JP5256930B2 - 液体吐出ユニット、液体吐出装置、及び、液体吐出方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出ユニット、液体吐出装置、及び、液体吐出方法に関する。

圧力室内の液体に圧力変化を与え、圧力室に連通したノズルから液体を吐出させる液体吐出装置が知られている。このような液体吐出装置では、圧力室内の液体に与える圧力振動の振幅を大きくすることで、吐出される液体の量を増やしている。言い換えれば、吐出パルスの駆動電圧を大きくすることで、吐出される液体の量を増やしている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００３−９４６５６号公報

近年、この液体吐出装置により、従来扱われていた液体よりも粘度の高い液体（以下、高粘度液体ともいう。）を吐出する試みがなされている。すなわち、従来は水のように粘度が低い液体を対象にしていたが、６ミリパスカル秒以上の高粘度液体を吐出する試みがなされている。

この高粘度液体でも、十分な吐出量を得るためには、吐出量に応じた大きさの圧力変化を圧力室内の液体に与える必要がある。しかし、圧力変化を大きくすると液体の飛行速度も高くなり、この液体の後端部分が尾のように伸びる現象が生じる。この現象により、尾の部分が正規の位置に着弾しないという問題があった。例えば、インクジェットプリンタでは、尾の部分がミストになって正規の位置からずれて着弾し、画質の劣化が生じるという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体の後端部分が尾のように伸びる現象を抑制することにある。

前記目的を達成するための主たる発明は、
ノズルに連通された圧力室と、
前記圧力室内の液体に圧力変化を与える動作を行う素子と、
前記素子に印加されることで前記圧力室内の液体に圧力変化を生じさせる第１パルス、及び、前記素子に印加されることで前記圧力室内の液体に前記ノズルから液体が吐出される大きさの圧力変化を生じさせる第２パルスを生成するパルス生成部と、を備え、
前記液体は、
粘度が６ミリパスカル秒以上であり、
前記素子は、
電位に応じて変形して圧力室の容積を変化させる動作をするものであり、
前記パルス生成部は、
前記第２パルスの生成を、前記第１パルスの前記素子への印加によって前記圧力室内の液体に生じた圧力振動が残っている期間内であって、前記第２パルスを単独で前記素子に印加した際の吐出量よりも、吐出量が多くなるタイミングで開始し、前記圧力振動によって前記圧力室内の液体圧力が下がっている期間内に開始し、
前記第１パルスは、
膨張状態の前記圧力室を収縮させるために前記素子を変形させる収縮要素を最後に有し、
前記第２パルスは、
前記圧力振動を加振する圧力変化を前記圧力室内の液体に与えるように、前記素子を動作させるものであり、
前記圧力室を膨張させるために前記素子を変形させる膨張要素を最初に有する、
液体吐出ユニットである。

本発明の他の特徴は、本明細書、及び添付図面の記載により、明らかにする。

本明細書の記載、及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。

すなわち、ノズルに連通された圧力室と、前記圧力室内の液体に圧力変化を与える動作を行う素子と、前記素子に印加されることで前記圧力室内の液体に圧力変化を生じさせる第１パルス、及び、前記素子に印加されることで前記圧力室内の液体に前記ノズルから液体が吐出される大きさの圧力変化を生じさせる第２パルスを生成するパルス生成部と、を備え、前記液体は、粘度が６ミリパスカル秒以上であり、前記パルス生成部は、前記第２パルスの生成を、前記第１パルスの前記素子への印加によって前記圧力室内の液体に生じた圧力振動が残っている期間内であって、前記第２パルスを単独で前記素子に印加した際の吐出量よりも、吐出量が多くなるタイミングで開始する、液体吐出ユニットを実現できることが明らかにされる。
このような液体吐出ユニットによれば、第２パルスによる液体滴の吐出時には、第１パルスに起因する残留振動が作用し、或る量の液体を吐出させる場合において、第２パルスによって圧力室内の液体に与える圧力変化を抑えることができる。これにより、第２パルスだけを用いる場合よりも、液体の飛行速度を抑えることができ、液体の後端部分が尾のように伸びる現象を抑制できる。

かかる液体吐出ユニットであって、前記第２パルスは、前記圧力振動を加振する圧力変化を前記圧力室内の液体に与えるように、前記素子を動作させるものであることが好ましい。
このような液体吐出ユニットによれば、液体の吐出を効率よく行うことができる。

かかる液体吐出ユニットであって、前記素子は、電位に応じて変形して圧力室の容積を変化させる動作をするものであり、前記第１パルスは、膨張状態の前記圧力室を収縮させるために前記素子を変形させる収縮要素を最後に有し、前記第２パルスは、前記圧力室を膨張させるために前記素子を変形させる膨張要素を最初に有し、前記パルス生成部は、 前記第２パルスの生成を、前記圧力振動によって前記圧力室内の液体圧力が下がっている期間内に開始することが好ましい。
このような液体吐出ユニットによれば、液体の吐出を効率よく行うことができる。

かかる液体吐出ユニットであって、前記パルス生成部は、前記第２パルスの生成を、前記第１パルスの生成終了から前記圧力室内の液体の固有振動周期の１／２以下の期間内に開始することが好ましい。
このような液体吐出ユニットによれば、圧力振動の振幅が大きなうちに第２パルスを素子に印加できる。このため、液体の吐出を効率よく行うことができる。

かかる液体吐出ユニットであって、前記第１パルスは、前記液体が前記ノズルから吐出されない大きさの圧力変化を前記圧力室内の液体に与えるものであっても、前記液体を前記ノズルから吐出させる大きさの圧力変化を前記圧力室内の液体に与えるものであってもよい。

また、前述の液体吐出ユニットを備えた液体吐出装置を実現できることも明らかにされる。

また、圧力室内に貯留された粘度が６ミリパスカル秒以上の液体を、圧力室内の液体に圧力変化を与える動作を行う素子を用いて、前記圧力室に連通するノズルから吐出させる液体吐出方法であって、前記動作を前記素子に行わせる第１パルスを生成し、前記素子に印加すること、前記動作を前記素子に行わせることで前記ノズルから前記液体を吐出させる第２パルスの生成を、前記第１パルスの前記素子への印加によって前記圧力室内の液体に圧力振動が残っている期間内であって、前記第２パルスを単独で前記素子に印加した際の吐出量よりも、吐出量が多くなるタイミングで開始し、前記素子に印加することを行う液体吐出方法を実現できることも明らかにされる。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜印刷システムについて＞
図１に例示した印刷システムは、プリンタ１と、コンピュータＣＰとを有する。プリンタ１は液体吐出装置に相当し、用紙、布、フィルム等の媒体に向けて、液体の一種であるインクを吐出する。媒体は、液体が吐出される対象となる対象物である。コンピュータＣＰは、プリンタ１と通信可能に接続されている。プリンタ１に画像を印刷させるため、コンピュータＣＰは、その画像に応じた印刷データをプリンタ１に送信する。

＝＝＝プリンタ１の概要＝＝＝
プリンタ１は、用紙搬送機構１０、キャリッジ移動機構２０、駆動信号生成回路３０、ヘッドユニット４０、検出器群５０、及び、プリンタ側コントローラ６０を有する。

用紙搬送機構１０は、用紙を搬送方向に搬送させる。キャリッジ移動機構２０は、ヘッドユニット４０が取り付けられたキャリッジを所定の移動方向（例えば紙幅方向）に移動させる。駆動信号生成回路３０は、駆動信号ＣＯＭを生成する。この駆動信号ＣＯＭは、用紙への印刷時にヘッドＨＤ（ピエゾ素子４３３，図２を参照）へ印加されるものであり、図５に一例を示すように、プレパルスＰＳ１や吐出パルス（第１吐出パルスＰＳ２，第２吐出パルスＰＳ３）を含む一連の信号である。ここで、吐出パルスとは、ヘッドＨＤのノズル４２７（図２を参照）から滴状のインクを吐出させるために、ピエゾ素子４３３に所定の動作を行わせる電位の変化パターンである。また、プレパルスＰＳ１は、吐出パルスによるインクの吐出を補助するために、ピエゾ素子４３３に所定の動作を行わせる電位の変化パターンである。駆動信号ＣＯＭがこれらのパルスを含むことから、駆動信号生成回路３０は、パルス生成部に相当する。なお、駆動信号生成回路３０や各パルスについては、後で説明する。ヘッドユニット４０は、ヘッドＨＤとヘッド制御部ＨＣとを有する。ヘッドＨＤは、インクを用紙に向けて吐出させる。ヘッド制御部ＨＣは、プリンタ側コントローラ６０からのヘッド制御信号に基づき、ヘッドＨＤを制御する。検出器群５０は、プリンタ１の状況を監視する複数の検出器によって構成される。これらの検出器による検出結果は、プリンタ側コントローラ６０に出力される。プリンタ側コントローラ６０は、プリンタ１における全体的な制御を行う。なお、ヘッドＨＤやプリンタ側コントローラ６０についても後で説明する。

プリンタ１を構成する各部のうち、インク（液体）の吐出にかかわる部分は、駆動信号生成回路３０、ヘッドユニット４０、及び、プリンタ側コントローラ６０である。従って、これらの部分は、液体を吐出する液体吐出ユニットに相当する。そして、プリンタ１は、液体吐出ユニットを備えた液体吐出装置に相当する。

＝＝＝プリンタ１の要部＝＝＝
＜ヘッドＨＤについて＞
図２に示すように、ヘッドＨＤは、ケース４１と、流路ユニット４２と、ピエゾ素子ユニット４３とを有する。ケース４１は、ピエゾ素子ユニット４３を収容して固定するための収容空部４１１が内部に設けられた箱体状である。このケース４１は、例えば樹脂材によって作製される。そして、ケース４１の先端面には、流路ユニット４２が接合されている。

流路ユニット４２は、流路形成基板４２１と、ノズルプレート４２２と、振動板４２３とを有する。そして、流路形成基板４２１における一方の表面にはノズルプレート４２２が接合され、他方の表面には振動板４２３が接合されている。流路形成基板４２１には、圧力室４２４、インク供給路４２５、及び、共通インク室４２６などが形成されている。この流路形成基板４２１は、例えばシリコン基板によって作製されている。圧力室４２４は、ノズル４２７の並び方向に対して直交する方向に細長い室として形成されている。インク供給路４２５は、圧力室４２４と共通インク室４２６との間を連通する狭い流路の部分である。このインク供給路４２５は、圧力室４２４へ液体を供給するための、液体の供給部に相当する。共通インク室４２６は、インクカートリッジ（図示せず）から供給されたインクを一旦貯留する部分であり、共通の液体貯留室に相当する。

ノズルプレート４２２には、複数のノズル４２７が、所定の並び方向に所定の間隔で設けられている。このノズルプレート４２２は、例えばステンレス板やシリコン基板によって作製されている。

振動板４２３は、例えばステンレス製の支持板４２８に樹脂製の弾性体膜４２９を積層した二重構造を採っている。振動板４２３における各圧力室４２４に対応する部分は、ステンレス板の部分が環状にエッチング加工されている。そして、環内には島部４２８ａが形成されている。この島部４２８ａと島部４２８ａ周辺の弾性体膜４２９ａとがダイヤフラム部４２３ａを構成する。このダイヤフラム部４２３ａは、ピエゾ素子ユニット４３が有するピエゾ素子４３３によって変形し、圧力室４２４の容積を可変する。

ピエゾ素子ユニット４３は、ピエゾ素子群４３１と、固定板４３２とを有する。ピエゾ素子群４３１は櫛歯状をしている。そして、櫛歯の１つ１つがピエゾ素子４３３である。各ピエゾ素子４３３の先端面は、対応する島部４２８ａに接着される。固定板４３２は、ピエゾ素子群４３１を支持するとともに、ケース４１に対する取り付け部となる。この固定板４３２は、例えばステンレス板によって構成されており、収容空部４１１の内壁に接着される。

ピエゾ素子４３３は、電気機械変換素子の一種であり、圧力室４２４内の液体に圧力変化を与えるための動作（変形動作）をする素子に相当する。図２に示すピエゾ素子４３３は、隣り合う電極同士の間に電位差を与えることにより、積層方向と直交する素子長手方向に伸縮する。すなわち、上記の電極は、所定電位の共通電極４３４と、駆動信号ＣＯＭ（プレパルスＰＳ１や各吐出パルスＰＳ２，ＰＳ３等）に応じた電位になる駆動電極４３５とを有する。そして、両電極４３４，４３５に挟まれた圧電体４３６は、共通電極４３４と駆動電極４３５との電位差に応じた度合いで変形する。ピエゾ素子４３３は、圧電体４３６の変形に伴って素子の長手方向に伸縮する。本実施形態において、共通電極４３４は、グランド電位、若しくは、グランド電位よりも所定電位だけ高いバイアス電位に定められる。そして、ピエゾ素子４３３は、駆動電極４３５の電位が共通電極４３４の電位よりも高くなるほど収縮する。反対に、駆動電極４３５の電位が共通電極４３４の電位に近付くほど、或いは、共通電極４３４の電位よりも低くなるほど伸張する。

前述したように、ピエゾ素子ユニット４３は、固定板４３２を介してケース４１に取り付けられている。このため、ピエゾ素子４３３が収縮すると、ダイヤフラム部４２３ａは、圧力室４２４から遠ざかる方向に引っ張られる。これにより、圧力室４２４が膨張される。反対に、ピエゾ素子４３３が伸長すると、ダイヤフラム部４２３ａが圧力室４２４側に押される。これにより、圧力室４２４が収縮する。圧力室４２４内のインクには、圧力室４２４の膨張や収縮（容積の変化）に起因して圧力変化が生じる。すなわち、圧力室４２４の収縮に伴って圧力室４２４内のインクは加圧され、圧力室４２４の膨張に伴って圧力室４２４内のインクは減圧される。ピエゾ素子４３３の伸縮状態は駆動電極４３５の電位に応じて定まるので、圧力室４２４の容積も駆動電極４３５の電位に応じて定まる。従って、圧力室４２４内のインクに対する加圧度合いや減圧度合いは、駆動電極４３５における単位時間あたりの電位変化量で定めることができる。

＜インク流路について＞
ヘッドＨＤには、共通インク室４２６からノズル４２７に至る一連のインク流路（液体で満たされる液体流路に相当する）が、ノズル４２７の数に応じた複数設けられている。このインク流路では、圧力室４２４に対して、ノズル４２７及びインク供給路４２５がそれぞれ連通している。このため、インクの流れなどの特性を解析する場合、ヘルムホルツの共鳴器の考え方が適用される。図３は、この考え方に基づくヘッドＨＤの構造を模式的に説明する図である。

一般的なヘッドＨＤにおいて、圧力室４２４の長さＬ４２４は２００μｍから２０００μｍの範囲内に定められる。圧力室４２４の幅Ｗ４２４は２０μｍから３００μｍの範囲内に定められ、圧力室４２４の高さＨ４２４は３０μｍから５００μｍの範囲内に定められる。そして、インク供給路４２５の長さＬ４２５は５０μｍから２０００μｍの範囲内に定められる。インク供給路４２５の幅Ｗ４２５は２０μｍから３００μｍの範囲内に定められ、インク供給路４２５の高さＨ４２５は３０μｍから５００μｍの範囲内に定められる。また、ノズル４２７の直径φ４２７は１０μｍから３５μｍの範囲内に定められ、ノズル４２７の長さＬ４２７は４０μｍから１００μｍの範囲内に定められる。

なお、インク供給路４２５に関し、幅Ｗ４２５や高さＨ４２５は、圧力室４２４の幅Ｗ４２４や高さＨ４２４以下に定められる。また、インク供給路４２５の幅Ｗ４２５や高さＨ４２５の一方を、圧力室４２４の幅Ｗ４２４や高さＨ４２４の一方に揃えた場合、インク供給路４２５の幅Ｗ４２５や高さＨ４２５の他方は、圧力室４２４の幅Ｗ４２４や高さＨ４２４の他方よりも小さいサイズに定められる。

このようなインク流路では、圧力室４２４内のインクに圧力変化を与えることで、ノズル４２７からインクが吐出される。このとき、圧力室４２４、インク供給路４２５、及び、ノズル４２７は、ヘルムホルツの共鳴器のように機能する。このため、圧力室４２４内のインクに加わる圧力の大きさは、ヘルムホルツ周期と呼ばれる固有の周期で変化する。すなわち、インクには圧力振動が生じる。従って、ヘルムホルツ周期は、圧力室４２４におけるインク（液体）の固有振動周期とも呼ばれる。このヘルムホルツ周期の圧力振動により、メニスカス（ノズル４２７で露出しているインクの自由表面）がノズル４２７内で周期的に移動する。そして、このヘルムホルツ周期の圧力変化を利用することで、インクをノズル４２７から効率よく吐出させたり、圧力室４２４内のインクの圧力変化を効率よく打ち消したりすることができる。

一般的なヘッドＨＤにおいて、圧力室４２４におけるヘルムホルツ周期は５μｓから１０μｓの範囲内に定められる。例えば、図３のインク流路において、圧力室４２４の幅Ｗ４２４を１００μｍ、高さＨ４２４を７０μｍ、長さＬ４２４を１０００μｍとし、インク供給路４２５の幅Ｗ４２５を５０μｍ、高さＨ４２５を７０μｍ、長さＬ４２５を５００μｍとし、ノズル４２７の直径φ４２７を３０μｍ、長さＬ４２７を１００μｍとした場合、圧力室４２４におけるヘルムホルツ周期は８μｓ程度になる。なお、このヘルムホルツ周期は、隣り合う圧力室４２４同士を区画する隔壁の厚さ、弾性体膜４２９の厚さやコンプライアンス、流路形成基板４２１やノズルプレート４２２の素材によっても変化する。

＜プリンタ側コントローラ６０について＞
プリンタ側コントローラ６０は、プリンタ１における全体的な制御を行う。すなわち、コンピュータＣＰから受け取った印刷データや各検出器からの検出結果に基づいて制御対象部を制御し、用紙に画像を印刷させる。例えば、駆動信号ＣＯＭに含まれるプレパルスＰＳ１や各吐出パルスＰＳ２，ＰＳ３を、吐出させるインク滴の量に応じて選択的にピエゾ素子４３３へ印加させる。図１に示すように、プリンタ側コントローラ６０は、インタフェース部６１と、ＣＰＵ６２と、メモリ６３とを有する。インタフェース部６１は、コンピュータＣＰとの間でデータの受け渡しを行う。ＣＰＵ６２は、プリンタ１の全体的な制御を行う。メモリ６３は、コンピュータプログラムを格納する領域や作業領域等を確保する。ＣＰＵ６２は、メモリ６３に記憶されているコンピュータプログラムに従い、各制御対象部を制御する。例えば、ＣＰＵ６２は、用紙搬送機構１０やキャリッジ移動機構２０を制御する。また、ＣＰＵ６２は、ヘッドＨＤの動作を制御するためのヘッド制御信号をヘッド制御部ＨＣに送信したり、駆動信号ＣＯＭを生成させるための制御信号を駆動信号生成回路３０に送信したりする。

ここで、駆動信号ＣＯＭを生成させるための制御信号はＤＡＣデータとも呼ばれ、例えば複数ビットのデジタルデータである。このＤＡＣデータは、生成される駆動信号ＣＯＭの電位の変化パターンを定める。従って、このＤＡＣデータは、駆動信号ＣＯＭ、及び、この駆動信号ＣＯＭに含まれる各パルスの電位を示すデータともいえる。このＤＡＣデータは、メモリ６３の所定領域に記憶されており、駆動信号ＣＯＭの生成時に読み出されて駆動信号生成回路３０へ出力される。

＜駆動信号生成回路３０について＞
駆動信号生成回路３０は、パルス生成部として機能し、ＤＡＣデータに基づき、プレパルスＰＳ１や各吐出パルスＰＳ２，ＰＳ３を有する駆動信号ＣＯＭを生成する。図４に示すように、駆動信号生成回路３０は、ＤＡＣ回路３１と、電圧増幅回路３２と、電流増幅回路３３とを有する。ＤＡＣ回路３１は、デジタルのＤＡＣデータをアナログ信号に変換する。電圧増幅回路３２は、ＤＡＣ回路３１で変換されたアナログ信号の電圧を、ピエゾ素子４３３を駆動できるレベルまで増幅する。このプリンタ１では、ＤＡＣ回路３１から出力されるアナログ信号は最大３．３Ｖであるのに対し、電圧増幅回路３２から出力される増幅後のアナログ信号（便宜上、波形信号ともいう。）は最大４２Ｖである。電流増幅回路３３は、電圧増幅回路３２からの波形信号について電流の増幅をし、駆動信号ＣＯＭとして出力する。この電流増幅回路３３は、例えば、プッシュプル接続されたトランジスタ対によって構成される。

＜ヘッド制御部ＨＣについて＞
ヘッド制御部ＨＣは、駆動信号生成回路３０で生成された駆動信号ＣＯＭの必要部分をヘッド制御信号に基づいて選択し、ピエゾ素子４３３へ印加する。このため、図４に示すように、ヘッド制御部ＨＣは、駆動信号ＣＯＭの供給線の途中に、ピエゾ素子４３３毎に設けられた複数のスイッチ４４を有する。そして、ヘッド制御部ＨＣは、ヘッド制御信号からスイッチ制御信号を生成する。このスイッチ制御信号によって各スイッチ４４を制御することで、駆動信号ＣＯＭの必要部分、すなわちプレパルスＰＳ１や各吐出パルスＰＳ２，ＰＳ３がピエゾ素子４３３へ印加される。このとき、必要部分の選択の仕方次第で、ノズル４２７からのインクの吐出を制御できる。スイッチ制御信号の基となるヘッド制御信号は、プリンタ側コントローラ６０から出力される。このため、プリンタ側コントローラ６０は、駆動信号ＣＯＭに含まれるパルスを、ピエゾ素子４３３に印加するための制御を行うコントローラに相当する。また、ヘッド制御部ＨＣは、コントローラによって制御され、駆動信号ＣＯＭに含まれるパルスをピエゾ素子４３３に印加するパルス印加部に相当する。

＜駆動信号ＣＯＭについて＞
次に、駆動信号生成回路３０によって生成される駆動信号ＣＯＭについて説明する。この駆動信号ＣＯＭは、ピエゾ素子４３３が有する駆動電極４３５に印加される。これにより、固定電位とされた共通電極４３４との間に、電位の変化パターンに応じた電位差が生じる。その結果、ピエゾ素子４３３は、電位の変化パターンに応じて伸縮し、圧力室４２４の容積を変化させる。

図５に例示した駆動信号ＣＯＭには、繰り返し期間毎に繰り返し生成される複数のパルスが含まれている。すなわち、プレパルスＰＳ１と、第１吐出パルスＰＳ２と、第２吐出パルスＰＳ３とが繰り返し期間Ｔに含まれている。プレパルスＰＳ１は、ノズル４２７からインク滴が吐出されない大きさの圧力変化（圧力振動）を、圧力室４２４内のインクに与えるためのものであり、非吐出パルスに相当する。第１吐出パルスＰＳ２及び第２吐出パルスＰＳ３は、ノズル４２７からインク滴が吐出される大きさの圧力変化を圧力室４２４内のインクに与えるためのものである。

繰り返し期間Ｔは、ドット階調に対応した期間である。すなわち、或るドットが形成される単位領域に対して、ドットの大きさに応じた量のインクを吐出するために必要な期間である。この繰り返し期間Ｔは、形成可能なドットの種類に応じた数のパルスを生成するために必要な期間、及び、ヘッドＨＤの移動速度等によって定められる。例示した駆動信号ＣＯＭにおいて、この繰り返し期間Ｔは、前側の期間である第１期間Ｔ１、中間の期間である第２期間Ｔ２、及び、後側の期間である第３期間Ｔ３の３つに区切られている。

プレパルスＰＳ１は第１期間Ｔ１に生成され、第１吐出パルスＰＳ２は第２期間Ｔ２に生成され、第２吐出パルスＰＳ３は第３期間Ｔ３に生成される。従って、駆動信号生成回路３０（パルス生成部）は、プレパルスＰＳ１（非吐出パルス）、第１吐出パルスＰＳ２、及び、第２吐出パルスＰＳ３の順に、これらのパルスを繰り返し生成している。

プレパルスＰＳ１は、膨張要素Ｐ１、ホールド要素Ｐ２、及び、収縮要素Ｐ３を有する。膨張要素Ｐ１は、減圧要素に相当し、最低電位ＶＬから中間電位ＶＣまで一定の勾配θ１で電位を上昇させる部分である。この駆動信号ＣＯＭでは、最低電位ＶＬが、圧力室４２４の基準容積に対応する基準電位に相当している。膨張要素Ｐ１のピエゾ素子４３３への印加に伴い、圧力室４２４は基準容積から中間電位ＶＣに対応する中間容積まで膨張する。これにより、圧力室４２４内のインクは減圧される。ホールド要素Ｐ２は、維持要素に相当し、中間電位ＶＣを維持する部分である。ホールド要素Ｐ２の印加期間中に亘って、ピエゾ素子４３３は膨張要素Ｐ１の印加終了時点における変形状態を維持し、圧力室４２４は中間容積を維持する。収縮要素Ｐ３は、加圧要素に相当し、中間電位ＶＣから最低電位ＶＬまで一定の勾配θ２で電位を下降させる部分である。この収縮要素Ｐ３の印加に伴い、圧力室４２４は中間容積から基準容積まで収縮する。これにより、圧力室４２４内のインクは加圧される。このプレパルスＰＳ１の印加に伴い、圧力室４２４内のインクには、インクが吐出されない大きさの圧力振動が生じる。このプレパルスＰＳ１では、駆動電圧（中間電位ＶＣと最低電位ＶＬの差）を、各吐出パルスＰＳ２，ＰＳ３の駆動電圧Ｖｈの１／２に定めている。言い換えれば、プレパルスＰＳ１の膨張要素Ｐ１及び収縮要素Ｐ３における電位の変化幅は、後述する第１吐出パルスＰＳ２及び第２吐出パルスＰＳ３の膨張要素Ｐ４，Ｐ７及び収縮要素Ｐ６，Ｐ９における電位の変化幅よりも小さく定められている。このようなプレパルスＰＳ１を印加すると、インクは吐出されないけれども、十分な大きさの圧力振動が圧力室４２４内のインクに与えられる。そして、インク流路がヘルムホルツの共鳴器のような動作をすることから、この圧力振動はプレパルスＰＳ１の印加終了後も残留する。

第１吐出パルスＰＳ２及び第２吐出パルスＰＳ３の形状（電位の変化パターン）は、同じである。このため、纏めて説明する。各吐出パルスＰＳ２，ＰＳ３は、膨張要素Ｐ４，Ｐ７、ホールド要素Ｐ５，Ｐ８、及び、収縮要素Ｐ６，Ｐ９を有する。膨張要素Ｐ４，Ｐ７は、減圧要素に相当し、最低電位ＶＬから最高電位ＶＨまで一定の勾配θ３で電位を上昇させる部分である。膨張要素Ｐ４，Ｐ７のピエゾ素子４３３への印加に伴い、圧力室４２４は基準容積から最高電位ＶＨに対応する最大容積まで膨張する。これにより、圧力室４２４内のインクは、プレパルスＰＳ１の膨張要素Ｐ１が印加されたときよりも大きく減圧される。ホールド要素Ｐ５，Ｐ８は、維持要素に相当し、最高電位ＶＨを維持する部分である。ホールド要素Ｐ５，Ｐ８の印加期間中に亘って、ピエゾ素子４３３は膨張要素Ｐ４，Ｐ７の印加終了時点における変形状態を維持し、圧力室４２４は最大容積を維持する。この期間において、圧力振動に起因するインク圧力は、減圧方向の変化から加圧方向の変化に転じる。収縮要素Ｐ６，Ｐ９は、加圧要素に相当し、最高電位ＶＨから最低電位ＶＬまで一定の勾配θ４で電位を下降させる部分である。この収縮要素Ｐ６，Ｐ９の印加に伴い、圧力室４２４は最大容積から基準容積まで収縮する。これにより、圧力室４２４内のインクは加圧される。このとき、圧力室４２４内のインクに与えられている加圧方向の圧力変化と、圧力室４２４の収縮に伴うインクの加圧とが相俟って、インクは大きく加圧される。その結果、ノズル４２７からインク滴が吐出される。従って、これらの吐出パルスＰＳ２，ＰＳ３が有する収縮要素Ｐ６，Ｐ９は、インク滴（液体滴の一種）を吐出させるための吐出要素にも相当する。そして、これらの吐出パルスＰＳ２，ＰＳ３を用いた場合も、インク滴の吐出後において圧力振動が残留する。

これらのプレパルスＰＳ１、第１吐出パルスＰＳ２、及び、第２吐出パルスＰＳ３は、何れも台形状の波形で構成されている。このように、各パルスを台形状の波形で構成すると、インク滴の吐出後において、圧力振動が強い状態で残る。このため、後に続いてピエゾ素子４３３へ印加される吐出パルスＰＳ２，ＰＳ３において、この圧力振動を利用できる。そして、プレパルスＰＳ１と第１吐出パルスＰＳ２の間隔は、第１定電位要素Ｐ１１の生成期間で定められる。この間隔は、プレパルスＰＳ１の印加終了後における圧力室４２４内のインク圧力の大きさを定める。同様に、第１吐出パルスＰＳ２と第２吐出パルスＰＳ３の間隔は、第２定電位要素Ｐ１２の生成期間で定められ、第１吐出パルスＰＳ２の印加終了後における圧力室４２４内のインク圧力の大きさを定める。従って、第１定電位要素Ｐ１１の生成期間及び第２定電位要素Ｐ１２の生成期間を調整することで、インク滴の量や飛行速度を調整できる。また、各パルスが台形状の波形であることから、言い換えれば、減圧要素と加圧要素とを有し、圧力室４２４内の残留振動を抑制するための制振要素を有さないことから、波形に必要な時間を短くでき、インク滴の高周波吐出に適する。

＜インク滴の吐出制御について＞
上記のプリンタ１によって、従来扱われてきたインクよりも高い粘度のインクを吐出させる場合、必要な吐出量を確保するためにはインクに与える圧力振動の振幅を大きくする必要がある。ここで、圧力振動の振幅を大きくすると、振幅の大きさに比例してインク滴の飛行速度も高くなる。高粘度インクでは、飛行速度が高くなるにつれて、尾のように伸びたインク滴の後端部分がより長くなってしまう。このような尾の部分は、正規の着弾位置からずれた位置に着弾する可能性が高く、画質劣化の原因となる。

尾の部分による画質劣化を抑制するためには、尾の部分の長さを短くすることが有効と考えられる。前述したように、尾の部分の長さはインク滴の飛行速度に比例する。そうすると、尾の部分を短くするためには、インク滴の量を確保しつつ、インク滴の飛行速度を抑えることが有効といえる。

このような観点から、このプリンタ１では、インクを吐出させる場合に、第１パルスと第２パルスを順にピエゾ素子４３３へ印加する。
例えば、中ドットを形成する場合には、プレパルスＰＳ１が第１パルスに相当し、第１吐出パルスが第２パルスに相当する。この場合、図６Ａに示すように、第１吐出パルスＰＳ２のピエゾ素子４３３への印加に先立って、プレパルスＰＳ１をピエゾ素子４３３へ印加する。ここで、第１吐出パルスＰＳ２の生成開始タイミングは、プレパルスＰＳ１のピエゾ素子４３３への印加によって圧力室４２４内のインクに与えられた圧力振動が残っている期間内であって、第１吐出パルスＰＳ２を単独でピエゾ素子４３３へ印加した際の吐出量よりも、吐出量が多くなるタイミングに定められる。

また、大ドットを形成する場合には、第１吐出パルスＰＳ２が第１パルスに相当し、第２吐出パルスＰＳ３が第２パルスに相当する。この場合、図６Ｂに示すように、第１吐出パルスＰＳ２と第２吐出パルスＰＳ３を連続的にピエゾ素子４３３へ印加する。ここでも、第２吐出パルスＰＳ３の生成開始タイミングは、第２吐出パルスＰＳ３のピエゾ素子４３３への印加によって圧力室４２４内のインクに与えられた圧力振動が残っている期間内であって、第２吐出パルスＰＳ３を単独でピエゾ素子４３３へ印加した際の吐出量よりも、吐出量が多くなるタイミングに定められる。

このように構成することにより、第１吐出パルスＰＳ２を用いて中ドットを形成する場合には、プレパルスＰＳ１によってインクに与えられた圧力振動を、第１吐出パルスＰＳ２によるインク滴の吐出に利用できる。これにより、プレパルスＰＳ１を用いずに、第１吐出パルスＰＳ２だけでインク滴を吐出させるよりも、低い駆動電圧で同じ量のインク滴を吐出させることができる。駆動電圧が低いほどインク滴の飛行速度を抑えることができるので、尾の部分の長さを短くすることができる。

同様に、第１吐出パルスＰＳ２及び第２吐出パルスＰＳ３を用いて大ドットを形成する場合には、第１吐出パルスＰＳ２によって与えられた圧力振動を、第２吐出パルスＰＳ３によるインク滴の吐出に利用できる。これにより、第２吐出パルスＰＳ３によるインク滴の飛行速度を、第１吐出パルスＰＳ２によるインク滴の飛行速度と同程度に抑えつつ、第２吐出パルスＰＳ３によるインク滴の吐出量を、第１吐出パルスＰＳ２によるインク滴の吐出量よりも増やすことができる。すなわち、尾の部分を長くすることなく、吐出量を増やすことができる。以下、詳細に説明する。

＜中ドットの形成時について＞
まず、中ドットの形成時におけるインク滴の吐出動作について説明する。ここで、図７Ａは、中ドットの形成時におけるメニスカスの位置を、プレパルスＰＳ１及び第１吐出パルスＰＳ２に対応付けて示した図である。すなわち、図７Ａの上段はプレパルスＰＳ１及び第１吐出パルスＰＳ２の電位と時間との関係を示し、図７Ａの下段はメニスカスの状態と時間との関係を示している。

メニスカスの状態に関し、０は、定常状態におけるメニスカスの位置を示す。そして、正側に値が大きくなるほどメニスカスが吐出方向に押し出された状態を示し、負側に値が大きくなるほどメニスカスが圧力室４２４側に引き込まれた状態を示す。そして、メニスカスの状態は、圧力室４２４内のインク圧力に応じて変化する。このため、メニスカスが定常状態で一定の場合、圧力室４２４内のインク圧力も定常圧力で変化していないといえる。また、メニスカスが押し出された状態は、圧力室４２４内のインク圧力が定常圧力よりも高くなっている状態といえる。反対に、メニスカスが引き込まれた状態は、圧力室４２４内のインクが定常圧力よりも低くなっている状態といえる。

プレパルスＰＳ１の膨張要素Ｐ１は、タイミングｔ１からｔ２に亘って印加される。これに伴って圧力室４２４が膨張してインク圧力が低下し、メニスカスが圧力室４２４側に引き込まれる。ホールド要素Ｐ２はタイミングｔ２からｔ３に亘って印加される。この例におけるホールド要素Ｐ２の生成期間は、膨張要素Ｐ１の生成期間に比べて十分に短く定められている。そして、この期間中にメニスカスの移動方向が反転する。すなわち、メニスカスの移動方向が、引き込み方向から吐出方向へと切り替わる。収縮要素Ｐ３は、タイミングｔ３からｔ４に亘って印加される。これに伴って圧力室４２４が収縮してインク圧力が高くなる。このとき、インクに残っている圧力振動も加わるので、すなわち収縮要素Ｐ３によって励振される圧力振動とインクに残っている圧力振動の位相が揃っているので、加振によってインク圧力はより高くなる。収縮要素Ｐ３の印加終了後も圧力室４２４内のインク圧力は上昇する。従って、メニスカスは、第１定電位要素Ｐ１１の印加期間（タイミングｔ４からｔ５）に亘って吐出方向に移動する。これは、インク供給路４２５を通じてインクが圧力室４２４に流入するためと考えられる。

第１吐出パルスＰＳ２の膨張要素Ｐ４は、タイミングｔ５からｔ６に亘って印加される。ここで、タイミングｔ５は、メニスカスが引き込み方向に戻るタイミングにあわせて定められている。この例では、メニスカスがインク量Ｖ１分だけ押し出されているタイミングに定められている。膨張要素Ｐ４が印加されると、インクに残っている圧力振動と相俟って、インク圧力が大きく低下する。すなわち、第１吐出パルスＰＳ２（第２パルス）は、プレパルスＰＳ１（第１パルス）のピエゾ素子４３３への印加によって圧力室４２４内のインクに生じた圧力振動を加振するタイミングで生成され、ピエゾ素子４３３へ印加されている。

この膨張要素Ｐ４の印加終了後、タイミングｔ６からｔ７に亘ってホールド要素Ｐ５が印加されるが、この期間にインク圧力は増加方向に転じる。すなわち、それまで引き込み方向へ移動していたメニスカスが、吐出方向へ移動を開始する。タイミングｔ７からｔ８に亘って収縮要素Ｐ６が印加される。この収縮要素Ｐ６は、メニスカスが吐出方向へ移動している最中に印加される。収縮要素Ｐ６の印加により圧力室４２４の容積は収縮し、圧力室４２４内のインクは加圧される。このときも、圧力室４２４の収縮による加圧に、インクに残っている圧力振動も加わる。このため、加振によってインク圧力はより高くなる。言い換えれば、第１吐出パルスＰＳ２の駆動電圧Ｖｈで定まる度合いよりも強い度合いでインクを加圧できる。

そして、収縮要素Ｐ６の印加終了後も、圧力室４２４内のインク圧力は上昇する。これに伴い、メニスカスは吐出方向へ伸び続け、メニスカスの先端側の一部がちぎれてインク滴として吐出される。メニスカスの残りの部分は、先端側の部分がちぎれた反動で急速に圧力室４２４側に戻り、ヘルムホルツ周期で往復移動をする。

このように、このプリンタ１では、中ドットの形成時において、第１吐出パルスＰＳ２の印加に先立ってプレパルスＰＳ１をピエゾ素子４３３へ印加している。このプレパルスＰＳ１の印加により、圧力室４２４内のインクには、インクが吐出されない大きさの圧力振動が生じる。そして、この圧力振動の位相にあわせて第１吐出パルスＰＳ２の印加を開始しているため、加振によって第１吐出パルスＰＳ２の駆動電圧Ｖｈで励起され得る圧力振動よりも大きな振幅の圧力振動を与えることができる。これにより、吐出要素として機能する収縮要素Ｐ６の電位差を、必要最低限に抑えることができる。また、第１吐出パルスＰＳ２の印加開始タイミングが、メニスカスが定常状態よりも押し出された状態にある期間内に定められている。このため、単に第１吐出パルスＰＳ２だけでインク滴を吐出させる場合に比べて、インク滴の吐出量を増やすことができる。この例において、符号Ｖ２で示す量がインク滴の吐出量と考えられる。第１吐出パルスＰＳ２の印加開始時において、メニスカスが符号△Ｖ１で示す分だけ吐出方向に盛り上がっていることから、これに起因して第１吐出パルスの吐出量も増えると考えられる。

以上を纏めると、プレパルスＰＳ１を事前に印加したことにより、第１吐出パルスＰＳ２の駆動電圧を低くできた分だけインク滴の飛行速度が低く抑えられ、第１吐出パルスＰＳ２の印加開始タイミングにてメニスカスが押し出されている分だけインク滴の吐出量を増やすことができる。その結果、中ドットの形成に必要な吐出量を確保しつつ飛行速度を抑えることができ、インク滴の尾の部分について、その長さを短くすることができる。

なお、中ドットの形成時には、プレパルスＰＳ１の印加によって圧力室４２４内のインクに与えられた圧力振動を利用している。この観点からすれば、第１吐出パルスＰＳ２の生成を、プレパルスＰＳ１の生成終了からヘルムホルツ周期の１／２以下の期間内に開始することが好ましい。この期間内であれば、プレパルスＰＳ１の印加によって生じた圧力振動が十分大きなうちに第１吐出パルスＰＳ２の印加が開始されるため、この圧力振動を有効に利用できる。

＜大ドットの形成時について＞
次に、大ドットの形成時におけるインク滴の吐出動作について説明する。ここで、図７Ｂは、大ドットの形成時におけるメニスカスの位置を、第１吐出パルスＰＳ２及び第２吐出パルスＰＳ３に対応付けて示した図である。なお、縦軸や横軸については図７Ａと同様である。このため、説明は省略する。

この吐出動作において、プレパルスＰＳ１はピエゾ素子４３３に印加されない。そして、第１吐出パルスＰＳ２が印加された後、第２吐出パルスＰＳ３が続けて印加される。従って、第１吐出パルスＰＳ２の印加に伴って１つ目のインク滴が吐出され、第２吐出パルスＰＳ３の印加に伴って２つ目のインク滴が吐出される。各吐出パルスＰＳ２，ＰＳ３によるインク滴の吐出動作は、先に説明した第１吐出パルスＰＳ２によるインク滴の吐出動作と同様である。

すなわち、第１吐出パルスＰＳ２の膨張要素Ｐ４は、タイミングｔ１１からｔ１２に亘って印加される。これに伴って、メニスカスが圧力室４２４側に引き込まれる。ホールド要素Ｐ５はタイミングｔ１２からｔ１３に亘って印加される。この期間中にメニスカスの移動方向が反転し、メニスカスは吐出方向へと移動する。収縮要素Ｐ６は、タイミングｔ１３からｔ１４に亘って印加される。これに伴って圧力室４２４が収縮し、インク残っている圧力振動も加わって、インク圧力はより高くなる。そして、収縮要素Ｐ６の印加後に、インク滴が吐出される。そして、インク滴の吐出によって、メニスカスは圧力室４２４に向けて急速に戻る。

第２吐出パルスＰＳ３の膨張要素Ｐ７は、インク滴が吐出された後のタイミングｔ１５からｔ１６に亘って印加される。タイミングｔ１５において、メニスカスは、インク滴の吐出に伴う反動で圧力室４２４側に戻っている。膨張要素Ｐ７は、メニスカスが戻っている最中に印加される。このとき、圧力室４２４内のインク圧力も低くなっているので、インク残っている圧力振動を、膨張要素Ｐ７の印加に伴う圧力室４２４の膨張によって加振できる。従って、第２吐出パルスＰＳ３の駆動電圧Ｖｈで与えられる圧力振動よりも大きな圧力振動を与えることができる。膨張要素Ｐ７の印加後、タイミングｔ１６からｔ１７に亘ってホールド要素Ｐ８が印加される。そして、この期間にインク圧力は増加方向に変化し、メニスカスは吐出方向へ反転する。タイミングｔ１７からｔ１８に亘って収縮要素Ｐ９が印加され、圧力室４２４の容積は収縮する。これにより、圧力室４２４内のインクが加圧される。このとき、インク残っている圧力振動が加振される。その結果、第２吐出パルスＰＳ３の駆動電圧Ｖｈで定まる度合いよりも強い度合いでインクを加圧できる。

そして、収縮要素Ｐ９の印加終了後も、圧力室４２４内のインク圧力は上昇する。これに伴い、メニスカスは吐出方向へ伸び続け、メニスカスの先端側の一部がちぎれてインク滴として吐出される。メニスカスの残りの部分は、先端側の部分がちぎれた反動で急速に圧力室４２４側に戻り、ヘルムホルツ周期で往復移動をする。

このように、第１吐出パルスＰＳ２は、インク滴を吐出するけれども、第２吐出パルスＰＳ３に対してプレパルスＰＳ１と同様の作用をする。すなわち、第２吐出パルスＰＳ３の印加に先立って、圧力室４２４内のインクに圧力振動を与えている。そして、この圧力振動の位相にあわせて第２吐出パルスＰＳ３の印加を開始しているため、第２吐出パルスＰＳ３の駆動電圧で励起される圧力振動よりも大きな振幅の圧力振動を与えることができる。これにより、第１吐出パルスＰＳ２と第２吐出パルスＰＳ３の波形（駆動電圧Ｖｈ）が同じであっても、第２吐出パルスＰＳ３によって吐出されるインク滴の量を、第１吐出パルスＰＳ２によって吐出されるインク滴の量よりも増やすことができる。すなわち、第１吐出パルスＰＳ２によって吐出されるインク滴の量はＶ３であるのに対し、第２吐出パルスＰＳ３によって吐出されるインク滴の量はＶ４になる。従って、符号△Ｖ２で示す分だけ吐出量を増やすことができる。

以上を纏めると、第２吐出パルスＰＳ３で吐出されたインク滴に関し、その飛行速度を第１吐出パルスＰＳ２で吐出されたインク滴と同程度に抑えながらも、その吐出量を第１吐出パルスＰＳ２で吐出されたインク滴よりも増やすことができる。これにより、大ドットの形成に必要な吐出量を確保しつつ飛行速度を抑えることができ、インク滴の尾の部分について、その長さを短くすることができる。図８に模式的に示すように、第２吐出パルスＰＳ３で吐出されたインク滴（後のインク滴）は、第１吐出パルスＰＳ２で吐出されたインク滴（先のインク滴）と飛行中に合体し、１つのインク滴となって用紙に着弾する。このとき、後のインク滴における尾の部分が短くなっていることから、尾の部分に起因するミストの着弾位置ずれが抑制できる。

＜シミュレーション結果について＞
次に、上記の作用効果を、シミュレーション結果に基づいて説明する。図９Ａ及び図９Ｂは、粘度が２０ミリパスカル秒のインクを吐出させた場合のシミュレーション結果である。すなわち、図９Ａは、中ドットの吐出に用いたプレパルスＰＳ１及び第１吐出パルスＰＳ２を説明する図である。図９Ｂは、図９Ａの各パルスＰＳ１，ＰＳ２に対応するメニスカスの状態を説明する図である。図１０Ａ及び図１０Ｂは、比較例のシミュレーション結果である。すなわち、図１０Ａは第１吐出パルスＰＳ２を説明する図である。図１０Ｂは図１０Ａの第１吐出パルスＰＳ２に対応するメニスカスの状態を説明する図である。

図９Ａに示すプレパルスＰＳ１は、最低電位ＶＬが０Ｖ、中間電位ＶＣが１２．５Ｖである。そして、膨張要素Ｐ１の生成期間が２．５μｓ、ホールド要素Ｐ２の生成期間が３．０μｓ、収縮要素Ｐ３の生成期間が２．０μｓである。また、図９Ａ及び図１０Ａに示す第１吐出パルスＰＳ２は、いずれも同じ形状であり、最低電位ＶＬが０Ｖ、最高電位ＶＨが２５Ｖである。そして、膨張要素Ｐ４の生成期間が２．５μｓ、ホールド要素Ｐ５の生成期間が３．０μｓ、収縮要素Ｐ６の生成期間が２．０μｓである。さらに、プレパルスＰＳ１の終端と第１吐出パルスＰＳ２の始端との間に生成される第１定電位要素Ｐ１１の生成期間は２．０μｓである。なお、ヘッドＨＤにおける圧力室４２４のヘルムホルツ周期は８．５μｓである。

図９Ａ及び図９Ｂに示すように、第１吐出パルスＰＳ２の印加開始時点（タイミングｔ２３）において、圧力室４２４内のインクには、プレパルスＰＳ１の印加（タイミングｔ２１からｔ２２）に起因する圧力振動が残っている。そして、第１吐出パルスＰＳ２の膨張要素Ｐ４は、この圧力振動と位相をあわせて印加されている。すなわち、タイミングｔ２３において、インク圧力は丁度下がり始めており、膨張要素Ｐ４の印加に伴う減圧によって圧力振動が加振される。これにより、吐出されるインク滴の量は、符号Ｖ５で示すように、約１２．５ｎｇとなる。

一方、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、第１吐出パルスＰＳ２のみを印加（タイミングｔ３１からｔ３２）した場合は、励起される圧力振動の振幅が図９Ａ，図９Ｂの例よりも小さくなる。その結果、吐出されるインク滴の量は符号Ｖ６で示すように、約１１ｎｇとなる。このことから、第１吐出パルスＰＳ２のみを用いて、図９Ａ，図９Ｂの例のように約１２．５ｎｇのインク滴を吐出させようとすると、その分だけ駆動電圧Ｖｈを高くする必要があるといえる。このようにした場合、インク滴の飛行速度が上昇し、その分だけインク滴の尾の部分が長くなってしまうことが判る。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、粘度が８ミリパスカル秒のインクを吐出させた場合のシミュレーション結果である。図１２Ａ及び図１２Ｂは、粘度が８ミリパスカル秒の参考例である。これらにおいて、プレパルスＰＳ１や第１吐出パルスＰＳ２の形状、各パルスの印加タイミングは、２０ミリパスカル秒の場合と同じであるので説明は省略する。

粘度が８ミリパスカル秒の場合、プレパルスＰＳ１を用いることで第１吐出パルスＰＳ２によるインク滴の吐出量は、符号Ｖ７にて示すように約１６ｎｇになる。これに対し、プレパルスＰＳ１を用いず、第１吐出パルスＰＳ２のみによるインク滴の吐出量は、符号Ｖ８にて示すように約１３．５ｎｇになる。従って、この場合にも第１吐出パルスＰＳ２のみを用いて、図１１Ａ，図１１Ｂの例のように約１６ｎｇのインク滴を吐出させようとすると、その分だけ駆動電圧Ｖｈを高くする必要がある。これに伴ってインク滴の飛行速度が上昇し、その分、インク滴の尾の部分が長くなってしまうことが判る。

以上より、プレパルスＰＳ１を用いることで、必要な吐出量を確保しつつも、インク滴の飛行速度を抑えることができることが理解できる。

＝＝＝その他の実施形態について＝＝＝
前述した実施形態は、主として、液体吐出装置としてのプリンタ１を有する印刷システムについて記載されているが、その中には、液体吐出方法や液体吐出システム等の開示が含まれている。また、この実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。

＜インクの粘度について＞
前述の実施形態では、粘度が８ミリパスカル秒のインクと２０ミリパスカル秒のインクについてのシミュレーション結果を示した。液体の粘度に関し、液体の尾の部分による影響が生じる範囲であれば本発明を適用できる。具体的には、粘度が６ミリパスカル秒以上の液体であれば本発明を適用できる。また、粘度の上限値に関し、液体滴としてノズル４２７から吐出できる粘度であれば本発明を適用できる。現時点において、粘度が４０ミリパスカル秒以下の液体であれば本発明を適用できると考えられる。

＜吐出パルスについて＞
前述の実施形態では、１つのプレパルスＰＳ１と２つの吐出パルスＰＳ２，ＰＳ３を繰り返し生成する例を説明したが、吐出パルスは３つでもよいし、４つでもよい。要するに、２つ以上であればよい。また、各吐出パルスＰＳ２，ＰＳ３に関し、波形は同一である場合について説明したが、必要に応じて波形の形状を異ならせてもよい。そして、前述の実施形態のように第１吐出パルスＰＳ２と第２吐出パルスＰＳ３の波形を同じにすると、ＤＡＣデータを共通化できるので、各吐出パルスＰＳ２，ＰＳ３を生成するための制御を簡素化できる。また、各吐出パルスＰＳ２，ＰＳ３の生成期間が揃うため、インク滴を高い周波で吐出させる際に吐出間隔の管理が容易になる。

また、中ドットの形成時において、前述の実施形態では、プレパルスＰＳ１の次に生成される第１吐出パルスＰＳ２を組にしてピエゾ素子４３３へ印加させていた。この点に関し、第２吐出パルスＰＳ３を組にしてピエゾ素子４３３へ印加させてもよい。第２吐出パルスＰＳ３を組にした場合、プレパルスＰＳ１の印加終了からの期間が、前述の実施形態よりも長くなる。このため、残留振動の振幅が小さくなり、その分インク滴の吐出量が少なくなると考えられる。従って、必要とされるインク滴の量に応じて、第１吐出パルスＰＳ２と第２吐出パルスＰＳ３を選択的に印加させるようにしてもよい。

＜他のヘッドについて＞
前述した実施形態のヘッドＨＤでは、ピエゾ素子４３３として、各パルスで与えられる電位が高いほど、圧力室４２４の容積を大きくするための動作をするタイプのものを用いていた。ピエゾ素子に関し、各パルスで与えられる電位が高いほど、圧力室４２４の容積を小さくするための動作をするタイプのものを用いてもよい。この場合、各パルスは、例えば下に凸の台形状のパルスによって構成される。

また、ピエゾ素子４３３以外の素子を用いてもよい。例えば、磁歪素子を用いてもよい。要するに、印加された電位に応じて動作をし、圧力室４２４内の液体に圧力変化を与える素子であればよい。この素子として、前述の実施形態のようにピエゾ素子４３３を用いた場合には、圧力室４２４の容積を各パルスの電位に基づいて精度良く制御できる。

＜他の応用例について＞
また、前述の実施形態では、液体吐出装置としてプリンタ１が説明されていたが、これに限られるものではない。例えば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工装置、三次元造形機、液体気化装置、有機ＥＬ製造装置（特に高分子ＥＬ製造装置）、ディスプレイ製造装置、成膜装置、ＤＮＡチップ製造装置などのインクジェット技術を応用した各種の液体吐出装置に、本実施形態と同様の技術を適用しても良い。また、これらの方法や製造方法も応用範囲の範疇である。

印刷システムの構成を説明するブロック図である。 ヘッドの断面図である。 ヘッドの構造を模式的に説明する図である。 駆動信号生成回路等の構成を説明するブロック図である。 駆動信号の一例を説明するための図である。 図６Ａは、中ドットの吐出制御を説明する図である。図６Ｂは、大ドットの吐出制御を説明する図である。 図７Ａは、中ドットの形成時におけるメニスカスの位置を、プレパルス及び第１吐出パルスに対応付けて示した図である。図７Ｂは、大ドットの形成時におけるメニスカスの位置を、第１吐出パルス及び第２吐出パルスに対応付けて示した図である。 大ドット吐出時におけるインク滴の様子を模式的に示した図である。 図９Ａは、粘度が２０ミリパスカル秒のインクによるシミュレーション結果であって、プレパルス及び第１吐出パルスを説明する図である。図９Ｂは、図９Ａの各パルスに対応するメニスカスの状態を説明する図である。 図１０Ａは、粘度が２０ミリパスカル秒のインクを用いた比較例のシミュレーション結果であって、第１吐出パルスを説明する図である。図１０Ｂは、図１０Ａのパルスに対応するメニスカスの状態を説明する図である。 図１１Ａは、粘度が８ミリパスカル秒のインクによるシミュレーション結果であって、プレパルス及び第１吐出パルスを説明する図である。図１１Ｂは、図１１Ａの各パルスに対応するメニスカスの状態を説明する図である。 図１２Ａは、粘度が８ミリパスカル秒のインクを用いた比較例のシミュレーション結果であって、第１吐出パルスを説明する図である。図１２Ｂは、図１２Ａのパルスに対応するメニスカスの状態を説明する図である。

符号の説明

１ プリンタ，１０ 用紙搬送機構，２０ キャリッジ移動機構，
３０ 駆動信号生成回路，３１ ＤＡＣ回路，３２ 電圧増幅回路，
３３ 電流増幅回路，４０ ヘッドユニット，４１ ケース，
４１１ 収容空部，４２ 流路ユニット，４２１ 流路形成基板，
４２２ ノズルプレート，４２３ 振動板，
４２３ａ ダイヤフラム部，４２４ 圧力室，４２５ インク供給路，
４２６ 共通インク室，４２７ ノズル，４２８ 支持板，
４２９ 弾性体膜，４３ ピエゾ素子ユニット，
４３１ ピエゾ素子群，４３２ 固定板，４３３ ピエゾ素子，
４３４ 共通電極，４３５ 駆動電極，４３６ 圧電体，
４４ スイッチ，５０ 検出器群，６０ プリンタ側コントローラ，
６１ インタフェース部，６２ ＣＰＵ，６３ メモリ，
ＣＰ コンピュータ，Ｔ 繰り返し期間，Ｔ１ 第１期間，
Ｔ２ 第２期間，Ｔ３ 第３期間，ＣＯＭ 駆動信号，
ＰＳ１ プレパルス，Ｐ１ 膨張要素，Ｐ２ ホールド要素，
Ｐ３ 収縮要素，ＰＳ２ 第１吐出パルス，Ｐ７ 膨張要素，
Ｐ８ ホールド要素，Ｐ９ 収縮要素，ＰＳ３ 第２吐出パルス，
Ｐ７ 膨張要素，Ｐ８ ホールド要素，Ｐ９ 収縮要素，
Ｐ１１ 第１定電位要素，Ｐ１２ 第２定電位要素，
ＶＨ 最高電位，ＶＣ 中間電位，ＶＬ 最低電位，ＨＤ ヘッド，
ＨＣ ヘッド制御部

Claims (6)

1. ノズルに連通された圧力室と、
   前記圧力室内の液体に圧力変化を与える動作を行う素子と、
   前記素子に印加されることで前記圧力室内の液体に圧力変化を生じさせる第１パルス、及び、前記素子に印加されることで前記圧力室内の液体に前記ノズルから液体が吐出される大きさの圧力変化を生じさせる第２パルスを生成するパルス生成部と、を備え、
   前記液体は、
   粘度が６ミリパスカル秒以上であり、
   前記素子は、
   電位に応じて変形して圧力室の容積を変化させる動作をするものであり、
   前記パルス生成部は、
   前記第２パルスの生成を、前記第１パルスの前記素子への印加によって前記圧力室内の液体に生じた圧力振動が残っている期間内であって、前記第２パルスを単独で前記素子に印加した際の吐出量よりも、吐出量が多くなるタイミングで開始し、前記圧力振動によって前記圧力室内の液体圧力が下がっている期間内に開始し、
   前記第１パルスは、
   膨張状態の前記圧力室を収縮させるために前記素子を変形させる収縮要素を最後に有し、
   前記第２パルスは、
   前記圧力振動を加振する圧力変化を前記圧力室内の液体に与えるように、前記素子を動作させるものであり、
   前記圧力室を膨張させるために前記素子を変形させる膨張要素を最初に有する、
   液体吐出ユニット。
2. 請求項１に記載の液体吐出ユニットであって、
   前記パルス生成部は、
   前記第２パルスの生成を、前記第１パルスの生成終了から前記圧力室内の液体の固有振動周期の１／２以下の期間内に開始する、液体吐出ユニット。
3. 請求項１又は２に記載の液体吐出ユニットであって、
   前記第１パルスは、
   前記液体が前記ノズルから吐出されない大きさの圧力変化を前記圧力室内の液体に与えるものである、液体吐出ユニット。
4. 請求項１から３の何れか１項に記載の液体吐出ユニットであって、
   前記第１パルスは、
   前記液体を前記ノズルから吐出させる大きさの圧力変化を前記圧力室内の液体に与えるものである、液体吐出ユニット。
5. 請求項１から請求項６の何れかに記載の液体吐出ユニットを備えた液体吐出装置。
6. 圧力室内に貯留された粘度が６ミリパスカル秒以上の液体を、圧力室内の液体に圧力変化を与える動作を行う素子を用いて、前記圧力室に連通するノズルから吐出させる液体吐出方法であって、
   前記動作を前記素子に行わせる第１パルスを生成し、前記素子に印加すること、
   前記動作を前記素子に行わせることで前記ノズルから前記液体を吐出させる第２パルスの生成を、前記第１パルスの前記素子への印加によって前記圧力室内の液体に圧力振動が残っている期間内であって、前記第２パルスを単独で前記素子に印加した際の吐出量よりも、吐出量が多くなるタイミングで開始し、前記圧力振動によって前記圧力室内の液体圧力が下がっている期間内に開始し、前記素子に印加すること、
   を行い、
   前記素子は、
   電位に応じて変形して圧力室の容積を変化させる動作をするものであり、
   前記第１パルスは、
   膨張状態の前記圧力室を収縮させるために前記素子を変形させる収縮要素を最後に有し、
   前記第２パルスは、
   前記圧力振動を加振する圧力変化を前記圧力室内の液体に与えるように、前記素子を動作させるものであり、
   前記圧力室を膨張させるために前記素子を変形させる膨張要素を最初に有する、
   液体吐出方法。

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