(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部が圧電材料で形成され互いに対向する隔壁を有し、隔壁に形成された電極への駆動パルスの印加により膨張または収縮する複数のチャネルからなり、各チャネルを駆動させてチャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェット記録ヘッドの駆動方法であって、
インクを吐出させる直前にインクを吐出させるべきチャネルの片壁のみを変形させて当該チャネルの容積を膨張させる第１の駆動パルスを印加し、
続いて、当該チャネルの両壁を変形させて当該チャネルの容積を膨張させる第２の駆動パルスを印加してインクを吐出させるものであり、
前記第１の駆動パルスの終端と前記第２の駆動パルスの始端との間隔は、１．５ＡＬ〜２．５ＡＬであることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
【請求項２】
前記圧電材料がせん断モードで変形する材料であり、前記チャネルが、互いに隣り合う複数のチャネルを１組として、各組内のチャネルを順次駆動させてインクを吐出させるよう駆動制御されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
【請求項３】
少なくとも一部が圧電材料で形成された隔壁により互いに隔てられた複数のチャネルからなり、これら複数のチャネルを、ノズルを有さないダミーチャネルとノズルを有しインクを吐出するインク吐出チャネルとを交互に配列して構成し、隔壁に形成された電極への駆動パルスの印加により各チャネルの容積を膨張または収縮させてインク吐出チャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェット記録ヘッドの駆動方法であって、
インクを吐出させる直前にインクを吐出させるべきチャネルの片壁のみを変形させて当該チャネルの容積を膨張させる第１の駆動パルスを印加し、
続いて、当該チャネルの両壁を変形させて当該チャネルの容積を膨張させる第２の駆動パルスを印加してインクを吐出させるものであり、
前記第１の駆動パルスの終端と前記第２の駆動パルスの始端との間隔は、１．５ＡＬ〜２．５ＡＬであることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
【請求項４】
前記第１の駆動パルスのパルス幅は、０．７ＡＬ〜１．３ＡＬ（ＡＬはチャネルの音響的共鳴周期の１／２）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
【請求項５】
前記第２の駆動パルスのパルス幅は、０．７ＡＬ〜１．３ＡＬ（ＡＬはチャネルの音響的共鳴周期の１／２）であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
【請求項６】
前記第１の駆動パルスの駆動電圧をＶｏｎ１、前記第２の駆動パルスの駆動電圧をＶｏｎ２としたとき、
０．２≦｜Ｖｏｎ１｜／｜Ｖｏｎ２｜≦０．８
であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
【請求項７】
前記第２の駆動パルスに続いて、当該チャネルの両壁を収縮させる第３の駆動パルスを印加することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
【請求項８】
前記第１の駆動パルスの駆動電圧をＶｏｎ１、前記第３の駆動パルスの駆動電圧をＶｏｆｆとしたとき、
｜Ｖｏｎ１｜＝｜Ｖｏｆｆ｜
であることを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
【請求項９】
インクを吐出させるチャネルの同一駆動周期内に、前記駆動パルスを複数組有して、インク滴を複数回吐出させることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
【請求項１０】
前記インクの２５℃における粘度が、５．０ｍＰａ・ｓ〜５０ｍＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
【請求項１１】
前記インクが高分子化合物を含有しており、その含有量が３質量％以上、１５質量％以下であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録ヘッドの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微小なインク滴を用いて画像を記録するためのインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）では、圧力発生室（以下、チャネルという）内に圧力を付与することでノズルからインク滴を吐出させ、記録紙等の記録媒体上に着弾させる。
【０００３】
このようなインクジェット記録方式は、比較的簡単な構成で、高精度な画像記録が可能であり、家庭用から工業用まで幅広い分野で急速な発展を遂げている。特に近年は、インクジェット記録の高速化と高画質化について様々な改良の提案がされている。
【０００４】
このようなインクジェット記録方式の高性能化に伴い、インク自体も改良されており、印字後の耐擦過性の向上などを目的としてインク中に高分子化合物等の固形成分を含有したインクが増えてきている。また、印字速度の高速化に伴い、インクが記録媒体に着弾後速やかに乾燥する速乾性能も求められており、このため、インク中に揮発性成分を多く含有させることも行われている。
【０００５】
このような高分子化合物と揮発性成分を含有するインクを使って印字を行うと、メニスカス表面からインク成分の揮発が早いため、ノズル近傍で固形成分が増粘し、インク滴が吐出しにくくなり、特に間欠射出時にいくつかのインク滴が吐出しない事態が発生しやすいという課題があった。
【０００６】
この課題に対し、特許文献１、特許文献２には、チャネルの一方の隔壁に設けた圧電素子の変形によりインク滴を吐出させるタイプの記録ヘッドにおいて、インク滴を吐出させる前にノゾル面のメニスカスをインクが吐出しない程度に微振動させることでノズル近傍のインクを攪拌する方法が提案されている。
【０００７】
また、特許文献３は、チャネルの対向する両側の隔壁を変形させてチャネル容積を膨張または収縮させることによりインク滴を吐出するタイプの記録ヘッドに、微振動によるノズル近傍の固形成分の増粘を防止する技術を適用し、さらに、この振動によって発生した残留振動を効率良くキャンセルするために、パルス幅が（２ｎ）ＡＬ（ＡＬはチャネルの音響的共鳴周期の１／２、ｎは１以上の整数）の矩形波パルスを少なくとも１つ含む微振動パルスをインク吐出前の適切なタイミングで印加する技術が提案されている。
【０００８】
しかしながら、特許文献３の技術は、チャネルの両側の隔壁を変形させて微振動を発生させていたため、メニスカスの微振動が強すぎる場合があり、微振動の減衰までに長くかかり、高速駆動時の射出性が不安定になる場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−２６８２６４号公報
【特許文献２】特開２０００−９４６６９号公報
【特許文献３】特開２００４−２６２２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、高速駆動時の安定射出性が良好で、かつ、間欠吐出性に優れたインクジェット記録ヘッドの駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、少なくとも一部が圧電材料で形成され互いに対向する隔壁を有し、隔壁に形成された電極への駆動パルスの印加により膨張または収縮する複数のチャネルからなり、各チャネルを駆動させてチャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェット記録ヘッドにおいて、インクを吐出するチャネルの片壁のみを変形させる微振動パルスによってチャネルを微膨張させてインクの増粘を解消するものである。
【００１２】
具体的には、本発明の目的は次の駆動方法によって達成される。
（１）少なくとも一部が圧電材料で形成され互いに対向する隔壁を有し、隔壁に形成された電極への駆動パルスの印加により膨張または収縮する複数のチャネルからなり、各チャネルを駆動させてチャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェット記録ヘッドの駆動方法であって、
インクを吐出させるべきチャネルに対し、インクを吐出させる直前に当該チャネルの片壁のみを変形させて当該チャネルの容積を膨張させる第１の駆動パルスを印加し、
続いて、当該チャネルの両壁を変形させて当該チャネルの容積を膨張させる第２の駆動パルスを印加してインクを吐出させることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
【００１３】
また、上記の本発明は、前記圧電材料がせん断モードで変形する材料であり、前記チャネルが、互いに隣り合う複数のチャネルを１組として、各組内のチャネルを順次駆動させてインクを吐出させるよう駆動制御されるせん断モードタイプインクジェット記録ヘッドに適用することができる。
【００１４】
さらに、本発明は、少なくとも一部が圧電材料で形成された隔壁により互いに隔てられた複数のチャネルからなり、これら複数のチャネルを、ノズルを有さないダミーチャネルとノズルを有しインクを吐出するインク吐出チャネルとを交互に配列して構成し、隔壁に形成された電極への駆動パルスの印加により各チャネルの容積を膨張または収縮させてインク吐出チャネル内のインクをノズルから吐出させるダミーチャネル型のインクジェット記録ヘッドに適用することができる。
【００１５】
さらにまた、本発明の駆動方法は、所謂、ＤＲ方式でもＤＲＲ方式でも適用可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高速駆動時の安定射出性が良好で、かつ、間欠吐出性に優れたインクジェット記録ヘッドの駆動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す図。
【図２】本発明に係る第１の形態の記録ヘッドの構造を示す斜視図および断面図。
【図３】ＤＲ方式の駆動方法の駆動パルスとチャネルの変形を模式的に示す図。
【図４】ＤＲ方式の駆動方法で時分割駆動する際のチャネル変形の状態を示す図。
【図５】図４の駆動パルスのタイミングチャート。
【図６】ＤＲＲ方式の駆動方法の駆動パルスとチャネルの変形を模式的に示す図。
【図７】ＤＲＲ方式の駆動方法で正電圧のみを用いて時分割駆動する際のチャネル変形の状態を示す図。
【図８】図７の駆動パルスのタイミングチャート。
【図９】本発明に係る第２の形態の記録ヘッドの構造を示す斜視図および断面図。
【図１０】第２の形態の記録ヘッドの駆動方法を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明を適用できるインクジェット記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の全体構成を図１によって説明する。
【００１９】
図１のインクジェット記録装置１において、記録媒体Ｐは、搬送機構３の搬送ローラ対３１に挟持され、さらに、搬送モータ３２によって回転駆動される搬送ローラ３３により図示Ｙ方向に搬送されるようになっている。
【００２０】
搬送ローラ対３１と搬送ローラ３３の間には、記録媒体Ｐの記録面と対向するように記録ヘッド２が設けられている。この記録ヘッド２は、記録媒体Ｐの幅方向に亘って掛け渡されたガイドレール４に沿って往復移動可能に設けられたキャリッジ５に搭載されており、キャリッジ５は、不図示の駆動手段によって、上記記録媒体Ｐの搬送方向（副走査方向）と直交する図示Ｘ−Ｘ’方向（主走査方向）に往復移動される。そして、記録ヘッド２は、ノズル面側が記録媒体Ｐの記録面と対向するように配置されており、フレキシケーブル６を介して、駆動パルス発生手段１００（図２参照）に電気的に接続されている。
【００２１】
記録ヘッド２は、キャリッジ５の移動に伴って記録媒体Ｐの記録面を図示Ｘ−Ｘ’方向に移動し、この移動過程でインク滴を吐出することによって所望のインクジェット画像を記録する。
【００２２】
なお、図中、７はインク受け器であり、記録ヘッド２が非記録時のホームポジションにあるとき、このインク受け器７に向けてインク滴を少量はき捨てるようにする。記録ヘッド２がこの待機位置において長期間作動停止しているときは、図示しないが、記録ヘッド２のノズル面にキャップを被せることにより保護するようになっている。また、８は記録媒体Ｐを挟んで上記インク受け器７の反対位置に設けられたもう一つのインク受け器であり、往復両方向で記録する際、往動から復動に切り替えるときに、上記同様にはき捨てられたインク滴を受け入れる。
【００２３】
本発明に係る駆動方法は、少なくとも一部が圧電材料で形成され互いに対向する隔壁を有し、隔壁に形成された電極への駆動パルスの印加により膨張または収縮する複数のチャネルからなり、各チャネルを駆動させてインク吐出チャネル内のインクをノズルから吐出させるインクジェット記録ヘッドであれば、どのようなタイプの記録ヘッドにも適用でき、また、チャネル内に満たされるインクはどのような液体であっても良い。
【００２４】
以下の説明では、チャネル内の容積を膨張または収縮させる手段としてせん断モード（シェアモード）タイプのインクジェット記録ヘッド２を用いて説明する。せん断モードタイプの記録ヘッドでは、チャネルの隔壁を圧電素子により構成し、この圧電素子を変形することによりノズルからインク滴を吐出する。
【００２５】
〔第１の形態の記録ヘッド〕
図２は、記録ヘッド２の第１の形態の概略構成を示す図であり、（ａ）は一部断面で示す斜視図、（ｂ）はインク供給部を備えた状態の断面図、（ｃ）は（ｂ）の断面図と直行する方向から見た断面図である。図２の記録ヘッド２は、チャネルが隔壁を隔てて連続していて、すべてのチャネルからインク滴を吐出できるタイプのヘッドである。
【００２６】
図２において、１００は駆動パルス発生手段、２は記録ヘッド、２１はインクチューブ、２２はノズル形成部材、２３はノズル、２４はカバープレート、２５はインク供給口、２６は基板、２７は隔壁である。そして、インクチャネルであるチャネル２８が隔壁２７、カバープレート２４および基板２６によって形成されている。
【００２７】
記録ヘッド２は、図２（ｃ）に示すように、カバープレート２４と基板２６の間に、ＰＺＴ等の圧電材料からなる複数の隔壁２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄで隔てられたチャネル２８が多数並設されたせん断モードタイプの記録ヘッドである。図２（ｃ）では多数のチャネル２８の一部である３本（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）が示されている。チャネル２８の一端（以下、これをノズル端という）はノズル形成部材２２に形成されたノズル２３につながり、他端（以下、これをマニホールド端という）はインク供給口２５を経て、インクチューブ２１によってインクタンク（不図示）に接続されている。
【００２８】
そして、各チャネル２８の隔壁２７表面には両隔壁２７の上方から基板２６の底面に亘ってつながる電極２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃが形成され、各電極２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃは駆動パルス発生手段１００に接続されている。各隔壁２７表面に形成された電極２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに駆動信号が印加されると、後述する動作によってインク滴をノズル２３から吐出する。
【００２９】
次に、記録ヘッド２の製造方法を説明する。まず、基板２６上に互いに分極方向が異なる２枚の圧電材料２７ａ、２７ｂを、接着剤を介して上下に貼り合わせ、その上側の圧電材料２７ａ側からダイヤモンドブレード等により、チャネル２８となる複数の溝をすべて同じ形状で平行に切削加工する。これにより隣接するチャネル２８は、矢印の方向に分極された隔壁２７によって区画される。また、チャネル２８は、チャネル２８の出口側（ノズル端側）の深溝部２８ａと、該深溝部２８ａからチャネル２８の入口側（マニホールド端側）に行くにしたがって徐々に浅くなる浅溝部２８ｂとを有する。
【００３０】
各隔壁２７は、ここでは図２（ｃ）の矢印で示すように分極方向が異なる２枚の圧電材料２７ａ、２７ｂによって構成されているが、圧電材料は例えば符号２７ａの部分のみであってもよく、隔壁２７の少なくとも一部にあればよい。
【００３１】
各チャネル２８内には、その両側面から底面にかけて金属電極２９が形成されており、この金属電極２９は、浅溝部２８ｂを通って圧電材料２７ａの後部側表面まで延びている。各金属電極２９には、この後部側表面において異方導電性フィルム７８を介してフレキシブルケーブル６が接着されており、駆動パルス発生手段１００から各金属電極２９に駆動パルスを印加することにより隔壁２７をせん断変形させ、その変形時の圧力によりチャネル２８内のインクをノズル２３から吐出するようになっている。
【００３２】
圧電材料２７ａの上面には、全チャネル２８に亘って深溝部２８ａ上を覆うようにカバープレート２４が接着剤で接着されるとともに、各チャネル２８の浅溝部２８ｂ上に、チャネル２８内へインクを導入するインク流入口７７が形成されている。
【００３３】
カバープレート２４の接着後、ノズル２３が開設された１枚のノズル形成部材２２が隔壁２７とカバープレートの前面に接着剤で接着される。
【００３４】
圧電材料２７ａ、２７ｂに使用される圧電材料、カバープレート２４、基板２６の材料、ノズル形成部材２３の材料は、公知の材料、例えば特許文献３に記載の材料を使うことができる。
【００３５】
せん断モードタイプの記録ヘッド２は、以上のように圧電材料２７ａ、２７ｂにチャネル２８を形成して、その隔壁２７に金属電極２９を形成するだけでヘッドの主要部分を構成できるので、製造が簡単であり、多数のチャネル２８を高密度に配置できるために、高精細な画像記録を行う上で好ましい態様である。
【００３６】
図３は、本発明に係わる第１の駆動方法の駆動パルス（図右側）とその駆動パルスによるチャネルの変形（図左側）を模式的に示す図である。図３において、インク滴を吐出すべきチャネル２８を膨張させる第１の駆動パルスＰ１と第２の駆動パルスＰ２が順次印加されるが、第１の駆動パルスＰ１は、チャネル２８の片側の隔壁のみを変形させてチャネル容積を小さく膨張させるものであり、一方、第２の駆動パルスＰ２は、チャネル２８の両側の隔壁を変形させてチャネル容積を膨張させる。隔壁を変形させるには、隔壁の両側のチャネルの電極に異なる電圧を印加して、その電位差によって隔壁を構成する圧電材料にずり変形を起こさせる。
【００３７】
図３（ａ）は、どの電極にも電圧が印加されていない状態であり、このときの駆動パルスは０（ｖ）である。この状態から真ん中のチャネル２８Ｂの片側の隔壁２７Ｂのみを外側に変形させる（図３（ｂ）の状態）ためには、チャネル２８Ａの電極２９Ａを接地し、チャネル２８Ｂと２８Ｃの電極２９Ｂ、２９Ｃに＋Ｖｏｎ１（ｖ）を印加する。チャネル２８Ｃの右側のチャネルの電極は接地する。これにより、第１駆動パルスＰ１の印加によって隔壁２７Ｂを構成する圧電材料２７ａ、２７ｂに対し、その分極方向に直角な方向の電界が生じ、接合面にズリ変形が生じて、隔壁２７Ｂが外側に向けて変形し、一方、隔壁２７Ｃの両側の電位は同じであるので、隔壁２７Ｃは変形しない。したがって、チャネル２８Ｂの容積が小さく膨張する。これによりチャネル２８Ｂ内のインクに負の圧力が生じてインクが流れ込む。
【００３８】
第１駆動パルスＰ１は、約１ＡＬのパルス幅で印加され、パルス立ち上がりでチャネル容積が膨張すると、チャネル内に圧力波が生じている。
【００３９】
チャネル２８Ｂ内の圧力波は、１ＡＬ時間毎に反転を繰り返すので、この駆動パルスＰ１の立ち上がりから約１ＡＬ時間経過後に電位を０に戻すと（この時点を第１の駆動パルスの終端とする）、隔壁２７Ｂは膨張状態から図３（ａ）に示す中立状態に戻り、チャネル２８Ｂ内のインクに圧力がかかる。
【００４０】
なお、ＡＬ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｌｅｎｇｔｈ）とは、チャネルの音響的共振周期の１／２である。このＡＬは、隔壁２７に電圧値一定の矩形波のパルスを印加して矩形波のパルス幅を変化させながら、吐出するインク滴の速度を測定したときに、インク滴の飛翔速度が最大になるパルス幅として求められる。図３右側の駆動パルス模式図において、横軸の単位はＡＬである。
【００４１】
第１駆動パルスＰ１の電圧Ｖｏｎ１は、インクを吐出しない程度の低い電圧であるので、インクは吐出しないが、第１駆動パルスＰ１の印加によって生じた圧力波はノズルのメニスカスを微振動させ、これによって、メニスカス表面付近の増粘したインクが新しいインクと攪拌されてインクが吐出しやすい粘度になる。
【００４２】
この中立状態を約２ＡＬの間維持すると、チャネル２８Ｂ内の圧力波は、反転を繰り返し、約２ＡＬ経過後に正圧となる。このとき、図３（ｃ）にハッチングを入れて示す第２の駆動パルスＰ２を印加してチャネル２８Ｂの容積を膨張させる。この第２の駆動パルスＰ２は、インクを吐出させるパルスであるが、第２駆動パルスＰ２の立ち上がりで発生する負圧により微振動の圧力波はキャンセルされる。
【００４３】
このように、第１の駆動パルスＰ１の印加によりメニスカスは微振動してインクの増粘を解消するとともに、約２ＡＬの中立状態によって微振動の圧力波はキャンセルされ、インク吐出のためのメニスカス振動に影響を与えないので、安定射出性が良好になる。
【００４４】
インクを吐出させる第２の駆動パルスＰ２は、チャネル２８Ｂの両側の隔壁２７Ｂ、２７Ｃを外側に変形させるよう印加される。すなわち、チャネル２８Ｂの電極２９Ｂに＋Ｖｏｎ２（ｖ）を印加し、その両側のチャネル２８Ａ、２８Ｃの電極２９Ａ、２９Ｃを接地する。
【００４５】
隔壁２７Ｂ、２７Ｃが外側に向けて変形して、チャネル２８Ｂの容積が膨張するとチャネル２８Ｂ内のインクに負の圧力が生じてインクが流れ込む（Ｄｒａｗ）。
【００４６】
第２駆動パルスＰ２は、約１ＡＬのパルス幅で印加され、パルス立ち上がり（この時点を第２の駆動パルスの始端とする）でチャネル容積が膨張すると、チャネル内に圧力波が生じている。
【００４７】
チャネル２８Ｂ内の圧力波は、１ＡＬ時間毎に反転を繰り返し、この駆動パルスＰ２の立ち上がりから約１ＡＬ時間経過後に電位を０に戻すと、隔壁２７Ｂ、２７Ｃは膨張状態から図３（ａ）に示す中立状態に戻り、チャネル２８Ｂ内のインクに高い圧力がかかり、インクを吐出させる（Ｒｅｌｅａｓｅ）。
【００４８】
以上の駆動方法は、所謂、ＤＲ方式（Ｄｒａｗ−Ｒｅｌｅａｓｅ）である。
【００４９】
第１の駆動パルスＰ１のパルス幅は、上記説明では、１ＡＬとしたが、０．７ＡＬ〜１．３ＡＬの範囲内とすることが好ましい。第１の駆動パルスＰ１の印加開始時のチャネル２８の膨張による負の圧力波が反転し、正の圧力になったときに、チャネル容積の収縮（膨張状態→中立状態）による正の圧力波も足し合わせた形で加わるので、最も効率良く微振動を与えることができる。
【００５０】
また、第２の駆動パルスＰ２のパルス幅も、上記の説明では１ＡＬとしたが、０．７ＡＬ〜１．３ＡＬの範囲内とすることが好ましい。第１の駆動パルスＰ１の印加開始時のチャネル２８の膨張による負の圧力波が反転し、正の圧力になったときに、チャネル容積の収縮（膨張状態→中立状態）による正の圧力波も足し合わせた形で加わるので、最も効率の良い吐出を行うことができる。この範囲を外れると圧力波による吐出効率が下がり、駆動電圧を大きくしなければならない。
【００５１】
前記第１の駆動パルスＰ１の終端と前記第２の駆動パルスＰ２の始端との間隔Ｌは、１．５ＡＬ〜２．５ＡＬとすることにより、第１の駆動パルスＰ１で生じた微振動がキャンセルされた後に第２の駆動パルスＰ２によるインク吐出が行われるので、微振動の圧力波がインク吐出の圧力波に悪影響を与えることがなく、インク射出性が安定する。
【００５２】
また、第１の駆動パルスＰ１の駆動電圧をＶｏｎ１（Ｖ）、第２の駆動パルスＰ２の駆動電圧をＶｏｎ２（Ｖ）としたとき、０．２≦｜Ｖｏｎ１｜／｜Ｖｏｎ２｜≦０．８であることが好ましい。これにより適度の微振動が得られる。
【００５３】
次に、上記した第１の実施形態で、隣り合う３つのチャネルを１組とし、各組内の３つのチャネルを順次駆動させ、同一駆動周期内に複数の駆動パルスを印加してインクを複数連続して吐出させる場合のチャネルの状態と駆動パルスをそれぞれ図４、図５に示す。すなわち、図４で、チャネルＡ１、Ｂ１、Ｃ１、チャネルＡ２、Ｂ２、Ｃ２、チャネルＡ３、Ｂ３、Ｃ３・・・をそれぞれ一つの組として、各組内のＡ相（チャネルＡ１、Ａ２、Ａ３・・・）をまず駆動し、ついでＢ相（チャネルＢ１、Ｂ２、Ｂ３・・・）、その次にＣ相（チャネルＣ１、Ｃ２、Ｃ３・・・）と各相単位で順次、時分割駆動する。また、各相の駆動は、１つの駆動周期内で２つのインク滴を吐出するものとして図示している。
【００５４】
図４は、Ｂ相からインク滴を吐出する際のチャネル変形の状態を示しており、まず、図４（ａ）の中立状態から、図４（ｂ）の第１の駆動パルスＰ１を印加した状態（片壁膨張状態）となり、ついで、第１の駆動パルスＰ１が立ち下がると図４（ａ）の中立状態に戻り、そして、図４（ｃ）の両壁を変形させる第２の駆動パルスＰ２を印加した状態（両壁膨張状態）を経て、図４（ａ）の中立状態に戻り、これを２回繰り返す。
【００５５】
このときの各駆動パルスを図５に示す。まずメニスカスに微振動を起こすために第１の駆動パルスＰ１を印加するが、第１の駆動パルスＰ１は、チャネルＢ１、Ｂ２、Ｂ３・・・の左側の隔壁のみ変形させるので、左側の隔壁に対しては、Ａ相の０（ｖ）とＢ相のＶｏｎ１（ｖ）との電位差、右側の隔壁に対しては、Ｂ相のＶｏｎ１（ｖ）とＣ相のＶｏｎ１（ｖ）との電位差、すなわち、０（ｖ）となる。
【００５６】
一方、Ｂ相のチャネルからインク滴を吐出させるために印加される第２の駆動パルスＰ２は、チャネルＢ１、Ｂ２、Ｂ３・・・の両側の隔壁を変形させる。前述したように隔壁の変形は、両側の電極に印加される電圧の電位差によるので、Ａ相の０（ｖ）とＢ相のＶｏｎ２（ｖ）との電位差、およびＢ相のＶｏｎ２（ｖ）とＣ相の０（ｖ）との電位差により行われる。本発明での駆動パルスはこれら各相に印加される電圧の組み合わせからなる電位差を言う。同様に、以下同様に、Ｃ相のチャネル吐出、Ａ相のチャネル吐出が順次行われる。
【００５７】
以上説明した第１の実施形態は、所謂、ＤＲ方式（Ｄｒａｗ−Ｒｅｌｅａｓｅ）であるが、本発明は、第２の駆動パルスＰ２の後に収縮パルス（第３の駆動パルス）を印加する、所謂、ＤＲＲ方式（Ｄｒａｗ−Ｒｅｌｅａｓｅ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅ）にも適用可能である。
【００５８】
図６は、ＤＲＲ方式で図２の記録ヘッド２を駆動したときのチャネルの状態と、その際の駆動パルスの状態を示す。
【００５９】
図６（ａ）の中立状態から第１の駆動パルスＰ１を印加してチャネル２８Ｂの片側の隔壁を変形させ、約１ＡＬ後中立状態に戻し、ついで約２ＡＬ後に第２の駆動パルスＰ２を印加してチャネル２８Ｂの両側の隔壁を変形させるまでは、ＤＲ方式と同じである。第２の駆動パルスＰ２が約１ＡＬで立ち下がると、その直後にチャネル２８Ｂの容積を収縮させる第３の駆動パルスＰ３（負電圧）を印加する。この状態が図６（ｄ）であり、第２の駆動パルスＰ２の印加開始時のチャネルの膨張による負の圧力波が約１ＡＬで反転し、正の圧力になったとき、第３の駆動パルスＰ３（収縮パルス）を印加することにより、収縮による正の圧力波を足し合わせた形で加えるので、液滴の吐出圧力（吐出速度）が高まり、最も効率の良い吐出力が得られる。
【００６０】
第３の駆動パルスＰ３の印加開始時から約１ＡＬを経過して圧力波が反転しチャネル内が負圧になると、吐出されたメニスカスを引き戻す力が働いて押し出されたインク柱をくびれさせ細くする作用が働く。これに前後して第３の駆動パルスＰ３の印加を終了すると、チャネルが膨張（収縮状態→中立状態）して、さらにメニスカスを引き戻す力が働きインク柱をさらに細らせ、メニスカスからインク柱が早期に分離され、サテライト滴が生じにくくなる。すなわち、インク柱の尾が長く伸びることが抑制されて、サテライト滴を低減できる。なお、サテライト滴とは、チャネルのノズルからインクが吐出され、分離してインク滴となるときに、先頭のインク滴（以下、主滴という）に続いてできる微小な液滴のことである。このサテライト滴は、主滴の着弾位置に対してずれて着弾すると画質の低下につながる。高画質化のためには、このサテライト滴を極力低減することが重要である。
【００６１】
前記第３の駆動パルスＰ３のパルス幅は、０．３ＡＬ〜１．５ＡＬであることが好ましい。これにより、第２の駆動パルスＰ２の始端から発生した圧力波の減衰を小さく保つことができ、メニスカスを大きく揺らすことが可能となり、サテライト低減効果が大きくなる。
【００６２】
さらに、前記第１の駆動パルスＰ１の駆動電圧をＶｏｎ１、前記第３の駆動パルスＰ３の駆動電圧をＶｏｆｆとしたとき、
｜Ｖｏｎ１｜＝｜Ｖｏｆｆ｜
とすることで、１つの電源で両パルスを発生することができ、電源コストを低減できる。
【００６３】
図６の説明では、第３の駆動パルスＰ３は負電圧を印加したが、隔壁の変形は隔壁の両側に印加される電圧の差分で決まるので、第３の駆動パルスＰ３を正電圧とすることもできる。
【００６４】
図７は、全ての駆動パルスを正電圧とし、Ａ、Ｂ、Ｃ３相を３サイクルで駆動し、Ｂ相からインク滴を吐出する場合のチャネルの状態を示し、図８はその際の各駆動パルスの状態を示す。
【００６５】
図７（ａ）の中立状態から第１の駆動パルスＰ１を印加して（図７（ｂ））、Ｂ相のチャネルの片側の隔壁のみを変形させてチャネル容積を小さく膨張させ、これによりメニスカスに微振動を起こさせる。ついで、約２ＡＬの中立状態の後、第２の駆動パルスＰ２を印加して（図７（ｃ））、両側の隔壁を変形させてチャネル容積を膨張させる。この第２の駆動パルスＰ２の立ち下がりの直後に、第３の駆動パルスＰ３を印加して（図７（ｄ））、チャネル容積を収縮させる。
【００６６】
そして、このときの駆動パルスの印加は、図８に示すように、正電圧の組み合わせである。Ｂ相のチャネルからインク滴を吐出する場合を例にとり説明するに、第１の駆動パルスＰ１は、Ｂ相とＣ相のチャネルの電極にＶｏｎ１の正電圧を印加し、Ａ相のチャネル電極を接地する。これにより、Ｂ相のチャネルの片側の隔壁が外側に変形してチャネル容積を小さく膨張させる。
【００６７】
第２の駆動パルスＰ２は、Ｂ相のチャネルの電極にＶｏｎ２の正電圧を印加し、Ａ相、Ｃ相のチャネル電極を接地する。これにより、Ｂ相のチャネルの両側の隔壁が外側に変形する。
【００６８】
ついで、第３の駆動パルスＰ３は、Ａ相とＣ相のチャネルの電極にＶｏｆｆの正電圧を、Ｂ相のチャネルの電極を接地する。これによりＢ相のチャネルの両側の隔壁が内側に変形してＢ相チャネルを収縮させる。
【００６９】
〔第２の形態の記録ヘッド〕
次に、本発明の第２の形態の記録ヘッド２とその駆動方法について説明する。図９は、記録ヘッド２の概略構成を示す図であり、（ａ）は一部断面で示す斜視図、（ｂ）はインク供給部を備えた状態の断面図である。この図９に示す記録ヘッドは、インク吐出チャネルとダミーチャネル（空気チャネル）を交互に配置したダミーチャネル型の記録ヘッドである。ダミーチャネル型の記録ヘッドは、チャネル隔壁が変形しても隣接した他のチャネルに影響を及ぼさないので、時分割駆動の必要がなく、駆動が容易になる。
【００７０】
図９において、ダミーチャネル１２８はインク吐出チャネル２８と交互に配置されており、カバープレート２４は、インク吐出チャネル２８に対応する部分を研削または切削加工などによってインク供給口７７を形成し、ダミーチャネル１２８に対応する部分は切削せず、カバープレート２４で覆ってインクを供給しないように構成されている。また、ノズル形成部材２２には、インク吐出チャネル２８に対応した部分にのみノズル２３が形成されている。その他の構成は図２と同様である。
【００７１】
図１０はダミーチャネル型記録ヘッドの駆動方法を模式的に示す図である。図において、Ａ１、Ａ２、Ａ３・・・はインク吐出チャネルを、ｄ１、ｄ２、ｄ３・・・はダミーチャネルを示す。図１０（ａ）の中立状態ではすべてのチャネルの電極は接地されている。
【００７２】
そして、図１０（ｂ）の第１駆動パルスＰ１による片壁膨張状態では、１つのダミーチャネルｄ２とその両隣のインク吐出チャネルＡ２、Ａ３にＶｏｎ１の正電圧が印加され、その隣のダミーチャネルｄ３は接地で、続いて１つのダミーチャネルｄ４とその両隣のインク吐出チャネルＡ４、Ａ５にＶｏｎ１の正電圧が印加され、以下これが繰り返される。
【００７３】
また、第２駆動パルスＰ２による両壁膨張状態では、図１０（ｃ）に示すように、インク吐出チャネルＡ１、Ａ２、Ａ３・・・の電極にＶｏｎ２の正電圧が印加され、ダミーチャネルｄ１、ｄ２、ｄ３・・・の電極は接地される。
【００７４】
なお、第３の駆動パルスＰ３を印加してチャネル容積を収縮させる時は、インク吐出チャンネルの電極を接地し、ダミーチャネルの電極に正電圧を印加するか、あるいは、インク吐出チャネルに負電圧を印加して、ダミーチャネルの電極を接地すればよい。
【００７５】
このようにダミーチャネル型の記録ヘッドにおいても本発明の駆動方法を適用でき、時分割駆動しなくてもよいので、駆動制御が容易である。
【００７６】
本発明においては、インクの粘度は２５℃において５．０ｍＰａ・ｓ〜５０ｍＰａ・ｓであることが好ましい。本発明は、インク中の固形成分の含有量が多い高粘度インクの場合、間欠射出性の向上効果が大きい。
【００７７】
高分子化合物のインク全量に対する含有量としては、３〜１５質量％の場合に、間欠射出性の向上効果が大きい。ノズル面からインクの揮発成分が揮発した際に、高分子化合物同士でネットワーク構造を形成する場合があるが、このような場合でも本発明により高速駆動時の間欠射出性が良好になる。
【００７８】
このようなインクとしては、高分子化合物を含有する水系インクや非水系インク（溶剤インク）、紫外線硬化インクが上げられる。
【００７９】
非水系インクジェットインクに含有する高分子化合物としては、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂等が挙げられる。
【００８０】
具体的には、ジョンクリル（ジョンソンポリマー社製）、エスレックＰ（積水化学社製）等のアクリル系樹脂、エリーテル（ユニチカ社製）、バイロン（東洋紡社製）等のポリエステル系樹脂、バイロンＵＲ（東洋紡社製）、ＮＴ−ハイラミック（大日精化社製）、クリスボン（大日本インキ化学工業社製）、ニッポラン（日本ポリウレタン社製）等のポリウレタン樹脂、ＳＯＬＢＩＮ（日信化学工業社製）、ビニブラン（日信化学工業社製）、サランラテックス（旭化成ケミカルズ社製）、スミエリート（住友化学社製）、セキスイＰＶＣ（積水化学社製）、ＵＣＡＲ（ダウケミカル社製）等の塩化ビニル系樹脂が挙げられる。
【００８１】
非水系インクジェットインクに含有する溶媒としては、具体的な化合物として、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルキレングリコールモノアルキルエーテル類、エチレングリコールジブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等のアルキレングリコールジアルキルエーテル類、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート等のアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類が挙げられる。
【００８２】
一方、水系インクジェットインクに含有する高分子化合物としては、樹脂微粒子や水溶性樹脂が挙げられる。樹脂微粒子としては例えば、ポリウレタン、ポリスチレン−アクリル、ポリスチレン−ブタジエン、ポリスチレン−マレイン酸、ポリエステル、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリアクリル酸、ポリメタアクリル酸、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、アクリル変性シリコーン樹脂、アクリル変性フッ素樹脂などからなる樹脂微粒子、またはこれらの共重合体およびこれらの塩からなる樹脂微粒子が挙げられ、好ましくは、ポリウレタン、ポリスチレン−アクリル、ポリスチレン−ブタジエン、ポリスチレン−マレイン酸の中の少なくとも一つから選ばれる共重合体が挙げられる。水溶性樹脂としては例えば、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸ハーフエステル共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体等が挙げられる。
【００８３】
水系インクジェットインクに含有する溶媒としては、水性液媒体が好ましく用いられ、水および水溶性有機溶剤等の混合溶媒がさらに好ましく用いられる。好ましく用いられる水溶性有機溶剤の例としては、アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノール）、多価アルコール類（例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコール）、多価アルコールエーテル類（例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル）、アミン類（例えば、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−メチルジエタノールアミン、Ｎ−エチルジエタノールアミン、モルホリン、Ｎ−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミン）、アミド類（例えば、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等）、複素環類（例えば、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、シクロヘキシルピロリドン、２−オキサゾリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等）、スルホキシド類（例えば、ジメチルスルホキシド）等が挙げられる。
【実施例】
【００８４】
以下、実施例によって本発明の効果を例証する。
【００８５】
〔インク：溶剤インク〕
（インク調整方法）
ピグメントレッド１２２を２０部、顔料分散剤であるＤｉｓｐｅｒｂｙｋ−１６１（ビックケミー・ジャパン社製）を１０部、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンを７．８部、プロピレングリコールジアセテートを６２．２部混合し、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズを体積率で６０％充填した横型ビーズミル（アシザワ社製、システムゼータミニ）を用いて分散し、その後ジルコニアビーズを除去して顔料分散体を得た。顔料分散体を６部、高分子化合物（バイロンＵＲ８３００、東洋紡社製）を４部とし、溶媒として１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、プロピレングリコールジアセテートの２種を混合して最終的な粘度が１０ｍＰａ・ｓとなるように調整して混合し、得られたインクを０．８μｍのフィルターによりろ過し、インクを得た。
【００８６】
〔インク：水系インク〕
（インク調整方法）
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３                  １００ｇ
デモールＣ                                          ６３ｇ
ジエチレングリコール                              １００ｇ
イオン交換水                                      １２５ｇ
を混合し、０．３ｍｍのジルコニアビーズを体積率で６０％充填した横型ビーズミル（アシザワ（株）製システムゼータミニ）を用いて分散した後、２０，０００ｒｐｍで３０分間遠心分離処理を行い、顔料分散体を得た。
そして、
顔料分散体                                                      １２０ｇ
ラテックス４（スパーフッレクス４６０、第一工業製薬（株）製）  ５２．６ｇ
エチレングリコール                                              ２００ｇ
トリエチレングリコールモノメチルエーテル                        １２０ｇ
オルフィン１０１０（日信化学（株）製）                              ４ｇ
プロキセルＧＸＬ（ゼネカ社製）                                      ２ｇ
をイオン交換水で１０００ｇに仕上げ、孔径１ミクロンのミリポアフィルターを２度通過させてインクを調製し、最終的な粘度を７ｍＰａ・ｓとした。
【００８７】
〔記録ヘッド〕
記録ヘッドとして図２に示す構造で、ノズル孔径２０μｍ、駆動周波数１０ｋＨｚ、ノズル数１２８の記録ヘッドを用い、表１の実施条件によって実験を行った。
【００８８】
〔評価項目〕
〈射出安定性の評価〉
２０℃、３０％ＲＨの環境下で、ノズル孔径２０μｍ、駆動周波数１０ｋＨｚ、ノズル数１２８のピエゾ型ヘッドを備えたインクジェットプリンタにそれぞれのインクセットを装着し、１滴当たり１２ｐｌを吐出する条件で、クリーニングをせずに１時間連続して吐出を続けた後の状態を目視観察し、下記に示す基準に従って射出安定性を評価した。
【００８９】
◎：全ノズルから正常に出射
○：１〜３ノズルに目詰まりが見られるが、ノズル面からの１回の吸引クリーニン          グにより回復
×：１回の吸引クリーニングでは回復不可能な目詰まりが発生
＜間欠射出性の評価＞
２０℃、３０％ＲＨの環境下で、ノズル孔径２０μｍ、駆動周波数１０ｋＨｚ、ノズル数１２８のピエゾ型ヘッドを備えたインクジェットプリンタにそれぞれのインクセットを装着し、１滴当たり１２ｐｌを吐出する条件で、（１）１０秒間連続して吐出し、ついで（２）所定の時間吐出を休止した後、（３）再度１０秒間の連続吐出を行った。この際、（２）の休止時間の長さを０．５秒から５秒まで０．５秒間隔で段階的に変更し、（３）の再吐出の最初で、吐出方向に乱れがなく、安定した再吐出を行うことができる休止時間を求め、下記の基準にしたがって間欠吐出安定性の評価を行った。
【００９０】
◎：休止時間が５秒でも安定して吐出した。
【００９１】
○：休止時間が２．５秒以上、４．５秒以下の範囲で安定に吐出したが、５秒以上
では吐出乱れが一部のノズルで発生した。
【００９２】
×：休止時間が２秒以下でも吐出乱れが発生した。
【００９３】
〔比較例〕
インク、記録ヘッドは実施例と同一のものを用い、駆動方法をＤＲ方式で、第１の駆動パルスをチャネルの両壁を膨張させるように印加した。
【００９４】
【表１】
0005381488.tif 000002
【００９５】
表１より明らかなとおり、本発明の駆動方法では、射出安定性も間欠射出性も良好な結果を得たが、従来の駆動方法で行った比較例１では、射出安定性も間欠射出性も充分ではなかった。
【符号の説明】
【００９６】
１  インクジェット記録装置
２  記録ヘッド
２３  ノズル
２７  隔壁
２８  チャネル（インク吐出チャネル）
１２８  ダミーチャネル
２９  電極
１００  駆動パルス発生手段
Ｐ１  第１の駆動パルス（片側膨張パルス）
Ｐ２  第２の駆動パルス（両側膨張パルス）
Ｐ３  第３の駆動パルス（収縮パルス）
【図１】
0005381488.tif 000003
【図２】
0005381488.tif 000004
【図３】
0005381488.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005381488.tif 000009
【図８】
0005381488.tif 000010
【図９】
0005381488.tif 000011
【図１０】
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