(57)【要約】【課題】  高周波駆動が可能であり、かつ、サテライト滴を低減し、安定に液滴を吐出することのできる液滴吐出装置の提供。【解決手段】  駆動信号による圧力付与手段の動作によって膨張または収縮する圧力発生室、及び圧力発生室に連通したノズルを含む液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置であって、駆動信号は、圧力発生室を膨張させる第１の膨張パルスと、第１の膨張パルスに続いて圧力発生室を収縮させる収縮パルスと、収縮パルスの後に圧力発生室を膨張させる第２の膨張パルスとを有し、第１の膨張パルスのパルス幅は、０．７ＡＬ〜１．３ＡＬ（ＡＬは圧力発生室の音響的共振周期の１／２）であり、収縮パルスのパルス幅は、０．３ＡＬ〜１．５ＡＬであることを特徴とする液滴吐出装置。【選択図】        図１０
2006205504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動信号の印加により動作する圧力付与手段と、圧力付与手段の動作によって容積が膨張または収縮する圧力発生室と、圧力発生室に連通したノズルとを有する液滴吐出ヘッドと、駆動信号を発生する駆動信号発生手段とを備え、駆動信号を圧力付与手段に印加することにより圧力発生室の容積を膨張または収縮させ、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出装置であって、
駆動信号は、圧力発生室の容積を膨張させる第１の膨張パルスと、第１の膨張パルスに続いて圧力発生室の容積を収縮させる収縮パルスと、収縮パルスの後に圧力発生室の容積を膨張させる第２の膨張パルスとを有し、
第１の膨張パルスのパルス幅は、０．７ＡＬ〜１．３ＡＬ（ＡＬは圧力発生室の音響的共振周期の１／２）であり、
収縮パルスのパルス幅は、０．３ＡＬ〜１．５ＡＬであることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
駆動信号の印加により動作する圧力付与手段と、圧力付与手段の動作によって容積が膨張または収縮する圧力発生室と、圧力発生室に連通したノズルとを有する液滴吐出ヘッドと、駆動信号を発生する駆動信号発生手段とを備え、駆動信号を圧力付与手段に印加することにより圧力発生室の容積を膨張または収縮させ、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出装置であって、
駆動信号は、圧力発生室の容積を膨張させる第１の膨張パルスと、第１の膨張パルスに続いて圧力発生室の容積を収縮させる収縮パルスと、収縮パルスの後に圧力発生室の容積を膨張させる第２の膨張パルスとを有し、
第１の膨張パルスのパルス幅は、０．７ＡＬ〜１．３ＡＬ（ＡＬは圧力発生室の音響的共振周期の１／２）であり、
収縮パルスのパルス幅は、２．５ＡＬ〜３．５ＡＬであることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３】
前記駆動信号は、前記第１の膨張パルスの終端と前記第２の膨張パルスの中心との間隔が２．０ＡＬ〜４．０ＡＬであることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記第１の膨張パルスの駆動電圧をＶｏｎ（Ｖ）、前記第２の膨張パルスの駆動電圧をＶ２ｏｎ（Ｖ）としたとき、｜Ｖｏｎ｜＝｜Ｖ２ｏｎ｜であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記駆動信号は、同一駆動周期内に前記第１の膨張パルスと前記収縮パルスと前記第２の膨張パルスを複数組有しており、液滴を複数回連続して吐出させる駆動信号であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
前記圧力付与手段は、前記圧力発生室の隔壁を形成し、且つ前記駆動信号を印加することによりせん断モードで変形する圧電材料により構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
【請求項７】
前記液滴吐出ヘッドは、前記圧力発生室の少なくとも両隣に、液滴の吐出を行わないダミーチャネルを有することを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出装置。
【請求項８】
駆動信号の印加により動作する圧力付与手段と、圧力付与手段の動作によって容積が膨張または収縮する圧力発生室と、圧力発生室に連通したノズルとを有する液滴吐出ヘッドの圧力付与手段に駆動信号を印加することにより、圧力発生室の容積を膨張または収縮させ、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、
駆動信号は、圧力発生室の容積を膨張させる第１の膨張パルスと、第１の膨張パルスに続いて圧力発生室の容積を収縮させる収縮パルスと、収縮パルスの後に圧力発生室の容積を膨張させる第２の膨張パルスとを有し、
第１の膨張パルスのパルス幅は、０．７ＡＬ〜１．３ＡＬ（ＡＬは圧力発生室の音響的共振周期の１／２）であり、
収縮パルスのパルス幅は、０．３ＡＬ〜１．５ＡＬであることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
【請求項９】
駆動信号の印加により動作する圧力付与手段と、圧力付与手段の動作によって容積が膨張または収縮する圧力発生室と、圧力発生室に連通したノズルとを有する液滴吐出ヘッドの圧力付与手段に駆動信号を印加することにより、圧力発生室の容積を膨張または収縮させ、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、
駆動信号は、圧力発生室の容積を膨張させる第１の膨張パルスと、第１の膨張パルスに続いて圧力発生室の容積を収縮させる収縮パルスと、収縮パルスの後に圧力発生室の容積を膨張させる第２の膨張パルスとを有し、
第１の膨張パルスのパルス幅は、０．７ＡＬ〜１．３ＡＬ（ＡＬは圧力発生室の音響的共振周期の１／２）であり、
収縮パルスのパルス幅は、２．５ＡＬ〜３．５ＡＬであることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの駆動方法に関するものである。
【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、単に記録ヘッドという場合がある）のようにノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドでは、圧力発生室内に圧力を付与することでノズルから液滴を吐出させ、記録紙等の記録媒体上に着弾させる。
【０００３】
圧力発生室内に圧力を付与する圧力付与手段は様々であるが、ここでは特許文献１に開示されている、圧力発生室の隔壁を圧力付与手段である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場合の記録ヘッドについて、図１６を用いて簡単に説明する。
【０００４】
図１６に示すように、上記せん断モード型の記録ヘッド６００は、底壁６０１、天壁６０２及びその間のせん断モードアクチュエータ壁６０３からなる。そのアクチュエータ壁６０３は、底壁６０１に接着され、且つ矢印６１１方向に分極された下部壁６０７と、天壁６０２に接着され、且つ矢印６０９方向に分極された上部壁６０５からなっている。アクチュエータ壁６０３は一対となって、その間に圧力発生室であるインク流路６１３を形成し、且つ次の一対のアクチュエータ壁６０３の間には、インク流路６１３よりも狭い空間６１５を形成している。この空間６１５はダミーチャネルであり、このチャネルからはインクは吐出されない。所謂、ダミーチャネル型ヘッドである。
【０００５】
各インク流路６１３の一端には、ノズル６１８を有するノズルプレート６１７が固着され、各アクチュエータ壁６０３の両側面には電極６１９，６２１が金属化層として設けられている。各電極６１９，６２１はインクと絶縁するための絶縁層（図示せず）で覆われている。そして、空間６１５に面している電極６２１はアース６２３に接続され、インク流路６１３内に設けられている電極６１９はアクチュエータ駆動回路を与えるシリコン・チップ６２５に接続されている。
【０００６】
ところで、インクジェット画像を高速で記録するには、記録ヘッド６００を高周波駆動することにより速いサイクルでインク滴を吐出させることが必要であり、特に、高周波多階調駆動を実現するには、インク滴を吐出した後、続いて同一ノズルから速やかに且つ安定してインク滴を吐出させることが必要である。
【０００７】
そこで、特許文献１に開示されているようにインク吐出を行うための吐出パルスの後にキャンセルパルスを印加することにより、圧力発生室であるインク流路６１３内の圧力変動を低減することが考えられている。
【０００８】
つまり、インク吐出から一定時間後に、インク流路６１３内の圧力変動と位相が逆になるような圧力波を発生させるキャンセルパルスを印加するのである。図１７に示すようにインク流路６１３の電極６１９にパルス幅がＡＬ、吐出パルスと位相が反対のキャンセルパルスＤを吐出パルスＣの立ち下がりからＡＬ後に印加する。ここでＡＬは、圧力発生室の音響的共振周期の１／２である。
また、電圧値は圧力変動の振幅に応じて、その変動をちょうど打ち消すように設定（例えば吐出パルスの０．６倍）する。このキャンセルパルスを与えることによってアクチュエータ壁６０３は、インク吐出時と反対の変形をし、圧力変動と位相が反対の圧力波を与えて、圧力変動を打ち消す。これにより電圧パルスの周波数を変化させたときのインクの吐出速度の変動がなくなり、印字品質が良好になる。このことにより、インク滴を吐出した後、続いて同一ノズルから速やかに且つ安定してインク滴を吐出させることができ、記録ヘッドを高周波駆動することにより速いサイクルでインク滴を吐出させることが可能になる。
【特許文献１】特開２００３−２７６２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来の駆動方法のように、キャンセルパルスを与えることによって、圧力発生室内の圧力波はキャンセルされる。従って、圧力発生室の圧力波によるメニスカスの振動は、この時点で大きく減衰し、この後に次のインク滴の吐出動作に入ることができる。
【００１０】
従来の駆動方法によるノズルにおけるメニスカス及び液滴吐出の様子を図１３（ｂ）に示す。図１３（ｂ）において、２３はノズル、１０２はインク柱、１０１はインク滴、１１は主滴、１２はサテライト滴、Ｍはメニスカスを示している。なお図１３について詳細な説明は、後述する。
【００１１】
図１３（ｂ）において、発明者らの知見によると、上記従来技術のように、キャンセルパルスを与えることによって圧力波をキャンセルした場合、キャンセルを掛けた時点では、インク柱１０２はメニスカスＭから分離していない（図１３（ｂ）の（３）、（５））。この状態でインク柱１０２がノズル２３から離れる方向に伸びていくと、インク柱１０２にはインクの表面張力が作用するだけなので、インク柱１０２の切れは非常に悪く、主滴部分の速度に引っ張られてインク柱が長く伸びてしまう。その後、分離したインク滴１０１の長さも長くなり、先頭と後尾との速度差が大きくなる。このことにより、飛翔途中で、合体しようとする表面張力に打ち勝った時点で、インク滴１０１が所定の体積と吐出速度とを有する主滴１１と、主滴１１に比べて小さい体積と吐出速度とを有するサテライト滴１２に分離しやすくなり、サテライト滴１２が増加することが判明した。（図１３（ｂ）の（９）、（１０）参照）。
【００１２】
このような現象は、表面張力が低いインクや粘度が高いインクを吐出させた場合により顕著に現れる。
【００１３】
このようなサテライト滴１２が、主滴１１の着弾位置に対してずれて着弾することで、画像品質を低下させる問題が生じる。
【００１４】
また、上述したインクジェット記録ヘッドでは、ノズル形成部材の吐出側の面のノズル付近に付着物があると、吐出するインクがこの付着物に接触して曲った方向に飛翔したり、付着物に引きずられて飛翔しなくなってノズル付近にインクだれが生じたりすることがある。サテライト滴１２が記録ヘッド近傍を浮遊して、吐出側の面のノズル付近に付着し、上述の吐出不良を引き起こすことがあるという問題点がある。
【００１５】
また、サテライト滴１２の量が増すと、結果として装置内のミストが増え、装置内の汚れの問題、最悪の場合は電気的接触部にミストが付着し、記録装置の動作不良を引き起こすという問題を派生する。
【００１６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、高周波駆動が可能であり、かつ、サテライト滴を低減し、安定に液滴を吐出することのできる液滴吐出装置及び液滴吐出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】
【００１７】
本発明の目的は、以下のような構成により達成される。
【００１８】
（請求項１）
駆動信号の印加により動作する圧力付与手段と、圧力付与手段の動作によって容積が膨張または収縮する圧力発生室と、圧力発生室に連通したノズルとを有する液滴吐出ヘッドと、駆動信号を発生する駆動信号発生手段とを備え、駆動信号を圧力付与手段に印加することにより圧力発生室の容積を膨張または収縮させ、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出装置であって、
駆動信号は、圧力発生室の容積を膨張させる第１の膨張パルスと、第１の膨張パルスに続いて圧力発生室の容積を収縮させる収縮パルスと、収縮パルスの後に圧力発生室の容積を膨張させる第２の膨張パルスとを有し、
第１の膨張パルスのパルス幅は、０．７ＡＬ〜１．３ＡＬ（ＡＬは圧力発生室の音響的共振周期の１／２）であり、
収縮パルスのパルス幅は、０．３ＡＬ〜１．５ＡＬであることを特徴とする液滴吐出装置。
【００１９】
（請求項２）
駆動信号の印加により動作する圧力付与手段と、圧力付与手段の動作によって容積が膨張または収縮する圧力発生室と、圧力発生室に連通したノズルとを有する液滴吐出ヘッドと、駆動信号を発生する駆動信号発生手段とを備え、駆動信号を圧力付与手段に印加することにより圧力発生室の容積を膨張または収縮させ、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出装置であって、
駆動信号は、圧力発生室の容積を膨張させる第１の膨張パルスと、第１の膨張パルスに続いて圧力発生室の容積を収縮させる収縮パルスと、収縮パルスの後に圧力発生室の容積を膨張させる第２の膨張パルスとを有し、
第１の膨張パルスのパルス幅は、０．７ＡＬ〜１．３ＡＬ（ＡＬは圧力発生室の音響的共振周期の１／２）であり、
収縮パルスのパルス幅は、２．５ＡＬ〜３．５ＡＬであることを特徴とする液滴吐出装置。
【００２０】
（請求項３）
前記駆動信号は、前記第１の膨張パルスの終端と前記第２の膨張パルスの中心との間隔が２．０ＡＬ〜４．０ＡＬであることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
【００２１】
（請求項４）
前記第１の膨張パルスの駆動電圧をＶｏｎ（Ｖ）、前記第２の膨張パルスの駆動電圧をＶ２ｏｎ（Ｖ）としたとき、｜Ｖｏｎ｜＝｜Ｖ２ｏｎ｜であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
【００２２】
（請求項５）
前記駆動信号は、同一駆動周期内に前記第１の膨張パルスと前記収縮パルスと前記第２の膨張パルスを複数組有しており、液滴を複数回連続して吐出させる駆動信号であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
【００２３】
（請求項６）
前記圧力付与手段は、前記圧力発生室の隔壁を形成し、且つ前記駆動信号を印加することによりせん断モードで変形する圧電材料により構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
【００２４】
（請求項７）
前記液滴吐出ヘッドは、前記圧力発生室の少なくとも両隣に、液滴の吐出を行わないダミーチャネルを有することを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出装置。
【００２５】
（請求項８）
駆動信号の印加により動作する圧力付与手段と、圧力付与手段の動作によって容積が膨張または収縮する圧力発生室と、圧力発生室に連通したノズルとを有する液滴吐出ヘッドの圧力付与手段に駆動信号を印加することにより、圧力発生室の容積を膨張または収縮させ、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、
駆動信号は、圧力発生室の容積を膨張させる第１の膨張パルスと、第１の膨張パルスに続いて圧力発生室の容積を収縮させる収縮パルスと、収縮パルスの後に圧力発生室の容積を膨張させる第２の膨張パルスとを有し、
第１の膨張パルスのパルス幅は、０．７ＡＬ〜１．３ＡＬ（ＡＬは圧力発生室の音響的共振周期の１／２）であり、
収縮パルスのパルス幅は、０．３ＡＬ〜１．５ＡＬであることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
【００２６】
（請求項９）
駆動信号の印加により動作する圧力付与手段と、圧力付与手段の動作によって容積が膨張または収縮する圧力発生室と、圧力発生室に連通したノズルとを有する液滴吐出ヘッドの圧力付与手段に駆動信号を印加することにより、圧力発生室の容積を膨張または収縮させ、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、
駆動信号は、圧力発生室の容積を膨張させる第１の膨張パルスと、第１の膨張パルスに続いて圧力発生室の容積を収縮させる収縮パルスと、収縮パルスの後に圧力発生室の容積を膨張させる第２の膨張パルスとを有し、
第１の膨張パルスのパルス幅は、０．７ＡＬ〜１．３ＡＬ（ＡＬは圧力発生室の音響的共振周期の１／２）であり、
収縮パルスのパルス幅は、２．５ＡＬ〜３．５ＡＬであることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１に記載の発明によれば、以下の作用効果を奏する。第１の膨張パルスのパルス幅を、１ＡＬの近傍である０．７ＡＬ〜１．３ＡＬとし、引き続いて収縮パルスを印加することにより、第１の膨張パルスの印加開始時の圧力発生室の膨張による負の圧力波が１ＡＬで反転し、正の圧力になったとき、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。
【００２８】
この状態から１ＡＬを経過すると圧力波が反転して圧力発生室内が負圧になり、更に１ＡＬを経過すると圧力波が反転して圧力発生室内が正圧になる。以降、１ＡＬを経過する毎に圧力が反転しながら圧力波が減衰していく。収縮パルスの印加開始時から１ＡＬを経過して圧力波が反転して圧力発生室内が負圧になると、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液柱をくびれさせて細くする作用が働く。これに前後して収縮パルスのパルス幅を、０．３ＡＬ〜１．５ＡＬとして収縮パルスの印加を終了すると圧力発生室が膨張して、更にメニスカスを引き戻す力が働いて液柱を更に細らせ、メニスカスから液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、液柱の尾が長く伸びることが抑制されて、サテライトを低減できる。
【００２９】
さらに、収縮パルスの後に第２の膨張パルスを有することで、第２の膨張パルスにより圧力波をキャンセルすることができる。このことにより、液滴を吐出した後、続いて同一ノズルから速やかに且つ安定して液滴を吐出させることができ、液滴吐出ヘッドを高周波駆動することにより短いサイクルで液滴を吐出させることが可能になる。
【００３０】
請求項２に記載の発明によれば、以下の作用効果を奏する。第１の膨張パルスのパルス幅を、１ＡＬの近傍である０．７ＡＬ〜１．３ＡＬとし、引き続いて収縮パルスを印加することにより、第１の膨張パルスの印加開始時の圧力発生室の膨張による負の圧力波が１ＡＬで反転し、正の圧力になったとき、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。
【００３１】
この状態から１ＡＬを経過すると圧力波が反転して圧力発生室内が負圧になり、更に１ＡＬを経過すると圧力波が反転して圧力発生室内が正圧になる。以降、１ＡＬを経過する毎に圧力が反転しながら圧力波が減衰していく。収縮パルスの印加開始時から３ＡＬを経過して圧力波が反転して圧力発生室内が負圧になると、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液柱をくびれさせて細くする作用が働く。これに前後して第１の収縮パルスのパルス幅を、２．５ＡＬ〜３．５ＡＬとして収縮パルスの印加を終了すると圧力発生室が膨張して、更にメニスカスを引き戻す力が働いて液柱を更に細らせ、メニスカスから液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、液柱の尾が長く伸びることが抑制されて、サテライトを低減できる。
【００３２】
さらに、収縮パルスの後に、第２の膨張パルスを有することで、第２の膨張パルスにより圧力波をキャンセルすることができる。このことにより、液滴を吐出した後、続いて同一ノズルから速やかに且つ安定して液滴を吐出させることができ、液滴吐出ヘッドを高周波駆動することにより短いサイクルで液滴を吐出させることが可能になる。
【００３３】
請求項３に記載の発明によれば、以下の作用効果を奏する。前記第１の膨張パルスの終端と前記第２の膨張パルスの中心との間隔が２．０ＡＬ〜４．０ＡＬに設定するので、圧力波のキャンセル効果を高めることができる。
【００３４】
請求項４に記載の発明によれば、以下の作用効果を奏する。前記第１の膨張パルスの駆動電圧をＶｏｎ（Ｖ）、前記第２の膨張パルスの駆動電圧をＶ２ｏｎ（Ｖ）としたとき、｜Ｖｏｎ｜＝｜Ｖ２ｏｎ｜に設定するので、１つの電源で両パルスを発生することができる。したがって、電源コストを低減できる。
【００３５】
請求項５に記載の発明によれば、駆動信号は、同一駆動周期内に液滴を複数回連続して吐出させる駆動信号であるので、液滴が着弾する媒体上の１ドットに対して打ち込む液滴の数を多段階に制御することができる。
【００３６】
請求項６に記載の発明によれば、以下の作用効果を奏する。前記圧力付与手段は、圧力発生室の側壁を形成し、且つ前記駆動信号を印加することによりせん断モードで変形する圧電材料により構成されるので、駆動電圧が下げられ、効率的な駆動ができる。
【００３７】
請求項７に記載の発明によれば、以下の作用効果を奏する。前記液滴吐出ヘッドは、前記圧力発生室の少なくとも両隣に、液滴の吐出を行わないダミーチャネルを有する構造であるので、隣接の圧力発生室からの圧力波の影響がなく、圧力波のキャンセルが容易になる。
【００３８】
請求項８に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様に、高周波駆動が可能であり、かつ、サテライト滴を低減し、安定に液滴を吐出することができる。
【００３９】
請求項９に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様に、高周波駆動が可能であり、かつ、サテライト滴を低減し、安定に液滴を吐出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下に本発明に関する実施の形態の例を示すが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。
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。
【００４１】
図１は、本発明に係る液滴吐出装置が適用されるインクジェット記録装置の概略構成を示す図である。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３２に挟持され、更に、搬送モータ３３によって回転駆動される搬送ローラ３１により図示Ｙ方向に搬送されるようになっている。
【００４２】
搬送ローラ３１と搬送ローラ対３２の間には、記録媒体Ｐの記録面ＰＳ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、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）と略直交する図示Ｘ−Ｘ’方向（主走査方向）に沿って往復移動可能に設けられたキャリッジ５に、ノズル面側が記録媒体Ｐの記録面ＰＳと対向するように配置されて搭載されており、フレキシケーブル６を介して、駆動信号を生成するための回路が設けられる駆動信号発生手段１００（図３参照）に電気的に接続されている。
【００４３】
かかる記録ヘッド２は、キャリッジ５の移動に伴って記録媒体Ｐの記録面ＰＳ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ようになっている。
【００４４】
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等の待機位置に設けられている。記録ヘッド２がこの待機位置にある時、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時は、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インク受け器であり、往復両方向で記録するとき、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。
【００４５】
本発明に係る駆動方法は、液滴を吐出するためのノズルの開口と、このノズルの開口に連通する圧力発生室と、この圧力発生室内の圧力を変化させる圧力付与手段とを備えた液滴吐出ヘッドであれば、どのようなタイプの液滴吐出ヘッドにも適用でき、また、圧力発生室内に満たされる液体はどのような液体であっても良い。以下の説明では、圧力発生室内の容積を膨張又は収縮させることによって圧力を変化させる圧力付与手段を備え、圧力発生室内に満たされる液体としてインクを使用した液滴吐出ヘッドであるせん断モード（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。
【００４６】
せん断モードタイプの記録ヘッドでは、圧力発生室の隔壁を圧力付与手段である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。
【００４７】
（第１の実施の形態）
図２は、液滴吐出ヘッドの第１の実施の形態であるせん断モードタイプのインクジェット記録ヘッド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。図２は、圧力発生室であるインクチャネルが隔壁を隔てて連続しているタイプのヘッドである。
【００４８】
なお、以下、圧力発生室に関する構成は、全圧力発生室で共通なので、個々の圧力発生室に関する構成を表示するアルファベットの添え字は省略して、総括的に表記する場合がある。
【００４９】
図３（ａ）〜（ｃ）はその動作を示す図である。
【００５０】
図２及び図３において１００は駆動信号発生手段、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、Ｌは圧力発生室の長さ、Ｄは圧力発生室の深さ、Ｗは圧力発生室の幅である。そして、インクチャネルである圧力発生室２８が隔壁２７、カバープレート２４及び基板２６によって形成されている。
【００５１】
記録ヘッド２は、図３に示すように、カバープレート２４と基板２６の間に、電気・機械変換手段であるＰＺＴ等の圧電材料からなる複数の隔壁２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄで隔てられた圧力発生室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３では多数の圧力発生室２８の一部である３本（２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ）が示されている。圧力発生室２８の一端（以下、これをノズル端という場合がある）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場合がある）はインク供給口２５を経て、インクチューブ２１によって図示されていないインクタンクに接続されている。そして、各圧力発生室２８内の隔壁２７表面には両隔壁２７の上方から基板２６の底面に亘って繋がる電極２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃが密着形成され、各電極２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃは駆動信号発生手段１００に接続している。各隔壁２７表面に密着形成された電極２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに駆動信号発生手段１００から駆動信号が印加されると、以下に例示する動作によってインク滴をノズル２３から吐出する。なお、図３の（ｂ）、（ｃ）ではノズルは省略してある。
【００５２】
次に、記録ヘッド２の製造方法と構成材料について説明する。
【００５３】
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からダイヤモンドブレード等により、圧力発生室２８となる複数の溝が全て同じ形状で平行に切削加工される。これにより隣接する圧力発生室２８は、矢印の方向に分極された側壁２７によって区画される。また、圧力発生室２８は、圧力発生室２８の出口側（図２における左側）の深溝部２８ａと、該深溝部２８ａから圧力発生室２８の入口側（図２における右側）に行くに従って徐々に浅くなる浅溝部２８ｂとを有している。
【００５４】
各隔壁２７は、ここでは図３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。
【００５５】
圧電材料２７ａ，２７ｂに使用される圧電材料としては、電圧を加えることにより変形を生じるものであれば特に限定されず、公知のものが用いられ、有機材料からなる基板であっても良いが、圧電性非金属材料からなる基板が好ましく、この圧電性非金属材料からなる基板として、例えば成形、焼成等の工程を経て形成されるセラミックス基板、又は塗布や積層の工程を経て形成される基板等がある。有機材料としては、有機ポリマー、有機ポリマーと無機物とのハイブリッド材料が挙げられる。
【００５６】
セラミックス基板としては、ＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ3−ＰｂＴｉＯ3）、第三成分添加ＰＺＴがあり、第三成分としてはＰｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3、Ｐｂ（Ｍｎ1/3Ｓｂ2/3）Ｏ3、Ｐｂ（Ｃｏ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3等があり、さらにＢａＴｉＯ3、ＺｎＯ、ＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3等を用いて形成することができる。
【００５７】
また、塗布や成形の工程を経て形成される基板として、例えば、ゾルーゲル法、積層基板コーティング等で形成することができる。
【００５８】
圧電材料２７ａの上面には、全圧力発生室２８に亘って深溝部２８ａ上を覆うようにカバープレート２４が接着剤を介して接着されると共に、各圧力発生室２８の浅溝部２８ｂ上に、圧力発生室２８内へのインク流入口７７が形成されている。
【００５９】
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が接着剤を介して接着される。
【００６０】
カバープレート２４及び基板２６の材料は、特に限定されず、有機材料からなる基板であっても良いが、非圧電性非金属材料からなる基板が好ましく、この非圧電性非金属材料からなる基板として、アルミナ、窒化アルミニウム、ジルコニア、シリコン、窒化シリコン、シリコンカーバイド、石英、分極されていないＰＺＴの少なくとも１つから選ばれることが好ましい。有機材料としては、有機ポリマー、有機ポリマーと無機物とのハイブリッド材料が挙げられる。
【００６１】
また、ノズル形成部材２３の材料としては、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリマー、アロマティックポリアミド樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリサルフォン樹脂等の合成樹脂のほか、ステンレス等の金属材料を用いることもできる。
【００６２】
各圧力発生室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、駆動信号発生手段１００から各金属電極２９に駆動信号を印加することにより側壁２７をせん断変形させ、その変形時の圧力により圧力発生室２８内のインクをノズルプレート２２に形成されたノズル２３から吐出するようになっている。
【００６３】
金属電極２９に用いられる金属としては、白金、金、銀、銅、アルミニウム、パラジウム、ニッケル、タンタル、チタンを用いることができ、特に、電気的特性、加工性の点から、金、アルミニウム、銅、ニッケルが好ましく、めっき、蒸着、スパッタで形成される。
【００６４】
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に圧力発生室２８を形成して、その側壁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、多数の圧力発生室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。
【００６５】
なお、かかる記録ヘッド２では、以上のように、隔壁２７の変形によって圧力発生室２８内のインクに正負の圧力が付与されるものであり、この隔壁２７は圧力付与手段を構成している。
【００６６】
次に、第１の実施形態のヘッドに適した駆動方法について説明する。
【００６７】
図４（ａ）は、本発明に係る第１の実施の形態のヘッドの駆動方法を実現するための駆動信号及び駆動信号によって圧力発生室２８内のインクに付与される圧力を示している。また、図４（ｂ）は、本発明に係る第１の実施の形態のヘッドの駆動方法によるノズルにおけるメニスカス及び液滴吐出の様子を示している。図４（ａ）〜（ｂ）及び以下の説明中の括弧内の数字は、それぞれ時間的に対応している。
【００６８】
図４（ｂ）において、１０２はインク柱、１０１はインク滴、Ｍはメニスカスを示している。
【００６９】
図４（ａ）において、横軸はＡＬ時間、縦軸は駆動電圧を表す。また、Ｌ１と点線は駆動信号、Ｌ２と実線は圧力を表す。
【００７０】
なお、本明細書において、「インク柱」とは、先端がノズル２３の開口から突出しているが、後端はノズル２３内のメニスカスＭと繋がっていて、未だメニスカスＭから分離していない状態のインクを指し、「インク滴」とは、後端がノズル２３内のメニスカスから完全に分離している状態のインクを指す。
【００７１】
（１）かかる記録ヘッド２は、図３（ａ）に示す状態において、電極２９Ａ及び２９Ｃをアースに接続すると共に電極２９Ｂに、矩形波からなる第１の膨張パルス（正電圧）を印加すると、まず、第１の膨張パルスの始端から最初の立ち上がり（Ｐ１）によって、隔壁２７Ｂ、２７Ｃを構成する圧電材料２７ａ、２７ｂの分極方向に直角な方向の電界が生じ、２７ａ、２７ｂともに隔壁の接合面にズリ変形を生じ、図３（ｂ）に示すように隔壁２７Ｂ及び隔壁２７Ｃは互いに外側に向けて変形し、圧力発生室２８Ｂの容積が膨張する。これにより圧力発生室２８Ｂ内のインクに負の圧力が生じてインクが流れ込む（Ｄｒａｗ）。
【００７２】
なお、ＡＬ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｌｅｎｇｔｈ）とは、上述したように、圧力発生室の音響的共振周期の１／２である。このＡＬは、電気・機械変換手段である隔壁２７に矩形波のパルスを印加して吐出するインク滴の速度を測定し、矩形波の電圧値を一定にして矩形波のパルス幅を変化させたときに、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。本実施形態の記録ヘッド２のＡＬは２．４（μｓ）であるが、この値は、ヘッドの構造やインクの粘度等に依存して決まるものである。
【００７３】
また、パルスとは、一定電圧波高値の矩形波であり、０Ｖを０％、波高値電圧を１００％とした場合に、パルス幅とは、電圧の０Ｖからの電圧の立ち上がり始め又は立ち下がり始めの１０％から波高値電圧からの立ち下がり始め又は立ち上がり始めの１０％との間の時間として定義する。更に、ここで矩形波とは、電圧の１０％と９０％との間の立ち上がり時間、立ち下がり時間のいずれもが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。
【００７４】
（２）圧力発生室２８Ｂ内の圧力波は、１ＡＬ時間毎に反転を繰り返すので、この最初のＰ１の印加から１ＡＬ時間経過後に電位を０に戻すと（このＰ２の印加終了の時点を第１の膨張パルスの終端とする）、隔壁２７Ｂ，２７Ｃは膨張位置から図３（ａ）に示す中立位置に戻り、圧力発生室２８Ｂ内のインクに高い圧力が掛かる。
【００７５】
引き続いて、矩形波からなる収縮パルス（負電圧）を印加する。まずパルスの始端から立ち下がり（Ｐ３）によって、図３（ｃ）に示すように、隔壁２７Ｂ及び２７Ｃは互いに逆方向に変形し、圧力発生室２８Ｂの容積が収縮する。この収縮によりインクに更に高い圧力を掛け（Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅ）、ノズル２３の開口からインク柱１０２を突出させる。
【００７６】
（３）１ＡＬ時間経過すると、圧力発生室２８Ｂ内のインクの圧力波は負圧に反転しているので、突出されたインク柱１０２の根元に、図４（ｂ）中に矢視するようにくびれを生じる。この時点で、電位を０に戻し（このＰ４の印加終了の時点を収縮パルスの終端とする）、隔壁２７Ｂ、２７Ｃを収縮位置から中立位置に戻すと、圧力発生室２８Ｂの容積が膨張することで圧力発生室２８Ｂ内のインクに高い負の圧力が掛かる。これにより、メニスカスＭが引き込まれ、突出されたインク柱１０２の後端が引き戻され、インク柱の径が細くなる。また、この膨張による負圧により発生した圧力波と前記反転した負圧の圧力波は、位相が同じで、重なり合って強め合うため、圧力発生室２８Ｂ内に振幅の大きな圧力波が生じる。
【００７７】
（５）更に１ＡＬ時間経過すると、圧力波が反転して正圧となる。この時点で、矩形波からなる第２の膨張パルス（正電圧）を印加する。まずパルスの始端から立ち上がり（Ｐ５）によって、図３（ｂ）に示すように、隔壁２７Ｂ及び２７Ｃは互いに互いに外側に向けて変形し、圧力発生室２８Ｂの容積が膨張する。この膨張の負圧による圧力波と前記正圧の圧力波は、相殺してキャンセルし合い、圧力波は弱められる。
【００７８】
（６）更に１ＡＬ時間が経過すると、インクの圧力波が反転して負圧になる。この時点で、電位を０に戻し（このＰ６の印加終了の時点を第２の膨張パルスの終端とする）、隔壁２７Ｂ、２７Ｃを膨張位置から中立位置に戻すと、圧力発生室２８Ｂの容積が収縮することで圧力発生室２８Ｂ内のインクに正の圧力が掛かる。この収縮の正圧による圧力波と前記負圧の圧力波は、相殺してキャンセルし合い、圧力は早期に減衰され事実上消滅することになる。
【００７９】
（６．５）；上記（２）でインクに高い圧力を掛けてからおよそ３．５ＡＬ時間経過後、ノズル２３の開口から突出しているインク柱１０２をメニスカスＭから分離させ、液滴１０１としてノズル２３から吐出させる。
【００８０】
このような駆動方法は、いわゆるＤＲＲＣ（Ｄｒａｗ一Ｒｅｌｅａｓｅ一Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅ一Ｃａｎｓｅｌ）方式による駆動方法であり、第１の膨張パルスのパルス幅はインク滴の吐出力に大きく影響し、１ＡＬにこのパルス幅が一致したときにインク滴吐出力（吐出速度）は最大となる。また、収縮パルスは、第１の膨張パルスの立ち下がり時（Ｐ２）、つまり、１ＡＬの経過後に印加される。このため、上述の如く第１の膨張パルスのパルス幅を１ＡＬに設定することにより、膨張パルスの立ち上がり時（Ｐ１）に発生した負の圧力波が、圧力発生室を伝播して正圧に反転すると同時に、第１の膨張パルスの立ち下がり（Ｐ２）及び収縮パルスの立ち下がり（Ｐ３）による圧力発生室の収縮により発生した正圧が加わり、これらが相俟って最も効率の良い吐出力が得られる。
【００８１】
また、収縮パルスのパルス幅を１ＡＬとしているので、収縮パルスの印加を終了して、電位を０に戻すと圧力発生室が膨張して、この膨張により発生した負圧の圧力波は、前記第１の膨張パルス及び収縮パルスの始端で発生した圧力波が反転して生ずる負圧の圧力波と重なり合って、強め合い、圧力発生室２８Ｂ内に強い負圧の圧力波が生じる。この強い負圧の圧力波によりメニスカスを引き戻す力が働いてインク柱を細らせ、早期に、インク柱１０２が短い状態でメニスカスＭから分離してインク滴１０１として飛翔する。よって、主滴とサテライト滴の分裂が発生しにくくなり、サテライト量を低減できる。
【００８２】
この収縮パルスのパルス幅は、上記の実施形態では１ＡＬとしたが、０．３ＡＬ〜１．５ＡＬまたは２．５ＡＬ〜３．５ＡＬ時間の範囲内に設定すればよい。この範囲内に設定することにより、この収縮パルスの終端で発生する負圧の圧力波を第１の膨張パルス及び収縮パルスの始端で発生した圧力波と強め合うようにすることができ、サテライトが低減できる。特に、収縮パルスのパルス幅を０．３ＡＬ〜１．５ＡＬに設定することにより早期に収縮パルスの印加終了時（Ｐ４）の大きな負の圧力を発生させる事ができるので、早期に、インク柱１０２が短い状態でメニスカスＭから分離してインク滴１０１として飛翔させ、サテライト量を低減することができる。
【００８３】
収縮パルスのパルス幅を０．３ＡＬより短くすると、ＡＬよりもかなり短いため、液滴吐出力が小さくなり、駆動効率が低下する（駆動電圧の上昇）。また、収縮パルスのパルス幅を３．５ＡＬよりも長くすると、早期にメニスカスを引き戻す効果を利用できず、サテライト量を低減する効果が小さくなる。
【００８４】
また、第１の膨張パルスのパルス幅は、上記の実施形態では１ＡＬとしたが、０．７ＡＬ〜１．３ＡＬの範囲内に設定すればよい。この範囲を外れると圧力波による吐出効率が下がり、駆動電圧が大きく上昇する。
【００８５】
また、収縮パルスの印加終了から、所定時間後に第２の膨張パルスを印加しているので、第２の膨張パルスの始端及び終端により圧力波をキャンセルすることができる。このことにより、液滴を吐出した後、続いて同一ノズルから速やかに且つ安定して液滴を吐出させることができ、液滴吐出ヘッドを高周波駆動することにより速いサイクルで液滴を吐出させることが可能になる。本発明では、第２の膨張パルスを圧力波のキャンセルに利用するので、収縮パルスの印加終了に引き続いて第２の膨張パルスを印加する形態は、本発明には含まれない。
【００８６】
収縮パルスのパルス幅を０．３ＡＬ〜１．５ＡＬとした場合、第１の膨張パルスの終端と第２の膨張パルスの中心の間隔を、２．０ＡＬ〜４．０ＡＬの範囲に設定することがキャンセル効果を高める上で好ましいが、上記実施形態のように、第２の膨張パルスのパルス幅を１ＡＬ近傍にした場合、２．５ＡＬが最も好ましい。
【００８７】
第２の膨張パルスのパルス幅は、上記実施形態では、１ＡＬに設定されているが、パルスの始端及び終端において、圧力波がキャンセルされるように適宜設定される。
【００８８】
図４（ａ）の駆動信号では、第１の膨張パルスの駆動電圧をＶｏｎ（Ｖ）、第２の膨張パルスの駆動電圧をＶ２ｏｎ（Ｖ）としたとき、｜Ｖｏｎ｜＝｜Ｖ２ｏｎ｜に設定しているので、１つの電源で両パルスを発生することができる。したがって、電源コストを低減できる。
【００８９】
また、第１の膨張パルスの駆動電圧Ｖｏｎ（Ｖ）と収縮パルスの駆動電圧Ｖｏｆｆ（Ｖ）の比を｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝１／１．５としている。特に、図２に示す圧力発生室であるインクチャネルが連続しているタイプのヘッドでは、このように｜Ｖｏｎ｜＜｜Ｖｏｆｆ｜の関係とすると、隣接する圧力発生室からの圧力波の影響を小さくできるので、圧力波のキャンセルが容易になり好ましい。
【００９０】
なお、この電圧Ｖｏｎと電圧Ｖｏｆｆの基準電圧は０とは限らない。この電圧Ｖｏｎと電圧Ｖｏｆｆは、それぞれ差分の電圧である。
【００９１】
上記のようにインク滴は飛翔して画像を形成するが、階調画像や高濃度の画像を詳細に形成するために、同一画素周期内（同一駆動周期内）に、印字データに応じて圧力付与手段に連続して一連の駆動パルス（第１の膨張パルスと収縮パルスと第２の膨張パルス）を複数回印加し、複数のインク滴を飛翔させ、該複数のインク滴が記録紙上に着弾する前、即ち飛翔中に合体するか、あるいは、着弾した後合体（ドットとして合体すればよい）することにより着弾時点では一つの画素（ドット）を形成することもできる。このことにより、画素を埋めるドットを拡大したり、１画素に複数のインク滴を着弾させることにより、階調や高濃度の画素を形成することによって、高画質な画像を形成することができる。
【００９２】
前記複数のインク滴が合体して一つの画素を形成する場合、該複数の個々のインク滴をサブドロップＳＤ、合体したものをスーパードロップと記すことにする。
【００９３】
複数のサブドロップＳＤを飛翔中あるいは、着弾位置で合体（ドットとして合体すればよい）させてスーパードロップを形成するには、基本的に最初の第１サブドロップＳＤ１が飛翔する速度より、第２サブドロップＳＤ２が飛翔する速度の方が速くないと合体することは困難である。従って、第３サブドロップＳＤ３・・・ＳＤｎと順次高速にする必要がある。
【００９４】
このためには、ＳＤ吐出毎の圧力波を適宜キャンセルする必要がある。キャンセル量が不十分であると、ＳＤ間で速度がばらつき、１画素を形成する複数のＳＤ（インク滴）が互いに離れて着弾し、画素が乱れたり、メニスカス位置の変動から安定吐出できないという問題が発生する。本発明の駆動方法を用いれば、圧力波をほぼ完全にキャンセルできるので、このような問題が発生することなく安定にスーパードロップを形成できる。
【００９５】
次に、本発明の第１の実施形態のヘッドに係わる駆動方法の１例である時分割駆動について説明する。
【００９６】
前述のような少なくとも一部が圧電材料で構成された隔壁２７によって隔てられた複数の圧力発生室２８を有する記録ヘッド２を駆動する場合、一つの圧力発生室２８の隔壁が吐出の動作をすると、隣の圧力発生室２８が影響を受けるため、通常、複数の圧力発生室２８のうち、互いに１本以上の圧力発生室２８を挟んで離れている圧力発生室２８をまとめて１つの組となすようにして、２つ以上の組に分割し、各組毎にインク吐出動作を時分割で順次行うように駆動制御される。例えば、全圧力発生室２８を２つおきに選んで３相に分けて吐出する、いわゆる３サイクル吐出法が行われる。
【００９７】
かかる３サイクル吐出動作について図５を用いて更に説明する。図５に示す例では、記録ヘッドは圧力発生室がＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ａ３、Ｂ３、Ｃ３の９つの圧力発生室２８で構成されているものとし、１画素周期に５発のインク滴を吐出する例に挙げて説明する。また、このときのＡ、Ｂ、Ｃの各組の圧力発生室２８の電極に印加される駆動信号のタイミングチャートを図６に示す。ここでは、図４の駆動信号を基本として、同一画素周期内（同一駆動周期内）に５つのサブドロップを吐出可能な例を示す。サブドロップＳＤ１を吐出するために、パルス幅が１ＡＬの第１の膨張パルス、それに続くパルス幅が１ＡＬの収縮パルス、それに続く長さ１ＡＬの電圧ゼロの休止期間、それに続くパルス幅が１ＡＬの第２の膨張パルス、それに続く長さ１ＡＬの電圧ゼロの休止期間からなる駆動パルスを印加する。同様に、サブドロップＳＤ２〜ＳＤ５を吐出させるために、同様な構成の駆動パルスをそれぞれ印加する。駆動パルスの周期は図示のように５ＡＬである。そして、長さ３ＡＬの電圧ゼロの期間をＳＤ５の駆動パルスの後に設けることにより、ＳＤ１〜ＳＤ５の５滴によるスーパードロップを形成する期間を２８ＡＬとする。
【００９８】
図６に示す駆動パルスによりスーパードロップを形成し飛翔させた場合に、サブドロップＳＤ１〜ＳＤ５の飛翔中または記録媒体上での合体を安定して行なうことができる。
【００９９】
インク吐出時には、まずＡ組（Ａ１、Ａ２、Ａ３）の各圧力発生室２８の電極に前記ＳＤ１〜ＳＤ５を吐出する１連の駆動パルス電圧を掛け、その両隣の圧力発生室の電極を接地し、Ａ組のノズルからＳＤ１〜ＳＤ５のインク滴を吐出させる。
【０１００】
続いてＢ組（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３）の各圧力発生室２８、更に続いてＣ組（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）の各圧力発生室２８へと上記同様に動作する。
【０１０１】
以上は、ベタ画像（フル駆動）の場合であるが、実際は、各画素の印字データに応じて、ＳＤ１〜ＳＤ５のうちの吐出するインク滴の数を変化させる。
【０１０２】
かかるせん断モードタイプのインクジェット記録ヘッドでは、隔壁２７の変形は壁の両側に設けられる電極に掛かる電圧差で起こるので、インク吐出を行う圧力発生室の電極に負電圧を掛ける代わりに、図７に示すように、インク吐出を行う圧力発生室の電極を接地して、その両隣の圧力発生室の電極に正電圧を掛けるようにしても同様に動作させることができる。この後者の方法によれば、正電圧だけで駆動できるため、電源コストの点で好ましい態様である。
【０１０３】
（第２の実施の形態）
図８は、液滴吐出ヘッドの第２の実施の形態であるダミーチャネル型のせん断モードタイプのインクジェット記録ヘッド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圧力発生室の断面図である。
【０１０４】
図２では、圧力発生室であるインクチャネルが隔壁を隔てて連続しているヘッドの例を示した。このヘッドでは、一つのインクチャネルからインクを吐出すると、隣接するインクチャネルも変形するため、その内部にも圧力波が生じてしまう。しかし、図８に示すようにインクチャネルとダミーチャネル（空気チャネル）とを交互に配列して、１つおきに配置されたインクチャネルからインクを吐出するようにしたダミーチャネル型ヘッドでは、インクチャネルの隔壁がせん断変形しても、隣接した他のインクチャネルに影響を及ぼさず、インクチャネルの駆動が容易である。
【０１０５】
なお、以下、圧力発生室に関する構成は、全圧力発生室で共通なので、個々の圧力発生室に関する構成を表示するアルファベットの添え字は省略して、総括的に表記する場合がある。
【０１０６】
図９（ａ）〜（ｃ）はその動作を示す図である。
【０１０７】
図８及び図９において１００は駆動信号発生手段、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、２８がインクチャネルである圧力発生室、１２８が空気チャネルであるダミーチャネル、Ｌは圧力発生室の長さ、Ｄは圧力発生室の深さ、Ｗは圧力発生室の幅である。そして、インクチャネルである圧力発生室２８とダミーチャネル１２８が隔壁２７、カバープレート２４及び基板２６によって形成されている。
【０１０８】
記録ヘッド２は、図９に示すように、カバープレート２４と基板２６の間に、電気・機械変換手段であるＰＺＴ等の圧電材料からなる複数の隔壁２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄで隔てられた圧力発生室２８とダミーチャネル１２８が交互に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９では多数の圧力発生室２８の一部である１本（２８Ｂ）と多数のダミーチャネル１２８の一部である２本（１２８Ａ、１２８Ｂ）が示されている。カバープレート２４は、研削又は切削加工等によって、インクチャネル２８に対応した位置にインク供給口７７が形成されている。そして、上面がカバープレート２４で覆われてインクが供給されないダミーチャネル１２８とインク供給口７７からインクが供給されるインクチャネル２８が交互に設けられる。圧力発生室２８の一端（以下、これをノズル端という場合がある）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場合がある）はインク供給口２５を経て、インクチューブ２１によって図示されていないインクタンクに接続されている。また、ダミーチャネルには、インクが供給されず、インクが吐出されないので、ノズル２３は設けられていない。そして、各圧力発生室２８内の隔壁２７表面には両隔壁２７の上方から基板２６の底面に亘って繋がる電極２９Ｂが密着形成され、電極２９Ｂは駆動信号発生手段１００に接続している。また、各ダミーチャネル１２８内の隔壁２７表面には両隔壁２７の上方から基板２６の底面に亘って繋がる電極１２９Ａ、１２９Ｂが密着形成され、各電極１２９Ａ、１２９Ｂは駆動信号発生手段１００に接続している。各隔壁２７表面に密着形成された電極２９Ｂ、１２９Ａ、１２９Ｂに駆動信号発生手段１００から駆動信号が印加されると、以下に例示する動作によって、インク滴をノズル２３から吐出する。なお、図９の（ｂ）、（ｃ）ではノズルは省略してある。
【０１０９】
記録ヘッド２の製造方法と構成材料等については、基本的に図２のへッドと同様であるので、繰り返しの記述は省略する。
【０１１０】
次に、第２の実施形態のヘッドに適した駆動方法について説明する。
【０１１１】
図１０（ａ）は、本発明に係わる第２の実施の形態のヘッドの駆動方法を実現するための駆動信号及び駆動信号によって圧力発生室２８内のインクに付与される圧力を示している。また、図１０（ｂ）は、本発明に係る第２の実施の形態の駆動方法によるノズルにおけるメニスカス及び液滴吐出の様子を示している。図１０（ａ）〜（ｂ）及び以下の説明中の括弧内の数字は、それぞれ時間的に対応している。
【０１１２】
図１０（ａ）において、横軸はＡＬ時間、縦軸は駆動電圧を表す。また、Ｌ１と点線は駆動信号、Ｌ２と実線は圧力を表す。
【０１１３】
（１）かかる記録ヘッド２は、図９（ａ）に示す状態において、電極１２９Ａ及び１２９Ｂをアースに接続すると共に電極２９Ｂに、矩形波からなる第１の膨張パルス（正電圧）を印加すると、まず、第１の膨張パルスの始端から最初の立ち上がり（Ｐ１）によって、隔壁２７Ｂ、２７Ｃを構成する圧電材料２７ａ、２７ｂの分極方向に直角な方向の電界が生じ、２７ａ、２７ｂともに隔壁の接合面にズリ変形を生じ、図９（ｂ）に示すように隔壁２７Ｂ及び隔壁２７Ｃは互いに外側に向けて変形し、圧力発生室２８Ｂの容積が膨張する。これにより圧力発生室２８Ｂ内のインクに負の圧力が生じてインクが流れ込む（Ｄｒａｗ）。
【０１１４】
（２）圧力発生室２８Ｂ内の圧力波は、１ＡＬ時間毎に反転を繰り返すので、この最初のＰ１の印加から１ＡＬ時間経過後に電位を０に戻すと（このＰ２の印加終了の時点を第１の膨張パルスの終端とする）、隔壁２７Ｂ，２７Ｃは膨張位置から図９（ａ）に示す中立位置に戻り、圧力発生室２８Ｂ内のインクに高い圧力が掛かる。
【０１１５】
引き続いて、矩形波からなる収縮パルス（負電圧）を印加する。まずパルスの始端から立ち下がり（Ｐ３）によって、図９（ｃ）に示すように、隔壁２７Ｂ及び２７Ｃは互いに逆方向に変形し、圧力発生室２８Ｂの容積が収縮する。この収縮によりインクに更に高い圧力を掛け（Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅ）、ノズル２３の開口からインク柱１０２を突出させる。
【０１１６】
（３）１ＡＬ時間経過すると、圧力発生室２８Ｂ内のインクの圧力波は負圧に反転しているので、突出されたインク柱１０２の根元に、図１０（ｂ）中に矢視するようにくびれを生じる。この時点で、電位を０に戻し（このＰ４の印加終了の時点を収縮パルスの終端とする）、隔壁２７Ｂ、２７Ｃを収縮位置から中立位置に戻すと、圧力発生室２８Ｂの容積が膨張することで圧力発生室２８Ｂ内のインクに高い負の圧力が掛かる。これにより、メニスカスＭが引き込まれ、突出されたインク柱１０２の後端が引き戻され、インク柱の径が細くなる。また、この膨張による負圧により発生した圧力波と前記反転した負圧の圧力波は、位相が同じで、重なり合って強め合うため、圧力発生室２８Ｂ内に振幅の大きな圧力波が生じる。
【０１１７】
（５）更に１ＡＬ時間経過すると、圧力波が反転して正圧となる。この時点で、矩形波からなる第２の膨張パルス（正電圧）を印加する。まずパルスの始端から立ち上がり（Ｐ５）によって、図９（ｂ）に示すように、隔壁２７Ｂ及び２７Ｃは互いに互いに外側に向けて変形し、圧力発生室２８Ｂの容積が膨張する。この膨張の負圧による圧力波と前記正圧の圧力波は、相殺してキャンセルし合い、圧力波は弱められる。
【０１１８】
（６）更に１ＡＬ時間が経過すると、インクの圧力波が反転して負圧になる。この時点で、電位を０に戻し（このＰ６の印加終了の時点を第２の膨張パルスの終端とする）、隔壁２７Ｂ、２７Ｃを膨張位置から中立位置に戻すと、圧力発生室２８Ｂの容積が収縮することで圧力発生室２８Ｂ内のインクに正の圧力が掛かる。この収縮の正圧による圧力波と前記負圧の圧力波は、相殺してキャンセルし合い、圧力は早期に減衰され事実上消滅することになる。
【０１１９】
（６．５）；上記（２）でインクに高い圧力を掛けてからおよそ３．５ＡＬ時間経過後、ノズル２３の開口から突出しているインク柱１０２をメニスカスＭから分離させ、液滴１０１としてノズル２３から吐出させる。
【０１２０】
このような駆動方法は、いわゆるＤＲＲＣ（Ｄｒａｗ一Ｒｅｌｅａｓｅ一Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅ一Ｃａｎｓｅｌ）方式による駆動方法であり、第１の膨張パルスのパルス幅はインク滴の吐出力に大きく影響し、１ＡＬにこのパルス幅が一致したときにインク滴吐出力（吐出速度）は最大となる。また、収縮パルスは、第１の膨張パルスの立ち下がり時（Ｐ２）、つまり、１ＡＬの経過後に印加される。このため、上述の如く第１の膨張パルスのパルス幅を１ＡＬに設定することにより、膨張パルスの立ち上がり時（Ｐ１）に発生した負の圧力波が、圧力発生室を伝播して正圧に反転すると同時に、第１の膨張パルスの立ち下がり（Ｐ２）及び収縮パルスの立ち下がり（Ｐ３）による圧力発生室の収縮により発生した正圧が加わり、これらが相俟って最も効率の良い吐出力が得られる。
【０１２１】
また、収縮パルスのパルス幅を１ＡＬとしているので、収縮パルスの印加を終了して、電位を０に戻すと圧力発生室が膨張して、この膨張により発生した負圧の圧力波は、前記第１の膨張パルス及び収縮パルスの始端で発生した圧力波が反転して生ずる負圧の圧力波と重なり合って、強め合い、圧力発生室２８Ｂ内に強い負圧の圧力波が生じる。この強い負圧の圧力波によりメニスカスを引き戻す力が働いてインク柱を細らせ、早期に、インク柱１０２が短い状態でメニスカスＭから分離してインク滴１０１として飛翔する。よって、主滴とサテライト滴の分裂が発生しにくくなり、サテライト量を低減できる。
【０１２２】
この収縮パルスのパルス幅は、上記の実施形態では１ＡＬとしたが、０．３ＡＬ〜１．５ＡＬまたは２．５ＡＬ〜３．５ＡＬ時間の範囲内に設定すればよい。この範囲内に設定することにより、この収縮パルスの終端で発生する負圧の圧力波を第１の膨張パルス及び収縮パルスの始端で発生した圧力波と強め合うようにすることができ、サテライトが低減できる。特に、収縮パルスのパルス幅を０．３ＡＬ〜１．５ＡＬに設定することにより早期に収縮パルスの印加終了時（Ｐ４）の大きな負の圧力を発生させる事ができるので、早期に、インク柱１０２が短い状態でメニスカスＭから分離してインク滴１０１として飛翔させ、サテライト量を低減することができる。
【０１２３】
収縮パルスのパルス幅を０．３ＡＬより短くすると、ＡＬよりもかなり短いため、液滴吐出力が小さくなり、駆動効率が低下する（駆動電圧の上昇）。また、収縮パルスのパルス幅を３．５ＡＬよりも長くすると、早期にメニスカスを引き戻す効果を利用できず、サテライト量を低減する効果が小さくなる。
【０１２４】
また、第１の膨張パルスのパルス幅は、上記の実施形態では１ＡＬとしたが、０．７ＡＬ〜１．３ＡＬの範囲内に設定すればよい。この範囲を外れると圧力波による吐出効率が下がり、駆動電圧が大きく上昇する。
【０１２５】
また、収縮パルスの印加終了から、所定時間後に第２の膨張パルスを印加しているので、第２の膨張パルスの始端及び終端により圧力波をキャンセルすることができる。このことにより、液滴を吐出した後、続いて同一ノズルから速やかに且つ安定して液滴を吐出させることができ、液滴吐出ヘッドを高周波駆動することにより速いサイクルで液滴を吐出させることが可能になる。
【０１２６】
収縮パルスのパルス幅を０．３ＡＬ〜１．５ＡＬとした場合、第１の膨張パルスの終端と第２の膨張パルスの中心の間隔を、２．０ＡＬ〜４．０ＡＬの範囲に設定することがキャンセル効果が高める上で好ましいが、上記実施形態のように、２．５ＡＬが最も好ましい。
【０１２７】
第２の膨張パルスのパルス幅は、上記実施形態では、１ＡＬに設定されているが、パルスの始端及び終端において、圧力波がキャンセルされるように適宜設定される。
【０１２８】
図１０（ａ）の駆動信号では、第１の膨張パルスの駆動電圧をＶｏｎ（Ｖ）、第２の膨張パルスの駆動電圧をＶ２ｏｎ（Ｖ）としたとき、｜Ｖｏｎ｜＝｜Ｖ２ｏｎ｜に設定しているので、１つの電源で両パルスを発生することができる。したがって、電源コストを低減できる。
【０１２９】
また、第１の膨張パルスの駆動電圧Ｖｏｎ（Ｖ）と収縮パルスの駆動電圧Ｖｏｆｆ（Ｖ）の比を｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜＝１／１としている。ダミーチャネルタイプのヘッドでは、隣接する圧力発生室からの圧力波の影響がないので｜Ｖｏｎ｜≧｜Ｖｏｆｆ｜とすることができる。このように｜Ｖｏｎ｜≧｜Ｖｏｆｆ｜の関係にすると、圧力波のキャンセル効果を高められるので好ましい。
【０１３０】
なお、この電圧Ｖｏｎと電圧Ｖｏｆｆの基準電圧は０とは限らない。この電圧Ｖｏｎと電圧Ｖｏｆｆは、それぞれ差分の電圧である。
【０１３１】
第１の実施形態のヘッドの場合と同様に、同一画素周期内（同一駆動周期内）に、印字データに応じて圧力付与手段に連続して一連の駆動パルス（第１の膨張パルスと収縮パルスと第２の膨張パルス）を複数回印加し、複数のインク滴を飛翔させ、該複数のインク滴が記録紙上に着弾する前、即ち飛翔中に合体するか、あるいは、着弾した後合体（ドットとして合体すればよい）することにより着弾時点では一つの画素（ドット）を形成することもできる。
【０１３２】
具体的な駆動方法についても、ダミーチャネル型ヘッドでは、１つおきの各圧力発生室を同時に駆動することができるため、前述の時分割駆動をする必要がない点を除いては、図２のヘッドと同様である。１画素周期に５発のインク滴を吐出する例に挙げて説明する。また、このときの各圧力発生室の電極と各ダミーチャネルの電極に印加される駆動信号のタイミングチャートを図１１に示す。ここでは、図１０の駆動信号を基本として、同一画素周期内（同一駆動周期内）に５つのサブドロップを吐出可能な例を示す。サブドロップＳＤ１を吐出するために、パルス幅が１ＡＬの第１の膨張パルス、それに続くパルス幅が１ＡＬの収縮パルス、それに続く長さ１ＡＬの電圧ゼロの休止期間、それに続くパルス幅が１ＡＬの第２の膨張パルス、それに続く長さ１ＡＬの電圧ゼロの休止期間からなる駆動パルスを印加する。同様に、サブドロップＳＤ２〜ＳＤ５を吐出させるために、同様な構成の駆動パルスをそれぞれ印加する。駆動パルスの周期は図示のように５ＡＬである。そして、長さ３ＡＬの電圧ゼロの期間をＳＤ５の駆動パルスの後に設けることにより、ＳＤ１〜ＳＤ５の５滴によるスーパードロップを形成する期間を２８ＡＬとする。
【０１３３】
図６に示す駆動パルスによりスーパードロップを形成し飛翔させた場合に、サブドロップＳＤ１〜ＳＤ５の飛翔中または記録媒体上での合体を安定して行なうことができる。
【０１３４】
以上は、ベタ画像（フル駆動）の場合であるが、実際は、各画素の印字データに応じて、ＳＤ１〜ＳＤ５のうちの吐出するインク滴の数を変化させる。
【０１３５】
かかるせん断モードタイプのインクジェット記録ヘッドでは、隔壁２７の変形は壁の両側に設けられる電極に掛かる電圧差で起こるので、インク吐出を行う圧力発生室の電極に負電圧を掛ける代わりに、図１２に示すように、インク吐出を行う圧力発生室の電極を接地して、両隣りのダミーチャネルの電極に正電圧を掛けるようにしても同様に動作させることができる。この後者の方法によれば、正電圧だけで駆動できるため、電源コストの点で好ましい態様である。なお、図１２の駆動方法では、すべてのダミーチャネルには、図１２のダミーチャネルの駆動信号を印加し、インクを吐出する圧力発生室には、図１２の圧力発生室の駆動信号を、インクを吐出しない圧力発生室には、ダミーチャネルと同じ駆動信号を印加することで駆動する。
【０１３６】
（従来技術の駆動方法）
次に、比較のため、図８のダミーチャネル型ヘッドに従来技術の駆動方法を適用した場合について説明する。
【０１３７】
図１３（ａ）は、従来技術に係る駆動方法を実現するための駆動信号及び駆動信号によって圧力発生室２８内のインクに付与される圧力を示している。
【０１３８】
図１３（ｂ）は、従来技術の駆動方法によるノズルにおけるメニスカス及び液滴吐出の様子を示している。図１３（ａ）〜（ｂ）及び以下の説明中の括弧内の数字は、それぞれ時間的に対応している。
【０１３９】
図１３（ｂ）において、１１は主滴、１２はサテライト滴、ＳＬはサテライト長さを示している。
【０１４０】
図１３（ａ）において、横軸はＡＬ時間、縦軸は駆動電圧を表す。また、Ｌ１と点線は駆動信号、Ｌ２と実線は圧力を表す。
【０１４１】
（１）かかる記録ヘッド２は、図９（ａ）に示す状態において、電極１２９Ａ及び１２９Ｂをアースに接続すると共に電極２９Ｂに、吐出パルス（正電圧）を印加すると、まず、パルスの最初の立ち上がり（Ｐ１）によって、隔壁２７Ｂ、２７Ｃを構成する圧電材料２７ａ、２７ｂの分極方向に直角な方向の電界が生じ、２７ａ、２７ｂともに隔壁の接合面にズリ変形を生じ、図１３（ｂ）に示すように隔壁２７Ｂ及び隔壁２７Ｃは互いに外側に向けて変形し、圧力発生室２８Ｂの容積が膨張する。これにより圧力発生室２８Ｂ内のインクに負の圧力が生じてインクが流れ込む。
【０１４２】
（２）圧力発生室２８Ｂ内の圧力波は、１ＡＬ時間経過毎に反転を繰り返すので、この最初のＰ１の印加から１ＡＬ時間経過後に電位を０に戻す（Ｐ２）と、隔壁２７Ｂ，２７Ｃは膨張位置から図９（ａ）に示す中立位置に戻り、圧力発生室２８Ｂ内のインクに高い圧力が掛かる。この収縮により、インクに更に高い圧力を掛け、ノズル２３の開口からインク柱１０２を突出させる。
【０１４３】
（３）１ＡＬ時間経過すると、圧力発生室２８Ｂ内のインクの圧力波は負圧に反転しているので、突出されたインク柱１０２の根元に、図１３（ｂ）に矢視するようにくびれを生じる。ここでキャンセルパルス（負電圧。電圧の絶対値は、吐出パルスの正電圧の１／２）を印加する。まずキャンセルパルスの立ち下がり（Ｐ３）によって、図９（ｃ）に示すように、隔壁２７Ｂ及び２７Ｃは互いに逆方向に変形し、圧力発生室２８Ｂの容積が収縮する。この収縮の正圧による圧力波と前記負圧の圧力波は、位相が１８０°ずれているので、相殺してキャンセルし合い、圧力波は早期に減衰される。この時点でインク柱１０２はメニスカスＭから分離していない。
【０１４４】
（５）更に１ＡＬ時間経過すると、圧力波が反転して正圧となるので、電位を０に戻し（Ｐ４）、隔壁２７Ｂ、２７Ｃを収縮位置から中立位置に戻すと、圧力発生室２８Ｂの容積が膨張することでメニスカスＭが引き込まれ、突出されたインク柱１０２の後端が引き戻される。この膨張の負圧による圧力波と前記正圧の圧力波は、振幅がほぼ等しく、位相が１８０°ずれているので、相殺してキャンセルし合い、圧力波は早期に減衰され事実上消滅することになる。この時点でインク柱１０２はメニスカスＭから分離していない。
【０１４５】
（６）、（７）その後、インク柱１０２は、圧力波によるメニスカスの振動がほとんどない状態で伸び続ける。
【０１４６】
（８）インクの表面張力により、自然にインク柱１０２が、メニスカスＭから分離して長く尾の引いたインク滴１０１として飛翔する。
【０１４７】
（９）（１０）インク滴１０１が、主滴１１とサテライト滴１２に分離する。
【０１４８】
従来技術の駆動方法では、早期にメニスカスを引き戻す作用が働かないため、その後のメニスカスＭからのインク柱１０２の分離は、圧力波によるメニスカスの振動がほとんどない状態で行われることとなり、きわめて遅くなる。このことによりインク柱１０２が伸び、サテライト量が多くなってしまう。図１３中のＳＬはサテライト長さであり、この長さが長いほどサテライト量は多くなる。
【０１４９】
なお、本発明の駆動方法は、吐出時のインク温度におけるインクの粘度が５ｃｐ以上１５ｃｐ以下である場合に顕著な効果を発揮する。このようなインクは粘度が高く、流体抵抗が大きくなるので、インク柱がメニスカスから分離しにくくなる。従って、インク柱が長く伸びやすく、サテライトが発生しやすくなるからである。
【０１５０】
また、粘度が高すぎると、ノズルからインクを円滑に吐出させることができず、駆動電圧が上昇してしまうため、インク粘度は１５ｃｐ以下が好ましい。
【０１５１】
粘度の測定は、振動式粘度計Ｍｏｄｅｌ  ＶＭ−１Ａ−Ｌ（山一電機工業株式会社）を用いて測定できる。また、密度計Ｍｏｄｅｌ  ＤＡ−１１０（京都エレクトロニクス）を用いて密度を測定し、振動式粘度計の読みとり値を密度で除算し、粘度とした。
【０１５２】
また、本発明の駆動方法は、２５℃におけるインクの表面張力が２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上３０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下である場合に顕著な効果を発揮する。このような表面張力が低いインクは、高粘度インクと同様にインク柱がメニスカスから分離しにくくなり、サテライトが発生しやすくなるからである。
【０１５３】
また、インクの表面張力が低すぎると、ノズル形成部材２２に対する濡れ性が高くなるので、吐出側の面のノズル２３付近にインクが付着し易くなり、インク吐出が影響を受けやすい。吐出面のノズル２３付近に付着物があると、吐出するインクがこの付着物に接触して曲った方向に飛翔してしまう。このため、インクの表面張力が２０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上が好ましい。
【０１５４】
表面張力は、表面張力計ＣＢＶＰ式Ａ−３型（協和科学株式会社）を用いて測定できる。
【０１５５】
このようなインクとしては、油系インクや紫外線硬化インクが挙げられる。油系インクとは、炭素数１５〜１８の飽和炭化水素、または、炭素数１５〜１８の単価アルコール、もしくは、それらの誘導体を溶媒として、８０質量％以上含有するインクを指す。油系インクは、耐水性の良好な画像が得られる利点がある。
【０１５６】
紫外線硬化インクとしては、カチオン重合性のインク、ラジカル重合性のインクを各々単独で使用することが可能であるが、両者を混合し、ハイブリッドインクとして使用することも可能である。
【０１５７】
紫外線硬化インクは、下記に示すようなエポキシ化合物、エポキシ化油、オキセタン化合物、非プロトン性溶媒、ラジカル重合性モノマー、色材、その他添加剤等を構成成分として含むことが好ましい。
【０１５８】
カチオン重合性の化合物としては、エポキシ化合物、エポキシ化油、オキセタン化合物等を用いることが出来る。また、ラジカル重合性化合物としては、ラジカル重合性モノマーを用いることが出来る。ラジカル重合性モノマーとしては、各種（メタ）アクリレートモノマーが使用出来る。例えば、イソアミルアクリレート、ステアリルアクリレート、ラウリルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、イソミルスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、２−エチルヘキシル−ジグリコールアクリレート、２−ヒドロキシブチルアクリレート、２−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ブトキシエチルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、メトキシプロピレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、２−アクリロイキシエチルコハク酸、２−アクリロイキシエチルフタル酸、２−アクリロイキシエチル−２−ヒドロキシエチル−フタル酸、ラクトン変性可とう性アクリレート、ｔ−ブチルシクロヘキシルアクリレート等の単官能モノマー、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、ビスフェノールＡのＥＯ付加物ジアクリレート、ビスフェノールＡのＰＯ付加物ジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート等の二官能モノマー、トリメチロールプロパントリアクリレート、ＥＯ変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、グリセリンプロポキシトリアクリレート、カウプロラクトン変性トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラアクリレート、カプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の三官能以上の多官能モノマーが挙げられる。
【０１５９】
画像記録に紫外線硬化インクを用いると、画像記録後に紫外線を照射すれば紫外線硬化インクは硬化するので、長期間にわたって画像を消えずに維持することができ、インクジェットプリンタによる画像の品質を高めることができる。さらに、紫外線硬化インクを画像記録に用いれば、記録媒体がインク吸収性のよい記録媒体（例えば、紙など）でなくとも、インク吸収性のない記録媒体、あるいはインク吸収性の低い記録媒体であっても画像記録を行なうことができる。
【０１６０】
特に、紫外線硬化インクの場合、サテライトがノズル近傍などに付着した後、紫外線の漏れ光が照射されて、硬化してしまうと除去が困難になるので、サテライトを低減することは特に重要である。
【０１６１】
以上の実施形態では、圧力付与手段（隔壁Ｓ）が圧電素子により構成されるものを示した。本発明の駆動方法は、このように圧力付与手段が圧電素子により構成されるものである場合に、圧力発生室の容積を膨張させる制御が容易にできるために好ましい。
【０１６２】
また、上記実施形態では、ＡＬに比べて十分に短い立ち上がり時間及び立ち下がり時間を持った矩形波の駆動パルスを圧電素子に印加している。矩形波を用いることで、圧力波の音響的共振をより有効に利用した駆動を行なうことができる。台形波を使用する方法に比べてインク滴を吐出させる効率が良く、低い駆動電圧で駆動させることができる上に、簡単なデジタル回路で駆動回路を設計できる効果がある。また、パルス幅の設定が容易になるという利点を有する。
【０１６３】
また、上記実施形態例では、圧力付与手段として電界を印加することによりせん断モードで変形するせん断モード型の圧電素子を用いた。せん断モード型の圧電素子では、矩形波の駆動パルスをより効果的に利用することができ、駆動電圧が下げられ、より効率的な駆動が可能となるため好ましい。
【０１６４】
但し、本発明はこれらに限られるものではなく、例えば、圧電素子を単板型の圧電アクチュエータや縦振動タイプの積層型圧電素子等、別の形態の圧電素子を用いてもかまわない。また、静電力や磁力を利用した電気機械変換素子や、沸騰現象を利用して圧力を付与させるための電気熱変換素子等、他の圧力付与手段を用いてもかまわない。
【０１６５】
また、以上の説明では、液滴吐出装置としてインクジェット記録装置の適用例を示し、液滴吐出ヘッドとして画像記録を行うためのインクジェット記録ヘッドを用いたが、本発明は、これに限定されるものではなく、液滴を吐出するためのノズルと、このノズルに連通する圧力発生室と、この圧力発生室内の圧力を変化させる圧力付与手段とを備え、圧力発生室内の液体を液滴としてノズルから吐出させる液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの駆動方法として広く適用可能である。特に、液晶用カラーフィルターの作製用途など、サテライト付着のない高精度の液滴吐出を必要とする産業用途において有効である。
【実施例】
【０１６６】
（実施例）
図８に示すシェアモードタイプの記録ヘッド（ノズルピッチ：９０ｄｐｉ、ノズル数：１２８、ノズル径：２３μｍ、ＡＬ：２．４μｓ、インク滴量：４ｐｌ）を２つ用意し、各ヘッドのノズル列が、相互に１／２ピッチずらされ、千鳥状に配置するように貼り合わせた。これにより、各ヘッドのそれぞれが９０ｄｐｉのヘッドであるので、ノズルのピッチを互いに１／２ずらせることで、１８０ｄｐｉの記録ヘッドとして使用することが可能となり、ノズル数を増やし、高密度の記録ヘッドとすることができる。
【０１６７】
この２列ヘッド（ノズルピッチ：１８０ｄｐｉ、ノズル数：２５６）の各列のチャネルを図１２に示したＳＤ１〜ＳＤ５のサブドロップ５発を吐出させる駆動信号を用いて、駆動を行った。
【０１６８】
インクは、アクリル系紫外線硬化インクを用いて、ヒータにより５０℃に加熱して吐出させた。
【０１６９】
インク：アクリル系紫外線硬化インク（粘度１０ｃｐ（５０℃における測定値）、表面張力２８ｄｙｎｅ／ｃｍ（２５℃における測定値））。
【０１７０】
任意の１ノズルについて、駆動電圧（Ｖｏｎ、Ｖｏｆｆ）を変化させながら（｜Ｖｏｎ｜／｜Ｖｏｆｆ｜は１／１に固定）、インク滴の飛翔速度とサテライト長さの関係及び駆動電圧（Ｖｏｎ）とインク滴の飛翔速度の関係を下記の方法を用いて評価した。
【０１７１】
飛翔速度、サテライト長さ測定：ＣＣＤカメラを用いたストロボ測定により、ＳＤ１のインク滴がノズル開口から約１ｍｍ飛翔した時点でのインク滴速度とサテライトの長さＳＬを測定。サテライト長さＳＬが長いほどサテライト量は多くなる。
【０１７２】
飛翔速度、駆動電圧測定：ＣＣＤカメラを用いたストロボ測定により、１発目のＳＤ１と５発目のＳＤ５のインク滴がノズル開口から約１ｍｍ飛翔した時点でのインク滴速度を測定。
【０１７３】
本ヘッドの場合、ＳＤ１とＳＤ５の速度差の最適値は、ＳＤ１とＳＤ５の各ＳＤが同一位置に着弾する条件として、ＳＤ周期が５ＡＬ、記録媒体とノズルのギャップが２ｍｍとすると、ＳＤ１が６ｍ／ｓにたいして、ＳＤ５が７ｍ／ｓになる。
（比較例）
図１３に示した従来例の駆動パルスを使用する以外は実施例と同一とした。（ＳＤ間の休止期間を２ＡＬ、ＳＤの駆動周期を５ＡＬ、画素周期を２８ＡＬとした。）
実施例及び比較例について、ＳＤ１のみを吐出させたときの、ＳＤ１のインク滴の速度とサテライト長さの関係を図１４に示す。
【０１７４】
図１４において、横軸はインク滴の速度（ｍ／ｓ）、縦軸はサテライトの長さ（μｍ）を表す。図中の□で表された点及び線Ｌ１は比較例、図中の●で表された点及び線Ｌ２は実施例にそれぞれ対応している。
【０１７５】
図１４より実施例の駆動方法は、比較例の駆動方法より大幅にサテライト長さが短くなっており、本発明の駆動方法はサテライトの低減に効果があることが確認された。
【０１７６】
図１５は、実施例の駆動信号における駆動電圧Ｖｏｎ（Ｖ）とインク滴の速度（ｍ／ｓｅｃ）を表したものであり、横軸は駆動電圧Ｖｏｎ（Ｖ）、縦軸はインク滴の速度（ｍ／ｓｅｃ）を表す。図中の◇及び線Ｌ１はＳＤ１〜ＳＤ５を連続的に吐出させたときのＳＤ１についてのデータであり、図中の■及び線Ｌ２はＳＤ５についてのデータである。
【０１７７】
図１５より、ＳＤ１の速度に対するＳＤ５の速度上昇幅は１ｍ／ｓ以内と小さく、安定に出射しており、キャンセルが適正になされていることが確認できた。また、速度は、１１ｍ／ｓまで安定に吐出できた。
【０１７８】
なお、図１５において、比較例の駆動パルスを用いた場合のデータを載せていないが、上記実施例のデータとほぼ同じであった。
【０１７９】
図１４，図１５の結果より、実施例の駆動方法は、比較例の駆動方法と同等のキャンセル状態が得られ、かつ、サテライトが大幅に低減できることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【０１８０】
【図１】インクジェット記録装置の概略構成を示す図である。
【図２】液滴吐出ヘッドの第１の実施形態であるせん断モード（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。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は記録ヘッドの動作を示す図である。
【図４】（ａ）は本発明に係る第１の実施形態の駆動方法を実現するための駆動信号及び駆動信号によって圧力発生室内のインクに付与される圧力を示す図、（ｂ）は本発明に係る第１の実施形態の駆動方法によるノズルにおけるメニスカス及び液滴吐出の様子を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は記録ヘッドの時分割動作の説明図である。
【図６】Ａ、Ｂ、Ｃの各組の圧力発生室の電極に印加される駆動信号のタイミングチャートである。
【図７】正電圧のみを用いた場合の駆動信号のタイミングチャートである。
【図８】液滴吐出ヘッドの第２の実施形態であるダミーチャネル型のせん断モード（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。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は記録ヘッドの動作を示す図である。
【図１０】（ａ）は本発明に係る第２の実施形態の駆動方法を実現するための駆動信号及び駆動信号によって圧力発生室内のインクに付与される圧力を示す図、（ｂ）は本発明に係る第２の実施形態の駆動方法によるノズルにおけるメニスカス及び液滴吐出の様子を示す図である。
【図１１】ダミーチャネルと圧力発生室の各電極に印加される駆動信号のタイミングチャートである。
【図１２】正電圧のみを用いた場合の駆動信号のタイミングチャートである。
【図１３】（ａ）は従来の駆動方法を実現するための駆動信号及び駆動信号によって圧力発生室内のインクに付与される圧力を示す図、（ｂ）は従来の駆動方法によるノズルにおけるメニスカス及び液滴吐出の様子を示す図である。
【図１４】本発明の駆動方法に係るインク滴の速度とサテライトの長さを対比した実験データを示すグラフである。
【図１５】本発明の駆動方法に係る駆動電圧とインク滴の速度を対比した実験データを示すグラフである。
【図１６】従来例のインクジェット記録ヘッドを示す図である。
【図１７】従来例の駆動方法を示す図である。
【符号の説明】
【０１８１】
１  インクジェット記録装置
２  記録ヘッド
２１  インクチューブ
２２  ノズル形成部材
２３  ノズル
２４  カバープレート
２５  インク供給口
２６  基板
２７  隔壁
２８  圧力発生室
１２８  ダミーチャネル
３  搬送機構
３１  搬送ローラ
３２  搬送ローラ対
３３  搬送モータ
４  ガイドレール
５  キャリッジ
６  フレキシケーブル
７、８  インク受け器
１００  駆動信号発生手段
Ｐ  記録媒体
ＰＳ  記録面
１０１  インク滴
１０２  インク柱
１１  主滴
１２  サテライト滴
Ｍ  インクメニスカス
ＳＬ  サテライト長さ
【図１】
2006205504.tif 000003
【図２】
2006205504.tif 000004
【図３】
2006205504.tif 000005
【図４】
2006205504.tif 000006
【図５】
2006205504.tif 000007
【図６】
2006205504.tif 000008
【図７】
2006205504.tif 000009
【図８】
2006205504.tif 000010
【図９】
2006205504.tif 000011
【図１０】
2006205504.tif 000012
【図１１】
2006205504.tif 000013
【図１２】
2006205504.tif 000014
【図１３】
2006205504.tif 000015
【図１４】
2006205504.tif 000016
【図１５】
2006205504.tif 000017
【図１６】
2006205504.tif 000018
【図１７】
2006205504.tif 000019