(57)【要約】【課題】ミストを抑制することができる液体吐出ヘッド及びプリンタを提供する。【解決手段】実施形態によれば、液体吐出ヘッドは、アクチュエータと、制御部と、を備える。アクチュエータは、液滴を充填する圧力室を拡張又は収縮する。制御部は、前記アクチュエータに、第１の速度で液滴を吐出させる第１の駆動波形を印加した後に、前記第１の速度よりも遅い第２の速度で液滴を吐出させる第２の駆動波形を印加する。【選択図】      図１
2020138515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を充填する圧力室を拡張又は収縮するアクチュエータと、
前記アクチュエータに、第１の速度で液滴を吐出させる第１の駆動波形を印加した後に、前記第１の速度よりも遅い第２の速度で液滴を吐出させる第２の駆動波形を印加する制御部と、
を備える液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記制御部は、複数の液滴で１つのドットを形成する場合、最後に前記第２の駆動波形を印加する、
請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記第１の駆動波形は、第１の拡張パルスを備え、
前記第２の駆動波形は、前記第１の拡張パルスの幅よりも短い幅の第２の拡張パルスを備える、
請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記第１の駆動波形は、前記第１の拡張パルスと第１のリリース期間と第１の収縮パルスとから構成され、
前記第２の駆動波形は、前記第２の拡張パルスと第２のリリース期間と第２の収縮パルスとから構成され、
前記第１の拡張パルスの幅と前記第１のリリース期間との合計は、前記第２の拡張パルスの幅と前記第２のリリース期間との合計と一致する、
請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
媒体を搬送する搬送部と、
液滴を充填する圧力室を拡張又は収縮するアクチュエータと、
前記アクチュエータに、第１の速度で前記媒体に液滴を吐出させる第１の駆動波形を印加した後に、前記第１の速度よりも遅い第２の速度で前記媒体に液滴を吐出させる第２の駆動波形を印加する制御部と、
を備える液体吐出ヘッドと、
を備えるプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液体吐出ヘッド及びプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出ヘッドであるインクジェットヘッドには、複数のインク滴を吐出して媒体に１つのドットを形成するものがある（マルチドロップ）。そのようなインクジェットヘッドでは、インク滴が吐出する際にインク滴に尾が生じることがある。尾が生じると飛翔中に離散し、ミスト（又は、サテライトなど）が生じることがある。
【０００３】
従来、インクジェットヘッドは、ミストによって印字品質が低下することがあるという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１０５１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の課題を解決するため、ミストを抑制することができる液体吐出ヘッド及びプリンタを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態によれば、液体吐出ヘッドは、アクチュエータと、制御部と、を備える。アクチュエータは、液滴を充填する圧力室を拡張又は収縮する。制御部は、前記アクチュエータに、第１の速度で液滴を吐出させる第１の駆動波形を印加した後に、前記第１の速度よりも遅い第２の速度で液滴を吐出させる第２の駆動波形を印加する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態に係るプリンタの構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施形態に係るインクジェットヘッドの斜視図の例を示す。
【図３】図３は、実施形態に係るインクジェットヘッドの横断面図である。
【図４】図４は、実施形態に係るインクジェットヘッドの縦断面図である。
【図５】図５は、実施形態に係るヘッド駆動回路の構成例を示すブロック図である。
【図６】図６は、実施形態に係るインクジェットヘッドの動作例を示す図である。
【図７】図７は、実施形態に係るインクジェットヘッドの動作例を示す図である。
【図８】図８は、実施形態に係るインクジェットヘッドの動作例を示す図である。
【図９】図９は、実施形態に係るアクチュエータに印加されるＡＣＴ駆動波形の例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施形態に係るアクチュエータに印加されるＤＭＰ駆動波形の例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施形態に係るインクジェットのタイムセットの例を示す。
【図１２】図１２は、実施形態に係る圧力室内の圧力などを示すグラフである。
【図１３】図１３は、従来のインクジェットヘッドが吐出するインク滴に飛翔状態を示す図である。
【図１４】図１４は、実施形態に係るインクジェットヘッドが吐出するインク滴に飛翔状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態に係るプリンタについて、図面を用いて説明する。
【０００９】
実施形態に係るプリンタは、インクジェットヘッドを用いて用紙などの媒体に画像を形成する。プリンタは、インクジェットヘッドが備える圧力室内のインクを媒体に吐出し、媒体に画像を形成する。プリンタは、例えばオフィス用プリンタ、バーコードプリンタ、ＰＯＳ用プリンタ、産業用プリンタ、３Ｄプリンタ等である。なお、プリンタが画像を形成する媒体は、特定の構成に限定されるものではない。実施形態に係るプリンタが備えるインクジェットヘッドは液体吐出ヘッドの一例であり、インクは液体の一例である。
【００１０】
図１は、プリンタ２００の構成例を示すブロック図である。
【００１１】
図１が示すように、プリンタ２００は、プロセッサ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、操作パネル２０４、通信インターフェース２０５、搬送モータ２０６、モータ駆動回路２０７、ポンプ２０８、ポンプ駆動回路２０９及びインクジェットヘッド１００などを備える。インクジェットヘッド１００は、ヘッド駆動回路１０１及びチャネル群１０２などを備える。またプリンタ２００は、アドレスバス、データバスなどのバスライン２１１を含む。プロセッサ２０１は、バスライン２１１を介して、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、操作パネル２０４、通信インターフェース２０５、モータ駆動回路２０７、ポンプ駆動回路２０９及びヘッド駆動回路１０１に直接又は入出力回路を介して接続する。また、モータ駆動回路２０７は、搬送モータ２０６と接続する。また、ポンプ駆動回路２０９は、ポンプ２０８と接続する。
【００１２】
なお、プリンタ２００は、図１が示すような構成の他に必要に応じた構成をさらに具備したり、プリンタ２００から特定の構成が除外されたりしてもよい。
【００１３】
プロセッサ２０１は、プリンタ２００全体の動作を制御する機能を有する。プロセッサ２０１は、内部キャッシュ及び各種のインターフェースなどを備えてもよい。プロセッサ２０１は、内部キャッシュ又はＲＯＭ２０２が予め記憶するプログラムを実行することにより種々の処理を実現する。プロセッサ２０１は、オペレーティングシステム及びアプリケーションプログラムなどに従って、プリンタ２００としての各種の機能を実現する。
【００１４】
なお、プロセッサ２０１がプログラムを実行することにより実現する各種の機能のうちの一部は、ハードウエア回路により実現されるものであってもよい。この場合、プロセッサ２０１は、ハードウエア回路により実行される機能を制御する。
【００１５】
ＲＯＭ２０２は、制御プログラム及び制御データなどが予め記憶された不揮発性のメモリである。ＲＯＭ２０２に記憶される制御プログラム及び制御データは、プリンタ２００の仕様に応じて予め組み込まれる。たとえば、ＲＯＭ２０２は、オペレーティングシステム及びアプリケーションプログラムなどを記憶する。
【００１６】
ＲＡＭ２０３は、揮発性のメモリである。ＲＡＭ２０３は、プロセッサ２０１の処理中のデータなどを一時的に格納する。ＲＡＭ２０３は、プロセッサ２０１からの命令に基づき種々のアプリケーションプログラムなどを格納する。また、ＲＡＭ２０３は、アプリケーションプログラムの実行に必要なデータ及びアプリケーションプログラムの実行結果などを格納してもよい。また、ＲＡＭ２０３は、印刷データが展開される画像メモリとして機能してもよい。
【００１７】
操作パネル２０４は、オペレータからの指示の入力を受け付け、オペレータに種々の情報を表示するインターフェースである。操作パネル２０４は、指示の入力を受け付ける操作部と、情報を表示する表示部とから構成される。
【００１８】
操作パネル２０４は、操作部の動作として、オペレータから受け付けた操作を示す信号をプロセッサ２０１へ送信する。たとえば、操作部は、電源キー、用紙フィードキー、エラー解除キー等のファンクションキーを配置したものである。
【００１９】
操作パネル２０４は、表示部の動作として、プロセッサ２０１の制御に基づいて種々の情報を表示する。たとえば、操作パネル２０４は、プリンタ２００の状態などを表示する。たとえば、表示部は、液晶モニタから構成される。  
なお、操作部は、タッチパネルから構成されてもよい。この場合、表示部は、操作部としてのタッチパネルと一体的に形成されてもよい。
【００２０】
通信インターフェース２０５は、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークを介して外部装置とデータを送受信するためのインターフェースである。たとえば、通信インターフェース２０５は、ＬＡＮ接続をサポートするインターフェースである。たとえば、通信インターフェース２０５は、ネットワークを介してクライアント端末から印刷データを受信する。通信インターフェース２０５は、たとえば、プリンタ２００にエラーが発生したとき、エラーを通知する信号をクライアント端末に送信する。
【００２１】
モータ駆動回路２０７は、プロセッサ２０１からの信号に従って、搬送モータ２０６の駆動を制御する。たとえば、モータ駆動回路２０７は、電力又は制御信号を搬送モータ２０６に送信する。
【００２２】
搬送モータ２０６は、モータ駆動回路２０７の制御に基づいて、用紙などの媒体を搬送する搬送機構の駆動源として機能する。搬送モータ２０６が駆動すると、搬送機構が媒体の搬送を開始する。搬送機構は、媒体をインクジェットヘッド１００による印刷位置まで搬送する。搬送機構は、印刷を終えた媒体を図示しない排出口からプリンタ２００の外部に排出する。  
モータ駆動回路２０７及び搬送モータ２０６は、媒体を搬送する搬送部を構成する。
【００２３】
ポンプ駆動回路２０９は、ポンプ２０８の駆動を制御する。ポンプ２０８が駆動すると、インクタンクからインクがインクジェットヘッド１００に供給される。
【００２４】
インクジェットヘッド１００は、印刷データに基づいてインク滴を媒体に吐出する。インクジェットヘッド１００は、ヘッド駆動回路１０１及びチャネル群１０２などを備える。
【００２５】
以下、実施形態に係るインクジェットヘッドについて、図面を用いて説明する。実施形態においては、シェアモードタイプのインクジェットヘッド１００（図２を参照）を例示する。インクジェットヘッド１００は、用紙にインクを吐出するものとして説明する。なお、インクジェットヘッド１００がインクを吐出する媒体は、特定の構成に限定されるものではない。
【００２６】
次に、インクジェットヘッド１００の構成例について、図２乃至図４を用いて説明する。図２は、インクジェットヘッド１００の一部を分解して示す斜視図である。図３は、インクジェットヘッド１００の横断面図である。図４は、インクジェットヘッド１００の縦断面図である。
【００２７】
インクジェットヘッド１００は、ベース基板９を有する。インクジェットヘッド１００は、ベース基板９の上面に第１の圧電部材１を接合し、第１の圧電部材１の上に第２の圧電部材２を接合する。接合された第１の圧電部材１と第２の圧電部材２とは、図３の矢印で示すように、板厚方向に沿って互いに相反する方向に分極する。
【００２８】
ベース基板９は、誘電率が小さく、かつ第１の圧電部材１及び第２の圧電部材２との熱膨張率の差が小さい材料を用いて形成する。ベース基板９の材料としては、例えばアルミナ（Al203）、窒化珪素（Si3N4）、炭化珪素（SiC）、窒化アルミニウム（AlN）又はチタン酸ジルコン酸鉛（PZT）等がよい。第１の圧電部材１及び第２の圧電部材２の材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（PZT）、ニオブ酸リチウム（LiNbO3）又はタンタル酸リチウム（LiTaO3）等が用いられる。
【００２９】
インクジェットヘッド１００は、接合された第１の圧電部材１及び第２の圧電部材２の先端側から後端側に向けて、多数の長尺な溝３を設ける。各溝３は、間隔が一定でありかつ平行である。各溝３は、先端が開口し、後端が上方に傾斜する。
【００３０】
インクジェットヘッド１００は、各溝３の側壁及び底面に電極４を設ける。電極４は、ニッケル（Ni）と金（Au）との二層構造となっている。電極４は、例えばメッキ法によって各溝３内に均一に成膜される。電極４の形成方法は、メッキ法に限定されない。他に、スパッタ法や蒸着法等を用いることもできる。
【００３１】
インクジェットヘッド１００は、各溝３の後端から第２の圧電部材２の後部上面に向けて引出し電極１０を設ける。引出し電極１０は、電極４から延出する。
【００３２】
インクジェットヘッド１００は、天板６とオリフィスプレート７とを備える。天板６は、各溝３の上部を塞ぐ。オリフィスプレート７は、各溝３の先端を塞ぐ。インクジェットヘッド１００は、天板６とオリフィスプレート７とで囲まれた各溝３によって、複数の圧力室１５を形成する。圧力室１５は、インクタンクから供給されるインクを充填する。圧力室１５は、例えば深さが３００μｍで幅が８０μｍの形状を有し、１６９μｍのピッチで平行に配列される。このような圧力室１５は、インク室とも称される。
【００３３】
天板６は、その内側後方に共通インク室５を備える。オリフィスプレート７は、各溝３と対向する位置にノズル８を備える。ノズル８は、対向する溝３、即ち、圧力室１５と連通する。ノズル８は、圧力室１５側から反対側のインク吐出側に向けて先細りの形状である。ノズル８は、隣り合う３つの圧力室１５に対応したものを１セットとし、溝３の高さ方向（図３の紙面の上下方向）に一定の間隔でずれて形成される。
【００３４】
圧力室１５にインクが充填されると、ノズル８にはインクのメニスカス２０が形成される。メニスカス２０は、ノズル８の内壁に沿って形成される。
【００３５】
圧力室１５の隔壁を構成する第１の圧電部材１及び第２の圧電部材２は、各圧力室１５に設けた電極４によって挟まれ、圧力室１５を駆動するアクチュエータ１６を形成する。
【００３６】
インクジェットヘッド１００は、ベース基板９の後方側の上面に、導電パターン１３が形成されたプリント基板１１を接合する。インクジェットヘッド１００は、プリント基板１１に、後述するヘッド駆動回路１０１（制御部）を実装したドライブＩＣ１２を搭載する。ドライブＩＣ１２は、導電パターン１３に接続する。導電パターン１３は、各引出し電極１０とワイヤボンディングにより導線１４で結合する。
【００３７】
インクジェットヘッド１００が有する圧力室１５、電極４及びノズル８の組をチャネルと称する。すなわちインクジェットヘッド１００は、溝３の数Ｎだけチャネルch.1，ch.2，…，ch.Nを有する。
【００３８】
次に、ヘッド駆動回路１０１について説明する。  
図５は、ヘッド駆動回路１０１の構成例について説明するためのブロック図である。前述の通り、ヘッド駆動回路１０１は、ドライブＩＣ１２内に配置される。
【００３９】
ヘッド駆動回路１０１は、印刷データに基づきインクジェットヘッド１００のチャネル群１０２を駆動する。  
チャネル群１０２は、圧力室１５、電極４及びノズル８などを含む複数のチャネル（ch.1，ch.2，…，ch.N）から構成される。即ち、チャネル群１０２は、ヘッド駆動回路１０１からの制御信号に基づいて、アクチュエータ１６が拡張収縮する各圧力室１５の動作によりインク滴を吐出する。
【００４０】
図５が示すように、ヘッド駆動回路１０１は、パターンジェネレータ３０１、周波数設定部３０２、駆動信号生成部３０３及びスイッチ回路３０４などを含む。
【００４１】
パターンジェネレータ３０１は、圧力室１５の容積を拡張させる拡張パルスの波形パターンと、圧力室１５の容積をリリースさせるリリース期間と、圧力室１５の容積を収縮させる収縮パルスの波形パターンとを用いて、種々の波形パターンを生成する。
【００４２】
パターンジェネレータ３０１は、ＡＣＴ駆動波形（第１の駆動波形）及びＤＭＰ駆動波形（第２の駆動波形）の波形パターンを生成する。ＡＣＴ駆動波形及びＤＭＰ駆動波形の期間が、１つのインク滴を吐出させるための区間、いわゆる１ドロップ周期となる。  
ＡＣＴ駆動波形及びＤＭＰ駆動波形については、後に詳述する
周波数設定部３０２は、インクジェットヘッド１００の駆動周波数を設定する。駆動周波数は、駆動信号生成部３０３が生成する駆動パルスの周波数である。ヘッド駆動回路１０１は、駆動パルスに従って動作する。
【００４３】
駆動信号生成部３０３は、バスラインから入力される印刷データに従い、パターンジェネレータ３０１で生成される波形パターンと、周波数設定部３０２で設定される駆動周波数とを基に、チャネル毎のパルスを生成する。チャネル毎のパルスは、駆動信号生成部３０３からスイッチ回路３０４に出力される。
【００４４】
スイッチ回路３０４は、駆動信号生成部３０３から出力されるチャネル毎のパルスに応じて、各チャネルの電極４に印加する電圧を切り替える。即ち、スイッチ回路３０４は、パターンジェネレータ３０１が設定する拡張パルスなどの通電時間などに基づいて、各チャネルのアクチュエータ１６に電圧を印加する。
【００４５】
スイッチ回路３０４は、この電圧の切り替えにより、各チャネルの圧力室１５の容積を膨張させ、または収縮させて、各チャネルのノズル８からインク滴を階調数分吐出させる。
【００４６】
次に、上記の如く構成されたインクジェットヘッド１００の動作例について、図６乃至図８を用いて説明する。  
図６は、リリース期間における圧力室１５ｂの状態を示す。図６が示すように、ヘッド駆動回路１０１は、圧力室１５ｂと、圧力室１５ｂに隣接する両隣の圧力室１５ａ及び１５ｃとの各壁面にそれぞれ配設された電極４の電位をいずれもグラウンド電位ＧＮＤとする。この状態では、圧力室１５ａと圧力室１５ｂとで挟まれた隔壁１６ａ及び圧力室１５ｂと圧力室１５ｃとで挟まれた隔壁１６ｂは、いずれも何ら歪みを生じない。
【００４７】
図７は、ヘッド駆動回路１０１が拡張パルスを圧力室１５ｂのアクチュエータ１６に印加した状態の例を示す。図７が示すように、ヘッド駆動回路１０１は、中央の圧力室１５ｂの電極４に負極性の電圧−Ｖを印加し、圧力室１５ｂの両隣の圧力室１５ａ及び１５ｃの電極４に電圧＋Ｖを印加する。この状態では、各隔壁１６ａ及び１６ｂに対して、第１の圧電部材１及び第２の圧電部材２の分極方向と直交する方向に電圧２Ｖの電界が作用する。この作用により、各隔壁１６ａ及び１６ｂは、圧力室１５ｂの容積を拡張するようにそれぞれ外側に変形する。
【００４８】
図８は、ヘッド駆動回路１０１が収縮パルスを圧力室１５ｂのアクチュエータ１６に印加した状態の例を示す。図８が示すように、ヘッド駆動回路１０１は、中央の圧力室１５ｂの電極４に正極性の電圧＋Ｖを印加し、両隣の圧力室１５ａ及び１５ｃの電極４に電圧−Ｖを印加する。この状態では、各隔壁１６ａ及び１６ｂに対して、図７の状態とは逆の方向に電圧２Ｖの電界が作用する。この作用により、各隔壁１６ａ及び１６ｂは、圧力室１５ｂの容積を収縮するようにそれぞれ内側に変形する。
【００４９】
圧力室１５ｂの容積が拡張または収縮された場合、圧力室１５ｂ内に圧力振動が発生する。この圧力振動により、圧力室１５ｂ内の圧力が高まり、圧力室１５ｂに連通するノズル８からインク滴が吐出される。
【００５０】
このように、各圧力室１５ａ、１５ｂ及び１５ｃを隔てる隔壁１６ａ及び１６ｂは、当該隔壁１６ａ及び１６ｂを壁面とする圧力室１５ｂの内部に圧力振動を与えるためのアクチュエータ１６となる。即ち、圧力室１５は、アクチュエータ１６の動作によって拡張又は収縮される。
【００５１】
また、各圧力室１５は、それぞれ隣接する圧力室１５とアクチュエータ１６（隔壁）を共有する。このため、ヘッド駆動回路１０１は、各圧力室１５を個別に駆動することができない。ヘッド駆動回路１０１は、各圧力室１５をｎ（ｎは２以上の整数）個おきに（ｎ＋１）個のグループに分割して駆動する。本実施形態では、ヘッド駆動回路１０１が、各圧力室１５を２つおきに３つの組に分けて分割駆動する、いわゆる３分割駆動の場合を例示する。なお、３分割駆動はあくまでも一例であり、４分割駆動または５分割駆動などであってもよい。
【００５２】
次に、ヘッド駆動回路１０１がアクチュエータ１６に印加する駆動波形について説明する。
【００５３】
まず、ヘッド駆動回路１０１がアクチュエータ１６に印加するＡＣＴ駆動波形について説明する。
【００５４】
ＡＣＴ駆動波形は、所定の速度（第１の速度）で圧力室１５のノズル８からインク滴を吐出させる駆動波形である。
【００５５】
図９は、ＡＣＴ駆動波形の構成例について説明するための図である。図９が示すように、ＡＣＴ駆動波形は、第１の拡張パルスと、第１のリリース期間と、第１の収縮パルスと、から構成される。
【００５６】
まず、アクチュエータ１６には第１の拡張パルスが印加される。第１の拡張パルスは、アクチュエータ１６が形成する圧力室１５の体積を拡張させる。即ち、第１の拡張パルスは、圧力室１５を図７の状態にする。この状態において、圧力室１５の圧力が低下し、圧力室１５に共通インク室５からインクが供給される。第１の拡張パルスは、所定の幅に形成される。即ち、第１の拡張パルスは、所定の時間、圧力室１５の体積を拡張させる。たとえば、第１の拡張パルスの幅は、圧力室１５の圧力の固有振動周期の半分（ＡＬ）程度である。
【００５７】
当該所定の時間経過後、圧力室１５は、第１のリリース期間、リリースされる。即ち、圧力室１５は、デフォルトの状態（図６の状態）に戻る。第１のリリース期間は、所定の幅に形成される。圧力室１５がデフォルトの状態となると圧力室１５の圧力が上昇する。圧力室１５の圧力が上昇することで、ノズル８に形成されるメニスカス２０の速度は、インク滴が吐出される閾値を超える。メニスカス２０の速度が吐出閾値を超えたタイミングで、圧力室１５のノズル８からインク滴が吐出する。
【００５８】
圧力室１５がリリースされてから第１のリリース期間が経過すると、アクチュエータ１６には、第１の収縮パルスが印加される。第１の収縮パルスは、アクチュエータ１６が形成する圧力室１５の体積を減少させる。即ち、第１の収縮パルスは、圧力室１５を図８の状態にする。第１の収縮パルスによってインク液滴吐出後の圧力室内の圧力振動を打ち消し、次の吐出が前の吐出の影響を受けないようにする。
【００５９】
ここでは、第１の拡張パルスの中間点から第１の収縮パルスの中間点までの幅は、ＡＬの２倍よりも大きい。
【００６０】
次に、ヘッド駆動回路１０１がアクチュエータ１６に印加するＤＭＰ駆動波形について説明する。
【００６１】
ＤＭＰ駆動波形は、ＡＣＴ駆動波形の第１の速度よりも遅い速度（第２の速度）で圧力室１５のノズル８からインク滴を吐出させる駆動波形である。
【００６２】
図１０は、ＤＭＰ駆動波形の構成例について説明するための図である。図１０が示すように、ＤＭＰ駆動波形は、第２の拡張パルスと、第２のリリース期間と、第２の収縮パルスと、から構成される。
【００６３】
まず、アクチュエータ１６には第２の拡張パルスが印加される。第２の拡張パルスは、アクチュエータ１６が形成する圧力室１５の体積を拡張させる。即ち、第２の拡張パルスは、圧力室１５を図７の状態にする。この状態において、圧力室１５の圧力が低下し、圧力室１５に共通インク室５からインクが供給される。第２の拡張パルスは、第１の拡張パルスの幅よりも小さい所定の幅に形成される。即ち、第２の拡張パルスは、第１の拡張パルスの幅よりも短い所定の時間、圧力室１５の体積を拡張させる。
【００６４】
当該所定の時間経過後、圧力室１５は、第２のリリース期間、リリースされる。即ち、圧力室１５は、デフォルトの状態（図６の状態）に戻る。第２のリリース期間は、所定の期間である。圧力室１５がデフォルトの状態となると圧力室１５の圧力が上昇する。圧力室１５の圧力が上昇することで、ノズル８に形成されるメニスカス２０の速度は、インク滴が吐出される閾値を超える。メニスカス２０の速度が吐出閾値を超えたタイミングで、圧力室１５のノズル８からインク滴が吐出する。
【００６５】
圧力室１５がリリースされてから第２のリリース期間が経過すると、アクチュエータ１６には、第２の収縮パルスが印加される。第２の収縮パルスは、アクチュエータ１６が形成する圧力室１５の体積を減少させる。即ち、第２の収縮パルスは、圧力室１５を図８の状態にする。第２の収縮パルスによってインク液滴吐出後の圧力室内の圧力振動を打ち消し、次の吐出が前の吐出の影響を受けないようにする。
【００６６】
ここでは、第２の拡張パルスの中間点から第２の収縮パルスの中間点までの幅は、ＡＬの２倍よりも大きい。第２の拡張パルスの中間点から第２の収縮パルスの中間点までの幅は、第１の拡張パルスの中間点から第１の収縮パルスの中間点までの幅と一致してもよいし、しなくともよい。
【００６７】
また、ＡＣＴ駆動波形の第１の拡張パルスの幅と第１のリリース期間との合計は、ＤＭＰ駆動波形の第２の拡張パルスの幅と第２のリリース期間との合計と一致する。
【００６８】
次に、ヘッド駆動回路１０１がインク滴を吐出する際に設定するタイムセットについて説明する。
【００６９】
ヘッド駆動回路１０１は、印刷データなどに基づいて、タイムセットを設定する。タイムセットは、ドットを形成するためにアクチュエータ１６に印加する波形を示す。即ち、タイムセットは、吐出するインク滴の個数及び吐出するタイミングなどを示す。
【００７０】
図１１は、タイムセットの例を示す。
【００７１】
図１１が示す例では、ヘッド駆動回路１０１は、タイムセットとして、０ｈ乃至７ｈを設定する。０ｈは、インク滴を吐出させないタイムセットである。即ち、０ｈは、ＮＥＧ（吐出なし）から構成される。
【００７２】
１ｈ乃至７ｈは、それぞれインク滴を２乃至７個吐出させるタイムセットである。図１１では、ＡＣＴは、ＡＣＴ駆動波形をアクチュエータ１６に印加することを示す。また、ＤＭＰは、ＤＭＰ駆動波形をアクチュエータ１６に印加することを示す。
【００７３】
図１１が示すように、１ｈ乃至６ｈは、単数又は複数のＡＣＴと、ＡＣＴに後続するＤＭＰとから構成される。即ち、１ｈ乃至６ｈは、吐出するインク滴の個数−１個のＡＣＴと、ＡＣＴに後続する１つのＤＭＰとから構成される。また、７ｈは、７個のＡＣＴから構成される。即ち、７ｈは、ＡＣＴ駆動波形でインク滴を吐出することを示す。
【００７４】
１ｈ乃至６ｈは、最後にＤＭＰを備える。即ち、ヘッド駆動回路１０１は、単数又は複数個のＡＣＴ駆動波形をアクチュエータ１６に印加した後に、ＤＭＰ駆動波形をアクチュエータ１６に印加する。
【００７５】
また、１ｈ乃至５ｈは、前詰めでＡＣＴ及びＤＭＰを備える。即ち、１ｈ乃至５ｈは、ＤＭＰの後にＮＥＧを備える。
【００７６】
ヘッド駆動回路１０１は、印刷データなどに基づいて、１つのドットを形成するためのタイムセットを０ｈ乃至６ｈから選択する。ヘッド駆動回路１０１は、選択したタイムセットに従って、ＡＣＴ駆動波形及びＤＭＰ駆動波形をアクチュエータ１６に印加する。また、ヘッド駆動回路１０１は、ＡＣＴ駆動波形とＡＣＴ駆動波形との間、及び、ＡＣＴ駆動波形とＤＭＰ駆動波形との間に、所定の幅のレスト期間を設定する。
【００７７】
なお、１ｈ乃至５ｈは、後ろ詰めでＡＣＴ及びＤＭＰを備えてもよい。
【００７８】
次に、ヘッド駆動回路１０１がＡＣＴ駆動波形及びＤＭＰ駆動波形を印加した際に圧力室１５内に生じる圧力などについて説明する。
【００７９】
図１２は、ヘッド駆動回路１０１がＡＣＴ駆動波形及びＤＭＰ駆動波形を印加した際に圧力室１５内に生じる圧力などを示すグラフである。
【００８０】
図１２は、ヘッド駆動回路１０１がＡＣＴ駆動波形と後続するＤＭＰ駆動波形とを印加する際の圧力などを示す。即ち、図１２は、ヘッド駆動回路１０１が最後の２つのインク滴を吐出する駆動波形を印加する際の圧力などを示す。
【００８１】
図１２は、線４１乃至線４４を示す。
【００８２】
線４１は、ヘッド駆動回路１０１がアクチュエータ１６に印加する電圧を示す。
【００８３】
線４２は、圧力室１５内に生じる圧力を示す。
【００８４】
線４３は、ノズル８に形成されるメニスカス２０の速度を示す。
【００８５】
線４４は、線４３の積分を示す。
【００８６】
線４１が示すように、アクチュエータ１６には、ＡＣＴ駆動波形及びＤＭＰ駆動波形が順に印加される。
【００８７】
線４２が示すように、ＡＣＴ駆動波形の第１の拡張パルスが印加されている間に圧力室１５内の圧力は、上昇する。また、第１の拡張パルスが終了すると（第１のリリース期間に入ると）、圧力室１５内の圧力は、さらに上昇する。
【００８８】
また、線４３が示すように、第１のリリース期間において、メニスカス２０の流速は、上昇する。メニスカス２０の流速が所定の閾値を超えると、第１の速度でノズル８からインク滴が吐出する。
【００８９】
同様に、線４２が示すように、ＤＭＰ駆動波形の第２の拡張パルスが印加されている間に圧力室１５内の圧力は、上昇する。また、第２の拡張パルスが終了すると（第２のリリース期間に入ると）、圧力室１５内の圧力は、さらに上昇する。第２の拡張パルスの幅が第１の拡張パルスの幅よりも短いため、ＤＭＰ駆動波形が印加されている区間における圧力室１５内の圧力のピークは、ＡＣＴ駆動波形が印加されている区間におけるそれよりも小さい。即ち、ＤＭＰ駆動波形が生じさせる圧力は、ＡＣＴ駆動波形が生じさせる圧力よりも小さい。
【００９０】
また、線４３が示すように、第２のリリース期間において、メニスカス２０の流速は、上昇する。メニスカス２０の流速が所定の閾値を超えると、第２の速度でノズル８からインク滴が吐出する。
【００９１】
ＤＭＰ駆動波形が生じさせる圧力は、ＡＣＴ駆動波形が生じさせる圧力よりも小さいため、ＤＭＰ駆動波形が印加されている区間におけるメニスカス２０の速度のピークは、ＡＣＴ駆動波形が印加されている区間におけるそれよりも小さい。そのため、ＤＭＰ駆動波形が印加されている区間において、インク滴は、第１の速度よりも遅い第２の速度でノズル８から吐出する。
【００９２】
次に、インク滴の飛翔状態について説明する。
【００９３】
まず、ＤＭＰ駆動波形を印加しない場合においてインクジェットヘッド１００が吐出するインク滴の飛翔状態について説明する。図１３は、ＤＭＰ駆動波形を印加せずに、ＡＣＴ駆動波形のみを印加する場合においてインクジェットヘッドが吐出するインク滴の飛翔状態を示す。図１３は、左側にインクジェットヘッドがありインクジェットヘッドから右側にインク滴が連続して吐出される状態を示す。図１３が示す例では、ヘッド駆動回路は、ＡＣＴ駆動波形をアクチュエータに印加する。即ち、ヘッド駆動回路は、吐出するインク滴の個数と同数のＡＣＴ駆動波形をアクチュエータに印加し、ＤＭＰ駆動波形を印加しない。
【００９４】
図１３が示す例では、一体インク滴５１とミスト５２とが形成される。
【００９５】
一体インク滴５１は、ＡＣＴ駆動波形によって吐出されたインク滴が一体化したものである。複数のインク滴を吐出する場合、インクジェットヘッドは、ＡＣＴ駆動波形によって複数のインク滴を吐出する。インクジェットヘッドは、先行するインク滴の速度よりも早い速度で後続するインク滴を吐出する。そのため、各ＡＣＴ駆動波形によって吐出されたインク滴は、それぞれ先行するインク滴に追いついて一体となる。一体インク滴５１は、各インク滴が一体となって形成されるインク滴である。
【００９６】
ミスト５２は、各インク滴によって生じたものである。たとえば、インクジェットヘッドが吐出したインク滴には、インク滴からメニスカス２０に延びる尾が形成されることがある。インク滴が飛翔すると、尾は、飛散してミストを形成する。
【００９７】
インクジェットヘッドが複数のインク滴を吐出する場合、後続するインク滴が先行するインク滴の尾又はミストを吸収する。しかしながら、最後のインク滴の尾又はミストは、他のインク滴に吸収されない。即ち、ミスト５２は、主に最後のインク滴によって生じたミストから形成される。
【００９８】
ヘッド駆動回路１０１が１つのＡＣＴ駆動波形を印加する場合、一体インク滴６１は、１つのＡＣＴ駆動波形によって吐出されたインク滴となる。
【００９９】
次に、ＤＭＰ駆動波形を印加する場合においてインクジェットヘッド１００が吐出するインク滴の飛翔状態について説明する。図１４は、ＡＣＴ駆動波形及びＤＭＰ駆動波形を印加する場合においてインクジェットヘッド１００が吐出するインク滴の飛翔状態を示す。同様に、図１４は、左側にインクジェットヘッド１００がありインクジェットヘッド１００から右側にインク滴が連続して吐出される状態を示す。図１４が示す例では、ヘッド駆動回路は、ＡＣＴ駆動波形に続いてＤＭＰ駆動波形をアクチュエータに印加する。即ち、ヘッド駆動回路は、吐出するインク滴の個数−１のＡＣＴ駆動波形に続いて１つのＤＭＰ駆動波形をアクチュエータに印加する。
【０１００】
図１４が示す例では、一体インク滴６１とインク滴６２とが形成される。
【０１０１】
一体インク滴６１は、図１３の一体インク滴５１と同様に、ＡＣＴ駆動波形によって吐出されたインク滴が一体化したものである。ここでは、インクジェットヘッドは、ＡＣＴ駆動波形によって複数のインク滴を吐出する。インクジェットヘッドは、ＡＣＴ駆動波形によって複数のインク滴を吐出する場合、先行するインク滴の速度よりも早い速度で後続するインク滴を吐出する。そのため、各ＡＣＴ駆動波形によって吐出されたインク滴は、それぞれ先行するインク滴に追いついて一体となる。一体インク滴６１は、ＡＣＴ駆動波形によって吐出された各インク滴が一体となって形成されるインク滴である。
【０１０２】
インク滴６２は、ＤＭＰ駆動波形によって吐出されたインク滴である。前述の通り、インク滴６２は、ＡＣＴ駆動波形によって吐出されたインク滴の速度（第１の速度）よりも遅い速度（第２の速度）で吐出される。そのため、インク滴６２は、一体インク滴６１に追いつかず、一体インク滴６１と一体とならない。
【０１０３】
インク滴６２は、ＡＣＴ駆動波形によって吐出されたインク滴に後続するため、当該インク滴（主に、ＡＣＴ駆動波形によって吐出された最後のインク滴）のミストを吸収する。
【０１０４】
また、インク滴６２は、第２の速度で吐出されるため、ＡＣＴ駆動波形によって吐出されたインク滴よりも尾の形成が抑制される。そのため、インク滴６２によるミストの形成が抑制される。
【０１０５】
ヘッド駆動回路１０１が１つのＡＣＴ駆動波形を吐出した後に１つのＤＭＰ駆動波形をアクチュエータ１６に印加する場合、一体インク滴６１は、１つのＡＣＴ駆動波形によって吐出されたインク滴となる。
【０１０６】
なお、ＡＣＴ駆動波形は、第１の収縮パルスを備えなくともよい。また、第１の拡張パルス又は第１の収縮パルスは、複数の段階で電圧の変化を生じるものであってもよい。ＡＣＴ駆動波形の構成は、特定の構成に限定されるものではない。
【０１０７】
また、ＤＭＰ駆動波形は、第２の収縮パルスを備えなくともよい。また、第２の拡張パルス又は第２の収縮パルスは、複数の段階で電圧の変化を生じるものであってもよい。ＤＭＰ駆動波形の構成は、特定の構成に限定されるものではない。
【０１０８】
また、ヘッド駆動回路１０１は、ＤＭＰを含まないタイムセットを設定することがあってもよい。
【０１０９】
以上のように構成されたインクジェットヘッドは、マルチドロップでドットを形成する際にＤＭＰ駆動波形を用いて最後のインク滴を吐出する。そのため、インクジェットヘッドは、先行するインク滴よりも遅い速度で最後のインク滴を吐出する。その結果、インクジェットヘッドは、最後のインク滴に、先行するインク滴のミストを吸収させることができる。また、インクジェットヘッドは、最後のインク滴の速度が遅いためインク滴のミストを抑制することができる。
【０１１０】
よって、インクジェットヘッドは、ミストによる印字品質の低下を抑制することができる。
【０１１１】
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。
【符号の説明】
【０１１２】
１…第１の圧電部材、２…第２の圧電部材、３…溝、４…電極、５…共通インク室、６…天板、７…オリフィスプレート、８…ノズル、９…ベース基板、１０…電極、１１…プリント基板、１２…ドライブＩＣ、１３…導電パターン、１４…導線、１５…圧力室、１５ａ…圧力室、１５ｂ…圧力室、１５ｃ…圧力室、１６…アクチュエータ、１６ａ及び１６ｂ…隔壁、２０…メニスカス、４１乃至４４…線、５１…一体インク滴、５２…ミスト、６１…一体インク滴、６２…インク滴、１００…インクジェットヘッド、１０１…ヘッド駆動回路、１０２…チャネル群、２００…プリンタ、２０１…プロセッサ、２０２…ＲＯＭ、２０３…ＲＡＭ、２０４…操作パネル、２０５…通信インターフェース、２０６…搬送モータ、２０７…モータ駆動回路、２０８…ポンプ、２０９…ポンプ駆動回路、２１１…バスライン、３０１…パターンジェネレータ、３０２…周波数設定部、３０３…駆動信号生成部、３０４…スイッチ回路。
【図１】
2020138515.tif 000003
【図２】
2020138515.tif 000004
【図３】
2020138515.tif 000005
【図４】
2020138515.tif 000006
【図５】
2020138515.tif 000007
【図６】
2020138515.tif 000008
【図７】
2020138515.tif 000009
【図８】
2020138515.tif 000010
【図９】
2020138515.tif 000011
【図１０】
2020138515.tif 000012
【図１１】
2020138515.tif 000013
【図１２】
2020138515.tif 000014
【図１３】
2020138515.tif 000015
【図１４】
2020138515.tif 000016