(57)【要約】【課題】静電吸引式の液体吐出装置において、吐出電極間での電流リークとを招くことなく簡単な構成で吐出部の配列密度よりも高解像度な画像を得る。【解決手段】それぞれ吐出電極が設けられている複数の吐出部を、１回の吐出タイミングごとに、液体を吐出する第１の吐出部と、複数の吐出部の配列において第１の吐出部の少なくとも両隣に位置する第２の吐出部とに組み分けする。吐出を行う場合に、第１の吐出部の吐出電極には、対向電極との間の電界によって液体が吐出する吐出しきい値電圧よりも大きい電圧を印加し、第１の吐出部の両隣となる第２の吐出部の吐出電極には、吐出しきい値電圧よりも小さい電圧であって、対応する第１の吐出部の位置において吐出部の配列方向において非対称な電界が形成される電圧を印加する。【選択図】図５
2018020449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が供給される複数の吐出部が配列し、前記吐出部の各々には吐出電極が設けられている液体吐出ヘッドと、
前記吐出電極に印加される電圧を制御する電圧制御部と、
前記複数の吐出部に対向して前記液体吐出ヘッドとは間隔をあけて設けられた対向電極と、
を備え、
１回の吐出タイミングごとに、前記複数の吐出部は、前記液体を吐出する第１の吐出部と、前記複数の吐出部の配列において前記第１の吐出部の少なくとも両隣に位置する第２の吐出部とに組み分けされ、
前記電圧制御部は、各吐出タイミングごとに、当該吐出タイミングで吐出を行う場合に、前記第１の吐出部の前記吐出電極には、前記対向電極との間の電界によって前記液体が吐出する吐出しきい値電圧よりも大きい電圧を印加し、前記第１の吐出部の両隣となる第２の吐出部の前記吐出電極には、前記吐出しきい値電圧よりも小さい電圧であって、当該両隣となる第２の吐出部の間で異なる電圧を印加し、
前記液体吐出ヘッドと前記対向電極との間に位置する被記録媒体に対し、前記第１の吐出部から吐出した前記液体によって記録を形成することを特徴とする、液体吐出装置。
【請求項２】
前記液体吐出ヘッドと前記対向電極との間に設けられた中間電極と、
前記中間電極に印加される電圧を制御する中間電極電源と、
を備え、前記液体吐出ヘッドから吐出し前記中間電極の位置を通過した前記液体が前記被記録媒体に着弾する、請求項１に記載の液体吐出装置。
【請求項３】
前記液体吐出ヘッドにおける前記複数の吐出部が配列する方向に対して交差する方向に前記被記録媒体に搬送する搬送手段を備える、請求項１または２に記載の液体吐出装置。
【請求項４】
前記第１の吐出部と前記第２の吐出部とが交互に配置する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項５】
前記両隣となる第２の吐出部の間での前記異なる電圧は、対応する前記第１の吐出部から吐出された前記液体が前記被記録媒体に着弾する位置を、前記複数の吐出部が配列する方向において、前記複数の吐出部の相互の間隔よりも小さい距離だけずらす電圧である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。
【請求項６】
液体が供給される複数の吐出部が配列し、前記吐出部の各々には吐出電極が設けられている液体吐出ヘッドと、前記複数の吐出部に対向して前記液体吐出ヘッドとは間隔をあけて設けられた対向電極と、を有し、前記液体吐出ヘッドと前記対向電極との間に位置する被記録媒体に対して前記液体の吐出による記録を形成する液体吐出装置の制御方法であって、
１回の吐出タイミングごとに、前記複数の吐出部を、前記液体を吐出する第１の吐出部と、前記複数の吐出部の配列において前記第１の吐出部の少なくとも両隣に位置する第２の吐出部とに組み分けし、当該吐出タイミングにおいて吐出を行う場合に、前記第１の吐出部の前記吐出電極には、前記対向電極との間の電界によって前記液体が吐出する吐出しきい値電圧よりも大きい電圧を印加し、前記第１の吐出部の両隣となる第２の吐出部の前記吐出電極には、前記吐出しきい値電圧よりも小さい電圧であって、当該第１の吐出部の位置において前記複数の吐出部が配列する方向において非対称な電界が形成される電圧を印加することを特徴とする制御方法。
【請求項７】
前記第１の吐出部と前記第２の吐出部とが交互に配置するように前記組み分けを行う、請求項６に記載の制御方法。
【請求項８】
各々が１回の吐出タイミングに対応する複数の駆動フェーズが設定されて前記複数の駆動フェーズを時分割形態で繰り返し、前記複数の駆動フェーズの間に前記第１の吐出部と前記第２の吐出部を入れ替える、請求項７に記載の制御方法。
【請求項９】
前記液体吐出ヘッドにおける前記複数の吐出部が配列する方向に対して交差する方向に前記被記録媒体に搬送しつつ前記被記録媒体に記録を行う、請求項６乃至８のいずれか１項に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電吸引式の液体吐出装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体吐出装置は、被記録媒体に対して液体吐出ヘッドを相対的に移動させながら液体吐出ヘッドから例えば記録液などの液体を吐出することにより、被記録媒体に例えば画像などの記録を形成する。一般に液体吐出ヘッドには、液体を液滴として吐出する際にその吐出の起点となる複数の吐出部が配列して形成されている。液体吐出装置は、吐出部から液体を吐出するための機構により、ピエゾ素子の変形による圧力を利用する電気機械変換式、発熱素子によって液体の一部を加熱気化させそのときに生ずる気泡の圧力を利用する電気熱変換式などに分けられる。さらに、吐出部またはその近傍に備えられた吐出電極と吐出部に対向して配置された対向電極との間に電圧を印加し、この電圧によって生じた電界によって液体を吸引して液滴を吐出部から吐出させる静電吸引式の液体吐出装置がある。
【０００３】
液体吐出装置は、被記録媒体に対して非接触で記録を行うことができるため、駆動時の騒音が低いという利点がある。特に、画像記録用の液体吐出装置では、複数種類の記録液を用いるカラー記録を安価かつ小型で簡単な構成によって比較的容易に実現できる。このため液体吐出装置は、種々の記録用途に使用されている。特に、静電吸引式においては、電気機械変換式でのピエゾ素子組み込みによる装置の複雑化や、電気熱変換式での発熱素子の熱劣化といった問題を回避した、堅牢なシステムを実現することができる。記録の品質を高めるために、液体吐出装置においては、吐出した液滴を被記録媒体上の所望の位置に高精度で着弾させること、および高解像度で液滴を吐出できることが重要である。
【０００４】
特許文献１に示されるように、静電吸引式の液体吐出装置においては、隣接する吐出部間の電界相互作用により、液滴の飛翔軌道が理想的な方向からずれてしまう静電クロストークという現象が知られている。静電クロストークは、隣接する吐出部の電圧印加状態により液滴飛翔空間の電位分布状況が変わってしまうことに起因する。静電ストロークが発生すると、記録しようとする画像パターンによっては部分的な着弾位置ずれが発生し、結果として白スジを有する画像のような記録不良を生じる。静電クロストークによるこのような課題を解決するために、特許文献１では、隣接する吐出電極の電界影響が軽減するように、吐出電極間に仕切板を設ける構成が開示されている。しかし、例えば画像を記録する場合に記録密度を高めた高解像度画像を得ようとすると、吐出部を高密度で配置する必要があるが、吐出電極間に仕切板を設ける複雑な構成では吐出部の高密度化に限界がある。また、仕切板を設けて隣接する吐出電極からの電界の影響を低減する場合であっても、特許文献１に開示されている方法では、仕切板より吐出電極の先端が突出しているため、隣接する吐出電極からの電界影響を完全には排除しきれない。また高解像度画像を得るためには、吐出部を高密度で配列し、高精度な着弾位置制御を行う必要があるが、吐出部の高密度に配列することで吐出部間の距離が短くなってしまう。つまり、隣接する吐出電極からの電界影響がより大きくなり、着弾位置が所望の位置からずれやすくなって、記録品質の劣化を招いてしまう。また、吐出部間の距離を小さくすることは、隣接する吐出電極間での電流リークの発生確率を高くすることにつながり、液体吐出ヘッドの故障要因ともなってしまう。
【０００５】
特許文献２には、静電吸引式の液体吐出装置に関するものではないが、吐出後の液滴の飛翔方向を制御するとの観点で、液体吐出ヘッドに配列された吐出部の両側に加速用電極を設けてこの加速用電極間に電圧を印加することが開示されている。加速用電極に印加された電圧によって液滴の飛翔軌道を意図的に曲げることにより、吐出部の配列密度よりも高解像度な画像を得ることができる。しかしながら特許文献２に示された方法を静電吸引式の液体吐出装置に適用した場合、吐出部以外に加速用電極を別途配置する必要があるため構成が複雑となり、また高密度で吐出部と加速用電極を配置するのが難しいという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−０８６３９０号公報
【特許文献２】特開平０８−３３２７２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
静電吸引式の液体吐出装置では、静電クロストークによる記録品質の劣化という課題があり、この課題は、記録密度を高めたときに顕著になる。また、記録密度を高めた場合には、吐出電極間での電流リークが発生するおそれもある。
本発明の目的は、静電クロストークによる記録品質劣化と吐出電極間での電流リークとを招くことなく簡単な構成で吐出部の配列密度よりも高解像度な画像を得ることができる静電吸引方式の液体吐出装置と、その制御方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体吐出装置は、液体が供給される複数の吐出部が配列し、吐出部の各々には吐出電極が設けられている液体吐出ヘッドと、吐出電極に印加される電圧を制御する電圧制御部と、複数の吐出部に対向して液体吐出ヘッドとは間隔をあけて設けられた対向電極と、を備え、１回の吐出タイミングごとに、複数の吐出部は、液体を吐出する第１の吐出部と、複数の吐出部の配列において第１の吐出部の少なくとも両隣に位置する第２の吐出部とに組み分けされ、電圧制御部は、各吐出タイミングごとに、その吐出タイミングで吐出を行う場合に、第１の吐出部の吐出電極には、対向電極との間の電界によって液体が吐出する吐出しきい値電圧よりも大きい電圧を印加し、第１の吐出部の両隣となる第２の吐出部の吐出電極には、吐出しきい値電圧よりも小さい電圧であって、その両隣となる第２の吐出部の間で異なる電圧を印加し、液体吐出ヘッドと対向電極との間に位置する被記録媒体に対し、第１の吐出部から吐出した液体によって記録を形成することを特徴とする。
【０００９】
本発明の液体吐出装置の制御方法は、液体が供給される複数の吐出部が配列し、吐出部の各々には吐出電極が設けられている液体吐出ヘッドと、複数の吐出部に対向して液体吐出ヘッドとは間隔をあけて設けられた対向電極と、を有し、液体吐出ヘッドと対向電極との間に位置する被記録媒体に対して液体の吐出による記録を形成する液体吐出装置の制御方法であって、１回の吐出タイミングごとに、複数の吐出部を、液体を吐出する第１の吐出部と、複数の吐出部の配列において第１の吐出部の少なくとも両隣に位置する第２の吐出部とに組み分けし、その吐出タイミングにおいて吐出を行う場合に、第１の吐出部の吐出電極には、対向電極との間の電界によって液体が吐出する吐出しきい値電圧よりも大きい電圧を印加し、第１の吐出部の両隣となる第２の吐出部の吐出電極には、吐出しきい値電圧よりも小さい電圧であって、その第１の吐出部の位置において複数の吐出部が配列する方向において非対称な電界が形成される電圧を印加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、第２の吐出部の吐出電極に印加される電圧によって、第１の吐出部から吐出される液滴の飛翔方向を制御する。これにより、電流リークの問題を起こすことなく、簡便な構成で高解像度な画像を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】液体吐出装置の記録部の概略構成を示す斜視図である。
【図２】第１の実施形態の液体吐出ヘッドの吐出部付近を示す斜視図である。
【図３】図１に示す液体吐出装置の制御構成を示すブロック図である。
【図４】図２に示す液体吐出ヘッドの吐出部を示す断面図である。
【図５】図２に示す液体吐出ヘッドからの液体の吐出を説明する断面図である。
【図６】図２に示す液体吐出ヘッドの吐出部での電界をシミュレーションした結果を示す図である。
【図７】印加電圧と静電クロストークによるずれ量との関係を示すグラフである。
【図８】図２に示す液体吐出ヘッドに電圧を印加する構成を示す図である。
【図９】図２に示す液体吐出ヘッドにおける時分割駆動を示す断面図である。
【図１０】時分割駆動時の電圧印加を示すタイミングチャートである。
【図１１】第２の実施形態の液体吐出ヘッドの吐出部付近を示す斜視図である。
【図１２】図１１に示す液体吐出ヘッドの吐出部を示す断面図である。
【図１３】図１１に示す液体吐出ヘッドからの液体の吐出を説明する断面図である。
【図１４】図１１に示す液体吐出ヘッドの吐出部での電界をシミュレーションした結果を示す図である。
【図１５】印加電圧と静電クロストークによるずれ量との関係を示すグラフである。
【図１６】図１１に示す液体吐出ヘッドに電圧を印加する構成を示す図である。
【図１７】図１１に示す液体吐出ヘッドにおける時分割駆動を示す断面図である。
【図１８】時分割駆動時の電圧印加を示すタイミングチャートである。
【図１９】第２の実施形態の液体吐出ヘッドの別の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。一例として、以下の説明では、液体吐出装置が、液体として記録液を吐出するインクジェット記録装置である場合を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、本明細書において、「記録」とは、文字、図形などの有意の情報を形成する場合のみならず、何らかのパターンで被記録媒体上に液体を吐出することを意味する。したがって「記録」には、人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く被記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も含まれる。「被記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、皮革など、吐出される液体を受容可能なものも表すものとする。さらに「記録液」あるいは「液体」とは、上記の「記録」の定義と同様広く解釈されるべきもので、被記録媒体上に付与されることによって、画像、模様、パターン等の形成に供され得る液体を表すものとする。
【００１３】
最初に、以下の各実施形態に共通な液体吐出装置の構成について、図１及び図２を参照して説明する。図１に示すように液体吐出装置１００は、図示Ｙ方向に搬送される被記録媒体１０３に対してカラー記録が可能なインクジェット記録装置として構成されている。したがって液体吐出装置１００は、図示Ｘ方向に細長い形状を有してブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の各色の記録液をそれぞれ吐出する液体吐出ヘッド１０１Ｋ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙを備えている。液体吐出ヘッド１０１Ｋ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙは相互に図示Ｙ方向に沿って配置しており、被記録媒体１０３を挟んで平板状の対向電極１０２と対向している。被記録媒体１０３を搬送する搬送手段として、送りローラ１０４、送り補助ローラ１０５、補給ローラ１０６及び補給補助ローラ１０７が設けられている。送りローラ１０４は、補助ローラ１０５とともに被記録媒体１０３を狭持しつつ図の矢印の方向に回転する。補給ローラ１０６及び補給補助ローラ１０７は、被記録媒体１０３を積載する不図示のトレーから被記録媒体１０３の補給を行うとともに、送りローラ１０４及び送り補助ローラ１０５と同様に被記録媒体１０３を狭持する役割を果たす。本明細書では、被記録媒体１０３の搬送方向をＹ方向とし、被記録媒体１０３に対する記録位置において被記録媒体１０３の面内にあってＹ方向と直交する方向をＸ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向とする。したがって、対向電極１０２の表面に垂直な方向がＺ方向となる。
【００１４】
液体吐出ヘッド１０１Ｋ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙの各々の被記録媒体１０３に対応する面を吐出面と呼ぶと、吐出面には、多数の吐出部が図示Ｘ方向に配列している。吐出部の相互間の間隔の逆数が吐出部の配列密度ということになる。液体吐出ヘッド１０１Ｋ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙの違いは、その吐出すべき記録液の色の違いだけであり、構造上の違いはない。そこで以下では、液体吐出ヘッド１０１Ｋ，１０１Ｃ，１０１Ｍ，１０１Ｙをまとめて液体吐出ヘッド１０１と表記し、液体吐出ヘッド１０１の構成を説明する。
【００１５】
図２は、液体吐出ヘッド１０１の一部を示しており、ここには５個の吐出部２０４が示されている。電気絶縁体で形成された吐出基板２０２の先端に、櫛歯状に吐出部２０４が設けられている。各吐出部２０４には、それぞれ吐出電極２０３が形成されている。鋸歯状の吐出部２０４における先端に対応して、吐出電極２０３の先端が配置している。吐出部２０４に対して記録液を供給する溝部２０７が形成された流路部材２０１が設けられている。流路部材２０１は不図示の記録液供給手段に接続されており、記録液供給手段から供給された記録液は流路部材２０１の溝部２０７を矢印２０５に沿って流れ、吐出部２０４の先端へと導かれる。吐出部２０４からの記録液の吐出については後述する。
【００１６】
図３は、液体吐出装置及び液体吐出ヘッドを制御するための構成を示している。ホストコンピュータ３００は、液体吐出装置１００に対して記録命令などの制御データと記録すべき画像データを送信するととともに、液体吐出装置１００からステータス情報などを受信する。ホストコンピュータ３００と接続するために、液体吐出装置１００には、入出力インターフェー/ス３０１が設けられている。入出力インターフェース３０１は、ホストコンピュータ３００から送信された制御データ及び画像データを受信するとともに、ステータス情報などをホストコンピュータ３００に対して出力する。入出力インターフェース３０１に対してＣＰＵ（中央処理プロセッサ）３０２が接続しており、ＣＰＵ３０２は、ホストコンピュータ３００の命令に従い液体吐出装置１００の全体の動作を制御する。ＣＰＵ３０２には、制御プログラムやフォントなどのデータが格納されたＲＯＭ（読出し専用メモリ）３０３、記録データを一時的に格納する記録バッファやＣＰＵ３０２のワークエリアとして使用されるＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３０４が接続している。さらにＣＰＵ３０２には、駆動用モータ３０６を駆動するモータドライバ３０５と、液体吐出ヘッド１０１を駆動するヘッドドライバ３０７が接続している。駆動用モータ３０６は、上述した送りローラ１０４や補給ローラ１０６などを回転駆動するものであり、モータドライバ３０５は、ＣＰＵ３０２の指令に従い駆動用モータ３０６の駆動を制御する。ヘッドドライバ３０７であり、ＣＰＵ３０２から出力される指令に従い、液体吐出ヘッド１０１を駆動する。
【００１７】
ホストコンピュータ３００から送信された画像データは、入出力インターフェース３０１内の受信バッファに一時的に格納され、液体吐出装置１００で処理可能な記録データに変換されてＣＰＵ３０２に供給される。ＣＰＵ３０２は、ＲＯＭ３０３に格納されている制御プログラムに基づき、ＣＰＵ３０２に供給された記録データを各色の記録液単位に分割し、ＲＡＭ３０４の記録バッファに一旦格納する。ＲＡＭ３０４の記録バッファに格納された記録データは、各記録液を吐出するための吐出電極列の駆動順序に合わせてＣＰＵ３０２に再度読み出さる。これにより、実際の吐出タイミングに合わせてヘッドドライバ３０７に記録データが出力され、対応する液体吐出ヘッド１０１が駆動されて記録液が吐出される。被記録媒体１０３への記録は、被記録媒体１０３を図示Ｙ方向に搬送しつつ、この方向と交差する方向に延びる液体記録ヘッド１０１から記録データに応じて液体を吐出することによって行われる。
【００１８】
図４は、図２に示すＸ方向及びＺ方向に平行な面での液体吐出ヘッド１０１の断面を示す図であって、吐出状態にある液体吐出ヘッド１０１を説明している。櫛歯状の吐出部２０４の間に記録液４０１が満たされている。この状態で吐出電極２０３と対向電極１０２との間に電圧を印加すると、静電気力により記録液４０１中のイオンが対向電極１０２に引き寄せられる。静電気力が記録液の表面張力を上回ると、記録液４０１が液滴４０２として分裂し、被記録媒体１０３へ向けて飛翔し、被記録媒体１０３に着弾する。記録液は、電気抵抗率が高い溶媒中に電荷を保持した粒子を分散させたものでもよく、この場合も静電気力により記録液が対向電極１０２に引き寄せられ、同様に被記録媒体１０３に着弾する。
【００１９】
ここでまず、記録液４０１が液滴４０２として吐出される電圧値について調べた。吐出部２０４の先端と被記録媒体１０３との距離は６００μｍであり、また被記録媒体１０３としては導電性のものを用いることとした。具体的には被記録媒体１０３として金属シートを使用した。対向電極１０２の電位は接地電位とし、被記録媒体１０３の電位も接地電位となるようにした。この状態で吐出電極２０３に電圧を印加したところ、１２００Ｖを上回った時点で液滴４０２の吐出が生じた。つまり、吐出部２０４と被記録媒体１０３との間で１２００Ｖ／６００μｍ＝２．０×１０6Ｖ／ｍ以上の電界がかかると、液滴４０２が生成して吐出することが分かった。記録液４０１から液滴４０２が分裂して吐出を開始する電圧のことを吐出しきい値電圧Ｖｔと呼ぶ。吐出しきい値電圧Ｖｔは、吐出部２０４の形状や記録液の物性、記録液の帯電量、吐出電極間距離など諸々の条件により変わるため、実施する構成ごとにあらかじめ検討しておくとよい。
【００２０】
吐出電極２０３に対してパルス状に電圧を印加した場合の吐出状態について調べた。吐出電極２０３に１３００Ｖの電圧を２０ｋＨｚの吐出周波数で印加したところ、吐出量約２ｐｌの液滴４０２が吐出された。液滴４０２は正に帯電しており、その飛翔速度と静電場計算から、約３×１０-13Ｃの電荷量を保持していることが分かった。前記の条件以外での電圧（ただし、吐出しきい値電圧Ｖｔより大きい電圧）や吐出周波数においても、ほぼ同じ吐出量、帯電量であった。なお吐出量や液滴の帯電量は、吐出部２０４の形状や記録液の物性、吐出電極間距離など諸々の条件により変わるため、実施する構成ごとにあらかじめ検討しておくとよい。
【００２１】
続いて、非対称電界による液滴の着弾位置の変位量について調べた。ここでいう非対称電界とは、記録液を吐出する吐出部２０４からみてＸＺ面内での電界分布がＸ方向に関して対称になっていないことを指す。ここでは、２５．４ｍｍあたり１５０個（ドット）の吐出部２０４が配置されているものとする。このとき吐出部２０４の相互間の間隔は１７０μｍとなる。また、吐出電極２０３の幅（先端部を除いた部分での幅）は２０μｍとなっている。図５は、非対称電界が発生しているときの図４の拡大図であり、それぞれ吐出電極２０３−１〜２０３−３を有する連続する３個の吐出部２０４−１〜２０４−３が示されている。吐出電極２０３−２には吐出周波数２０ｋＨｚで１３００Ｖの電圧が印加されており、吐出電極２０３−１には電圧１１５０Ｖ、吐出電極２０３−３には電圧９００Ｖが印加されている。ここで注意すべきは、吐出電極２０３−２に印加される電圧は吐出しきい値電圧Ｖｔよりも大きい電圧であるのに対し、吐出電極２０３−１，２０３−３に印加される電圧は、吐出しきい値電圧Ｖｔ未満であることである。隣接する吐出部２０４の間の非対称な電界によって、吐出部２０４−２から吐出された液滴４０２は、電位の低い吐出電極２０３−３側へと曲がり、図中矢印の軌跡をたどって被記録媒体１０３へ着弾する。図では、電界が対称であるときの着弾位置（吐出部２０４−２に正対する位置）と非対称電界の下での着弾位置との差がΔｘで表わされている。図６は、このように吐出電極２０３−１〜２０３−３に電圧を印加したとしたときに発生する電界をシミュレーションした結果を示している。図６には、吐出電極２０３−１〜２０３−３により形成された等電位面と、飛翔する液滴４０２の軌道のスナップショットとが示されている。このときの液滴４０２の着弾位置ずれ量Δｘは約６７μｍであった。
【００２２】
図５及び図６を用いて示したものと同様の方法で、吐出を行う吐出部２０４−２に隣接する２つの吐出電極２０３−１、２０３−３に印加される電圧値と、非対称電界による液滴４０２の着弾位置ずれ量Δｘとの関係について調べた結果を図７に示す。吐出電極２０３−２の電圧は１３００Ｖとして、図７の横軸は、吐出電極２０３−１の電圧値Ｖ１と吐出電極２０３−３の電圧値Ｖ３との差ΔＶ＝Ｖ１−Ｖ３であり、図７の縦軸は着弾位置ずれ量Δｘである。このように、吐出部２０４−２を挟んでＸ方向での左右の電界の非対称性が強いほど、着弾位置ずれ量Δｘが大きくなる。なお着弾位置ずれ量Δｘは、吐出部の形状や記録液の物性、記録液帯電量、吐出電極間距離など諸々の条件により変わるため、実施する構成ごとにあらかじめ検討しておくとよい。
【００２３】
本実施形態では、上記の着弾位置ずれ量Δｘを制御することによって、吐出部の配列密度よりも高い密度で液滴を被記録媒体１０３上に配置し、高解像度での記録を達成するものである。言い換えれば、従来は抑制すべきものとされていた静電クロストークを活用し、例えば複数の吐出部２０４の相互の間隔よりも小さい距離だけ液滴の着弾位置をずらして、高解像度で高品質の記録を達成しようとするものである。そのため、液体吐出ヘッド１０１において配列された複数の吐出部２０４を、吐出タイミングごとに、液体の吐出を行わせる第１の吐出部と、非対称電界を生成するための第２の第２の吐出部として使い分け、飛翔方向を制御する。第１の吐出部のことを吐出用の吐出部とも呼び、第２の吐出部のことを電界形成用の吐出部とも呼ぶ。このとき吐出用の吐出部の両隣は必ず電界形成用の吐出部となるようにする。好ましくは、吐出用の吐出部と電界形成用の吐出部とが交互に配置するとともに、これらが時分割形態で入れ替わるようにする。ただし、所望の着弾位置制御を実現するためには、以下の２点についての条件を満たす必要がある。
（ａ）第１に、吐出性能維持のために、吐出電極の間での電流リークを防止する必要がある。液体を吐出するための吐出電極２０３−２と非対称電界生成用の隣接する吐出電極２０３−１，２０３−３との間の電位差が大きいと電流リークが生じてしまうため、この電位差を絶縁破壊電圧Ｖｄ以下に抑える必要がある。隣接電極間距離ΔＬと空気の絶縁破壊電圧強度３ｋＶ／ｍｍとから、絶縁破壊電圧Ｖｄは３ΔＬ［ｋＶ］となり、少なくとも隣接する吐出電極間ではこの電位差をＶｄ以下に抑えなければならない。
（ｂ）第２に、制御された静電クロストークを発生するために、吐出用の吐出部の周りに制御された非対称電界を生成する必要があるが、電界形成用の吐出部への印加電圧は吐出しきい値電圧Ｖｔよりも低く設定する必要がある。電界形成用の吐出部の吐出電極に吐出しきい値Ｖｔ以上の電圧が印加されると、電界形成用の吐出部からも意図しない液体吐出が生じてしまうため、記録された画像に乱れが生じてしまう。
以下では、上記の原理を利用した本発明の具体的な実施形態について説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
上述した液体吐出装置を使用し、本発明を適用した第１の実施形態を説明する。本実施形態では、図２〜図７を用いて説明した液体吐出ヘッド１０１を使用する。ここで液体吐出ヘッド１０１における吐出部２０４の配置密度は、一例として、２５．４ｍｍあたり１５０個（ドット）であり、先端部を除いた吐出電極２０３の幅は、一例として２０μｍである。上述と同様に、被記録媒体１０３としては導電性のもの、例えば金属フィルムが使用され、対向電極１０２は接地されてその電位は０Ｖとなっている。吐出部２０４と被記録媒体１０３との距離は６００μｍである。
【００２５】
本実施形態では、液体吐出ヘッド１０１での吐出部２０４の配置密度に比べて２倍となる記録密度を達成するために、４種類の駆動フェーズＴ１〜Ｔ４を使用し、これら４種類の駆動フェーズは時分割形態で切り替えられる。駆動フェーズの各々は、１回の吐出タイミングに対応するものである。図８は、本実施形態での液体吐出ヘッド１０１において吐出電極２０３に電圧を印加するための構成を示している。液体吐出ヘッド１０１には多数の吐出部２０４が配列して設けられるが、図８では、このうちの連続する５個の吐出部２０４−１〜２０４−５が示されている。吐出部２０４−１〜２０４−５にはそれぞれ吐出電極２０３−１〜２０３−５が設けられている。吐出電極２０３−１〜２０３−５に印加する電圧を発生する電源２５１と、電源２５１を制御する電圧制御部２５０とが設けられている。電源２５１の一端は接地され、電源２５１の非接地端には４本の電源線２４１〜２４４が接続している。電圧制御部２５０は、ヘッドドライバ３０７からの信号に基づき、電源線２４１〜２４４の電圧波形を個別に制御できるようになっている。電源線２４１には、吐出電極２０３−１，２０３−５が接続している。電源線２４２〜２４４には、それぞれ、吐出電極２０３−２〜２０３−４が接続している。吐出電極２０３−１〜２０３−５の電圧をそれぞれＶ１〜Ｖ５で表すものとする。ここでは、吐出しきい値電圧Ｖｔは１２００Ｖである。
【００２６】
図９は、図４と同様に液体吐出ヘッド１０１の断面図であるが、４個の駆動フェーズＴ１〜Ｔ４による時分割駆動によって吐出する液滴を示している。なお図８と同様に図９も液体吐出ヘッド１０１の一部のみを示している。液体吐出ヘッド１０１には、図示されていないさらに複数の吐出部２０４が同様の関係で並んでおり、以下の液滴飛翔が実現されるような電圧印加関係が液体吐出ヘッド１０１の長さ方向で周期的に与えられているものとする。
【００２７】
駆動フェーズＴ１，Ｔ２では、吐出部２０４−２，２０４−４を吐出用の吐出部とし、吐出部２０４−１，２０４−３，２０４−５を液滴の飛翔方向を制御するための電界形成用の吐出部として利用する。
駆動フェーズＴ１では、吐出電極２０３−２，２０３−４に１３００Ｖの電圧を印加し、吐出電極２０３−１，２０３−５には電圧１０７８Ｖ、吐出電極２０３−３には電圧９２２Ｖを印加する。これにより吐出用の吐出部２０４−２，２０４−４の周囲に非対称な電界が生じ、吐出部２０４−２からの正帯電である液滴４０２は吐出部２０４−３側へ、吐出部２０４−４からの液滴４０２は吐出部２０４−３側へとずれて飛翔・着弾する。図９（ａ）はこのような駆動フェーズＴ１による着弾位置を示している。ここで示した例では、図７から明らかになっているように、着弾位置ずれ量Δｘは約４２μｍである。
駆動フェーズＴ２では、駆動フェーズＴ１と比べ、電界形成用の吐出部に印加される電圧を相互に入れ替える。すなわち、吐出電極２０３−３へは電圧１０７８Ｖ、吐出電極２０３−１，２０３−５には電圧９２２Ｖを印加する。これにより、吐出部２０４−２からの液滴は吐出部２０４−１側へ、吐出部２０４−４からの液滴は吐出部２０４−５側へとそれぞれ約４２μｍずれた位置に着弾する。図９（ｂ）は駆動フェーズＴ２での着弾位置を示している。
【００２８】
続く駆動フェーズＴ３，Ｔ４では、吐出用の吐出部と電界形成用の吐出部との関係を駆動フェーズＴ１，Ｔ２ときから入れ替えた関係に設定する。すなわち、吐出部２０４−２，２０４−４を電界形成用の吐出部とし、吐出部２０４−１，２０４−３，２０４−５を吐出用の吐出部として利用する。
駆動フェーズＴ３では、吐出電極２０３−１、２０３−３、２０３−５に１３００Ｖの電圧を印加する。また、図示されていないが吐出電極２０３−１の左側にある吐出電極及び吐出電極２０３−４に電圧１０７８Ｖを印加し、図示されていないが吐出電極２０３−５の右側にある吐出電極と、吐出電極２０３−２には電圧９２２Ｖを印加する。これにより吐出部２０４−１，２０４−３からの液滴は吐出部２０４−２側へ、吐出部２０４−５からの液滴は吐出部２０４−５の図示右側へとそれぞれ約４２μｍずれた位置に着弾する。図９（ｃ）は駆動フェーズＴ３での着弾位置を示している。
駆動フェーズＴ４では、駆動フェーズＴ３と比べ、電界形成用の吐出部に印加される電圧を相互に入れ替える。すなわち、吐出電極２０３−１、２０３−３、２０３−５に対して１３００Ｖの電圧を印加する。また、吐出電極２０３−１の左側にあって図示されていない吐出電極と、吐出電極２０３−４とに電圧９２２Ｖを印加し、吐出電極２０３−５の右側にあって図示されていない吐出電極と吐出電極２０３−２とには電圧１０７８Ｖを印加する。これにより吐出部２０４−１からの液滴は吐出部２０４−１の図示左側へ、吐出部２０４−３，２０４−５からの液滴は吐出部２０４−４側へとそれぞれ約４２μｍずれた位置に着弾する。図９（ｄ）は駆動フェーズＴ４での着弾位置を示している。
【００２９】
駆動フェーズＴ１〜Ｔ４は、例えばこの順番で、時分割形態で繰り返して実行される。各駆動フェーズでの着弾位置ずれ量は約４２μｍであるから、駆動フェーズＴ１〜Ｔ４の全体を通して考えると、被記録媒体１０３上に約８５μｍ間隔で液滴が着弾することになる。この間隔は、吐出部間の間隔である１７０μｍの半分であるから、結果として、吐出部の配列密度よりも高い密度、すなわち高解像度での記録がなされたことになる。
【００３０】
図１０は、駆動フェーズＴ１〜Ｔ４による時分割駆動を行ったときの各吐出電極２０３−１〜２０３−５への電圧印加を示すタイミングチャートである。横軸は、時間経過を、１回の吐出タイミングを含む吐出サイクルに相当する時間を１００％としたときの割合で示している。縦軸は電圧であり、図中の線は、吐出電極２０３−１〜２０３−５にそれぞれ印加される電圧Ｖ１〜Ｖ５の変化を吐出しきい値電圧Ｖｔとともに示している。図１０（ａ）は駆動フェーズＴ１，Ｔ２における吐出電極２０３−１〜２０３−５の電圧Ｖ１〜Ｖ５の関係を示している。図示されるように、吐出電極２０３−２へ印加される電圧Ｖ２は吐出しきい値電圧Ｖｔよりも高く設定され、これにより記録液が液滴として吐出される。これに対して吐出電極２０３−１，２０３−３，２０３−５へそれぞれ印加される電圧Ｖ１，Ｖ３，Ｖ５は、吐出しきい値電圧Ｖｔよりも小さく、かつ、吐出部２０４−２に対して非対称な電界を発生する。同様に図１０（ｂ）は、駆動フェーズＴ３，Ｔ４における吐出電極２０３−１〜２０３−５の電圧Ｖ１〜Ｖ５の関係を示したものであり、吐出用であるか電界形成用であるかを入れ替えたこと以外は、図１０（ａ）に示したものと同様の電圧関係を示している。
【００３１】
各駆動フェーズごとに１回の駆動フェーズにおいて吐出用の吐出部の吐出電極へ印加される電圧は、液滴の吐出が終了すると、吐出しきい値電圧Ｖｔ未満であって、電界形成用の吐出部の吐出電極との電位差が絶縁破壊電圧Ｖｄ未満になるように制御される。具体的には、吐出用の吐出部の吐出電極は、吐出時の１３００Ｖの電圧印加が終了し次の吐出タイミングが到来するまでは、１０００Ｖに維持される。また、被記録媒体１０３上に形成する記録の内容によっては、いずれかの駆動フェーズにおいて、吐出用の吐出部から記録液の吐出を行わないこともある。そのような場合には、吐出用の吐出部の吐出電極の電圧は、１３００Ｖまで上げることなく、上述した１０００Ｖに維持される。ここで示した例では吐出電極間の最近接距離は約１５０μｍ、空気の絶縁破壊電圧強度は３ｋＶ／ｍｍなので、絶縁破壊電圧Ｖｄは３ｋＶ／ｍｍ×１５０μｍ＝４５０Ｖとなる。そこで本実施形態では、吐出用の吐出部の吐出電極と電界形成用の吐出部の吐出電極との電位差が、常に絶縁破壊電圧Ｖｄ未満に保たれるようにする。図１０に示した電圧関係では、吐出用の吐出部の吐出電極と電界形成用の吐出部の吐出電極との電位差は、ここでの絶縁破壊電圧Ｖｄである４５０Ｖ以下となっている。これにより、吐出電極間での電流リークが生じることなく、所望のタイミングで所望の方向に記録液の液滴を飛翔させ、被記録媒体１０３上に形成される記録あるいは画像の解像度を向上させることができる。
【００３２】
第１の実施形態では、吐出用の吐出部と電界形成用の吐出部とを交互に配置しかつ時分割形態でこれらが入れ替わるようにして電界を用いた液滴の飛翔方向制御を行い、被記録媒体上の記録解像度を２倍に向上させている。電界形成用の吐出部の吐出電極に印加される電圧のレベル数を増やして時分割駆動での駆動フェーズの数をさらに増加させることにより、さらなる高解像度記録を行うことも可能である。吐出部の配置密度のｎ倍の高解像度記録を実現するためには、図７の関係に従って電界形成用の吐出部の吐出電極への印加電圧が異なる２ｎ通りの駆動フェーズを用意して２ｎ時分割駆動を行えばよい。
【００３３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１１は第２の実施形態で用いられる液体吐出ヘッド１０１の吐出部近傍を示している。第２の実施形態の液体吐出ヘッド１０１は、吐出部２０４と被記録媒体１０３との間に液滴４０２が通過しうるスリット状の中間電極２０６が付加された点で第１の実施形態での液体吐出ヘッドとは異なっている。以下の説明において、第１の実施形態における構成要素と同一の構成要素には、同じ参照番号が付与されている。中間電極２０６は、中間電極電源２５２（図１６参照）に接続され、ヘッドドライバ３０７からの信号によりその電位が制御されるようになっている。
【００３４】
図１２は、図１１に示すＸ方向及びＺ方向に平行な面での液体吐出ヘッド１０１の断面を示す図であって、吐出状態にある第２の実施形態の液体吐出ヘッド１０１を説明している。中間電極２０６が設けられている点を除けば、図１２は図４と同様のものである。中間電極２０６は、厚さ１００μｍ、スリット幅１００μｍの板状の導体から構成されており、スリットは、複数の吐出部２０４が配列する方向に延びている。具体的には、中間電極２０６は、例えばステンレス鋼により形成されて、吐出部２０４から被記録媒体１０３の方向に向けて約２００μｍの距離にある。スリットの中央線に合わせて吐出部２０４が配置するようになっている。中間電極２０６と被記録媒体１０３との距離は５００μｍである。この中間電極２０６は、電圧が印加されることにより静電気力により液滴４０２を吸引するものであり、これによって吐出しきい値電圧Ｖｔを低くする効果を有する。
【００３５】
本実施形態においても、記録液４０１が液滴４０２として吐出される吐出しきい値電圧Ｖｔを調べた。吐出部２０４の先端と被記録媒体１０３との距離は８００μｍであり、また被記録媒体１０３には金属製のものを使用し、被記録媒体１０３の電位は接地された対向電極１０２と同電位となっている。中間電極２０６に５００Ｖの一定電圧を印加し、この状態で吐出電極２０３に電圧を印加したところ、９００Ｖを上回った時点で液滴４０２の吐出が生じた。なお吐出しきい値電圧Ｖｔは、吐出部２０４の形状や記録液の物性、っ記録帯電量、吐出電極間距離など諸々の条件により変わるため、実施する構成ごとにあらかじめ検討しておくとよい。
【００３６】
次に、パルス状の電圧を吐出電極２０３に印加した場合の吐出状態についても確認した。本実施形態では、吐出電極２０３に９５０Ｖの電圧を２０ｋＨｚの吐出周波数で印加したところ、吐出量約２ｐｌの液滴４０２が吐出された。液滴４０２は正に帯電しており、その飛翔速度と静電場計算から、約３×１０-13Ｃの電荷量を保持していることが分かった。前記の条件以外での電圧（ただし、吐出しきい値電圧Ｖｔより大きい電圧）や吐出周波数においても、ほぼ同じ吐出量、帯電量であった。なお吐出量や液滴の帯電量は、吐出部２０４の形状や記録液の物性、吐出電極間距離など諸々の条件により変わるため、実施する構成ごとにあらかじめ検討しておくとよい。
【００３７】
続いて、非対称電界による液滴の着弾位置の変位量について調べた。図１３は、非対称電界が発生しているときの図１２の拡大図であり、第１の実施形態での図５に対応する図である。吐出部２０４は２５．４ｍｍあたり１５０個（ドット）の密度（すなわち１７０μｍ間隔）で配置されており、先端部を除いた吐出電極２０３の幅は２０μｍとなっている。吐出電極２０３−２には吐出周波数２０ｋＨｚで９５０Ｖの電圧が印加されており、吐出電極２０３−１には電圧７７５Ｖ、吐出電極２０３−３には電圧６２５Ｖが印加されている。吐出電極２０３−１，２０３−３に印加される電圧は、吐出しきい値電圧Ｖｔ未満の電圧である。この例でも、隣接する吐出部２０４間の非対称な電界によって静電クロストークが生じ、吐出部２０４−２から吐出された液滴４０２は、電位の低い吐出電極２０３−３側へと曲がり、図中矢印の軌跡をたどって被記録媒体１０３へ着弾する。図１４は、このように吐出電極２０３−１〜２０３−３に電圧を印加したとしたときに発生する電界をシミュレーションした結果を示している。図１４には、吐出電極２０３−１〜２０３−３により形成された等電位面と、飛翔する液滴４０２の軌道のスナップショットとが示されている。このときの液滴４０２の着弾位置ずれ量Δｘは約６７μｍであった。
【００３８】
図１３及び図１４を用いて示したものと同様の方法で、吐出を行う吐出部２０４−２に隣接する２つの吐出電極２０３−１、２０３−３に印加される電圧値と、非対称電界による液滴４０２の着弾位置ずれ量Δｘとの関係について調べた結果を図１５に示す。吐出電極２０３−２の電圧は９５０Ｖとして、図の横軸は、吐出電極２０３−１の電圧値Ｖ１と吐出電極２０３−３の電圧値Ｖ３との差ΔＶ＝Ｖ１−Ｖ３であり、縦軸は着弾位置ずれ量Δｘである。中間電極２０６を設けた場合であっても、吐出部２０４−２を挟んでＸ方向での左右の電界の非対称性が強いほど、着弾位置ずれ量Δｘが大きくなる。なお着弾位置ずれ量Δｘは、吐出部の形状や記録液の物性、記録液帯電量、吐出電極間距離など諸々の条件により変わるため、実施する構成ごとにあらかじめ検討しておくとよい。
【００３９】
本実施形態においても、液体吐出ヘッド１０１での吐出部２０４の配置密度に比べて２倍となる記録密度を達成するために、４種類の駆動フェーズＴ１〜Ｔ４を使用し、これら４種類の駆動フェーズを時分割形態で切り替える。図１６は、本実施形態での液体吐出ヘッド１０１において吐出電極２０３に電圧を印加するための構成を示している。液体吐出ヘッド１０１には多数の吐出部２０４が配列して設けられるが、図１６では、このうちの連続する５個の吐出部２０４−１〜２０４−５が示されている。本実施形態において電圧を印加するための構成は、図８に示した第１の実施形態における構成と同様のものであるが、中間電極２０６に対して電圧を印加する中間電極電源２５２が設けられている点で、図８に示したものと異なっている。中間電極電源２５２は、ヘッドドライバ３０７からの信号により、中間電極２０６の電位を制御する。
【００４０】
図１７は、図１２と同様に液体吐出ヘッド１０１の断面図であるが、４個の駆動フェーズＴ１〜Ｔ４による時分割駆動によって吐出する液滴を示している。図１６と同様に図１７も液体吐出ヘッド１０１の一部を示すものであり、図示されていないさらに複数の吐出部２０４が同様の関係で並んでおり、以下の液滴飛翔が実現されるような電圧印加関係が液体吐出ヘッド１０１の長さ方向で周期的に与えられている。
【００４１】
駆動フェーズＴ１，Ｔ２では、吐出部２０４−２，２０４−４を吐出用の吐出部とし、吐出部２０４−１，２０４−３，２０４−５を液滴の飛翔方向を制御するための電界形成用の吐出部として利用する。
駆動フェーズＴ１では、吐出電極２０３−２，２０３−４に９５０Ｖの電圧を印加し、吐出電極２０３−１，２０３−５には電圧７９１Ｖ、吐出電極２０３−３には電圧７０９Ｖを印加する。これにより吐出用の吐出部２０４−２，２０４−４の周囲に非対称な電界が生じ、吐出部２０４−２からの正帯電である液滴４０２は吐出部２０４−３側へ、吐出部２０４−４からの液滴４０２は吐出部２０４−３側へとずれて飛翔・着弾する。図１７（ａ）はこのような駆動フェーズＴ１による着弾位置を示している。ここで示した例では、図１５から明らかになっているように、着弾位置ずれ量Δｘは約４２μｍである。
駆動フェーズＴ２では、駆動フェーズＴ１と比べ、電界形成用の吐出部に印加される電圧を相互に入れ替える。すなわち、吐出電極２０３−３へは電圧７９１Ｖ、吐出電極２０３−１，２０３−５には電圧７０９Ｖを印加する。これにより、吐出部２０４−２からの液滴は吐出部２０４−１側へ、吐出部２０４−４からの液滴は吐出部２０４−５側へとそれぞれ約４２μｍずれた位置に着弾する。図１７（ｂ）は駆動フェーズＴ２での着弾位置を示している。
【００４２】
続く駆動フェーズＴ３，Ｔ４では、吐出用の吐出部と電界形成用の吐出部との関係を駆動フェーズＴ１，Ｔ２ときから入れ替えた関係に設定する。すなわち、吐出部２０４−２，２０４−４を電界形成用の吐出部とし、吐出部２０４−１，２０４−３，２０４−５を吐出用の吐出部として利用する。
駆動フェーズＴ３では、吐出電極２０３−１、２０３−３、２０３−５に９５０Ｖの電圧を印加する。また、図示されていないが吐出電極２０３−１の左側にある吐出電極及び吐出電極２０３−４に電圧７９１Ｖを印加し、図示されていないが吐出電極２０３−５の右側にある吐出電極と、吐出電極２０３−２には電圧７０９Ｖを印加する。これにより吐出部２０４−１，２０４−３からの液滴は吐出部２０４−２側へ、吐出部２０４−５からの液滴は吐出部２０４−５の図示右側へとそれぞれ約４２μｍずれた位置に着弾する。図１７（ｃ）は駆動フェーズＴ３での着弾位置を示している。
駆動フェーズＴ４では、駆動フェーズＴ３と比べ、電界形成用の吐出部に印加される電圧を相互に入れ替える。すなわち、吐出電極２０３−１、２０３−３、２０３−５に対して９５０Ｖの電圧を印加する。また、吐出電極２０３−１の左側にあって図示されていない吐出電極と、吐出電極２０３−４とに電圧７０９Ｖを印加し、吐出電極２０３−５の右側にあって図示されていない吐出電極と吐出電極２０３−２とには電圧７９１Ｖを印加する。これにより吐出部２０４−１からの液滴は吐出部２０４−１の図示左側へ、吐出部２０４−３，２０４−５からの液滴は吐出部２０４−４側へとそれぞれ約４２μｍずれた位置に着弾する。図１７（ｄ）は駆動フェーズＴ４での着弾位置を示している。
【００４３】
図１８は、駆動フェーズＴ１〜Ｔ４による時分割駆動を行ったときの各吐出電極２０３−１〜２０３−５への電圧印加を示すタイミングチャートである。図１８の縦軸及び横軸は、図１０の縦軸及び横軸と同じである。駆動フェーズＴ１〜Ｔ４における各電圧Ｖ１〜Ｖ５の変化は、電圧の大きさが異なること以外は第１の実施形態の場合と同様であるから、ここでは、図１８に示される電圧関係の要点だけ説明する。図１８（ａ）は、駆動フェーズＴ１，Ｔ２における吐出電極２０３−１〜２０３−３の電圧Ｖ１〜Ｖ３の関係を示している。吐出電極２０３−２へ印加される電圧Ｖ２は、吐出しきい値電圧Ｖｔよりも高く設定され、吐出部２０４−２から記録液が液滴として吐出される。電極２０３−１、２０３−３へ印加される電圧Ｖ１，Ｖ３は吐出しきい値電圧Ｖｔ未満であって、かつ吐出部２０４−２に対して非対称な電界を発生する。図１８（ｂ）は、駆動フェーズＴ３，Ｔ４における吐出電極２０３−１〜２０３−５の電圧Ｖ１〜Ｖ５の関係を示したものであり、吐出用であるか電界形成用であるかを入れ替えたこと以外は、図１８（ａ）に示したものと同様の電圧関係を示している。
【００４４】
中間電極２０６を設ける場合においても、液滴の吐出が終了すると、吐出用の吐出部の吐出電極へ印加される電圧は、吐出しきい値電圧Ｖｔ未満であって、電界形成用の吐出部の吐出電極との電位差が絶縁破壊電圧Ｖｄ未満になるように制御される。具体的には、吐出用の吐出部の吐出電極は、吐出時の９５０Ｖの電圧印加が終了し次の吐出タイミングが到来するまでは、７５０Ｖに維持される。また、被記録媒体１０３上に形成する記録の内容によっては、いずれかの駆動フェーズにおいて、吐出用の吐出部から記録液の吐出を行わないこともある。そのような場合には、吐出用の吐出部の吐出電極の電圧は、９５０Ｖまで上げることなく、上述した７５０Ｖに維持される。ここで示した例でも吐出電極間の最近接距離は約１５０μｍ、空気の絶縁破壊電圧強度は３ｋＶ／ｍｍなので、絶縁破壊電圧Ｖｄは３ｋＶ／ｍｍ×１５０μｍ＝４５０Ｖとなる。そこで本実施形態では、吐出用の吐出部の吐出電極と電界形成用の吐出部の吐出電極との電位差が、常に絶縁破壊電圧Ｖｄ未満に保たれるようにする。図１８に示した電圧関係では、吐出用の吐出部の吐出電極と電界形成用の吐出部の吐出電極との電位差は、ここでの絶縁破壊電圧Ｖｄである４５０Ｖ以下となっている。これにより、吐出電極間での電流リークが生じることなく、所望のタイミングで所望の方向に記録液の液滴を飛翔させ、被記録媒体１０３上に形成される記録あるいは画像の解像度を向上させることができる。
【００４５】
第１の実施形態と同様に第２の実施形態においても、電界形成用の吐出部の吐出電極に印加される電圧のレベル数を増やして時分割駆動での駆動フェーズの数をさらに増加させることにより、さらなる高解像度記録を行うことも可能である。吐出部の配置密度のｎ倍の高解像度記録を実現するためには、図１５の関係に従って電界形成用の吐出部の吐出電極への印加電圧が異なる２ｎ通りの駆動フェーズを用意して２ｎ時分割駆動を行えばよい。また中間電極２０６の形状は、図１１に示したような導体板にスリットを設けた形状に限定されるものではない。液滴を静電気力で吸引できる作用を有するものであれば中間電極２０６の構成は限定されるものであく、例えば図１９に示すように、２本の金属ワイヤーを平行に配置してワイヤー間をスリットとするような形状のものであってもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１００    液体吐出装置
１０１    液体吐出ヘッド
１０２    対向電極
１０３    被記録媒体
２０３    吐出電極
２０４    吐出部
２５０    電圧制御部
【図１】
2018020449.tif 000003
【図２】
2018020449.tif 000004
【図３】
2018020449.tif 000005
【図４】
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【図５】
2018020449.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018020449.tif 000009
【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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