(57)【要約】      （修正有）【課題】メニスカスの残留振動を効率よく抑制し、残留振動を抑制するために利用したエネルギーを液滴吐出に利用する。【解決手段】第１駆動波形５０と第２駆動波形５１を別個のアクチュエータに入力する。第２駆動波形５１は、時刻ｔ２において圧力室の容積を増大させメニスカスの残留振動を抑制し、時刻ｔ５において、第１駆動波形５０と同じタイミングで圧力室の容積を縮小させてインク滴を吐出させる。【選択図】図７
2010221534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルとそのノズルに連通する圧力室とを有する流路ユニットと、
前記圧力室の容積を変化させるものであって、所定の第１基準状態と、この第１基準状態のときよりも前記圧力室の容積を増大させる第１容積増大状態とを選択的にとりえる第１アクチュエータと、
同じく前記圧力室の容積を変化させるものであって、所定の第２基準状態と、この第２基準状態のときよりも前記圧力室の容積を増大させる第２容積増大状態とを選択的にとりえる第２アクチュエータと、
前記ノズルから所定の印字周期毎に選択的に液滴を吐出させるよう、前記第１及び第２アクチュエータの駆動を制御する駆動制御手段と、を備えた液滴吐出装置であって、
前記第１アクチュエータは、
液滴を吐出させる印字周期である吐出印字周期の際には、前記第１基準状態から一旦前記第１容積増大状態に変化し、その後前記第１基準状態に戻るとともに、液滴を吐出させない印字周期である不吐出印字周期の際には、前記第１基準状態を維持するように、前記駆動制御手段によって制御され、
前記第２アクチュエータは、
前記吐出印字周期の際には、前記第２容積増大状態から一旦前記第２基準状態に変化し、その後前記第２容積増大状態に戻るとともに、前記不吐出印字周期の際には、前記第２容積増大状態を維持するように、前記駆動制御手段によって制御され、
さらに、前記第１及び第２アクチュエータは、
前記吐出印字周期において、前記第１アクチュエータが前記第１容積増大状態から前記第１基準状態に変化するタイミングと、前記第２アクチュエータが前記第２容積増大状態から前記第２基準状態に変化するタイミングとが同じとなるように、前記駆動制御手段によって制御されることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
液滴を吐出するノズルとそのノズルに連通する圧力室とを有する流路ユニットと、
前記圧力室の容積を変化させるものであって、所定の第１基準状態と、この第１基準状態のときよりも前記圧力室の容積を増大させる第１容積増大状態とを選択的にとりえる第１アクチュエータと、
同じく前記圧力室の容積を変化させるものであって、所定の第２基準状態と、この第２基準状態のときよりも前記圧力室の容積を増大させる第２容積増大状態とを選択的にとりえる第２アクチュエータと、
前記ノズルから所定の印字周期毎に選択的に液滴を吐出させるよう、前記第１及び第２アクチュエータの駆動を制御する駆動制御手段と、を備えた液滴吐出装置であって、
前記第１のアクチュエータは、
液滴を吐出させる印字周期である吐出印字周期の際には、前記第１基準状態から一旦前記第１容積増大状態に変化し、その後前記第１基準状態に戻るとともに、液滴を吐出させない印字周期である不吐出印字周期の際には、前記第１基準状態を維持するように、前記駆動制御手段によって制御され、
前記第２のアクチュエータは、
（１）前記不吐出印字周期の際には、前記第２基準状態を維持し、
（２）前記吐出印字周期であって、その直前と直後がともに前記吐出印字周期である第１の吐出印字周期の際には、前記第２容積増大状態から一旦前記第２基準状態に変化し、その後前記第２容積増大状態に戻し、
（３）前記吐出印字周期であって、その直前が前記不吐出印字周期でその直後が前記吐出周期である第２の吐出印字周期の際には、前記第２基準状態から一旦前記第２容積増大状態に変化し、その後前記第２基準状態に戻り、さらに前記第２容積増大状態に変化し、
（４）前記吐出印字周期であって、その直前が前記吐出印字周期でその直後が前記不吐出印字周期である第３の吐出印字周期の際には、前記第２容積増大状態から前記第２基準状態に変化し、
（５）前記吐出印字周期であって、その直前と直後がともに前記不吐出印字周期である第４の吐出印字周期の際には、前記第２基準状態から一旦前記第２容積増大状態に変化し、その後前記第２基準状態に戻る、
ように前記駆動制御手段によって制御され、
さらに、前記第１及び第２アクチュエータは、前記第１ないし第４の吐出印字周期において、
前記第１アクチュエータが前記第１容積増大状態から前記第１基準状態に変化するタイミングと、前記第２アクチュエータが前記第２容積増大状態から前記第２基準状態に変化するタイミングとが同じとなるように、前記駆動制御手段によって制御されることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３】
前記第１及び第２アクチュエータは、
前記第２または第４の吐出印字周期の際には、前記第１アクチュエータが前記第１基準状態から前記第１容積増大状態に変化するタイミングと前記第２アクチュエータが前記第２基準状態から前記第２容積増大状態に変化するタイミングとが同じとなるように、前記駆動手段によって制御されることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記第１アクチュエータの変形する面積が、前記第２アクチュエータの変形する面積より大であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記駆動制御手段は、記録媒体に向けて液滴を吐出しない非記録時において、前記圧力室内部のインクを攪拌するための攪拌モードを実行可能に構成されており、
この攪拌モードの際に、
前記第１及び第２アクチュエータは、
前記第１アクチュエータが前記第１基準状態から前記第１容積増大状態に変化するタイミングと、前記第２アクチュエータが前記第２容積増大状態から前記第２基準状態に変化するタイミングとが同じであり、
かつ、前記第１アクチュエータが前記第１容積増大状態から前記第１基準状態に変化するタイミングと、前記第２アクチュエータが前記第２基準状態から前記第２容積増大状態に変化するタイミングとが同じとなる、ように前記駆動制御手段によって制御をされることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタなどの液滴吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液滴吐出装置としては、ノズルから記録用紙等に向けて液滴を吐出するヘッドと、そのヘッドに液体を供給する液体供給機構と、ヘッドの駆動を制御する駆動制御手段を有するものが知られている。例えば、特許文献１では、液滴吐出装置の一例であるインクジェットプリンタが示されており、インクを吐出するインクジェットヘッドは、各々ノズルに連通する複数の圧力室と、各圧力室へインクを供給する共通インク室と、各圧力室を塞ぐように配置された圧電アクチュエータと、このアクチュエータを駆動する駆動回路とを備えている。
【０００３】
この圧電アクチュエータは電圧を印加すると変形するものであり、その変形により圧力室の容積が増大、あるいは縮小する。そして、圧力室の容積を変化させることで、圧力室内のインクに圧力波を発生させると、ノズルに形成されているインクのメニスカスが膨らみ、これが引きちぎれるとインク滴となって吐出される。このメニスカスは、インク滴の吐出後にもしばらくは振動するが、時間が経過すると減衰する。しかし、メニスカス振動が完全に減衰せず振動が残留している状態で次のインク滴を吐出するのための圧力波を発生させると、吐出されるインク滴の速度や体積が所望の量から変化してしまう。したがって、インク滴を一定の速度と体積で吐出するためには、メニスカスの残留振動を十分減衰させてから次のインク滴を吐出することが望まれている。
【０００４】
一方で、印字高速化のためには駆動周波数を高くすることが望まれている。駆動周波数を高くすると、インク滴吐出後、次のインク滴吐出までの時間が短くなる。そのため、メニスカスの残留振動が十分に減衰するための時間が十分とれず、振動が残留している状態で次のインク滴を吐出することになり、吐出されるインク滴の速度と体積が変動してしまう。
【０００５】
この問題を解決する発明が特許文献２において提案されている。特許文献２では、１つの圧力発生室に２つの上電極を設け、それぞれの電極に別々の駆動回路を接続している。そして、これらの駆動回路は、第１上電極１１にはインク滴を吐出させるための駆動信号を供給するとともに、第２上電極１２には残留振動を打ち消すような信号を供給するように制御される。具体的には、インク滴を吐出する際に、第１上電極１１にインク滴を吐出させるための駆動信号を供給してインク滴が吐出させ、その直後に、制振に適したタイミングで、第２上電極１２にメニスカスの残留振動を打ち消すための駆動信号を供給する。これによりインク滴吐出後の無用な残留振動を速やかに減衰させ、印字速度を向上させている。
【０００６】
制振に適したタイミングとは、インク滴吐出後に生じたメニスカスの残留振動が中立点を通過した時点である。このタイミングで、もう一方の電極に振動を打ち消すような駆動信号を供給すると、メニスカスが逆方向に押し戻されて、インク滴吐出後の残留振動が急激に減衰する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２３７４６５号公報
【特許文献２】特開平１０−１２８９７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献２において、第２上電極１２にメニスカスの振動を打ち消すような駆動信号を供給すると、第２上電極１２の領域に対応する圧電材料層がたわみ変形するため、次にメニスカスの振動を打ち消す駆動信号を供給するためには、その前に圧電材料層のたわみ変形を解除し、初期状態に戻しておく必要がある。この圧電材料層が初期状態に戻る変形により、メニスカスには再度、振動が与えられることになる。その結果、メニスカスの振動を効率的に抑えることができないという問題がある。
【０００９】
この問題を解決するため、圧電材料層が初期状態に戻る変形をゆるやかにすることで、メニスカスに振動を与えることがないように制御することも考えられるが、その場合には、圧電材料層が初期状態に戻るまで次のインク滴を吐出することができない。言い換えると、圧電材料層が初期状態に戻るまでの時間が必要となることから、印字周期を短くして、印字速度を速くすることが困難であるという新たな問題が生じてしまう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載の発明に係る液滴吐出装置は、液滴を吐出するノズルとそのノズルに連通する圧力室とを有する流路ユニットと、前記圧力室の容積を変化させるものであって、所定の第１基準状態と、この第１基準状態のときよりも前記圧力室の容積を増大させる第１容積増大状態とを選択的にとりえる第１アクチュエータと、同じく前記圧力室の容積を変化させるものであって、所定の第２基準状態と、この第２基準状態のときよりも前記圧力室の容積を増大させる第２容積増大状態とを選択的にとりえる第２アクチュエータと、前記ノズルから所定の印字周期毎に選択的に液滴を吐出させるよう、前記第１及び第２アクチュエータの駆動を制御する駆動制御手段と、を備えた液滴吐出装置であって、前記第１アクチュエータは、液滴を吐出させる印字周期である吐出印字周期の際には、前記第１基準状態から一旦前記第１容積増大状態に変化し、その後前記第１基準状態に戻るとともに、液滴を吐出させない印字周期である不吐出印字周期の際には、前記第１基準状態を維持するように、前記駆動制御手段によって制御され、前記第２アクチュエータは、前記吐出印字周期の際には、前記第２容積増大状態から一旦前記第２基準状態に変化し、その後前記第２容積増大状態に戻るとともに、前記不吐出印字周期の際には、前記第２容積増大状態を維持するように、前記駆動制御手段によって制御され、さらに、前記第１及び第２アクチュエータは、前記吐出印字周期において、前記第１アクチュエータが前記第１容積増大状態から前記第１基準状態に変化するタイミングと、前記第２アクチュエータが前記第２容積増大状態から前記第２基準状態に変化するタイミングとが同じとなるように、前記駆動制御手段によって制御されることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明に係る液滴吐出装置は、液滴を吐出するノズルとそのノズルに連通する圧力室とを有する流路ユニットと、前記圧力室の容積を変化させるものであって、所定の第１基準状態と、この第１基準状態のときよりも前記圧力室の容積を増大させる第１容積増大状態とを選択的にとりえる第１アクチュエータと、同じく前記圧力室の容積を変化させるものであって、所定の第２基準状態と、この第２基準状態のときよりも前記圧室の容積を増大させる第２容積増大状態とを選択的にとりえる第２アクチュエータと、前記ノズルから所定の印字周期毎に選択的に液滴を吐出させるよう、前記第１及び第２アクチュエータの駆動を制御する駆動制御手段と、を備えた液滴吐出装置であって、前記第１のアクチュエータは、液滴を吐出させる印字周期である吐出印字周期の際には、前記第１基準状態から一旦前記第１容積増大状態に変化し、その後前記第１基準状態に戻るとともに、液滴を吐出させない印字周期である不吐出印字周期の際には、前記第１基準状態を維持するように、前記駆動制御手段によって制御され、前記第２のアクチュエータは、（１）前記不吐出印字周期の際には、前記第２基準状態を維持し、（２）前記吐出印字周期であって、その直前と直後がともに前記吐出印字周期である第１の吐出印字周期の際には、前記第２容積増大状態から一旦前記第２基準状態に変化し、その後前記第２容積増大状態に戻し、（３）前記吐出印字周期であって、その直前が前記不吐出印字周期でその直後が前記吐出周期である第２の吐出印字周期の際には、前記第２基準状態から一旦前記第２容積増大状態に変化し、その後前記第２基準状態に戻り、さらに前記第２容積増大状態に変化し、（４）前記吐出印字周期であって、その直前が前記吐出印字周期でその直後が前記不吐出印字周期である第３の吐出印字周期の際には、前記第２容積増大状態から前記第２基準状態に変化し、（５）前記吐出印字周期であって、その直前と直後がともに前記不吐出印字周期である第４の吐出印字周期の際には、前記第２基準状態から一旦前記第２容積増大状態に変化し、その後前記第２基準状態に戻る、ように前記駆動制御手段によって制御され、さらに、前記第１及び第２アクチュエータは、前記第１ないし第４の吐出印字周期において、前記第１アクチュエータが前記第１容積増大状態から前記第１基準状態に変化するタイミングと、前記第２アクチュエータが前記第２容積増大状態から前記第２基準状態に変化するタイミングとが同じとなるように、前記駆動制御手段によって制御されることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明に係る液滴吐出装置において、前記第１及び第２アクチュエータは、前記第２または第４の吐出印字周期の際には、前記第１アクチュエータが前記第１基準状態から前記第１容積増大状態に変化するタイミングと前記第２アクチュエータが前記第２基準状態から前記第２容積増大状態に変化するタイミングとが同じとなるように、前記駆動手段によって制御されることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし請求項３に記載の発明に係る液滴吐出装置において、前記第１アクチュエータの変形する面積が、前記第２アクチュエータの変形する面積より大であることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項４に記載の発明に係る液滴吐出装置において、前記駆動制御手段は、前記記録媒体に向けて液滴を吐出しない非記録時において、前記圧力室内部のインクを攪拌するための攪拌モードを実行可能に構成されており、この攪拌モードの際に、前記第１及び第２アクチュエータは、前記第１アクチュエータが前記第１基準状態から前記第１容積増大状態に変化するタイミングと、前記第２アクチュエータが前記第２容積増大状態から前記第２基準状態に変化するタイミングとが同じであり、かつ、前記第１アクチュエータが前記第１容積増大状態から前記第１基準状態に変化するタイミングと、前記第２アクチュエータが前記第２基準状態から前記第２容積増大状態に変化するタイミングとが同じとなる、ように前記駆動制御手段によって制御をされることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、駆動制御手段は、１の圧力室に設けられている第１および第２アクチュエータを個別に駆動でき、そのうち１つである第２アクチュエータでメニスカス振動を抑制する駆動（以下、メニスカス振動抑制駆動）を行うことができる。
【００１６】
しかも、メニスカス振動抑制駆動により変形した第２アクチュエータを第２基準状態に戻す駆動を、次の吐出印字周期において第１アクチュエータが第１基準状態に戻る駆動と同じタイミングで行うことで、その第２アクチュエータを第２基準状態に戻す駆動（第２アクチュエータのメニスカス振動抑制に寄与しない駆動）により発生する圧力を、メニスカスに無用な振動を与えるものとしないばかりか、むしろ、次の吐出印字周期においてインクを吐出するための圧力として積極的に利用することができる。
【００１７】
従って、メニスカス振動抑制駆動によりメニスカス振動を抑制できることで、印字周期を短く設定して印字高速化が図れるとともに、そのメニスカス振動抑制駆動にともなって生じるメニスカス振動抑制に寄与しない無用な圧力を次の吐出に利用できるので、従来に比べて、エネルギー効率のよい液滴吐出を行うことができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、駆動制御手段は、１の圧力室に設けられている第１および第２アクチュエータを個別に駆動させ、そのうちの１つである第２アクチュエータにメニスカス振動抑制駆動をさせることができる。
【００１９】
さらに、駆動制御手段は、当該印字吐出周期の直後の印字周期が吐出か不吐出かによって、メニスカス振動抑制駆動を行うか否かを決定することができる。すなわち、当該印字吐出周期の直後の印字周期が吐出の際（第１および第２の吐出印字周期）には、駆動制御手段は第２アクチュエータによるメニスカス振動抑制駆動を行わせるように制御し、メニスカスの振動を積極的に抑制することで、直後の印字吐出周期で液滴を安定して吐出することができる。一方、当該印字吐出周期の直後の印字周期が不吐出の際（第３および第４の吐出印字周期）には、次の印字吐出周期までにメニスカスの振動が減衰する時間が十分にあるため、駆動制御手段は第２アクチュエータによるメニスカス振動抑制駆動を行わせないように制御することで、消費電力を節約することができる。
【００２０】
さらに、第２アクチュエータを第２基準状態に戻す駆動を、第１アクチュエータが第１基準状態に戻る駆動と同じタイミングで行うことで、その第２アクチュエータを第２基準状態に戻す駆動により発生する圧力を、液体を吐出するための圧力として積極的に利用することができる。
【００２１】
すなわち、第２アクチュエータをメニスカス振動抑制駆動のために駆動した場合（第１および第３の吐出印字周期の場合）には、それに伴ってメニスカス振動抑制に寄与しない駆動（第２アクチュエータを第２基準状態に戻す駆動）も行われ、その駆動により無用な圧力が発生するが、これを次の吐出に利用することで、エネルギー効率のよい液滴吐出を行うことができる。
【００２２】
また、第２アクチュエータをメニスカス振動抑制駆動のために駆動しない場合（第２および第４の吐出印字周期の場合）でも、第２アクチュエータをメニスカス振動抑制駆動のために駆動した場合に合わせて、第２アクチュエ−タの駆動を次の吐出にも寄与させるので、より一層エネルギー効率のよい液滴吐出を行うことができる。
【００２３】
請求項３に記載の発明によれば、駆動制御手段は、第２および第４の吐出印字周期の際に、第１アクチュエータが第１基準状態から第１容積増大状態に変化する駆動タイミングと、第２アクチュエータが第２基準状態から第２容積増大状態に変化する駆動タイミングとが同じとなるように制御するため、さらに低い電圧で液滴を吐出することができ、消費電力をさらに節約することができる。
【００２４】
すなわち、第２および第４の吐出印字周期の際とは、その１つ前の吐出印字周期の直前の印字周期が不吐出であるために、その１つ前の吐出印字周期では第２アクチュエータにメニスカス振動抑制駆動（第２基準状態から第２容積増大状態とする駆動）を行わせなかったケースであるが、このケースにおいて、第２アクチュエータを今回の吐出印字周期の液滴の吐出に寄与させるため（第１アクチュエータが第１容積増大状態から第１基準状態に変化するタイミングと同じタイミングで、第２アクチュエータを第２容積増大状態から前記第２基準状態に変化させるため）には、予め第２アクチュエータを第２基準状態から第２容積増大状態に変化させておかなければならない。そこで、そのタイミングを第１アクチュエータが第１基準状態から第１容積増大状態に変化するタイミングと同じとすることで、２つのアクチュエータから発生する圧力波が打ち消しあうことなく足し合わされるようにすれば、第２アクチュエータを第２基準状態から一旦第２容積増大状態に変化させるときに生じる圧力を、無駄なく吐出に利用することができ、より一層エネルギー効率のよい液滴吐出を行うことができる。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、第１アクチュエータが変形する面積は第２アクチュエータのそれより大きい。液滴を吐出するために必要なエネルギーはメニスカスの振動を抑制するために必要なエネルギーよりも多い。したがって、それぞれの駆動に必要なエネルギーの割合に応じてアクチュエータの変形する面積を設定でき、好適な形状のアクチュエータを構成することができる。
【００２６】
請求項５に記載の発明によれば、駆動制御手段は、記録媒体に向けて液滴を吐出しない非記録時において、圧力室内部の液体を攪拌するための攪拌モードを実行可能に備えている。圧力室内部の液体はノズル開口で空気と接触している。液滴を吐出しない時間が長く続くと、ノズル開口付近に滞留している液体の水分が蒸発し粘度が増加する。そこで、攪拌モードを実行することにより、液体を攪拌し、粘度が増加した液体を拡散できる。その結果、粘度が増加した液体がノズル開口付近に滞留することで生じるノズルの目詰まりや、吐出された液滴の速度不足等といった印字不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。
【図２】インクジェットヘッドの一部平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ´線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ´線断面図である。
【図５】インクジェットプリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図６】インクジェットヘッドに供給される駆動波形を説明する説明図である。
【図７】第１実施形態に係る駆動波形である。
【図８】第２実施形態に係る駆動波形である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に本発明の実施形態に共通するインクジェットプリンタおよび、その制御部分について説明する。図１は、インクジェットプリンタの概略構成図である。インクジェットプリンタ１００は、走査方向に移動可能なキャリッジ２と、このキャリッジ２に搭載され記録用紙Ｐ１に対してインクを吐出するインクジェットヘッド１と、記録用紙Ｐ１を紙送り方向へ搬送する搬送ローラ３と、インクジェットヘッド１等のインクジェットプリンタ１００の各構成部分を制御する図５に図示する制御装置４とを備えている。そして、このインクジェットプリンタ１００は、搬送ローラ３によって紙送り方向に搬送される記録用紙Ｐ１に対して、キャリッジ２によりインクジェットヘッド１を紙送り方向と直交する走査方向に移動させながらインクジェットヘッド１より記録用紙Ｐ１へインクを吐出させることで、記録用紙Ｐ１に所望の画像や文字等を記録するように構成されている。
【００２９】
図２は、インクジェットヘッド１の一部の平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ´断面図であり、図４は、図２のＢ−Ｂ´断面図である。インクジェットヘッド１は、共通液室１５ａ、圧力室１５ｂおよびノズル孔１５ｃからなるインク流路が形成された流路ユニット１０と、インクを吐出させるアクチュエータユニット２０を備える。流路ユニット１０は、ステンレス鋼等の金属材料で形成されたキャビティプレート１１、ベースプレート１２、マニホールドプレート１３、および高分子合成樹脂材料等の絶縁材料（例えば、ポリイミド）で形成されたノズルプレート１４を備えており、これらのプレートは、積層状態で接合されている。キャビティプレート１１の上面にアクチュエータユニット２０が接合され、流路ユニット１０とアクチュエータユニット２０が一体となってインクジェットヘッド１を構成している。
【００３０】
インクジェットプリンタのアクチュエータとしては、圧電方式、電気−熱変換方式、静電気により振動板を駆動する方式など各種のものが適用できる。本実施形態は、圧電方式を採用したものでおり、アクチュエータユニット２０は、圧力室１５ｂの全体を覆う大きさを有する扁平な複数の圧電セラミックス層２３（例えばＰＺＴ）を積層し、その間に電極を挟んだ構成となっている。そして、図３，図４に示されるように、アクチュエータユニット２０は、圧力室１５ｂの一内面をなしており、変形することによって圧力室１５ｂの体積を変化させるものである。電極は、複数の圧力室１５ｂに共通な共通電極２１と圧力室１５ｂ毎に設けた個別電極２２とからなり、個別電極２２に電圧を印加して共通電極２１と個別電極２２の間に電界を発生させる。これにより電極に挟まれた部分の圧電セラミックス層が変形し、圧力室１５ｂの容積が変動する。その結果、圧力室１５ｂ内のインクに圧力波が発生し、ノズル孔１５ｃからインク滴が吐出する。本実施形態の個別電極２２は、図３および図４に示すように、それぞれの圧力室１５ｂと対向する領域に形成された第１個別電極２２ａと第２個別電極２２ｂからなる。ここで、アクチュエータユニット２０のうち、第１個別電極２２ａに電圧を印加することで圧電セラミックス層が変形する領域を第１アクチュエータ、同じく第２個別電極２２ｂに電圧を印加することで圧電セラミックス層が変形する領域を第２アクチュエータと称する。そして、本実施形態においては、第１個別電極２２ａの面積が第２個別電極２２ｂの面積よりも大きく、これにより、第１アクチュエータが変形する面積が第２アクチュエータの変形する面積よりも大きくなるように構成されている。
【００３１】
次に、インクジェットプリンタ１００の全体制御を司る制御装置４について説明する。図５は、インクジェットプリンタ１００の電気的な構成を示すブロック図である。制御装置４は、中央処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、インクジェットプリンタ１００の全体動作を制御する為の各種プログラムやデータ等が格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵで処理されるデータ等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えている。
【００３２】
さらに、制御装置４は、記録制御部３１と攪拌制御部３２とを備えている。記録制御部３１は、キャリッジを往復駆動するキャリッジ駆動モータ３３、搬送ローラ３を回転駆動する搬送モータ３４およびインクジェットヘッド１のヘッドドライバ３５を制御して記録用紙Ｐ１への画像等の記録を行わせるものである。
【００３３】
また、攪拌制御部３２は、インクジェットヘッド１のヘッドドライバ３５を制御して、圧力室１５ｂ内のインクを攪拌し、ノズル開口付近において粘度が増加したインクを拡散するものである。
【００３４】
次に、駆動波形とアクチュエータユニット２０の挙動との関係について説明する。図６は、記録制御部３１がアクチュエータユニット２０の第１個別電極２２ａと第２個別電極２２ｂとに入力する駆動波形を示している。
【００３５】
この駆動波形は、電圧Ｖ１と電圧Ｖ１よりも高い電圧Ｖ１´とを選択的にとる矩形波である。そして、第１アクチュエータは、第１個別電極２２ａに電圧Ｖ１が印加された第１基準状態と、電圧Ｖ１´が印加されて電圧Ｖ１が印加されたときよりも圧力室１５ｂの容積が増大する第１容積増大状態とを選択的にとり得る。同様に、第２アクチュエータは、第２個別電極２２ｂに電圧Ｖ２が印加された第２基準状態と、電圧Ｖ２´が印加されて電圧Ｖ２が印加されたときよりも圧力室１５ｂの容積が増大する第２容積増大状態とを選択的にとり得る。
【００３６】
以上の説明に基づき、本発明の第１の実施形態の具体的な動作について説明をする。第１の実施形態の駆動波形を図７に示す。第１駆動波形５０は第１個別電極２２ａに、第２駆動波形は５１は第２個別電極２２ｂに入力される駆動波形である。第１駆動波形５０は、インク滴を吐出させるための駆動パルスからなり、記録制御部３１は、印字周期が吐出か不吐出かに応じて、第１個別電極２２ａに駆動パルスを入力するか否かを制御する。
【００３７】
図７は、印字待機状態から印字指令を受けて後の駆動波形を示すものである。印字周期５２は吐出印字周期であり、記録制御部３１は、第１アクチュエータを時刻ｔ０において第１基準状態から第１容積増大状態へと変化させる。その後、時刻ｔ１において第１容積増大状態から第１基準状態に変化させるように制御し、インク滴を吐出させる。その後、時刻ｔ１からｔ３まで第１基準状態を維持させる。
【００３８】
印字周期５３は非吐出印字周期であり、記録制御部３１は、第１アクチュエータを時刻ｔ３からｔ４まで第１基準状態を維持するように制御する。これにより、インク滴は吐出されない。
【００３９】
印字周期５４は吐出印字周期であるため、印字周期５２と同様に制御し、インク滴を吐出させる。
【００４０】
第２駆動波形５１は、吐出印字周期において、インク滴を吐出させる駆動パルスと、インク滴吐出後のメニスカスの振動を抑制する駆動パルスで構成されている。
【００４１】
印字周期５２は吐出印字周期であり、記録制御部３１は、第２アクチュエータを時刻ｔ０において第２基準状態から第２容積増大状態へと変化させる。その後、第２アクチュエータを時刻ｔ０からｔ１まで第２容積増大状態を維持するように制御する。その後、時刻ｔ１において、前述した第１アクチュエータの駆動と同じタイミングで、第２容積増大状態から第２基準状態へと変化させるように制御する。これにより、第１アクチュエータとともにインク滴を吐出させる。
【００４２】
その後時刻ｔ２において、第２基準状態から第２容積増大状態へと変化させ、インク滴吐出により生じたメニスカスの振動を抑える。これにより、以後の吐出印字周期において、速度や体積が一定となるインク滴を安定して吐出させることができる。その後、時刻ｔ２からｔ３まで第２容積増大状態を維持させる。
【００４３】
印字周期５３は非吐出印字周期であり、記録制御部３１は、第２アクチュエータを時刻ｔ３からｔ４まで第２容積増大状態を維持するように制御する。これにより、インク滴は吐出されない。
【００４４】
印字周期５４は吐出印字周期であるため、印字周期５２と同様に制御し、第１アクチュエータとともにインク滴を吐出させ、その後、メニスカスの振動を抑制する。
【００４５】
以上説明した、第１の実施形態によれば、記録制御部３１は、１の圧力室に設けられている第１および第２アクチュエータを個別に駆動でき、そのうち１つである第２アクチュエータでメニスカス振動を抑制する駆動（以下、メニスカス振動抑制駆動）を行うことができる。しかも、メニスカス振動抑制駆動により変形した第２アクチュエータを第２基準状態に戻す駆動を、次の吐出印字周期において第１アクチュエータが第１基準状態に戻る駆動と同じタイミングで行うことで、その第２アクチュエータを第２基準状態に戻す駆動（第２アクチュエータのメニスカス振動抑制に寄与しない駆動）により発生する圧力を、メニスカスに無用な振動を与えるものとしないばかりか、むしろ、次の吐出印字周期においてインクを吐出するための圧力として積極的に利用することができる。従って、メニスカス振動抑制駆動によりメニスカス振動を抑制できることで、印字周期を短く設定して印字高速化が図れるとともに、そのメニスカス振動抑制駆動にともなって生じるメニスカス振動抑制に寄与しない無用な圧力を次の吐出に利用できるので、従来に比べて、エネルギー効率のよい液滴吐出を行うことができる。
【００４６】
次に、第２の実施形態の駆動波形を図８に示す。第１駆動波形６０は第１個別電極２２ａに、第２駆動波形は６１は第２個別電極２２ｂに入力される駆動波形である。
【００４７】
本実施形態は、第１アクチュエータの挙動は第１実施形態の場合と同じであるが、第２アクチュエータの吐出印字周期における挙動を、前後の印字周期が吐出であるか不吐出であるかの４つの場合、すなわち、
（ａ）現在の印字周期の直前と直後の両方の印字周期が吐出である場合
（ｂ）現在の印字周期の直前の印字周期が不吐出で直後の印字周期が吐出である場合
（ｃ）現在の印字周期の直前の印字周期が吐出で直後の印字周期が不吐出である場合
（ｄ）現在の印字周期の直前と直後の両方の印字周期が不吐出である場合
に応じて互いに異ならせるものである。
【００４８】
まず、第１アクチュエータの制御について説明する。記録制御部３１は、現在の印字周期が吐出であるか不吐出であるかによって第１アクチュエータの挙動が異なるように制御する。
【００４９】
すなわち、印字周期（現在の印字周期６３）が吐出印字周期であるときは、記録制御部３１は、第１アクチュエータを時刻ｔ０において第１基準状態から第１容積増大状態へと変化させる。その後、時刻ｔ１において第１容積増大状態から第１基準状態に変化させるように制御し、インク滴を吐出させる。その後、印字周期６３の最後まで第１基準状態が維持される。
【００５０】
また、印字周期が不吐出である場合（図示なし）には、記録制御部３１は、第１アクチュエータを第１基準状態を維持するように制御する。これにより、インク滴は吐出されない。
【００５１】
次に、第２アクチュエータの制御について説明する。記録制御部３１は、現在の印字周期が吐出であるか不吐出であるかによって第２アクチュエータの挙動が異なるように制御するとともに、現在の印字周期が吐出である場合には、上記（ａ）〜（ｄ）の場合に応じてそれぞれ異なる挙動がなされるように制御する。
【００５２】
（ａ）の場合（第１の吐出印字周期）には、第２アクチュエータは時刻ｔ０において第２容積増大状態であり、記録制御部３１は、第２アクチュエータを時刻ｔ０からｔ１まで第２容積増大状態を維持するように制御する。その後、時刻ｔ１において第１アクチュエータの駆動と同じタイミングで、第２容積増大状態から第２基準状態に変化させるように制御し、インク滴を吐出させる。さらに、時刻ｔ２において第２基準状態から第２容積増大状態に変化させ、インク滴吐出により生じたメニスカスの振動を抑える。その後は時刻ｔ３まで第２容積増大状態を維持するように制御する。
【００５３】
（ｂ）の場合（第２の吐出印字周期）には、記録制御部３１は、第２アクチュエータを時刻ｔ０において第２基準状態から第２容積増大状態に変化させ、その後、時刻ｔ１において第１アクチュエータの駆動と同じタイミングで、第２容積増大状態から第２基準状態に変化させるように制御し、インク滴を吐出させる。さらに、時刻ｔ２において第２基準状態から第２容積増大状態に変化させ、インク滴吐出により生じたメニスカスの振動を抑える。その後は時刻ｔ３まで第２容積増大状態を維持するように制御する。
【００５４】
（ｃ）の場合（第３の吐出印字周期）には、記録制御部３１は、第２アクチュエータを時刻ｔ０からｔ１まで第２容積増大状態を維持するように制御する。その後、時刻ｔ１において第１アクチュエータの駆動と同じタイミングで、第２容積増大状態から第２基準状態に変化させるように制御し、インク滴を吐出させる。その後は時刻ｔ３まで第２基準状態を維持するように制御する。
【００５５】
（ｄ）の場合（第４の吐出印字周期）には、記録制御部３１は、第２アクチュエータを時刻ｔ０において第２基準状態から第２容積増大状態に変化させ、その後、時刻ｔ１において第１アクチュエータの駆動と同じタイミングで、第２容積増大状態から第２基準状態に変化させるように制御し、インク滴を吐出させる。その後は時刻ｔ３まで第２基準状態を維持するように制御する。
【００５６】
また、印字周期が不吐出である場合（図示なし）には、記録制御部３１は、第２アクチュエータが印字周期にわたって第２基準状態が維持されるように制御する。
【００５７】
以上の第２実施形態によれば、先に説明した第１の実施形態と同様に、メニスカス振動を抑制しつつ、従来に比べてエネルギー効率のよい液滴吐出を行うことができる。
【００５８】
また、記録制御部３１は、印字吐出周期の直後の印字周期が吐出の際（第１および第２の吐出印字周期）には、第２アクチュエータによるメニスカス振動抑制駆動を行わせるように制御し、メニスカスの振動を積極的に抑制することで、直後の印字吐出周期で液滴を安定して吐出することができる。一方、印字吐出周期の直後の印字周期が不吐出の際（第３および第４の吐出印字周期）には、次の印字吐出周期までにメニスカスの振動が減衰する時間が十分にあるため、記録制御部３１は第２アクチュエータによるメニスカス振動抑制駆動を行わせないように制御することで、消費電力を節約することができる。
【００５９】
さらに、第２アクチュエータを第２基準状態に戻す駆動を、第１アクチュエータが第１基準状態に戻る駆動と同じタイミングで行うことで、その第２アクチュエータを第２基準状態に戻す駆動により発生する圧力を、液体を吐出するための圧力として積極的に利用することができる。
【００６０】
すなわち、第２アクチュエータをメニスカス振動抑制駆動のために駆動した場合（第１および第３の吐出印字周期の場合）には、それに伴ってメニスカス振動抑制に寄与しない駆動（第２アクチュエータを第２基準状態に戻す駆動）も行われ、その駆動により無用な圧力が発生するが、これを次の吐出に利用することで、エネルギー効率のよい液滴吐出を行うことができる。また、第２アクチュエータをメニスカス振動抑制駆動のために駆動しない場合（第２および第４の吐出印字周期の場合）でも、第２アクチュエータをメニスカス振動抑制駆動のために駆動した場合に合わせて、第２アクチュエ−タの駆動を次の吐出にも寄与させるので、より一層エネルギー効率のよい液滴吐出を行うことができる。
【００６１】
また、（ｂ）と（ｄ）の場合（第２および第４の吐出印字周期の場合）において、時刻ｔ０における圧力室内のインクに負圧を発生させるタイミングが、第１アクチュエータと第２アクチュエータとで同じとなるように制御しているが、これにより、さらに低い電圧で液滴を吐出することができ、消費電力をさらに節約することができる。
【００６２】
すなわち、この場合は、その１つ前の吐出印字周期の直前の印字周期が不吐出であるために、その１つ前の吐出印字周期では第２アクチュエータにメニスカス振動抑制駆動（第２基準状態から第２容積増大状態とする駆動）を行わせなかったケースであるが、このケースにおいて、第２アクチュエータを今回の吐出印字周期の液滴の吐出に寄与させるため（第１アクチュエータが第１容積増大状態から第１基準状態に変化するタイミングと同じタイミングで、第２アクチュエータを第２容積増大状態から前記第２基準状態に変化させるため）には、予め第２アクチュエータを第２基準状態から第２容積増大状態に変化させておかなければならない。そこで、そのタイミングを第１アクチュエータが第１基準状態から第１容積増大状態に変化するタイミングと同じとすることで、２つのアクチュエータから発生する圧力波が打ち消しあうことなく足し合わされるようにすれば、第２アクチュエータを第２基準状態から一旦第２容積増大状態に変化させるときに生じる圧力を、無駄なく吐出に利用することができ、より一層エネルギー効率のよい液滴吐出を行うことができる。
【００６３】
なお、上述した第１および第２実施形態において、アクチュエータユニット２０は、第１個別電極２２ａの面積が第２個別電極２２ｂの面積よりも大きく、これにより、第１アクチュエータが変形する面積が第２アクチュエータの変形する面積よりも大きくなるように構成されている。
【００６４】
これにより、第１アクチュエータによって付与される液滴を吐出するためのエネルギーを、第２アクチュエータによって付与されるメニスカスの振動を抑制するために必要なエネルギーよりも多くすることができ、それぞれに必要なエネルギーの割合に応じた好適な形状のアクチュエータを構成することができる。
【００６５】
次に本発明の応用例である攪拌モードについて説明する。この攪拌モードは、上述した攪拌制御部３２によって実行される圧力室内のインクを吐出させることなく攪拌するためのモードであり、上述したいずれの実施形態とも併用可能である。
【００６６】
攪拌モードは、インクジェットヘッド１が記録媒体Ｐ１に向けてインク滴を吐出しない時に実行される。具体的には、入力装置から印字命令が入力されていない時間、印字命令を受けてから印字を開始するまでの時間、印字動作中であって、あるパスの印字終了から次のパスの印字開始までの時間、および印字動作中であって、印字周期が非吐出である時間である。
【００６７】
攪拌モードは、第１アクチュエータと第２アクチュエータを同じタイミングで逆の方向に変形させることにより実行される。すなわち、攪拌制御部３２は、第１アクチュエータが第１基準状態から第１容積増大状態に変化するタイミングと、第２アクチュエータが第２容積増大状態から第２基準状態に変化するタイミングとが同じであるように制御する。これにより、第１アクチュエータが圧力室に対して凹となる変形と、第２アクチュエータが圧力室に対して凸となる変形とが同じタイミングとなり、圧力室の容積の変動を少なくして、インクを攪拌することができる。その後、攪拌制御部３２は、第１アクチュエータが第１容積増大状態から第１基準状態に変化するタイミングと、第２アクチュエータが第２基準状態から第２容積増大状態に変化するタイミングとが同じであるように制御する。これらの制御を複数回繰り返すことでインクの攪拌を行う。
【００６８】
この攪拌モードは、インクジェットヘッド１が記録媒体Ｐ１上にある場合には、攪拌によりインク滴が吐出されることは許されないが、記録媒体Ｐ１上以外の場所にある場合には、攪拌によりインク滴が吐出されてもよい。そのため、ノズル開口付近のインクの粘度の増加に応じて電圧を設定することもできる。
【符号の説明】
【００６９】
１  インクジェットヘッド
２  キャリッジ
３  搬送ローラ
４  制御装置
１０  流路ユニット
１１  キャビティプレート
１２  ベースプレート
１３  マニホールドプレート
１４  ノズルプレート
１５ａ  共通液室
１５ｂ  圧力室
１５ｃ  ノズル孔
２０  アクチュエータユニット
２１  共通電極
２２  個別電極
２２ａ  第１個別電極
２２ｂ  第２個別電極
２３  圧電セラミックス層
５０、６０  第１駆動波形
５１、６１  第２駆動波形
６２  直前の印字周期
６３  現在の印字周期
６４  直後の印字周期
１００  インクジェットプリンタ
Ｐ１  記録媒体
【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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