JP4513739B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、インク吐出口からインクを吐出することによって被記録媒体に印字を行うインクジェットプリンタに関する。

ノズル（インク吐出口）からインクを吐出するインクジェットプリンタにおいて、１つの画素を形成するために１つのノズルから複数のインク滴を連続して吐出するものがある。例えば、特許文献１に記載のインク噴射装置（インクジェットプリンタ）では、連続して２つのインク滴を吐出し、インク滴が紙面に着弾する前に、後から吐出したインク滴が先に吐出したインク滴と合体し、合体したインク滴が紙面に着弾する。そして、紙面に着弾する前に２つのインク滴を合体させるために、片道伝播時間（ＡＬ）と同じパルス幅を有し、互いに電圧値が異なる２つのパルス信号を２．５ＡＬの時間間隔で印加する。あるいは、０．５ＡＬ及びＡＬのパルス幅を有し、互いに同じ電圧値を有する２つのパルス信号を２．５ＡＬの間隔で印加する。

特開平９−６６６０３号公報（図１）

しかしながら、特許文献１に記載のインク噴射装置では、インクジェットヘッドのチャネル間でＡＬにばらつきがある場合、複数のノズルにおいてインク滴の吐出特性にばらつきが生じ、印字品質が低下してしまう虞がある。

本発明の目的は、１つの画素を形成する際に１つのノズルから複数のインク滴を連続して吐出して印字を行っても、インク滴の吐出特性にばらつきが生じにくいインクジェットプリンタを提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の発明者は、上述した目的を達成すべく研究を行った結果、被記録媒体及びインクジェットヘッドのいずれか一方が、印字の解像度に対応する単位距離だけ移動するのに要する時間である印字周期の間に、複数の圧力室の容積をＶ１とする第１状態から複数の圧力室の容積をＶ１よりも大きいＶ２とする第２状態を経て再び第１状態に戻る一連の動作を複数回繰り返すことによって、１つのインク吐出口から複数のインク滴を連続して吐出させるインクジェットプリンタにおいて、複数のインク吐出口から吐出されるインク滴の吐出特性にばらつきを小さくするには、インク滴を吐出するタイミングを調整することが重要であるという認識を得るに到った。そして、この認識のもと調査を行った結果、印字周期において、最初に第１状態から第２状態に移行し始めた時点から最初に第２状態から第１状態に移行し始める時点までの時間Ａ、最初に第２状態から第１状態に移行し始める時点から２回目に第１状態から第２状態に移行し始める時点までの時間Ｂ、及び、２回目に第１状態から第２状態に移行し始める時点から２回目に第２状態から第１状態に移行し始める時点までの時間Ｃが、４．５ＡＬ≦Ａ＋Ｂ＋Ｃ≦５．４ＡＬ、２．６０ＡＬ≦Ｂ≦３．３５ＡＬ及び０．８１ＡＬ≦Ｃ≦１．１４ＡＬの関係を全て満たすとき、インクの吐出特性のばらつきが小さくなることが分かった。ここで、ＡＬとは、上記一連の動作における、圧電アクチュエータが第１状態から第２状態に移行し始めた時点から、次に第２状態から第１状態に移行し始める時点までの時間のうち、インク吐出口から吐出されるインク滴の吐出速度を最大とする時間である。

さらに、この中でも、時間Cが０．９２ＡＬ≦C≦１．０３ＡＬの関係を満たすとき、インク滴の吐出特性のばらつきが特に小さくなることが分かった。

また、流路ユニットにおいて、複数の圧力室が、互いに交差する２つの方向にマトリックス状に配列されている場合には、インク滴の吐出特性のばらつきが確実に小さくなることが分かった。

また、圧電アクチュエータが、圧電層と、圧力室に対応して圧電層を挟むように形成された一対の電極とにより構成されていている場合には、インク滴の吐出特性のばらつきが確実に小さくなることが分かった。
また、圧電アクチュエータが、一対の電極に挟まれた、圧力室から一番遠い圧電層と、流路ユニットに固定された、圧力室に一番近い圧電層とを含む複数の圧電層が積層された積層体であって、一対の電極間に電位差が生じたときに、一対の電極に挟まれた圧電層の圧電横効果に基づくユニモルフ変形によって、圧力室の容積を変化させる場合には、インク滴の吐出特性のばらつきが確実に小さくなることがわかった。

さらに、上述のようなタイミングでインク滴を吐出すれば、最初の２つのインク滴の吐出特性のばらつきが確実に小さくなるため、印字周期の間に圧電アクチュエータが第１状態から第２状態を経て再び第１状態に戻る一連の動作を２回だけ繰り返すと、複数のインク吐出口間におけるインクの吐出特性のばらつきが確実に小さくなることが分かった。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

本発明の実施の形態によるインクジェットヘッドについて説明する。図１に、本実施の形態に係るインクジェットヘッド２を含むプリンタ１を示す。図１に示すプリンタ１は、平面視において図１紙面と直交する方向に細長い矩形である４つの固定されたインクジェットヘッド２を有するラインヘッド型カラーインクジェットプリンタである。プリンタ１には、図中下方に給紙装置１１４が、図中上方に紙受け部１１６が、図中中央部に搬送ユニット１２０がそれぞれ設けられている。さらに、プリンタ１には、これらの動作を制御する制御部１００が備えられている。

給紙装置１１４は、積層された複数の矩形印刷用紙（被記録媒体）Ｐを収容可能な用紙収容部１１５と、用紙収容部１１５内において最も上にある印刷用紙Ｐを１枚ずつ搬送ユニット１２０に向けて送り出す給紙ローラ１４５とを有している。用紙収容部１１５内には、印刷用紙Ｐがその長辺と平行な方向に給紙されるように収容されている。用紙収容部１１５と搬送ユニット１２０との間には、搬送経路に沿って、二対の送りローラ１１８ａ、１１８ｂ；１１９ａ、１１９ｂが配置されている。給紙装置１１４から排出された印刷用紙Ｐは、その一方の短辺を先端として、送りローラ１１８ａ、１１８ｂによって図１中上方へ送られ、その後送りローラ１１９ａ、１１９ｂによって搬送ユニット１２０に向けて左方へと送られる。

搬送ユニット１２０は、エンドレスの搬送ベルト１１１と、搬送ベルト１１１が巻き掛けられた２つのベルトローラ１０６、１０７とを備えている。搬送ベルト１１１の長さは、２つのベルトローラ１０６、１０７間に巻き掛けられた搬送ベルト１１１に所定の張力が発生するような長さに調整されている。２つのベルトローラ１０６、１０７に巻き掛けられることによって、搬送ベルト１１１には、ベルトローラ１０６、１０７の共通接線をそれぞれ含む互いに平行な２つの平面が形成されている。これら２つの平面のうちインクジェットヘッド２と対向する方が印刷用紙Ｐの搬送面１２７となる。給紙装置１１４から送り出された印刷用紙Ｐは、その上面（印刷面）にインクジェットヘッド２によって印刷が施されつつ搬送ベルト１１１によって形成された搬送面１２７上を搬送されて、紙受け部１１６に到達する。紙受け部１１６では、印刷が施された複数の印刷用紙Ｐが重なり合うように載置される。

４つのインクジェットヘッド２は、それぞれ、その下端にヘッド本体１３を有している。ヘッド本体１３は、後述するように、ノズル８に連通した圧力室１０を含む個別インク流路３２が多数形成された流路ユニット４に、多数の圧力室１０のうち、所望の圧力室１０内のインクに圧力を与えることができる４つの圧電アクチュエータ２１が接着剤を介して貼り合わされたものである（図２及び図４参照）。そして、各圧電アクチュエータ２１には、これに印刷信号を供給するＦＰＣ（Flexible Printed Circuit：図示せず）が貼り合わされている。

ヘッド本体１３は、平面視において図１紙面と直交する方向に細長い直方体形状を有している（図２参照）。４つのヘッド本体１３は、図１紙面における左右方向に沿って互いに近接配置されている。４つのヘッド本体１３の各底面（インク吐出面）には、微小径を有する多数のノズル８が設けられている（図３参照）。ノズル８から吐出されるインク色は、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれかであって、１つのヘッド本体１３に属する多数のノズル８から吐出されるインク色は同じである。なおかつ、４つのヘッド本体１３に属する多数のインク吐出口からは、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの４色から選択された互いに異なる色のインクが吐出される。

ヘッド本体１３の底面と搬送ベルト１１１の搬送面１２７との間には、僅かな隙間が形成されている。印刷用紙Ｐは、この隙間が作る搬送経路に沿って図１中右から左へと搬送される。４つのヘッド本体１３の下方を印刷用紙Ｐが順次通過する際、印刷用紙Ｐの上面に向けてノズル８からインクが画像データに応じて吐出されることで、印刷用紙Ｐ上に所望のカラー画像が形成される（被記録媒体に対して相対移動することによって印字を行う）。

２つのベルトローラ１０６、１０７は、搬送ベルト１１の内周面１１１ｂと接している。搬送ユニット１２０の２つのベルトローラ１０６、１０７のうち、搬送経路の下流側に位置するベルトローラ１０６は、搬送モータ１７４と接続されている。搬送モータ１７４は、制御部１００の制御に基づいて回転駆動される。他方のベルトローラ１０７は、ベルトローラ１０６の回転に伴って搬送ベルト１１１から付与される回転力によって回転する従動ローラである。

ベルトローラ１０７の近傍にはニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１を挟むように配置されている。ニップローラ１３８は、搬送ユニット１２０に供給された印刷用紙Ｐを搬送面１２７に押し付けることができるように、図示しないばねによって下方に付勢されている。そしてニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１と共に印刷用紙Ｐを挟み込む。本実施の形態では、搬送ベルト１１１の外周面には粘着性のシリコンゴムによる処理が施されており、印刷用紙Ｐは搬送面１２７に確実に粘着させられる。

搬送ユニット１２０の図１中左方には剥離プレート１４０が設けられている。剥離プレート１４０は、その右端が印刷用紙Ｐと搬送ベルト１１１との間に入り込むことによって、搬送ベルト１１１の搬送面１２７に粘着させられている印刷用紙Ｐを搬送面１２７から剥離する。

搬送ユニット１２０と紙受け部１１６との間には、二対の送りローラ１２１ａ、１２１ｂ及び１２２ａ、１２２ｂが配置されている。搬送ユニット１２０から排出された印刷用紙Ｐは、その一方の短辺を先端として、送りローラ１２１ａ、１２１ｂによって図１中上方へ送られ、送りローラ１２２ａ、１２２ｂによって紙受け部１１６へ送られる。

ニップローラ１３８と最も上流側にあるインクジェットヘッド２との間には、搬送経路上における印刷用紙Ｐの先端位置を検出するために、発光素子と受光素子とから構成される光学センサである紙面センサ１３３が配置されている。

次に、ヘッド本体１３の詳細について説明する。図２は、図１に示したヘッド本体１３の平面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれたブロックの拡大平面図である。図２及び図３に示すように、ヘッド本体１３は、４つの圧力室群９を構成する多数の圧力室１０及び各圧力室１０に連通した多数のノズル８が形成された流路ユニット４を有している。流路ユニット４の上面には、千鳥状になって２列に配列された４つの台形の圧電アクチュエータ２１が接着されている。より詳細には、各圧電アクチュエータ２１は、その平行対向辺（上辺及び下辺）が流路ユニット４の長手方向に沿うように配置されている。また、隣接する圧電アクチュエータ２１の斜辺同士が、流路ユニット４の幅方向にオーバーラップしている。

圧電アクチュエータ２１の接着領域に対向した流路ユニット４の下面は、インク吐出領域となっている。図３に示すように、インク吐出領域の表面には、多数のノズル８が規則的に配列されている。流路ユニット４の上面には、多数の圧力室１０がマトリックス状に配列されており、流路ユニット４の上面において１つの圧電アクチュエータ２１に対向した領域内に存在する複数の圧力室１０が、１つの圧力室群９を構成している。後述するように、各圧力室１０には、圧電アクチュエータ２１に形成された１つの個別電極３５が対向している。なお、圧力室１０は流路ユニット４の長手方向に配列されて圧力室列を構成し、この圧力室列が１６列互いに平行に形成されている。圧電アクチュエータ２１の外形形状に対応して、各列に含まれる圧力室１０の数は、台形の長辺側から短辺側に近づくに従い少なくなっている。

流路ユニット４内には、共通インク室であるマニホールド流路５及びその分岐流路である副マニホールド流路５ａが形成されている。１つのインク吐出領域には、流路ユニット４の長手方向に延在した４本の副マニホールド流路５ａが対向している。また、マニホールド流路５には、流路ユニット４の上面に設けられているインク流入口５ｂからインクが供給される。

各ノズル８は、平面形状がほぼ菱形の圧力室１０及びアパーチャ１２を介して副マニホールド流路５ａと連通している。流路ユニット４の長手方向に延在する互いに隣接した４つのノズル列に含まれるノズル８は、同じ副マニホールド流路５ａに連通している。なお、図２及び図３において、図面を分かりやすくするために、圧電アクチュエータ２１を二点鎖線で描いていると共に、圧電アクチュエータ２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１０（圧力室群９）、アパーチャ１２を実線で描いている。

流路ユニット４に形成された多数のノズル８は、これら全てのノズル８を流路ユニット４の長手方向（用紙の搬送方向と直交する方向）に延びた仮想線上にこの仮想線と直交する方向から射影した射影点が、６００ｄｐｉで等間隔に並ぶような位置に形成されている。

ヘッド本体１３の断面構造について説明する。図４は、図３のIV−IV線における断面図である。図４に示すように、ヘッド本体１３は、流路ユニット４と圧電アクチュエータ２１とが貼り合わされたものである。そして、流路ユニット４は、上から、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６、２７、２８、カバープレート２９及びノズルプレート３０が積層された積層構造を有している。流路ユニット４の内部には、外部から供給されたインクがインク滴として吐出されるノズル８までのインク流路が形成されている。インク流路としては、インクを一時的に貯留するマニホールド流路５や副マニホールド５ａ、さらには副マニホールド５ａの出口からノズル８に至る複数の個別インク流路３２等が含まれている。各プレート２２〜３０には、このインク流路の構成要素となる凹部や孔が形成されている。

キャビティプレート２２は、圧力室１０となるほぼ菱形の孔が多数形成された金属プレートである。ベースプレート２３は、各圧力室１０とこれに対応するアパーチャ１２とを連通させるための連通孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。アパーチャプレート２４は、各アパーチャ１２となる孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。サプライプレート２５は、各アパーチャ１２と副マニホールド流路５ａとを連通させるための連通孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。マニホールドプレート２６、２７、２８は、副マニホールド流路５ａとなる孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための多数の連通孔が形成された金属プレートである。カバープレート２９は、各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成された金属プレートである。ノズルプレート３０は、ノズル８が多数形成された金属プレートである。これら９枚の金属プレートは、個別インク流路３２が形成されるように、互いに位置合わせして積層されている。

図４に示すように、圧電アクチュエータ２１は、４枚の圧電層４１、４２、４３、４４が積層された積層構造を有している。これら圧電層４１〜４４は、すべて厚みが１５μｍ程度であり、圧電アクチュエータ２１の厚さは６０μｍ程度となっている。いずれの圧電層４１〜４４も、ヘッド本体１３内の１つのインク吐出領域内に形成された多数の圧力室１０に跨って配置されるように連続した層状の平板（連続平板層）となっている。圧電層４１〜４４は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなるものである。

最上層の圧電層４１上には、図５に示すように、厚みが１μｍ程度の個別電極３５が形成されている。個別電極３５及び後述する共通電極３４は、共に、例えばＡｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる。個別電極３５は、図５（ｂ）に示すように、ほぼ菱形の平面形状を有しており、圧力室１０に対向するように且つ平面視において大部分が圧力室１０内に収まるように形成されている。したがって、図３に示すように、最上層の圧電層４１上には、そのほぼ全域にわたって多数の個別電極３５が規則的に二次元配列されている。本実施の形態では、個別電極３５が圧電アクチュエータ２１の表面だけに形成されているので、最外層である圧電層４１だけが外部電界により電歪を生じる活性領域を含むことになる。そのため、圧電アクチュエータ２１はユニモルフ変形を起こすアクチュエータとなり、その変形効率が優れたものとなる。

個別電極３５の一方の鋭角部は、キャビティプレート２２において圧電アクチュエータ２１と接着されてこれを支持している桁部（キャビティプレート２２において圧力室１０が形成されていない部分）２２ａ上にまで延出されている。そして、その延出部の先端近傍上には、厚み１５μｍ程度のランド３６が形成されている。個別電極３５とランド３６とは、電気的に接合されている。ランド３６は、例えばガラスフリットを含む金からなる。ランド３６は、個別電極３５とＦＰＣ上に形成されたコンタクトとを電気的に接続する部材である。

最上層の圧電層４１とその下側の圧電層４２との間には、シートほぼ全面に形成された厚み２μｍ程度の共通電極３４が介在している。これにより、圧電層４１は、圧力室１０に対向する部分において、個別電極３５及び共通電極３４の一対の電極によって挟まれる。なお、圧電層４２と圧電層４３の間に、電極は配置されていない。

共通電極３４は、図示しない領域において接地されている。これにより、共通電極３４は、すべての圧力室１０に対向する領域において等しくグランド電位（Ｖ２、０（Ｖ））に保持されている。多数の個別電極３５は、個別に電位を制御することができるように、それぞれがＦＰＣ上のコンタクト及び配線を介して個別に制御部１００の一部である図示しないドライバＩＣに電気的に接続されている。本実施の形態では、圧電層４１上において、個別電極３５が作る電極群を避けて表面電極が形成されている。表面電極は、スルーホールを介して共通電極と電気的に接続されているとともに、多数の個別電極３５と同様に、ＦＰＣ上の別のコンタクト及び配線と接続されている。

ここで、圧電アクチュエータ２１の動作について述べる。圧電アクチュエータ２１においては、４枚の圧電層４１〜４４のうち圧電層４１だけが個別電極３５から共通電極３４に向かう方向に分極されている。個別電極３５にはドライバＩＣにより予め所定の電圧（Ｖ１、例えば２０（Ｖ））が与えられている。これにより、個別電極３５とグランド電位に保持された共通電極３４との間に電位差が生じ、圧電層４１のうち個別電極３５と共通電極３４と挟まれた領域（活性領域）にはその厚み方向に電界が発生する。これにより、圧電層４１の活性領域が圧電横効果のために分極方向と直角方向に縮む。その他の圧電層４２〜４４は、電界が印加されないので自発的には縮まない。したがって、圧電層４１〜４４において活性領域と対向する部分には、全体として、圧力室１０側に凸となるユニモルフ変形が生じる。このとき、圧力室１０は個別電極３５に所定の電圧が与えられていないときよりも容積が小さくなっている（第１状態）。

このように個別電極３５に所定の電圧が与えられた状態から、吐出要求があったときに一旦個別電極３５をグランド電位にする。すると、圧電層４１〜４４が元の状態に戻ることにより、圧力室１０の容積は、第１状態と比較して増加し（第２状態）、副マニホールド流路５ａから圧力室１０へとインクが吸い込まれる。そして、時間Ａ（μｓ）経過後、再び個別電極３５に所定の電位を印加する。すると、所定の電位が与えられたタイミングで圧電層４１〜４４において活性領域と対向する部分が圧力室１０側に凸となるように変形し（第１状態に戻り）、圧力室１０の容積変化によりインクの圧力が上昇し、ノズル８からインクが吐出される。さらに、時間Ｂ（μｓ）経過後、個別電極３５をグランド電位にして圧力室１０の容積を増加させ（第２状態にし）、時間Ｃ（μｓ）経過後、再び個別電極３５に所定の電位を与えると、前述と同様、第１状態に戻り、ノズル８からインクが吐出される。つまり、図６に示すように、印刷用紙Ｐが搬送経路に沿って解像度に対応する単位距離だけ移動するのに要する時間である印字周期Ｔの間にパルス幅Ａ及びＣの駆動電圧パルス信号をパルス間隔Ｂで個別電極３５に与えることにより、個別電極３５の電位を一旦グランド電位にした後、再び所定の電位を与えるという一連の動作を２回繰り返し、印字周期Ｔの間にノズル８から２つのインク滴を連続して吐出する。

ここで、時間Ａは最初に第１状態から第２状態に移行し始めた時点から最初に第２状態から第１状態に移行し始める時点までの時間を示している。時間Ｂは最初に第２状態から第１状態に移行し始めた時点から２回目に第１状態から第２状態に移行し始める時点までの時間を示している。時間Ｃは２回目に第１状態から第２状態に移行し始めた時点から２回目に第２状態から第１状態に移行し始めた時点までの時間を示している。そして、時間Ａ、Ｂ、Ｃは、ノズル８から吐出されるインク滴の吐出速度が最大となるときの、第１状態から第２状態に移行し始めた時点から、次に第２状態から第１状態に移行し始める時点までの時間、つまり、圧力室１０の容積を変化させたときに発生する圧力波が反射して再び圧力室１０に戻ってくるのにかかる時間ＡＬ（μｓ）に対して、４．５ＡＬ≦Ａ＋Ｂ＋Ｃ≦５．４ＡＬ、２．６０ＡＬ≦Ｂ≦３．３５ＡＬ及び０．９２ＡＬ≦Ｃ≦１．０３ＡＬの全てを満たすように設定されている。

ここで、吐出要求があったときに個別電極３５をグランド電位にするタイミング及びその後個別電極３５に再び所定の電位を付与するタイミング、つまり、前述の時間Ａ、Ｂ、Ｃについて説明する。時間Ａ、Ｂ、Ｃは、複数のノズル８から吐出されるインク滴の吐出特性にばらつきが生じないように設定される必要がある。そして、時間Ａ、Ｂ、Ｃを決定するために、図７（ａ）に示すように、６００ｄｐｉで並んでいる複数のノズル８のうち、１つおきに配置された半分から前述の方法でインクを吐出させて印刷用紙Ｐの上半部に印刷用紙Ｐの搬送経路に沿う方向と平行に延びた複数の直線Ｌ１を印字した後、残りの半分のノズル８からインクを吐出して、印刷用紙Ｐの下半部に同様の複数の直線Ｌ１を印字する。そして、印字したものの中に、図７（ｂ）に示すように、直線Ｌ１から外れた位置に着弾したインク滴Ｓ１、又は、印刷用紙Ｐの搬送経路に沿う方向と平行な方向からずれて印字された直線Ｌ２が存在するか否か、並びに、インク滴Ｓ１の着弾位置及び直線Ｌ２の印刷用紙Ｐの搬送方向に沿う方向に対するずれ角により、複数のノズル８においてインク滴の吐出特性にばらつきが大きいか否かを判断する。なお、このように複数のノズル８から２度に分けてそれぞれ別々の場所に印字を行っているのは、隣接する直線Ｌ１の間に十分な隙間をあけ、このようなインクの吐出特性のばらつきの判断しやすくするためである。

そして、時間ＡをＡＬ±１（μｓ）、時間Ｂを０．３２４ＡＬ〜３．３５１ＡＬ（μｓ）、時間Ｃを０．１０８ＡＬ〜１．２４３ＡＬ（μｓ）の範囲で変化させ、上述のような印字及び判断を行う。なお、本実施の形態のノズル８は、図４に示すように、テーパ部８ａとこれに連続するストレート部８ｂとから構成されている。また、ストレート部８ｂの開口径（ノズル径）は２０〜２５μｍである。

このような印字及び判断を行った結果の一例が図８の表である。図８の表では、時間Ｂと時間Ｃとが交差する位置にそのときの時間（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）を表しており、表の数値は、時間Ｂ、時間Ｃ及び時間（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）がそれぞれＡＬの何倍であるかを示している。このうち、インク滴Ｓ１及び直線Ｌ２が１つも印字されなかったものには数値に下線を付している。この結果から、４．５ＡＬ≦Ａ＋Ｂ＋Ｃ≦５．４ＡＬ、２．６０ＡＬ≦Ｂ≦３．３５ＡＬ及び０．８１ＡＬ≦Ｃ≦１．１４ＡＬを全て満たすとき（図８の二重線で囲まれた範囲）に、複数のノズル８におけるインク滴の吐出特性のばらつきが小さくなっていると判断した。なお、この範囲には図８の数値に下線がないものも含まれているが、これらの場合は、インク滴Ｓ１又は直線Ｌ２が存在しているが、インク滴Ｓ１の場合には直線Ｌ１と比較的近い位置に着弾しており、直線Ｌ２の場合には印刷用紙Ｐの搬送経路に沿う方向に対するずれ角が比較的小さくなっており、複数のノズル８におけるインク滴の吐出特性のばらつきは小さいと判断した。

さらに、この中でも、０．９２ＡＬ≦Ｃ≦１．０３ＡＬを満たす場合（図８の太線で囲まれる範囲）には、インク滴Ｓ１及び直線Ｌ２のいずれも印字されることがなく、複数のノズル８におけるインク滴の吐出特性のばらつきは特に小さくなっていると判断した。

以上に説明した実施の形態では、吐出要求があったときに１つのノズル８から２つのインク滴を連続して吐出するインクジェットヘッド２において、図６に示す駆動電圧パルス信号の時間Ａ、Ｂ、Ｃを、４．５ＡＬ≦Ａ＋Ｂ＋Ｃ≦５．４ＡＬ、２．６０ＡＬ≦Ｂ≦３．３５ＡＬ及び０．８１ＡＬ≦Ｃ≦１．１４ＡＬを全て満たすように設定されているため、複数の個別インク流路３２にばらつきがあっても、複数のノズル８におけるインク滴の吐出特性のばらつきが小さくなる。

さらに、この中でも時間Ｃが、０．９２ＡＬ≦Ｃ≦１．０３ＡＬを満たす範囲になるように設定されているので、複数のノズルにおけるインク滴の吐出特性のばらつきは確実に小さくなる。

また、複数の圧力室１０が互いに交差する２つの方向にマトリックス状に配列されているので、複数のノズル８間におけるインクの吐出特性のばらつきが確実に小さくなる。

また、圧電アクチュエータ２１が、圧電層４１と、圧力室１０に対向する位置に圧電層４１を挟むように形成された一対の電極（個別電極３５と共通電極３４）とによって構成されているので、複数のノズル８間におけるインクの吐出特性のばらつきが確実に小さくなる。

また、複数のノズル８から上述のように吐出された２つのインク滴は、吐出特性のばらつきが小さくなっており、印字周期の間に１つのノズル８からインク滴を２つだけ吐出して印字を行うため、複数のノズル８におけるインクの吐出特性のばらつきが確実に小さくなる。

なお、本実施の形態では、印字周期の間に１つのノズル８から２つのインク滴を吐出していたが、吐出するインク滴は３つ以上であってもよい。この場合、最初の２つのインク滴については本実施の形態と同様のタイミングでインクの吐出を行えば、吐出特性にばらつきが生じないので、３つめ以降のインク滴を吐出するタイミングを適宜調整すれば複数のノズル８間でインクの吐出特性のばらつきを小さくすることができる。

本発明における実施の形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。 図１のヘッド本体の平面図である。 図２の部分拡大図である。 図３のIV−IV線断面図である。 （ａ）は図４の圧電アクチュエータ付近の拡大図であり、（ｂ）は（ａ）の個別電極３５の平面図である。 個別電極３５に与える駆動電圧パルスを示す図である。 正常に印字が行われたか否かを判断する方法を示す図である。 図７の方法による結果を示す表である。

１ インクジェットプリンタ
２ インクジェットヘッド
４ 流路ユニット
８ ノズル
１０ 圧力室
２１ 圧電アクチュエータ
３４ 共通電極
３５ 個別電極
１００ 制御部

Claims (6)

1. 被記録媒体にインクを吐出する複数のインク吐出口に連通した複数の圧力室を含む流路ユニット、及び、前記複数の圧力室の容積をＶ１とする第１状態と前記圧力室の容積をＶ１よりも大きいＶ２とする第２状態とを取り得る圧電アクチュエータを有し、前記被記録媒体に対して相対移動することによって印字を行うインクジェットヘッドと、
   前記相対移動において、前記被記録媒体及び前記インクジェットヘッドのいずれか一方が、前記印字の解像度に対応する単位距離だけ移動するのに要する時間である印字周期の間に、前記圧電アクチュエータが前記第１状態から前記第２状態を経て再び前記第１状態に戻る一連の動作を複数回繰り返すことによって１つの前記インク吐出口から複数のインク滴を連続して吐出するように前記圧電アクチュエータに駆動パルス信号を供給する制御手段とを備え、
   前記一連の動作における、前記圧電アクチュエータが前記第１状態から前記第２状態に移行し始めた時点から、次に前記第２状態から前記第１状態に移行し始める時点までの時間であって、前記インク吐出口から吐出されるインク滴の吐出速度を最大とする前記時間をＡＬとすると、
   前記印字周期において、最初に前記第１状態から前記第２状態に移行し始めた時点から最初に前記第２状態から前記第１状態に移行し始める時点までの時間Ａ、最初に前記第２状態から前記第１状態に移行し始める時点から２回目に前記第１状態から前記第２状態に移行し始める時点までの時間Ｂ、及び、２回目に前記第１状態から前記第２状態に移行し始める時点から２回目に前記第２状態から前記第１状態に移行し始める時点までの時間Ｃが、４．５ＡＬ≦Ａ＋Ｂ＋Ｃ≦５．４ＡＬ、２．６０ＡＬ≦Ｂ≦３．３５ＡＬ及び０．８１ＡＬ≦Ｃ≦１．１４ＡＬの関係を全て満たすように、前記制御手段が前記圧電アクチュエータに前記駆動パルス信号を供給することを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記時間Ｃが、０．９２ＡＬ≦C≦１．０３ＡＬの関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記流路ユニットにおいて、前記複数の圧力室が、互いに交差する２つの方向にマトリックス状に配列されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタ。
4. 前記圧電アクチュエータが、圧電層と、前記圧力室に対応して前記圧電層を挟むように形成された一対の電極とにより構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。
5. 前記圧電アクチュエータは、
   前記一対の電極に挟まれた、前記圧力室から一番遠い前記圧電層と、
   前記流路ユニットに固定された、前記圧力室に一番近い前記圧電層とを含む複数の前記圧電層が積層された積層体であって、
   前記一対の電極間に電位差が生じたときに、前記一対の電極に挟まれた前記圧電層の圧電横効果に基づくユニモルフ変形によって、前記圧力室の容積を変化させることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットプリンタ。
6. 前記印字周期の間に、前記圧電アクチュエータが前記第１状態から前記第２状態を経て再び前記第１状態に戻る一連の動作を２回だけ繰り返すように、前記制御手段が前記圧電アクチュエータに前記駆動パルス信号を供給することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。

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