JP5003775B2 - 液滴吐出装置 - Google Patents

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Description

本発明は、吐出口からインク滴等の液滴を吐出する液滴吐出装置に関する。
液滴吐出装置の一例であるインクジェット式プリンタにおいて、吐出口に形成されたメニスカスの状態を維持するため、圧電アクチュエータを用いて、先端に吐出口を有する流路内のインクに、吐出口からインク滴を吐出させない程度のエネルギーを付与し、メニスカスを振動させるという技術(不吐出フラッシング)が知られている(特許文献1参照)。特に、粘度や速乾性の高いインクを用いた場合、吐出口近傍においてインクの増粘や固化が生じ易いが、不吐出フラッシングを行うことで、メニスカスの状態を維持し、記録品質を良好に保つことができる。
特開2006‐167506号公報
しかしながら、特許文献1によると、不吐出フラッシングに係る電圧が印加される圧電素子は、画像データに基づく記録吐出動作に係る電圧が印加される圧電素子と同じである。このように記録吐出動作に用いられる圧電素子を不吐出フラッシングにも用いる場合、不吐出フラッシングを行う分だけ圧電素子の変形回数が増加し、圧電素子の圧電性能の劣化、ひいては圧電素子を含むアクチュエータの耐久性の悪化が生じてしまう。
本発明の目的は、アクチュエータの耐久性悪化を抑制しつつ、メニスカスを振動させて記録品質を良好に保つことが可能な液滴吐出装置を提供することである。
上記目的を達成するため、本発明の観点によると、液滴を吐出する吐出口を有する液体流路、及び、前記液体流路の一部分が露出する開口が設けられた表面を含む流路形成体と、前記流路形成体の前記表面に前記開口と対向して配置された積層体を含み、前記開口内の液体にエネルギーを付与するアクチュエータであって、積層方向に関して電極に挟まれた第1圧電層及び第2圧電層が前記開口に近い方から順に積層された前記積層体を含むアクチュエータと、前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段であって、前記吐出口から液滴を吐出させる吐出駆動信号、及び、前記吐出口から液滴を吐出させない範囲で前記吐出口に形成されたメニスカスを振動させる不吐出駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、記録媒体に記録される画像に係る画像データに基づいて、前記駆動信号生成手段が生成した前記吐出駆動信号に対応する電圧を前記第1及び第2圧電層の一方に印加することで、当該一方のみを駆動し、且つ、前記吐出駆動信号に対応する電圧が前記一方の圧電層に印加されないいずれかの期間に、前記駆動信号生成手段が生成した前記不吐出駆動信号に対応する電圧を前記第1及び第2圧電層の他方に印加することで、当該他方のみを駆動する電圧印加手段とを備えていることを特徴とする液滴吐出装置が提供される。
上記観点によれば、記録吐出動作用とメニスカス振動用(不吐出フラッシング用)とに役割分担された第1及び第2圧電層という2つの圧電層をアクチュエータに設けたことで、1の圧電層を記録吐出動作及び不吐出フラッシングの両方に用いる場合に比べ、記録吐出動作用圧電層の電圧印加による変形回数を低減することができる。そのため、記録吐出動作用圧電層の圧電性能劣化が抑制され、ひいては圧電層を含むアクチュエータの耐久性悪化が抑制される。つまり上記観点によれば、アクチュエータの耐久性悪化を抑制しつつ、メニスカスを振動させて記録品質を良好に保つことが可能である。
前記第2圧電層が、前記積層体に含まれる圧電層のうち前記流路形成体の前記表面から最も離隔した最外層であり、前記第2圧電層における前記流路形成体と反対側の表面に形成された表面電極が、前記積層方向から見て、前記開口と相似な形状及び前記開口よりも小さなサイズを有してよい。この場合、表面電極の開口に対する形状及びサイズから、第2圧電層の変形効率を向上させることができる。また、第2圧電層が最外層であるため、表面電極の開口に対する位置合わせを高精度且つ容易に行うことができる。
前記一方の圧電層が前記第2圧電層であり、前記他方の圧電層が前記第1圧電層であってよい。この場合、最外層であって変形効率の良い第2圧電層を記録吐出動作用とすることで、記録に係る吐出が効率よく行われ、記録品質の向上が実現される。
前記他方の圧電層における前記流路形成体と反対側の表面に形成された電極が、前記積層方向から見て、前記開口よりも大きなサイズを有してよい。この構成によれば、上記電極が形成された圧電層が焼成により収縮した場合でも、開口に対する上記電極の位置合わせを高精度且つ容易に行うことができる。これにより、他方の圧電層の変形効率が高まり、不吐出フラッシングにおいて各吐出口のメニスカスを確実に振動させることができる。
前記他方の圧電層における前記流路形成体と反対側の表面に形成された電極が、前記開口にそれぞれ対向する複数の個別部、及び、前記個別部同士を互いに接続する複数の接続部を含んでよい。この場合、上記電極に対する配線構造の簡素化を実現することができる。
前記アクチュエータが、前記積層体と前記流路形成体との間において前記開口を封止するよう配置された振動板を有してよい。この場合、アクチュエータにおいて、振動板を用いたユニモルフ型、バイモルフ型、又はマルチモルフ型等の変形を実現可能である。さらに、積層体と流路形成体との間に振動板を介在したことで、積層体の各圧電層の駆動時に流路形成体の開口内の液体成分が移行することによる短絡等の電気的不具合を防止することができる。
前記積層体において、前記流路形成体の前記表面に最も近い電極が接地された接地電極であってよい。流路形成体の表面に最も近い電極が電気的に接地されていない場合、開口内の液体と当該電極との間に電位差が生じ、開口内の液体成分の移行により短絡が生じ得るが、上記構成によれば、このような問題を回避することができる。
前記接地電極が、当該接地電極が形成された表面の全体に亘って延在していてよい。この場合、漏れ電界に起因した電気的不具合(例えば、流路形成体の開口内の液体成分の電気浸透による電気的短絡)が防止される。
前記第1及び第2圧電層が、前記積層方向に沿って互いに同じ方向に分極されていてよい。第1及び第2圧電層において積層方向の分極方向が互いに逆の場合、第1及び第2圧電層を同じ方向に変位させるには、これら2つの圧電層に挟まれた接地電極(共通電極)以外に、流路形成体の表面に最も近い位置に配置された遮断電極(記録吐出動作及び不吐出フラッシングの両方の期間において接地される電極)を新たに追加する必要がある。遮断電極は、接地電極と同様に接地された電極であり、接地電極とで圧電層を挟む電極が及ぼす電界をインクに対して遮断する。この場合、追加された遮断電極が剛体として機能し、アクチュエータの変形を阻害する要因となる。これに対し、上記構成によれば、接地電極を上記流路形成体の表面に最も近い電極の1つのみとすることができ、アクチュエータの変形効率の悪化が抑制される。
前記第1及び第2圧電層が、前記積層方向に関して他の圧電層を介さず電極のみを介して隣接配置されており、前記電圧印加手段は、前記吐出駆動信号が供給されないいずれかの期間に、前記接地電極に対する電位が、前記第1圧電層における前記流路形成体と反対側の表面に形成された電極と、前記第2圧電層における前記流路形成体と反対側の表面に最も近い位置に配置された電極とで、同じになるよう制御してよい。この場合、不吐出フラッシング時に記録吐出動作用の一方の圧電層に電界が生じないため、当該一方の圧電層の圧電性能劣化をより確実に抑制することができる。
前記電圧印加手段は、前記吐出駆動信号が供給されないいずれかの期間に、前記一方の圧電層における前記流路形成体と反対側の表面に最も近い位置に配置された電極と、前記一方の圧電層における前記流路形成体側の表面に最も近い位置に配置された電極とが互いに同じ電位になるよう制御してよい。この場合にも、不吐出フラッシング時に記録吐出動作用の一方の圧電層に電界が生じないため、当該一方の圧電層の圧電性能劣化をより確実に抑制することができる。
前記記録媒体に記録される画像の解像度に対応する単位距離だけ前記記録媒体が前記流路形成体に対して相対移動するのに要する時間を1記録周期としたとき、前記電圧印加手段は、前記1記録周期内に、前記吐出駆動信号に対応する最後のパルス状の電圧が前記一方の圧電層に印加された後、前記不吐出駆動信号に対応するパルス状の電圧を前記他方の圧電層に印加してよい。この場合、記録周期内に不吐出フラッシングを行うことで、吐出性能を維持することができ、良好な記録品質をより確実に保つことができる。
前記駆動信号生成手段は、前記1記録周期内において前記吐出口から互いに異なる量の液滴を吐出させる複数種類の前記吐出駆動信号を生成し、前記電圧印加手段は、前記1記録周期の開始時点から、前記複数種類のうち最大量の液滴を吐出させる吐出駆動信号に対応するパルス状の電圧の印加に必要な時間の経過後、前記不吐出駆動信号に対応するパルス状の電圧を前記他方の圧電層に印加してよい。この場合、吐出駆動信号の種類に関わらず、他方の圧電層に対して所定のタイミングで不吐出駆動信号に対応するパルス状の電圧が印加されることになるため、制御が容易である。また、不吐出フラッシングが所定のタイミングで行われることから、不吐出フラッシングによる残留振動が生じた場合でも、当該残留振動の次の記録周期への影響が均一化され、一定の記録品質を維持することができる。
前記電圧印加手段は、複数の前記記録媒体が順次前記流路形成体に対して相対移動することにより連続記録が行われている間であって、1の記録媒体に対する記録が終了し、次の記録媒体に対する記録が行われる前の、前記吐出口が前記記録媒体の記録領域に対向していない期間に、前記不吐出駆動信号に対応する電圧を前記他方の圧電層に印加してよい。この場合、連続記録中に、1の記録媒体に対する記録が終了して次の記録媒体に対する記録が行われる前の、記録媒体が切り換わるタイミングに対応して、不吐出フラッシングを行うことで、良好な記録品質をより確実に且つ効率よく保つことができる。
前記電圧印加手段は、前記吐出駆動信号に対応するパルス状の電圧が前記一方の圧電層に印加されている期間に、前記他方の圧電層に一定の電圧を印加してよい。この場合、一方の圧電層に印加される電圧の変化を抑制することができる。
前記駆動信号生成手段は、前記吐出駆動信号に対応する電圧が前記一方の圧電層に印加されていない期間に前記吐出口から液滴を吐出させる予備吐出駆動信号をさらに生成し、前記電圧印加手段は、前記一方の圧電層に生じる最大電界が前記他方の圧電層に生じる最大電界よりも小さくなるように、前記予備吐出駆動信号に対応する電圧を前記他方の圧電層に印加してよい。この場合、予備吐出駆動信号に係る予備吐出により、メニスカス再生を行うことができる。また、予備吐出の際に記録吐出動作用である一方の圧電層に生じる電界を抑制することで、当該一方の圧電層の圧電性能劣化をより確実に抑制することができる。
前記不吐出駆動信号は前記吐出駆動信号よりも高い周波数を有してよい。この場合、不吐出フラッシングにおいてメニスカスをより効率よく振動させることができる。即ち、不吐出フラッシングを短時間で効率よく行うことができるため、記録時間全体としての短縮、即ち高速記録を実現可能である。
本発明によると、記録吐出動作用とメニスカス振動用(不吐出フラッシング用)とに役割分担された第1及び第2圧電層という2つの圧電層をアクチュエータに設けたことで、アクチュエータの耐久性悪化を抑制しつつ、メニスカスを振動させて記録品質を良好に保つことが可能である。
本発明に係る液滴吐出装置の一実施形態としてのインクジェット式プリンタの内部構造を示す概略側面図である。 図1のプリンタに含まれるインクジェットヘッドの流路ユニット及びアクチュエータユニットを示す平面図である。 図2の一点鎖線で囲まれた領域IIIを示す拡大図である。 図3のIV−IV線に沿った部分断面図である。 インクジェットヘッドの縦断面図である。 (a)は、図2のアクチュエータユニットを示す部分断面図である。(b)は、図2のアクチュエータユニットに含まれる表面電極を示す平面図である。(c)は、図2のアクチュエータユニットに含まれる内部電極を示す平面図である。 (a)及び(b)は1の用紙に対する記録中における表面電極及び内部電極の電位変化をそれぞれ示すグラフである。 プリンタのコントローラの機能部を示すブロック図である。 プリンタのコントローラが行う記録動作に係る処理を説明するフローチャートである。 本発明に係る液滴吐出装置の一実施形態としてのインクジェット式プリンタに含まれるアクチュエータユニットの一変形例を示す部分断面図である。
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。
先ず、図1を参照し、本発明に係る液滴吐出装置の一実施形態としてのインクジェット式プリンタ1の全体構成について説明する。
プリンタ1は、直方体形状の筐体1aを有する。筐体1aの天板上部には、排紙部31が設けられている。筐体1aの内部空間は、上から順に空間A,B,Cに区分できる。空間A及びBは、排紙部31に連なる用紙搬送経路が形成された空間である。空間Aでは、用紙Pの搬送と用紙Pへの画像形成が行われる。空間Bでは、給紙に係る動作が行われる。空間Cには、インク供給源としてのインクカートリッジ40が収容されている。
空間Aには、4つのインクジェットヘッド10、用紙Pを搬送する搬送ユニット21、搬送ユニット21に付随したメンテナンス機構400a(図8参照)、用紙Pをガイドするガイドユニット300a(図8参照)等が配置されている。空間Aの上部には、これらの機構を含めたプリンタ1各部の動作を制御してプリンタ1全体の動作を司るコントローラ1pが配置されている。
コントローラ1pは、外部から供給された画像データに基づいて、用紙Pに画像が形成されるよう、画像形成に係わる準備動作、用紙Pの供給・搬送・排出動作、用紙Pの搬送に同期したインク吐出動作、吐出性能の回復維持動作(メンテナンス動作)等を制御する。コントローラ1pのハード構成や、プログラムにより実現されるコントローラ1pの機能については、後述する。
各ヘッド10は、主走査方向に長尺な略直方体形状を有するラインヘッドである。4つのヘッド10は、副走査方向に所定ピッチで並び、ヘッドフレーム3を介して筐体1aに支持されている。ヘッド10は、流路ユニット12、8つのアクチュエータユニット17(図2参照)、及びリザーバユニット11を含む。画像形成に際して、4つのヘッド10の下面(吐出面2a)からはそれぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインク滴が吐出される。ヘッド10のより具体的な構成については後に詳述する。
搬送ユニット21は、図1に示すように、ベルトローラ6,7及び両ローラ6,7間に巻回されたエンドレスの搬送ベルト8に加え、搬送ベルト8の外側に配置されたニップローラ4及び剥離プレート5、搬送ベルト8の内側に配置されたプラテン9等を有する。
ベルトローラ7は、駆動ローラであって、搬送モータ(図示せず)の駆動により回転し、図1中時計回りに回転する。ベルトローラ7の回転に伴い、搬送ベルト8が図1中の太矢印方向に走行する。ベルトローラ6は、従動ローラであって、搬送ベルト8が走行するのに伴って、図1中時計回りに回転する。ニップローラ4は、ベルトローラ6に対向配置され、上流側ガイド部(後述)から供給された用紙Pを搬送ベルト8の外周面8aに押さえつける。剥離プレート5は、ベルトローラ7に対向配置され、用紙Pを外周面8aから剥離して下流側ガイド部(後述)へと導く。プラテン9は、4つのヘッド10に対向配置され、搬送ベルト8の上側ループを内側から支える。これにより、外周面8aとヘッド10の吐出面2aとの間に、画像形成に適した所定の間隙が形成される。
メンテナンス機構400a(図8参照)は、インク強制供給用ポンプ、インク排出用ポンプ、廃インク溜、ワイパ、ワイパ移動機構、キャップ、キャップ移動機構(いずれも図示せず)等を含み、予備吐出、パージ、ワイピング、キャッピング等の、メンテナンス動作を行う。
ガイドユニット300a(図8参照)は、搬送ユニット21を挟んで配置された、上流側ガイド部及び下流側ガイド部を含む。上流側ガイド部は、2つのガイド27a,27b及び一対の送りローラ26を有する。当該ガイド部は、給紙ユニット1b(後述)と搬送ユニット21とを繋ぐ。下流側ガイド部は、2つのガイド29a,29b及び二対の送りローラ28を有する。当該ガイド部は、搬送ユニット21と排紙部31とを繋ぐ。
空間Bには、給紙ユニット1bが筐体1aに対して着脱可能に配置されている。給紙ユニット1bは、給紙トレイ23及び給紙ローラ25を有する。給紙トレイ23は、上方に開口する箱であり、複数種類のサイズの用紙Pを収納可能である。給紙ローラ25は、給紙トレイ23内で最も上方にある用紙Pを送り出し、上流側ガイド部に供給する。
上述したように、空間A及びBに、給紙ユニット1bから搬送ユニット21を介して排紙部31に至る用紙搬送経路が形成されている。記録指令に基づいて、コントローラ1pは、給紙ローラ25用の給紙モータ(図示せず)、各ガイド部の送りローラ用の送りモータ(図示せず)、搬送モータ等を駆動する。給紙トレイ23から送り出された用紙Pは、送りローラ26によって、搬送ユニット21に供給される。用紙Pが各ヘッド10の真下を副走査方向に通過する際、順に吐出面2aからインク滴が吐出されて、用紙P上にカラー画像が形成される。インク滴の吐出動作は、用紙センサ32からの検出信号に基づいて行われる。用紙Pは、その後剥離プレート5により剥離され、2つの送りローラ28によって上方に搬送される。さらに用紙Pは、上方の開口30から排紙部31に排出される。
ここで、副走査方向とは、搬送ユニット21による用紙Pの搬送方向と平行な方向であり、主走査方向とは、水平面に平行且つ副走査方向に直交する方向である。
空間Cには、インクユニット1cが筐体1aに対して着脱可能に配置されている。インクユニット1cは、カートリッジトレイ35、及び、トレイ35内に並んで収納された4つのカートリッジ40を有する。各カートリッジ40は、インクチューブ(図示せず)を介して、対応するヘッド10にインクを供給する。
次に、図2〜図5を参照し、ヘッド10の構成についてより詳細に説明する。なお、図3では、アクチュエータユニット17の下側にあって点線で示すべき圧力室16及びアパーチャ15を実線で示している。
図5に示すように、ヘッド10は、流路ユニット12、アクチュエータユニット17、リザーバユニット11、及び基板64が積層した積層体である。このうち、アクチュエータユニット17、リザーバユニット11、及び基板64が、流路ユニット12の上面12xとカバー65とにより形成される空間に、収容されている。当該空間内に、FPC(平型柔軟基板)50は、アクチュエータユニット17と基板64とを電気的に接続している。FPC50には、ドライバIC57が実装されている。
カバー65は、図5に示すように、トップカバー65a及びサイドカバー65bを含む。カバー65は、下方に開口する箱であり、流路ユニット12の上面12xに固定されている。両カバー65a,65bの境界及びサイドカバー65bと上面12xとの境界には、シリコン剤が充填されている。サイドカバー65bは、アルミ製の板からなり、放熱板としても機能する。ドライバIC57は、サイドカバー65bの内面に当接し、カバー65bと熱的に結合している。なお、当該熱的結合を確実にするため、ドライバIC57は、リザーバユニット11の側面に固定された弾性部材(例えばスポンジ)58によってサイドカバー65b側に付勢されている。
リザーバユニット11は、貫通孔や凹部がそれぞれ形成された4枚の金属プレート11a〜11dを互いに接着した積層体である。リザーバユニット11の内部には、インク流路が形成されている。プレート11cに、インクを一時的に貯留するリザーバ72が形成されている。当該インク流路の一端はチューブ等を介してカートリッジ40に接続し、他端はリザーバユニット11下面に開口している。プレート11dの下面には、図5に示すように、凹凸が形成されており、凹部によってプレート11dと上面12xとの間に空間が形成されている。アクチュエータユニット17は、当該空間内で上面12xに固定されている。プレート11dの下面の凹部と、アクチュエータユニット17上のFPC50との間には、若干の間隙が形成されている。プレート11dには、リザーバ72に連通するインク流出流路73(リザーバユニット11のインク流路の一部)が形成されている。当該流路73は、プレート11dの下面の凸部の先端面(即ち、上面12xとの接合面)に開口している。
流路ユニット12は、略同一サイズの矩形状の9枚の金属プレート12a,12b,12c,12d,12e,12f,12g,12h,12i(図4参照)を互いに接着した積層体である。図2に示すように、流路ユニット12の上面12xには、インク流出流路73の開口73aに対向する開口12yが形成されている。流路ユニット12の内部には、開口12yから吐出口14aに繋がるインク流路が形成されている。当該インク流路は、図2、図3、及び図4に示すように、開口12yを一端に有するマニホールド流路13、マニホールド流路13から分岐した副マニホールド流路13a、及び、副マニホールド流路13aの出口から圧力室16を介して吐出口14aに至る個別インク流路14を含む。個別インク流路14は、図4に示すように、吐出口14a毎に形成されており、流路抵抗調整用の絞りとして機能するアパーチャ15を含む。さらに、上面12xには、多数の圧力室16が開口している。圧力室16の開口は、それぞれ略菱形形状であり、マトリクス状に配置されることで、平面視で略台形領域を占める計8つの圧力室群を構成している。吐出面2aに開口した吐出口14aも、圧力室16と同様、マトリクス状に配置されることで、平面視で略台形領域を占める計8つの吐出口群を構成している。
アクチュエータユニット17は、図2に示すように、それぞれ台形の平面形状を有し、流路ユニット12の上面12xにおいて2列の千鳥状に配置されている。また、図3に示すように、各アクチュエータユニット17は、圧力室群(吐出口群)の占める台形領域上に配置されている。いずれのアクチュエータユニット17も、その長辺のうち台形の下底部分が、流路ユニット12の副走査方向端部に近接している。アクチュエータユニット17は、リザーバユニット下面の凸部を避けて配置され、その台形の下底部分が、主走査方向に関して両側から開口12y(開口73a)によって挟まれている。
FPC50は、アクチュエータユニット17毎に設けられており、アクチュエータユニット17の各電極に対応する配線がドライバIC57の出力端子にそれぞれ接続されている。FPC50は、コントローラ1p(図1参照)による制御の下、基板64で調整された各種駆動信号をドライバIC57に伝達し、ドライバIC57で生成された各駆動電位をアクチュエータユニット17に伝達する。駆動電位は、アクチュエータユニット17の各電極に対し、選択的に印加される。
次に、図6を参照し、アクチュエータユニット17の構成について説明する。
アクチュエータユニット17は、図6(a)に示すように、2つの圧電層17a,17bの積層体、及び、当該積層体と流路ユニット12との間に配置された振動板17cを有する。圧電層17a,17b及び振動板17cは共に、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系のセラミック材料からなるシート状部材である。圧電層17a,17b及び振動板17cは、圧電層17a,17bの厚み方向(圧電層17a,17bの積層方向)から見て、同一のサイズ及び形状(台形形状)を有する。振動板17が、流路ユニット12の上面12xに形成された圧力室群(多数の圧力室16)の開口を塞いでいる。最も外側の圧電層17aの厚みは、圧電層17bの厚みと振動板17cの厚みとの和以上である。圧電層17a,17bは、積層方向に沿って互いに同じ方向に分極されている。
圧電層17aの上面には圧力室16にそれぞれ対応する多数の表面電極18、圧電層17aとその下側の圧電層17bとの間には内部電極19、圧電層17bとその下側の振動板17cとの間には共通電極20がそれぞれ形成されている。振動板17cの下面に電極は形成されていない。
各表面電極18は、図6(b)に示すように、略菱形形状の主電極領域18a、主電極領域18aの一方の鋭角部から延出した延出部18b、及び、延出部18b上に形成されたランド18cを含む。主電極領域18aは圧力室16の開口と相似な形状を有し、平面視で圧力室16の開口内に配置されている。主電極領域18aのサイズは、圧力室16の開口よりも一回り小さい。延出部18bは、圧力室16との対向領域外まで延び、その先端にランド18cが配置されている。ランド18cは、平面視で、円形の外形を有し、圧力室16とは対向していない。ランド18cは、圧電層17aの上面から50μm程の高さを有し、FPC50の配線の端子と電気的に接続されている。圧電層17aとFPC50とは、当該接続点以外で、略50μmの間隙を介して対向している。これにより、アクチュエータユニット17の自由な変形が確保される。
内部電極19は、図6(c)に示すように、圧力室16の開口にそれぞれ対向する多数の個別部19a、及び、個別部19a同士を互いに接続する多数の接続部19bを含む。各個別部19aは、圧電層17a,17bの積層方向から見て、圧力室16の開口と相似な形状及び圧力室16の開口よりも一回り大きなサイズを有し、圧力室16の開口(図6(c)の点線部)を含むように配置されている。個別部19a同士は、接続部19bによって互いに接続されているため、同一電位に保持される。
共通電極20は、1のアクチュエータユニット17に対応する全圧力室16に共通の電極であり、振動板17c及び圧電層17bの全面に亘って形成されている。これにより、各圧電層17a,17bに生じる電界が圧力室16側に対して遮断される。
圧電層17aの上面には、内部電極用ランド(図示せず)及び共通電極用ランド(図示せず)が形成されている。内部電極用ランドは、圧電層17aのスルーホールを介して内部電極19と電気的に接続され、共通電極用ランドは、圧電層の17a,17bを貫通するスルーホールを介して共通電極20と電気的に接続されている。各スルーホール内には導電体が充填されている。圧電層17aの上面において、内部電極用ランドは台形の各辺の略中央に、共通電極用ランドは台形の各角部付近に、それぞれ配置されている。各ランドは、FPC50の端子と接続されている。このうち、共通電極用ランドは接地された配線と、内部電極用ランドはドライバIC57の出力端子から延びた配線と、それぞれ接続されている。
ここで、各圧電層17a,17bの電極18,19,20に挟まれた部分が、活性部として機能する。アクチュエータユニット17は、対応する圧力室群の各圧力室16の開口に対向し且つ上下に積層された圧電層17a,17bの活性部の変形によって圧力室16内のインクにエネルギーを付与する。上下に積層された活性部は、圧力室16毎に設けられており、圧力室16毎に独立して変形可能である。即ち、アクチュエータユニット17は、圧力室16毎の圧電型アクチュエータを含む。各活性部は、d31、d33、d15から選らばれる少なくとも1つの振動モード(本実施形態ではd31)で変位する。振動板17cにおいて積層方向に関して活性部に対向した部分(非活性部)は、電界を印加しても自発的に変形しない。このように、本実施形態のアクチュエータは、2の活性部及び1の非活性部を積層した、所謂ユニモルフタイプの圧電アクチュエータである。例えば、分極方向と同じ方向に電界が印加されると、圧電層17aの活性部は、圧電横効果により面方向に収縮するが、圧電層17b及び振動板17cは、自発的に変形せず、圧電層17aの活性部の変位を制限する層として機能する。このとき両者間(圧電層17aと、圧電層17b及び振動板との間)に歪み差が生じることで、アクチュエータは全体として圧力室16に向かって凸となるよう変形する。
アクチュエータユニット17において、上下に積層された2つの活性部は、互いに役割が異なっている。即ち、圧電層17aの活性部の変位は画像形成に係るインク滴の吐出に寄与する一方、圧電層17bの活性部の変位はメニスカスの振動に寄与する。このように、上下に積層された2つの活性部間で、役割分担がなされている。各アクチュエータは、振動板17cを共有する2つのユニモルフ型圧電素子の積層体であるともいえる。
画像形成に際しては、内部電極19が接地電位とされ、圧電層17aのみ駆動(変位)する。コントローラ1pが記録令を受信する前、全表面電極18は共通電極20と異なる電位(例えば、図7(a)に示すように28V)に保持され、アクチュエータユニット17に含まれる全アクチュエータは圧力室16に向かって凸となるように変形した状態で保持されている。記録指令を受信すると、コントローラ1pは、記録データに基づく駆動電位の印加を開始する。先ず、一旦、表面電極18を共通電極20と同じ接地電位にする。このとき圧力室16の容積が増加し、副マニホールド流路13aから圧力室16へのインク補給が開始される。その後、補給用インクが圧力室16に到達したタイミングで、再び表面電極18を共通電極20と異なる電位に戻す。このときアクチュエータは圧力室16に向かって凸に変形する。これにより、圧力室16の容積が減少し、圧力室16内のインクに付与される圧力が増加することで、当該インクが吐出口14aからインク滴として吐出される。1記録周期T0内で、記録データに基づくインク滴吐出動作が完了すると、続いてメニスカス振動動作が行われる。
次に、プリンタ1における不吐出フラッシング及び予備吐出について説明する。
「不吐出フラッシング」とは、アクチュエータユニット17を駆動するが、吐出口14aからインク滴を吐出させない範囲で吐出口14aに形成されたメニスカスを振動させることをいう。「予備吐出」とは、アクチュエータユニット17を駆動して、吐出口14aからインク滴を吐出させることで、吐出口14a内の増粘インクを排出させることをいう。両者は共にメニスカスの再生・維持に寄与する。
「不吐出フラッシング」及び「予備吐出」は、コントローラ1pがアクチュエータユニット17に不吐出駆動電圧及び予備吐出駆動電圧をそれぞれ供給することにより行われる。
「不吐出フラッシング」は、1の用紙Pに対する記録中、及び、用紙P間に行われる。「1の用紙に対する記録中」とは、コントローラ1pによる制御で搬送される1の用紙Pが各ヘッド10の吐出口14aに対向している期間をいう。「用紙間」とは、2以上の用紙Pが連続して搬送されるとき、搬送方向に関して前後に配置された2つの用紙Pにおいて、前の用紙Pに対する記録が終了し、後の用紙Pに対する記録が行われる前の、ヘッド10の吐出口14aが用紙Pに対向していない期間をいう。
1の用紙Pに対する記録中、コントローラ1pは、記録データに基づいて、吐出駆動信号及び不吐出駆動信号を生成し、それぞれに対応した吐出駆動電圧及び不吐出駆動電圧をアクチュエータユニット17に供給する。吐出駆動電圧は、表面電極18と内部電極19との間に印加され、不吐出駆動電圧は、内部電極19と共通電極20との間に印加される。共通電極20は常に接地電位に保持される。両駆動電圧は、所定の時間幅を介してローレベル(0V:接地電位)とハイレベル(例えば28V)との間で変化する矩形状且つパルス状の電圧パルスを含む。両駆動電圧は図7(a),(b)にそれぞれ示す表面電極18及び内部電極19の電位変化によって構成される。
ここで、時間幅を介した電圧の立上りから立下りまでの矩形状且つパルス状の電圧変化部分が「電圧パルス」であり、時間幅が「パルス幅」である。本実施形態では、アクチュエータの駆動方法として引き打ち法を採用しているため、圧電層17aへの吐出駆動電圧パルスの印加開始直前に、図7(a)に示すように、表面電極18上の電荷の放電時間(電極18を接地電位とした時間)を設けている。電圧パルスの印加中は、電極への電荷蓄積(充電)が生じる。ここでは、電圧パルスのパルス幅(充電時間)と放電時間とを同じに設定している。
また、「最大パルス長T1」とは、吐出駆動電圧において、最大量のインク滴(本実施形態では3滴)を吐出させる吐出駆動電圧パルスの印加に要する時間である。「残り時間T2」は、記録周期T0において、最大パルス長T1が終了した後の残りの時間である。
1記録周期T0は、時系列的に、前半部(最大パルス長T1の期間)と後半部(残り時間T2の期間)とに区分される。表面電極18及び内部電極19に印加される電位として、前半部には、インク滴の吐出に寄与する電圧パルスが圧電層17aに印加されるような電位が配置され、後半部には、メニスカス振動(不吐出フラッシング)に寄与する電圧パルスが圧電層17bに印加されるような電位が配置されている。表面電極18の電位は、通常(記録、不吐出フラッシング、予備吐出等が行われる時以外の時)、ハイレベル(例えば28V)にある。図7(a),(b)に示すように、時系列的に先の記録周期T0の前半部では、吐出インク滴数3つに対応する3つの電圧パルスが圧電層17aに印加され、後の記録周期T0の前半部では、吐出インク滴数2つに対応する2つの電圧パルスが圧電層17aに印加される。前半部では、上記の他、吐出インク滴数0又は1つに対応する電圧パルスが圧電層17aに印加されることがある。即ち、本実施形態では、各吐出口14aから吐出されるインク滴の数として、0,1,2,3のいずれかを選択可能である。各電圧パルスの印加直前には、各電極18,19が接地電位となる時間が配置されている。前半部の最後の電圧パルスは、ローレベルで終わり、後半部に繋がる。各電極18,19において、後半部における電位制御は、いずれの記録周期T0でも同じであり、パルス幅の狭い複数の電圧パルスが配置されている。後半部では、電極18,19及び記録周期T0によらず、後半部の開始時から一定の時間を介して最初の電圧パルスが出現する。
不吐出駆動電圧は、圧電層17bに対して、1記録周期T0内の後半部にのみ印加され、パルス幅の狭い複数(図7では3つ)の電圧パルスにより構成されている。内部電極19は、前半部では、接地電位に保持される。不吐出駆動電圧を構成する3つの電圧パルスは、パルス幅が吐出駆動電圧パルスよりも小さく、周波数が吐出駆動電圧パルスよりも高い。不吐出駆動電圧の電圧パルスのパルス幅は、放電時間と同じに設定されている。不吐出駆動電圧の最初の電圧パルスの出現タイミングは、表面電極18における後半部での最初の電位変化と同期している。ただし、3つ目(最後)の電圧パルスに係る両電極18,19の電位変化については、内部電極19の電位がパルス幅を介して立ち下がるのに対し、表面電極18の電位はハイレベルのまま次の記録周期T0に至る。
ここで、両電極18,19において、記録周期T0の後半部における電位変化は、略同じである。つまり、不吐出駆動電圧が圧電層17bに印加される期間、共通電極20に対して表面電極18及び内部電極19が同電位で駆動される。この間、圧電層17aは、電界が生じないため、振動板17cと同様、自発的に変位しない。一方、圧電層17bは、電界が生じ、活性部が変位する。この活性部もd31の振動モードの変位(圧電横効果に基づく変位)を繰り返す。このとき圧電層17bと他の層17a,17cとの間で歪み差が生じるため、アクチュエータはユニモルフ変形し、メニスカスが振動する。なお、後半部において、内部電極19での最後の電位の立ち下がりの後、表面電極18がハイレベルのまま電位が維持されているため、圧電層17aが変位し、アクチュエータが圧力室16に向かって凸に変形する。その後次の記録周期T0が開始されるまで、アクチュエータは圧力室16に向かって凸の状態に保持される。
以上のように、1記録周期T0内の前半部及び後半部がそれぞれ記録吐出動作用及び不吐出フラッシング動作用として機能する。また、記録吐出動作及び不吐出フラッシング動作はそれぞれ別の圧電層(圧電層17a及び圧電層17b)によって行われる。
複数の用紙Pに連続記録をする場合、コントローラ1pは、用紙P間で、不吐出駆動電圧を少なくとも圧電層17bに印加することで、不吐出フラッシングが行われるように制御する。このとき圧電層17aは、電気的にフロート状態でもよいし、0滴吐出用の吐出駆動電圧パルスの印加がなされてもよい。前者の場合、圧電層17aは圧電層17bの駆動に伴う誘導電圧の影響を受けることがある。しかしこの電圧は小さいため、少なくとも圧電性能の劣化に関しては無視することができる。後者の場合(本実施形態では後者を採用)、圧電層17aに電界が生じないため、圧電性能の劣化対策として有効である。このときメニスカスが振動するが、インク滴は吐出されない。
「予備吐出」は、例えば、ヘッド10による記録吐出動作(画像データに基づいて吐出口14aからインク滴を吐出させること)が所定期間以上行われなかった後であって、記録吐出動作の再開直前に行われる。予備吐出の間、キャップ(図示せず)がメンテナンス位置にて流路ユニット12の下面を覆った状態が維持される。
予備吐出駆動電圧は、図7(a)に示す先の記録周期T0における電位変化(3滴吐出用(即ち、吐出インク滴数が最大のとき)の電位変化)と同様の電位変化を、表面電極18及び内部電極19に生じさせることにより、圧電層17bに印加される。
具体的には、コントローラ1pは、所定期間以上記録吐出動作が行われていないと判断した場合、プリンタ1内の所定位置に配置されたキャップ(図示せず)により吐出面2aが覆われ、吐出口14aがキャップにより保護されるよう、ヘッド10に対してキャップを相対移動させる。そして吐出面2aがキャップにより覆われた状態で、コントローラ1pは、予備吐出駆動電圧をアクチュエータユニット17に供給する。このとき、表面電極18及び内部電極19は、同電位で駆動され、両電極18,19に関して、図7(a)に示す先の記録周期T0(前半部及び後半部を含む)のような電位制御が繰り返し行われる。このとき両電極18,19が同電位で駆動されることにより、圧電層17aには電圧が印加されず、圧電層17aに生じる最大電界は略0であり、圧電層17bに生じる最大電界よりも小さい。
このような電位制御により、電極19,20間に電位差が生じ、記録周期T0の前半部で、圧電層17bの変位に基づくインク滴の吐出(予備吐出)が行われる。即ち、圧電層17bの活性部に電圧パルスが印加されると、変位した圧電層17bと圧電層17a及び振動板17cとの間に歪み差が生じ、アクチュエータが全体として所謂ユニモルフ型の変形をする。当該変形に応じて、圧力室16の容積が変化し、圧力室16を含む個別インク流路14内のインクに圧力エネルギーが加わることで、吐出口14aからインク滴が吐出される。吐出されたインク滴は、キャップに受容され、キャップから廃インクタンク等に排出される。
次いで、コントローラ1pのハード構成、及び、プログラムにより実現されるコントローラ1pの機能について説明する。
コントローラ1pは、演算処理装置であるCPU(Central Processing Unit)に加えて、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory:不揮発性RAMを含む)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit )、I/F(Interface)、I/O(Input/Output Port)等を有する。ROMには、CPUが実行するプログラム、各種固定データ等が記憶されている。RAMには、プログラム実行時に必要なデータ(例えば画像データ)が一時的に記憶される。ASICでは、画像データの書き換え、並び替え等(信号処理や画像処理)が行われる。I/Fは、上位装置とのデータ送受信を行う。I/Oは、各種センサの検出信号の入力/出力を行う。コントローラの各機能部は、これらハードウェア構成とROM内のプログラムとの協働によって構築されている。
コントローラ1pの機能部のうち、画像形成に関わるのは、図8に示すヘッド制御部100、画像データ処理部200、搬送制御部300、メンテナンス部400等である。
ヘッド制御部100は、駆動電圧印加部100a及び時間計測部100bを有し、ヘッド10のアクチュエータユニット17の駆動を制御する。
駆動電圧印加部100aは、画像データ処理部200から得た駆動信号(不吐出駆動信号、吐出駆動信号、予備吐出駆動信号)を増幅することで、電圧パルスを含む駆動電圧(不吐出駆動電圧、吐出駆動電圧、予備吐出駆動電圧)を生成し、これをアクチュエータユニット17に出力する。当該出力は1記録周期T0毎に行われる。本実施形態では、上下に積層された2つの活性部に対応して、駆動電圧印加部100aは2系統の出力端を制御する。不吐出駆動電圧パルスは、吐出口14aからインク滴を吐出させない範囲のパルス幅を持つ。不吐出駆動電圧パルスは、吐出駆動電圧パルスと同様、0V(接地電位)と28Vとの間での電圧変化により構成される。不吐出駆動電圧パルスが印加されると、吐出口14aのメニスカスが振動する。吐出駆動電圧パルスは、吐出口14aからインク滴を吐出させる範囲の電圧及びパルス幅を持つ。用紙P間及び1の用紙Pへの画像形成中、一方の系統に吐出駆動電圧パルスが出力され、他方の系統に不吐出駆動電圧パルスが出力される。これら電圧の出力タイミングは、用紙センサ32からの検出信号に基づき決定される。予備吐出駆動電圧パルスは、吐出インク滴数(吐出インク滴量)が最大のときの吐出駆動電圧パルスと同様の電圧及びパルス幅を持つ。予備吐出駆動電圧の出力タイミングは、プリンタ1の電源の投入時、所定期間放置後等である。
なお、1記録周期T0とは、用紙Pに記録される画像の解像度に対応する単位距離だけ用紙Pがヘッド10に対して相対移動するのに要する時間である。
時間計測部100bは、用紙センサ32からの検出信号に基づいて、用紙検知後の経過時間を計測する。当該計測結果に基づいて、記録直前のメニスカス振動動作が停止された後、記録動作が開始される。また、時間計測部100bは、前回の印刷ジョブからの経過時間を計測する。当該計測を可能とするため、時間計測部100bは、印刷ジョブ終了時点の時間情報をデータ記憶部200a(後述)に出力する。
画像データ処理部200は、アクチュエータユニット17の駆動信号を生成し、ヘッド制御部100に出力する。画像データ処理部200は、データ記憶部200a、パラメータ設定部200b、駆動信号生成部200c等を含む。
データ記憶部200aは、I/Fを介して供給された画像データ、画像データに信号処理や画像処理をした結果(記録データ)等を記憶する。記録データは、吐出口14aの配列と用紙P上の画素配列とを関連付けたデータであり、各画素を構成する1記録周期T0毎のインク滴数(インク滴量)を指示する。また、データ記憶部200aは、パラメータ設定部200bから出力された情報(後述の経過期間、経過時間、給紙間隔等の時間情報)、時間計測部100bから出力された印刷ジョブ終了時点の時間情報等も記憶する。
パラメータ設定部200bは、印刷ジョブに係わる印刷枚数、前回の印刷ジョブからの経過期間、用紙検知後の経過時間、給紙間隔等の設定を行う。これら経過期間、経過時間、給紙間隔等の時間情報は、記録処理に係る動作の切り替えの指標となる。印刷枚数は、記憶された画像データに基づき決定される。上記経過期間、経過時間、給紙間隔等のデータは、予め決められており、パラメータ設定部200bは、プリンタ1の電源投入後にこれらデータをROMから読み出し、設定値をRAMに一時的に記憶させる。印刷枚数は、記録動作中、用紙Pへの画像形成が完了する毎に、後述のカウンタ部200dの計数結果に基づいて、更新される。
駆動信号生成部200cは、吐出駆動信号、不吐出駆動信号、及び予備吐出駆動信号を生成する。吐出駆動信号は、記録データに基づいて、ROM内の駆動信号データから生成されたパルス信号である。吐出駆動信号は、階調数(吐出インク滴数)に応じて、複数種類ある。記録周期T0単位の吐出駆動信号に含まれる電圧パルスの数は、1記録周期T0内の吐出インク滴数と同じである。例えば、1画素を3つのインク滴で形成する場合、3つの電圧パルスを含む駆動信号データが使用される。本実施形態では、吐出インク滴数が0〜3の4種類の吐出駆動信号がある。パルス幅は、AL(Acoustic Length:個別インク流路14における圧力波の片道伝搬時間長さ)とされる。不吐出駆動信号は、ROM内の駆動信号データから生成されたパルス信号であって、1記録周期T0毎のメニスカス振動回数を指示する。本実施形態において、不吐出駆動電圧の最初の電圧パルスは、最大インク滴数(最大インク量)を吐出させる吐出駆動電圧に含まれる最後の電圧パルスに続くタイミングで出現する。不吐出駆動信号は、メニスカス振動用(不吐出駆動用)の電圧パルスを複数含み、吐出駆動信号に比べて周波数が高い。また、不吐出駆動電圧パルスのパルス幅は、吐出駆動信電圧パルスに比べて小さい(例えば2μsec)。予備吐出駆動信号は、ROM内の駆動信号データから生成されたパルス信号であり、1記録周期T0毎の吐出インク滴数を指示する。各駆動信号はヘッド制御部100の駆動電圧印加部100aに供給される。
カウンタ部200dは、用紙センサ32からの検知信号に基づいて、画像形成に供された(即ち、記録済の)用紙Pの枚数を計数する。当該計数結果はパラメータ設定部200bに送られ、パラメータ設定部200bにより印刷枚数の設定値が更新される。
搬送制御部300は、用紙Pが用紙搬送経路に沿って搬送されるよう、搬送に係わる各モータ(搬送モータ、送りモータ、及び給紙モータ)の駆動を制御する。搬送制御部300は、コントローラ1pが記録指令を受信すると、搬送モータ及び送りモータの駆動を開始させる。そして用紙搬送速度が所定値に達した後、搬送制御部300は、給紙モータの駆動を開始させる。このとき用紙Pは所定の時間間隔で搬送される。
メンテナンス部400は、予備吐出、パージ、ワイピング、キャッピング等のメンテナンス動作が行われるよう、メンテナンス機構400aを制御する。メンテナンス部400は、インク強制供給用ポンプやインク排出用ポンプの駆動、ワイパ及びキャップのヘッド10の吐出面2aに対する相対移動等を制御する。メンテナンス部400は、プリンタ1の電源投入直後に、必要に応じて、予備吐出、或いは、パージ及びワイピングを行う。予備吐出は、アクチュエータユニット17の駆動に伴うインク排出動作であり、プリンタ1の電源投入後でも、待機時間が所定時間以上となれば自動的に行われる。これに対し、パージは、アクチュエータユニット17を駆動するのではなく、インク強制供給用ポンプを駆動することで、流路ユニット12内にインクを強制的に供給し、吐出口14aからインクを排出させる動作をいう。予備吐出やパージによって排出されたインクは、キャップに受容され、インク排出用ポンプの駆動によって、廃インク溜に排出される。ワイピングは、ワイパを吐出面2aに当接させつつ相対移動させることにより、パージ後における吐出面2a上の異物(残留インク等)を払拭する動作をいう。キャッピングは、キャップによる吐出口14aの保護動作であり、印刷ジョブの終了時やプリンタ1の電源OFF時に行われる。
次いで、図9を参照し、コントローラ1pが行う記録動作に係る処理について説明する。プリンタ1の電源が投入されると、上述の機能部を有するコントローラ1p(図8参照)が構築される。そして図9に示すように、コントローラ1pは、記録指令の入力の有無を判断する(S1)。記録指令の入力がなければ(S1:NO)、コントローラ1pは待機状態を継続する。記録指令の入力があれば(S1:YES)、コントローラ1pはS2に処理を移行させる。
S2では、パラメータ設定部200bが、ROMから各設定値を読み出し、上記パラメータ(印刷枚数、経過期間、経過時間、給紙間隔等)の設定を行う。当該設定されたデータは、データ記憶部200aに記憶される。
S2の後、コントローラ1pは、時間計測部100bにより計測された前回の印刷ジョブからの経過期間に基づいて、所定時間が経過したか否かを判断する(S3)。時間計測部100bは、不揮発性RAMに記憶された前回の印刷ジョブ終了時点情報と記録指令入力時点情報とから、経過期間を計測する。コントローラ1pは、所定時間が経過していないと判断した場合(S3:NO)、S4に処理を移行させる。一方、コントローラ1pは、所定時間が経過したと判断した場合(S3:YES)、S5に処理を移行させる。
S4では、予備吐出が行われるよう、駆動電圧印加部100aが、駆動信号生成部200cから得た予備吐出駆動信号に基づき生成した予備吐出駆動電圧を、アクチュエータユニット17に出力する。当該出力の期間(記録周期T0の数)は予め決定されている。当該予備吐出駆動電圧は、圧電層17bに印加される。またこのとき、上記電圧印加と共に、メンテナンス部400は、インク排出用ポンプを駆動し、予備吐出によって排出されキャップ内に受容されたインクを、廃インク溜に排出する。予備吐出により、吐出口14a内の増粘インクが排出され、吐出性能が回復する。また、予備吐出駆動電圧は、記録周期T0の後半部に、パルス幅の狭い複数の電圧パルスを含む(図7(a)の先の記録周期T0の後半部参照)ため、当該後半部でメニスカス振動が行われる。この後、コントローラ1pは、メンテナンス部400がキャップを吐出面2aに対向しない待機位置に移動させた後、S6に処理を移行させる。
S5では、パージ及びワイピングが行われるよう、メンテナンス部400がメンテナンス機構400aを制御する。先ずメンテナンス部400は、インク強制供給用ポンプを駆動し、流路ユニット12内にインクを強制的に供給し、吐出口14aから所定量のインクを排出させる(パージ)。そしてメンテナンス部400は、インク排出用ポンプを駆動し、パージにより排出されキャップ内に受容されたインクを、廃インク溜に排出する。その後、メンテナンス部400は、キャップを待機位置に移動させ、ワイパによる吐出面2a上の異物払拭動作が行われる(ワイピング)。パージにより、吐出口14a内の増粘インクや流路ユニット内の異物(気泡等)が排出され、さらに、ワイピングにより、吐出面2a上の残留インク等が払拭される。ワイピングにより払拭されたインクは、ワイパ機構の廃インク受けに受容され、その後廃インク溜に排出される。パージ及びワイピングによって、吐出性能の回復、及び、吐出面2aの清掃が実現される。この後、コントローラ1pはS6に処理を移行させる。
S6では、搬送制御部300が用紙Pの繰り出しに係る制御を行う。搬送制御部300は、先ず、搬送モータ及び送りモータを駆動し、搬送ベルト8が所定の走行速度に到達したところで、給紙モータの駆動を開始させる。このとき給紙トレイ23内の最も上方にある用紙Pが繰り出される。複数の用紙に対する連続記録時には、所定の時間間隔で複数の用紙Pが順次繰り出される。用紙Pは、先ず上流側ガイド部により搬送される。
S6における搬送に係るモータ駆動開始と略同時に、用紙Pの先端検出動作が開始される(S7)。即ち、用紙センサ32が、搬送ベルト8の上流部で、用紙Pの先端を検出する。当該センサ32による検出信号は、ヘッド制御部100及び画像データ処理部200に送られる。この後、コントローラ1pはS8に処理を移行させる。
S8では、不吐出駆動が行われるよう、駆動電圧印加部100aが、用紙Pの先端の検出信号に基づくタイミングで、駆動信号生成部200cから得た不吐出駆動信号に基づき生成した不吐出駆動電圧を、アクチュエータユニット17に出力する。当該不吐出駆動電圧は、圧電層17bに印加される。このとき、共通電極20に対する表面電極18及び内部電極19の電位は同じになるよう制御される。これにより、圧電層17bのみが変位し、全ての吐出口14aにおいてメニスカスが振動する。圧電層17aは自発的に変位しない。不吐出駆動電圧の印加は、画像形成開始時まで継続してもよいし、画像形成開始時より前に停止してもよい(本実施形態では、メニスカス振動の影響が画像形成に及ばないよう、後者を採用する)。
次に、コントローラ1pは、時間計測部100bにより計測された用紙検知後の経過時間に基づいて、用紙検知後所定時間が経過したか否かを判断する(S9)。コントローラ1pは、所定時間が経過していないと判断した場合(S9:NO)、メニスカス振動(S8の不吐出駆動)を継続させる。一方、コントローラ1pは、所定時間が経過したと判断した場合(S9:YES)、メニスカス振動を停止し、S10に処理を移行させる。
S10では、ヘッド制御部100が、メニスカス振動停止後から一定時間を待って、用紙Pの記録領域がちょうど吐出面2aに対向したタイミングで、記録データに基づくヘッド10の駆動を開始する。ここでは、駆動電圧印加部100aが、不吐出駆動電圧を圧電層17bに印加すると同時に、駆動信号生成部200cから得た吐出駆動信号に基づき生成した吐出駆動電圧を圧電層17aに印加する。これにより、1記録周期T0内において、記録データに基づくインク滴の吐出(画像形成)と、当該吐出に続くメニスカス振動とが行われる。インク滴吐出の期間(即ち、記録周期T0の前半部)、内部電極19は接地電位に保持され、圧電層17bには電界が印加されない。1記録周期T0内において、最初のメニスカス振動用の電圧パルスは、吐出駆動信号の種類によらず、同じタイミングで印加される。最初のメニスカス振動用の電圧パルスは、最大インク量に対応する吐出駆動電圧を構成する複数の電圧パルスのうち、最後の電圧パルスの印加が終わるまでの時間を待って、出現する。また、メニスカス振動は、次の記録周期T0までに残留振動が減衰するのに十分な時間を残して、停止される。
コントローラ1pは、S10の処理開始と同時に記録の進行監視を開始し、用紙1枚分の記録が完了した場合(S11:YES)、S12に処理を移行させる。S12では、パラメータ設定部200bが、印刷枚数の更新を行い、更新値をRAMに記憶させる。
S12の後、コントローラ1pは、RAMに記憶されている印刷枚数の更新値と初期値とを比較し、直近に印刷された用紙が最後であるか、即ち記録指令に基づく全ての記録が完了したか否かを判断する(S13)。コントローラ1pは、全記録が完了していない場合(S13:NO)、S6に処理を戻し、S12までの処理を繰り返す。コントローラ1pは、全記録が完了した場合(S13:YES)、S14に処理を移行させる。
S14では、搬送制御部300が給紙モータを停止させ、新たな用紙Pの繰り出しを停止する。そしてコントローラ1pは、記録済み用紙Pが排紙部31に排出された後、搬送モータ及び送りモータの駆動を停止することで、用紙搬送を停止させる(S15)。さらにコントローラ1pは、メンテナンス部400を制御し、キャッピングを行う(S16)。即ち、メンテナンス機構400aが駆動され、キャップが吐出面2aを覆う。以上により、1の印刷ジョブが完了する。
以上に述べたように、本実施形態に係るプリンタ1によると、記録吐出動作用とメニスカス振動用(不吐出フラッシング用)とにそれぞれ役割分担された圧電層17a及び圧電層17bという2つの圧電層を、アクチュエータユニット17の各圧力室16に対向する部分に設けたことで、1の圧電層を記録吐出動作及び不吐出フラッシングの両方に用いる場合に比べ、記録吐出動作用の圧電層の電圧印加による変形回数を低減することができる。そのため、記録吐出動作用圧電層の圧電性能劣化が抑制され、ひいては圧電層を含むアクチュエータユニット17全体の耐久性悪化が抑制される。つまり本実施形態によれば、アクチュエータユニット17の耐久性悪化を抑制しつつ、メニスカスを振動させて記録品質を良好に保つことが可能である。
さらに、流路ユニット12の上面12xと直交する方向に積層された圧電層17a,17bを、記録吐出動作用と不吐出フラッシング用とに用いることにより、これら圧電層を流路ユニット12の上面12xに沿って並設配置した場合に比べ、流路ユニット12の上面12xに沿った方向に関するプリンタ1の大型化を回避可能である。
最外層の圧電層17aの上面に形成された表面電極18が、図6(b)に示すように、圧電層17a,17bの積層方向から見て、圧力室16の開口と相似な形状及び当該開口よりも小さなサイズを有する。この場合、表面電極18の開口に対する形状及びサイズから、圧電層17aの変形効率を向上させることができる。また、圧電層17aが最外層であるため、表面電極18の開口に対する位置合わせを高精度且つ容易に行うことができる。さらに、表面電極18に対する配線を容易に行うことができる。
最外層の圧電層17aが記録吐出動作用であり、これよりも流路ユニット12の上面12xに近い位置に配置された圧電層17bが不吐出フラッシング用である。このように、最外層であって変形効率の良い圧電層17aを記録吐出動作用とすることで、記録に係る吐出が効率よく行われ、記録品質の向上が実現される。
内部電極19が、図6(c)に示すように、圧電層17a,17bの積層方向から見て、圧力室16の開口よりも大きなサイズを有する。この構成によれば、内部電極19が形成された圧電層17a,17bが焼成により収縮した場合でも、開口に対する内部電極19の位置合わせを高精度且つ容易に行うことができる。これにより、圧電層17bの変形効率が高まり、不吐出フラッシングにおいて各吐出口14aのメニスカスを確実に振動させることができる。
内部電極19が、図6(c)に示すように、圧力室16の開口にそれぞれ対向する複数の個別部19a、及び、個別部19a同士を互いに接続する複数の接続部19bを含む。この場合、内部電極19に対する配線構造の簡素化を実現することができる。
アクチュエータユニット17は、圧電層17a,17bの積層体と流路ユニット12との間に、圧力室16の開口を封止するよう配置された振動板17cを有する。これにより、アクチュエータユニット17において、振動板17cを用いたユニモルフ型、バイモルフ型、又はマルチモルフ型等の変形を実現可能である。さらに、圧電層17a,17bの積層体と流路ユニット12との間に振動板17cを介在したことで、積層体の各圧電層17a,17bの駆動時に圧力室16内のインク成分が移行することによる短絡等の電気的不具合を防止することができる。
アクチュエータユニット17に含まれる電極18〜20のうち、流路ユニットの上面12xに最も近い共通電極20が、接地された接地電極である。共通電極20が電気的に接地されていない場合、圧力室16内のインクと共通電極20との間に電位差が生じ、圧力室16内のインク成分の移行により短絡が生じ得るが、本実施形態によれば、このような問題を回避することができる。
共通電極20が、圧電層17bの表面全体に亘って延在していている。これにより、漏れ電界に起因した電気的不具合(例えば、圧力室16内のインク成分の電気浸透による電気的短絡)が防止される。
圧電層17a,17bが、積層方向に沿って互いに同じ方向に分極されていている。圧電層17a,17bにおいて積層方向の分極方向が互いに逆の場合、圧電層17a,17bを同じ方向に変位させるには、これら2つの圧電層17a,17bに挟まれた共通電極20以外に、遮断電極(記録吐出動作及び不吐出フラッシングの両方の期間において接地される電極)を新たに追加する必要がある。遮断電極は、共通電極20と同様に接地された電極であり、共通電極20とで圧電層17a,17bを挟む表面電極18や内部電極19が及ぼす電界をインクに対して遮断する。この場合、追加された遮断電極が剛体として機能し、アクチュエータユニット17の各活性部の変形を阻害する要因となる。これに対し、本実施形態によれば、接地電極を共通電極20の1つのみとすることができ、アクチュエータユニット17の変形効率の悪化が抑制される。
圧電層17a,17bが、積層方向に関して他の圧電層を介さず内部電極19のみを介して隣接配置されている。このような構成において、コントローラ1p(駆動電圧印加部100a)は、図7(a),(b)に示すように、吐出駆動信号が供給されないいずれかの期間に(各記録周期T0の後半部(残り時間T2)に)、共通電極20に対する電位が内部電極19と表面電極18とで同じになるよう制御する。即ち、各記録周期T0の残り時間T2において、内部電極19と表面電極18とで、電位の立上り及び立下りのタイミング並びにローレベル及びハイレベルの電位値が一致している。この場合、不吐出フラッシング時に記録吐出動作用の圧電層17aに電界が生じないため圧電層17aの圧電性能劣化をより確実に抑制することができる。
コントローラ1p(駆動電圧印加部100a)は、図7(a),(b)に示すように、1記録周期T0内に、吐出駆動信号に対応する最後の電圧パルスが圧電層17aに印加された後、不吐出駆動信号に対応する電圧パルスを圧電層17bに印加する。このようにして、記録周期T0内に不吐出フラッシングを行うことで、吐出性能を維持することができ、良好な記録品質をより確実に保つことができる。
コントローラ1p(駆動電圧印加部100a)は、図7(a),(b)に示すように、1記録周期T0の開始時点から、複数種類の吐出駆動信号うち最大量のインク滴を吐出させる吐出駆動信号に対応する電圧パルスの印加に必要な時間(即ち、最大パルス長T1)の経過後、不吐出駆動信号に対応する電圧パルスを圧電層17bに印加する。この場合、吐出駆動信号の種類に関わらず、圧電層17bに対して所定のタイミングで不吐出駆動信号に対応する電圧パルスが印加されることになるため、制御が容易である。また、不吐出フラッシングが所定のタイミングで行われることから、仮に不吐出フラッシングによる残留振動が生じた場合でも、当該残留振動の次の記録周期T0への影響が均一化され、一定の記録品質を維持することができる。
コントローラ1p(駆動電圧印加部100a)は、連続記録中の用紙P間に、不吐出駆動信号に対応する電圧パルスを圧電層17bに印加する。このように、連続記録中に、1の用紙Pに対する記録が終了して次の用紙Pに対する記録が行われる前の、用紙Pが切り換わるタイミングに対応して、不吐出フラッシングを行うことで、良好な記録品質をより確実に且つ効率よく保つことができる。
コントローラ1p(駆動電圧印加部100a)は、吐出駆動信号に対応する電圧パルスが記録吐出動作用の圧電層17aに印加されている期間(最大パルス長T1の期間)に、不吐出フラッシング用の圧電層17bに一定の電圧(0V)を印加する。これにより、記録吐出動作用の圧電層17aに印加される電圧の変化を抑制することができる。
コントローラ1pは、駆動信号生成部200cにより予備吐出駆動信号を生成し、且つ、駆動電圧印加部100aにより、圧電層17aに生じる最大電界が圧電層17bに生じる最大電界よりも小さくなるように、予備吐出駆動信号に対応する電圧パルスを圧電層17bに印加する。予備吐出駆動信号に係る予備吐出により、メニスカス再生を行うことができる。また、予備吐出の際に記録吐出動作用である圧電層17aに生じる電界を抑制することで、記録吐出動作用圧電層の圧電性能劣化をより確実に抑制することができる。
図7(a),(b)に示すように、不吐出駆動信号は吐出駆動信号よりも高い周波数を有する。これにより、不吐出フラッシングにおいてメニスカスをより効率よく振動させることができる。即ち、不吐出フラッシングを短時間で効率よく行うことができるため、記録時間全体としての短縮、即ち高速記録を実現可能である。
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。
アクチュエータに含まれる圧電層及び電極の配置や形状、さらにアクチュエータの変形形式は、上述の実施形態に限定されず、様々に変更可能である。
例えば、図10に示す変形例のように、内部電極19と共通電極20とを入れ替えてよい。即ち、この変形例では、接地電極である共通電極20が圧電層17a,17b間に配置され、圧電層17bと振動板17cとの間に内部電極19が配置されている。この構成の場合、制御が容易であるという利点がある。具体的には、圧電層17a,17b間に共通電極20を介在させたことで、不吐出フラッシング時に、記録吐出動作用の圧電層17aに電界を生じさせないために、表面電極18を内部電極19と同電位に駆動する必要はなく、表面電極18及び内部電極19を互いに独立して駆動することができる。
表面電極18は、圧力室16に対向配置される限りは、圧電層17a,17bの積層方向から見て、圧力室16の開口と相似な形状及び当該開口よりも小さなサイズを有することに限定されず、様々な形状及びサイズを有してよい。
内部電極19の各個別部19aは、図6(c)に示すように、圧電層17a,17bの積層方向から見て、圧力室16の開口と相似な形状を有するが、これに限定されない。例えば、個別部19aが、圧力室16の開口と相似でなくとも、当該開口よりも大きなサイズである限りは、内部電極19が形成された圧電層17a,17bが焼成により収縮した場合に、開口に対する個別部19aの位置合わせを高精度且つ容易に行うことができる。また、内部電極19の各個別部19aは、圧力室16の開口よりも大きなサイズを有さなくてもよい。さらに、内部電極19は、圧力室16の開口にそれぞれ対向する個別部19a及び個別部19aを互いに接続する接続部19bを含むことに限定されず、例えば表面電極18のように、圧力室16の開口にそれぞれ対向する個別部が接続部により接続されることなく互いに離隔していてもよい。
上述の実施形態では、圧電層17aの厚みが圧電層17bの厚みと振動板17cの厚みとの和以上であり、記録吐出動作用の圧電層17aの厚みを比較的大きくしたことで、記録吐出動作に係るアクチュエータユニットの変形効率を向上させることができるようになっている。しかしながら、これに限定されず、アクチュエータに含まれる各圧電層の厚みを適宜変更してよい。例えば、圧電層17a及び圧電層17bの厚みの和が、振動板17cの厚みと同じでもよいし、振動板17cの厚みより大きくてもよい。
上述の実施形態では、最外層の圧電層17aが記録吐出動作用であり、これよりも流路ユニット12の上面12xに近い位置に配置された圧電層17bが不吐出フラッシング用であるが、これに限定されない。例えば、圧電層17aが不吐出フラッシング用であり、圧電層17bが記録吐出動作用であってもよい。
アクチュエータユニット17において、圧電層17aの上層にさらに圧電層を積層したり、圧電層17a,17bの間に1又は複数の圧電層を介在させたりしてよい。また、振動板17cを省略してよい。
アクチュエータの変形形式は、ユニモルフ型に限定されず、モノモルフ型、バイモルフ型、マルチモルフ型、モノモルフ型等の変形形式であってよい。
圧電層17a,17bが、積層方向に沿って互いに逆の方向に分極されてもよい。
上述の実施形態では多数の圧力室16にそれぞれ対応する多数の活性部を含むアクチュエータユニット17について説明したが、本発明に係るアクチュエータは、これに限定されず、ヘッド10の圧力室16毎に個別の(即ち、圧電層が複数の圧力室16に跨らず、1の圧力室16のみに対向配置された)アクチュエータであってよい。
吐出駆動信号、不吐出駆動信号、及び予備吐出駆動信号に対応する電圧パルスについて、電圧パルスを特徴付ける波形、パルス幅、立上り及び立下りのタイミング、ローレベル及びハイレベルの電圧値等は、環境温度やインクの粘度、その他様々な条件に応じて適宜変更可能である。
例えば、表面電極18及び内部電極19が、通常(記録、不吐出フラッシング、予備吐出等が行われる時以外の時)、フロート電位に保持さてもよい。
不吐出フラッシング時に、記録吐出動作用の圧電層に電界が生じてもよい。また、記録吐出動作時に、不吐出フラッシング用の圧電層に、電圧が印加され、電界が生じてもよい。
なお、アクチュエータの圧電層及び電極の配置を様々に変更した場合でも、不吐出フラッシング時に、記録吐出動作用の圧電層に電界が生じないようにするには、当該記録吐出動作用の圧電層における流路形成体と反対側の表面に形成された電極と、記録吐出動作用の圧電層における流路形成体と反対側の表面に最も近い位置に配置された電極とが互いに同じ電位になるよう、制御すればよい。
不吐出フラッシングのタイミング、即ち不吐出駆動信号の供給タイミングは、特に限定されず、1記録周期T0内の後半部の任意の時間であってよい。また、不吐出フラッシングを、1記録周期T0毎ではなく2以上の記録周期T0に一度、或いは、1の用紙Pに対する記録中には行わず用紙P間にのみ行ったり、用紙P間には行わず1の用紙Pに対する記録中にのみ行ったり、その他のタイミングで行ってもよい。
予備吐出駆動信号の供給時に、記録吐出動作用の圧電層に生じる電界が比較的小さくなるよう制御しなくてもよい。予備吐出駆動電圧パルスを不吐出フラッシング用の圧電層17bのみではなく記録吐出動作用の圧電層17aにも印加し、両圧電層を同時に駆動することで高変位を得ることも可能である。また、予備吐出を行わなくてもよい。即ち、コントローラ1pは、吐出駆動信号及び不吐出駆動信号のみ生成し、予備吐出駆動信号を生成せず、当該予備吐出駆動信号による制御を行わなくてよい。
記録周期T0の定義における相対移動とは、定位置にあるヘッド10に対して用紙Pが移動する場合のみならず、定位置にある用紙Pに対してヘッド10が移動する場合も含む。
上述の実施形態では、記録吐出動作用の圧電層17aが上側、メニスカス振動用(不吐出フラッシング用)の圧電層17bが下側に配置されており、且つ、表面電極18の主電極領域18aが圧力室16の開口に相似で且つこれよりも小さいのに対し、内部電極19の個別部が圧力室16の開口に相似で且つこれよりも大きい。しかしながら、主電極領域18a及び個別部のサイズはこのような構成に限定されず、例えば、主電極領域18aが圧力室16の開口に相似で且つこれよりも大きく、個別部が圧力室16の開口に相似で且つこれよりも小さくてもよい。
吐出駆動電圧及び不吐出駆動電圧において、電圧パルスのパルス幅は、放電時間と同じに設定されることに限定されず、放電時間より短くてもよいし、放電時間より長くてもよい。いずれの場合でも、不吐出駆動信号は吐出駆動信号よりも高い周波数を有する。
上述の実施形態では、画像形成に際して、圧電層17aがd31の振動モードで変位することを前提とし、1の吐出駆動電圧パルスに対応するインク滴吐出動作前にインク補給動作を行う、所謂「引き打ち法」を採用しているが、これに限定されない。例えば、圧電層17aがd33の振動モードで変位するとし、所謂「押し打ち法」を採用してもよい。この場合、吐出駆動電圧パルスの印加直前に放電時間を設ける必要はなく、電圧パルスの立上りのタイミングでインク滴が吐出口14aから吐出され、電圧パルスの立下りのタイミングでインクが圧力室16に補給される。
上述の実施形態では、「1の用紙に対する記録中」を、「搬送される1の用紙Pが各ヘッド10の吐出口14aに対向している期間」と定義したが、「搬送される1の用紙Pの“記録領域(用紙Pの領域の一部)”が各ヘッド10の吐出口14aに対向している期間」と定義してもよい。また、上述の実施形態では、「用紙間」を、「搬送方向に関して前後に配置された2つの用紙Pにおいて、前の用紙Pに対する記録が終了し、後の用紙Pに対する記録が行われる前の、ヘッド10の吐出口14aが用紙Pに対向していない期間」と定義したが、「搬送方向に関して前後に配置された2つの用紙Pにおいて、前の用紙Pの“記録領域”の後端(搬送方向下流側端部)と次の用紙Pの記録領域先端(搬送方向上流側端部)とに挟まれた領域に、ヘッド10の吐出口14aが対向している期間」と定義してもよい。
予備吐出において、上述の実施形態では、圧電層17bの実質的駆動によりインク滴を吐出させているが、予備吐出時における圧電層17aへの負荷にもよるが、圧電層17aの駆動によりインク滴を吐出させてもよい。この場合、内部電極19を接地電位に保持する一方、表面電極18にパルス状の電位変化を生じさせることで、圧電層17aに電圧パルスを印加すればよい。
S4においては、上述の実施形態のようにインク排出(記録周期T0の前半部)とメニスカス振動(記録周期T0の後半部)との両方を行うことで、インク排出量を抑えることができるが、これに限定されず、インク排出のみを行ってもよい。この場合、例えば、内部電極19を接地電位に保持する一方、表面電極18については、記録周期T0の前半部で、例えば図7(a)に示す先の記録周期T0と同様のパルス状の電位変化を生じさせ、且つ、前半部の終了時点で電位が立ち下がらず、ハイレベルのまま次の記録周期T0に続くよう、電位制御すればよい。この場合でも、増粘インクが排出されることでメニスカスが再生され、吐出性能の回復を図ることができる。
S8において、上述の実施形態では表面電極18が内部電極19と同電位に制御されるが、表面電極18を電気的にフロート状態としてもよい。この場合、圧電層17aに電圧が誘起されることがあるが、圧電層17aの圧電性能に対する誘起電圧の影響は無視できる程度に小さいものである。
S10において、1記録周期T0の前半部において、圧電層17aに所定の電圧が印加される限りは、内部電極19が接地電位に保持されることに限定されず、内部電極19が共通電極20に対して数Vの電位にあってもよい。
S10において、不吐出駆動電圧の最初の電圧パルスは、その直前の前半部における吐出駆動電圧の最後の電圧パルスが印加された後に一定期間をおいて、出現してもよい。この場合、1記録周期T0内での吐出インク滴数が少ない吐出口14aほど、不吐出駆動電圧の最初の電圧パルスが早く出現するため、メニスカス振動回数が多くなる。これにより、吐出口14a間での吐出性能のばらつきを低減することができる。なお、この場合も、メニスカス振動(不吐出駆動電圧の印加)は、次の記録周期T0までに残留振動が減衰するのに十分な時間を残して、停止されるのが好ましい。
本発明は、ライン式・シリアル式のいずれにも適用可能であり、または、プリンタに限定されず、ファクシミリやコピー機等にも適用可能である。さらに、インク滴以外の液滴を吐出するものであってもよい。
1 インクジェット式プリンタ(液滴吐出装置)
1p コントローラ(駆動信号生成手段,電圧印加手段)
10 インクジェットヘッド
12 流路ユニット(流路形成体)
12x 上面(流路形成体の表面)
14 個別インク流路(液体流路)
14a 吐出口
17 アクチュエータユニット(アクチュエータ)
17a 圧電層(積層体,第2圧電層)
17b 圧電層(積層体,第1圧電層)
17c 振動板
18 表面電極
19 内部電極
19a 個別部
19b 接続部
20 共通電極(接地電極)
100a 駆動電圧印加部(電圧印加手段)
200c 駆動信号生成部(駆動信号生成手段)
P 用紙

Claims (17)

  1. 液滴を吐出する吐出口を有する液体流路、及び、前記液体流路の一部分が露出する開口が設けられた表面を含む流路形成体と、
    前記流路形成体の前記表面に前記開口と対向して配置された積層体を含み、前記開口内の液体にエネルギーを付与するアクチュエータであって、積層方向に関して電極に挟まれた第1圧電層及び第2圧電層が前記開口に近い方から順に積層された前記積層体を含むアクチュエータと、
    前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段であって、前記吐出口から液滴を吐出させる吐出駆動信号、及び、前記吐出口から液滴を吐出させない範囲で前記吐出口に形成されたメニスカスを振動させる不吐出駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
    記録媒体に記録される画像に係る画像データに基づいて、前記駆動信号生成手段が生成した前記吐出駆動信号に対応する電圧を前記第1及び第2圧電層の一方に印加することで、当該一方のみを駆動し、且つ、前記吐出駆動信号に対応する電圧が前記一方の圧電層に印加されないいずれかの期間に、前記駆動信号生成手段が生成した前記不吐出駆動信号に対応する電圧を前記第1及び第2圧電層の他方に印加することで、当該他方のみを駆動する電圧印加手段と
    を備えていることを特徴とする液滴吐出装置。
  2. 前記第2圧電層が、前記積層体に含まれる圧電層のうち前記流路形成体の前記表面から最も離隔した最外層であり、
    前記第2圧電層における前記流路形成体と反対側の表面に形成された表面電極が、前記積層方向から見て、前記開口と相似な形状及び前記開口よりも小さなサイズを有することを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置。
  3. 前記一方の圧電層が前記第2圧電層であり、前記他方の圧電層が前記第1圧電層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。
  4. 前記他方の圧電層における前記流路形成体と反対側の表面に形成された電極が、前記積層方向から見て、前記開口よりも大きなサイズを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
  5. 前記他方の圧電層における前記流路形成体と反対側の表面に形成された電極が、前記開口にそれぞれ対向する複数の個別部、及び、前記個別部同士を互いに接続する複数の接続部を含むことを特徴とする請求項4に記載の液滴吐出装置。
  6. 前記アクチュエータが、前記積層体と前記流路形成体との間において前記開口を封止するよう配置された振動板を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
  7. 前記積層体において、前記流路形成体の前記表面に最も近い電極が接地された接地電極であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
  8. 前記接地電極が、当該接地電極が形成された表面の全体に亘って延在していることを特徴とする請求項7に記載の液滴吐出装置。
  9. 前記第1及び第2圧電層が、前記積層方向に沿って互いに同じ方向に分極されていることを特徴とする請求項7又は8に記載の液滴吐出装置。
  10. 前記第1及び第2圧電層が、前記積層方向に関して他の圧電層を介さず電極のみを介して隣接配置されており、
    前記電圧印加手段は、前記吐出駆動信号が供給されないいずれかの期間に、前記接地電極に対する電位が、前記第1圧電層における前記流路形成体と反対側の表面に形成された電極と、前記第2圧電層における前記流路形成体と反対側の表面に最も近い位置に配置された電極とで、同じになるよう制御することを特徴とする請求項9に記載の液滴吐出装置。
  11. 前記電圧印加手段は、前記吐出駆動信号が供給されないいずれかの期間に、前記一方の圧電層における前記流路形成体と反対側の表面に最も近い位置に配置された電極と、前記一方の圧電層における前記流路形成体側の表面に最も近い位置に配置された電極とが互いに同じ電位になるよう制御することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
  12. 前記記録媒体に記録される画像の解像度に対応する単位距離だけ前記記録媒体が前記流路形成体に対して相対移動するのに要する時間を1記録周期としたとき、前記電圧印加手段は、前記1記録周期内に、前記吐出駆動信号に対応する最後のパルス状の電圧が前記一方の圧電層に印加された後、前記不吐出駆動信号に対応するパルス状の電圧を前記他方の圧電層に印加することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
  13. 前記駆動信号生成手段は、前記1記録周期内において前記吐出口から互いに異なる量の液滴を吐出させる複数種類の前記吐出駆動信号を生成し、
    前記電圧印加手段は、前記1記録周期の開始時点から、前記複数種類のうち最大量の液滴を吐出させる吐出駆動信号に対応するパルス状の電圧の印加に必要な時間の経過後、前記不吐出駆動信号に対応するパルス状の電圧を前記他方の圧電層に印加することを特徴とする請求項12に記載の液滴吐出装置。
  14. 前記電圧印加手段は、複数の前記記録媒体が順次前記流路形成体に対して相対移動することにより連続記録が行われている間であって、1の記録媒体に対する記録が終了し、次の記録媒体に対する記録が行われる前の、前記吐出口が前記記録媒体の記録領域に対向していない期間に、前記不吐出駆動信号に対応する電圧を前記他方の圧電層に印加することを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
  15. 前記電圧印加手段は、前記吐出駆動信号に対応するパルス状の電圧が前記一方の圧電層に印加されている期間に、前記他方の圧電層に一定の電圧を印加することを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
  16. 前記駆動信号生成手段は、前記吐出駆動信号に対応する電圧が前記一方の圧電層に印加されていない期間に前記吐出口から液滴を吐出させる予備吐出駆動信号をさらに生成し、
    前記電圧印加手段は、前記一方の圧電層に生じる最大電界が前記他方の圧電層に生じる最大電界よりも小さくなるように、前記予備吐出駆動信号に対応する電圧を前記他方の圧電層に印加することを特徴とする請求項1〜15のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
  17. 前記不吐出駆動信号は前記吐出駆動信号よりも高い周波数を有することを特徴とする請求項1〜16のいずれか一項に記載の液滴吐出装置。
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