JP5003775B2 - 液滴吐出装置 - Google Patents

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、ｄ_３１、ｄ_３３、ｄ_１５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ｄ_３１）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ｄ_３１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ｄ_３１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ｄ_３３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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