンに対しては「ダミー」と表記している。

本実施形態においては、駆動信号ＣＯＭに含まれる各噴射駆動パルスの選択数に応じて、記録媒体Ｓに形成されるドットの大きさが変わる。単位周期Ｔにおいて記録媒体Ｓにドットを形成しない、すなわち、ノズル２５からインクを噴射しない非記録の場合、図６（ａ）に示すように、当該非記録のノズル２５に対応する圧電素子２３には、第２駆動信号ＣＯＭ２が印加される。すなわち、当該圧電素子２３には、基準電位Ｖｂとその途中に発生される振動駆動パルスＰ４が印加される。振動駆動パルスＰ４が圧電素子２３に印加されると、圧力室２６内のインクには比較的緩やかな圧力振動が生じ、この圧力変動によってノズル２５に露出したメニスカスが振動（微振動）する。このメニスカスの微振動によってノズル２５付近の増粘インクが分散され、その結果、メニスカスの増粘が低減される。

単位周期Ｔにおいて記録媒体Ｓに小ドットを形成する場合、図６（ｂ）に示すように、第１駆動信号ＣＯＭ１の第２噴射駆動パルスＰ２が選択されて圧電素子２３に印加される。これにより、ノズル２５からインクが１回噴射され、記録媒体Ｓ上には小ドットが形成される。また、単位周期Ｔにおいて記録媒体Ｓに中ドットを形成する場合、図６（ｃ）に示すように、第１駆動信号ＣＯＭ１の第１噴射駆動パルスＰ１および第３噴射駆動パルスＰ３が選択されて圧電素子２３に順次印加される。これにより、ノズル２５からインクが２回連続して噴射される。これらのインクが記録媒体である記録媒体Ｓにおける所定の画素領域に着弾すると中ドットが形成される。同様に、単位周期Ｔにおいて記録媒体Ｓに大ドットを形成する場合、図６（ｄ）に示すように、第１駆動信号ＣＯＭ１の第１噴射駆動パルスＰ１、第２噴射駆動パルスＰ２、および第３噴射駆動パルスＰ３が選択されて圧電素子２３に順次印加される。これにより、ノズル２５からインクが３回連続して噴射され、これらのインクが記録媒体である記録媒体Ｓにおける所定の画素領域に着弾すると大ドットが形成される。なお、ドットの大きさを示す大・小は相対的なものであり、実際のドットの大きさや液量についてはプリンター１の仕様に応じて定められる。

ここで、本発明に係るプリンター１は、図６に示すように、ダミー圧力室２８に設けられている圧電素子２３に対し、第２駆動信号ＣＯＭ２が印刷処理中において常に印加された状態とすることで、圧力室群２７における端部に位置する圧力室２６と当該端部の圧力室２６よりも圧力室並設方向の内側に位置する他の圧力室２６との間における圧力損失の差を低減することに特徴を有している。本実施形態においては、圧力室群２７における端部に位置する圧力室２６のノズル２５からインクが噴射される或いはされないに拘わらず（非記録・小ドット、中ドット・大ドットの何れの階調に拘わらず）、ダミー圧力室２８の圧電素子２３には、上述したように単位周期Ｔ毎に基準電位Ｖｂ、振動駆動パルスＰ４、および基準電位Ｖｂが順に印加されて、常に何らかの駆動電位（０以外の電位）が印加された状態とされる。

図７は、圧力室群２７の端部に位置する圧力室２６、すなわち、ダミー圧力室２８に隣接する圧力室２６において小ドットに対応するインクが噴射されるときの圧電素子２３の動きを説明する模式図であり、ダミー圧力室２８を含めた３つ分の圧力室の短尺方向（圧力室並設方向）の断面図である。同図において弾性膜３３の図示は省略している。同図において左端に位置する圧力室がダミー圧力室２８であり、中央の圧力室が圧力室群の端部（圧力室列２７の端部）に位置する圧力室２６である。なお、当該中央の圧力室２６を、適宜、端部圧力室２６と称し、当該端部圧力室２６に対しダミー圧力室２８とは反対側（図において右側）に位置する圧力室２６を、適宜、右隣の圧力室２６と称する。そして、以下では、端部圧力室２６のノズル２５からインクを噴射させる一方、右隣の圧力室２６のノズル２５からはインクを噴射させない場合について例示する。つまり、以下の例では、中央のノズル２５が噴射ノズルであり、右隣のノズル２５は非噴射ノズルである。

図７（ａ）は、何れの圧電素子２３にも駆動信号ＣＯＭ、すなわち、電位が印加されていない初期状態を示している。本実施形態においては、当該初期状態では、圧電素子２３の幅方向（圧力室並設方向）の中央部が僅かに上側（ノズルプレート２１から離隔する側）に撓んだ状態となっている。ただし、圧電素子２３の初期状態は、圧電体の組成等に応じて異なる。圧電素子２３に電位が印加されていない状態では、当該圧電素子２３は弛緩して柔軟になっている。一方、図７（ｂ）は、各圧電素子２３に対して駆動信号の基準電位Ｖｂが印加された状態を示している。この状態（基準状態）では、圧電素子２３の幅方向の中央部が、圧力室２６，２８の開口面よりも当該圧力室２６，２８の内側に位置する状態となっている。圧電素子２３に電位が印加された状態では、圧電素子２３は緊張した状態となる。これにより、このときの圧電素子２３の剛性は、電位が印加されていない状態における剛性よりも高まる。以下、ダミー圧力室２８の圧電素子２３には、少なくとも隣接する圧力室２６においてインクが噴射される期間、第２駆動信号ＣＯＭ２が継続して印加される。

次に、端部圧力室２６の圧電素子２３に対して第１駆動信号ＣＯＭ１における第２噴射駆動パルスＰ２の膨張要素ｐ１が印加され、図７（ｃ）において白抜きの矢印示すように、当該噴射ノズルに対応する圧電素子２３の幅方向中央部が、圧力室２６の開口面よりも外側まで大きく撓む。これにより、圧力室２６が基準電位Ｖｂに対応する基準容積から膨張容積まで膨張する。また、ダミー圧力室２８の圧電素子２３および右隣の圧力室２６の圧電素子２３には、それぞれ第２駆動信号ＣＯＭ２の振動駆動パルスＰ４の振動膨張要素ｐ６が印加される。これにより、圧電素子２３の幅方向中央部が、圧力室２６，２８の開口面よりも少し外側の位置まで僅かに撓む。これにより、右隣の圧力室２６およびダミー圧力室２８が基準電位Ｖｂに対応する基準容積から振動膨張容積まで僅かに膨張する。

端部圧力室２６の膨張状態が、第２噴射駆動パルスＰ２の膨張ホールド要素ｐ２の供給期間中に亘って維持された後、第２噴射駆動パルスＰ２の収縮要素ｐ３が印加されることで、図７（ｄ）の矢印で示すように、圧電素子２３の中央部が圧力室２６の内側（下側）に急激に撓む。これにより、圧力室２６は膨張容積から収縮容積まで急激に収縮される。この圧力室２６の急激な収縮により圧力室２６内の圧力が急激に上昇し、この圧力の上昇によりノズル２５から規定量（例えば、数ｎｇ〜十数ｎｇ）のインクが噴射される。一方、ダミー圧力室２８の圧電素子２３および右隣の圧力室２６の圧電素子２３には、それぞれ振動駆動パルスＰ４の振動膨張ホールド要素ｐ７の印加期間に亘って維持された後、振動復帰要素ｐ８が印加される。これにより、圧電素子２３の幅方向中央部が、圧力室２６，２８の開口面よりも少し内側の位置まで撓み、右隣の圧力室２６およびダミー圧力室２８が、振動膨張容積から基準容積まで僅かに膨張して復帰する。この容積変化に応じて、ダミー圧力室２８および右隣の圧力室２６では、内部のインクに比較的穏やかな圧力変動が生じる。そして、右隣の圧力室２６のノズル２５ではメニスカスが振動する。

ここで、端部圧力室２６のノズル２５からインクが噴射される動作が行われている間、ダミー圧力室２８の圧電素子２３には、第２駆動信号ＣＯＭ２が継続して印加されているので、すなわち、本実施形態においては、少なくとも基準電位Ｖｂまたは微振動駆動パルスＰ４が印加されているので、当該圧電素子２３が緊張して、端部圧力室２６との間の隔壁２９を側方から支持する（端部圧力室２６側に押圧する）状態となる。これにより、端部圧力室２６の内圧が上昇しても当該隔壁２９がダミー圧力室２８側に変形する（撓む）ことが抑制される。このため、端部圧力室２６からダミー圧力室２８側への圧力損失を低減させることができる。その一方、緊張した圧電素子２３により隔壁２９を支持するので、ダミー圧力室２８を設けない構成（端部圧力室２６の一方が隔壁２９よりも剛性の高い壁である構成）と比較して、当該隔壁２９の剛性が過度に高くならない。したがって、ダミー圧力室２８の隣の端部圧力室２６で圧力変動が生じたときのダミー圧力室２８側の隔壁２９の変形度合いと他の圧力室２６側の隔壁２９の変形度合いとを同程度に揃えることができる。これにより、圧力変動の伝播による圧力損失量を端部圧力室２６と他の圧力室２６とで同程度に揃えることができる。その結果、圧力室群あるいは圧力室列２７における各圧力室２６の液体噴射特性を揃えることができる。このため、ノズル２５（圧力室２６）の高密度化や記録ヘッド６の小型化に対応することが可能となる。また、圧力室２６を形成する基板（本実施形態では流路基板２２）をシリコン単結晶性基板のように比較的剛性が弱い素材から作製する場合にも好適である。

本実施形態においては、ダミー圧力室２８の圧電素子２３に少なくとも基準電位Ｖｂが印加される構成であるので、端部圧力室２６の右隣の圧力室２６におけるインクの噴射あるいは非噴射に拘わらず、端部圧力室２６の両側の隔壁２９の剛性を概ね平均化することができ、噴射特性を容易に揃えることが可能となる。また、本実施形態においては、圧力室列２７が、複数の圧力室群に区分されて、各圧力室群の間にダミー圧力室２８が設けられ、各圧力室群には、それぞれ異なる種類（色）のインクが割り当てられているので、色毎に専用のノズル列（圧力室列）あるいは専用の記録ヘッドを設ける必要が無く、１つのノズル列（圧力室列）で複数種類のインクを兼用することが可能となる。さらに、本実施形態においては、ダミー圧力室２８に、他の圧力室２６と同様にインクが充填されているので、端部圧力室２６で圧力変動が生じたときのダミー圧力室２８のインクの圧縮応力を端部圧力室２６の右隣の圧力室２６における圧縮応力に揃えることができる。このため、各圧力室２６の噴射特性を一層確実に揃えることができる。

また、本実施形態においては、単位周期Ｔにおいてインクが噴射されない圧力室２６（ダミー圧力室２８を含む）に設けられた圧電素子２３に基準電位Ｖｂおよび微振動駆動パルスＰ４が印加されることで当該圧電素子２３が発熱するので、インクが噴射されない圧力室２８内のインクと、インクが噴射される圧力室２８内のインクとの間の温度差を低減することができる。すなわち、インクの粘度は、温度に応じて変化するため、インクが噴射されない圧力室２６，２８の圧電素子２３に対して何れの駆動電位も印加されない状態が続くと、比較的頻繁にインクが噴射される圧力室２６との間でインクの粘度に差が生じ、このインク粘度のばらつきに起因してインクの噴射性（噴射されるインクの量や飛翔速度等）が圧力室毎にばらついてしまう。インクの噴射特性がばらつくと、記録画像等の画質が低下する虞がある。これに対し、本実施形態によれば、インクが噴射されない圧力室２６，２８内のインクと、インクが噴射される圧力室２８内のインクとの間の温度差を低減することができるので、圧力室間のインクの噴射特性のばらつきを抑制することが可能となる。その結果、記録画像等の画質の低下を低減することができる。

なお、上記実施形態においては、ダミー圧力室２８の圧電素子２３に基準電位Ｖｂおよび振動駆動パルスＰ４が印加される構成を例示したが、これには限られず、例えば、基準電位Ｖｂのみが継続して印加される構成を採用することができる。要は、少なくともダミー圧力室２８と隔壁２９を挟んで隣接する端部圧力室２６のノズル２５からインクが噴射される動作が行われている期間中（すなわち、当該端部圧力室２６の圧電素子２３に噴射駆動パルスが印加されている期間中）、ダミー圧力室２８の圧電素子２３に対して０以外の何らかの電位が印加されていればよい。すなわち、例えば、第１駆動信号ＣＯＭ１のように、インクの噴射に用いられる駆動信号（駆動パルス）がダミー圧力室２８の圧電素子２３に印加される構成であっても良い。したがって、上記実施形態では第１駆動信号ＣＯＭ１および第２駆動信号ＣＯＭ２のように複数の駆動信号が発生される構成を例示したが、これには限られず、例えば、第１駆動信号ＣＯＭ１のみの構成であっても良い。また、駆動信号ＣＯＭの構成（単位周期内に発生される駆動パルスの数や種類等）も上記実施形態で例示したものには限られず、種々の構成のものを採用することができる。

また、上記実施形態では、ダミー圧力室２８に、他の圧力室２６と同様にインクが充填されている構成を例示したが、これには限られず、ダミー圧力室２８内にインクが充填されていなくても良い。すなわち、ダミー圧力室２８の圧電素子２３に電位を印加して緊張させることで隔壁２９を支持するので、ダミー圧力室２８内にインクが充填されていなくても、本発明の効果を奏することができる。また、ダミー圧力室２８に対してノズルが設けられていない構成を例示したが、ダミー圧力室２８に対してノズルはあっても無くてもよい。

さらに、上記実施形態では、ダミー圧力室２８を各圧力室群２７ａ，２７ｂの両端に位置させたが、少なくとも圧力室列２７の両端に設けられていれば良い。
また、上記実施形態では、圧電素子として、所謂撓み振動型の圧電素子２３を例示したが、これには限られず、例えば、所謂縦振動型の圧電素子を採用することも可能である。この場合、上記実施形態で例示した駆動パルスに関し、電位の変化方向、つまり上下が反転した波形となる。この構成においても、少なくとも端部圧力室２６のノズル２５からインクが噴射される動作が行われている期間中、ダミー圧力室２８の圧電素子２３に対して何らかの電位が印加されていれば上記実施形態と同様の作用効果を奏し得る。

また、ノズル列に関し、上記実施形態では、ノズル２５が直線状に配列されたものを例示したが、これには限られず、ジグザグに或いは蛇行して配置される等、直線状に配列されていない構成についてもこれらのように配置されたノズル群をノズル列、これらのノズル群に対応する圧力室群を圧力室列とみなして本発明を適用することができる。例えば、各ノズルが並設方向に互い違いに（ジグザグに）配列されている構成であってもよい。この場合、ノズル列としてみなされたノズル群の並設方向両端のノズルに対応する圧力室に隣接させてダミー圧力室が配置される。同様に、ノズルがマトリクス状に配列されているような構成にも本発明を適用することができる。すなわち、この構成の場合、複数のノズル列および複数の圧力室列が並設されているとみなすことができるので、各ノズル列の両端のノズルに対応する圧力室に隣接させてダミー圧力室が配置される。

図８は、本発明の第２の実施形態における端部圧力室２６とダミー圧力室２８の各圧電素子２３に対する駆動パルスの選択パターンを説明する波形図である。同図における波形において実線は実際に圧電素子２３に印加される部分を示し、破線は圧電素子２３に印加されない部分を示している。本実施形態においては、端部圧力室２６の圧電素子２３に印加される駆動パルスに応じて、ダミー圧力室２８の圧電素子２３に印加される駆動電位が異なる点が上記第１実施形態と異なっている。端部圧力室２６のノズル２５からインクの噴射が行われる期間、すなわち、端部圧力室２６の圧電素子２３に噴射駆動パルスＤＰが印加される期間（例えば、単位周期Ｔよりも短い期間ｔ１、ｔ２、ｔ３）だけ、ダミー圧力室２８の圧電素子２３に対して第２駆動信号ＣＯＭ２が部分的に印加される。したがって、図８（ａ）に示すように、端部圧力室２６の圧電素子２３に振動駆動パルスＰ４のみが印加される（インクの噴射が行われない）場合、ダミー圧力室２８の圧電素子２３には何れの駆動電位も印加されない。また、図８（ｂ）に示すように、端部圧力室２６の圧電素子２３に期間ｔ２の第２噴射駆動パルスＰ２のみが印加される（小ドットインクを噴射する）場合、ダミー圧力室２８の圧電素子２３には期間ｔ２に対応する第２駆動信号ＣＯＭ２の振動駆動パルスＰ４のみが印加される（期間ｔ１およびｔ３の基準電位Ｖｂは印加されない）。同様に、図８（ｃ）に示すように、端部圧力室２６の圧電素子２３に期間ｔ１の第１噴射駆動パルスＰ１および第３噴射駆動パルスＰ３が印加される（中ドットインクを噴射する）場合、ダミー圧力室２８の圧電素子２３には期間ｔ１および期間ｔ３に対応する第２駆動信号ＣＯＭ２の基準電位Ｖｂが印加される（期間ｔ２の振動駆動パルスＰ４は印加されない）。そして、図８（ｄ）に示すように、端部圧力室２６の圧電素子２３に期間ｔ１、ｔ２、ｔ３の全ての噴射駆動パルスＰ１〜Ｐ３が印加される（大ドットインクを噴射する）場合、ダミー圧力室２８の圧電素子２３には期間ｔ１、ｔ２、ｔ３に対応する第２駆動信号ＣＯＭ２の全てが印加される。当該構成によっても第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。なお、その他の構成については第１の実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

そして、本発明は、駆動パルスの印加により圧電素子を駆動して液体の噴射制御が可能な液体噴射装置であれば、プリンターに限らず、プロッター、ファクシミリ装置、コピー機等、各種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。

１…プリンター，６…記録ヘッド，７…プリンターコントローラー，９…制御部，１１…駆動信号生成部，２２…流路基板，２３…圧電素子，２５…ノズル，２６…圧力室，２７…圧力室群，２８…ダミー圧力室，２９…隔壁

本発明は、駆動電位を圧電素子に印加することにより当該圧電素子を駆動させてノズルから液体を噴射させる液体噴射ヘッド、および、液体噴射ヘッドの制御ユニットに関するものである。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、並設された各圧力室における噴射特性を一定に揃えることが可能な液体噴射ヘッド、および、液体噴射ヘッドの制御ユニットを提供することにある。

そして、本発明の液体噴射装置の制御方法は、複数のノズルからなるノズル列、ノズル列設方向に沿って形成された複数の圧力室からなる圧力室列、および各圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる複数の圧電素子と、を有する液体噴射ヘッドと、前記圧電素子を駆動する駆動電位を生成する駆動電位生成手段と、を備え、前記圧力室列は、液体の噴射が行われないダミー圧力室を１つ以上有し、該ダミー圧力室は、前記圧電素子を有する液体噴射装置の制御方法であって、
少なくとも前記ダミー圧力室と隣り合う圧力室でノズルから液体の噴射が行われる期間中、前記ダミー圧力室に対応する圧電素子に駆動電位を継続して印加することを特徴とする。
また、上記目的を達成するために提案される本発明の液体噴射ヘッドは、以下の構成を備えたものであってもよい。
すなわち、複数のノズルからなるノズル列と、
複数の前記ノズルが並ぶ方向に沿って隔壁により区画された複数の圧力室からなる圧力室列と、
各圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる複数の圧電素子と、
を備え、
前記圧力室列は、液体の噴射が行われないダミー圧力室を１つ以上有し、
該ダミー圧力室は、前記圧電素子を有し、
前記ダミー圧力室に対応する圧電素子は、前記ダミー圧力室と隣り合う圧力室でノズルから液体の噴射が行われる期間中、継続して一定の電位の状態であることを特徴とする。
この構成によれば、少なくともダミー圧力室と隣り合う圧力室でノズルから液体の噴射が行われる期間中、ダミー圧力室に対応する圧電素子に駆動電位が継続して印加されるので、当該圧電素子が緊張して、当該ダミー圧力室の隣の圧力室との間の隔壁を側方から支持する状態となる。これにより、当該隣の圧力室の内圧が上昇しても当該隔壁がダミー圧力室側に変形する（撓む）ことが抑制される。このため、ダミー圧力室の隣の圧力室からダミー圧力室側への圧力損失を低減させることができる。その一方、緊張した圧電素子により隔壁が支持されるので、ダミー圧力室を設けない構成（ダミー圧力室に相当する部分が隔壁よりも剛性の高い壁である構成）と比較して、当該隔壁の剛性が過度に高くならない。したがって、ダミー圧力室の隣の圧力室で圧力変動が生じたときのダミー圧力室側の隔壁の変形度合いと他の圧力室側の隔壁の変形度合いとを同程度に揃えることができる。これにより、圧力変動の伝播による圧力損失量を圧力室の位置に拘わらず他の圧力室と同程度に揃えることができる。その結果、圧力室列における各圧力室の液体噴射特性を揃えることができる。このため、ノズル（圧力室）の高密度化や液体噴射ヘッドの小型化に対応することが可能となる。また、圧力室を形成する基板をシリコン単結晶性基板のように比較的剛性が弱い素材から作製する場合にも好適である。
上記構成において、前記一定の電位は、他の圧力室の圧電素子に対して液体の噴射を行わせる噴射駆動波形の基準電位であることが望ましい。
この構成によれば、ダミー圧力室の圧電素子に印加される駆動電位が、他の圧力室の圧電素子に対して液体の噴射を行わせる噴射駆動波形の基準電位であるので、ダミー圧力室の隣の圧力室のさらに隣の圧力室における液体の噴射あるいは非噴射に拘わらず、ダミー圧力室の隣の圧力室の両側の隔壁の剛性を概ね平均化することができ、噴射特性を容易に揃えることが可能となる。
上記構成において、前記圧力室列は、複数の圧力室群に区分され、
前記ダミー圧力室は、各圧力室群の両側に形成される構成とすることが望ましい。
この構成によれば、圧力室列は、複数の圧力室群に区分され、ダミー圧力室は、各圧力室群の両側に形成される構成とすることで、各圧力室群にそれぞれ異なる種類の液体を導入させる構成に好適である。すなわち、液体の種類毎に専用のノズル列（圧力室列）あるいは専用の液体噴射ヘッドを設ける必要が無く、１つのノズル列（圧力室列）で複数種類の液体に対応することが可能となる。
また、上記構成において、前記ダミー圧力室には、液体が導入されない構成を採用することができる。
この構成によれば、ダミー圧力室の圧電素子に駆動電位を印加して緊張させることで隔壁を支持するので、ダミー圧力室内にインクが充填されていなくても、ダミー圧力室の隣の圧力室で圧力変動が生じたときのダミー圧力室側の隔壁の変形度合いと他の圧力室側の隔壁の変形度合いとを同程度に揃えることができる。
また、前記ダミー圧力室には、当該ダミー圧力室と隣り合う圧力室に導入される液体と同一種類の液体が導入される構成を採用することもできる。
この構成によれば、ダミー圧力室に、他の圧力室と同様に液体が充填されているので、ダミー圧力室の隣の圧力室で圧力変動が生じたときのダミー圧力室の液体の圧縮応力を各圧力室における液体の圧縮応力に揃えることができる。このため、各圧力室の噴射特性を一層確実に揃えることができる。
そして、本発明の制御ユニットは、複数のノズルからなるノズル列と、複数の前記ノズルが並ぶ方向に沿って隔壁により区画された複数の圧力室からなる圧力室列と、各圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる複数の圧電素子と、を備え、前記圧力室列は、液体の噴射が行われないダミー圧力室を１つ以上有し、該ダミー圧力室は、前記圧電素子を有する液体噴射ヘッドを制御する制御ユニットであって、
前記圧電素子を駆動する駆動電位を生成する駆動電位生成手段と、
前記駆動電位の前記圧電素子への印加を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ダミー圧力室と隣り合う圧力室でノズルから液体の噴射が行われる期間中、前記ダミー圧力室に対応する圧電素子に一定の電位の駆動電位を継続して印加させる制御を行うことを特徴とする。

Claims (6)

1. 複数のノズルからなるノズル列、ノズル列設方向に沿って隔壁により区画された複数の圧力室からなる圧力室列、および各圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる複数の圧電素子と、を有する液体噴射ヘッドと、
   前記圧電素子を駆動する駆動電位を生成する駆動電位生成手段と、
   を備え、
   前記圧力室列は、液体の噴射が行われないダミー圧力室を１つ以上有し、
   該ダミー圧力室は、前記圧電素子を有し、
   前記駆動波形生成手段は、少なくとも前記ダミー圧力室と隣り合う圧力室でノズルから液体の噴射が行われる期間中、前記ダミー圧力室に対応する圧電素子に一定の電位の駆動電位を継続して印加することを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記ダミー圧力室の圧電素子に印加される駆動電位は、他の圧力室の圧電素子に対して液体の噴射を行わせる噴射駆動波形の基準電位であることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記圧力室列は、複数の圧力室群に区分され、
   前記ダミー圧力室は、各圧力室群の両側に形成されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 前記ダミー圧力室には、液体が導入されないことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の液体噴射装置。
5. 前記ダミー圧力室には、当該ダミー圧力室と隣り合う圧力室に導入される液体と同一種類の液体が導入されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の液体噴射装置。
6. 複数のノズルからなるノズル列、ノズル列設方向に沿って隔壁により区画された複数の圧力室からなる圧力室列、および各圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる複数の圧電素子と、を有する液体噴射ヘッドと、前記圧電素子を駆動する駆動電位を生成する駆動電位生成手段と、を備え、前記圧力室列は、液体の噴射が行われないダミー圧力室を１つ以上有し、該ダミー圧力室は、前記圧電素子を有する液体噴射装置の制御方法であって、
   少なくとも前記ダミー圧力室と隣り合う圧力室でノズルから液体の噴射が行われる期間中、前記ダミー圧力室に対応する圧電素子に一定の電位の駆動電位を継続して印加することを特徴とする液体噴射装置の制御方法。

Images