(57)【要約】本発明は、ＡＬ値に対するロバスト性の高い駆動波形によってヘッドをマルチドロップ方式で駆動でき、高品質の画像を形成できるようにすることを課題とし、上記課題は、駆動波形は、圧力室の容積を複数回変動させる複数の駆動パルスを有し、１発目の液滴を吐出するための駆動パルスは、圧力室を容積変動させて圧力室内に２つ以上の重なった圧力波を励起させ、１発目の液滴の吐出時に圧力室内に励起される圧力波振動と、その事前動作によって圧力室内に励起される圧力波振動とは、−０．６ＡＬ以上０．６ＡＬ以下の位相ずれを有し、続く２発目の液滴を吐出するための駆動パルスは、圧力室を容積変動させて圧力室内に２つ以上の重なった圧力波を励起させ、２発目の液滴の吐出時に圧力室内に励起される圧力波振動と、その事前動作によって圧力室内に励起される圧力波振動及び１発目の液滴の吐出によって圧力室内に残存する残響圧力波振動の合成振動とは、１発目の液滴の吐出時における位相ずれに対して逆方向の位相ずれを有していることで解決される。
2017099021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動波形の印加による圧力発生手段の駆動によって圧力室の容積を変動させ、該圧力室内の液体に吐出のための圧力を付与し、ノズルから液滴を吐出させるインクジェットヘッドと、
前記圧力発生手段に対して前記駆動波形を出力する駆動制御部とを備え、
前記駆動制御部は、前記圧力室の容積を複数回変動させることにより前記ノズルから複数の前記液滴を吐出させ、飛翔中に合一又は記録媒体上の同一画素内に着弾させるための複数の駆動パルスを有する駆動波形を出力し、
複数の前記液滴のうちの１発目の前記液滴を吐出するための少なくとも一つ以上の前記駆動パルスは、前記圧力室を容積変動させて該圧力室内に２つ以上の重なった圧力波を励起させ、１発目の前記液滴の吐出時に前記圧力室内に励起される圧力波振動と、その事前動作によって前記圧力室内に励起される圧力波振動とは、前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の１／２をＡＬとしたとき、−０．６ＡＬ以上０．６ＡＬ以下の位相ずれを有しており、
続く２発目の前記液滴を吐出するための少なくとも一つ以上の前記駆動パルスは、前記圧力室を容積変動させて該圧力室内に２つ以上の重なった圧力波を励起させ、２発目の前記液滴の吐出時に前記圧力室内に励起される圧力波振動と、その事前動作によって前記圧力室内に励起される圧力波振動及び前記１発目の前記液滴の吐出によって前記圧力室内に残存する残響圧力波振動の合成振動とは、１発目の前記液滴の吐出時における前記位相ずれに対して逆方向の位相ずれを有しているインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記駆動波形は、１発目の前記液滴を吐出するための前記駆動パルスとして、前記圧力室の容積を一定時間膨張させる第１の膨張パルスと、該第１の膨張パルスの印加終了に同期して印加され、前記圧力室の容積を一定時間収縮させる第１の収縮パルスとを有し、
前記第１の膨張パルスのパルス幅は、０．４ＡＬ以上０．８ＡＬ以下又は１．２ＡＬ以上１．６ＡＬ以下であり、
前記第１の収縮パルスのパルス幅は、０．５ＡＬである請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記駆動波形は、２発目の前記液滴を吐出するための前記駆動パルスとして、前記圧力室の容積を一定時間膨張させる第２の膨張パルスを有し、
前記第２の膨張パルスの立ち上がりによって前記圧力室内に励起される圧力波振動及び前記１発目の前記液滴の吐出によって前記圧力室内に残存する前記残響圧力波振動の合成振動と、前記第２の膨張パルスの立ち下がりによって前記圧力室内に励起される圧力波振動との位相ずれが、前記第１の膨張パルスのパルス幅が０．４ＡＬ以上０．８ＡＬ以下の場合に、０ＡＬ以上１．５ＡＬ以下であり、前記第１の膨張パルスのパルス幅が１．２ＡＬ以上１．６ＡＬ以下の場合に、−０．５ＡＬ以上０ＡＬ以下である請求項２記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記第１の膨張パルスのパルス幅は、０．４ＡＬ以上０．８ＡＬ以下であり、
前記第２の膨張パルスのパルス幅は、１．２ＡＬより大きく１．９ＡＬ以下である請求項３記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記第１の膨張パルスのパルス幅は、１．２ＡＬ以上１．６ＡＬ以下であり、
前記第２の膨張パルスのパルス幅は、０．８ＡＬ以上１．１ＡＬ以下である請求項３記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記駆動波形は、前記第２の膨張パルスの後に、前記圧力室の容積を一定時間収縮させ、前記圧力室内に残存する残響圧力波振動をキャンセルする第２の収縮パルスを有する請求項３、４又は５記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記第２の収縮パルスは、前記第２の膨張パルスの印加終了に同期して印加され、２ＡＬのパルス幅を有する請求項６記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記第２の収縮パルスは、前記第２の膨張パルスの印加終了後に１ＡＬの休止時間をおいて印加され、１ＡＬのパルス幅を有する請求項６記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
前記第２の収縮パルスは、前記第２の膨張パルスの印加終了に同期して印加され、０．５ＡＬのパルス幅を有し、
前記駆動波形は、前記第２の収縮パルスの印加終了後、０．５ＡＬの休止時間をおいて印加され、前記圧力室の容積を一定時間収縮させる１ＡＬのパルス幅の第３の収縮パルスを有する請求項６記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】
前記駆動波形は、矩形波である請求項１〜９の何れかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１１】
前記インクジェットヘッドは、前記圧力発生手段がシアモードで駆動するシアモード型のインクジェットヘッドである請求項１〜１０の何れかに記載のインクジェット記録装置。
【請求項１２】
駆動波形の印加によってインクジェットヘッドの圧力発生手段を駆動させることにより圧力室の容積を複数回変動させ、該圧力室内の液体に吐出のための圧力を付与し、ノズルから複数の液滴を吐出させ、飛翔中に合一又は記録媒体上の同一画素内に着弾させるインクジェットヘッドの駆動方法であって、
前記駆動波形として、前記圧力室の容積を複数回変動させることにより前記ノズルから複数の前記液滴を吐出させるための複数の駆動パルスを用い、
複数の前記液滴のうちの１発目の前記液滴を吐出するための少なくとも一つ以上の前記駆動パルスを、前記圧力室を容積変動させて該圧力室内に２つ以上の重なった圧力波を励起させるものとし、１発目の前記液滴の吐出時に前記圧力室内に励起される圧力波振動と、その事前動作によって前記圧力室内に励起される圧力波振動とを、前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の１／２をＡＬとしたとき、−０．６ＡＬ以上０．６ＡＬ以下の位相ずれを有するものとし、
続く２発目の前記液滴を吐出するための少なくとも一つ以上の前記駆動パルスを、前記圧力室を容積変動させて該圧力室内に２つ以上の重なった圧力波を励起させるものとし、２発目の前記液滴の吐出時に前記圧力室内に励起される圧力波振動と、その事前動作によって前記圧力室内に励起される圧力波振動及び前記１発目の前記液滴の吐出によって前記圧力室内に残存する残響圧力波振動の合成振動とは、１発目の前記液滴の吐出時における前記位相ずれに対して逆方向の位相ずれを有するものとするインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項１３】
前記１発目の液滴を吐出させるための駆動パルスとして、前記圧力室の容積を一定時間膨張させる第１の膨張パルスと、該第１の膨張パルスの印加終了に同期して印加され、前記圧力室の容積を一定時間収縮させる第１の収縮パルスとを用い、
前記第１の膨張パルスのパルス幅を、０．４ＡＬ以上０．８ＡＬ以下又は１．２ＡＬ以上１．６ＡＬ以下とし、
前記第１の収縮パルスのパルス幅を、０．５ＡＬとする請求項１２記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項１４】
前記２発目の液滴を吐出させるための駆動パルスとして、前記圧力室の容積を一定時間膨張させる第２の膨張パルスを用い、
前記第２の膨張パルスの立ち上がりによって前記圧力室内に励起される圧力波振動及び前記１発目の前記液滴の吐出によって前記圧力室内に残存する前記残響圧力波振動の合成振動と、前記第２の膨張パルスの立ち下がりによって前記圧力室内に励起される圧力波振動との位相ずれを、前記第１の膨張パルスのパルス幅が０．４ＡＬ以上０．８ＡＬ以下の場合に、０ＡＬ以上１．５ＡＬ以下とし、前記第１の膨張パルスのパルス幅が１．２ＡＬ以上１．６ＡＬ以下の場合に、−０．５ＡＬ以上０ＡＬ以下とする請求項１３記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項１５】
前記第１の膨張パルスのパルス幅を、０．４ＡＬ以上０．８ＡＬ以下とし、
前記第２の膨張パルスのパルス幅を、１．２ＡＬより大きく１．９ＡＬ以下とする請求項１４記載のインクジェットヘッドの駆動装置。
【請求項１６】
前記第１の膨張パルスのパルス幅を、１．２ＡＬ以上１．６ＡＬ以下とし、
前記第２の膨張パルスのパルス幅を、０．８ＡＬ以上１．１ＡＬ以下とする請求項１４記載のインクジェットヘッドの駆動装置。
【請求項１７】
前記駆動波形として、前記第２の膨張パルスの後に、前記圧力室の容積を一定時間収縮させ、前記圧力室内に励起される残響圧力波振動をキャンセルする第２の収縮パルスを用いる請求項１４、１５又は１６記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項１８】
前記第２の収縮パルスを、前記第２の膨張パルスの印加終了に同期して印加し、２ＡＬのパルス幅とする請求項１７記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項１９】
前記第２の収縮パルスを、１ＡＬのパルス幅とし、前記第２の膨張パルスの印加終了後に１ＡＬの休止時間をおいて印加する請求項１７記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項２０】
前記第２の収縮パルスを、０．５ＡＬのパルス幅とし、前記第２の膨張パルスの印加終了に同期して印加し、
前記駆動波形として、前記圧力室の容積を一定時間収縮させる１ＡＬのパルス幅の第３の収縮パルスを、前記第２の収縮パルスの印加終了後、０．５ＡＬの休止時間をおいて印加する請求項１７記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項２１】
前記駆動波形を、矩形波とする請求項１２〜２０の何れかに記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項２２】
前記インクジェットヘッドとして、前記圧力発生手段がシアモードで駆動するシアモード型のインクジェットヘッドを用いる請求項１２〜２１の何れかに記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項２３】
インクジェットヘッドの圧力発生手段に印加することによって該圧力発生手段を駆動させ、圧力室の容積を複数回変動させてノズルから複数の液滴を吐出させ、飛翔中に合一又は記録媒体上の同一画素内に着弾させるための複数の駆動パルスを有する駆動波形の設計方法であって、
複数の前記液滴のうちの１発目の前記液滴を吐出するための少なくとも一つ以上の前記駆動パルスを、前記圧力室を容積変動させて該圧力室内に２つ以上の重なった圧力波を励起させるものとし、１発目の前記液滴の吐出時に前記圧力室内に励起される圧力波振動と、その事前動作によって前記圧力室内に励起される圧力波振動とを、前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の１／２をＡＬとしたとき、−０．６ＡＬ以上０．６ＡＬ以下の位相ずれを有するものとし、
続く２発目の前記液滴を吐出するための少なくとも一つ以上の前記駆動パルスを、前記圧力室を容積変動させて該圧力室内に２つ以上の重なった圧力波を励起させるものとし、２発目の前記液滴の吐出時に前記圧力室内に励起される圧力波振動と、その事前動作によって前記圧力室内に励起される圧力波振動及び前記１発目の前記液滴の吐出によって前記圧力室内に残存する残響圧力波振動の合成振動とは、１発目の前記液滴の吐出時における前記位相ずれに対して逆方向の位相ずれを有するものとする駆動波形の設計方法。
【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装置、インクジェットヘッドの駆動方法及び駆動波形の設計方法に関し、詳しくは、ＡＬ値に対するロバスト性の高い駆動波形によってインクジェットヘッドをマルチドロップ方式で駆動でき、高品質の画像を形成することができるインクジェット記録装置、インクジェットヘッドの駆動方法及び駆動波形の設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、階調性に優れたインクジェット画像を形成するため、１つのインクジェットヘッドから異なる液量の液滴を打ち分けるマルチドロップの必要性が高まってきている。【０００３】
同一のノズルから異なる液量の液滴を打ち分ける方法として、１画素周期内に同一の駆動パルスを繰り返し印加することにより、同一のノズルから複数の液滴を連続吐出させ、記録媒体上の同一画素内に着弾させる方法が知られている（特許文献１）。駆動パルスの印加数を異ならせることにより、１画素のドット径を異ならせることができる。しかし、この方法では１画素のドット径を大きくする程、駆動周期が長くなる問題がある。【０００４】
一方、マルチドロップ方式の駆動波形として、圧力室の容積を一定時間膨張させる第１の膨張パルス、圧力室の容積を一定時間収縮させる第１の収縮パルス、圧力室の容積を一定時間膨張させる第２の膨張パルス、圧力室の容積を一定時間収縮させる第２の収縮パルスの各駆動パルスをこの順に有するものが本願出願人により提案されている（特許文献２）。【０００５】
この駆動波形の駆動パルスをインクジェットヘッドの圧力発生手段に印加すると、圧力室の容積が複数回変動することで、同一のノズルから２以上の液滴が連続して吐出される。そして、各液滴を飛翔中に合一させ、または記録媒体上の同一画素内に着弾させることで、駆動周期を長くすることなく、１画素のドット径を大きくすることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１５８０３号公報
【特許文献２】国際公開第２０１５／１５２１８５号
【特許文献３】特開２００１−３２８２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者は、マルチドロップ方式の駆動波形について更に検討を加えたところ、以下の新たな課題を見出した。【０００８】
駆動波形における各駆動パルスのパルス幅は、液量や液滴速度等の射出特性が狙った特性となるように、インクジェットヘッドの圧力室に固有の圧力波の音響的共振周期に基づいて設定される。この音響的共振周期の１／２をＡＬとすると、射出特性を決定するパルス幅はＡＬ値によって規定される。【０００９】
しかし、一般にインクジェットヘッドは、製造方法や材料等に起因して、圧力室形状にある程度のばらつきを有している。このため、ＡＬ値も圧力室毎、ノズル列毎、インクジェットヘッド毎等にばらつきを有している。従って、狙った射出特性となることを意図してパルス幅を一様に設定しても、圧力室毎、ノズル列毎、インクジェットヘッド毎等のＡＬ値のばらつきによって射出特性にばらつきが発生する場合がある。この射出特性のばらつきは、ノズル面と記録媒体との間の距離（ギャップ）が大きくなる程、すなわち液滴の飛翔距離が長くなる程、液滴の着弾位置ずれを引き起こし易くなり、画像を乱す原因となる。特に布帛にインクジェット画像を形成する捺染装置の場合、一般の記録装置に比べてギャップが大きくなるため、ＡＬ値のばらつきに起因する射出特性のばらつきの影響は大きくなる。【００１０】
図１５は、同一のインクジェットヘッドを用いて、ノズルから１滴の液滴を吐出させる一般的な駆動パルスを印加することによって各ノズルからそれぞれ１滴ずつ液滴（小液滴：７ｐｌ）を吐出させて着弾させた場合と、特許文献２記載のマルチドロップ方式の駆動パルスと上記一般的な駆動パルスを連続印加することによって各ノズルから液滴（中液滴：１８ｐｌ）を吐出させて着弾させた場合とを比較した図である。ギャップは３ｍｍである。【００１１】
この場合、小液滴の着弾位置が横一列に揃うように、インクジェットヘッドに印加する駆動パルスの電圧値が調整されている。従って、小液滴は当然に着弾位置ずれがほとんど発生しないのに対し、中液滴は着弾ずれが発生している。この原因について本発明者が鋭意検討したところ、マルチドロップ方式の駆動パルスが、ＡＬ値のばらつきに対して不安定であり、射出特性のばらつきを発生させ易いものであることがわかった。【００１２】
一般に、中液滴の着弾位置ずれは、中液滴の駆動パルスの電圧値によって調整可能である。しかし、インクジェットヘッドは小液滴、中液滴に共通であるため、液滴の大小にかかわらず一定の電圧値を設定せざるを得ない。このため、マルチドロップ方式の駆動パルスを、圧力室毎、ノズル列毎、インクジェットヘッド毎等のＡＬ値にばらつきがあっても、射出特性のばらつきを抑えることができるロバスト性の高いものとすることが必要である。【００１３】
ここで、駆動波形のロバスト性について説明する。図１６〜図１８は、ＡＬ値に対するロバスト性を説明する説明図である。各図中の（ａ）は、インクジェットヘッドの圧力室の容積を膨張させる膨張パルスと、圧力室の容積を収縮させる収縮パルスを有し、ノズルから１滴の液滴を吐出させる駆動波形のそれぞれ一例を示す図、（ｂ）は、ＡＬ値のばらつきに対する液滴速度の変化を示すグラフ、（ｃ）は、その駆動波形によるノズル内のメニスカスの振動速度を示すグラフである。メニスカスの振動は、圧力室内に正の圧力波が発生している場合は＋側（ノズル外に突出する方向）、負の圧力波が発生している場合は−側（ノズル内に引っ込む方向）となる。【００１４】
これらの駆動波形は、何れも膨張パルスの立ち下がりに同期する収縮パルスの立ち下がりによってノズルから１滴の液滴を吐出させるものである。図１６に示すように、この膨張パルスのパルス幅を１．０ＡＬに設定すると、膨張パルスの立ち上がりパルスＰ１０で圧力室内に励起される圧力波振動と、立ち下がりパルスＰ２０で圧力室内に励起される圧力波振動の位相とは一致する。このため、各圧力波振動の合成振動によって、圧力室内の液体に効率的に吐出圧力を付与できる。この場合、各圧力波振動のピークが一致するため、ＡＬ値のばらつきによって各圧力波振動相互に位相ずれが発生しても、それによる合成振動の変化は小さい。このため、液滴速度の変化のグラフは横ばいとなる。すなわち、ＡＬ値に対する液滴速度の変化は非常に鈍感となるため、ＡＬ値のばらつきに対するロバスト性は高い。なお、Ｐ３０は、収縮パルスの立ち上がりパルスである。【００１５】
一方、図１７、図１８に示すように、液滴を吐出するための膨張パルスのパルス幅を０．５ＡＬ又は１．５ＡＬに設定すると、膨張パルスの立ち上がりパルスＰ１０で圧力室内に励起される圧力波振動の位相と、立ち下がりパルスＰ２０で圧力室内に励起される圧力波振動の位相とは一致しない。膨張パルスの立ち下がりパルスＰ２０で発生した圧力波振動の位相は、膨張パルスの立ち上がりパルスＰ１０で発生した圧力波振動の位相に対して、図１７では早い方（左方向）、図１８では遅い方（右方向）にずれる。その結果、ＡＬ値のばらつきによる合成振動の変化が大きくなり、液滴速度の変化のグラフは横ばいにならない。図１７では右肩下がりのグラフとなり、速度変動は負の相関を持つ。また、図１８では右肩上がりのグラフとなり、速度変動は正の相関を持つ。何れもＡＬ値に対する液滴速度の変化は敏感となるため、ＡＬ値のばらつきに対するロバスト性は低下する。【００１６】
このように、液滴を吐出するための膨張パルスのパルス幅を１．０ＡＬに設定することで、ＡＬ値に対するロバスト性の高い駆動波形とすることができる。しかし、これはノズルから１滴の液滴吐出を行う場合である。特許文献２記載のようなマルチドロップ方式の駆動波形の場合、圧力室の容積を複数回変動させるため、圧力室内に励起される圧力波振動の重なりはより複雑となる。しかも、マルチドロップ方式では、複数の液滴によって１画素を形成するため、膨張パルスは１滴の液滴のみを吐出する場合のように１．０ＡＬに設定されるとは限らない。このため、液滴を吐出するための膨張パルスのパルス幅が１ＡＬでない場合でも、インクジェットヘッドを、ＡＬ値に対するロバスト性の高い駆動波形によってマルチドロップ方式で駆動できることが望まれる。【００１７】
なお、特許文献３は、駆動波形の各節で発生する圧力波振動の位相を合わせることを開示するが、２０μｍ以下の微小液滴を吐出するものであり、ＡＬ値に対するロバスト性の高いマルチドロップ方式の駆動波形を開示するものではない。【００１８】
そこで、本発明は、ＡＬ値に対するロバスト性の高い駆動波形によってインクジェットヘッドをマルチドロップ方式で駆動でき、高品質の画像を形成することができるインクジェット記録装置を提供することを課題とする。【００１９】
また、本発明は、ＡＬ値に対するロバスト性の高い駆動波形によってインクジェットヘッドをマルチドロップ方式で駆動でき、高品質の画像を形成することができるインクジェットヘッドの駆動方法を提供することを課題とする。【００２０】
さらに、本発明は、ＡＬ値に対するロバスト性の高いマルチドロップ方式の駆動波形を設計できる駆動波形の設計方法を提供することを課題とする。【００２１】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。【００２３】
１．駆動波形の印加による圧力発生手段の駆動によって圧力室の容積を変動させ、該圧力室内の液体に吐出のための圧力を付与し、ノズルから液滴を吐出させるインクジェットヘッドと、
前記圧力発生手段に対して前記駆動波形を出力する駆動制御部とを備え、
前記駆動制御部は、前記圧力室の容積を複数回変動させることにより前記ノズルから複数の前記液滴を吐出させ、飛翔中に合一又は記録媒体上の同一画素内に着弾させるための複数の駆動パルスを有する駆動波形を出力し、
複数の前記液滴のうちの１発目の前記液滴を吐出するための少なくとも一つ以上の前記駆動パルスは、前記圧力室を容積変動させて該圧力室内に２つ以上の重なった圧力波を励起させ、１発目の前記液滴の吐出時に前記圧力室内に励起される圧力波振動と、その事前動作によって前記圧力室内に励起される圧力波振動とは、前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の１／２をＡＬとしたとき、−０．６ＡＬ以上０．６ＡＬ以下の位相ずれを有しており、
続く２発目の前記液滴を吐出するための少なくとも一つ以上の前記駆動パルスは、前記圧力室を容積変動させて該圧力室内に２つ以上の重なった圧力波を励起させ、２発目の前記液滴の吐出時に前記圧力室内に励起される圧力波振動と、その事前動作によって前記圧力室内に励起される圧力波振動及び前記１発目の前記液滴の吐出によって前記圧力室内に残存する残響圧力波振動の合成振動とは、１発目の前記液滴の吐出時における前記位相ずれに対して逆方向の位相ずれを有しているインクジェット記録装置。
２．前記駆動波形は、１発目の前記液滴を吐出するための前記駆動パルスとして、前記圧力室の容積を一定時間膨張させる第１の膨張パルスと、該第１の膨張パルスの印加終了に同期して印加され、前記圧力室の容積を一定時間収縮させる第１の収縮パルスとを有し、
前記第１の膨張パルスのパルス幅は、０．４ＡＬ以上０．８ＡＬ以下又は１．２ＡＬ以上１．６ＡＬ以下であり、
前記第１の収縮パルスのパルス幅は、０．５ＡＬである前記１記載のインクジェット記録装置。
３．前記駆動波形は、２発目の前記液滴を吐出するための前記駆動パルスとして、前記圧力室の容積を一定時間膨張させる第２の膨張パルスを有し、
前記第２の膨張パルスの立ち上がりによって前記圧力室内に励起される圧力波振動及び前記１発目の前記液滴の吐出によって前記圧力室内に残存する前記残響圧力波振動の合成振動と、前記第２の膨張パルスの立ち下がりによって前記圧力室内に励起される圧力波振動との位相ずれが、前記第１の膨張パルスのパルス幅が０．４ＡＬ以上０．８ＡＬ以下の場合に、０ＡＬ以上１．５ＡＬ以下であり、前記第１の膨張パルスのパルス幅が１．２ＡＬ以上１．６ＡＬ以下の場合に、−０．５ＡＬ以上０ＡＬ以下である前記２記載のインクジェット記録装置。
４．前記第１の膨張パルスのパルス幅は、０．４ＡＬ以上０．８ＡＬ以下であり、
前記第２の膨張パルスのパルス幅は、１．２ＡＬより大きく１．９ＡＬ以下である前記３記載のインクジェット記録装置。
５．前記第１の膨張パルスのパルス幅は、１．２ＡＬ以上１．６ＡＬ以下であり、
前記第２の膨張パルスのパルス幅は、０．８ＡＬ以上１．１ＡＬ以下である前記３記載のインクジェット記録装置。
６．前記駆動波形は、前記第２の膨張パルスの後に、前記圧力室の容積を一定時間収縮させ、前記圧力室内に残存する残響圧力波振動をキャンセルする第２の収縮パルスを有する前記３、４又は５記載のインクジェット記録装置。
７．前記第２の収縮パルスは、前記第２の膨張パルスの印加終了に同期して印加され、２ＡＬのパルス幅を有する前記６記載のインクジェット記録装置。
８．前記第２の収縮パルスは、前記第２の膨張パルスの印加終了後に１ＡＬの休止時間をおいて印加され、１ＡＬのパルス幅を有する前記６記載のインクジェット記録装置。
９．前記第２の収縮パルスは、前記第２の膨張パルスの印加終了に同期して印加され、０．５ＡＬのパルス幅を有し、
前記駆動波形は、前記第２の収縮パルスの印加終了後、０．５ＡＬの休止時間をおいて印加され、前記圧力室の容積を一定時間収縮させる１ＡＬのパルス幅の第３の収縮パルスを有する前記６記載のインクジェット記録装置。
１０．前記駆動波形は、矩形波である前記１〜９の何れかに記載のインクジェット記録装置。
１１．前記インクジェットヘッドは、前記圧力発生手段がシアモードで駆動するシアモード型のインクジェットヘッドである前記１〜１０の何れかに記載のインクジェット記録装置。
１２．駆動波形の印加によってインクジェットヘッドの圧力発生手段を駆動させることにより圧力室の容積を複数回変動させ、該圧力室内の液体に吐出のための圧力を付与し、ノズルから複数の液滴を吐出させ、飛翔中に合一又は記録媒体上の同一画素内に着弾させるインクジェットヘッドの駆動方法であって、
前記駆動波形として、前記圧力室の容積を複数回変動させることにより前記ノズルから複数の前記液滴を吐出させるための複数の駆動パルスを用い、
複数の前記液滴のうちの１発目の前記液滴を吐出するための少なくとも一つ以上の前記駆動パルスを、前記圧力室を容積変動させて該圧力室内に２つ以上の重なった圧力波を励起させるものとし、１発目の前記液滴の吐出時に前記圧力室内に励起される圧力波振動と、その事前動作によって前記圧力室内に励起される圧力波振動とを、前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の１／２をＡＬとしたとき、−０．６ＡＬ以上０．６ＡＬ以下の位相ずれを有するものとし、
続く２発目の前記液滴を吐出するための少なくとも一つ以上の前記駆動パルスを、前記圧力室を容積変動させて該圧力室内に２つ以上の重なった圧力波を励起させるものとし、２発目の前記液滴の吐出時に前記圧力室内に励起される圧力波振動と、その事前動作によって前記圧力室内に励起される圧力波振動及び前記１発目の前記液滴の吐出によって前記圧力室内に残存する残響圧力波振動の合成振動とは、１発目の前記液滴の吐出時における前記位相ずれに対して逆方向の位相ずれを有するものとするインクジェットヘッドの駆動方法。
１３．前記１発目の液滴を吐出させるための駆動パルスとして、前記圧力室の容積を一定時間膨張させる第１の膨張パルスと、該第１の膨張パルスの印加終了に同期して印加され、前記圧力室の容積を一定時間収縮させる第１の収縮パルスとを用い、
前記第１の膨張パルスのパルス幅を、０．４ＡＬ以上０．８ＡＬ以下又は１．２ＡＬ以上１．６ＡＬ以下とし、
前記第１の収縮パルスのパルス幅を、０．５ＡＬとする前記１２記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
１４．前記２発目の液滴を吐出させるための駆動パルスとして、前記圧力室の容積を一定時間膨張させる第２の膨張パルスを用い、
前記第２の膨張パルスの立ち上がりによって前記圧力室内に励起される圧力波振動及び前記１発目の前記液滴の吐出によって前記圧力室内に残存する前記残響圧力波振動の合成振動と、前記第２の膨張パルスの立ち下がりによって前記圧力室内に励起される圧力波振動との位相ずれを、前記第１の膨張パルスのパルス幅が０．４ＡＬ以上０．８ＡＬ以下の場合に、０ＡＬ以上１．５ＡＬ以下とし、前記第１の膨張パルスのパルス幅が１．２ＡＬ以上１．６ＡＬ以下の場合に、−０．５ＡＬ以上０ＡＬ以下とする前記１３記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
１５．前記第１の膨張パルスのパルス幅を、０．４ＡＬ以上０．８ＡＬ以下とし、
前記第２の膨張パルスのパルス幅を、１．２ＡＬより大きく１．９ＡＬ以下とする前記１４記載のインクジェットヘッドの駆動装置。
１６．前記第１の膨張パルスのパルス幅を、１．２ＡＬ以上１．６ＡＬ以下とし、
前記第２の膨張パルスのパルス幅を、０．８ＡＬ以上１．１ＡＬ以下とする前記１４記載のインクジェットヘッドの駆動装置。
１７．前記駆動波形として、前記第２の膨張パルスの後に、前記圧力室の容積を一定時間収縮させ、前記圧力室内に励起される残響圧力波振動をキャンセルする第２の収縮パルスを用いる前記１４、１５又は１６記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
１８．前記第２の収縮パルスを、前記第２の膨張パルスの印加終了に同期して印加し、２ＡＬのパルス幅とする前記１７記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
１９．前記第２の収縮パルスを、１ＡＬのパルス幅とし、前記第２の膨張パルスの印加終了後に１ＡＬの休止時間をおいて印加する前記１７記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
２０．前記第２の収縮パルスを、０．５ＡＬのパルス幅とし、前記第２の膨張パルスの印加終了に同期して印加し、
前記駆動波形として、前記圧力室の容積を一定時間収縮させる１ＡＬのパルス幅の第３の収縮パルスを、前記第２の収縮パルスの印加終了後、０．５ＡＬの休止時間をおいて印加する前記１７記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
２１．前記駆動波形を、矩形波とする前記１２〜２０の何れかに記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
２２．前記インクジェットヘッドとして、前記圧力発生手段がシアモードで駆動するシアモード型のインクジェットヘッドを用いる前記１２〜２１の何れかに記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
２３．インクジェットヘッドの圧力発生手段に印加することによって該圧力発生手段を駆動させ、圧力室の容積を複数回変動させてノズルから複数の液滴を吐出させ、飛翔中に合一又は記録媒体上の同一画素内に着弾させるための複数の駆動パルスを有する駆動波形の設計方法であって、
複数の前記液滴のうちの１発目の前記液滴を吐出するための少なくとも一つ以上の前記駆動パルスを、前記圧力室を容積変動させて該圧力室内に２つ以上の重なった圧力波を励起させるものとし、１発目の前記液滴の吐出時に前記圧力室内に励起される圧力波振動と、その事前動作によって前記圧力室内に励起される圧力波振動とを、前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の１／２をＡＬとしたとき、−０．６ＡＬ以上０．６ＡＬ以下の位相ずれを有するものとし、
続く２発目の前記液滴を吐出するための少なくとも一つ以上の前記駆動パルスを、前記圧力室を容積変動させて該圧力室内に２つ以上の重なった圧力波を励起させるものとし、２発目の前記液滴の吐出時に前記圧力室内に励起される圧力波振動と、その事前動作によって前記圧力室内に励起される圧力波振動及び前記１発目の前記液滴の吐出によって前記圧力室内に残存する残響圧力波振動の合成振動とは、１発目の前記液滴の吐出時における前記位相ずれに対して逆方向の位相ずれを有するものとする駆動波形の設計方法。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ＡＬ値に対するロバスト性の高い駆動波形によってインクジェットヘッドをマルチドロップ方式で駆動でき、高品質の画像を形成することができるインクジェット記録装置を提供することができる。【００２５】
また、本発明によれば、ＡＬ値に対するロバスト性の高い駆動波形によってインクジェットヘッドをマルチドロップ方式で駆動でき、高品質の画像を形成することができるインクジェットヘッドの駆動方法を提供することができる。【００２６】
さらに、本発明によれば、ＡＬ値に対するロバスト性の高いマルチドロップ方式の駆動波形を設計できる駆動波形の設計方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態を示す概略構成図
【図２】インクジェットヘッドの一実施形態を示す図であり、（ａ）は外観を断面で示す斜視図、（ｂ）は側面から見た断面図
【図３】駆動制御部において生成される駆動波形としてのマルチドロップ方式の駆動波形の一実施形態を説明する図
【図４】（ａ）〜（ｃ）は駆動波形を印加したときのインクジェットヘッドの動作を説明する図
【図５】図３に示す駆動波形を印加したときにノズルから吐出される液滴の概念図
【図６】本発明外の駆動波形を印加した時に圧力室内に励起される圧力波振動の振動速度を示し、（ａ）は全体の様子、（ｂ）は２発目に着目した様子を示すグラフ
【図７】本発明外の駆動波形におけるＡＬ値に対する液滴速度の速度変化率を示すグラフ
【図８】本発明内の駆動波形を印加した時に圧力室内に励起される圧力波振動の振動速度を示し、（ａ）は全体の様子、（ｂ）は２発目に着目した様子を示すグラフ
【図９】本発明内の駆動波形におけるＡＬ値に対する液滴速度の速度変化率を示すグラフ
【図１０】（ａ）は第２の膨張パルスのパルス幅を変化させた場合のＡＬ値に対する液滴の速度変化率を示すグラフ、（ｂ）はそのときの合一滴の液滴量と液滴速度を示すグラフ
【図１１】（ａ）は第１の膨張パルスのパルス幅を変化させた場合のＡＬ値に対する液滴の速度変化率を示すグラフ、（ｂ）はそのときの合一滴の液滴量と液滴速度を示すグラフ
【図１２】本発明内の駆動波形の他の実施形態を説明する図
【図１３】図１２に示す駆動波形によるＡＬ値に対する液滴の速度変化率を示すグラフ
【図１４】本発明内の駆動波形のさらに他の実施形態を説明する図
【図１５】マルチドロップ方式の駆動波形による着弾位置ずれの様子を説明する図
【図１６】（ａ）〜（ｃ）は膨張パルスを１．０ＡＬとした駆動波形におけるＡＬ値に対するロバスト性を説明する説明図
【図１７】（ａ）〜（ｃ）は膨張パルスを０．５ＡＬとした駆動波形におけるＡＬ値に対するロバスト性を説明する説明図
【図１８】（ａ）〜（ｃ）は膨張パルスを１．５ＡＬとした駆動波形におけるＡＬ値に対するロバスト性を説明する説明図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２９】
（インクジェット記録装置）
図１は、本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【００３０】
インクジェット記録装置１において、搬送機構２は、紙、プラスチックシート、布帛等からなる記録媒体７を搬送ローラー対２２によって挟持し、搬送モーター２３による搬送ローラー２１の回転によって図中のＹ方向（副走査方向）に搬送するようになっている。搬送ローラー２１と搬送ローラー対２２の間に、インクジェットヘッド（以下、単にヘッドという。）３が設けられている。ヘッド３は、ノズル面側が記録媒体７の記録面７１と対面するようにキャリッジ５に搭載されており、フレキシブルケーブル６を介して駆動制御部８に電気的に接続されている。
【００３１】
本発明において、ヘッド３のノズル面と記録媒体７の記録面７１との間の距離（ギャップ）は、２ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であることがより好ましい。ギャップが大きくなることで液滴の飛翔距離が長くなり、液滴の射出特性のばらつきが顕著に目立つようになるため、後述する本発明の適用によって射出特性のばらつきが抑えられる効果がより顕著に得られるようになるからである。
【００３２】
キャリッジ５は、不図示の駆動手段によって、記録媒体７の幅方向に亘って架け渡されたガイドレール４に沿って、副走査方向と略直交する図中のＸ−Ｘ’方向（主走査方向）に往復移動可能に設けられている。本実施形態に示すヘッド３は、キャリッジ５の往復移動に伴って記録媒体７の記録面７１を主走査方向に移動し、この移動の過程で、画像データに応じてノズルから液滴を吐出し、インクジェット画像を記録するスキャン型のヘッドである。しかし、本発明におけるインクジェット記録装置において、ヘッド３はスキャン型に限らない。図示しないが、ヘッド３は、記録媒体７の幅方向に亘って長尺状に形成され又は複数の小ヘッドが千鳥状に配置されることにより、一定速度で搬送される記録媒体７に対してワンパスで記録を行うライン型でもよい。
【００３３】
図２は、は、ヘッド３の一実施形態を示す図であり、（ａ）は外観を断面で示す斜視図、（ｂ）は側面から見た断面図である。
【００３４】
ヘッド３において、基板３０には、細溝状の多数のチャネル３１と隔壁３２とが交互となるように並設されている。基板３０の上面には、全てのチャネル３１の上方を塞ぐようにカバープレート３３が設けられている。基板３０とカバープレート３３の端面に亘ってノズルプレート３４が接合されている。各チャネル３１の一端は、このノズルプレート３４に形成されたノズル３４１を介して外部と連通している。
【００３５】
各チャネル３１の他端は、基板３０に対して徐々に浅溝となるように形成されている。カバープレート３３には各チャネル３１に共通の共通流路３３１が形成されており、各チャネル３１の他端は、この共通流路３３１に連通している。共通流路３３１はプレート３５によって閉塞されている。プレート３５にはインク供給口３５１が形成されており、このインク供給口３５１を介して、インク供給管３５２から共通流路３３１及び各チャネル３１内にインクが供給されるようになっている。
【００３６】
隔壁３２は、ＰＺＴ等の圧電素子からなる。この隔壁３２は、上壁部３２１と下壁部３２２とが互いに反対方向に分極処理された圧電素子によって形成されている。しかし、隔壁３２において圧電素子によって形成される部分は例えば上壁部３２１のみであってもよい。隔壁３２とチャネル３１は交互に並設されているため、１つの隔壁３２はその両隣のチャネル３１、３１で共用されている。
【００３７】
チャネル３１の内面には、両隔壁３２、３２の壁面から底面に亘って、それぞれ駆動電極（図２おいては不図示）が形成されている。隔壁３２を挟んで配置される２つの駆動電極に、駆動制御部８からそれぞれ所定電圧の駆動波形が印加されると、隔壁３２が上壁部３２１と下壁部３２２との接合面を境にしてせん断変形し、２つの隔壁３２、３２に挟まれたチャネル３１の容積を変動させる。すなわち、隔壁３２、３２が互いに離れる方向に変形すると、チャネル３１の容積は膨張し、隔壁３２、３２が互いに近づく方向に変形すると、チャネル３１の容積は収縮する。これによって、チャネル３１の内部に圧力波が発生し、チャネル３１内のインクに吐出のための圧力が付与される。
【００３８】
このヘッド３は、隔壁３２がせん断変形することによってチャネル３１内のインクをノズル３４１から吐出させるシアモード型のヘッドであり、本発明において好ましい態様である。シアモード型のヘッドは、駆動波形として後述する矩形波を使用することにより、効率良く液滴を吐出させることができる。
【００３９】
なお、このヘッド３において、基板３０、隔壁３２、カバープレート３３、ノズルプレート３４で囲まれるチャネル３１が、本発明における圧力室を構成している。また、圧電素子からなる隔壁３２及びその表面の駆動電極が、本発明における圧力発生手段を構成している。
【００４０】
駆動制御部８は、ノズル３４１から液滴を吐出させるための駆動波形を生成する。生成された駆動波形はヘッド３に出力され、各隔壁３２に形成されている各駆動電極に印加される。この駆動波形として、以下に説明するロバスト性の高いマルチドロップ方式の駆動波形を使用することによって、マルチドロップ方式で高品質の画像を形成することができる。
【００４１】
（駆動波形の構成）
次に、マルチドロップ方式の駆動波形の構成について説明する。
【００４２】
図３は、駆動制御部８において生成される駆動波形としてのマルチドロップ方式の駆動波形の一実施形態を説明する図である。
【００４３】
駆動波形１００は、ヘッド３の同一のノズル３４１から少なくとも２つの液滴を吐出させて飛翔中に合一させることにより、液量の多い大きな液滴を形成するための駆動波形である。この駆動波形１００は、チャネル３１の容積を膨張、収縮するための複数の駆動パルスによって構成されている。具体的には、駆動波形１００は、チャネル３１の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第１の膨張パルスＰ１と、チャネル３１の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第１の収縮パルスＰ２と、チャネル３１の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第２の膨張パルスＰ３と、チャネル３１の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第２の収縮パルスＰ４とをこの順に有している。
【００４４】
本実施形態に示す駆動波形１００の第１の膨張パルスＰ１は、基準電位から立ち上がり、一定時間（パルス幅Ｗ１）後に基準電位まで立ち下がるパルスである。第１の収縮パルスＰ２は、基準電位から立ち下がり、一定時間（パルス幅Ｗ２）後に基準電位まで立ち上がるパルスである。第２の膨張パルスＰ３は、基準電位から立ち上がり、一定時間（パルス幅Ｗ３）後に基準電位まで立ち下がるパルスである。第２の収縮パルスＰ４は、基準電位から立ち下がり、一定時間（パルス幅Ｗ４）後に基準電位まで立ち上がるパルスである。なお、ここでは基準電位を０電位としているが特に限定されない。
【００４５】
第１の収縮パルスＰ２は、第１の膨張パルスＰ１の立ち下がりに同期している。すなわち、第１の収縮パルスＰ２は、第１の膨張パルスＰ１の立ち下がりの終端から休止時間をおくことなく連続して立ち下がっている。また、第２の膨張パルスＰ３は、第１の収縮パルスＰ２の立ち上がりに同期している。すなわち、第２の膨張パルスＰ３は、第１の収縮パルスＰ２の立ち上がりの終端から休止時間をおくことなく連続して立ち上がっている。さらに、第２の収縮パルスＰ４は、第２の膨張パルスＰ３の立ち下がりに同期している。すなわち、第２の収縮パルスＰ４は、第２の膨張パルスＰ３の立ち下がりの終端から休止時間をおくことなく連続して立ち上がっている。
【００４６】
次に、この駆動波形１００を印加したときのヘッド３の動作について、図４を用いて説明する。図４はヘッド３をチャネル３１の長さ方向と直交する方向に切断した断面の一部を示している。ここでは図４中の中央のチャネル３１Ｂから液滴を吐出させるものとする。また、駆動波形１００を印加したときにノズルから吐出される液滴の概念図を図５に示す。
【００４７】
まず、図４（ａ）に示す隔壁３２Ｂ、３２Ｃの中立状態から、駆動電極３６Ａ及び３６Ｃを接地すると共に駆動電極３６Ｂに、駆動波形１００における第１の膨張パルスＰ１が印加されると、隔壁３２Ｂ、３２Ｃは、図４（ｂ）に示すように互いに外側に向けて変形し、隔壁３２Ｂ、３２Ｃに挟まれたチャネル３１Ｂの容積が膨張する。これによりチャネル３１Ｂ内に負の圧力波が発生し、インクが流れ込む。
【００４８】
一定時間後に第１の膨張パルスＰ１の印加が終了すると、チャネル３１Ｂの容積は膨張状態から収縮し、隔壁３２Ｂ、３２Ｃは図４（ａ）に示す中立状態に戻る。第１の膨張パルスＰ１の印加終了後、休止時間をおくことなく連続して第１の収縮パルスＰ２が印加されると、チャネル３１Ｂの容積は一気に図４（ｃ）に示す収縮状態となる。このとき、チャネル３１Ｂ内のインクに圧力がかかり、ノズル３４１からインクが押し出されて１発目の液滴が吐出される。
【００４９】
一定時間後に第１の収縮パルスＰ２の印加が終了すると、チャネル３１Ｂの容積は収縮状態から膨張し、隔壁３２Ｂ、３２Ｃは図４（ａ）に示す中立状態に戻る。第１の収縮パルスＰ２の印加終了後、休止時間をおくことなく連続して第２の膨張パルスＰ３が印加されると、チャネル３１Ｂの容積は一気に図４（ｂ）に示す膨張状態となり、チャネル３１内に負の圧力波が発生する。このため、先に吐出された１発目の液滴の尾が引っ張られ、液滴速度が抑制される。また、チャネル３１Ｂ内に発生した負の圧力波により、再びインクが流れ込む。
【００５０】
一定時間後に第２の膨張パルスＰ３の印加が終了すると、チャネル３１Ｂの容積は膨張状態から収縮し、隔壁３２Ｂ、３２Ｃは図４（ａ）に示す中立状態に戻る。第２の膨張パルスＰ３の印加終了後、休止時間をおくことなく連続して第２の収縮パルスＰ４が印加されると、チャネル３１Ｂの容積は一気に図４（ｃ）に示す収縮状態となる。このとき、チャネル３１Ｂ内のインクに大きな圧力がかかり、第１の膨張パルスＰ１及び第１の収縮パルスＰ２によって吐出された１発目の液滴に続いてさらにインクが押し出され、やがて押し出されたインクが千切れて速度の大きな２発目の液滴が吐出される。
【００５１】
この駆動波形１００によって吐出される液滴は、図５に示すように、第１の膨張パルスＰ１及び第１の収縮パルスＰ２による液滴速度の小さい１発目の液滴Ｄ１に続いて、第２の膨張パルスＰ３及び第２の収縮パルスＰ４による液滴速度の大きい２発目の液滴Ｄ２が形成される。吐出当初は、液滴Ｄ１と液滴Ｄ２とが連なった形態となっているが、液滴Ｄ２の速度は液滴Ｄ１に比べて十分に大きいため、これらは吐出直後の飛翔中に合一して１個の大きな液滴Ｄとなって着弾する。
【００５２】
一定時間後に第２の収縮パルスＰ４の印加が終了すると、チャネル３１Ｂの容積は収縮状態から膨張し、隔壁３２Ｂ、３２Ｃは図４（ａ）の中立状態に戻る。この第２の収縮パルスＰ４は、その事前動作（第１の膨張パルスＰ１から第２の膨張パルスＰ３の印加）によってチャネル３１Ｂ内に残存する残響圧力波振動をキャンセルするための駆動パルスである。これにより、以後の液滴吐出動作へ与える残響圧力波振動の影響を抑制し、駆動周波数を向上させることができる。従って、第２の収縮パルスＰ４は本発明において好ましく設けられる。
【００５３】
この駆動波形１００の各駆動パルスＰ１〜Ｐ４は、極性を変化させることでチャネル３１の容積を膨張、収縮させる正（＋Ｖｏｎ）又は負（−Ｖｏｆｆ）の電圧値からなるパルスによって構成されている。この場合、第１の膨張パルスＰ１及び第２の膨張パルスＰ３の電圧値＋Ｖｏｎと、第１の収縮パルスＰ２及び第２の収縮パルスＰ４の電圧値−Ｖｏｆｆは、同一の値（｜＋Ｖｏｎ｜＝｜−Ｖｏｆｆ｜）となるように設定されることが好ましい。電圧値を共通にできるため、駆動制御部８の回路構成を簡素化できる。
【００５４】
（駆動波形の設計方法）
次に、この駆動波形１００の各駆動パルスＰ１〜Ｐ４のパルス幅Ｗ１〜Ｗ４を設定するための設計方法について説明する。
【００５５】
まず、本発明の説明の前に、ロバスト性の高い設計を行わない本発明外の例として、駆動波形１００のパルス幅を、Ｗ１＝０．６ＡＬ、Ｗ２＝０．５ＡＬ、Ｗ３＝１ＡＬ、Ｗ４＝２ＡＬに設定した場合について説明する。
【００５６】
図６は、上記駆動波形を印加した時にチャネル３１内に励起される圧力波振動の振動速度を示すグラフである。（ａ）は全体の様子、（ｂ）は２発目に着目した様子を示している。また、図７は、上記駆動波形によるＡＬ値に対する液滴速度の速度変化率を示すグラフである。
【００５７】
第１の膨張パルスＰ１の印加開始から０．６ＡＬ後に第１の収縮パルスＰ２が印加され、１発目の液滴が吐出される際、第１の収縮パルスＰ２の立ち下がりによって励起された圧力波振動Ｐｖ２の位相は、第１の膨張パルスＰ１の立ち上がり（事前動作）によって励起された圧力波振動Ｐｖ１の位相に対して早い方にずれる。このときの１発目の液滴のＡＬ値に対する速度変化率は、図１７の場合と同様に右肩下がりとなり、負の相関を持つ。
【００５８】
なお、この圧力波振動Ｐｖ１は、当該液滴吐出の前の駆動周期において液滴吐出がなされていない場合は、当該液滴吐出時にチャネル３１内に励起される圧力波振動のみを指す。しかし、当該液滴吐出の前の駆動周期において液滴吐出がなされている場合、前回の液滴吐出によってチャネル３１内に励起されている圧力波振動（残留圧力波振動等）との合成振動を指す。
【００５９】
第１の収縮パルスＰ２の印加開始から０．５ＡＬ後に、１ＡＬ幅の第２の膨張パルスＰ３が印加されると、この第２の膨張パルスＰ３が立ち下がって２発目の液滴が吐出されるタイミングは、図６（ｂ）に示すように、圧力波振動Ｐｖ１とＰｖ２及び第２の膨張パルスＰ３の立ち上がりによって励起された圧力波振動Ｐｖ３との合成振動Ｐｖｃが最も負（チャネル３１内が最も負圧）となったタイミングに近くなる。このため、第２の膨張パルスＰ３の立ち下がりによって励起された圧力波振動（２発目の圧力波振動）Ｐｖ４の位相は、合成振動Ｐｖｃの位相に対して早い方にずれる。このときの２発目の液滴のＡＬ値に対する速度変化率も、図１７の場合と同様に右肩下がりとなり、負の相関を持つ。
【００６０】
その結果、１発目の液滴と２発目の液滴とが合一した液滴の速度は、図７に示すように右肩下がりの速度変化率を持つ。従って、このように設計された駆動波形は、ＡＬ値のばらつきに対するロバスト性が低いということになる。
【００６１】
ここで、駆動波形１００における第１の膨張パルスＰ１のパルス幅Ｗ１を０．６ＡＬ幅のまま不変とすると、第２の膨張パルスＰ３のパルス幅Ｗ３を調整することによってロバスト性を高める必要がある。本発明者は、そのパルス幅を調整する手法として、チャネル３１内に励起される圧力波振動の位相のずれに着目した。上述したように、圧力波振動の位相ずれの態様により、ＡＬ値に対する液滴速度の変化は正又は負の相関を持つ。上記設計の駆動波形は、１発目も２発目も共に負の相関を持つ。このため、もしＡＬ値が設計値よりもマイナス側にばらつくと、１発目及び２発目の液滴速度は共に設計値よりも速くなり、合一滴の液滴速度は一層速くなってしまう。逆にＡＬ値が設計値よりもプラス側にばらつくと、合一滴の液滴速度は一層遅くなる。すなわち、上記設計の駆動波形は、１発目と２発目の負の相関の強め合いによってロバスト性が低くなっているものと考えられる。
【００６２】
そこで、本発明は、第２の膨張パルスＰ３のパルス幅Ｗ３を、１発目の相関（負の相関）に対して相補関係となる逆相関（正の相関）を持つパルス幅となるように構成することにより、ロバスト性を高める。
【００６３】
このロバスト性の高い設計の一例として、駆動波形１００のパルス幅を、Ｗ１＝０．６ＡＬ、Ｗ２＝０．５ＡＬ、Ｗ３＝１．６ＡＬ、Ｗ４＝２ＡＬに設定した場合について説明する。
【００６４】
図８は、上記駆動波形を印加した時にチャネル３１内に励起される圧力波振動の振動速度を示すグラフである。（ａ）は全体の様子、（ｂ）は２発目に着目した様子を示している。また、図９は、上記駆動波形によるＡＬ値に対する液滴速度の速度変化率を示すグラフである。
【００６５】
第１の膨張パルスＰ１による１発目の液滴吐出までは上記と同様である。ここで、第１の収縮パルスＰ２の印加開始から０．５ＡＬ後に、１．６ＡＬ幅の第２の膨張パルスＰ３が印加されると、この第２の膨張パルスＰ３が立ち下がって２発目の液滴が吐出されるタイミングは、図８（ｂ）に示すように、合成振動Ｐｖｃが正のピークに向かう途中のタイミングとなる。このため、第２の膨張パルスＰ３の立ち下がりによって励起された圧力波振動（２発目の圧力波振動）Ｐｖ４の位相は、圧力波振動（１発目の圧力波振動）Ｐｖ２に対して逆方向の位相ずれを有し、合成振動Ｐｖｃの位相に対して遅い方にずれる。このときの２発目の液滴のＡＬ値に対する速度変化率は右肩上がりとなり、１発目とは逆相関となる正の相関を持つ。すなわち、１発目と２発目は相補関係となる。
【００６６】
その結果、１発目の液滴と２発目の液滴とが合一した液滴のＡＬ値に対する速度変化率は、図９に示すようにほぼ横ばいとなる。従って、この場合の駆動波形は、ＡＬ値のばらつきに対するロバスト性が高いものとなる。
【００６７】
以上の例は、Ｗ１＝０．６ＡＬ、Ｗ２＝０．５ＡＬ、Ｗ３＝１．６ＡＬに設定した場合であるが、第１の膨張パルスＰ１のパルス幅Ｗ１が正の相関となるか負の相関となるかによって、第２の膨張パルスＰ３のパルス幅Ｗ３を逆相関の関係となるように設定する。これによって、ロバスト性の高い駆動波形１００を設計することができる。
【００６８】
本発明において、１発目の液滴の吐出時にチャネル３１内に励起される圧力波振動の位相と、その事前動作によってチャネル３１内に励起される圧力波振動の位相とは一致しないものであるが、且つ、−０．６ＡＬ以上０．６ＡＬ以下の位相ずれとされる。この範囲を外れると、１発目の液滴を安定吐出することが困難となる。
【００６９】
第１の膨張パルスＰ１のパルス幅Ｗ１は、０．６ＡＬに限定されず、０．４ＡＬ以上０．８ＡＬ以下又は１．２ＡＬ以上１．６ＡＬ以下であれば、同様の効果が得られることが本発明者により確認された。
【００７０】
具体的には、駆動波形１００における第１の膨張パルスＰ１のパルス幅Ｗ１は合一滴の液量を決定するため、液量を少なく設定する場合は、Ｗ１＝０．４ＡＬ以上０．８ＡＬ以下、Ｗ２＝０．５ＡＬとすることが好ましく、液量を多く設定する場合は、Ｗ１＝１．２ＡＬ以上１．６ＡＬ以下、Ｗ２＝０．５ＡＬとすることが好ましい。
【００７１】
Ｗ１＝０．４ＡＬ以上０．８ＡＬ以下、Ｗ２＝０．５とする場合、第２の膨張パルスＰ３のパルス幅Ｗ３は、第２の膨張パルスＰ３の立ち下がりによって発生した圧力波振動（２発目の圧力波振動）Ｐｖ４の合成振動Ｐｖｃに対する位相ずれが、０ＡＬ以上１．５ＡＬ以下となるように設定することが好ましい。これにより、液量を相対的に少なく設定した場合に、より一層ロバスト性の高い駆動波形とすることができる。
【００７２】
ここで、図１０（ａ）は、第１の膨張パルスＰ１のパルス幅Ｗ１＝０．６ＡＬのままとし、第２の膨張パルスＰ３のパルス幅Ｗ３を１．０ＡＬ、１．２ＡＬ、１．４ＡＬ、１．６ＡＬ、１．８ＡＬ、２．０ＡＬに変化させた場合のＡＬ値に対する液滴の速度変化率を示している。また、図１０（ｂ）はそのときの合一滴の液滴量と液滴速度を示している。
【００７３】
このように、第１の膨張パルスＰ１のパルス幅Ｗ１＝０．６ＡＬとした場合、第２の膨張パルスＰ３のパルス幅Ｗ３が変化するに従って、速度変化率のグラフの傾きも変化する。ここで、目標速度（１００％）に対して９０％〜１１０％の範囲（±１０％）を許容値とすると、第２の膨張パルスＰ３のパルス幅Ｗ３を、１．２ＡＬを超えて１．９ＡＬ以下とすることにより、グラフの傾きはほぼ横ばいとなって許容値の範囲内に収まることがわかる。従って、液滴を少なく設定する場合にロバスト性の高い駆動波形とすることができる。この範囲では、１発目の負の相関に対して２発目は正の相関となり、１発目と２発目は互いに相補関係になる。この範囲では、液滴量及び液滴速度はほぼ一定となり、射出特性のばらつきは抑制される。
【００７４】
また、Ｗ１＝１．２ＡＬ以上１．６ＡＬ以下、Ｗ２＝０．５である場合、第２の膨張パルスＰ３のパルス幅Ｗ３は、第２の膨張パルスＰ３の立ち下がりによって発生した圧力波振動（２発目の圧力波振動）Ｐｖ４の合成振動Ｐｖｃに対する位相ずれが、−０．５ＡＬ以上０ＡＬ以下となるように設定することが好ましい。これにより、液量を相対的に多く設定した場合に、より一層ロバスト性の高い駆動波形とすることができる。
【００７５】
ここで、図１１（ａ）は、第２の膨張パルスＰ３のパルス幅Ｗ３＝１．０ＡＬとし、第１の膨張パルスＰ１のパルス幅Ｗ１を０．６ＡＬ、０．８ＡＬ、１．０ＡＬ、１．２ＡＬ、１．６ＡＬ、１．８ＡＬに変化させた場合のＡＬ値に対する液滴の速度変化率を示している。また、図１１（ｂ）はそのときの合一滴の液滴量と液滴速度を示している。
【００７６】
このように、第２の膨張パルスＰ３のパルス幅Ｗ３＝１．０ＡＬとした場合、第１の膨張パルスＰ１のパルス幅Ｗ１が変化するに従って、速度変化率のグラフの傾きも変化する。ここで、目標速度（１００％）に対して９０％〜１１０％の範囲（±１０％）を許容値とすると、第１の膨張パルスＰ１のパルス幅Ｗ１を、１．２ＡＬ以上１．６ＡＬ以下とすることにより、グラフの傾きがほぼ横ばいとなって許容値の範囲内に収まり、ロバスト性の高い駆動波形とすることができることがわかる。この範囲では、１発目の正の相関に対して２発目は負の相関となり、１発目と２発目は互いに相補関係になる。
【００７７】
また、この範囲では、パルス幅Ｗ１を大きくするに従って液滴量及び液滴速度は増加し、液滴量を多く設定できることがわかる。
【００７８】
このときの第２の膨張パルスＰ３のパルス幅Ｗ３は、１．０ＡＬに限定されず、０．８ＡＬ以上１．１ＡＬ以下であれば、同様の効果が得られることが本発明者により確認された。
【００７９】
ところで、液量や液滴速度を所望の値とする上では、第２の膨張パルスＰ３のパルス幅Ｗ３についてロバスト性を担保する値とするだけでは満足できない場合がある。この場合は、図１２に示すように、第２の膨張パルスＰ３の立ち下がりから１ＡＬ幅の休止時間Ｗ５を置いた後、Ｗ４＝１ＡＬの第２の収縮パルスＰ４を印加する構成の駆動波形２００を使用することが好ましい。これにより、第２の膨張パルスＰ３の立ち下がりによって発生する吐出圧力を、休止時間Ｗ５を設ける分だけ減少させることができる。
【００８０】
ここで、Ｗ１＝０．６ＡＬ、Ｗ２＝０．５ＡＬ、Ｗ３＝１．４ＡＬ、Ｗ４＝１ＡＬ、Ｗ５＝１ＡＬに設定した駆動波形２００を印加した場合の液滴のＡＬ値に対する速度変化率を示すグラフを図１３に示す。速度変化率はほぼ横ばいとなり、ロバスト性は向上していることがわかる。
【００８１】
駆動波形は、図１４に示す構成とすることも好ましい。この駆動波形３００は、第２の収縮パルスＰ４の印加終了の後、一定の休止時間Ｗ６をおいて、チャネル３１の容積を収縮させる第３の収縮パルスＰ５を有している。
【００８２】
第２の収縮パルスＰ４は、第２の膨張パルスＰ３の立ち下がりに同期している。すなわち、第２の収縮パルスＰ４は、第２の膨張パルスＰ３の立ち下がりの終端から休止時間をおくことなく連続して立ち下がっている。そして、この第２の収縮パルスＰ４のパルス幅Ｗ４＝０．５ＡＬとし、休止時間Ｗ６＝０．５ＡＬの後、パルス幅Ｗ７＝１ＡＬの第３の収縮パルスＰ５とすることにより、２発目の液滴を吐出した後のチャネル３１内の残響圧力波振動をより効果的にキャンセルすることができ、マルチドロップ方式の液滴吐出を連続して安定的に行うことができる。
【００８３】
以上説明した駆動波形１００、２００、３００は、何れも矩形波によって構成されている。特にせん断モード型のヘッド３は、矩形波からなる駆動波形の印加に対して、チャネル３１内に発生する圧力波振動の位相を制御し易いため、本発明において駆動波形１００、２００、３００として矩形波を使用することは好ましい。また、矩形波は、簡単なデジタル回路を用いることで容易に作り出すことができるため、傾斜波を有する台形波を用いる場合に比べ、回路構成も簡素化できる。なお、矩形波とは、電圧の１０％と９０％との間の立ち上がり時間、立ち下がり時間の何れもがＡＬの１／２以内、好ましくは１／４以内であるような波形を指す。
【００８４】
また、以上説明した駆動波形１００、２００、３００は、何れも同一のノズル３４１から複数の液滴を連続して吐出させ、それら複数の液滴を飛翔中に合一させるようにしたが、本発明は、記録媒体７上の同一画素内に着弾させる場合にも同様に適用することができる。
【００８５】
（インクジェットヘッドの駆動方法）
ヘッド３は、駆動制御部８から出力される以上の駆動波形１００、２００又は３００によって駆動し、記録媒体７上にインクジェット画像を形成する。駆動波形１００、２００、３００の各駆動パルスのパルス幅を上述のように設定することにより、ＡＬ値に対するロバスト性の高いマルチドロップ方式の駆動を実現できるため、マルチドロップ方式で高品質の画像を形成することができる。
【符号の説明】
【００８６】
１：インクジェット記録装置
２：搬送機構
２１：搬送ローラー
２２：搬送ローラー対
２３：搬送モーター
３：インクジェットヘッド
３０：基板
３１：チャネル（圧力室）
３２：隔壁（圧力発生手段）
３２１：上壁部
３２２：下壁部
３３：カバープレート
３３１：共通流路
３４：ノズルプレート
３４１：ノズル
３５：プレート
３５１：インク供給口
３５２：インク供給管
４：ガイドレール
５：キャリッジ
６：フレキシブルケーブル
７：記録媒体
７１：記録面
８：駆動制御部
１００、２００、３００：駆動波形
Ｄ：液滴
Ｄ１：１発目の液滴
Ｄ２：２発目の液滴
Ｐ１：第１の膨張パルス
Ｐ２：第１の収縮パルス
Ｐ３：第２の膨張パルス
Ｐ４：第２の収縮パルス
Ｐ５：第３の収縮パルス
Ｐｖ１〜Ｐｖ４：圧力波振動
Ｐｖｃ：合成振動
Ｗ１：第１の膨張パルスのパルス幅
Ｗ２：第１の収縮パルスのパルス幅
Ｗ３：第２の膨張パルスのパルス幅
Ｗ４：第２の収縮パルスのパルス幅
Ｗ５：休止時間
Ｗ６：休止時間
Ｗ７：第３の収縮パルスのパルス幅
【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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【国際調査報告】
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