(57)【要約】【課題】小液滴の発生を抑える。【解決手段】実施形態の液体吐出ヘッドは、液体を収容する圧力室、印加される駆動信号に応じて圧力室内の液体の圧力を変化させるアクチュエータ及び印加部を含む。印加部は、圧力室に連通したノズルから液体を複数回吐出させる駆動信号をアクチュエータに印加する。駆動信号は、液体を１回吐出させる第１の信号と、第１の信号より後に印加され、液体を１回吐出させる第２の信号とを含む。第１の信号は、圧力室内の液体の圧力を減少させるようにアクチュエータを駆動させる第１のパルスと、圧力室内の液体の圧力を増加させるようにアクチュエータを駆動させる第２のパルスとを含む。第２の信号は、圧力室内の液体の圧力を減少させるようにアクチュエータを駆動させる、第１のパルスよりも印加時間が長い第３のパルスと、圧力室内の液体の圧力を増加させるようにアクチュエータを駆動させる第４のパルスとを含む。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項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と、
前記圧力室に連通したノズルから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に印加する印加部と、を備え、
前記駆動信号は、前記液体を１回吐出させる第１の信号と、第１の信号より後に印加され、前記液体を１回吐出させる第２の信号とを含み、
前記第１の信号は、前記圧力室内の液体の圧力を減少させるように前記アクチュエータを駆動させる第１のパルスと、前記圧力室内の液体の圧力を増加させるように前記アクチュエータを駆動させる第２のパルスとを含み、
前記第２の信号は、前記圧力室内の液体の圧力を減少させるように前記アクチュエータを駆動させる、前記第１のパルスよりも印加時間が短い第３のパルスと、前記圧力室内の液体の圧力を増加させるように前記アクチュエータを駆動させる第４のパルスとを含む、液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記第１のパルスの印加時間は、前記圧力室内の液体の固有振動周期の半分の時間をＡＬとすると１．１ＡＬ以上であり、
前記第３のパルスの印加時間は、１ＡＬである、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記第１のパルスの印加時間は、１．６ＡＬ未満である、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記印加部は、前記駆動信号の後にプリカーサ波形を含む信号を前記アクチュエータに印加する、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。
【請求項５】
液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給装置と、を備え、
前記液体吐出ヘッドは、
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と、
前記圧力室に連通したノズルから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に印加する印加部と、を備え、
前記駆動信号は、前記液体を１回吐出させる第１の信号と、第１の信号より後に印加され、前記液体を１回吐出させる第２の信号とを含み、
前記第１の信号は、前記圧力室内の液体の圧力を減少させるように前記アクチュエータを駆動させる第１のパルスと、前記圧力室内の液体の圧力を増加させるように前記アクチュエータを駆動させる第２のパルスとを含み、
前記第２の信号は、前記圧力室内の液体の圧力を減少させるように前記アクチュエータを駆動させる、前記第１のパルスよりも印加時間が長い第３のパルスと、前記圧力室内の液体の圧力を増加させるように前記アクチュエータを駆動させる第４のパルスとを含む、液体吐出装置。
【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液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ノズルからインクなどの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）が知られている。また、このような液体吐出ヘッドを搭載したインクジェットプリンタなどの液体吐出装置が知られている。
液体吐出装置は、液体吐出ヘッドのノズルから吐出されたメインドット（主液滴）に付随して、サテライトなどと呼ばれる小液滴が発生する場合がある。このような小液滴は、印刷品質の低下などに繋がる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−２０２７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、小液滴の発生を抑える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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の液体吐出ヘッドは、圧力室、アクチュエータ及び印加部を含む。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に印加する。駆動信号は、前記液体を１回吐出させる第１の信号と、第１の信号より後に印加され、前記液体を１回吐出させる第２の信号とを含む。第１の信号は、前記圧力室内の液体の圧力を減少させるように前記アクチュエータを駆動させる第１のパルスと、前記圧力室内の液体の圧力を増加させるように前記アクチュエータを駆動させる第２のパルスとを含む。第２の信号は、前記圧力室内の液体の圧力を減少させるように前記アクチュエータを駆動させる、前記第１のパルスよりも印加時間が長い第３のパルスと、前記圧力室内の液体の圧力を増加させるように前記アクチュエータを駆動させる第４のパルスとを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態に係るインクジェットヘッドの一部を分解して示す斜視図。
【図２】実施形態に係るインクジェットヘッドの前方部における縦断面図。
【図３】実施形態に係るインクジェットヘッドの前方部における横断面図。
【図４】実施形態に係るインクジェットヘッドの動作原理を説明するための図。
【図５】実施形態に係るインクジェットヘッドの動作原理を説明するための図。
【図６】実施形態に係るインクジェットヘッドの動作原理を説明するための図。
【図７】実施形態に係るインクジェットプリンタの構成の一例を示すブロック図。
【図８】図７中のヘッド駆動回路の構成の一例を示すブロック図。
【図９】実施形態に係る駆動波形の一例を示す図。
【図１０】実施形態に係る駆動波形の一例を示す図。
【図１１】従来の駆動波形の一例を示す図。
【図１２】従来の駆動波形の一例を示す図。
【図１３】図１０中の駆動波形によって吐出されるインク滴の吐出速度を示すグラフ。
【図１４】図１２中の駆動波形によって吐出されるインク滴の吐出速度を示すグラフ。
【図１５】拡張パルスの印加時間を様々に変化させてインクを吐出させた場合のインクの吐出速度を示すグラフ。
【図１６】拡張パルスの印加時間を様々に変化させてインクを吐出させた場合の着弾ドットを撮影した図面代用写真。
【図１７】実施形態に係るプリカーサ波形の一例を示す図。
【図１８】プリカーサを印加しない場合の各電極に印加される波形を示す図。
【図１９】プリカーサを印加する場合の各電極に印加される波形を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
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。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、各図面及び以下の説明において、同一の符号は同様の要素を示す。
【０００８】
まず、実施形態に係るインクジェットヘッドの構成について図１〜図３を用いて説明する。図１は、実施形態に係る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２は、インクジェットヘッド１００の前方部における縦断面図である。図３は、インクジェットヘッド１００の前方部における横断面図である。なお、インクジェットヘッド１００は、液体吐出ヘッドの一例である。
【０００９】
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の前方側の上面に第１の圧電部材１が接合され、この第１の圧電部材１の上に第２の圧電部材２が接合されている。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２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している。
【００１０】
ベース基板９の材料は、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。ベース基板９の材料は、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）、チタン酸ジルコン酸鉛（PZT）などがよい。一方、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）、タンタル酸リチウム（LiTaO3）などである。
【００１１】
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を有する。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、後端が上方に傾斜している。
【００１２】
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を備える。電極４は、例えば、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ず、スパッタ法又は蒸着法などであっても良い。
【００１３】
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を備える。引出し電極１０は、前記電極４から延出する。
【００１４】
インクジェットヘッド１００は、天板６及び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、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。圧力室１５は、インクなどの液体を収容する。
【００１５】
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が穿設されている。ノズル８は、対向する溝３つまりは圧力室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をなす。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組とし、溝３の高さ方向（図２の紙面の上下方向）に一定の間隔でずれて形成される。
【００１６】
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が接合されている。そしてインクジェットヘッド１００は、このプリント基板１１に、後述するヘッド駆動回路１０１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に接続している。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で結合している。
【００１７】
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。
【００１８】
次に、上記の如く構成されたインクジェットヘッド１００の動作原理について、図４〜図６を用いて説明する。図４〜図６は、インクジェットヘッド１００の動作原理を説明するための図である。なお、図４〜図６には、圧力室１５の例として圧力室１５ａ〜圧力室１５ｃを示す。また、圧力室１５ａの壁面の電極４を電極４ａ、圧力室１５ｂの壁面の電極４を電極４ｂ、圧力室１５ｃの壁面の電極４を電極４ｃとする。
【００１９】
図４は、電極４ａ〜電極４ｃのそれぞれに正の電圧Ｖが印加されている状態を示している。この状態では、電極４ａ〜電極４ｃがいずれも同電位であるため隔壁１６ａ及び隔壁１６ｂに対して電界がかからない。したがって、互いに隣接する圧力室１５ａ，１５ｂで挟まれた隔壁１６ａ及び同じく隣接する圧力室１５ｂ，１５ｃで挟まれた隔壁１６ｂは、いずれも変形しない。
【００２０】
図５は、中央の電極４ｂにグラウンド電圧ＧＮＤが印加され、両隣の電極４ａ及び電極４ｃに正の電圧Ｖが印加されている状態を示している。この状態では、中央の電極４ｂと両隣の電極４ａ及び電極４ｃとの間に電位差が生じる。これにより、隔壁１６ａ及び隔壁１６ｂは、印加される電位差により電界が生じ、圧力室１５ｂの容積を拡張させるように外側にせん断変形する。圧力室１５ｂの容積が拡張すると、圧力室１５ｂ内の液体の圧力は、減少する。
【００２１】
図６は、中央の電極４ｂに正の電圧Ｖが印加され、両隣の電極４ａ及び電極４ｃにグラウンド電圧ＧＮＤが印加されている状態を示している。この状態では、中央の電極４ｂと両隣の電極４ａ及び電極４ｃとの間に図５とは逆の電位差が生じる。これにより、隔壁１６ａ及び隔壁１６ｂは、印加される電位差により図５とは逆の方向に電界が生じ、圧力室１５ｂの容積を収縮させるように内側にせん断変形する。圧力室１５ｂの容積が収縮すると、圧力室１５ｂ内の液体の圧力は、増加する。
【００２２】
圧力室１５ｂの容積が拡張又は収縮された場合、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（液滴）が吐出される。
【００２３】
以上より、隔壁１６ａ及び隔壁１６ｂは、当該隔壁１６ａ及び隔壁１６ｂを壁面とする圧力室１５ｂの容積を変化させるアクチュエータの一例である。つまり、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。したがって、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（ｎ＋１）分割駆動である。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。
【００２４】
なお、中央の圧力室１５ｂに対応するノズルからインクを吐出させるための電圧のかけ方は図４〜図６の例に限らない。例えば、インクジェットヘッド１００は、電極４ａ〜電極４ｃのそれぞれにグラウンド電圧ＧＮＤなどの同じ電圧を印加することで、圧力室１５ｂを変形しない状態にしても良い。例えば、インクジェットヘッド１００は、中央の電極４ｂに負の電圧−Ｖを印加し、両隣の電極４ａ及び電極４ｃにグラウンド電圧ＧＮＤを印加することで圧力室１５ｂの容積を拡張させても良い。例えば、インクジェットヘッド１００は、中央の電極４ｂに負の電圧−Ｖ／２を印加し、両隣の電極４ａ及び電極４ｃに正の電圧Ｖ／２を印加することで圧力室１５ｂの容積を拡張させても良い。例えば、インクジェットヘッド１００は、中央の電極４ｂにグラウンド電圧ＧＮＤを印加し、両隣の電極４ａ及び電極４ｃに負の電圧−Ｖを印加することで圧力室１５ｂの容積を収縮させても良い。例えば、インクジェットヘッド１００は、中央の電極４ｂに正の電圧Ｖ／２を印加し、両隣の電極４ａ及び電極４ｃに負の電圧−Ｖ／２を印加することで圧力室１５ｂの容積を縮小させても良い。
【００２５】
次に、インクジェットプリンタ２００の構成について、図７を用いて説明する。図７は、インクジェットプリンタ２００の構成の一例を示すブロック図である。
インクジェットプリンタ２００は、例えばオフィス用プリンタ、バーコードプリンタ、ＰＯＳ用プリンタ又は産業用プリンタなどである。インクジェットプリンタ２００は、画像形成媒体にインクなどを吐出することで画像を形成する。インクジェットプリンタ２００は、１画素に着弾する液滴の量を変更することで階調表現を実現する。なお、画像形成媒体は、例えば、シート状の紙などである。
インクジェットプリンタ２００は、プロセッサ２０１、ＲＯＭ（read-only memory）２０２、ＲＡＭ（random-access memory）２０３、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を備える。またインクジェットプリンタ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。そしてインクジェットプリンタ２００は、このバスライン２１１に、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、モータ駆動回路２０７、ポンプ駆動回路２０９及びインクジェットヘッド１００のヘッド駆動回路１０１をそれぞれ直接あるいは入出力回路を介して接続する。インクジェットプリンタ２００は、液体吐出装置の一例である。
【００２６】
プロセッサ２０１は、コンピュータの中枢部分に相当する。プロセッサ２０１は、オペレーティングシステムやアプリケーションプログラムに従って、インクジェットプリンタ２００としての各種の機能を実現するべく各部を制御する。プロセッサ２０１は、例えば、ＣＰＵ（central processing unit）などである。
【００２７】
ＲＯＭ２０２は、上記コンピュータの主記憶部分に相当する。ＲＯＭ２０２は、上記のオペレーティングシステムやアプリケーションプログラムを記憶する。ＲＯＭ２０２は、プロセッサ２０１が各部を制御するための処理を実行する上で必要なデータを記憶する場合もある。
【００２８】
ＲＡＭ２０３は、上記コンピュータの主記憶部分に相当する。ＲＡＭ２０３は、プロセッサ２０１が処理を実行する上で必要なデータを記憶する。またＲＡＭ２０３は、プロセッサ２０１によって情報が適宜書き換えられるワークエリアとしても利用される。ワークエリアは、印刷データが展開される画像メモリを含む。
【００２９】
操作パネル２０４は、操作部と表示部とを有する。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。表示部は、インクジェットプリンタ２００の種々の状態を表示可能なものである。
【００３０】
通信インターフェース２０５は、ＬＡＮ（local area network）などのネットワークを介して接続される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、例えばインクジェットプリンタ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。
【００３１】
モータ駆動回路２０７は、搬送モータ２０６の駆動を制御する。搬送モータ２０６は、画像形成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、搬送機構が画像形成媒体の搬送を開始する。搬送機構は、画像形成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、印刷を終えた画像形成媒体を排出口からインクジェットプリンタ２００の外部に排出する。
【００３２】
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、インクタンク内のインクがインクジェットヘッド１００に供給される。
【００３３】
インクジェットヘッド１００は、印刷データに基づいて液滴を画像形成媒体に吐出する。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。
【００３４】
ヘッド駆動回路１０１について図８を用いて説明する。図８は、ヘッド駆動回路１０１の構成の一例を示すブロック図である。前述の通り、ヘッド駆動回路１０１は、ドライブＩＣ１２内にある。
【００３５】
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。ヘッド駆動回路１０１は、チャネル群１０２に駆動信号を入力する。ヘッド駆動回路１０１は、駆動信号をアクチュエータ１６に印加する印加部の一例である。
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の動作により液滴を吐出する。
【００３６】
図８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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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から液滴を階調数分連続で吐出させる。
【００４１】
以下、駆動信号の波形（以下「駆動波形」という。）について図を用いて説明する。
図９は、インクを吐出するチャネル（吐出チャネルch.x）の電極４に印加される駆動波形の一例を示す図である。なお、図９の縦軸は、当該電極４の電圧［Ｖ］を示す。当該電極４の電圧は、両隣の電極４に対する当該電極４の電位である。また、図９の横軸は時間軸である。
図９に示す駆動波形Ｗ１は、インクをノズル８から１回吐出させる波形である。駆動波形Ｗ１は、拡張パルスＰＬ１及び収縮パルスＰＬ２をこの順で含む。拡張パルスＰＬ１は、駆動波形Ｗ１の印加開始とともに印加開始される。拡張パルスＰＬ１の印加により、対応する圧力室１５の容積は、図５に示すように拡張される。拡張パルスＰＬ１の印加時間Ｔ１は、圧力室１５内のインクの固有振動周期の半分の時間を１ＡＬ（acoustic length）とすると、１．５ＡＬである。なお、ここでは、一例として１ＡＬ＝１．６０μ秒とする。収縮パルスＰＬ２は、拡張パルスＰＬ１の印加終了とともに印加開始される。収縮パルスＰＬ２の印加により、対応する圧力室１５の容積は、図６に示すように収縮される。これに伴い、ノズル８から液滴が吐出される。収縮パルスＰＬ２の印加時間Ｔ２は、２ＡＬである。収縮パルスＰＬ２は、駆動波形Ｗ１の印加終了とともに印加終了する。駆動波形Ｗ１の印加終了により、対応する圧力室１５の容積は、図４に示すように拡張も収縮もしていない状態に戻る。なお、拡張パルスＰＬ１とこれに続く収縮パルスＰＬ２との組み合わせである波形を、以下「第１の吐出波形」というものとする。
なお、第１の吐出波形は、第１の信号の一例である。また、第１の吐出波形に含まれる拡張パルスＰＬ１は、圧力室１５内の液体の圧力を減少させるようにアクチュエータ１６を駆動させる第１のパルスの一例である。そして、第１の吐出波形に含まれる収縮パルスＰＬ２は、圧力室１５内の液体の圧力を増加させるようにアクチュエータ１６を駆動させる第２のパルスの一例である。
【００４２】
図１０は、インクを吐出するチャネルの電極４に印加される駆動波形の一例を示す図である。なお、図１０の縦軸は、当該電極４の電圧［Ｖ］を示す。また、図１０の横軸は時間軸である。
図１０に示す駆動波形Ｗ２は、インクをノズル８から３回連続で吐出させる波形である。駆動波形Ｗ２は、拡張パルスＰＬ１、収縮パルスＰＬ２、拡張パルスＰＬ３、収縮パルスＰＬ２、拡張パルスＰＬ３、収縮パルスＰＬ２の順でパルスを含む。なお、拡張パルスＰＬ３とこれに続く収縮パルスＰＬ２との組み合わせである波形を、以下「第２の吐出波形」というものとする。したがって、駆動波形Ｗ２は、第１の吐出波形の後に２回の第２の吐出波形が続く波形である。第２の吐出波形の拡張パルスＰＬ３は、第２の吐出波形の印加開始とともに印加開始される。拡張パルスＰＬ３の印加により、対応する圧力室１５の容積は、図５に示すように拡張される。拡張パルスＰＬ３の印加時間Ｔ３は、１ＡＬである。第２の吐出波形の収縮パルスＰＬ２は、拡張パルスＰＬ３の印加終了とともに印加開始される。拡張パルスＰＬ１の印加により、対応する圧力室１５の容積は、図６に示すように収縮される。これに伴い、ノズル８から液滴が吐出される。駆動波形Ｗ２は、第１の吐出波形又は第２の吐出波形１個につき、インクが１回ノズル８から吐出される波形である。駆動波形Ｗ２の１番目に印加される第２の吐出波形は、第１の吐出波形の印加終了とともに印加開始される。駆動波形Ｗ２の２番目に印加される第２の吐出波形は、１番目の第２の吐出波形の印加終了とともに印加開始される。
なお、第２の吐出波形は、第２の信号の一例である。また、第２の吐出波形に含まれる拡張パルスＰＬ３は、圧力室１５内の液体の圧力を減少させるようにアクチュエータ１６を駆動させる第３のパルスの一例である。そして、第２の吐出波形に含まれる収縮パルスＰＬ２は、圧力室１５内の液体の圧力を増加させるようにアクチュエータ１６を駆動させる第４のパルスの一例である。
【００４３】
なお、インクをノズル８からｋ回連続で吐出させる波形は、同様に、第１の吐出波形と、これに続く（ｋ−１）個の第２の吐出波形からなる。なお、ｋは、２以上の整数である。
【００４４】
なお、従来の駆動波形は、図１１及び図１２に示すようなものである。図１１及び図１２は、従来の駆動波形の一例を示す図である。また、図１１及び図１２の縦軸は、電極の電圧［Ｖ］を示す。図１１及び図１２の横軸は時間軸を示す。
図１１に示す駆動波形Ｗ３は、インクをノズルから１回吐出させる波形である。駆動波形Ｗ３は、第２の吐出波形である。
図１２に示す駆動波形Ｗ４は、インクをノズルから３回連続で吐出させる波形である。駆動波形Ｗ４は、第２の吐出波形が３回続く波形である。
【００４５】
したがって、本実施形態の駆動波形Ｗ１及び駆動波形Ｗ２は、従来の駆動波形Ｗ３及び駆動波形Ｗ４と比べると、最初の拡張パルスＰＬ３が拡張パルスＰＬ１に代わったものであることが分かる。
【００４６】
本実施形態の駆動波形Ｗ２によって吐出されるインク滴の吐出速度を図１３に示す。図１３は、駆動波形Ｗ２によって吐出される１ドロップ目から３ドロップ目のインク滴の吐出速度を示すグラフである。なお、図１３の縦軸は、インク滴の吐出速度［ｍ／ｓ］を示す。また、図１３の横軸は何ドロップ目であるかを示す。
また、図１３には、単ノズル駆動でインクジェットヘッド１００を駆動させた場合と、複ノズル同時駆動でインクジェットヘッド１００を駆動させた場合の吐出速度をそれぞれ示している。単ノズル駆動とは、１つのノズルのみからインク滴を吐出させる駆動である。そして、複ノズル同時駆動とは、ｎ個おきに複数のノズルから同時にインク滴を吐出させる駆動である。ここでは、３分割駆動であるので２個おきである。すなわち、ここでは、複ノズル同時駆動は、ｍ（ｍは、整数）、ｍ＋３、ｍ＋６、ｍ＋９…番目のノズルから同時にインク滴を吐出させる駆動である。
【００４７】
また、従来の駆動波形Ｗ４によって吐出されるインク滴の吐出速度を図１４に示す。図１４は、駆動波形Ｗ４によって吐出される１ドロップ目から３ドロップ目のインク滴の吐出速度を示すグラフである。なお、図１４の縦軸は、インク滴の吐出速度を示す。また、図１４の横軸は何ドロップ目であるかを示す。
また、図１４には、単ノズル駆動でインクジェットヘッド１００を駆動させた場合と、複ノズル同時駆動でインクジェットヘッド１００を駆動させた場合の吐出速度をそれぞれ示している。
【００４８】
図１４に示すように、従来の駆動波形Ｗ４では、単ノズル駆動及び複ノズル同時駆動の双方とも、１ドロップ目の吐出速度が２ドロップ名の吐出速度より速い。対して、図１３に示すように、本実施形態の駆動波形Ｗ２では、１ドロップ目より２ドロップ目の方が、吐出速度が速い。このように、後に吐出される２ドロップ目のインク滴の方が１ドロップ目のインク滴の吐出速度より速いことで、２ドロップ目のインク滴が飛翔中に１ドロップ目のインク滴と合体しやすい。このようにインク滴が合体することで、画像形成媒体に着弾する着弾ドットの分裂が起こりにくい。また、このようにインク滴が合体することで、サテライトなどが発生しにくくなる。したがって、インク滴が合体することで画質が向上する。
【００４９】
駆動波形Ｗ２について、拡張パルスＰＬ１の印加時間を様々に変化させた場合の１ドロップ目から３ドロップ目の吐出速度を図１５に示す。図１５は、拡張パルスＰＬ１の印加時間を様々に変化させた場合の駆動波形Ｗ２によって吐出されるインクの吐出速度を示すグラフである。なお、図１５の縦軸は、インク滴の吐出速度を示す。また図１５の横軸は、拡張パルスＰＬ１の印加時間を差分α［μ秒］で示す。差分αは、拡張パルスＰＬ１の印加時間から１ＡＬを引いた値である。例えば、α＝０．４であるならば、拡張パルスＰＬ１の印加時間は、１ＡＬ＋０．４μ秒である。なお、ここでは、ＡＬ＝１．６０［μ秒］であるので、α＝０．４であるならば、拡張パルスＰＬ１の印加時間は、２．０μ秒である。
【００５０】
図１５から、αが−０．４μ秒〜０．４μ秒のとき、１ドロップ目のインク滴の吐出速度は、２ドロップ目の吐出速度より速いことが分かる。また、図１５から、αが０．６μ秒〜０．８μ秒のとき、２ドロップ目のインク滴の吐出速度が１ドロップ目のインク滴の吐出速度より速いことが分かる。したがって、拡張パルスＰＬ１の印加時間は、１ＡＬ＋０．６μ秒（＝２．２μ秒）以上であることが好ましい。すなわち、拡張パルスＰＬ１の印加時間は、約１．４ＡＬ以上であることが好ましい。
【００５１】
図１６は、拡張パルスＰＬ１の印加時間を様々に変化させて、１回〜３回連続でインクを吐出させた場合の着弾ドットを撮影した写真である。なお、図１６は、αを−０．４μ秒から０．８μ秒まで０．２μ秒刻みで変化させた場合のそれぞれの着弾ドットを撮影した写真を示している。図１６から分かるように、αが０μ秒である場合に比べて、αが０．２μ秒である場合、２回連続でインクを吐出させた場合の着弾ドットが真円に近いことが分かる。また、αが０．４μ秒である場合、αが０．２μ秒である場合よりサテライトドットが少ないことが分かる。なお、サテライトドットは、メインドットの近傍の小さいドットである。また、αが０．６μ秒である場合、αが０．４μ秒である場合よりさらにサテライトドットが少ないことが分かる。特に、１回だけインクを吐出させた場合のサテライトドットが少なくなっていることが分かる。また、αが０．８μ秒である場合、αが０．６μ秒である場合よりさらにサテライトドットが少ないことが分かる。したがって
拡張パルスＰＬ１の印加時間は、１ＡＬ＋０．２μ秒（＝１．８μ秒）以上であることが好ましく、１ＡＬ＋０．４μ秒（＝２．０μ秒）以上であることがより好ましく、１ＡＬ＋０．６μ秒（＝２．２μ秒）以上であることがさらに好ましく、１ＡＬ＋０．８μ秒（＝２．４μ秒）であることが最も好ましい。すなわち、拡張パルスＰＬ１の印加時間は、約１．１ＡＬ以上であることが好ましく、約１．３ＡＬ以上であることがより好ましく、約１．４ＡＬ以上であることがさらに好ましく、１．５ＡＬであることが最も好ましい。
【００５２】
なお、図１６には示していないが、αが１．０μ秒である場合、αが０．８μ秒である場合より悪い結果が得られた。したがって、αは、１μ秒未満であることが好ましい。すなわち、拡張パルスＰＬ１の印加時間は、約１．６ＡＬ未満であることが好ましい。
【００５３】
また、一般的に、（ｎ＋１）分割駆動のインクジェットヘッドでは、ｍ番目のノズルと、ｍ＋１番目のノズルと、…、ｍ＋ｎ番目のノズルとでは吐出の性能が変化してしまう。そこで、このような分割駆動の影響をできるだけ抑えるために、プリカーサと呼ばれる微振動パルスを電極４に印加する。プリカーサは、液滴を吐出させないような微振動パルスである。
【００５４】
プリカーサの波形の例を図１７に示す。図１７は、プリカーサ波形Ｗ１１の例を示す図である。プリカーサ波形Ｗ１１は、収縮パルスＰＬ１１を含む。収縮パルスＰＬ１１は、プリカーサ波形Ｗ１１の印加開始からＴ１１後に印加開始される。収縮パルスＰＬ１１の印加により、対応する圧力室１５の容積は、図６に示すように収縮される。収縮パルスＰＬ１１の印加時間は、Ｔ１２である。Ｔ１１は、一例として２．２５ＡＬである。Ｔ１２は、一例として、０．７５ＡＬである。プリカーサ波形Ｗ１１の印加開始からＴ１１経過するまでの間、プリカーサ波形の電圧は０である。すなわち、プリカーサ波形Ｗ１１の印加開始からＴ１１経過するまでの間は、リリース期間である。したがって、この間、対応する圧力室１５の容積は、図４に示すように拡張も収縮もしていない状態である。
【００５５】
連続吐出の最大回数を例えばｐ回とすると、ヘッド駆動回路１０１は、連続吐出回数がｐ回未満である駆動波形を印加した後に続けてプリカーサ波形Ｗ１１を印加する。なお、ｐは、２以上の整数である。
例えば、ヘッド駆動回路１０１は、連続吐出回数がｑ回である駆動波形を印加した後に続けて、（ｐ−ｑ）回プリカーサ波形Ｗ１１を印加する。なお、ｑは、ｐ以下の整数である。
ノズル間で連続吐出する回数が異なる場合、当該ノズル間で吐出後に発生する残留振動が異なる。そこで、上記のようにプリカーサ波形を挿入することで、残留振動の違いを均一化することができる。これにより、印刷品質が向上する。
【００５６】
図１８及び図１９にプリカーサ無しの場合と有りの場合の各電極４に印加される波形の例を示す。図１８は、プリカーサを印加しない場合の各電極４に印加される波形を示す図である。図１９は、プリカーサを印加する場合の各電極４に印加される波形を示す図である。なお、図１８及び図１９では、最大吐出回数ｐを３回とする。図１９を見ればわかるように、最大吐出回数に満たない駆動波形の印加の後にプリカーサ波形Ｗ１１が印加されている。
【００５７】
上記の実施形態は以下のような変形も可能である。
上記の実施形態では、インクジェットプリンタ２００は、圧力室１５が連続して並んでいる。しかしながら、実施形態の液体吐出装置は、空気室を備えるものであっても良い。この場合、実施形態の液体吐出装置は、例えば、圧力室と空気室が交互に並んでいる。
【００５８】
インクジェットヘッド１００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などであってもよい。この場合、当該振動板は、圧力室１５内の液体の圧力を変化させるアクチュエータである。
【００５９】
実施形態のインクジェットプリンタ２００は、画像形成媒体に、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である。しかしながら、実施形態の液体吐出装置は、これに限られるものではない。実施形態の液体吐出装置は、例えば、３Ｄプリンタ、産業用の製造機械、又は医療用機械などであっても良い。実施形態の液体吐出装置が３Ｄプリンタ、産業用の製造機械、又は医療用機械などである場合には、実施形態の液体吐出装置は、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。
【００６０】
また、インクジェットプリンタ２００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、インクジェットプリンタ２００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、インクジェットプリンタ２００が吐出する液体は、懸濁液などの分散液であっても良い。インクジェットプリンタ２００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。
【００６１】
上記実施形態及びその変形における各数値は、本発明の目的が達成される範囲の誤差が許容される。
【００６２】
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】
【００６３】
４…電極、８…ノズル、１５…圧力室、１６…アクチュエータ、１００…インクジェットヘッド、１０１…ヘッド駆動回路、２００…インクジェットプリンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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