(57)【要約】【課題】ノズル間の特性差を抑制することが可能な液体吐出装置を提供する。【解決手段】圧電素子６に対して圧電体層１５の分極方向に電界を印加することにより当該圧電素子を駆動してノズルから液体を吐出する第１のモードと、圧電素子に対して圧電体の分極方向と逆向きに電界を印加することにより当該圧電素子を駆動してノズルから液体を吐出する第２のモードと、を切り替え可能とし、吐出されるインクの量が比較的多いノズルに対しては第１のモードで、吐出されるインクの量が比較的少ないノズルに対しては第２のモードで、それぞれ吐出制御を行う。【選択図】図６
2010125705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するノズルを複数有し、駆動信号を圧電素子に供給して前記圧電素子を駆動することにより圧力発生室内のインクに圧力変動を生じさせ、この圧力変動によってノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置であって、
圧電素子に対して圧電体の分極方向に電界を印加することにより当該圧電素子を駆動してノズルから液体を吐出する第１のモードと、圧電素子に対して圧電体の分極方向と逆向きに電界を印加することにより当該圧電素子を駆動してノズルから液体を吐出する第２のモードと、を切り替え可能なモード切替制御部を備え、
前記複数のノズルは、第１のノズルと、第１のノズルと同じ駆動信号が圧電素子に供給された場合に第１のノズルよりも少ない液体を吐出する第２のノズルとを備え、
前記モード切替制御部は、前記第１のノズルに対しては前記第１のモードで、前記第２のノズルに対しては前記第２のモードで、それぞれ吐出制御を行うことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項２】
液体を吐出するノズルを複数列設して構成されるノズル群を複数有し、駆動信号を圧電素子に供給して前記圧電素子を駆動することにより圧力発生室内のインクに圧力変動を生じさせ、この圧力変動によってノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置であって、
圧電素子に対して圧電体の分極方向に電界を印加することにより当該圧電素子を駆動してノズルから液体を吐出する第１のモードと、圧電素子に対して圧電体の分極方向と逆向きに電界を印加することにより当該圧電素子を駆動してノズルから液体を吐出する第２のモードと、を切り替え可能なモード切替制御部を備え、
前記複数のノズル群は、第１のノズル群と、第１のノズル群と同じ駆動信号が圧電素子に供給された場合に第１のノズル群よりも少ない液体を吐出する第２のノズル群とを備え、
前記モード切替制御部は、前記第１のノズル群に対しては前記第１のモードで、前記第２のノズル群に対しては前記第２のモードで、それぞれ吐出制御を行うことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項３】
前記圧電素子は第１の電極、圧電体層、及び、第２の電極をこの順で積層して構成され、前記圧電体層の分極方向は前記第１の電極側から前記第２の電極側に向かう方向であり、
駆動電圧を発生する駆動電圧供給源と、一定のバイアス電圧を発生するバイアス電圧供給源と、前記駆動電圧供給源及び前記バイアス電圧供給源から前記第１の電極及び前記第２の電極までの経路に配置された経路切替手段と、を備え、
前記経路切替手段は、前記第１モードでは前記駆動電圧供給源からの駆動電圧が前記第１の電極に供給されると共に前記バイアス電圧供給源からのバイアス電圧が前記第２の電極に供給される経路に切り替え、前記第２モードでは前記駆動電圧供給源からの駆動電圧が前記第２の電極に供給されると共に前記バイアス電圧供給源からのバイアス電圧が前記第１の電極に供給される経路に切り替えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記バイアス電圧供給源は、吐出される液体の量に応じて前記バイアス電圧を変更することを特徴とする請求項３に記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、インクジェット式記録ヘッド等の液体吐出ヘッドの駆動源として用いられる圧電素子を備えた液体吐出装置に関し、特に、ノズル間の吐出特性差を抑制することが可能な液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液体吐出装置は、液体を吐出可能な液体吐出ヘッドを備え、この液体吐出ヘッドから各種の液体を吐出する装置である。この液体吐出装置の代表的なものとして、例えば、液体吐出ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという。）を備え、この記録ヘッドのノズルから液体状のインクを記録紙等の記録媒体（着弾対象物）に対して吐出・着弾させてドットを形成することで画像等の記録を行うインクジェット式プリンタ（以下、プリンタという。）等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造装置等、各種の製造装置にも液体吐出装置が応用されている。
【０００３】
上記液体吐出ヘッドの一種である記録ヘッドには、インクを吐出するための駆動源として圧電素子を備えたものがある。この圧電素子は、圧電材料と電極材料を積層して構成されており、駆動電極と共通電極との間に電圧を印加することによって、伸縮変形、或いは、撓み変形する。この圧電素子を、ノズルに連通する圧力発生室の一部を区画する振動板に設け、駆動信号を印加して変形駆動させることによって振動板を変形させることができる。この振動板の変形によって圧力発生室の容積が変化して圧力発生室内のインクに圧力変動が生じ、この圧力変動を制御することによってノズルから液体状のインクを吐出（噴射）させることができる。
【０００４】
ところが、上記記録ヘッドを搭載したプリンタでは、ヘッド毎の個体差等により、圧電素子に同じ電圧を印加してもノズルから吐出されるインクの量（重量）がヘッド毎に異なる。このため、複数の記録ヘッド（ヘッドユニット）を備える液体吐出装置では、ノズルから吐出されるインクの量等の吐出特性に応じてランク分けを行い、このランクに基づいて記録ヘッドを組み合わせ、このランクに応じた駆動電圧を設定することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０８２０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記記録ヘッドでは、部品精度、組み立て精度、或いは、構造上の問題から、複数のノズルを列設して成るノズル列（ノズル群）内における一部のノズルで、他のノズルよりも吐出インク量が著しく低下する場合がある。この場合、この吐出インク量の低下により画質の低下を招く問題があった。そして、このような局所的に吐出特性の差異が生じる記録ヘッドでは、上記ランクに基づく記録ヘッドの組み合わせによっても解消できなかった。
また、上記ランクに基づく記録ヘッドの組み合わせを行う場合でも、ランク数を多くすると製造時に同ランクの記録ヘッドが揃うまで待たなければいけなくなり、製造効率が低下する。その一方で、製造効率を向上させるべくランク数を少なくすると、同じ液体吐出装置における異なる記録ヘッドのノズル間の吐出特性のバラツキが大きくなり、画質の低下を招く問題があった。
【０００７】
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、ノズル間の吐出特性差を抑制することが可能な液体吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、液体を吐出するノズルを複数有し、駆動信号を圧電素子に供給して前記圧電素子を駆動することにより圧力発生室内のインクに圧力変動を生じさせ、この圧力変動によってノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置であって、
圧電素子に対して圧電体の分極方向に電界を印加することにより当該圧電素子を駆動してノズルから液体を吐出する第１のモードと、圧電素子に対して圧電体の分極方向と逆向きに電界を印加することにより当該圧電素子を駆動してノズルから液体を吐出する第２のモードと、を切り替え可能なモード切替制御部を備え、
前記複数のノズルは、第１のノズルと、第１のノズルと同じ駆動信号が圧電素子に供給された場合に第１のノズルよりも少ない液体を吐出する第２のノズルとを備え、
前記モード切替制御部は、前記第１のノズルに対しては前記第１のモードで、前記第２のノズルに対しては前記第２のモードで、それぞれ吐出制御を行うことを特徴とする。
なお、分極方向に対する電界の方向に関し、第１モードでは圧電素子の駆動期間中において電界が常に分極方向と同一方向である必要は無く、電界が分極方向に対して逆向きになる期間があっても良い。要は、圧電素子の１回の駆動における期間の大部分で電界が分極方向と同一方向となっていれば良い。同様に、第２モードでは圧電素子の駆動期間中において電界が常に分極方向と逆方向である必要は無く、電界が分極方向に対して順方向となる期間があっても良い。要は、圧電素子の１回の駆動における期間の大部分で電界が分極方向と逆方向となっていれば良い。
【０００９】
上記構成によれば、圧電体の分極方向に対して順方向の電界を印加して圧電素子を駆動する第１のモードと比較して、圧電体の分極方向に対して逆方向の電界を印加して圧電素子を駆動する第２のモードでは圧電素子の変位量がより大きくなるので、吐出される液体の量が相対的に少ないノズルに対しては第２のモードで吐出制御を行うことにより、ノズルから吐出される液体の量を増加させることが可能となる。これにより、ノズル間での吐出特性の差を抑制することができ、記録紙などの着弾対象物における画像等の画質への影響を低減することができる。
【００１０】
また、本発明は、前液体を吐出するノズルを複数列設して構成されるノズル群を複数有し、駆動信号を圧電素子に供給して前記圧電素子を駆動することにより圧力発生室内のインクに圧力変動を生じさせ、この圧力変動によってノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置であって、
圧電素子に対して圧電体の分極方向に電界を印加することにより当該圧電素子を駆動してノズルから液体を吐出する第１のモードと、圧電素子に対して圧電体の分極方向と逆向きに電界を印加することにより当該圧電素子を駆動してノズルから液体を吐出する第２のモードと、を切り替え可能なモード切替制御部を備え、
前記複数のノズル群は、第１のノズル群と、第１のノズル群と同じ駆動信号が圧電素子に供給された場合に第１のノズル群よりも少ない液体を吐出する第２のノズル群とを備え、
前記モード切替制御部は、前記第１のノズル群に対しては前記第１のモードで、前記第２のノズル群に対しては前記第２のモードで、それぞれ吐出制御を行うことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、複数のノズル群を有する液体吐出ヘッドにおいて吐出される液体の量が比較的少ないノズル群に対しては第２のモードで吐出制御を行うことにより、ノズル群間での吐出特性の差を抑制することができる。
【００１２】
また、上記構成において、前記圧電素子は第１の電極、圧電体層、及び、第２の電極をこの順で積層して構成され、前記圧電体層の分極方向は前記第１の電極側から前記第２の電極側に向かう方向であり、
駆動電圧を発生する駆動電圧供給源と、一定のバイアス電圧を発生するバイアス電圧供給源と、前記駆動電圧供給源及び前記バイアス電圧供給源から前記第１の電極及び前記第２の電極までの経路に配置された経路切替手段と、を備え、
前記経路切替手段は、前記第１モードでは前記駆動電圧供給源からの駆動電圧が前記第１の電極に供給されると共に前記バイアス電圧供給源からのバイアス電圧が前記第２の電極に供給される経路に切り替え、前記第２モードでは前記駆動電圧供給源からの駆動電圧が前記第２の電極に供給されると共に前記バイアス電圧供給源からのバイアス電圧が前記第１の電極に供給される経路に切り替える構成を採用することができる。
【００１３】
そして、上記各構成において、前記バイアス電圧供給源は、吐出される液体の量に応じて前記バイアス電圧を変更する構成を採用することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下の説明は、本発明の液体吐出ヘッドとして、インクジェット式プリンタ（本発明の液体吐出装置の一種）に搭載されるインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）を例に挙げて行う。
【００１５】
図１は、本実施形態の記録ヘッド１の構成を示す分解斜視図である。また、図２（ａ）は記録ヘッド１の平面図、図２（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ′線断面図、図２（ｃ）は圧力発生室９の幅方向（圧電素子短尺方向）の要部断面図である。本実施形態における記録ヘッド１は、流路形成基板２、ノズルプレート３、弾性体膜４、絶縁体膜５、圧電素子６、及び、保護基板７等を積層して構成されている。
【００１６】
流路形成基板２は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、この流路形成基板２には、複数の圧力発生室９がその幅方向に並設されている。また、流路形成基板２の圧力発生室９の長手方向外側の領域には連通部１０が形成され、連通部１０と各圧力発生室９とが、圧力発生室９毎に設けられたインク供給路１１を介して連通されている。なお、連通部１０は、後述する保護基板７のリザーバ部２０と連通して各圧力発生室９の共通のインク室となるリザーバ２１の一部を構成する。インク供給路１１は、圧力発生室９よりも狭い幅で形成されており、連通部１０から圧力発生室９に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
【００１７】
流路形成基板２の開口面側には、各圧力発生室９のインク供給路１１とは反対側の端部に連通するノズル１２が開設されたノズルプレート３が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。このノズルプレート３は、図３に示すように、インクを噴射するノズル１２を複数列設してノズル列１３（ノズル群の一種）を構成し、このノズル列１３をノズル列設方向とは直交する方向に複数（本実施形態においては２列）形成している。１つのノズル列１３は、例えば、３６０ｄｐｉのピッチで開設された３６０個のノズルから成る。そして、本実施形態においては、図３に示すように、１つのノズル列１３をＡ〜Ｃの３つのブロックに区分している。
【００１８】
一方、流路形成基板２の開口面とは反対側には、例えば二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなる弾性膜４が形成され、この弾性膜４上には、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）からなる絶縁体膜５が形成されている。また、この絶縁体膜５上には、下電極膜１４（本発明における第２の電極の一種）と、圧電体層１５と、上電極膜１６（本発明における第１の電極の一種）とが形成され、これらが積層状態で圧電素子６（薄膜圧電素子）を構成している。ここで、圧電素子６は、下電極膜１４、圧電体層１５、及び上電極膜１６を含む部分をいう。一般的には、圧電素子６の何れか一方の電極を共通電極（グラウンド電極）とし、他方の電極（正極又は個別電極）及び圧電体層１５を圧力発生室９毎にパターニングして構成する。そして、パターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層１５から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。なお、本実施形態では、分極方向が上電極膜１６から下電極膜１４に向かう方向となるように圧電体層１５が分極されている（図６における分極方向Ｐｄ）。また、下電極膜１４は圧電素子６の共通電極とし、上電極膜１６を圧電素子６の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合によってこれらを全体的に逆にする構成とすることもできる。何れの場合においても、圧力発生室９毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、このような各圧電素子６の上電極膜１６には、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極１７がそれぞれ接続されている。
【００１９】
流路形成基板２上の圧電素子６側の面には、圧電素子６に対向する領域にその変位を阻害しない程度の大きさの空間となる圧電素子保持部１９を有する保護基板７が接合されている。圧電素子６は、この圧電素子保持部１９内に収容されるため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。さらに、保護基板７には、流路形成基板２の連通部１０に対応する領域にリザーバ部２０が設けられている。このリザーバ部２０は、保護基板７を厚さ方向に貫通して圧力発生室９の並設方向に沿って設けられており、上述したように流路形成基板２の連通部１０と連通されて各圧力発生室９の共通のインク室となるリザーバ２１を構成している。
【００２０】
また、保護基板７の圧電素子保持部１９とリザーバ部２０との間の領域には、保護基板７を厚さ方向に貫通する貫通孔２２が設けられ、この貫通孔２２内に下電極膜１４の一部及びリード電極１７の先端部が露出されている。そして、リード電極１７には、プリンタ本体側のバイアス電圧供給源２９からのバイアス電圧が印加され、また、下電極膜１４には、プリンタ本体側の駆動電圧供給源３０からの駆動電圧が印加される（何れも、図５を参照しながら後述する）。保護基板７上には、封止膜２３及び固定板２４とからなるコンプライアンス基板２５が接合されている。封止膜２３は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、ポリフェニレンサルファイドフィルム）からなり、この封止膜２３によってリザーバ部２０の一方面が封止されている。また、固定板２４は、金属等の硬質の材料（例えば、ステンレス鋼等）で形成される。この固定板２４のリザーバ２１に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部２６となっているため、リザーバ２１の一方面は可撓性を有する封止膜２３のみで封止されている。
【００２１】
上記構成の記録ヘッド１では、インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ２１からノズル１２に至るまで内部をインクで満たした後、プリンタ本体側からの駆動電圧及びバイアス電圧の供給により、圧力発生室９に対応するそれぞれの下電極膜１４と上電極膜１６との間に吐出パルスＰ（図５参照）を印加し、弾性膜４、絶縁体膜５、下電極膜１４及び圧電体層１５を撓み変形させることにより圧力発生室９内の圧力が高まり、この圧力変動を制御することで、ノズル１２からインクが吐出（噴射）される。
【００２２】
図４は、プリンタの電気的な構成を説明するブロック図である。プリンタコントローラ３６は、ＲＯＭ３７に記憶された制御プログラム等に従って各部を制御するＣＰＵ３９と、各種データ処理のための制御プログラム等を記憶したＲＯＭ３７と、各種データ等を記憶するＲＡＭ３８と、記録ヘッド１の圧電素子６を駆動するための駆動信号を発生する駆動信号発生回路４０と、後述するノズル特性情報を記憶する不揮発性記憶素子４１と、記録ヘッド１にデータを出力するインタフェース（Ｉ／Ｆ）部４２とを相互に接続した状態で備えている。
【００２３】
駆動信号発生回路４０は、バイアス電圧供給源２９と駆動電圧供給源３０とを備えている（図６参照）。駆動電圧供給源３０は、例えば、図５に例示する駆動電圧ＶＰを発生する。この駆動電圧ＶＰは、中間電位（基準電位）Ｖｂを基準として上下に変化するパルス電圧となっている。一方、バイアス電圧供給源（ＤＣ電圧供給源）２９は、一定のバイアス電圧（直流電圧）ＶＣを発生する。このバイアス電圧は、少なくとも駆動電圧供給源３０が発生する駆動電圧の中間電位Ｖｂよりも低く設定される。駆動電圧供給源３０が発生する駆動電圧ＶＰが上電極膜１６に印加されると共に、バイアス電圧供給源２９が発生するバイアス電圧ＶＣが下電極膜１４に印加されることにより、圧電素子６には図５に示す吐出パルスＰが印加される。この吐出パルスＰは、圧力発生室９の容積の基準容積に対応する基準電位Ｖｍから最低電位ＶＬまで比較的緩やかな勾配で電位を降下させる電位下降要素ｐ１と、最低電位ＶＬを所定時間保持する第１電位ホールド要素ｐ２と、最低電位ＶＬから最高電位ＶＨまで急勾配で電位を上昇させる電位上昇要素ｐ３と、最高電位ＶＨを所定時間保持する第２電位ホールド要素ｐ４と、最高電位ＶＨから基準電位Ｖｍまで電位を下降させる復帰要素ｐ５とを含んで構成されている。
【００２４】
電位下降要素ｐ１が圧電素子６に供給されると、圧電素子６が圧力発生室９とは反対側に撓んで弾性膜４を変形させることにより圧力発生室９が比較的緩やかに膨張し圧力発生室９が減圧される。続いて、第１ホールド要素ｐ２が供給されることで圧力発生室９の膨張状態が維持される。その後、電位上昇要素ｐ３が供給されて圧電素子６が圧力発生室９側に撓み、圧力発生室９がごく短時間で収縮することにより、圧力発生室９内のインクが急激に加圧されてノズル１２からインクが吐出される。その後、第２ホールド要素ｐ４の後に続いて復帰要素ｐ５が供給されて圧力発生室９が緩やかに膨張され、インクが吐出された後のノズル１２におけるメニスカスの振動が収束される。
【００２５】
ところで、本発明に係るプリンタは、各ノズル１２の吐出特性に応じて、圧電素子６に対して圧電体層１５の分極方向Ｐｄと同方向に電界を印加することにより圧電素子６を駆動する第１のモードと、圧電素子６に対して圧電体層１５の分極方向Ｐｄと逆向きに電界を印加することにより圧電素子６を駆動する第２のモードとを切り替えるように構成されている。以下、この点について説明する。
【００２６】
図６は、駆動信号発生回路４０から圧電素子６までの信号供給経路を示す簡易回路図であり、（ａ）は第１のモードにおける切り替え状態、（ｂ）は第２のモードにおける切り替え状態をそれぞれ示している。同図に示すように、本実施形態におけるプリンタには、駆動電圧供給源３０及びバイアス電圧供給源２９から圧電素子６の上電極膜１６及び下電極膜１４までの経路を切り替える経路切替手段としてスイッチ回路３１を設けている。本実施形態において、これらの経路及びスイッチ回路３１は、上述した各ノズル列１３のブロック（Ａ〜Ｃ）毎にそれぞれ独立して設けられている。そして、上記スイッチ回路３１は、モード切替制御部として機能するＣＰＵ３９によって切り替えが制御されるようになっている。
【００２７】
本実施形態におけるプリンタの不揮発性記憶素子４１には、各ノズル列１３のブロックＡ〜Ｃ毎の平均吐出インク量がそれぞれ記憶されている。この平均吐出インク量は、例えば、製造時の検査工程でノズル１２からインクを吐出したときのインク重量（吐出インク１滴あたりの重量、又は、所定回数吐出したときの総重量）について各ノズル列１３のブロックＡ〜Ｃ毎に平均を算出したものである。ＣＰＵ３９は、本発明におけるモード切替制御部として機能し、各ノズル列１３のブロックＡ〜Ｃ毎の平均吐出インク量を比較する。この吐出インク量の比較については、予め閾値を定めておき、この閾値と比較するようにしても良い。そして、ＣＰＵ３９は、平均吐出インク量が相対的に多い（或いは、閾値よりも多い）ブロックでは、モードを第１のモードに設定し、図６（ａ）に示すように、駆動電圧供給源３０からの駆動電圧ＶＰが個別電極（正極）としての上電極膜１６に供給されると共にバイアス電圧供給源２９からのバイアス電圧ＶＣが共通電極（グラウンド電極）としての下電極膜１４に供給される経路となるように、スイッチ回路３１を切り替える。この第１のモードにおける吐出制御では、図５を用いて先述したように、駆動電圧供給源３０からの駆動電圧ＶＰが上電極膜１６に印加されると共に、バイアス電圧供給源２９からのバイアス電圧ＶＣが下電極膜１４に印加されることにより、圧電素子６には図５に示す吐出パルスＰが印加される。この吐出パルスＰは、全体的にプラス側の電圧となる。したがって、この第１モードでは、圧電素子６に対して圧電体膜１５の分極方向Ｐｄに電界が印加されることになる。
【００２８】
一方、平均吐出インク量が相対的に少ない（或いは、閾値よりも少ない）ブロックでは、モード切替制御部としてのＣＰＵ３９は、モードを第２のモードに設定し、図６（ｂ）に示すように、駆動電圧供給源３０からの駆動電圧ＶＰが下電極膜１４に供給されると共にバイアス電圧供給源２９からのバイアス電圧ＶＣが上電極膜１６に供給される経路となるように、スイッチ回路３１を切り替える。この第２のモードでは、圧電素子６に印加される吐出パルスＰは、極性が反転して全体的にマイナス側の電圧となる。換言すると、この第２モードでは、圧電素子６に対して圧電体膜１５の分極方向とは逆の方向に電界が印加されることになる。
【００２９】
ここで、図７は、圧電素子６の印加電圧に対する変位量（撓み量）の特性を示すグラフである。同図に示すように、印加電圧を変化させると、これに応じて圧電素子６の変位量は図において矢印で示す軌跡を描くように変化する。そして、同じ絶対値の電圧を印加した場合に、印加電圧をプラス側で変化させる構成、即ち、圧電体膜１５の分極方向に対して順方向の電界を印加する第１のモードと比較して、印加電圧をマイナス側で変化させる構成、即ち、圧電体膜１５の分極方向に対して逆方向の電界を印加する第２のモードでは圧電素子６の変位量がより大きくなることが分かった。具体的には、第２のモードでは、第１のモードの場合と比べて、十数％〜数十％くらい圧電素子６の変位量が大きくなる。
【００３０】
このため、吐出されるインクの量が比較的多いノズル１２（本発明における第１のノズルに相当）に対しては第１のモードで、吐出されるインクの量が比較的少ないノズル１２（本発明における第２のノズルに相当）に対しては第２のモードで、それぞれ吐出制御を行うことにより、ノズル間での吐出特性の差を抑制することができる。例えば、図８に例示すように、あるノズル列１３において、ブロックＡ〜Ｃのうち、ブロックＢに属するノズル１２から吐出されるインクの量（平均値）が、他のブロックＡ，Ｃに属するノズル１２から吐出されるインクの量（平均値）よりも相対的に低い場合（或いは、所定の閾値よりも低い場合）、ブロックＡ，Ｃに属するノズル１２については第１のモードに設定して吐出制御を行い、ブロックＢに属するノズル１２については第２のモードに設定して吐出制御を行う。第２のモードでは、上述したように圧電体膜１５の分極方向に対して逆方向の電界を印加して圧電素子６を駆動することにより、第１のモードと比べて圧電素子６の変位量を向上することが可能となる。これにより、図８において破線で示すように、ブロックＢに属するノズル１２から吐出されるインクの量を全体的に高めることができる。このため、ノズル間における吐出特性の差を可及的に抑制することができ、その結果、記録紙などの着弾対象物における画像等の画質への影響を低減することができる。
【００３１】
ここで、モードの切り替え制御に加え、バイアス電圧供給源２９が発生するバイアス電圧ＶＣを変更することにより、ノズル間での吐出特性をより近づけることができる。
図９は、バイアス電圧ＶＣを変化させたときの圧電素子６の変位量を示すグラフである。同図に示すように、バイアス電圧ＶＣを変化させることによって、圧電素子６の変位量が変化することが分かる。この例では、バイアス電圧ＶＣを−２Ｖ〜−１Ｖに設定することで、最大の変位量が得られ、これよりもプラス側或いはマイナス側に変化させることで、変位量が低下する傾向にある。この特性を利用して、吐出インク量に応じてバイアス電圧ＶＣを設定することにより、各ノズル１２の吐出インク量の差を一層低減することができる。
【００３２】
同様にして、駆動電圧供給源３０が発生する駆動電圧ＶＰの駆動電圧（最高電位から最低電位までの電位差）を変更することで、圧電素子６の変位量を調整してノズル間での吐出特性をより近づけることもできる。この場合、駆動電圧ＶＰの駆動電圧を高める程、圧電素子６の変位量が大きくなるので、その分、ノズル１２から吐出されるインクの量も増加し、逆に、駆動電圧ＶＰの駆動電圧を低くする程、圧電素子６の変位量が小さくなるので、その分、ノズル１２から吐出されるインクの量も低下する。
【００３３】
ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
【００３４】
例えば、駆動電圧ＶＰの形状は、上記実施形態で例示したものには限られず、任意の波形を採用することができる。
また、上記実施形態では、薄膜圧電素子である圧電素子６を例示したが、これには限られず、他の構成の圧電素子にも適用することができる。
【００３５】
また、上記実施形態では、１つのノズル列１３を複数のブロックに区分し、ブロックごとにモードを設定する構成を例示したが、これには限られない。例えば、駆動信号の供給経路及びスイッチ回路３１をノズル毎にそれぞれ独立して設け、ノズル毎にモードを設定する構成を採用することもできる。この構成によれば、ノズル単位で吐出量を調整できるので、ノズル間の吐出特性をより確実に揃えることが可能となる。
【００３６】
さらに、記録ヘッド１が、ノズル列１３（ノズル群）を複数有する構成では、ノズル列毎にモードを設定する構成を採用することもできる。即ち、この構成では、モード切替制御部としてのＣＰＵ３９は、吐出されるインクの量（平均値）が比較的多いノズル列１３（第１のノズル群に相当）に対しては第１のモードで、吐出されるインクの量（平均値）が比較的少ないノズル列１３（第２のノズル群に相当）に対しては第２のモードで、それぞれ吐出制御を行う。この構成によれば、ノズル列間で吐出特性の差がある場合に、モードを適切に設定することによりノズル列間の吐出特性の差を抑制することが可能となる。
【００３７】
そして、本発明は、例示したプリンタに限らず、プロッタ、ファクシミリ装置、コピー機等、各種のインクジェット式記録装置や、記録装置以外の液体吐出装置、例えば、ディスプレー製造装置、電極製造装置、チップ製造装置等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】ノズルプレートの平面図である。
【図４】プリンタの電気的な構成を説明するブロック図である。
【図５】圧電素子に印加される駆動電圧等の波形図である。
【図６】駆動信号発生回路から圧電素子までの信号供給経路を示す簡易回路図である。
【図７】圧電素子の印加電圧に対する変位量（撓み量）の特性を示すグラフである。
【図８】全ノズルの吐出インク量を示すグラフである。
【図９】バイアス電圧を変化させたときの圧電素子の変位量を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１…記録ヘッド，６…圧電素子，１２…ノズル，１３…ノズル列，１４…下電極膜，１５…圧電体膜，２９…バイアス電圧供給源，３０…駆動電圧供給源，３１…スイッチ回路，３９…ＣＰＵ，４０…駆動信号発生回路
【図１】
2010125705.tif 000003
【図２】
2010125705.tif 000004
【図３】
2010125705.tif 000005
【図４】
2010125705.tif 000006
【図５】
2010125705.tif 000007
【図６】
2010125705.tif 000008
【図７】
2010125705.tif 000009
【図８】
2010125705.tif 000010
【図９】
2010125705.tif 000011