JP5609502B2 - 液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、インク等の液体を噴射する技術に関する。

圧電振動子や発熱素子等の圧力発生素子により圧力室内の圧力を変化させることで圧力室内の液体（例えばインク）をノズルから噴射する液体噴射技術が従来から提案されている。液体噴射技術では、圧力室内の液体の増粘を低減して安定的な噴射を実現する観点から、液体が噴射されない程度の微振動を圧力室内に付与することで液体を適度に撹拌する構成が採用される。圧力室の微振動は圧力発生素子に対する微振動パルスの供給で発生する。

特許文献１には図１０の波形の微振動パルスＱAが開示されている。図１０の微振動パルスＱAは、圧力室内を減圧させる方向（圧力室を膨張させる方向）に電位が変化する第１変化要素Ｅa1と、第１変化要素Ｅa1の終端の電位を維持する維持要素Ｅa2と、圧力室内を加圧させる方向に電位が変化する第２変化要素Ｅa3とを含む台形状に生成される（減圧→加圧）。

また、特許文献２には図１１の波形の微振動パルスＱBが開示されている。図１１の微振動パルスＱBは、圧力室内を減圧させる方向に電位が変化する第１変化要素Ｅb1と、第１変化要素Ｅb1の終端の電位から圧力室内を加圧させる方向に電位が変化する第２変化要素Ｅb2と、第２変化要素Ｅb2の終端の電位から圧力室内を減圧させる方向に電位が変化する第３変化要素Ｅb3とを含んで構成される（減圧→加圧→減圧）。

特開２００２−１１３８５８号公報 特開２００５−２８０１９９号公報

特許文献１や特許文献２の技術のもとで微振動により液体を充分に撹拌するためには、微振動パルスの振幅を増加させる必要がある。しかし、図１０や図１１の微振動パルスの振幅を増加させた場合、圧力発生素子に対する第２変化要素（Ｅa3，Ｅb2）の供給時に圧力室が過剰に加圧されて液体がノズルから誤噴射する可能性がある。以上の事情を考慮して、本発明は、誤噴射を有効に防止しながら微振動により液体を充分に撹拌することを目的とする。

以上の課題を解決するために本発明が採用する手段を説明する。なお、本発明の理解を容易にするために、以下の説明では、本発明の要素と後述の実施形態の要素との対応を括弧書で付記するが、本発明の範囲を実施形態の例示に限定する趣旨ではない。

本発明の液体噴射装置は、圧力発生手段（例えば圧電振動子４２２）により圧力室（例えば圧力室５０）内の圧力を変動させて圧力室内の液体をノズルから噴射する液体吐出部（例えば記録ヘッド２２）と、圧力発生手段を作動させる駆動信号（例えば駆動信号ＣＯＭ）を生成する駆動信号生成部（例えば駆動信号発生部６４）とを具備する液体噴射装置（例えば印刷装置１００）であって、駆動信号は、ノズルから液体が噴射されない程度に圧力室内の圧力を変化させる微振動パルス（例えば微振動パルスＰS）を含み、微振動パルスは、圧力発生手段に圧力室を加圧させる第１方向に基準電位（例えば基準電位ＶREF）から電位が変化する第１変化要素（例えば第１変化要素Ｗv1）と、第１変化要素の後に発生して第１方向とは反対の第２方向に基準電位を跨いで電位が変化する第２変化要素（例えば第２変化要素Ｗv2）と、第２変化要素の後に発生して第１方向に基準電位まで電位が変化する第３変化要素（例えば第３変化要素Ｗv3）とを含む。

以上の構成においては、第１変化要素による圧力室の加圧後に第２変化要素で圧力室が減圧され、第２変化要素による圧力室の減圧後に第３変化要素で圧力室が加圧される。すなわち、圧力室の加圧工程が減圧工程の前後に分散される。以上の構成によれば、特許文献１や特許文献２の構成（微振動パルスの供給で圧力室が１回だけ加圧される構成）と比較して、１回の加圧における圧力室の圧力変動が低減される。したがって、圧力室内の液体が充分に撹拌されるように微振動パルスの振幅を充分に確保した場合でも、圧力室の加圧に起因した液体の誤噴射を防止することが可能である。

本発明の好適な態様において、微振動パルスは、第１変化要素と第２変化要素とを連結するとともに第１変化要素の終端の電位を維持する第１維持要素（例えば第１維持要素Ｗh1）を含み、圧力室内のヘルムホルツ共振周期ＴCに対し、第１維持要素の時間長（例えば時間長Ｔh1）と第２変化要素の時間長（例えば時間長Ｔv2）との合計時間（例えば合計時間ＬA）は、３ＴC／４以上かつ５ＴC／４以下に設定される。以上の態様においては、第１維持要素と第２変化要素の合計時間が３ＴC／４以上かつ５ＴC／４以下に設定されるから、第１変化要素の供給で圧力室に発生する圧力変動（例えば圧力変動Ｘ1）が第２変化要素の供給で迅速に抑制される。したがって、圧力室内の圧力変動の継続に起因した不具合（例えば液体の誤噴射や圧力室内への気泡の引込や噴射量の誤差）を防止することが可能である。第１変化要素に起因した圧力変動を第２変化要素の供給で抑制する作用は、第１維持要素と第２変化要素との合計時間を７ＴC／８以上かつ９ＴC／８以下に設定した態様で更に有効となり、第１維持要素と第２変化要素との合計時間をＴCに設定した態様で格別に顕著となる。

本発明の好適な態様において、微振動パルスは、第２変化要素と第３変化要素とを連結するとともに第２変化要素の終端の電位を維持する第２維持要素（例えば第２維持要素Ｗh2）を含み、圧力室内のヘルムホルツ共振周期ＴCに対し、第２維持要素の時間長（例えば時間長Ｔh2）と第３変化要素の時間長（例えば時間長Ｔv3）との合計時間（例えば合計時間ＬB）は、３ＴC／４以上かつ５ＴC／４以下に設定される。以上の態様においては、第２維持要素と第３変化要素との合計時間が３ＴC／４以上かつ５ＴC／４以下に設定されるから、第２変化要素の供給で圧力室に発生する圧力変動（例えば圧力変動Ｘ12）が第３変化要素の供給で迅速に抑制される。したがって、圧力室内の圧力変動の継続に起因した不具合（例えば液体の誤噴射や圧力室内への気泡の引込や噴射量の誤差）を防止することが可能である。第２変化要素に起因した圧力変動を第３変化要素の供給で抑制する作用は、第２維持要素と第３変化要素との合計時間を７ＴC／８以上かつ９ＴC／８以下に設定した態様で更に有効となり、第２維持要素と第３変化要素との合計時間をＴCに設定した態様で格別に顕著となる。

本発明の第１実施形態に係る印刷装置の部分的な模式図である。 記録ヘッドの断面図である。 印刷装置の電気的な構成のブロック図である。 駆動信号の波形図である。 記録ヘッドの電気的な構成のブロック図である。 微振動パルスの波形図である。 第２実施形態における第１維持要素の時間長の説明図である。 第２実施形態における第２維持要素の時間長の説明図である。 変形例における微振動パルスの波形図である。 特許文献１に開示された微振動パルスの波形図である。 特許文献２に開示された微振動パルスの波形図である。

＜Ａ：第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るインクジェット方式の印刷装置１００の部分的な模式図である。印刷装置１００は、微細な液滴状のインクを記録紙２００に噴射する液体噴射装置であり、キャリッジ１２と移動機構１４と用紙搬送機構１６とを含んで構成される。キャリッジ１２には、液体吐出部として機能する記録ヘッド２２が設置されるとともに、記録ヘッド２２に供給されるインクを貯留するインクカートリッジ２４が着脱可能に搭載される。なお、印刷装置１００の筐体（図示略）にインクカートリッジ２４を固定して記録ヘッド２２にインクを供給する構成も採用され得る。

移動機構１４は、案内軸３２に沿ってキャリッジ１２を主走査方向（図１の矢印が示す記録紙２００の幅方向）に往復させる。キャリッジ１２の位置は、リニアエンコーダ等の検出器（図示略）で検出されて移動機構１４の制御に利用される。用紙搬送機構１６は、キャリッジ１２の往復に並行して記録紙２００を副走査方向に搬送する。キャリッジ１２の往復時に記録ヘッド２２が記録紙２００にインクを噴射することで所望の画像が記録紙２００に記録（印刷）される。なお、キャリッジ１２の往復の端点の近傍には、記録ヘッド２２のノズル形成面を封止するキャップ３４や、ノズル形成面を払拭するワイパー３６が設置される。

図２は、記録ヘッド２２の断面図（主走査方向に垂直な断面）である。図２に示すように、記録ヘッド２２は、振動ユニット４２と収容体４４と流路ユニット４６とを具備する。振動ユニット４２は、圧電振動子４２２とケーブル４２４と固定板４２６と含んで構成される。圧電振動子４２２は、圧電材料と電極とが交互に積層された縦振動型の圧電素子であり、ケーブル４２４を介して供給される駆動信号に応じて振動する。圧電振動子４２２を固定した固定板４２６が収容体４４の内壁面に接合された状態で振動ユニット４２は収容体４４に収容される。

流路ユニット４６は、相互に対向する基板４６２と基板４６４との間隙に流路形成板４６６を介挿した構造体である。流路形成板４６６は、圧力室５０と供給路５２と貯留室５４とを含む空間を基板４６２と基板４６４との間隙に形成する。圧力室５０は、振動ユニット４２毎に隔壁で個別に区画されるとともに供給路５２を介して貯留室５４に連通する。各圧力室５０に対応する複数のノズル（吐出口）５６が基板４６２に列状に形成される。各ノズル５６は、圧力室５０を外部に連通させる貫通孔である。インクカートリッジ２４から供給されるインクは貯留室５４に貯留される。以上の説明から理解されるように、貯留室５４から供給路５２と圧力室５０とノズル５６とを経由して外部に至るインクの流路が形成される。

基板４６４は、弾性材料で形成された平板材である。基板４６４のうち圧力室５０の反対側の領域には島状の振動板４８が形成される。振動板４８には圧電振動子４２２の先端面（自由端）が接合される。したがって、駆動信号の供給により圧電振動子４２２が振動すると、振動板４８を介して基板４６４が変位することで圧力室５０の容積が変化して圧力室５０内のインクの圧力が変動する。すなわち、圧電振動子４２２は、圧力室５０内の圧力を変動させる圧力発生手段として機能する。以上に説明した圧力室５０内の圧力の変動に応じてノズル５６からインクを噴射することが可能である。

図３は、印刷装置１００の電気的な構成のブロック図である。図３に示すように、印刷装置１００は、制御装置１０２と印刷処理部（プリントエンジン）１０４とを具備する。制御装置１０２は、印刷装置１００の全体を制御する要素であり、制御部６０と記憶部６２と駆動信号発生部６４と外部Ｉ/Ｆ（interface）６６と内部Ｉ/Ｆ６８とを含んで構成される。記録紙２００に印刷される画像を示す印刷データが外部装置（例えばホストコンピュータ）３００から外部Ｉ/Ｆ６６に供給され、内部Ｉ/Ｆ６８には印刷処理部１０４が接続される。印刷処理部１０４は、制御装置１０２による制御のもとで記録紙２００に画像を記録する要素であり、前述の記録ヘッド２２と移動機構１４と用紙搬送機構１６とを含んで構成される。

記憶部６２は、制御プログラム等を記憶するＲＯＭと、画像の印刷（ノズル５６毎のインクの吐出）に必要な各種のデータを一時的に記憶するＲＡＭとを含んで構成される。制御部６０は、記憶部６２に記憶された制御プログラムの実行で印刷装置１００の各要素（例えば印刷処理部１０４の移動機構１４や用紙搬送機構１６）を統括的に制御する。また、制御部６０は、外部装置３００から外部Ｉ/Ｆ６６に供給される印刷データを、記録ヘッド２２の各ノズル５６からのインクの噴射／非噴射を圧電振動子４２２毎に指示する噴射データＤに変換する。

駆動信号発生部６４は、駆動信号ＣＯＭを生成する。駆動信号ＣＯＭは、各圧電振動子４２２を駆動する周期信号である。図４に示すように、駆動信号ＣＯＭの１周期（記録周期）に相当する期間内には噴射パルスＤPと微振動パルスＰSとが配置される。噴射パルスＤPは、圧電振動子４２２に供給された場合に所定量のインクがノズル５６から噴射するように圧力室５０を振動させる駆動パルスであり、電位ＶDHと電位ＶDLとの間で電位が変動する波形に成形される。具体的には、噴射パルスＤPは、所定の基準電位ＶREFから高位側の電位ＶDHに上昇する波形部と、電位ＶDHから基準電位ＶREFを跨いで低位側の電位ＶDLに低下する波形部と、電位ＶDLから基準電位ＶREFに上昇する波形部とを含んで構成される。

他方、微振動パルスＰSは、圧電振動子４２２に供給された場合に圧力室５０内のインクがノズル５６から噴射されない程度に圧力室５０内の圧力を変化させる駆動パルスであり、電位ＶHと電位ＶLとの間で電位が変動する波形に成形される。圧電振動子４２２に対する微振動パルスＰSの供給で圧力室５０内のインクが撹拌されるから、圧力室５０内のインクの増粘が低減される。図４に示すように、微振動パルスＰSの高位側の電位ＶHは噴射パルスＤPの電位ＶDHを下回り、微振動パルスＰSの低位側の電位ＶLは噴射パルスＤPの電位ＶDLを上回る。すなわち、微振動パルスＰSの電位振幅ＡPS（ＡPS＝ＶH−ＶL）は、噴射パルスＤPの電位振幅ＡDP（ＡDP＝ＶDH−ＶDL）を下回る。例えば、微振動パルスＰSの電位振幅ＡPSは７．０Ｖ（ボルト）程度に設定される。

図５は、記録ヘッド２２の電気的な構成の模式図である。図５に示すように、記録ヘッド２２は、相異なるノズル５６（圧電振動子４２２）に対応する複数の駆動回路２２０を含んで構成される。駆動信号発生部６４が生成した駆動信号ＣＯＭは、内部Ｉ/Ｆ６８を介して複数の駆動回路２２０に共通に供給される。また、制御部６０が生成した噴射データＤは内部Ｉ/Ｆ６８を介して各駆動回路２２０に供給される。

各駆動回路２２０は、噴射データＤに応じた駆動パルスを駆動信号ＣＯＭから選択して圧電振動子４２２に供給する。具体的には、噴射データＤがインクの噴射を指示する場合、駆動回路２２０は、駆動信号ＣＯＭの噴射パルスＤPを選択して圧電振動子４２２に供給する。したがって、圧力室５０内のインクがノズル５６から記録紙２００に噴射される。他方、噴射データＤがインクの非噴射（噴射の停止）を指示する場合、駆動回路２２０は、駆動信号ＣＯＭの微振動パルスＰSを選択して圧電振動子４２２に供給する。したがって、圧力室５０内のインクは噴射されずに適度に撹拌される。

図６は、駆動信号ＣＯＭの微振動パルスＰSの波形図である。図６の縦軸は電位を意味し、横軸は時間を意味する。図６に示すように、微振動パルスＰSは、第１変化要素Ｗv1と第１維持要素Ｗh1と第２変化要素Ｗv2と第２維持要素Ｗh2と第３変化要素Ｗv3とを以上の順番で連結した波形である。第１変化要素Ｗv1および第３変化要素Ｗv3の各々の時間長は例えば４．０μｓ程度に設定され、第２変化要素Ｗv2の時間長は例えば４．５μｓ程度に設定される。また、第１維持要素Ｗh1および第２維持要素Ｗh2の各々の時間長は例えば４．５μｓ程度に設定される。

第１変化要素Ｗv1は、所定の基準電位ＶREFから電位ＶLまで負方向（電位が減少する方向）に所定の勾配で電位が変動する波形部である。第１変化要素Ｗv1が供給されると圧電振動子４２２は圧力室５０を加圧する。すなわち、圧力室５０が収縮するように振動板４８（圧電振動子４２２の先端部）が変位する。

第１維持要素Ｗh1は、第１変化要素Ｗv1に後続するとともに第１変化要素Ｗv1と第２変化要素Ｗv2とを連結する波形部であり、第１変化要素Ｗv1の終端の電位ＶLを維持する。したがって、圧力室５０内の圧力が第１変化要素Ｗv1の終端での圧力に維持された状態で圧電振動子４２２の動作（振動板４８の変位）が停止する。圧電振動子４２２の振動が停止した状態が図６では「待機」と表記されている。

第２変化要素Ｗv2は、第１維持要素Ｗh1に後続する波形部であり、第１維持要素Ｗh1の終端（第１変化要素Ｗv1の終端）の電位ＶLから電位ＶHまで、第１変化要素Ｗv1での電位変化とは反対の正方向（電位が増加する方向）に所定の勾配で電位が変動する。第２変化要素Ｗv2が供給されると圧電振動子４２２は圧力室５０を減圧する。すなわち、圧力室５０が膨張するように振動板４８が変位する。

第２変化要素Ｗv2での電位の変化量ＡPSは、第１変化要素Ｗv1での電位の変化量Ａ1（Ａ1＝ＶREF−ＶL）を上回る。したがって、第２変化要素Ｗv2では基準電位ＶREFを跨いで電位が変動する。具体的には、第１変化要素Ｗv1での電位の変化量Ａ1は、第２変化要素Ｗv2での電位の変化量ＡPSの約半分（３．５Ｖ）に設定される。

第２維持要素Ｗh2は、第２変化要素Ｗv2に後続するとともに第２変化要素Ｗv2と第３変化要素Ｗv3とを連結する波形部であり、第２変化要素Ｗv2の終端の電位ＶHを維持する。したがって、圧力室５０内の圧力が第２変化要素Ｗv2の終端での圧力に維持された状態で圧電振動子４２２の動作が停止する。

第３変化要素Ｗv3は、第２維持要素Ｗh2に後続する波形部であり、第２維持要素Ｗh2の終端（第２変化要素Ｗv2の終端）の電位ＶHから基準電位ＶREFまで、第２変化要素Ｗv2の電位変化とは反対の負方向に所定の勾配で電位が変動する。第３変化要素Ｗv3が供給されると圧電振動子４２２は圧力室５０を加圧する。すなわち、圧力室５０が収縮するように振動板４８が変位する。

第３変化要素Ｗv3での電位の変化量Ａ2（Ａ2＝ＶH−ＶREF）は、第２変化要素Ｗv2での電位の変化量ＡPSを下回る。具体的には、第３変化要素Ｗv3での電位の変化量Ａ2は、第２変化要素Ｗv2の電位の変化量ＡPSと第１変化要素Ｗv1の電位の変化量Ａ1との差分（Ａ2＝ＡPS−Ａ1）の電圧（３．５Ｖ）に設定される。

以上に説明したように、第１実施形態では、第１変化要素Ｗv1による圧力室５０の加圧後に第２変化要素Ｗv2で圧力室５０が減圧され、第２変化要素Ｗv2による圧力室５０の減圧後に第３変化要素Ｗv3で圧力室５０が加圧される（加圧→減圧→加圧）。すなわち、圧力室５０を加圧する工程が、圧力室５０を減圧する工程の前後に分散される。以上の構成によれば、図１０の微振動パルスＱAや図１１の微振動パルスＱBを使用した場合（微振動パルスの供給で圧力室が１回だけ加圧される場合）と比較して、１回の加圧における圧力室５０の圧力変動が低減される。したがって、圧力室５０内のインクが有効に撹拌されるように微振動パルスＰSの電位振幅ＡPSを充分に確保した場合でも、圧力室５０の加圧に起因したインクの誤噴射が防止されるという利点がある。

＜Ｂ：第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を以下に説明する。なお、以下に例示する各態様において機能や作用が第１実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。

第１変化要素Ｗv1の供給で圧力室５０を加圧すると、直後の第１維持要素Ｗh1の供給で圧電振動子４２２（振動板４８）の振動を停止させた以後も、圧力室５０内の周期的な圧力変動は継続する。しかし、圧力室５０内の圧力変動が長期にわたって継続すると、他の圧力室５０から到来する振動との干渉等の影響で、圧力室５０内の圧力が過度に上昇してインクが誤噴射されたり、圧力室５０内の圧力が過度に低下してノズル５６から圧力室５０内に気泡が引込まれたりする可能性がある。また、インクの誤噴射や気泡の引込までは発生しない場合でも、圧力室５０内の圧力変動が次回のインクの噴射時まで継続することでインクの噴射量に誤差（目標値との相違）が発生する可能性がある。したがって、第１変化要素Ｗv1の供給で発生した圧力室５０内の圧力変動は、第１変化要素Ｗv1の終了後に迅速に制動されることが望ましい。第２変化要素Ｗv2の供給で発生する圧力室５０内の周期的な圧力変動についても同様であり、第２変化要素Ｗv2の終了後に迅速に制動されることが望ましい。

以上の事情を考慮して、第２実施形態では、第１変化要素Ｗv1の供給で発生した圧力室５０内の圧力変動が第２変化要素Ｗv2の供給で抑制（相殺）され、かつ、第２変化要素Ｗv2の供給で発生した圧力室５０内の圧力変動が第３変化要素Ｗv3の供給で抑制されるように、微振動パルスＰSの波形（各要素の時間長）が設定される。

図７の部分(A)は、第１変化要素Ｗv1と第１維持要素Ｗh1とを圧電振動子４２２に単独で（微振動パルスＰSの他の要素を供給せずに）供給した場合の圧力室５０内の圧力変動を意味し、図７の部分(B)は、静止状態にある圧電振動子４２２に第２変化要素Ｗv2と第２維持要素Ｗh2とを単独で供給したと仮定した場合の圧力室５０内の圧力変動を意味する。

図７の部分(A)に示すように、第１変化要素Ｗv1の供給による圧電振動子４２２の振動で圧力室５０内の圧力を強制的に上昇させると、第１維持要素Ｗh1の始点ｔh1（第１変化要素Ｗv1の終点）にて圧電振動子４２２の振動が停止した以後も、圧力室５０内には周期的な圧力変動（自由振動）Ｘ1が残留する。図７の部分(A)から理解されるように、第１変化要素Ｗv1に起因した圧力変動Ｘ1は、第１維持要素Ｗh1の始点ｔh1を極大点（振動の腹）とする周期ＴCの振動で近似される。周期ＴCは、圧力室５０内でのヘルムホルツ共振による固有振動周期（記録ヘッド２２やインク等を含んだ振動系全体の固有周期）に相当し、例えば７．０μｓ程度である。

他方、図７の部分(B)に示すように、第２変化要素Ｗv2の供給による圧電振動子４２２の振動で圧力室５０内の圧力を強制的に低下させると、第２維持要素Ｗh2の始点（第２変化要素Ｗv2の終点）ｔh2で極小となる周期ＴCの圧力変動Ｘ2が圧力室５０内に発生する。以上の事情を考慮して、第２実施形態では、第１変化要素Ｗv1に起因した圧力変動Ｘ1が第２変化要素Ｗv2に起因した圧力変動Ｘ2で低減（相殺）されるように、第２維持要素Ｗh2の始点ｔh2の位置が圧力変動Ｘ1の周期ＴCに応じて設定される。

具体的には、第１変化要素Ｗv1に起因した圧力変動Ｘ1の強度が第１維持要素Ｗh1の開始後に最初に極大となる時点ｔAと、第２変化要素Ｗv2に起因した圧力変動Ｘ2の強度が最初に極小となる時点ｔh2とが合致した場合に圧力変動Ｘ1の低減の効果が顕在化することが、図７の部分(A)および部分(B)から把握される。圧力変動Ｘ1が極大となる時点ｔAは、第１維持要素Ｗh1の始点ｔh1から周期ＴCが経過した時点であり、圧力変動Ｘ2の強度が極小となる時点ｔh2は、第１維持要素Ｗh1の始点ｔh1から第１維持要素Ｗh1と第２変化要素Ｗv2とが経過した時点である。以上の知見から、第２実施形態では、圧力変動Ｘ2が極小となる時点ｔh2が、時点ｔAを含む所定の範囲（Ｒa1，Ｒa2）内に位置するように、第１維持要素Ｗh1の時間長Ｔh1と第２変化要素Ｗv2の時間長Ｔv2との合計時間ＬAが設定される。

例えば、図７の部分(C)に示すように、時点ｔAの前方ＴC/４および後方ＴC/４にわたる範囲Ｒa1内に第２維持要素Ｗh2の始点（すなわち圧力変動Ｘ2の極小点）ｔh2が位置するように、第１維持要素Ｗh1と第２変化要素Ｗv2との合計時間ＬAは、３ＴC/４（＝ＴC−ＴC/４）以上かつ５ＴC/４（＝ＴC＋ＴC/４）以下に設定される。更に好適には、図７の部分(D)に示すように、時点ｔAの前方ＴC/８および後方ＴC/８にわたる範囲Ｒa2内に第２維持要素Ｗh2の始点ｔh2が位置するように、第１維持要素Ｗh1と第２変化要素Ｗv2との合計時間ＬAは、７ＴC/８（＝ＴC−ＴC/８）以上かつ９ＴC/８（＝ＴC＋ＴC/８）に設定される。更に具体的には、第２維持要素Ｗh2の始点ｔh2が時点ｔAに合致するように、第１維持要素Ｗh1と第２変化要素Ｗv2との合計時間ＬAはＴCに設定される。

以上の構成によれば、第１変化要素Ｗv1の供給で圧力室５０内に発生する圧力変動Ｘ1が第２変化要素Ｗv2の供給で迅速に抑制されるから、圧力変動Ｘ1の継続に起因した前述の問題（インクの誤噴射や圧力室５０内への気泡の引込や噴射量の誤差）を防止することが可能である。

他方、第２変化要素Ｗv2での電位の変化量ＡPSは、第１変化要素Ｗv1での電位の変化量Ａ1を上回るから、第２変化要素Ｗv2で発生する圧力変動の振幅は第１変化要素Ｗv1で発生する圧力変動を上回る。したがって、図８の部分(A)に示すように、第２維持要素Ｗh2の始点ｔh2（第２変化要素Ｗv2の終点）で圧電振動子４２２の振動が停止した以後も、第２変化要素Ｗv2に起因した圧力変動Ｘ2と第１変化要素Ｗv1に起因した圧力変動Ｘ1との差分に相当する圧力変動Ｘ12が圧力室５０内には残留する。図８の部分(A)から理解されるように、第２変化要素Ｗv2に起因した圧力変動Ｘ12は、第２維持要素Ｗh2の始点ｔh2を極小点とする周期ＴC（ヘルムホルツ共振周期）の振動で近似される。

他方、図８の部分(B)には、静止状態にある圧電振動子４２２に第３変化要素Ｗv3を単独で供給したと仮定した場合の圧力室５０内の圧力変動が図示されている。図８の部分(B)に示すように、第３変化要素Ｗv3の供給による圧電振動子４２２の振動で圧力室５０内の圧力を強制的に上昇させると、第３変化要素Ｗv3の終点ｔh3で極大となる周期ＴCの圧力変動Ｘ3が圧力室５０内に発生する。以上の事情を考慮して、第２実施形態では、第１変化要素Ｗv1および第２変化要素Ｗv2に起因した圧力変動Ｘ12が第３変化要素Ｗv3に起因した圧力変動Ｘ3で低減（相殺）されるように、第３変化要素Ｗv3の終点ｔh3の位置が圧力変動Ｘ12の周期ＴCに応じて設定される。

具体的には、圧力変動Ｘ12の強度が第２維持要素Ｗh2の開始後に最初に極小となる時点ｔBと、第３変化要素Ｗv3に起因した圧力変動Ｘ3の強度が最初に極大となる時点ｔh3とが合致した場合に圧力変動Ｘ12の低減の効果が顕在化することが、図８の部分(A)および部分(B)から把握される。圧力変動Ｘ12が極小となる時点ｔBは、第２維持要素Ｗh2の始点ｔh2から周期ＴCが経過した時点であり、圧力変動Ｘ3の強度が極大となる時点ｔh3は、第２維持要素Ｗh2の始点ｔh2から第２維持要素Ｗh2と第３変化要素Ｗv3とが経過した時点である。以上の知見から、第２実施形態では、圧力変動Ｘ3が極大となる時点ｔh3が、時点ｔBを含む所定の範囲（Ｒb1，Ｒb2）内に位置するように、第２維持要素Ｗh2の時間長Ｔh2と第３変化要素Ｗv3の時間長Ｔv3との合計時間ＬBが設定される。

例えば、図８の部分(C)に示すように、時点ｔBの前方ＴC/４および後方ＴC/４にわたる範囲Ｒb1内に第３変化要素Ｗv3の終点（すなわち圧力変動Ｘ3の極大点）ｔh3が位置するように、第２維持要素Ｗh2と第３変化要素Ｗv3との合計時間ＬBは、３ＴC/４（＝ＴC−ＴC/４）以上かつ５ＴC/４（＝ＴC＋ＴC/４）以下に設定される。更に好適には、図８の部分(D)に示すように、時点ｔBの前方ＴC/８および後方ＴC/８にわたる範囲Ｒb2内に第３変化要素Ｗv3の終点ｔh3が位置するように、第２維持要素Ｗh2と第３変化要素Ｗv3との合計時間ＬBは、７ＴC/８（＝ＴC−ＴC/８）以上かつ９ＴC/８（＝ＴC＋ＴC/８）に設定される。更に具体的には、第３変化要素Ｗv3の終点ｔh3が時点ｔBに合致するように、第２維持要素Ｗh2と第３変化要素Ｗv3との合計時間ＬBはＴCに設定される。

以上の構成によれば、第１変化要素Ｗv1および第２変化要素Ｗv2の供給で圧力室５０内に発生する圧力変動Ｘ12が第３変化要素Ｗv3の供給で迅速に抑制されるから、圧力変動Ｘ12の継続に起因した前述の問題（インクの誤噴射や圧力室５０内への気泡の引込や噴射量の誤差）を防止することが可能である。

なお、微振動パルスＰSの各要素の具体的な時間長は任意であるが、例えば以下の第１例および第２例が採用され得る。なお、時間長Ｔv1は第１変化要素Ｗv1の時間長である。なお、ヘルムホルツ共振周期ＴCは前述のように７．０μｓである。
第１例 ： Ｔv1＝Ｔh1＝Ｔv2＝Ｔh2＝Ｔv3＝３．５［μｓ］
第２例 ： Ｔv1＝Ｔv3＝Ｔh1＝Ｔh2＝４．０［μｓ］，Ｔv2＝４．５［μｓ］

第１例では、時間長ＬA（＝Ｔh1＋Ｔv2）および時間長ＬB（＝Ｔh2＋Ｔv3）の双方がヘルムホルツ共振周期ＴCに一致する（ＬA＝ＬB＝７．０［μｓ］）から、圧力室５０内の圧力変動を迅速に抑制するという効果は格別に顕著となる。第２例では、時間長ＬAは図７の部分(C)の範囲Ｒa1内の数値（ＬA＝８．５）となり、時間長ＬBは図８の部分(C)の範囲Ｒb1内の数値（ＬB＝８．０）となるから、圧力室５０内の圧力変動を迅速に抑制できるという効果は確かに実現される。

＜Ｃ：変形例＞
以上の各形態は多様に変形される。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は適宜に併合され得る。

（１）変形例１
微振動パルスＰSの波形は適宜に変更される。例えば、以上の各形態では第１変化要素Ｗv1と第３変化要素Ｗv3とで時間長や電位変化量（Ａ1，Ａ2）が相等しい場合を例示したが、例えば図９に示すように、第１変化要素Ｗv1と第３変化要素Ｗv3とで時間長や電位変化量を相違させた構成も採用され得る。ただし、微振動パルスＰSの電位が基準電位ＶREFから開始して基準電位ＶREFで終了するように、第１変化要素Ｗv1の電位変化量Ａ1と第３変化要素Ｗv3の電位変化量Ａ2との合計が第２変化要素Ｗv2の電位変化量ＡPSに等しくなるように各要素での電位の変化量を設定した構成が好適である。また、以上の各形態における第１維持要素Ｗh1や第２維持要素Ｗh2は省略され得る。

（２）変形例２
以上の各形態では、基準電位ＶREFに対して負極性の電位の供給で圧力室５０が加圧されるとともに正極性の電位の供給で圧力室５０が減圧されるように圧電振動子４２２を動作させたが、圧電振動子４２２に供給される電位の極性と加圧／減圧との関係は反転され得る。例えば、負極性の電位の供給で圧力室５０が減圧されるとともに正極性の電位の供給で圧力室５０が加圧される構成では、図６の微振動パルスＰSの電位の高低を逆転させた波形（すなわち、第１変化要素Ｗv1および第３変化要素Ｗv3の各々で電位が上昇するとともに第２変化要素Ｗv2で電位が低下する波形）の微振動パルスが圧電振動子４２２の駆動に利用される。第１維持要素Ｗh1の時間長Ｔh1や第２維持要素Ｗh2の時間長Ｔh2の設定には第２実施形態と同様の方法が適用される。

（３）変形例３
以上の各形態では、１種類の駆動信号ＣＯＭを記録ヘッド２２に供給したが、相異なるパルスが設定された複数種の駆動信号を記録ヘッド２２に供給して各圧電振動子４２２の駆動に使用する構成も採用され得る。前述の各形態で説明した微振動パルスＰSは、複数種の駆動信号ＣＯＭのうち１種類以上の駆動信号に設定される。また、駆動信号における噴射パルスＤPの形状は任意である。

（４）変形例４
以上の各形態では縦振動型の圧電振動子４２２を例示したが、圧力室５０内の圧力を変化させる要素（圧力発生手段）の構成は以上の例示に限定されない。例えば、例えば撓み振動型の圧電振動子や静電アクチュエータ等の振動体を利用することも可能である。また、本発明の圧力発生手段は、圧力室５０に機械的な振動を付与する要素に限定されない。例えば、圧力室５０の加熱で気泡を発生させて圧力室５０内の圧力を変化させる発熱素子（ヒーター）を圧力発生手段として利用することも可能である。すなわち、本発明の圧力発生手段は、圧力室５０内の圧力を変化させる要素として包括され、圧力を変化させる方法（ピエゾ方式／サーマル方式）や構成の如何は不問である。

（５）変形例５
以上の各形態の印刷装置１００は、プロッターやファクシミリ装置，コピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体噴射装置の用途は画像の印刷に限定されない。例えば、各色材の溶液を噴射する液体噴射装置は、液晶表示装置のカラーフィルタを形成する製造装置として利用される。また、液体状の導電材料を噴射する液体噴射装置は、例えば有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置や電界放出表示装置（ＦＥＤ：Field Emission Display）等の表示装置の電極を形成する電極製造装置として利用される。また、生体有機物の溶液を噴射する液体噴射装置は、生物科学素子（バイオチップ）を製造するチップ製造装置として利用される。

また、以上の各形態では、記録ヘッド２４を搭載したキャリッジ１２が主走査方向に移動するシリアル型の印刷装置１００を例示したが、記録紙の幅方向の全域にわたって複数のノズルが配列するように主走査方向に長尺状に構成されたライン型の記録ヘッドを利用した印刷装置にも本発明を適用することが可能である。

１００……印刷装置、１２……キャリッジ、１４……移動機構、１６……用紙搬送機構、２２……記録ヘッド、２４……インクカートリッジ、４２……振動ユニット、４２２……圧電振動子、４６……流路ユニット、４６２，４６４……基板、４６６……流路形成板、４８……振動板、５０……圧力室、５２……供給路、５４……貯留室、５６……ノズル、１０２……制御装置、１０４……印刷処理部、６０……制御部、６２……記憶部、６４……駆動信号発生部、６６……外部Ｉ/Ｆ、６８……内部Ｉ/Ｆ、２２０……駆動回路、２００……記録紙、３００……外部装置、ＣＯＭ……駆動信号、ＤP……噴射パルス、ＰS……微振動パルス、Ｗv1……第１変化要素、Ｗv2……第２変化要素、Ｗv3……第３変化要素、Ｗh1……第１維持要素、Ｗh2……第２維持要素。

Claims (6)

1. 圧力発生手段により圧力室内の圧力を変動させて前記圧力室内の液体をノズルから噴射する液体吐出部と、前記圧力発生手段を作動させる駆動信号を生成する駆動信号生成部とを具備する液体噴射装置であって、
   前記駆動信号は、前記ノズルから前記液体が噴射されない程度に前記圧力室内の圧力を変化させる微振動パルスを含み、
   前記微振動パルスは、前記圧力発生手段に前記圧力室を加圧させる第１方向に基準電位から電位が変化する第１変化要素と、前記第１変化要素の後に発生して前記第１方向とは反対の第２方向に前記基準電位を跨いで電位が変化する第２変化要素と、前記第２変化要素の後に発生して前記第１方向に前記基準電位まで電位が変化する第３変化要素とを含み、
   前記微振動パルスは、前記第１変化要素と前記第２変化要素とを連結するとともに前記第１変化要素の終端の電位を維持する第１維持要素を含み、
   前記圧力室内のヘルムホルツ共振周期ＴCに対し、前記第１維持要素の時間長と前記第２変化要素の時間長との合計時間は、３ＴC／４以上かつ５ＴC／４以下に設定される
   液体噴射装置。
2. 前記第１維持要素の時間長と前記第２変化要素の時間長との合計時間は、７ＴC／８以上かつ９ＴC／８以下に設定される
   請求項１の液体噴射装置。
3. 前記第１維持要素の時間長と前記第２変化要素の時間長との合計時間は、ＴCに設定される
   請求項２の液体噴射装置。
4. 前記微振動パルスは、前記第２変化要素と前記第３変化要素とを連結するとともに前記第２変化要素の終端の電位を維持する第２維持要素を含み、
   前記圧力室内のヘルムホルツ共振周期ＴCに対し、前記第２維持要素の時間長と前記第３変化要素の時間長との合計時間は、３ＴC／４以上かつ５ＴC／４以下に設定される
   請求項１から請求項３の何れかの液体噴射装置。
5. 前記第２維持要素の時間長と前記第３変化要素の時間長との合計時間は、７ＴC／８以上かつ９ＴC／８以下に設定される
   請求項４の液体噴射装置。
6. 前記第２維持要素の時間長と前記第３変化要素の時間長との合計時間は、ＴCに設定される
   請求項５の液体噴射装置。

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