JP2021066133A - インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】効果的に体積の小さい液滴を吐出することができるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】インクジェットヘッド１０は、アクチュエータと、制御部と、を備える。アクチュエータは、液体を充填する圧力室を拡張又は収縮する。制御部は、アクチュエータに、圧力室を拡張させる拡張パルスと、圧力室を収縮させ第１の波高値を有する第１の収縮パルスと、休止期間と、圧力室を収縮させ第１の波高値よりも高い第２の波高値を有する第２の収縮パルスと、から構成される吐出パルスを印加する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関する。

インクジェットヘッド（インクジェットヘッド）には、アクチュエータから構成される圧力室からインク滴（液滴）を吐出するものがある。そのようなインクジェットヘッドは、圧力室を駆動するための吐出パルスをアクチュエータに印加する。

インクジェットヘッドは、吐出するインク滴の体積を減少させるために、吐出パルスの駆動電圧を小さくする。他方、インクジェットヘッドは、所定の電圧をよりも駆動電圧を下げるとインク滴を吐出することができない。

そのため、インクジェットヘッドは、インク滴の体積に下限が存在するという課題がある。

特開２００６−１８８０４３号公報

上記の課題を解決するため、効果的に体積の小さい液滴を吐出することができるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供する。

実施形態によれば、インクジェットヘッドは、アクチュエータと、制御部と、を備える。アクチュエータは、液体を充填する圧力室を拡張又は収縮する。制御部は、前記アクチュエータに、前記圧力室を拡張させる拡張パルスと、前記圧力室を収縮させ第１の波高値を有する第１の収縮パルスと、休止期間と、前記圧力室を収縮させ前記第１の波高値よりも高い第２の波高値を有する第２の収縮パルスと、から構成される吐出パルスを印加する。

図１は、第１の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成例を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態に係るインクジェットヘッドの斜視図である。 図３は、第１の実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。 図４は、図２のＦ−Ｆ線の断面図である。 図５は、第１の実施形態に係るインクジェット記録装置の制御系の構成例を示すブロック図である。 図６は、第１の実施形態に係るインクジェットヘッドの動作例を示す図である。 図７は、第１の実施形態に係るアクチュエータに印加される駆動波形の例を示す図である。 図８は、第２の実施形態に係るアクチュエータに印加される駆動波形の例を示す図である。 図９は、第２の実施形態に係る休止期間の幅及び第２の収縮パルスの幅を示す図である。

以下、実施形態に係るインクジェット記録装置について、図面を用いて説明する。
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。

実施形態に係るインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドを用いて用紙などの媒体に画像を形成する。インクジェット記録装置は、インクジェットヘッドが備える圧力室内のインク滴（液滴）を媒体に吐出し、媒体に画像を形成する。インクジェット記録装置は、例えばオフィス用インクジェット記録装置、バーコードインクジェット記録装置、ＰＯＳ用インクジェット記録装置、産業用インクジェット記録装置、３Ｄインクジェット記録装置等である。なお、インクジェット記録装置が画像を形成する媒体は、特定の構成に限定されるものではない。実施形態に係るプリンタが備えるインクジェットヘッドは液体吐出ヘッドの一例であり、インクは液体の一例である。

図１は、実施形態に係るインクジェット記録装置１の構成の一例を示す模式図である。

インクジェット記録装置１は、インクなどの記録材を用いて画像形成媒体Ｓなどに画像を形成する。インクジェット記録装置１は、一例として、複数の液体吐出部２と、液体吐出部２を移動可能に支持するヘッド支持機構３と、画像形成媒体Ｓを移動可能に支持する媒体支持機構４（支持部）と、を備える。画像形成媒体Ｓは、例えば、紙、布又は樹脂などを素材とするシートである。

図１に示すように、複数の液体吐出部２が、所定の方向に並列して配置された状態でヘッド支持機構３に支持される。ヘッド支持機構３は、ローラー３ａに掛けられた無端ベルト３ｂに取り付けられている。インクジェット記録装置１は、ローラー３ａを回転させることで、ヘッド支持機構３を、画像形成媒体Ｓの搬送方向に対して直交する主走査方向Ａに移動させることが可能である。液体吐出部２は、インクジェットヘッド１０及び循環装置２０を一体に備える。液体吐出部２は、液体として例えばインクＩをインクジェットヘッド１０から吐出させる吐出動作を行う。インクジェット記録装置１は、一例として、ヘッド支持機構３を主走査方向Ａに往復移動させながらインク吐出動作を行うことで、対向して配置される画像形成媒体Ｓに所望の画像を形成するスキャン方式である。あるいは、インクジェット記録装置１は、ヘッド支持機構３を移動させずにインク吐出動作を行うシングルパス方式であっても良い。この場合、ローラー３ａ及び無端ベルト３ｂを設けるには及ばない。またこの場合、ヘッド支持機構３は、例えばインクジェット記録装置１の筐体などに固定される。

複数の液体吐出部２は、例えば、ＣＭＹＫ（cyan, magenta, yellow, and key(black)）に対応する４色のインク、すなわちシアンインク、マゼンタインク、イエローインク及びブラックインクを、それぞれ吐出する。

以下、インクジェットヘッド１０について図２乃至図４に基づいて説明する。なお、インクジェットヘッド１０として、シェアモードシェアウォール方式の循環タイプのサイドシューター型インクジェットヘッドを各図に例示する。なお、インクジェットヘッド１０は、その他の種類のインクジェットヘッドであっても良い。

図２は、インクジェットヘッド１０の構成の一例を示す斜視図である。図３は、インクジェットヘッド１０の構成の一例を示す分解斜視図である。図４は、図２のＦ−Ｆ線断面図である。

インクジェットヘッド１０は、インクジェット記録装置１に搭載され、チューブのような部品を介してインクタンクに接続されている。このようなインクジェットヘッド１０は、ヘッド本体１１と、ユニット部１２と、一対の回路基板１３とを備えている。インクジェットヘッド１０は、波形生成装置の一例である。

ヘッド本体１１は、インクを吐出するための装置である。ヘッド本体１１は、ユニット部１２に取り付けられている。ユニット部１２は、ヘッド本体１１と前記インクタンクとの間の経路の一部を形成するマニホールド及びインクジェット記録装置１の内部に取り付けるための部材を含んでいる。一対の回路基板１３は、ヘッド本体１１にそれぞれ取り付けられている。

ヘッド本体１１は、図３及び図４に示すようにベースプレート１５と、ノズルプレート１６と、枠部材１７と、一対の駆動素子１８とを備えている。ヘッド本体１１の内部には、図４に示すように、インクが供給されるインク室１９が形成されている。

ベースプレート１５は、図３に示すように、例えばアルミナのようなセラミックスによって矩形の板状に形成されている。ベースプレート１５は、平坦な実装面２１を有している。ベースプレート１５は、実装面２１に、複数の供給孔２２と、複数の排出孔２３とが開口している。

供給孔２２は、ベースプレート１５の中央部において、ベースプレート１５の長手方向に並んで設けられている。供給孔２２は、ユニット部１２の前記マニホールドのインク供給部１２ａに連通している。供給孔２２は、インク供給部１２ａを介して循環装置２０内のインクタンクに接続されている。前記インクタンクのインクは、インク供給部及び供給孔２２を通じてインク室１９に供給される。

排出孔２３は、供給孔２２を挟むように二列に並んで設けられている。排出孔２３は、ユニット部１２の前記マニホールドのインク排出部１２ｂに連通している。排出孔２３は、インク排出部１２ｂを介して循環装置２０内のインクタンクに接続されている。インク室１９のインクは、インク排出部１２ｂ及び排出孔２３を通じて前記インクタンクに回収される。このように、インクは前記インクタンクとインク室１９との間で循環する。

ノズルプレート１６は、例えば表面に撥液性機能を付与したポリイミド製の矩形状のフィルムによって形成されている。ノズルプレート１６は、ベースプレート１５の実装面２１に対向している。ノズルプレート１６に、複数のノズル２５が設けられている。複数のノズル２５は、ノズルプレート１６の長手方向に沿って二列に並んでいる。

枠部材１７は、例えばニッケル合金によって矩形の枠状に形成されている。枠部材１７は、ベースプレート１５の実装面２１とノズルプレート１６との間に介在している。枠部材１７は、実装面２１とノズルプレート１６とにそれぞれ接着されている。すなわち、ノズルプレート１６は、枠部材１７を介してベースプレート１５に取り付けられている。インク室１９は、図４に示すように、ベースプレート１５と、ノズルプレート１６と、枠部材１７とに囲まれて形成されている。

駆動素子１８は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）によって形成された板状の二つの圧電体によって形成されている。前記二つの圧電体は、分極方向がその厚さ方向に互いに逆向きになるように貼り合わされている。

一対の駆動素子１８は、図３に示すように、ベースプレート１５の実装面２１に接着されている。一対の駆動素子１８は、図４に示すように、二列に並ぶノズル２５に対応して、インク室１９の中に平行に配置されている。駆動素子１８は、断面台形状に形成されている。駆動素子１８の頂部は、ノズルプレート１６に接着されている。

駆動素子１８に、複数の溝２７が設けられている。溝２７は、駆動素子１８の長手方向と交差する方向にそれぞれ延びており、駆動素子１８の長手方向に並んでいる。複数の溝２７は、ノズルプレート１６の複数のノズル２５に対向している。本実施形態の駆動素子１８は、図４に示すように、溝２７に、インクを充填する複数の圧力室５０を配置している。

複数の溝２７のそれぞれに、電極２８が設けられている。電極２８は、例えばニッケル薄膜をフォトレジストエッチング加工することによって形成されている。電極２８は、溝２７の内面を覆っている。

図３に示すように、ベースプレート１５の実装面２１から駆動素子１８に亘って、複数の配線パターン３５が設けられている。これらの配線パターン３５は、例えばニッケル薄膜をフォトレジストエッチング加工することによって形成されている。

配線パターン３５は、実装面２１の一つの側端部２１ａおよび他方の側端部２１ｂからそれぞれ延びている。なお、側端部２１ａ及び側端部２１ｂは、実装面２１の縁のみならずその周辺の領域を含む。このため、配線パターン３５は、実装面２１の縁よりも内側に設けられても良い。

以下、一つの側端部２１ａから延びる配線パターン３５について代表して説明する。なお、他方の側端部２１ｂの配線パターン３５の基本的な構成は、一つの側端部２１ａの配線パターン３５と同様である。

配線パターン３５は、図３及び図４に示すように、第１の部分３５ａと、第２の部分３５ｂとを有している。配線パターン３５の第１の部分３５ａは、実装面２１の側端部２１ａから駆動素子１８に向かって直線状に延びている部分である。第１の部分３５ａは、互いに平行に延びている。配線パターン３５の第２の部分３５ｂは、第１の部分３５ａの端部と、電極２８とに跨る部分である。第２の部分３５ｂは、電極２８にそれぞれ電気的に接続されている。

一つの駆動素子１８において、複数の電極２８のうち幾つかの電極２８は、第１の電極群３１を構成する。複数の電極２８のうち他の幾つかの電極２８は、第２の電極群３２を構成する。

第１の電極群３１と第２の電極群３２とは、駆動素子１８の長手方向の中央部を境に分かれている。第２の電極群３２は、第１の電極群３１と隣り合っている。第１および第２の電極群３１，３２は、例えば１５９個の電極２８をそれぞれ含んでいる。

図２に示すように、一対の回路基板１３のそれぞれは、基板本体４４と、一対のフィルムキャリアーパッケージ（ＦＣＰ）４５とをそれぞれ有している。なお、ＦＣＰは、テープキャリアーパッケージ（ＴＣＰ）とも称される。

基板本体４４は、矩形状に形成された剛性を有するプリント配線板である。基板本体４４に、種々の電子部品やコネクターが実装される。また、基板本体４４に、一対のＦＣＰ４５がそれぞれ取り付けられている。

一対のＦＣＰ４５は、複数の配線が形成されるとともに柔軟性を有する樹脂製のフィルム４６と、前記複数の配線に接続されたヘッド駆動回路４７とをそれぞれ有している。フィルム４６は、テープオートメーテッドボンディング（ＴＡＢ）である。ヘッド駆動回路４７は、電極２８に電圧を印加するためのＩＣ（integrated circuit）である。ヘッド駆動回路４７は、樹脂によってフィルム４６に固定されている。

一方のＦＣＰ４５の端部は、異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）４８によって、配線パターン３５の第１の部分３５ａに、熱圧着接続されている。これにより、ＦＣＰ４５の前記複数の配線は、配線パターン３５に電気的に接続される。

ＦＣＰ４５が配線パターン３５に接続されることで、ヘッド駆動回路４７が、ＦＣＰ４５の前記配線を介して電極２８に電気的に接続される。ヘッド駆動回路４７は、フィルム４６の前記配線を介して電極２８に電圧を印加する。

ヘッド駆動回路４７が電極２８に電圧を印加すると、駆動素子１８がシェアモード変形することにより、当該電極２８が設けられた圧力室５０の容積が増減させられる。これにより、圧力室５０の中のインクの圧力が変化し、当該インクがノズル２５から吐出される。このように、圧力室５０を隔てる駆動素子１８は、圧力室５０の内部に圧力振動を与えるためのアクチュエータとなる。

図１に示す循環装置２０は、金属製などの連結部品によりインクジェットヘッド１０の上部に一体に連結されている。循環装置２０は、前記インクタンク及びインクジェットヘッド１０を通り液体が循環可能に構成された所定の循環路を備える。循環装置２０は、液体を循環させるためのポンプを備える。当該液体は、ポンプの働きにより循環装置２０からインク供給部を通じてインクジェットヘッド１０内に供給され、所定の流路を通った後、インク排出部を通じてインクジェットヘッド１０内から循環装置２０へと送られる。

また、循環装置２０は、循環路の外部に設けられる補給タンクとしてのカートリッジから循環路に液体を補給する。

インクジェット記録装置１の要部回路構成について説明する。図５は、実施形態に係るインクジェット記録装置１の要部回路構成の一例を示すブロック図である。

インクジェット記録装置１は、プロセッサ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、通信インターフェース１０４、表示部１０５、操作部１０６、ヘッドインターフェース１０７、バス１０８及びインクジェットヘッド１０を含む。

プロセッサ１０１は、インクジェット記録装置１の動作に必要な処理及び制御を行うコンピューターの中枢部分に相当する。プロセッサ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されたシステムソフトウェア、アプリケーションソフトウェア又はファームウェアなどのプログラムに基づいて、インクジェット記録装置１の各種の機能を実現するべく各部を制御する。プロセッサ１０１は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）、ＭＰＵ（micro processing unit）、ＳｏＣ（system on a chip）、ＤＳＰ（digital signal processor）又はＧＰＵ（graphics processing unit）などである。あるいは、プロセッサ１０１は、これらの組み合わせである。

ＲＯＭ１０２は、プロセッサ１０１を中枢とするコンピューターの主記憶部分に相当する、専らデータの読み出しに用いられる不揮発性メモリである。ＲＯＭ１０２は、上記のプログラムを記憶する。また、ＲＯＭ１０２は、プロセッサ１０１が各種の処理を行う上で使用するデータ又は各種の設定値などを記憶する。

ＲＡＭ１０３は、プロセッサ１０１を中枢とするコンピューターの主記憶部分に相当する、データの読み書きに用いられるメモリである。ＲＡＭ１０３は、プロセッサ１０１が各種の処理を行う上で一時的に使用するデータを記憶しておく、いわゆるワークエリアなどとして利用される。

通信インターフェース１０４は、インクジェット記録装置１がネットワーク又は通信ケーブルなどを介してホストコンピューターなどと通信するためのインターフェースである。

表示部１０５は、インクジェット記録装置１の操作者に各種情報を通知するための画面を表示する。表示部１０５は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（electro-luminescence）ディスプレイなどのディスプレイである。

操作部１０６は、インクジェット記録装置１の操作者による操作を受け付ける。操作部１０６は、例えば、キーボード、キーパッド、タッチパッド又はマウスなどである。また、操作部１０６としては、表示部１０５の表示パネルに重ねて配置されたタッチパッドを用いることもできる。すなわち、タッチパネルが備える表示パネルを表示部１０５として、タッチパネルが備えるタッチパッドを操作部１０６として用いることができる。

ヘッドインターフェース１０７は、プロセッサ１０１がインクジェットヘッド１０と通信するために設けられる。ヘッドインターフェース１０７は、プロセッサ１０１の制御のもと、階調データなどをインクジェットヘッド１０へ送信する。

バス１０８は、コントロールバス、アドレスバス及びデータバスなどを含み、インクジェット記録装置１の各部で授受される信号を伝送する。

インクジェットヘッド１０は、ヘッドドライバ１００を備える。

ヘッドドライバ１００（制御部）は、インクジェットヘッド１０を動作させるための駆動回路である。ヘッドドライバ１００は、ヘッド駆動回路４７などから構成される。ヘッドドライバ１００は、例えばラインドライバである。ヘッドドライバ１００は、波形データＷＤを記憶する。

ヘッドドライバ１００は、波形データＷＤに基づいて単一の駆動信号を繰り返し生成する。そして、ヘッドドライバ１００は、階調データに基づき、画像形成媒体Ｓ上の画素それぞれに対して液滴を吐出する回数を制御する。単一の駆動信号の印加ごとに、ノズル２５からは１発のインク（主液滴）が吐出される。したがって、インクジェット記録装置１は、例えば、何発のインクをそれぞれの画素に吐出するかによって濃淡を表現する。
すなわち、１つの画素に対して多くのセットのインクを吐出するほど、当該画素における対応する色の濃さが濃くなる。

ヘッドドライバ１００は、波形生成装置の一例である。また、ヘッドドライバ１００は、駆動信号を生成することで、生成部として動作する。

一例として、ヘッドドライバ１００は、波形データＷＤが記憶された状態でヘッドドライバ１００の管理者などへと譲渡される。なお、ヘッドドライバ１００は、波形データＷＤがヘッドドライバ１００に記憶されない状態で当該管理者などに譲渡されても良い。また、ヘッドドライバ１００は、別の波形データが記憶された状態で当該管理者などに譲渡されても良い。そして、波形データＷＤが別途に当該管理者などへと譲渡され、当該管理者又はサービスマンなどによる操作の下にヘッドドライバ１００へと書き込まれても良い。このときの波形データＷＤの譲渡は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク又は半導体メモリなどのようなリムーバブルな記憶媒体に記録して、あるいはネットワークなどを介したダウンロードにより実現できる。

駆動信号が印加されることで、圧電体である駆動素子１８は、シェアモード変形する。
この変形により、圧力室５０の容積が変化する。

駆動信号の電位がゼロのときの圧力室５０は、通常状態であるとする。駆動信号の電位が正のとき、圧力室５０は収縮して圧力室５０の容積は通常状態に比べて減少する。また、駆動信号の電位が負のとき、圧力室５０は拡張して圧力室５０の容積は通常状態に比べて増加する。以上のような圧力室５０の容積変化に伴い、圧力室５０内のインクの圧力が変化する。インクジェットヘッド１０は、特定の波形を有する駆動信号が印加されることによって、インクを吐出させる。なお、駆動信号の波形を以下、駆動波形という。

次に、上記の如く構成された圧力室５０の状態例について、図６を用いて説明する。
図６は、圧力室５０ｂの状態について説明する。圧力室５０ｂは、待機状態、ＰＵＬＬ（Ｈａｌｆ）、ＰＵＬＬ（ＦＵＬＬ）、ＰＵＳＨ（Ｈａｌｆ）及びＰＵＳＨ（Ｆｕｌｌ）の状態に変化する。

待機状態は、圧力室５０ｂがデフォルトの状態である。図６が示すように、ヘッドドライバ１００は、圧力室５０ｂ内に形成されている電極２８ｂと、圧力室５０ｂに隣接する両隣の圧力室５０ａ及び５０ｃ内に形成されている電極２８ａ及び２８ｃとの電位をいずれもグラウンド電位ＧＮＤとする。この状態では、圧力室５０ａと圧力室５０ｂとで挟まれた駆動素子１８ａ及び圧力室５０ｂと圧力室５０ｃとで挟まれた駆動素子１８ｂは、いずれも何ら歪みを生じない。

ＰＵＬＬ（Ｈａｌｆ）は、圧力室５０ｂが拡張した状態である。図６が示すように、ヘッドドライバ１００は、圧力室５０ｂの電極２８ｂを電位ＧＮＤとし、圧力室５０ａ及び５０ｃの電極２８ａ及び２８ｃに電圧＋Ｖを印加する。この状態では、各駆動素子１８ａ及び１８ｂに対して、駆動素子１８の分極方向と直交する方向に電圧Ｖの電界が作用する。この作用により、各駆動素子１８ａ及び１８ｂは、圧力室５０ｂの容積を拡張するようにそれぞれ外側に変形する。

ＰＵＬＬ（Ｆｕｌｌ）は、圧力室５０ｂがＰＵＬＬ（Ｈａｌｆ）よりも拡張した状態である。図６が示すように、ヘッドドライバ１００は、圧力室５０ｂの電極２８ｂに負極性の電圧−Ｖを印加し、圧力室５０ａ及び５０ｃの電極２８ａ及び２８ｃに電圧＋Ｖを印加する。この状態では、各駆動素子１８ａ及び１８ｂに対して、駆動素子１８の分極方向と直交する方向に電圧２Ｖの電界が作用する。この作用により、各駆動素子１８ａ及び１８ｂは、圧力室５０ｂの容積をＰＵＬＬ（Ｈａｌｆ）よりもさらに拡張するようにそれぞれ外側に変形する。

ＰＵＳＨ（Ｈａｌｆ）は、圧力室５０ｂが収縮した状態である。図６が示すように、ヘッドドライバ１００は、圧力室５０ｂの電極２８ｂを電位ＧＮＤとし、圧力室５０ａ及び５０ｃの電極２８ａ及び２８ｃに電圧−Ｖを印加する。この状態では、各駆動素子１８ａ及び１８ｂに対して、ＰＵＬＬ（Ｈａｌｆ）又はＰＵＬＬ（Ｆｕｌｌ）の駆動電圧と逆方向に電圧Ｖの電界が作用する。この作用により、各駆動素子１８ａ及び１８ｂは、圧力室５０ｂの容積を収縮するようにそれぞれ内側に変形する。

ＰＵＳＨ（Ｆｕｌｌ）は、圧力室５０ｂがＰＵＳＨ（Ｈａｌｆ）よりも収縮した状態である。図６が示すように、ヘッドドライバ１００は、圧力室５０ｂの電極２８ｂに電圧＋Ｖを印加し、圧力室５０ａ及び５０ｃの電極２８ａ及び２８ｃに電圧−Ｖを印加する。この状態では、各駆動素子１８ａ及び１８ｂに対して、ＰＵＬＬ（Ｈａｌｆ）又はＰＵＬＬ（Ｆｕｌｌ）の駆動電圧と逆方向に電圧２Ｖの電界が作用する。この作用により、各駆動素子１８ａ及び１８ｂは、圧力室５０ｂの容積をＰＵＳＨ（Ｈａｌｆ）よりもさらに収縮するようにそれぞれ内側に変形する。

圧力室５０ｂの容積が拡張または収縮された場合、圧力室５０ｂ内に圧力振動が発生する。この圧力振動により、圧力室５０ｂ内の圧力が高まり、圧力室５０ｂに連通するノズル２５からインク滴が吐出される。

このように、各圧力室５０ａ、５０ｂ及び５０ｃを隔てる駆動素子１８ａ及び１８ｂは、駆動素子１８ａ及び１８ｂを壁面とする圧力室５０ｂの内部に圧力振動を与えるためのアクチュエータとなる。即ち、圧力室５０は、駆動素子１８の動作によって拡張又は収縮される。

また、各圧力室５０は、それぞれ隣接する圧力室５０と駆動素子１８（隔壁）を共有する。このため、ヘッドドライバ１００は、各圧力室５０を個別に駆動することができない。ヘッドドライバ１００は、各圧力室５０をｎ（ｎは２以上の整数）個おきに（ｎ＋１）個のグループに分割して駆動する。本実施形態では、ヘッドドライバ１００が、各圧力室５０を２つおきに３つの組に分けて分割駆動する、いわゆる３分割駆動の場合を例示する。なお、３分割駆動はあくまでも一例であり、４分割駆動または５分割駆動などであってもよい。

次に、ヘッドドライバ１００が駆動素子１８に印加する吐出パルスについて説明する。

ヘッドドライバ１００は、ノズル２５から所定の量のインク滴を吐出させるための吐出パルスを駆動素子１８に印加する。

図７は、吐出パルスの構成例を示す。図７では、グラフ５１は、ヘッドドライバ１００が駆動素子１８に印加する駆動波形を示す。グラフ５２は、圧力室５０内に生じる圧力振動を示す。図７では、横軸は、経過時間を示す。また、縦軸は、グラフ５１においては、駆動電圧を示す。また、縦軸は、グラフ５２においては、圧力室５０内の圧力を示す。

図７が示すように、吐出パルスは、拡張パルスと、第１の収縮パルスと、休止期間と、第２の収縮パルスと、から構成される。

まず、ヘッドドライバ１００は、駆動素子１８に、拡張パルスを印加する。拡張パルスは、所定の駆動電圧を所定時間印加するパルスである。

拡張パルスは、駆動素子１８が形成する圧力室５０の体積を拡張させる。即ち、ヘッドドライバは、圧力室５０を待機状態から、ＰＵＬＬ（Ｈａｌｆ）を経て所定の期間ＰＵＬＬ（Ｆｕｌｌ）の状態にする。グラフ５２が示すように、この状態において、圧力室５０の圧力が低下する。圧力室５０の圧力が低下することで、圧力室５０に共通インク室５からインクが供給される。

ヘッドドライバ１００は、拡張パルスを印加した後、駆動素子１８に第１の収縮パルスを印加する。第１の収縮パルスは、駆動素子１８が形成する圧力室５０の体積を収縮させる。第１の収縮パルスは、第１の波高値（駆動電圧の絶対値）（たとえば、Ｖ）の電圧を印加するパルスである。即ち、ヘッドドライバ１００は、圧力室５０をＰＵＬＬ（Ｆｕｌｌ）から、ＰＵＬＬ（Ｈａｌｆ）及び待機状態を経て所定の期間ＰＵＳＨ（Ｈａｌｆ）の状態にする。

第１の収縮パルスが駆動素子１８に印加されている間に圧力室５０の圧力が上昇する。圧力室５０の圧力が上昇することで、ノズル２５に形成されるメニスカスの速度は、インク滴が吐出される閾値を超える。メニスカスの速度が吐出閾値を超えたタイミングで、圧力室５０のノズル２５からインク滴が吐出する。

ヘッドドライバ１００は、第１の収縮パルスを印加した後に、休止期間を設ける。即ち、ヘッドドライバ１００は、圧力室５０をＰＵＳＨ（Ｈａｌｆ）から所定の期間待機状態にする。

ヘッドドライバ１００は、休止期間が経過すると、駆動素子１８に、第２の収縮パルスを印加する。第２の収縮パルスは、駆動素子１８が形成する圧力室５０の体積を収縮させる。第２の収縮パルスは、第２の波高値（たとえば、２Ｖ）の電圧を印加するパルスである。

第２の波高値は、第１の波高値よりも大きい。ここでは、第２の波高値は、第１の波高値の２倍である。第２の波高値が第１の波高値よりも大きいため、第２の収縮パルスは、第１の収縮パルスよりも圧力室５０の体積をより収縮させる。

即ち、ヘッドドライバ１００は、圧力室５０を待機状態から、ＰＵＳＨ（Ｈａｌｆ）を経て所定の期間ＰＵＳＨ（Ｆｕｌｌ）の状態にする。ヘッドドライバ１００は、所定の期間が経過すると、圧力室５０をＰＵＳＨ（Ｆｕｌｌ）からＰＵＳＨ（Ｈａｌｆ）を経て待機状態にする。

ヘッドドライバ１００は、上記の通り吐出パルスを駆動素子１８に印加することで圧力室５０からインクを吐出させる。

なお、ヘッドドライバ１００は、第１の収縮パルスを含まない吐出パルスを印加するものであってもよい。たとえば、ヘッドドライバ１００は、吐出するインク滴の体積が所定の閾値より大きい場合には、当該吐出パルスを印加する。また、ヘッドドライバ１００は、吐出するインク滴の体積が所定の閾値以下である場合には、図７に示す吐出パルスを印加する。

また、プロセッサ１０１は、循環装置２０などを制御して、圧力室５０内の圧力を制御してもよい。たとえば、プロセッサ１０１は、ヘッドドライバ１００が図７に示す吐出パルスを印加する場合、圧力室５０内の圧力を下げてもよい。これによって、メニスカスがノズル２５の奥に形成され、メニスカスが外側に向う速度が上昇する。

以上のように構成されたインクジェットヘッドは、拡張パルスと休止期間との間に収縮パルスを印加する。インクジェットヘッドは、当該収縮パルスによって圧力室内の圧力を上昇させ、メニスカスの速度を上昇させる。インクジェットヘッドは、当該収縮パルスによるメニスカスの速度の上昇によってインク滴を吐出する。そのため、インクジェットヘッドは、拡張パルスの駆動電圧が低い場合であってもインク滴を吐出することができる。よって、インクジェットヘッドは、拡張パルスの駆動電圧をより低くすることができ、効果的に体積の小さいインク滴を吐出することができる。

また、インクジェットヘッドは、当該収縮パルスを用いなくとも吐出可能な体積のインク滴を吐出する場合であっても、当該収縮パルスを用いることでインク滴の吐出速度を上げることができる。その結果、インクジェットは、印字精度を向上させることができる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。

第２の実施形態に係るインクジェットは、第２の収縮パルスによって圧力室５０内の圧力振動を抑制する点で第１の実施形態のそれと異なる。従って、その他の点については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

第２の実施形態に係るインクジェット記録装置１の構成例は、第１の実施形態に係るそれと同様であるため説明を省略する。

次に、ヘッドドライバ１００が駆動素子１８に印加する吐出パルスについて説明する。

ヘッドドライバ１００は、ノズル２５から所定の量のインク滴を吐出させるための吐出パルスを駆動素子１８に印加する。

図８は、吐出パルスの構成例を示す。図８では、グラフ６１は、ヘッドドライバ１００が駆動素子１８に印加する駆動波形を示す。グラフ６２は、圧力室５０内に生じる圧力振動を示す。図８では、横軸は、経過時間を示す。また、縦軸は、グラフ６１においては、駆動電圧を示す。また、縦軸は、グラフ６２においては、圧力室５０内の圧力を示す。

図８が示すように、吐出パルスは、拡張パルスと、第１の収縮パルスと、休止期間と、第２の収縮パルスと、から構成される。第２の実施形態では、第２の収縮パルスの幅が第１の実施形態のそれと異なる。

まず、ヘッドドライバ１００は、駆動素子１８に、拡張パルスを印加する。拡張パルスは、所定の駆動電圧を所定時間印加するパルスである。

拡張パルスは、駆動素子１８が形成する圧力室５０の体積を拡張させる。グラフ６２が示すように、この状態において、圧力室５０の圧力が低下する。圧力室５０の圧力が低下することで、圧力室５０に共通インク室５からインクが供給される。

ヘッドドライバ１００は、拡張パルスを印加した後、駆動素子１８に第１の収縮パルスを印加する。第１の収縮パルスは、駆動素子１８が形成する圧力室５０の体積を収縮させる。第１の収縮パルスは、第１の波高値の電圧を印加するパルスである。

第１の収縮パルスが駆動素子１８に印加されている間に圧力室５０の圧力が上昇する。圧力室５０の圧力が上昇することで、ノズル２５に形成されるメニスカスの速度は、インク滴が吐出される閾値を超える。メニスカスの速度が吐出閾値を超えたタイミングで、圧力室５０のノズル２５からインク滴が吐出する。

ヘッドドライバ１００は、第１の収縮パルスを印加した後に、休止期間を設ける。即ち、ヘッドドライバ１００は、休止期間において、圧力室５０をリリースする。

ヘッドドライバ１００は、圧力室５０をリリースしてから休止期間が経過すると、駆動素子１８に、第２の収縮パルスを印加する。第２の収縮パルスは、駆動素子１８が形成する圧力室５０の体積を収縮させる。第２の収縮パルスは、第２の波高値の電圧を印加するパルスである。

第２の収縮パルスは、インク滴が吐出された後に生じた圧力振動（残留振動）を打ち消すためのパルスである。即ち、第２の収縮パルスは、残留振動を打ち消すことができる幅に形成される。圧力室５０内の残留振動を打ち消し、次の吐出に影響を与えないようにする。

ヘッドドライバ１００は、上記の通り吐出パルスを駆動素子１８に印加することで圧力室５０からインクを吐出させる。

図８が示す例では、拡張パルスの幅は、約ＡＬである。ここで、ＡＬは、圧力室５０の圧力の固有振動周期の半分である。また、拡張パルスの中心から第２の収縮パルスの中心までの時間は、約２ＡＬである。

次に、第１の収縮パルスの幅と休止期間の幅及び第２の収縮パルスの幅との関係について説明する。

図９は、残留振動が最小となるような休止期間の幅及び第２の収縮パルスの幅を示すグラフである。即ち、図９は、第１の収縮パルスの各幅において、残留振動が最小となるような休止期間の幅及び第２の収縮パルスの幅を示す。

図９が示す例は、ＡＬ＝１．７μｓｅｃ（Ｌ＝０．７１μＨ、Ｃ＝０．４１μＦ、Ｒ＝０．２１Ω）としてシミュレーションした例である。

図９では、横軸は、第１の収縮パルスの幅（μｓｅｃ）を示す。また、縦軸は、休止期間の幅と、第２の収縮パルスの幅と、拡張パルスの中心から第２の収縮パルスの中心までの幅とを示す。

「○」は、第２の収縮パルスの幅を示す。「△」は、休止期間の幅を示す。「□」は、拡張パルスの中心から第２の収縮パルスの中心までの幅を示す。

前述の通り、拡張パルスの中心から第２の収縮パルスの中心までの幅（□）は、２ＡＬ（３．４μｓｅｃ）である。

また、第１の収縮パルスの幅が０．９μｓｅｃ（約０．５ＡＬ）以下である場合に、休止期間の幅（△）は、第２の収縮パルス（○）の幅よりも大きい。また、この場合、第２の収縮パルスの幅（○）は、１．０μｓｅｃ（約０．６ＡＬ）よりも小さい。

以上のように構成されたインクジェットヘッドは、第２の収縮パルスによって残留振動を抑制することができる。その結果、インクジェットヘッドは、次の吐出に残留振動の影響が生じることを防止することができる。そのため、インクジェットは、印字精度を向上させることができる。たとえば、インクジェットは、複数のチャネルから吐出されたインク滴によって形成されるドットの直線性を向上することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…インクジェット記録装置、２…液体吐出部、３…ヘッド支持機構、３ａ…ローラー、３ｂ…無端ベルト、４…媒体支持機構、５…共通インク室、１０…インクジェットヘッド、１１…ヘッド本体、１２…ユニット部、１２ａ…インク供給部、１２ｂ…インク排出部、１３…回路基板、１５…ベースプレート、１６…ノズルプレート、１７…枠部材、１８（１８ａ及び１８ｂ）…駆動素子、１９…インク室、２０…循環装置、２１…実装面、２１ａ…側端部、２１ｂ…側端部、２２…供給孔、２３…排出孔、２５…ノズル、２７…溝、２８（２８ａ乃至２８ｃ）…電極、３１…第１の電極群、３２…第２の電極群、３５…配線パターン、３５ａ…第１の部分、３５ｂ…第２の部分、４４…基板本体、４５…フィルムキャリアーパッケージ（ＦＣＰ）、４６…フィルム、４７…ヘッド駆動回路、４８…異方性導電性フィルム（ＡＣＦ）、５０（５０ａ乃至５０ｃ）…圧力室、５１…グラフ、５２…グラフ、６１…グラフ、６２…グラフ、１００…ヘッドドライバ、１０１…プロセッサ、１０２…ＲＯＭ、１０３…ＲＡＭ、１０４…通信インターフェース、１０５…表示部、１０６…操作部、１０７…ヘッドインターフェース、１０８…バス。

Claims (5)

1. 液体を充填する圧力室を拡張又は収縮するアクチュエータと、
   前記アクチュエータに、前記圧力室を拡張させる拡張パルスと、前記圧力室を収縮させ第１の波高値を有する第１の収縮パルスと、休止期間と、前記圧力室を収縮させ前記第１の波高値よりも高い第２の波高値を有する第２の収縮パルスと、から構成される吐出パルスを印加する制御部と、
   を備えるインクジェットヘッド。
2. 前記第２の波高値は、前記第１の波高値の倍である、
   請求項１に記載のインクジェットヘッド。
3. 前記拡張パルスの幅は、ＡＬであり、前記拡張パルスの中心から前記第２の収縮パルスの中心までの幅は、２ＡＬである、
   請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド。
4. 前記第１の収縮パルスの幅は、０．５ＡＬ以下である、
   請求項３に記載のインクジェットヘッド。
5. 媒体に液滴を吐出するインクジェット記録装置であって、
   媒体を支持する支持部と、
   請求項１乃至４の何れか１項に記載のインクジェットヘッドと、
   を備えるインクジェット記録装置。

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