(57)【要約】 【課題】  静電型液体吐出ヘッドにおいては振動板の状態によって滴吐出後の液室内圧力変動が変化する結果、液室内の圧力変動周期が一定でないために、複数の滴をマージして安定して大きな滴を形成することが難しい。【解決手段】  １駆動周期内で第１、第２の２つの駆動パルスを順次印加するとき、第１の駆動パルスと第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１、第２の駆動パルスの立ち上げ時間Ｔｒ−ｅｆｆ、パルス幅Ｐｗ２２、立ち下げ時間Ｔｆ−ｅｆｆは、いずれかを変数として吐出される液滴の滴速度Ｖｊとの相関関係を採ったときに±１μｓｅｃの時間内に滴速度Ｖｊが極大値を有する関係にある駆動波形を印加する。【選択図】図２
2006082376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録液の液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板の少なくとも一部を構成する可変電極と、この可変電極に対向する対向電極とを有し、前記電極間に駆動パルスが印加されることによって前記振動板が変位して機械的な力により前記ノズルから液滴を吐出し、吐出後の液室内圧力変動周期が前記振動板の状態によって変化する液体吐出ヘッドを駆動する駆動装置において、１駆動周期内で複数の駆動パルスを含む駆動波形を印加するとき、前記複数の駆動パルスの立ち下がりが前記振動板の状態によって変化する液室内圧力振動周期の整数倍のタイミングになるように設定された前記複数の駆動パルスを含む駆動波形を印加する手段を備えていることを特徴とする液体吐出ヘッドの駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置において、前記駆動波形は１駆動周期内で第１、第２の２つの駆動パルスを順次印加する波形であって、前記第１の駆動パルスと第２の駆動パルスの間の時間並びに前記第２の駆動パルスの立ち上げ時間、パルス幅及び立ち下げ時間のいずれかを変数として吐出される液滴の滴速度Ｖｊとの相関関係を採ったときに±１μｓｅｃの時間内に滴速度Ｖｊが極大値を有していることを特徴とする液体吐出ヘッドの駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置において、前記駆動波形は１駆動周期内で３つ以上の駆動パルスを順次印加する駆動波形であって、当該駆動パルスより先に印加される隣接する駆動パルスとの間の時間並びに当該駆動パルスのパルス幅、立ち上げ時間及び立ち下げ時間のいずれかを変数として吐出される液滴の滴速度Ｖｊとの相関関係を採ったときに±１μｓｅｃの時間内に滴速度Ｖｊが極大値を有していることを特徴とする液体吐出ヘッドの駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載の液体吐出ヘッドの駆動装置において、最初に印加される駆動パルスの立ち上げ時間、パルス幅及び立ち下げ時間、最初に印加される駆動パルスと当該駆動パルスとの間の時間、当該駆動パルス立ち上げ時間、パルス幅及び立ち下げ時間をそれぞれ１組としたとき、少なくとも１つの組は、当該駆動パルスより先に印加される隣接する駆動パルスとの間の時間並びに当該駆動パルスの立ち上げ時間、パルス幅及び立ち下げ時間のいずれかを変数として吐出される液滴の滴速度Ｖｊとの相関関係を採ったときに±１μｓｅｃの時間内に滴速度Ｖｊが極大値を有していることを特徴とする液体吐出ヘッドの駆動装置。
【請求項５】
記録液の液滴を吐出して被記録媒体に画像を形成する液体吐出ヘッドを搭載した画像形成装置において、前記請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドの駆動装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッドの駆動装置及び画像形成装置に関し、特に静電型アクチュエータを用いる液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像形成装置としては、記録液の液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室（吐出室、圧力室、加圧室、インク流路等とも称される。）と、この液室の壁面を形成する振動板の少なくとも一部を構成する可変電極と、この可変電極に対向する対向電極とを有し、電極間に電圧が印加されることによって可変電極（振動板）を静電力で変位させて、振動板の機械的な復元力によって液室内に圧力を発生させることでノズルから液滴が吐出される静電型液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして搭載したものがある。
【０００３】
このような記録液吐出方式の画像形成装置において、高画質画像を形成するためには、階調記録が不可欠であり、そのため、従前から、多値記録（中間調記録）を行なう方法として、濃度の異なる同色系のインクを複数有して、濃度を変化させる濃度変調方式、微小なドットをほぼ同じ位置に複数形成し、これによりドットの大きさを変調させるドット数変調方式、複数の容量（滴体積）のインク滴を打ち分け、ドットの大きさを変調させるドット径変調方式などで液体吐出ヘッドを駆動することが行なわれている。
【０００４】
これらの変調方式のうち、ドット数変調方式は複数のドットで一つのドットを代替するため、ドット形状がいびつになって画質が十分でない。また、濃度変調方式は、技術的に達成難易度は低いが、増大させたインク色の数に応じて一定数のノズルを割り当てる必要があり、それだけヘッドのコストが上がるか、もしくは各色のノズルの割り当て数を減らす結果、印刷速度が低下することは避けられない。これらに対して、滴体積の異なる液滴を打ち分けるドット径変調方式は、ヘッドコストを上げることなく、画質と印刷速度を両立させるのに有効な中間調記録方式である。
【０００５】
そこで、静電型液体吐出ヘッドを用いてドット径変調方式で駆動する駆動装置としては、従来、例えば特許文献１に記載されているように、印加するパルス電圧（駆動パルス）のパルス幅を変化させて吐出液滴を可変するもの、特許文献２に記載されているように、複数回のパルス状の駆動電圧を印加し、液室内の圧力変動が正圧となる時間毎に振動板を復元させ、大きな滴を吐出させ或いは吐出させた後に飛翔中に合体させて大きな滴にするものが知られている。
【特許文献１】特開平１０−１９３６１０号公報
【特許文献２】特開２００２−１１３８６３号公報
【０００６】
また、特許文献３に記載されているように、１駆動周期内で第１の駆動パルスを印加した後、所定の間隔をおいて第２の駆動パルスを印加するようにしたもの、特許文献４に記載されているように、１駆動周期内に第一パルス電圧と第二パルス電圧を印加する駆動形態で少なくとも第一パルス電圧のパルス幅（Ｐｗ１）と立下り時間（Ｔｆ１）または第二パルス電圧のパルス幅（Ｐｗ２）と立下り時間（Ｔｆ２）のどちらか一方の組み合わせ、または、両方の組み合わせを調整して前記振動板の動作を制御して前記ノズルからインク液滴を１または２滴吐出させるもの、特許文献５に記載されているように、少なくとも、各パルスから次のパルスが印加されるまでの遅れ時間Ｔｄが２μｓｅｃを越える駆動波形を印加する手段を備えているものなどもある。
【特許文献３】特開２００１−３１５３６１号公報
【特許文献４】特開２００２−９６４８８号公報
【特許文献５】特開２００２−２４８７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の駆動装置にあっては、ドット径変調方式を使用する場合に液滴量が変化しても吐出速度を一定としなければならないにもかかわらず、吐出する液滴量に応じて吐出速度が異なってしまうことになるという課題がある。
【０００８】
また、特許文献２に記載の駆動装置にあっては、インク流路内の圧力変動が正圧状態になっているときに振動板を復元させるというだけであり、静電型液体吐出ヘッドにおける圧力変動周期は一定ではなく、安定して飛翔中に複数の液滴を合体（マージ）させることができないという課題がある。
【０００９】
さらに、特許文献３ないし５に記載の駆動装置にあっては、駆動パルスに対して一定の限定条件を定めているが、ここでも、静電型液体吐出ヘッドにおける圧力変動周期が一定でないことが考慮されておらず、安定して飛翔中に複数の液滴を合体（マージ）させることができないという課題がある。
【００１０】
すなわち、静電型液体吐出ヘッドは、液室の壁面を形成する振動板（可変電極又は可変電極を一部に含む部材）自身の変形による機械的な力で吐出圧力を発生させるため、液室の剛性は振動板の剛性によって大きく変化することになる。これは、同じく振動板を用いる圧電素子型液体吐出ヘッドにあっては、振動板が圧電素子という剛性の高い部材に接合されていることから、液室の剛性が振動板の状態によって大きな影響を受けないのと異なっている。
【００１１】
このように、静電型液体ヘッドでは他の方式の液体吐出ヘッドと異なって振動板の状態によって液室の剛性が大きく変化するため、滴吐出後の液室内圧力変動によって振動板が変位することになり、その結果、液室内の圧力変動周期は振動板の状態によって変化し、特許文献２ないし５に記載されているような液体吐出ヘッドの液室内圧力変動周期が一定であることを前提とする構成は必ずしも妥当しなくなり、安定したマージを行なって滴の大きさを変化させることができない。
【００１２】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、静電型液体吐出ヘッドを用いて階調記録を行うときに安定したドット形変調を行なうことができる液体吐出ヘッドの駆動装置及びこの駆動装置を備えた画像形成装置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】
【００１３】
上記の課題を解決するため、本発明に係る液滴吐出ヘッドの駆動装置は、１駆動周期内で複数の駆動パルスを含む駆動波形を印加するとき、複数の駆動パルスの立ち下がりが振動板の状態によって変化する液室内圧力振動周期の整数倍のタイミングになるように設定された複数の駆動パルスを含む駆動波形を印加する手段を備えている構成とした。
【００１４】
ここで、駆動波形は１駆動周期内で第１、第２の２つの駆動パルスを順次印加する波形であって、第１の駆動パルスと第２の駆動パルスの間の時間並びに第２の駆動パルスの立ち上げ時間、パルス幅及び立ち下げ時間のいずれかを変数として吐出される液滴の滴速度Ｖｊとの相関関係を採ったときに±１μｓｅｃの時間内に滴速度Ｖｊが極大値を有していることが好ましい。
【００１５】
また、駆動波形は１駆動周期内で３つ以上の駆動パルスを順次印加する駆動波形であって、当該駆動パルスより先に印加される隣接する駆動パルスとの間の時間並びに当該駆動パルスのパルス幅、立ち上げ時間及び立ち下げ時間のいずれかを変数として吐出される液滴の滴速度Ｖｊとの相関関係を採ったときに±１μｓｅｃの時間内に滴速度Ｖｊが極大値を有していることが好ましい。
【００１６】
この場合、最初に印加される駆動パルスの立ち上げ時間、パルス幅及び立ち下げ時間、最初に印加される駆動パルスと当該駆動パルスとの間の時間、当該駆動パルス立ち上げ時間、パルス幅及び立ち下げ時間をそれぞれ１組としたとき、少なくとも１つの組は、当該駆動パルスより先に印加される隣接する駆動パルスとの間の時間並びに当該駆動パルスの立ち上げ時間、パルス幅及び立ち下げ時間のいずれかを変数として吐出される液滴の滴速度Ｖｊとの相関関係を採ったときに±１μｓｅｃの時間内に滴速度Ｖｊが極大値を有していることが好ましい。
【００１７】
本発明に係る画像形成装置は、記録液の液滴を吐出して被記録媒体に画像を形成する液体吐出ヘッドを駆動する本発明に係る駆動装置を搭載したものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの駆動装置及び画像形成装置によれば、１駆動周期内で複数の駆動パルスを含む駆動波形を印加するとき、複数の駆動パルスの立ち下がりが振動板の状態によって変化する液室内圧力振動周期の整数倍のタイミングになるように設定された複数の駆動パルスを含む駆動波形を印加する手段を備えているので、安定して複数の液滴をマージさせて高画質画像を形成することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明を適用する静電型液体吐出ヘッドの構成について図１を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドの液室短手方向（ノズルの並び方向）の断面説明図である。
【００２０】
この液体吐出ヘッドは、記録液の液滴を吐出するノズル１を形成したノズル板２と、このノズル１が連通する液室３を形成する流路板４と、液室３の壁面を形成する可変電極である振動板５と、この可変電極である振動板５に所定のギャップをおいて対向する対向電極６を設けた支持基板７とを備えている。ここで、可変電極である振動板５と対向電極６によって静電型アクチュエータが構成される。
【００２１】
なお、振動板５は全体を可変電極とすることもできるし、複層構造にして一部を可変電極とすることもできる。また、振動板５はシリコン基板の異方性エッチングなどで流路板４と一体形成することもできるし、犠牲層エッチングを用いて支持基板７と一体に形成することもできる。
【００２２】
この液体吐出ヘッドにおいては、可変電極である振動板５と対向電極６との間に駆動回路１０から所定の駆動パルスを印加することによって、振動板５と対向電極６との間に静電力が生じて、振動板５が対向電極６側に当接するまで変位し（破線図示の状態）、駆動パルスが立ち下がることによって静電力が消失することにより、振動板５が自身の復元力によって液室６側に復元するので、この振動板５の機械的な力によって液室６内の記録液（以下「インク」ともいう。）が加圧されて、ノズル１から液滴８（又は液滴８ａ、８ｂなど連続する複数の液滴）が吐出され、被記録媒体１１に着弾する。
【００２３】
ここで、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、１印字周期内（１駆動周期内）に１つの駆動パルス（パルス電圧）を印加する駆動波形の場合（以下、「シングルパルス駆動」という。）と、２つの駆動パルスを順次を印加する駆動波形の場合（以下、「ダブルパルス駆動」という。）について説明する。
【００２４】
シングルパルス駆動で吐出される液滴の体積をＭｊ１とする。一方、ダブルパルス駆動では、通常２つの液滴が吐出され、滴体積の合計はＭｊ１のほぼ２倍となる。ここで、ダブルパルス駆動で印加する駆動パルスとして、後述するパラメータを有する駆動パルスを印加することで、ノズル１から吐出される液滴を、シングルパルス駆動における滴体積Ｍｊ１の２倍前後の大きい１滴として吐出するか、あるいは、ノズル１から吐出された２つの液滴８ａ、８ｂを飛翔中にマージさせて１滴とすることができる。
【００２５】
このように、ダブルパルス駆動において、被記録媒体に着弾する滴体積を、シングルパルス駆動における滴体積Ｍｊ１よりも大きな１滴とするためには、１印字周期内に印加する複数の駆動パルスを、可変電極（振動板５）の変位によって液室３内に発生する圧力振動周期の整数倍のタイミングで立ち下げる。このような複数の駆動パルスで吐出された複数の滴は、シングルパルス駆動における滴体積Ｍｊ１よりも大きな滴であるばかりでなく、駆動電圧の変動に対して非常に安定で、液体吐出ヘッドとして好ましい特性を有する。
【００２６】
ここで、本発明において、１印字周期（１駆動周期）とは、各静電型アクチュエータが被記録媒体に各ドットを形成するための時間間隔であり、液体吐出ヘッドの静電型アクチュエータに印加する駆動波形の駆動周波数を逆数とした時間に等しい。
【００２７】
また、（液）滴速度Ｖｊは、〔１ｍｍ／（ノズルから吐出された液滴が１ｍｍ進むのに要する時間）〕で定義される。すなわち、被記録媒体とノズルとの距離を１ｍｍとする場合を前提にして説明する。さらに、被記録媒体に着弾するシングルパルス駆動時の滴体積Ｍｊ１よりも大きな１滴には、主滴に対して滴体積が十分小さいサテライトは含まないものとする。つまり、被記録媒体に着弾するのは、大きな１滴のみ、もしくは大きな１滴とサテライトであることを含んでいるものとする。
【００２８】
さらに、圧力振動周期は、可変電極（振動板５）の変位により液室３内に生起される圧力変動の周期である。
【００２９】
次に、静電型液体吐出ヘッドにおけるマージによる大滴の形成について説明する。液体吐出ヘッドを駆動したとき、振動板（可変電極）を引いても押しても急激な体積変化によって液室内には圧力波（液体の粗密な状態）が生じる。この圧力波の存在のために、滴速度Ｖｊと駆動パルスのパルス幅Ｐｗとは、例えば図３に示すような特性になる。なお、図３は駆動パルスの電圧Ｖｐ＝７３Ｖ，振動板長さ＝１０００μｍ、インク粘度＝３．５ｍ・Ｐａ／ｍの条件下での測定結果である。したがって、標準的（マージさせない１滴）を形成する場合には、滴速度Ｖｊがピーク辺りのパルス幅Ｐｗの駆動パルスを用いることになる。
【００３０】
これに対して、ドット径変調方式で大滴を形成する場合には２以上の駆動パルスを印加することになる。この場合、圧電型液体吐出ヘッドにあっては、図４（ａ）に示すように、滴速度Ｖｊは液室内の圧力変動周期Ｔｃに応じて変化するが、圧力変動周期Ｔｃ自体は振動板の状態を含めて液室の壁の剛性によってさほど変化しないので、同図（ｂ）に示すように、圧力変動周期Ｔｃの整数倍のタイミングで立ち下がる一定時間間隔の駆動パルスを与えることで、２滴を安定して吐出することができる。
【００３１】
これに対して、静電型液体吐出ヘッドにおいては、圧力変動周期が液室の壁の剛性によって変化し、剛性が高いほど圧力変動周期が短くなり、振動板の状態、例えば振動板が対向する対向電極に接触しているか否かなどの状態によって、液室自体の剛性が変化し、その結果、振動板の状態に応じて圧力変動周期が変化するという特徴がある。
【００３２】
したがって、図５（ａ）に示すように、滴速度Ｖｊが圧力変動周期によって変化するとき、同図（ｂ）に示すように、パルス幅Ｐｗ１の第１の駆動パルスを与えた後、時間Ｔｄ後にパルス幅Ｐｗ２の第２の駆動パルスを与えて圧力振動周期の整数倍のタイミングで駆動パルスを立ち下げるとき、第１の駆動パルスと第２の駆動パルスとの間の時間Ｔｄが長くなるほど、第１の駆動パルスと第２の駆動パルスとの間の時間Ｔｄに第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２を加えた時間Ｔ（Ｔ＝Ｔｄ＋Ｐｗ２）は長くなることになる。
【００３３】
言い換えれば、静電型液体吐出ヘッドにおいては、印加する駆動パルスによって圧力変動周期が変化することになり、圧電型液体吐出ヘッドのように、圧力変動周期の整数倍のタイミングで駆動パルスを立ち下げるという単純な公式は成り立たないのであり、圧力変動周期が駆動パルスによってどのように変化するかは分からないのである。
【００３４】
このように静電型液体吐出ヘッドにおいては、駆動パルスのパラメータの１つでも変化すると、これによって振動板の状態が変化し、その結果、圧力変動周期そのものが変化することになるため駆動パルスのパラメータを安定したマージを行なうために、駆動パルスの変数（パラメータ）をいかに設定するかが極めて重要になってくる。以下、具体的に説明する。
【００３５】
そこで、駆動パルスのパラメータの設定について説明する。
上述したように、静電型液体吐出ヘッドにおいて、１印字周期内に複数のパルス電圧（駆動パルス）を印加して、大きな液滴を形成するには、液室内に発生した圧力振動周期のタイミングで立ち下がる駆動パルスを印加する（印加パルス電圧を立ち下げる）ことが好ましいのであるが、図６に示すように、可変電極（振動板）の変位位置により、特に、対向する対向電極側の面に接触している場合（破線図示の振動板５Ａ）と接触していない場合（実線図示の振動板５）で可変電極の剛性が大きく異なり、液室３内のコンプライアンスが変化するため、印加するパルス電圧のパラメータを少し変更しただけで、圧力振動周期そのものが変わってしまう。
【００３６】
このことを、ダブルパルス駆動に関して説明する。
先ず、図２において、図２（ａ）を駆動パルスを通常の滴体積Ｍｊ１を形成するシングルパルスとすると、図２（ｂ）は滴体積Ｍｊ１の２倍前後の滴体積Ｍｊ２の液滴を形成するダブルパルスであり、図２（ｃ）は滴体積Ｍｊ１の３倍前後の滴体積Ｍｊ３の液滴を形成するトリプルパルスであり、図２（ｄ）は滴体積Ｍｊ１のＮ倍前後の滴体積ＭｊＮの液滴を形成するＮパルスである。なお、複数の駆動パルスを印加する場合（パルス電圧セット）は、１印字周期内（１駆動周期内）に生成される。
【００３７】
また、パルス電圧（駆動パルス）は、矩形波として説明する。つまり、図６に示すように、静電型アクチュエータでは、電圧を印加していない状態での可変電極（振動板）５と対向電極６との間の実効距離をｅｆｆ−Ｇａｐとすると、可変電極５は電圧印加により距離（ｅｆｆ−Ｇａｐ／３）だけ変位した振動板５Ｃの位置に至ると、印加した電圧値を上げることなく、デジタル的に対向電極６側に接触する振動板５Ｃの位置まで変位してしまう特性を有している。
【００３８】
つまり、静電型アクチュエータでは、可変電極（振動板）５は振動板５Ｃの位置から振動板５Ｂの位置の間で変位を安定に保つことができない。したがって、例えば、図７（ａ）に示すように、立ち上がり時間Ｔｒ及び立ち下がり時間Ｔｆを有するパルス状電圧の時間Ｔｒ，Ｔｆを変化させても、静電型アクチュエータに有意的な挙動を生じさせることはできない。
【００３９】
結局、可変電極５が対向する電極６に接触する最小電圧をＶｔｈとすると、図７（ａ）に示すパルス電圧は、図７（ｂ）に示すように、パルス幅が（Ｔｒ‐ｅｆｆ）＋Ｐｗ＋（Ｔｆ‐ｅｆｆ）である矩形波に置き換えることができる。したがって、立ち上がり時間Ｔｒ，立ち下がり時間Ｔｆは、パルス幅Ｐｗと同様に考えることができ、以下の説明では立ち上がり時間Ｔｒ及び立ち下がり時間Ｔｆは矩形波の駆動パルスで説明する。
【００４０】
なお、上記説明から明らかなように、本発明でいう立ち上がり時間、立ち下がり時間は図７（ａ）における立ち上がり時間Ｔｒ及び立ち下がり時間Ｔｆではなく、図７（ｂ）で用いている時間（Ｔｒ‐ｅｆｆ）、時間（Ｔ‐ｅｆｆ）の意味である。
【００４１】
これより、図２に示す各駆動波形おいて、同図（ａ）のシングルパルスの駆動波形は電圧値Ｖｐ、パルス幅Ｐｗ１１の駆動パルスのみからなる。同図（ｂ）のダブルパルスの駆動波形は、最初の駆動パルスである第１の駆動パルスが電圧値Ｖｐ、パルス幅Ｐｗ２１のパルス、第１の駆動パルスに続いて印加する第２の駆動パルスが電圧値Ｖｐ、パルス幅Ｐｗ２２のパルスであり、これらの第１、第２の駆動パルスを、第１の駆動パルスの立ち下がりから第２の駆動パルスの立ち上がりまでの時間（これを「第１、第２の駆動パルス間の時間」という。）Ｔｄ２１の間隔で出力する駆動波形である。
【００４２】
同様に、同図（ｃ）のトリプルパルスの駆動波形は、最初の駆動パルスである第１の駆動パルスが電圧値Ｖｐ、パルス幅Ｐｗ３１のパルス、第１の駆動パルスに続いて印加する第２の駆動パルスが電圧値Ｖｐ、パルス幅Ｐｗ３２のパルス、第２の駆動パルスに続いて印加する第３の駆動パルスが電圧値Ｖｐ、パルス幅Ｐｗ３３のパルスであり、第１の駆動パルスに対して第２の駆動パルスを第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ３１をおいて出力し、第３の駆動パルスを第２、第３の駆動パルス間の時間Ｔｄ３２をおいて出力する駆動波形である。
【００４３】
また、同図（ｄ）のマルチ（Ｎ）パルスの駆動波形は、最初の駆動パルスである第１の駆動パルスが電圧値Ｖｐ、パルス幅ＰｗＮ１のパルス、第１の駆動パルスに続いて印加する第２の駆動パルスが電圧値Ｖｐ、パルス幅ＰｗＮ２のパルス、同様にして、第Ｎの駆動パルスが電圧値Ｖｐ、パルス幅ＰｗＮＮのパルスであり、第１の駆動パルスに対して第２の駆動パルスを第１、第２の駆動パルス間の時間ＴｄＮ１をおいて出力し、第３の駆動パルスを第２、第３の駆動パルス間の時間ＴｄＮ２をおいて出力し、第Ｎの駆動パルスを第Ｎ−１、第Ｎの駆動パルス間の時間ＴｄＮ（Ｎ−１）をおいて出力する駆動波形である。
【００４４】
次に、実験に用いた液体吐出ヘッドであるインクジェットヘッドの静電型アクチュエータの構成について図８を参照して説明する。
ここでは、図示しない支持基板７となるシリコン基板に熱酸化膜３０を形成し、その上に電極の導電層となるポリシリコン３１、絶縁膜となるＨＴＯ膜３２、対向電極間のギャップ空間９を形成するための犠牲層としてポリシリコン、絶縁膜となるＨＴＯ膜３３，可変電極の導電層となるポリシリコン３４、引張内部応力を有するＳｉ３Ｎ４膜３５を順次積層して形成し、さらにＨＴＯ膜３６を形成した後、犠牲層であるポリシリコンをＩＣＰにより除去し、最後に、接液層である樹脂ＰＢＯ層３７を積層して、振動板５と対向電極６がギャップ９を介して対向する静電型アクチュエータを形成した。なお、導電層であるポリシリコン３１，３４は電気伝導率を上げるため、Ａｓを注入している。
【００４５】
そして、この静電型アクチュエータを複数集積して静電型液体吐出ヘッドのアクチュエータ部としている。このアクチュエータ部に、図１に示すように、液室，流路，流体抵抗が形成されている流路板、ノズルが形成されているノズル板を積層して、液体吐出ヘッドを製作した。
【００４６】
先ず、シングルパルス駆動を行なったときに図９に示す噴射特性を示す静電型液体吐出ヘッドに対して２つの駆動パルスを順次印加するときに、２つの駆動パルスの立ち下がりが振動板の状態によって変化する液室内圧力振動周期の整数倍のタイミングになるように設定された駆動波形について説明する。
【００４７】
この液体吐出ヘッドに対してダブルパルス駆動を行なったときの液室内圧力振動周期の整数倍は、次のようにして得ることができる。つまり、第１の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２１と第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１を適宜選択し、第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２をパラメータ（変数）として、滴速度Ｖｊを計測する。これによって、例えば、図１０に示す噴射特性が得られる。
【００４８】
このとき、シングルパルス駆動における滴体積Ｍｊ１のほぼ２倍の大きな１滴を形成する領域において、滴速度Ｖｊが極大値を採る第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２が得られる。図１０では第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２＝９．４μsecである。
【００４９】
また、同様にして、第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１をパラメータとしたときの結果は、例えば図１１に示すようになる。
【００５０】
これらの図１０及び図１１から、ダブルパルスのパラメータセット〔Ｐｗ２１＝７μｓｅｃ；Ｔｄ２１＝５μｓｅｃ；Ｐｗ２２＝９．４μｓｅｃ〕は、第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１及び第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２をそれぞれパラメータとした場合に、滴速度Ｖｊの極大値を与えるパラメータセットであることが分かる。
【００５１】
この滴速度Ｖｊが極大値となる場合の時間（Ｔｄ２１＋Ｐｗ２２）が当該液体吐出ヘッドにおける圧力振動周期の整数倍である。この滴速度Ｖｊが極大値を示す条件では、速度が速いばかりでなく、その噴射特性は駆動電圧の変動に対して非常に安定であるという好ましい特性を有する。
【００５２】
ここで、滴速度Ｖｊが極大値を採る場合の第１の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２１、第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１及び第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２は、それぞれが独立ではないために、この圧力振動周期の整数倍（Ｔｄ２１＋Ｐｗ２２）は、一つでもパラメータを変更すると変化することになる。
【００５３】
この一例を図１２及び図１３に示している。図１２は第１の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２１＝７．０μｓｅｃとして、第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１及び第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２をパラメータとして、吐出された液滴の速度Ｖｊを計測した結果である。このように、第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１を変えると、最適な第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２も変化する。
【００５４】
この図１２と同様の計測を、第１の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２１を、７μｓｅｃ，８μｓｅｃ，９．５μｓｅｃとして行い、滴速度Ｖｊが極大値となるパラメータセットを、図１３に示している。
【００５５】
この図１３から分かるように、第１の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２１が同じでも、第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１が異なれば、圧力振動周期（Ｔｄ２１＋Ｐｗ２２）は異なる。また、第１の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２１を変えると、第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１が同じでも、最適な第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２が異なるため、圧力変動周期（Ｔｄ２１＋Ｐｗ２２）は異なる値となる。
【００５６】
このことを第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１を４μｓｅｃにした場合の例を表１に示している。
【００５７】
【表１】
2006082376.tif 000003
【００５８】
これは、可変電極が対向面に接触しているか否かだけでなく、駆動電圧値，パルス幅により、可変電極の変位形状、即ち、剛性が微妙に異なる結果、液室の圧力振動周期が変わるためである。
【００５９】
このように、静電型液体吐出ヘッドでは印加するパルス電圧（駆動パルス）のパラメータを少し変更しただけで、圧力振動周期そのものが変わってしまう。また、液室形状、流体抵抗、ノズル径、インク粘度等によっても圧力振動周期は変わる。したがって、圧力振動周期の整数倍である（Ｔｄ２１＋Ｐｗ２２）の値は、第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１又は第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２（立ち上がり時間、パルス幅、立ち下がり時間を含む）をパラメータとして、吐出されたインク滴の滴速度Ｖｊが極大値を採る値を実験的に導き出して設定する。
【００６０】
ここで、図１３で得られたダブルパルス駆動でのパラメータセットを採用することはできるが、それだけでは滴速度を制御できない。
【００６１】
そこで、第１の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２１の設定について説明する。
シングルパルス駆動において、大きい滴速度Ｖｊを与える駆動パルスのパルス幅Ｐｗ１１をダブルパルス駆動における第１の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２１として採用すると、ダブルパルス駆動で得られる液滴の滴速度Ｖｊも相対的に大きくなる。したがって、ダブルパルス駆動における滴速度Ｖｊをより増減させたい場合、シングルパルス駆動でより大きい或いは小さい滴速度Ｖｊを与える駆動パルスのパルス幅Ｐｗ１１を第１の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２１とすると良い。
【００６２】
実験的には、シングルパルス駆動において、最大の滴速度Ｖｊ値（これがダブルパルス駆動においても所望の滴速度Ｖｊと仮定する。）よりも１ｍ／ｓ前後遅い滴速度Ｖｊを与える駆動パルスのパルス幅Ｐｗ１１を第１の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２１として設定すると、ダブルパルス駆動における滴速度Ｖｊは、シングルパルス駆動におけるそれと同程度となる。このようにして、シングルパルス駆動及びダブルパルス駆動における滴速度Ｖｊ値を合わせ込むと良い。
【００６３】
なお、必ずしもダブルパルス駆動による滴速度Ｖｊ値の合わせ込みは、このような方法によらなくとも良い。つまり、第１の駆動パルスの駆動電圧Ｖｐ２１、第２の駆動パルスの駆動電圧Ｖｐ２２を操作して滴速度Ｖｊ値を操作することもできる。ただし、この場合にも、（Ｔｄ２１＋Ｐｗ２２）は、その駆動条件（第１の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２１，第１の駆動パルスの駆動電圧Ｖｐ２１，第２の駆動パルスの駆動電圧Ｖｐ２２を含む。）において、液室の圧力振動周期の整数倍となっている必要がある。つまり、第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１或いは第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２をパラメータとして、滴速度Ｖｊを計測すると、±１μｓｅｃの範囲において滴速度Ｖｊが極大値を有していることが必要である。なお、±１μｓｅｃの範囲のずれであれば、実用的な範囲内である。
【００６４】
次に、第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１の設定について説明する。
ダブルパルス駆動で出力される駆動パルス全体が所有する時間を少しでも短くすれば、１印字周期を短くすることができ、駆動周波数を上げることができるため、（Ｔｄ２１＋Ｐｗ２２）を短くすることを狙って、第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１はできるだけ短い方が良い。しかしながら、実験的には、第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１が２μｓｅｃ以下では、安定して滴吐出になり難いため、第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１＝２〜６μｓｅｃの範囲内とすることが特に好ましい。
【００６５】
ここで、液体吐出ヘッドとして許容できる滴速度Ｖｊ値の誤差は０．５ｍ／ｓ程度までであり、図９ないし図１１から分かるように、第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１或いは第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２の誤差が±１μｓｅｃ以内であれば、滴速度Ｖｊ値は許容範囲にあると言える。
【００６６】
しかしながら、第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１或いは第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２が、これ以上ずれると、滴速度Ｖｊの低下が大きいばかりでなく、ダブルパルスによって形成されるべき大きな滴が１滴とならず、通常のシングルパルスによる程度の２滴であったり、安定しない吐出状態になったりする。
【００６７】
このように、１駆動周期内で第１、第２の２つの駆動パルスを順次印加する駆動波形を用いるとき、第１の駆動パルスと第２の駆動パルスの間の時間、第２の駆動パルスの立ち上げ時間、パルス幅、立ち下げ時間のいずれかを変数として吐出される液滴の滴速度Ｖｊとの相関関係を採ったときに±１μｓｅｃの時間内に滴速度Ｖｊが極大値を有している駆動波形を印加することによって、安定して複数の液滴をマージさせた大滴を形成することができる。
【００６８】
次に、３つ以上の駆動パルスを順次印加する駆動波形について説明する。
ここでは、３つの駆動パルスを順次印加する図２（ｃ）のトリプルパルスの駆動波形について説明するが、４以上（Ｎ個）の駆動パルスを順次印加する駆動波形でも同様である。また、駆動パルス電圧は、上述した理由により、立ち上がり時間Ｔｒ及び立ち下がり時間Ｔｆを省いた矩形波として説明する。
【００６９】
トリプルパルスの場合に、各駆動パルス（第１、第２、第３の駆動パルス）の変数（パラメータ）は、次のように設定する。すなわち、ダブルパルス駆動においては、上述したように、第１の駆動パルスと第２の駆動パルス間の時間、第２の駆動パルスの立ち上げ時間、パルス幅、立ち下げ時間のいずれかを変数として吐出される液滴の滴速度Ｖｊとの相関関係を採ったときに±１μsecの時間内に滴速度Ｖｊが極大値を有している駆動波形となる。
【００７０】
この関係にあるという条件を満たす、次の２つの最適解〔第１の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２１，第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１’，第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２’〕又は〔第１の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２１，第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１”，第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２”〕が有るとする。
【００７１】
このとき、第１の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ３１、第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ３１、第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ３２、第２、第３の駆動パルス間の時間Ｔｄ３３、第３の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ３３とすると、トリプルパルスの解〔Ｐｗ３１，Ｔｄ３１，Ｐｗ３２，Ｔｄ３２，Ｐｗ３３〕は、次のようになる。
【００７２】
つまり、〔第１の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２１，第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１’，第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２’，第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１’，第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２’〕、あるいは〔第１の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２１，第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１”，第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２”，第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１”，第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２”〕、あるいは〔第１の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２１，第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１’，第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２’，第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１”，第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２”〕、あるいは〔第１の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２１，第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１”，第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２”，第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ２１’，第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ２２’〕となる。
【００７３】
このことは、ダブルパルス駆動で得られた最適なパラメータセットにおいて、（Ｔｄ２１＋Ｐｗ２２）が液室の圧力変動周期の基本となっていることを意味する。
【００７４】
ただし、実際には上述した解から第３の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ３３、あるいは第２、第３の駆動パルス間の時間Ｔｄ３２を若干（ 〜０．５μsec程度）ずらした値を用いた方が良いことが分かっている。これは、ダブルパルス駆動により実験的に得られた最適解が、読み取り誤差のなどの点で真の解から僅かにズレており、トリプルパルス駆動にしたときに、このズレが増幅されるためであるか、あるいは、第１の駆動パルスにより形成された液室の圧力振動周期が第２の駆動パルスにより多少乱されるためではないかと推測される。
【００７５】
このように、トリプルパルス駆動においては、圧力振動周期はダブルパルスの圧力振動周期から微妙にずれる。
【００７６】
このように圧力振動周期が微妙にずれるため、ダブルパルス駆動の場合と同様に、トリプルパルス駆動においても、圧力振動周期の整数倍である（Ｔｄ３１＋Ｐｗ３２＋Ｔｄ３２＋Ｐｗ３３）の値は、第２、第３の駆動パルス間の時間Ｔｄ３２又は第３の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ３３をパラメータとして、±１μsecの範囲に吐出された液滴の滴速度Ｖｊが極大値を有する値を実験的に導き出して設定する。
【００７７】
なお、トリプルパルス駆動により形成される大滴の滴速度Ｖｊの操作は、ダブルパルス駆動の場合と同様、第１の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ３１を適当に選択して行えばよい。また、実験によると、第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ３１、第２、第３の駆動パルス間の時間Ｔｄ３２の値も２〜６μsec辺りが特に好ましい。
【００７８】
そこで、シングルパルス駆動で図１４に示す噴射特性を有する液体吐出ヘッドに対する駆動波形について説明する。
図１５に示すようにダブルパルス駆動において、滴速度Ｖｊが極大値を与える２つのパラメータセットを表２に示している。なお、ダブルパルス駆動における滴体積Ｍｊは、シングルパルス駆動における滴体積の２倍程度の値になっている。
【００７９】
【表２】
2006082376.tif 000004
【００８０】
次に、この２つのパラメータセットを元に、トリプルパルス駆動のパラメータである第１の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ３１、第１、第２の駆動パルス間の時間Ｔｄ３１、第２の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ３２、第２、第３の駆動パルス間の時間Ｔｄ３２を表３のように採って、第３の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ３３をパラメータとして、吐出される大滴の滴速度Ｖｊと滴体積Ｍｊを計測した結果をも表３に示している。
【００８１】
【表３】
2006082376.tif 000005
【００８２】
これより、最適な第３の駆動パルスのパルス幅Ｐｗ３３は、当該第３の駆動パルスよりも先に印加される隣接する駆動パルスである第２の駆動パルスとの間の時間、すなわち第２、第３の駆動パルス間の時間Ｔｄ３２に依存していることが分かる。
【００８３】
ダブルパルス駆動において、圧力振動周期の整数倍となる（Ｔｄ２１＋Ｐｗ２２）は、トリプルパルス駆動においてもほぼ圧力振動周期の整数倍となる。
【００８４】
このように、１駆動周期内で第１から第Ｎまでの３つ以上の駆動パルスを順次印加する駆動波形を用いるとき、当該駆動パルスより先に印加される隣接する駆動パルスとの間の時間並びに当該駆動パルスのパルス幅、立ち上げ時間及び立ち下げ時間のいずれかを変数として吐出される液滴の滴速度Ｖｊとの相関関係を採ったときに±１μｓｅｃの時間内に滴速度Ｖｊが極大値を有している駆動波形を印加することで、安定して複数の液滴をマージさせた大滴を形成することができる。
【００８５】
言い換えれば、前述した図２（ｃ）、（ｄ）の駆動波形におけるパラメータ定義を用いると、第１のパルス電圧を〔電圧値＝ＶｐＮ１，立上げ時間＝ＴｒＮ１，パルス幅＝ＰｗＮ１，立下げ時間＝ＴｆＮ１〕とし、第Ｎのパルス電圧を〔電圧値＝ＶｐＮＮ，立上げ時間＝ＴｒＮＮ，パルス幅＝ＰｗＮＮ，立下げ時間＝ＴｆＮＮ〕とし、第（Ｎ−１）と第Ｎのパルス電圧間の時間をＴｄＮ（Ｎ−１）とすると、ＰｗＮＮ，ＴｒＮＮ，ＴｆＮＮ，ＴｄＮ（Ｎ−１）のうち１つをパラメータとして、吐出された液滴速度Ｖｊとの相関を採ると、±１μｓｅｃの範囲に滴速度Ｖｊが極大値を有しているということである。
【００８６】
そして、この場合、最初に印加される駆動パルスの立ち上げ時間、パルス幅及び立ち下げ時間、最初に印加される駆動パルスと当該駆動パルスとの間の時間、当該駆動パルス立ち上げ時間、パルス幅及び立ち下げ時間をそれぞれ１組としたとき、少なくとも１つの組は、当該駆動パルスより先に印加される隣接する駆動パルスとの間の時間並びに当該駆動パルスの立ち上げ時間、パルス幅及び立ち下げ時間のいずれかを変数として吐出される液滴の滴速度Ｖｊとの相関関係を採ったときに±１μｓｅｃの時間内に滴速度Ｖｊが極大値を有していることが好ましい。
【００８７】
言い換えれば、前述した図２（ｄ）の駆動波形におけるパラメータ定義を用いると、〔ＴｒＮ１，ＰｗＮ１，ＴｆＮ１，ＴｄＮ１，ＴｒＮ２，ＰｗＮ２，ＴｆＮ２〕，〔ＴｒＮ１，ＰｗＮ１，ＴｆＮ１，ＴｄＮ２，ＴｒＮ３，ＰｗＮ３，ＴｆＮ３〕，・・・，〔ＴｒＮ１，ＰｗＮ１，ＴｆＮ１，Ｔｄ(Ｎ−１)，ＴｒＮＮ，ＰｗＮＮ，ＴｆＮＮ〕のパラメータセットのうち少なくとも一つは、ＴｄＮｊ，ＰｗＮｉ，ＴｒＮｉ，ＴｆＮｉ（ｉ＝２〜Ｎ；ｊ＝ｉ−１）のうちの１つをパラメータとして、吐出された液滴速度Ｖｊとの相関を採ると、±１μｓｅｃの範囲に滴速度Ｖｊが極大値を有しているということである。
【００８８】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの駆動装置を搭載した本発明に係る画像形成装置の一例について図１７及び図１８を参照して説明する。なお、図１７は本発明に係る画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図１８は同装置の要部平面説明図である。
この画像形成装置は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１０１とガイドレール１０２とでキャリッジ１０３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ１０４でタイミングベルト１０５を介して図１７で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。
【００８９】
このキャリッジ１０３には、例えば、それぞれイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）のインク滴を吐出する本発明に係る液滴吐出ヘッドからなる４個の記録ヘッド１０７を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００９０】
記録ヘッド１０７を構成する液体吐出ヘッドとしては、前述したように静電型液体吐出ヘッドを用いている。なお、異なる色を吐出する複数のノズル列を備えた１又は複数の液体吐出ヘッドで記録ヘッドを構成することもできる。
【００９１】
キャリッジ１０３には、記録ヘッド１０７に各色のインクを供給するための各色のサブタンク１０８を搭載している。このサブタンク１０８にはインク供給チューブ１０９を介して図示しないメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。
【００９２】
一方、給紙カセット１１０などの用紙積載部（圧板）１１１上に積載した用紙１１２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１１１から用紙１１２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙ローラ）１１３及び給紙ローラ１１３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１１４を備え、この分離パッド１１４は給紙ローラ１１３側に付勢されている。
【００９３】
そして、この給紙部から給紙された用紙１１２を記録ヘッド１０７の下方側で搬送するための搬送部として、用紙１１２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト１２１と、給紙部からガイド１１５を介して送られる用紙１１２を搬送ベルト１２１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ１２２と、略鉛直上方に送られる用紙１１２を略９０°方向転換させて搬送ベルト１２１上に倣わせるための搬送ガイド１２３と、押さえ部材１２４で搬送ベルト１２１側に付勢された先端加圧コロ１２５とを備えている。また、搬送ベルト１２１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１２６を備えている。
【００９４】
ここで、搬送ベルト１２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１２７とテンションローラ１２８との間に掛け渡されて、副走査モータ１３１からタイミングベルト１３２及びタイミングローラ１３３を介して搬送ローラ１２７が回転されることで、図１１のベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。なお、搬送ベルト１２１の裏面側には記録ヘッド１０７による画像形成領域に対応してガイド部材１２９を配置している。
【００９５】
また、図１１に示すように、搬送ローラ１２７の軸には、スリット円板１３４を取り付け、このスリット円板１３４のスリットを検知するセンサ１３５を設けて、これらのスリット円板１３４及びセンサ１３５によってエンコーダ１３６を構成している。
【００９６】
帯電ローラ１２６は、搬送ベルト１２１の表層に接触し、搬送ベルト１２１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各２．５Ｎをかけている。
【００９７】
また、キャリッジ１０３の前方側には、図１７に示すように、スリットを形成したエンコーダスケール１４２を設け、キャリッジ１０３の前面側にはエンコーダスケール１４２のスリットを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ１４３を設け、これらによって、キャリッジ１０３の主走査方向位置を検知するためのエンコーダ１４４を構成している。
【００９８】
さらに、記録ヘッド１０７で記録された用紙１１２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト１２１から用紙１１２を分離するための分離部と、排紙ローラ１５２及び排紙コロ１５３と、排紙される用紙１１２をストックする排紙トレイ１５４とを備えている。
【００９９】
また、背部には両面給紙ユニット１６１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット１６１は搬送ベルト１２１の逆方向回転で戻される用紙１１２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ１２２と搬送ベルト１２１との間に給紙する。
【０１００】
さらに、図１８に示すように、キャリッジ１０３の走査方向の一方側の非印字領域には、記録ヘッド１０７のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構１９１を配置している。
【０１０１】
この維持回復機構１９１は、記録ヘッド１０７の各ノズル面（ここでの「ノズル面」はノズル板１３の最表面即ちフッ素系撥水層６５の表面又はシリコーン樹脂７５の表面を言う。）をキャピングするための各キャップ１９２ａ〜１９２ｄ（区別しないときは「キャップ１９２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード１９３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行なうときの液滴を受ける空吐出受け１９４などを備えている。
【０１０２】
このように構成した画像形成装置においては、給紙部から用紙１１２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１１２はガイド１１５で案内され、搬送ベルト１２１とカウンタローラ１２２との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド１２３で案内されて先端加圧コロ１２５で搬送ベルト１２１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【０１０３】
このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ１２６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト２１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト１２１上に用紙１１２が給送されると、用紙１１２が搬送ベルト１２１に静電力で吸着され、搬送ベルト１２１の周回移動によって用紙１１２が副走査方向に搬送される。
【０１０４】
そこで、キャリッジ１０３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１０７を駆動することにより、停止している用紙１１２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１１２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙１１２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙１１２を排紙トレイ１５４に排紙する。
【０１０５】
また、両面印刷の場合には、表面（最初に印刷する面）の記録が終了したときに、搬送ベルト１２１を逆回転させることで、記録済みの用紙１１２を両面給紙ユニット１６１内に送り込み、用紙１１２を反転させて（裏面が印刷面となる状態にして）再度カウンタローラ１２２と搬送ベルト１２１との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベル１２１上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ１５４に排紙する
【０１０６】
また、印字（記録）待機中にはキャリッジ１０３は維持回復機構１９１側に移動されて、キャップ１９２で記録ヘッド１０７のノズル面がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ１９２で記録ヘッド１０７をキャッピングした状態でノズルから記録液を吸引し（「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という。）し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行い、この回復動作によって記録ヘッド１０７のノズル面に付着したインクを清掃除去するためにワイパーブレード１９３でワイピングを行なう。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド１０７の安定した吐出性能を維持する。
【０１０７】
次に、この画像形成装置の制御部の概要について図１９を参照して説明する。なお、同図は同制御部の全体ブロック説明図である。
この制御部２００は、装置全体の制御を司るＣＰＵ２０１と、ＣＰＵ２０１が実行するプログラム、その他の固定データを格納するＲＯＭ２０２と、画像データ等を一時格納するＲＡＭ２０３と、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための不揮発性メモリ（ＮＶＲＡＭ）２０４と、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理するＡＳＩＣ２０５とを備えている。
【０１０８】
また、この制御部２００は、パーソナルコンピュータ等の画像処理装置（あるいはデータ処理装置）であるホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ２０６と、記録ヘッド１０７を駆動するための駆動波形を生成する駆動波形生成部２０７と、記録ヘッド１０７を駆動制御するヘッドドライバ２０８と、主走査モータ１０４を駆動するための主走査モータ駆動部２１１と、副走査モータ１３１を駆動するための副走査モータ駆動部２１３と、帯電ローラ１２６に対してＡＣバイアス電圧を供給するＡＣバイアス供給部２１４と、環境温度及び／又は環境湿度を検出する環境センサ２１８、図示しない各種センサからの検知信号を入力するためのＩ／Ｏ２１６などを備えている。
【０１０９】
また、この制御部２００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル２１７が接続されている。
【０１１０】
ここで、制御部２００は、パーソナルコンピュータ等の画像処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト側からの画像データを含む印刷データ（印字データ）等をケーブル或いはネットを介してＩ／Ｆ２０６で受信する。
【０１１１】
そして、ＣＰＵ２０１は、Ｉ／Ｆ２０６に含まれる受信バッファ内の印刷データを読み出して解析し、ＡＳＩＣ２０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行ってヘッドドライバ２０８に画像データを転送する。なお、画像出力するためのドットパターンデータの生成は、例えばＲＯＭ２０２にフォントデータを格納して行っても良いし、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開してこの装置に転送するようにしても良い。
【０１１２】
駆動波形生成部２０７は、駆動パルスのパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器等で構成され、１の駆動パルス及び前述した条件を満たす複数の駆動パルスで構成される駆動波形をヘッドドライバ２０８に対して出力する。
【０１１３】
ヘッドドライバ２０８は、シリアルに入力される記録ヘッド１０７の１行分に相当する画像データ（ドットパターンデータ）に基づいて駆動波形生成部２０７から与えられる駆動波形を構成する駆動パルスを選択的に記録ヘッド７の振動板と対向電極との間に印加してヘッドを駆動する。
【０１１４】
この制御部では駆動波形生成部２０７及びヘッドドライバ２０８によって液体吐出ヘッドである記録ヘッドに対して駆動波形を印加する本発明に係る駆動装置を構成している。したがって、安定して大滴を形成することができ、高画質での階調記録が可能になり、印刷速度と画質を両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明を適用する静電型液体吐出ヘッドの一例を示す液室短手方向に沿う断面説明図である。
【図２】同ヘッドの駆動に用いる駆動波形を構成する駆動パルスの異なる例を示す説明図である。
【図３】同じく滴速度Ｖｊと駆動パルスのパルス幅との特性を説明する説明図である。
【図４】圧電型液体吐出ヘッドにおける大滴形成条件の説明に供する説明図である。
【図５】静電型液体吐出ヘッドにおける大滴形成条件の説明に供する説明図である。
【図６】静電型液体吐出ヘッドにおける振動板の挙動の説明に供する説明図である。
【図７】静電型液体吐出ヘッドに対する駆動パルス波形の説明に供する説明図である。
【図８】実験に用いた静電型液体吐出ヘッドの静電型アクチュエータ部分の具体的構成の説明に供する説明図である。
【図９】シングルパルス駆動におけるパルス幅と滴速度との関係の一例を示す説明図である。
【図１０】ダブルパルス駆動における第２の駆動パルスのパルス幅と滴速度との関係の一例を示す説明図である。
【図１１】ダブルパルス駆動における第１、第２の駆動パルスの間の時間と滴速度との関係の一例を示す説明図である。
【図１２】ダブルパルス駆動における第２の駆動パルスのパルス幅及び第１、第２の駆動パルスの間の時間と滴速度との関係の一例を示す説明図である。
【図１３】ダブルパルス波形セットの所要時間の説明に供する説明図である。
【図１４】シングルパルス駆動におけるパルス幅と滴速度との関係の他の例を示す説明図である。
【図１５】同じくダブルパルス駆動における第２の駆動パルスのパルス幅と滴速度との関係の一例を示す説明図である。
【図１６】同じくトリプルパルス駆動における第１、第２の駆動パルスの間の時間、第２、第３の駆動パルスの間の時間、第３の駆動パルスのパルス幅と滴速度との関係の一例を示す説明図である。
【図１７】本発明に係る画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図である。
【図１８】同画像形成装置の要部平面説明図である。
【図１９】同画像形成装置の制御部の概要を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１…ノズル
２…ノズル板
３…液室
４…流路板
５…振動板
６…対向電極
２０７…駆動波形生成部
２０８…ドライバ
【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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