JP7355561B2 - 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関する。

ノズルから液体を吐出させるインクジェットヘッド（液体吐出ヘッド）、及びインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置（液体吐出装置）が知られている。このようなインクジェットヘッドとしては、駆動電圧をアクチュエーターに印加することで、アクチュエーターの動作により液体を吐出させるものがある。このようなインクジェットヘッドでは、駆動電圧が高いと、アクチュエーターの寿命が低下するなどの影響がある。

特開２０１７－１２４０号公報

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、従来よりも低い駆動電圧で動作可能な液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供することである。

実施形態の液体吐出ヘッドは、圧力室、アクチュエーター及び印加部を含む。圧力室は、液体を収容する。アクチュエーターは、印加される駆動信号に応じて前記圧力室内の液体の圧力を変化させる。印加部は、前記圧力室に連通したノズルから前記液体を複数回吐出させる前記駆動信号を前記アクチュエーターに印加する。駆動信号は、第１の波形、及び前記第１の波形より後のＮ（Ｎ≧１）個の第２の波形を含む。第１の波形は、第１の変化及び第２の変化を含む。第１の変化は、前記圧力を減少させる、第１の電圧から第２の電圧への変化である。第２の変化は、前記第１の変化の開始から前記圧力室内の液体の固有振動周期の半分の時間後の、前記圧力を増加させる、前記第２の電圧から、前記第１の電圧と前記第２の電圧の間の第３の電圧への変化である。第２の波形は、第３の変化及び第４の変化を含む。第３の変化は、前記圧力を減少させる、前記第３の電圧から前記第２の電圧への変化である。第４の変化は、前記第３の変化の開始から前記固有振動周期の半分の時間より短い時間後の、前記第２の電圧から前記第３の電圧への変化である。

実施形態に係るインクジェットヘッドの外観を示す斜視図。 図１中の流路基板の詳細を示す平面図。 図２中のアクチュエーター及びその周辺の詳細を示す平面図。 図３のＡ－Ａ線断面図。 実施形態に係るインクジェット記録装置を示す概略図。 実施形態に係る駆動信号の波形を示すグラフ。 実施形態に係る圧力振動の波形を示すグラフ。

以下、実施形態に係るインクジェットヘッド及び当該インクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態の説明に用いる各図面は、各部の縮尺を適宜変更している場合がある。また、以下の実施形態の説明に用いる各図面は、説明のため、構成を省略して示している場合がある。また、各図面及び本明細書中において、同一の符号は同様の要素を示す。

図１は、実施形態に係るインクジェットヘッド１の外観を示す斜視図である。
インクジェットヘッド１は、流路基板２、インク供給部３、フレキシブル配線板４、及び駆動回路５を備える。なお、インクジェットヘッド１は、液体吐出ヘッドの一例である。

流路基板２には、インクを吐出するノズル１７（後述する図３に示す）が設けられたアクチュエーター６がアレイ状に配置されている。各ノズル１７は、印刷方向に対して互いに重なり合わず、印刷方向に直交する方向に対して等間隔に配置されている。各々のアクチュエーター６は、フレキシブル配線板４を介して駆動回路５と電気的に接続している。駆動回路５は、印字制御を行う制御回路と電気的に接続する。流路基板２とフレキシブル配線板４とは、異方性導電フィルム（ＡＣＦ（anisotropic conductive film））により電気的に接続した状態で接合されている。フレキシブル配線板４と駆動回路５とは、例えばＣＯＦ（Chip on Flex）により電気的に接続した状態で接合されている。

インク供給部３は、流路基板２と、例えばエポキシ系接着剤などにより接合している。インク供給部３は、チューブ等に接続するインク供給口を有し、インク供給口に供給されたインクを流路基板２に供給する。なお、インク供給口に供給するインクの圧力は、大気圧に対して、おおむね１０００Ｐａ程度低い値が望ましい。インク供給口から注入され、圧力室１８とノズル１７の内部に充填されたインクは、インクの吐出を待機している間、圧力室１８内のインクの圧力が大気圧より１０００Ｐａ程度低い圧力に維持された状態である。以上より、インク供給部３は、圧力室１８にインクを供給する液体供給装置の一例である。

駆動回路５は、アクチュエーター６に電気信号を印加する。当該電気信号を駆動信号ともいう。駆動回路５がアクチュエーター６に駆動信号を印加すると、アクチュエーター６は、流路基板２内部の圧力室１８（後述する図３に示す）の容積を変化させるように駆動する。これにより、圧力室１８に充填されたインクは、圧力振動を生じる。圧力振動により、アクチュエーター６に設けられたノズル１７から、流路基板２表面の法線方向にインクが吐出する。なお、インクジェットヘッド１は、１画素に着弾するインク滴の量を変更することで階調表現を実現する。また、インクジェットヘッド１は、インクの吐出回数を変えることで、１画素に着弾するインク滴の量を変更する。以上より、駆動回路５は、駆動信号をアクチュエーター６に印加する印加部の一例である。

図２は、流路基板２の詳細を示す平面図である。ただし、図２は、同じパターンの繰り返しになる部分を省略して示している。
流路基板２には、多数のアクチュエーター６、多数の個別電極７、共通電極８ａ、共通電極８ｂ、及び多数の実装パッド９が形成されている。なお、共通電極８ａ又は共通電極８ｂを単に共通電極８ということもある。

個別電極７は、各々のアクチュエーター６と実装パッド９とを電気的に接続する。個別電極７どうしは、互いに電気的に独立している。
共通電極８ｂは、端部の実装パッド９に電気的に接続している。共通電極８ａは、共通電極８ｂから分岐し、複数のアクチュエーター６に電気的に接続している。共通電極８ａ及び共通電極８ｂは、複数のアクチュエーター６どうしで電気的に共有されている。

実装パッド９は、フレキシブル配線板４に形成された多数の配線パターンを介して駆動回路５に電気的に接続している。実装パッド９とフレキシブル配線板４との接続には、異方性導電フィルムを用いることができる。他に、実装パッド９は、ワイヤボンディングなどの方法により、駆動回路５と接続していても良い。

図３は、アクチュエーター６及びその周辺の詳細を示す平面図である。また、図４は、図３のＡ－Ａ線断面図である。
アクチュエーター６は、共通電極８、振動板１０、下部電極１１、圧電体１２、上部電極１３、絶縁層１４、保護層１６及びノズル１７を含んで構成されている。また、下部電極１１は、個別電極７と電気的に接続している。

流路基板２は、一例として厚み５００μｍの単結晶シリコンウエハで形成されている。流路基板２の内部には、インクが充填される圧力室１８が形成されている。圧力室１８の直径は、一例として２００μｍである。圧力室１８は、流路基板２の下面からドライエッチングで穴をあけることにより形成される。

振動板１０は、圧力室１８の上面を覆うように、流路基板２と一体に形成されている。振動板１０は、圧力室１８の形成前に、流路基板２を高温で加熱することにより二酸化シリコンで形成した。振動板１０にはノズル１７と同心円状に、ノズル１７より大きい貫通穴が形成されている。振動板１０の厚みは、一例として４μｍである。

振動板１０の上には、下部電極１１、圧電体１２及び上部電極１３がノズル１７を中心にドーナッツ状に形成されている。内径は、一例として３０μｍである。外形は、一例として１４０μｍである。下部電極１１及び上部電極１３は、一例として、白金などをスパッタ法などによって成膜したものである。また、圧電体１２はＰＺＴ（Pb(Zr,Ti)O₃）（チタン酸ジルコン酸鉛）などをスパッタ法又はゾルゲル法などによって成膜したものである。上部電極１３の厚み及び下部電極１１の厚みは、一例として０．１～０．２μｍである。ＰＺＴの厚みは、一例として２μｍである。

アクチュエーター６に正の電圧が印可され、圧電体１２の厚み方向に電界が生じると、圧電体１２にはｄ３１モードの変形が生じる。すなわち、圧電体１２は、アクチュエーター６に正の電圧が印可されると厚み方向と直交する方向に収縮する。この収縮により、振動板１０と保護層１６に圧縮応力が生じる。このとき、振動板１０のヤング率が保護層１６のヤング率より大きいので、振動板１０に生じる圧縮力の方が、保護層１６に生じる圧縮力に勝る。このため、アクチュエーター６は、正の電圧が印可されると、圧力室１８の方向に湾曲する。これにより、圧力室１８の容積は、アクチュエーター６に電圧が印可されない状態より小さくなる。つまり、アクチュエーター６に印加される駆動信号の電圧の値が大きいほど、圧力室１８の容積は小さくなる。

上部電極１３の上面には、絶縁層１４が形成されている。絶縁層１４には、コンタクトホール１５ａ及びコンタクトホール１５ｂが形成されている。コンタクトホール１５ａは、ドーナッツ状の開口で、上部電極１３と共通電極８が電気的に接続している。コンタクトホール１５ｂは、円形の開口で、下部電極１１と個別電極７が電気的に接続している。絶縁層１４は、一例としてＴＥＯＳ（tetraethoxysilane）－ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法により二酸化シリコンを成膜して形成したものである。絶縁層１４の厚みは一例として０．５μｍとした。絶縁層１４は、圧電体１２の外周部において、共通電極８と下部電極１１が電気的に接触するのを防止している。

絶縁層１４の上面には、個別電極７、共通電極８及び実装パッド９が形成されている。個別電極７は下部電極１１に、共通電極８は上部電極１３に、各々コンタクトホール１５ｂ、１５ａを介して接続されている。なお、この他に個別電極７は、上部電極１３と接続していても良い。また、共通電極８は、下部電極１１と接続していても良い。個別電極７、共通電極８及び実装パッド９は、一例としてスパッタ法により金を成膜して形成したものである。個別電極７、共通電極８及び実装パッド９の厚みは、一例として０．１μｍないし０．５μｍである。

保護層１６は、個別電極７、共通電極８、及び絶縁層１４の上に形成される。保護層１６は、一例として、感光性ポリイミド材料をスピンコート法により成膜したものである。保護層１６の厚みは、一例として４μｍである。保護層１６には、圧力室１８と連通するノズル１７が開口している。

ノズル１７は、一例として、保護層１６となる感光性ポリイミド材料を露光現像することにより形成される。ノズル１７の直径は、一例として２０μｍである。ノズル１７の長さは、振動板１０の厚みと保護層１６の厚みの合計によって定まる。ノズル１７の長さは、一例として８μｍである。

次に、インクジェットヘッド１を備えるインクジェット記録装置１００について説明する。図５は、インクジェット記録装置１００の一例を説明するための概略図である。インクジェット記録装置１００は、インクジェットプリンターということもできる。なお、インクジェット記録装置１００は、複写機のような装置であってもよい。インクジェット記録装置１００は、液体吐出装置の一例である。

インクジェット記録装置１００は、例えば、記録媒体である記録紙Ｐを搬送しながら画像形成等の各種処理を行う。インクジェット記録装置１００は、筐体１０１、給紙カセット１０２、排紙トレイ１０３、保持ローラー（ドラム）１０４、搬送装置１０５、保持装置１０６、画像形成装置１０７、除電剥離装置１０８、反転装置１０９、及びクリーニング装置１１０を備える。

筐体１０１は、インクジェット記録装置１００を構成する各部を収容する。
給紙カセット１０２は、筐体１０１内にあり、多数の記録紙Ｐを収容可能である。
排紙トレイ１０３は、筐体１０１の上部にある。排紙トレイ１０３は、インクジェット記録装置１００によって画像が形成される記録紙Ｐの排出先である。

保持ローラー１０４は、円筒状の導体のフレームと、当該フレームの表面に形成された薄い絶縁層とを有する。当該フレームは、接地（グランド接続）している。保持ローラー１０４は、表面上に記録紙Ｐを保持した状態で回転することにより、記録紙Ｐを搬送する。

搬送装置１０５は、記録紙Ｐの搬送経路に沿って配置された複数のガイド及び複数の搬送ローラーを有する。当該搬送ローラーは、モータに駆動されて回転する。搬送装置１０５は、インクジェットヘッド１から吐出されるインクの付着先である記録紙Ｐを給紙カセット１０２から排紙トレイ１０３まで搬送する。

保持装置１０６は、搬送装置１０５によって給紙カセット１０２から搬出された記録紙Ｐを、保持ローラー１０４の表面（外周面）に吸着して保持する。保持装置１０６は、記録紙Ｐを保持ローラー１０４に対して押圧した後、帯電による静電気力で記録紙Ｐを保持ローラー１０４に吸着させる。

画像形成装置１０７は、保持装置１０６によって保持ローラー１０４の表面に保持された記録紙Ｐに、画像を形成する。画像形成装置１０７は、保持ローラー１０４の表面に面する複数のインクジェットヘッド１を有する。複数のインクジェットヘッド１は、例えば、シアン、マゼンダ、イエロー及びブラックの４色のインクを、それぞれ記録紙Ｐに吐出することで、記録紙Ｐ表面に画像を形成する。

除電剥離装置１０８は、画像が形成された記録紙Ｐを除電することで、保持ローラー１０４から剥離する。除電剥離装置１０８は、電荷を供給して記録紙Ｐを除電し、記録紙Ｐと保持ローラー１０４との間に爪を挿入する。これにより、記録紙Ｐは、保持ローラー１０４から剥離する。搬送装置１０５は、保持ローラー１０４から剥離した記録紙Ｐを、排紙トレイ１０３又は反転装置１０９に搬送する。

反転装置１０９は、保持ローラー１０４から剥離した記録紙Ｐの表裏面を反転させ、当該記録紙Ｐを再び保持ローラー１０４の表面上に供給する。反転装置１０９は、例えば記録紙Ｐを前後方向逆にスイッチバックさせる所定の反転経路に沿って記録紙Ｐを搬送することにより、記録紙Ｐを反転させる。

クリーニング装置１１０は、保持ローラー１０４を掃除する。クリーニング装置１１０は、保持ローラー１０４の回転方向において除電剥離装置１０８よりも下流にある。クリーニング装置１１０は、回転する保持ローラー１０４の表面にクリーニング部材１１０ａを当接させ、回転する保持ローラー１０４の表面を掃除する。

以下、実施形態に係るインクジェットヘッド１の動作について説明する。
図６は、駆動回路５がアクチュエーター６に対して印加する駆動信号の波形を示すグラフである。図６には、駆動波形Ｗ１及び駆動波形Ｗ２を示す。駆動波形Ｗ１は、実施形態に係る駆動信号の波形の一例である。駆動波形Ｗ２は、従来の駆動信号の波形の一例である。また、図６に示すグラフは、縦軸が電圧で横軸が時間である。なお、当該横軸の１目盛りの長さは１ＡＬ（acoustic length）である。ここで、１ＡＬとは、圧力室１８内のインクの固有振動周期（主音響共振周波数における周期）の半分の時間である。

駆動波形Ｗ１は、１個の波形Ｗ１１、（ｎ－１）個の波形Ｗ１２、及び１個の波形Ｗ１３を含む。ここで、ｎは、インクの吐出回数を示す。また、ｎは、１以上の整数である。
なお、図６に示す駆動波形Ｗ１は、ｎが３の場合の駆動波形Ｗ１である。

波形Ｗ１１は、変化Ｃ１及び変化Ｃ２を含むパルス波形である。波形Ｗ１１のパルス幅は、１ＡＬであることが好ましい。波形Ｗ１１のパルス幅は、変化Ｃ１の開始から変化Ｃ２の開始までの時間である。波形Ｗ１１のパルス幅が１ＡＬであることにより、インクの吐出力が高くなる。なお、波形Ｗ１１は、第１の波形の一例である。

変化Ｃ１は、電圧Ｖ１から電圧Ｖ２への変化である。なお、駆動波形Ｗ１は、変化Ｃ１より前の待機状態では、電圧Ｖ１を維持している。また、電圧Ｖ２は、電圧Ｖ１よりも低い電圧である。電圧Ｖ２は、好適には０Ｖであるが、わずかに負の値、すなわち電圧Ｖ１と逆極性であっても良い。ただし、負の値が大きいと、圧電体１２の分極方向が待機状態に対して反転してしまい、所望の動作が得られないので、電圧Ｖ２は、０Ｖか、あるいは電圧Ｖ１と同極性の電圧が好ましい。なお、電圧Ｖ１は、第１の電圧の一例である。また、電圧Ｖ２は、第２の電圧の一例である。
変化Ｃ１により、圧力室１８の容積が拡張する。これにより、圧力室１８内のインクの圧力が減少する。以上より、変化Ｃ１は、第１の変化の一例である。

変化Ｃ２は、電圧Ｖ２から電圧Ｖ３への変化である。なお、電圧Ｖ３は、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２の間の電圧である。すなわち、電圧Ｖ３は、電圧Ｖ１より小さく電圧Ｖ２より大きい電圧である。また、電圧Ｖ３は、電圧Ｖ１の半分の電圧であることが好ましい。好ましい理由については後述する。なお、電圧Ｖ３は、第３の電圧の一例である。
変化Ｃ２により、圧力室１８の容積が収縮する。これにより、圧力室１８内のインクの圧力が増加し、インクがノズル１７から吐出する。以上より、変化Ｃ２は、第２の変化の一例である。

波形Ｗ１２は、波形Ｗ１１より後にあるパルス波形である。波形Ｗ１２は、変化Ｃ３及び変化Ｃ４を含む。波形Ｗ１２のパルス幅は、１ＡＬより短い。波形Ｗ１２のパルス幅は、変化Ｃ３の開始から変化Ｃ４の開始までの時間である。なお、従来例である駆動波形Ｗ２における波形Ｗ２２のパルス幅は、１ＡＬである。すなわち、波形Ｗ１２のパルス幅は、従来の波形におけるパルス幅よりも短い。また、波形Ｗ１２のパルス幅が１ＡＬより短いことで、吐出力を保ったまま従来よりも電圧Ｖ３を大きくすることができる。また、電圧Ｖ３を大きくすることができれば、吐出力を保ったまま電圧Ｖ１を小さくすることができる。すなわち、波形Ｗ１２のパルス幅を１ＡＬより短くすることで、電圧Ｖ１を従来よりも小さくすることができる。なお、電圧Ｖ３が低すぎると電圧Ｖ１を高くする必要があり、電圧Ｖ３が高すぎると残留振動が大きくなるため、電圧Ｖ３は、電圧Ｖ１の半分程度であることが好ましい。なお、波形Ｗ１２は、第２の波形の一例である。
変化Ｃ３は、電圧Ｖ３から電圧Ｖ２への変化である。変化Ｃ３により、圧力室１８の容積が拡張する。これにより、圧力室１８内のインクの圧力が減少する。したがって、変化Ｃ３は、第３の変化の一例である。

変化Ｃ４は、電圧Ｖ２から電圧Ｖ３への変化である。変化Ｃ４により、圧力室１８の容積が収縮する。これにより、圧力室１８内のインクの圧力が増加し、インクがノズル１７から吐出する。したがって、変化Ｃ４は、第４の変化の一例である。

変化Ｃ１の開始と変化Ｃ２の開始の中間から、１番目の波形Ｗ１２における変化Ｃ３の開始と変化Ｃ４の開始の中間までの時間ｔ１は、吐出力の観点から２ＡＬであることが好ましい。なお、ここで中間とは、真ん中を意味する。また、変化Ｃ２の終了から変化Ｃ３の開始までの駆動波形Ｗ１の電圧は、Ｖ３である。
また、（ｍ－１）番目の波形Ｗ１２における変化Ｃ３の開始と変化Ｃ４の開始の中間から、ｍ番目の波形Ｗ１２における変化Ｃ３の開始と変化Ｃ４の開始の中間までの時間ｔ２は、２ＡＬであることが好ましい。なお、ｍは、２以上ｎ以下の任意の整数である。また、（ｍ－１）番目の波形Ｗ１２における変化Ｃ４の終了からｍ番目の波形Ｗ１２における変化Ｃ３の開始までの駆動波形Ｗ１の電圧は、Ｖ３である。

波形Ｗ１３は、残留振動をキャンセルするためのパルス波形である。すなわち、波形Ｗ１３は、残留振動を低減させるキャンセルパルスの一例である。波形Ｗ１３は、最後の吐出波形の後にある。なお、最後の吐出波形とは、ｎが２以上である場合、（ｎ－１）番目の波形Ｗ１２である。そして、ｎが１である場合には、最後の吐出波形は、波形Ｗ１１である。なお、波形Ｗ１３のパルス幅は、残留振動をキャンセルできるような幅である。また、駆動波形Ｗ１は、最後の吐出波形と波形Ｗ１３の間に変化Ｃ５を含む。なお、最後の吐出波形における変化Ｃ２又は変化Ｃ４の終了から、変化Ｃ５の開始までの駆動波形Ｗ１の電圧は、Ｖ３である。
変化Ｃ５は、電圧Ｖ３から電圧Ｖ１への変化である。変化Ｃ５により、圧力室１８の容積が収縮する。これにより、圧力室１８内のインクの圧力が増加する。

波形Ｗ１３は、変化Ｃ６及び変化Ｃ７を含む。なお、変化Ｃ５の終了から変化Ｃ６の開始までの駆動波形Ｗ１の電圧は、Ｖ１である。
変化Ｃ６は、電圧Ｖ１から電圧Ｖ３への変化である。変化Ｃ６により、圧力室１８の容積が拡張する。これにより、圧力室１８内のインクの圧力が減少する。
変化Ｃ７は、電圧Ｖ３から電圧Ｖ１への変化である。変化Ｃ５により、圧力室１８の容積が収縮する。これにより、圧力室１８内のインクの圧力が増加する。

なお、最後の吐出波形に含まれる１番目の変化の開始と２番目の変化の開始の中間から、波形Ｗ１３における変化Ｃ６の開始と変化Ｃ７の開始の中間までの時間ｔ３は、効果的に残留振動をキャンセルするために、３ＡＬであることが好ましい。なお、最後の吐出波形に含まれる１番目の変化とは、ｎが１である場合には、変化Ｃ１である。また、最後の吐出波形に含まれる２番目の変化とは、ｎが１である場合には、変化Ｃ２である。そして、最後の吐出波形に含まれる１番目の変化とは、ｎが２以上である場合には、変化Ｃ３である。また、最後の吐出波形に含まれる２番目の変化とは、ｎが２以上である場合には、変化Ｃ４である。

図７は、駆動信号により発生する、圧力室１８内のインクの圧力振動の波形を示すグラフである。図７には圧力波形ＰＷ１及び圧力波形ＰＷ２を示す。圧力波形ＰＷ１は、駆動波形Ｗ１を印加した場合の圧力室１８内のインクの圧力振動の波形の一例である。圧力波形ＰＷ２は、駆動波形Ｗ２を印加した場合の圧力室１８内のインクの圧力振動の波形の一例である。また、図７に示すグラフは、縦軸が圧力で横軸が時間である。なお、横軸の１目盛りの長さは１ＡＬである。

図７に示すように、圧力波形ＰＷ１と圧力波形ＰＷ２では、振幅が同程度となっている。したがって、アクチュエーター６に駆動波形Ｗ１を印加した場合と駆動波形Ｗ２を印加した場合とでは同程度の吐出力でインクを吐出できることが分かる。

また、図７に示すように圧力波形ＰＷ１は、波形Ｗ１３によって残留振動が十分にキャンセルされていることが分かる。

上記の実施形態は以下のような変形も可能である。
実施形態のインクジェット記録装置１００は、記録紙Ｐに、インクによる二次元の画像を形成するインクジェットプリンターである。しかしながら、実施形態のインクジェット記録装置は、これに限られるものではない。実施形態のインクジェット記録装置は、例えば、３Ｄプリンター、産業用の製造機械、又は医療用機械などであっても良い。実施形態のインクジェット記録装置が３Ｄプリンター、産業用の製造機械、又は医療用機械などである場合には、実施形態のインクジェット記録装置は、例えば、素材となる物質又は素材を固めるためのバインダーなどをインクジェットヘッドから吐出させることで、立体物を形成する。

実施形態のインクジェット記録装置１００は、インクジェットヘッド１を４つ備え、それぞれのインクジェットヘッド１が使用するインクの色はシアン、マゼンタ、イエロー又はブラックである。しかしながら、インクジェット記録装置が備えるインクジェットヘッド１の数は４つに限定せず、また、複数でなくても良い。また、それぞれのインクジェットヘッド１が使用するインクの色及び特性などは限定しない。
また、インクジェットヘッド１は、透明光沢インク、赤外線又は紫外線等を照射したときに発色するインク、又はその他の特殊インクなども吐出可能である。さらに、インクジェットヘッド１は、インク以外の液体を吐出することができるものであっても良い。なお、インクジェットヘッド１が吐出する液体は、懸濁液などの分散液であっても良い。インクジェットヘッド１が吐出するインク以外の液体としては例えば、プリント配線基板の配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体、人工的に組織又は臓器などを形成するための細胞などを含む液体、接着剤などのバインダー、ワックス、又は液体状の樹脂などが挙げられる。

インクジェットヘッド１は、上記実施形態の他、例えば静電気で振動板を変形させてインクを吐出する構造、あるいはヒーターなどの熱エネルギーを利用してノズルからインクを吐出する構造などであってもよい。これらの場合、当該振動板又はヒーターなどは、圧力室内のインクの圧力を変化させるアクチュエーターである。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
なお、以下に本願の出願当初の特許請求の範囲の記載を付記する。
［Ｃ１］
液体を収容する圧力室と、
印加される駆動信号に応じて前記圧力室内の液体の圧力を変化させるアクチュエーターと、
前記圧力室に連通したノズルから前記液体を複数回吐出させる前記駆動信号を前記アクチュエーターに印加する印加部と、を備え、
前記駆動信号は、第１の波形、及び前記第１の波形より後のＮ（Ｎ≧１）個の第２の波形を含み、
前記第１の波形は、
前記圧力を減少させる、第１の電圧から第２の電圧への第１の変化と、
前記第１の変化から前記圧力室内の液体の固有振動周期の半分の時間後の、前記圧力を増加させる、前記第２の電圧から、前記第１の電圧と前記第２の電圧の間の第３の電圧への第２の変化と、を含み、
前記第２の波形は、
前記圧力を減少させる、前記第３の電圧から前記第２の電圧への第３の変化と、
前記第３の変化から前記固有振動周期の半分の時間より短い時間後の、前記第２の電圧から前記第３の電圧への第４の変化と、を含む液体吐出ヘッド。
［Ｃ２］
前記駆動信号は、Ｎ個の前記第２の波形よりも後に、残留振動を低減させるキャンセルパルスを含む、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
［Ｃ３］
前記第１の変化と前記第２の変化との中間から、１番目の前記第２の波形の前記第３の変化と１番目の前記第２の波形の前記第４の変化との中間までの時間は、前記固有振動周期であり、
前記駆動信号が前記第２の波形を２個以上含む場合、（Ｎ－１）番目の前記第２の波形の前記第３の変化と（Ｎ－１）番目の前記第２の波形の前記第４の変化との中間から、Ｎ番目の前記第２の波形の前記第３の変化とＮ番目の前記第２の波形の前記第４の変化との中間までの時間は、前記固有振動周期である、請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
［Ｃ４］
前記第２の電圧は、前記第１の電圧の半分の電圧である、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
［Ｃ５］
液体を収容する圧力室と、
前記圧力室に液体を供給する液体供給装置と
印加される駆動信号に応じて前記圧力室内の液体の圧力を変化させるアクチュエーターと、
前記圧力室に連通したノズルから前記液体を複数回吐出させる前記駆動信号を前記アクチュエーターに印加する印加部と、を備え、
前記駆動信号は、第１の波形、及び前記第１の波形より後のＮ（Ｎ≧１）個の第２の波形を含み、
前記第１の波形は、
前記圧力を減少させる、第１の電圧から第２の電圧への第１の変化と、
前記第１の変化から前記圧力室内の液体の固有振動周期の半分の時間後の、前記圧力を増加させる、前記第２の電圧から、前記第１の電圧と前記第２の電圧の間の第３の電圧への第２の変化と、を含み、
前記第２の波形は、
前記圧力を減少させる、前記第３の電圧から前記第２の電圧への第３の変化と、
前記第３の変化から前記固有振動周期の半分の時間より短い時間後の、前記第２の電圧から前記第３の電圧への第４の変化と、を含む液体吐出装置。

１……インクジェットヘッド、２……流路基板、３……インク供給部、４……フレキシブル配線板、５……駆動回路、６……アクチュエーター、７……個別電極、８ａ，８ｂ……共通電極、９……実装パッド、１０……振動板、１１……下部電極、１２……圧電体、１３……上部電極、１４……絶縁層、１５ａ，１５ｂ……コンタクトホール、１６……保護層、１７……ノズル、１８……圧力室、１００……インクジェット記録装置、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７……変化、ＰＷ１，ＰＷ２……圧力波形、Ｗ１，Ｗ２……駆動波形、Ｗ１１，Ｗ１２，Ｗ１３……波形

Claims (5)

1. 液体を収容する圧力室と、
   印加される駆動信号に応じて前記圧力室内の液体の圧力を変化させるアクチュエーターと、
   前記圧力室に連通したノズルから前記液体を複数回吐出させる前記駆動信号を前記アクチュエーターに印加する印加部と、を備え、
   前記駆動信号は、第１の波形、及び前記第１の波形より後のＮ（Ｎ≧１）個の第２の波形を含み、
   前記第１の波形は、
   前記圧力を減少させる、第１の電圧から第２の電圧への第１の変化と、
   前記第１の変化の開始から前記圧力室内の液体の固有振動周期の半分の時間後の、前記圧力を増加させる、前記第２の電圧から、前記第１の電圧と前記第２の電圧の間の第３の電圧への第２の変化と、を含み、
   前記第２の波形は、
   前記圧力を減少させる、前記第３の電圧から前記第２の電圧への第３の変化と、
   前記第３の変化の開始から前記固有振動周期の半分の時間より短い時間後の、前記第２の電圧から前記第３の電圧への第４の変化と、を含む液体吐出ヘッド。
2. 前記駆動信号は、Ｎ個の前記第２の波形よりも後に、残留振動を低減させるキャンセルパルスを含む、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記第１の変化と前記第２の変化との中間から、１番目の前記第２の波形の前記第３の変化と１番目の前記第２の波形の前記第４の変化との中間までの時間は、前記固有振動周期であり、
   前記駆動信号が前記第２の波形を２個以上含む場合、（Ｎ－１）番目の前記第２の波形の前記第３の変化と（Ｎ－１）番目の前記第２の波形の前記第４の変化との中間から、Ｎ番目の前記第２の波形の前記第３の変化とＮ番目の前記第２の波形の前記第４の変化との中間までの時間は、前記固有振動周期である、請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記第３の電圧は、前記第１の電圧の半分の電圧である、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
5. 液体を収容する圧力室と、
   前記圧力室に液体を供給する液体供給装置と
   印加される駆動信号に応じて前記圧力室内の液体の圧力を変化させるアクチュエーターと、
   前記圧力室に連通したノズルから前記液体を複数回吐出させる前記駆動信号を前記アクチュエーターに印加する印加部と、を備え、
   前記駆動信号は、第１の波形、及び前記第１の波形より後のＮ（Ｎ≧１）個の第２の波形を含み、
   前記第１の波形は、
   前記圧力を減少させる、第１の電圧から第２の電圧への第１の変化と、
   前記第１の変化の開始から前記圧力室内の液体の固有振動周期の半分の時間後の、前記圧力を増加させる、前記第２の電圧から、前記第１の電圧と前記第２の電圧の間の第３の電圧への第２の変化と、を含み、
   前記第２の波形は、
   前記圧力を減少させる、前記第３の電圧から前記第２の電圧への第３の変化と、
   前記第３の変化の開始から前記固有振動周期の半分の時間より短い時間後の、前記第２の電圧から前記第３の電圧への第４の変化と、を含む液体吐出装置。