(57)【要約】 【課題】  圧力室の配列密度を低下させることなく、かつ駆動電圧の設定あるいは駆動回路を複雑化させることなく、吐出される液滴の特性の圧力室間のばらつきを容易に補正することができる液滴吐出制御装置およびその制御方法を提供する。【解決手段】  圧力室１１２ｂの個別電圧値が、圧力室１１２ｂの電極１１３ｂに、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間印加されると、隔壁１１１ｂおよび隔壁１１１ｃが互いに離れる方向に剪断変形し、圧力室１１２ｂの容積が拡大することによって、圧力室１１２ｂ内に液体が流入する。その後、共通電圧値が、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間、圧力室１１２ｂに隣接する圧力室１１２ａの電極１１３ａおよび圧力室１１２ｃの電極１１３ｃに印加されると、隔壁１１１ｂおよび隔壁１１１ｃが互いに接近する方向に剪断変形し、圧力室１１２ｂの容積が縮小することによって、圧力室１１２ｂ内の液体がノズルから液滴として吐出される。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体から成る隔壁で仕切ることによって、液滴を吐出するための複数の圧力室を形成し、その隔壁に電界を付与することによって発生するせん断応力によって隔壁を変形させ、液滴を吐出するエネルギーを圧力室に発生させて液滴を吐出するインクジェットヘッドを制御する液滴吐出制御装置であって、
液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁には、圧力室毎に個別に対応した電界を付与し、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁には、電界を付与しない電界制御手段を含むことを特徴とする液滴吐出制御装置。
【請求項２】
前記電界制御手段は、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に、その圧力室の容積を拡大させる電界を付与した後、引続いて、その圧力室の容積を縮小させる電界を付与することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出制御装置。
【請求項３】
前記電界制御手段は、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に、その圧力室の容積を縮小させる電界を付与した後、引続いて、その圧力室の容積を拡大させる電界を付与することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出制御装置。
【請求項４】
前記電界制御手段は、電圧を印加することによって電界を付与し、この印加する電圧の電圧値は、各圧力室から吐出される液滴の体積のばらつきを少なくするように圧力室毎に予め調整されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の液滴吐出制御装置。
【請求項５】
前記電界制御手段は、電圧を印加することによって電界を付与し、この印加する電圧の電圧値は、各圧力室から吐出される液滴の吐出速度のばらつきを少なくするように圧力室毎に予め調整されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の液滴吐出制御装置。
【請求項６】
前記インクジェットヘッドの圧力室に貯留される液体の温度を検出する温度検出手段を含み、
前記予め調整される電圧値は、温度変化に対して圧力室から吐出される液滴の体積を一定に保つために印加すべき電圧の電圧値を表す予め定める温度電圧特性に基づいて、温度検出手段によって検出された温度に対応する電圧値に補正された電圧値であることを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出制御装置。
【請求項７】
前記インクジェットヘッドの圧力室に貯留される液体の温度を検出する温度検出手段を含み、
前記予め調整される電圧値は、温度変化に対して圧力室から吐出される液滴の吐出速度を一定に保つために印加すべき電圧の電圧値を表す予め定める温度電圧特性に基づいて、温度検出手段によって検出された温度に対応する電圧値に補正された電圧値であることを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出制御装置。
【請求項８】
圧電体から成る隔壁で仕切ることによって、液滴を吐出するための複数の圧力室を形成し、その隔壁に電界を付与することによって発生するせん断応力によって隔壁を変形させ、液滴を吐出するエネルギーを圧力室に発生させて液滴を吐出するインクジェットヘッドを制御する液滴吐出制御装置の制御方法であって、
液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁には、圧力室毎に個別に対応した電界を付与し、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁には、電界を付与しない電界制御手段を含むことを特徴とする液滴吐出制御装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体材料を液滴化して吐出するインクジェットヘッドを制御する液滴吐出制御装置およびその制御方法に関し、特にマルチノズルのシェアモード型インクジェットヘッドの液滴吐出特性を補正することができる液滴吐出制御装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体を吐出する方式の１つとしてインクジェット方式があり、ノズルを多数配置したマルチノズルのインクジェットヘッド（以下単に「ヘッド」ともいう）を用いることによって、インク材料を紙などの媒体に吐出させて高速に印刷を行なうインクジェット装置が知られている。シェアモード型のインクジェットヘッドは、インクを加圧する圧力室の構造がシンプルであり、ノズルの高密度化に優れている（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
近年では、薄膜形成などの産業用途にインクジェット装置が応用されるようになってきている。たとえばガラス基板上にレッド、グリーン、およびブルーなどの色材を塗り分けることによって、液晶パネルのカラーフィルタの製造に利用されている。さらに有機ＥＬ（Electro−Luminescence）パネルの製造工程における発光層および電極の薄膜形成にも応用されている。
【０００４】
このような産業用途では、所定の領域に均一に塗布する必要があり、吐出される液量を数％以下の精度に抑える必要がある。さらに、高精細な媒体に対しては、インクジェットヘッドを数百ｍ／秒の高速で走査しながらも、幅が液滴と同程度しかない領域に狙いを定めて液滴を着弾させる必要がある。ノズルから吐出される液滴１つの体積は、数ピコリットルから十数ピコリットルであり、液滴の直径は２０〜３０μｍ程度である。
【０００５】
しかしながら、従来のマルチノズルのインクジェットヘッドでは、ノズル間の特性ばらつきから、各ノズルから吐出される液滴の体積および吐出速度に大きなばらつきを生じる。全体的な採算性を考慮すると、ヘッドのノズル間特性ばらつきを抑えることだけに頼ることは難しい。
【０００６】
そこで、圧力室に印加する駆動波形の電圧を個別に調整することによって、吐出される液滴の体積および吐出速度の補正が行われている。たとえば複数の駆動電圧波形を発生する発生手段を用いて、複数の異なる電圧の駆動電圧波形を発生し、ノズル毎に駆動電圧波形を選択して、ヘッドに供給するものがある（たとえば特許文献２参照）。あるいは、ノズル毎に記憶された駆動電圧波形の情報であるデジタルデータに基づいて、アナログ駆動電圧生成手段において共通の電圧波形を発生する。そして、発生した共通の電圧波形を圧力室に供給するかしないかを決めるスイッチの開閉のタイミング調整によって、ノズル毎の駆動波形の電圧を調整するものがある（たとえば特許文献３参照）。圧力室に印加する駆動波形の電圧を個別に調整する手段としては、これらの他にもいくつかの提案がされている。
【０００７】
しかしながら、圧力室個別に駆動電圧を調整することによるノズル間特性ばらつきの補正をシェアモード型インクジェットに適用する場合には、以下のような問題がある。すなわち一般的なシェアモード型インクジェットのヘッド、つまり液滴を吐出することができる圧力室を連続的に配置したヘッドは、構造上隣接する圧力室がアクチュエータである隔壁を共有しており、各圧力室を独立に駆動させて、たとえばすべての圧力室から同時に液滴を吐出することはできない。
【０００８】
そこで、隣接しない圧力室を一つのグループにして、２つあるいは３つ以上のグループに分割して駆動する方法が採られている（たとえば特許文献４および特許文献５参照）。この際、液滴を吐出させる圧力室に正の電圧を印加してアクチュエータである隔壁を該圧力室の容積が拡大する方向に変形させた後、該圧力室の両隣の圧力室に正の電圧を印加して、液滴を吐出させる圧力室の容積が縮小する方向に隔壁を変形させる。このとき、圧力室個別に駆動電圧が異なるように構成した場合、隣接の圧力室に設定された駆動電圧が影響することになるため、駆動電圧の設定が非常に複雑になってしまうという問題がある。さらに、３つ以上のグループに分割して駆動する場合は、液滴を吐出させない圧力室に挟まれた隔壁が、双方の圧力室に設定された駆動電圧の差の分だけ変形する。この変形によって生じる余分な圧力波が、液滴の吐出の安定性を損なう可能性がある。しかも、液滴の吐出に寄与しない電力が余分に消費される。
【０００９】
さらに、圧力室を拡大させた後に圧力室を縮小させて液滴を吐出させるために、液滴を吐出させる圧力室に正電圧と負電圧とを交互に印加するという両極駆動は、駆動回路が複雑化してしまうという問題がある（たとえば特許文献６参照）。
【００１０】
さらにまた、隣接する圧力室とアクチュエータである隔壁を共有しないものがある（たとえば特許文献７参照）。これは、液滴を吐出する圧力室間にダミーの圧力室を設けているので、液滴を吐出する圧力室の配列密度が低下してしまうという問題があり、高精細に液滴を吐出することができない。
【００１１】
【特許文献１】特開昭６３−２５２７５０号公報
【特許文献２】特開平９−１１４５７号公報
【特許文献３】特開２００５−２５４２１１号公報
【特許文献４】特許第３３８４０２３号公報
【特許文献５】特開２００２−３２１３６２号公報
【特許文献６】特開２０００−１４１６３８号公報
【特許文献７】特開平５−２６９９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、圧力室の配列密度を低下させることなく、かつ駆動電圧の設定あるいは駆動回路を複雑化させることなく、吐出される液滴の特性の圧力室間のばらつきを容易に補正することができる液滴吐出制御装置およびその制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、圧電体から成る隔壁で仕切ることによって、液滴を吐出するための複数の圧力室を形成し、その隔壁に電界を付与することによって発生するせん断応力によって隔壁を変形させ、液滴を吐出するエネルギーを圧力室に発生させて液滴を吐出するインクジェットヘッドを制御する液滴吐出制御装置であって、
液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁には、圧力室毎に個別に対応した電界を付与し、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁には、電界を付与しない電界制御手段を含むことを特徴とする液滴吐出制御装置である。
【００１４】
本発明に従えば、圧電体から成る隔壁で仕切ることによって、液滴を吐出するための複数の圧力室を形成し、その隔壁に電界を付与することによって発生するせん断応力によって隔壁を変形させ、液滴を吐出するエネルギーを圧力室に発生させて液滴を吐出するインクジェットヘッドを制御するにあたって、電界制御手段によって、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁には、圧力室毎に個別に対応した電界が付与され、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁には、電界が付与されない。
【００１５】
すなわち、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁に電界を付与しない電圧を印加することによって、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁に生じる相互干渉をなくすことができるので、圧力室毎の調整時に相互干渉を考慮する必要がなくなる。したがって、ダミーの圧力室を設ける必要がないので圧力室の配列密度を低下させることなく、かつ駆動電圧の設定あるいは駆動回路を複雑化させることなく、吐出される液滴の特性の圧力室間のばらつきを容易に補正することができる。
【００１６】
また本発明は、前記電界制御手段は、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に、その圧力室の容積を拡大させる電界を付与した後、引続いて、その圧力室の容積を縮小させる電界を付与することを特徴とする。
【００１７】
本発明に従えば、前記電界制御手段によって、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁にその圧力室の容積を拡大させる電界が付与された後、引続いて、その圧力室の容積を縮小させる電界が付与されるので、隔壁を構成する圧電体の分極方向が、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に電界を付与する電圧を印加するとその圧力室の容積が拡大する方向であるインクジェットヘッドを制御することができる。
【００１８】
また本発明は、前記電界制御手段は、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に、その圧力室の容積を縮小させる電界を付与した後、引続いて、その圧力室の容積を拡大させる電界を付与することを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、前記電界制御手段によって、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁にその圧力室の容積を縮小させる電界が付与された後、引続いて、その圧力室の容積を拡大させる電界が付与されるので、隔壁を構成する圧電体の分極方向が、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に電界を付与する電圧を印加するとその圧力室の容積が縮小する方向であるインクジェットヘッドを制御することができる。
【００２０】
また本発明は、前記電界制御手段は、電圧を印加することによって電界を付与し、この印加する電圧の電圧値は、各圧力室から吐出される液滴の体積のばらつきを少なくするように圧力室毎に予め調整されることを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、前記電界制御手段によって、電圧が印加されることによって電界が付与され、この印加される電圧の電圧値は、各圧力室から吐出される液滴の体積のばらつきを少なくするように圧力室毎に予め調整されるので、各圧力室から吐出される液滴の体積のばらつきを減らす補正を行うことができる。
【００２２】
また本発明は、前記電界制御手段は、電圧を印加することによって電界を付与し、この印加する電圧の電圧値は、各圧力室から吐出される液滴の吐出速度のばらつきを少なくするように圧力室毎に予め調整されることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、前記電界制御手段によって、電圧が印加されることによって電界が付与され、この印加される電圧の電圧値は、各圧力室から吐出される液滴の吐出速度のばらつきを少なくするように圧力室毎に予め調整されるので、各圧力室から吐出される液滴の吐出速度のばらつきを減らす補正を行うことができる。
【００２４】
また本発明は、前記インクジェットヘッドの圧力室に貯留される液体の温度を検出する温度検出手段を含み、
前記予め調整される電圧値は、温度変化に対して圧力室から吐出される液滴の体積を一定に保つために印加すべき電圧の電圧値を表す予め定める温度電圧特性に基づいて、温度検出手段によって検出された温度に対応する電圧値に補正された電圧値であることを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、温度検出手段によって、前記インクジェットヘッドの圧力室に貯留される液体の温度が検出され、前記予め調整される電圧値は、温度変化に対して圧力室から吐出される液滴の体積を一定に保つために印加すべき電圧の電圧値を表す予め定める温度電圧特性に基づいて、温度検出手段によって検出された温度に対応する電圧値に補正された電圧値であるので、温度による液滴の体積のばらつき補正を加味した制御によって、より塗布ムラのない液滴塗布が可能となる。
【００２６】
また本発明は、前記インクジェットヘッドの圧力室に貯留される液体の温度を検出する温度検出手段を含み、
前記予め調整される電圧値は、温度変化に対して圧力室から吐出される液滴の吐出速度を一定に保つために印加すべき電圧の電圧値を表す予め定める温度電圧特性に基づいて、温度検出手段によって検出された温度に対応する電圧値に補正された電圧値であることを特徴とする。
【００２７】
本発明に従えば、温度検出手段によって、前記インクジェットヘッドの圧力室に貯留される液体の温度が検出され、前記予め調整される電圧値は、温度変化に対して圧力室から吐出される液滴の吐出速度を一定に保つために印加すべき電圧の電圧値を表す予め定める温度電圧特性に基づいて、温度検出手段によって検出された温度に対応する電圧値に補正された電圧値であるので、温度による液滴の吐出速度のばらつき補正を加味した制御によって、より高精度な着弾が可能となる。
【００２８】
また本発明は、圧電体から成る隔壁で仕切ることによって、液滴を吐出するための複数の圧力室を形成し、その隔壁に電界を付与することによって発生するせん断応力によって隔壁を変形させ、液滴を吐出するエネルギーを圧力室に発生させて液滴を吐出するインクジェットヘッドを制御する液滴吐出制御装置の制御方法であって、
液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁には、圧力室毎に個別に対応した電界を付与し、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁には、電界を付与しない電界制御手段を含むことを特徴とする液滴吐出制御装置の制御方法である。
【００２９】
本発明に従えば、圧電体から成る隔壁で仕切ることによって、液滴を吐出するための複数の圧力室を形成し、その隔壁に電界を付与することによって発生するせん断応力によって隔壁を変形させ、液滴を吐出するエネルギーを圧力室に発生させて液滴を吐出するインクジェットヘッドを制御するにあたって、電界制御手段によって、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁には、圧力室毎に個別に対応した電界が付与され、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁には、電界が付与されない。
【００３０】
すなわち、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁に電界を付与しない電圧を印加することによって、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁に生じる相互干渉をなくすことができるので、圧力室毎の調整時に相互干渉を考慮する必要がなくなる。したがって、ダミーの圧力室を設ける必要がないので圧力室の配列密度を低下させることなく、かつ駆動電圧の設定あるいは駆動回路を複雑化させることなく、吐出される液滴の特性の圧力室間のばらつきを容易に補正することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、アクチュエータである隔壁を圧力室間で共有するヘッド構造において、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に印加する電圧を圧力室毎に調整することによって生じていた相互干渉をなくすことができるので、圧力室毎の調整時に相互干渉を考慮する必要がなく、圧力室毎に吐出する液滴の特性の調整を簡単化することができる。
【００３２】
また本発明によれば、隔壁を構成する圧電体の分極方向が、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に電界を付与する電圧を印加するとその圧力室の容積が拡大する方向であるインクジェットヘッドを制御することができるので、たとえば隔壁を構成する圧電体たとえば圧電材料の分極方向が上方向でありかつ概ね上半分に電極が形成されたカンチレバータイプのヘッド構造に適用することができる。
【００３３】
また本発明によれば、隔壁を構成する圧電体の分極方向が、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に電界を付与する電圧を印加するとその圧力室の容積が縮小する方向であるインクジェットヘッドを制御することができるので、たとえば隔壁を構成する圧電体たとえば圧電材料の分極方向が下方向でありかつ概ね上半分に電極が形成されたカンチレバータイプのヘッド構造に適用することができる。
【００３４】
また本発明によれば、各圧力室から吐出される液滴の体積のばらつきを減らす補正を行うことができるので、塗布ムラのない液滴塗布が可能となる。
【００３５】
また本発明によれば、各圧力室から吐出される液滴の吐出速度のばらつきを減らす補正を行うことができるので、液滴の着弾位置精度を向上させることができ、高精細な媒体への吐出が可能となる。
【００３６】
また本発明によれば、温度による液滴の体積のばらつき補正を加味した制御によって、より塗布ムラのない液滴塗布が可能となる。したがって、各圧力室のばらつき補正に加えて、温度による吐出インク量の変動を補正することによって、塗布ムラの防止および高いインク滴吐出安定性の双方の実現が可能となる。
【００３７】
また本発明によれば、温度による液滴の吐出速度のばらつき補正を加味した制御によって、より高精度な着弾が可能となる。したがって、各圧力室のばらつき補正に加えて、温度による吐出速度の変動を補正することによって、高いインク滴着弾精度および高いインク滴吐出安定性の双方の実現が可能となる。
【００３８】
また本発明によれば、アクチュエータである隔壁を圧力室間で共有するヘッド構造において、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に印加する電圧を圧力室毎に調整することによって生じていた相互干渉をなくすことができるので、圧力室毎の調整時に相互干渉を考慮する必要がなく、圧力室毎に吐出する液滴の特性の調整を簡単化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
図１は、本発明の実施の一形態であるインクジェット装置１の外観構成を模式的に示す斜視図である。液滴吐出制御装置であるインクジェット装置１は、吸着盤２、主走査方向駆動手段３、キャリッジ４、副走査方向駆動手段５、メンテナンス部６、および定盤７を含む。本発明に係る液滴吐出制御装置の制御方法は、インクジェット装置１によって処理される。
【００４０】
吸着盤２は、記録媒体であるたとえばガラス基板２０を吸着保持する。主走査方向駆動手段３は、吸着盤２を主走査方向８に移動させる。キャリッジ４は、ノズルから液滴を吐出して記録を行う後述するインクジェットヘッド１０と吐出されるべき液体を収容する図示しない液体収容タンクとを内蔵する。副走査方向駆動手段５は、キャリッジ４を副走査方向９に移動させるガントリ（門構造）形式の駆動手段である。メンテナンス部６は、キャリッジ５に内蔵されるインクジェットヘッド１０をメンテナンスする。定盤７は、主走査方向駆動手段３、副走査方向駆動手段５、およびメンテナンス部６を一つの表面上で保持する。
【００４１】
吸着盤２には、ガラス基板２０が載置される面に開口する複数の孔が形成され、その複数の孔の開口部の反対側に、図示しない吸引装置を構成するたとえば配管および真空ポンプなどが接続される。吸引装置の吸引動作によって、吸着盤２上に載置されるガラス基板２０が吸着保持され、ガラス基板２０は、吸着盤２と一体化して移動する。
【００４２】
主走査方向駆動手段３は、定盤７上に平行に設けられる一対の主走査方向スライド機構３１と、主走査方向スライド機構３１に内蔵される図示しないリニアサーボモータと、主走査方向スライド機構３１の位置状態を検出する図示しないリニアエンコーダと、リニアサーボモータの駆動動作を制御する図示しない主走査駆動制御部とを含む。主走査方向駆動手段３は、リニアエンコーダを備えるので、吸着盤２すなわちガラス基板２０の移動位置および移動速度を高精度に検出して制御することができる。このリニアエンコーダによる主走査方向８の移動位置検出精度は、最小１μｍに設定可能である。
【００４３】
副走査方向駆動手段５は、主走査方向８に直交して吸着盤２およびガラス基板２０を跨ぐように設けられるガントリ５１と、ガントリ５１の梁部５１ａに設けられる副走査方向スライド機構５２と、副走査方向スライド機構５２に係合するキャリッジ４を副走査方向９に移動させる図示しないリニアサーボモータと、リニアサーボモータの駆動動作を制御する図示しない副走査駆動制御部とを含んで構成される。
【００４４】
図２は、図１に示したキャリッジ４に含まれるインクジェットヘッド１０の主な構成要素の組立前の外観を示す斜視図である。インクジェットヘッド１０は、シェアモード型のインクジェットヘッドであり、ＰＺＴ（ジルコンチタン酸鉛）などの圧電材料の板状体からなる基板１１の上面にカバープレート１２を載設し、さらにその上にフィルタ１４を載設するとともに、基板１１の前面に、複数のノズル１３１を形成したノズルプレート１３を固定して構成する。ノズルプレート１３のノズル１３１は、基板１１に形成された各圧力室１１２に対向する位置に設けられる。各圧力室１１２には、図示しないタンクからフィルタ１４およびカバープレート１２に形成された孔部１２１を経由して、吐出されるべき液体が供給される。
【００４５】
図３は、図２に示した基板１１の外観を示す斜視図である。基板１１の上部には、ダイヤモンドブレードなどを用いた切削加工によって、隔壁１１１を挟んで溝状の圧力室１１２が複数並設して形成されている。圧力室１１２に露出した隔壁１１１の両面には、概ね上半分に金属の電極１１３がスパッタリングなどによって形成されている。各圧力室１１２は、背面側、つまりノズルプレート１３が固定されている側の反対側において、溝の深さが浅くされており、圧力室の底面のうち溝の深さが浅い底面部分にも電極１１３が形成され、隔壁１１１の概ね上半分に形成された同一圧力室内の電極１１３に接続される。この底面部分が外部との電気的接続部となり、ワイヤボンディングなどによって、後述する駆動回路に接続される。各圧力室の電極１１３には、駆動回路によって、駆動パルスが圧力室１１２毎に個別に印加される。
【００４６】
図４は、図２に示した基板１１およびカバープレート１３を組立てたインクジェットヘッド１０の断面図である。各圧力室１１２は、それぞれ２つの隔壁１１１に挟まれて、基板１１の上部に並設して形成される。基板１１を構成する圧電材料は、基板１１の厚み方向、たとえば図４における上方向に分極されている。電極１１３は、各圧力室１１２において、圧力室内の隔壁１１１側面概ね上半分に互いに対向するように配置されおり、それらの電極１１３には、溝の深さが浅くなった底面の部分に形成され、それらの電極１１３に接続された電極部分を経由して、同一の駆動パルスが印加される。
【００４７】
図５は、図４に示した電極１１３と駆動回路１１４との接続を模式的に示す。駆動回路１１４は、駆動パルスを発生する回路であり、一般的に用いられるパルス発生回路である。図５には、駆動パルスを表す記号で駆動回路を表している。駆動回路１１４は、圧力室１１２毎に設けられ、それぞれ各圧力室１１２の電極１１３に接続される。駆動回路１１４が各圧力室１１２の電極１１３に印加する駆動パルスは、圧力室１１２毎に予め調整された個別電圧値のパルス、または全圧力室共通に予め調整された共通電圧値のパルスである。
【００４８】
図６は、図５に示した駆動回路１１４によって生成される駆動パルスの電圧波形の例を示す。図６（Ａ）は、駆動回路１１４によって生成される第１駆動パルスＰ１の電圧波形を示す。吐出期間は、予め定める周期、たとえば時刻ｔｓから時刻ｔｅまでの時間の周期の期間である。第１駆動パルスＰ１は、時刻ｔ１に、０Ｖから圧力室毎に予め調整された個別電圧値に変化し、時間ＡＬ経過後、時刻ｔ２に、その個別電圧値から０Ｖに変化するパルスである。図６（Ｂ）は、駆動回路１１４によって生成される第２駆動パルスＰ２の電圧波形を示す。第２駆動パルスＰ２は、時刻ｔ２に、０Ｖから全圧力室共通に予め調整された共通電圧値に変化し、時間２ＡＬ経過後、時刻ｔ３に、その共通電圧値から０Ｖに変化するパルスである。
【００４９】
図７は、図６に示した駆動パルスを用いて液滴を吐出する際の隔壁の変形を説明するためのインクジェットヘッド１０の断面図である。基板１１に形成された圧力室のうち、連続する３つの圧力室１１２ａ〜１１２ｃに着目し、中央の圧力室１１２ｂから液滴を吐出する例を示す。図７（Ａ）は、いずれの圧力室の電極にも電圧は印加されておらず、いずれの隔壁も変形していない。
【００５０】
図７（Ｂ）は、圧力室１１２ｂの容積が拡大した状態を示している。図６（Ａ）に示した第１駆動パルスＰ１の印加時間ＡＬの期間での状態、つまり圧力室１１２ｂの電極１１３ｂに圧力室１１２ｂの個別電圧値が印加された時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間の状態である。圧力室１１２ｂを形成する隔壁１１１ｂおよび隔壁１１１ｃが互いに離れる方向に剪断変形し、圧力室１１２ｂの容積が拡大することによって、圧力室１１２ｂ内に液体が流入する。
【００５１】
図７（Ｃ）は、圧力室１１２ｂの容積が縮小した状態を示している。図６（Ｂ）に示した第２駆動パルスＰ２の印加時間２ＡＬの期間の状態であり、圧力室１１２ａの電極１１３ａおよび圧力室１１２ｃの電極１１３ｃに共通電圧値が印加された時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間の状態である。圧力室１１２ｂを形成する隔壁１１１ｂおよび隔壁１１１ｃが互いに接近する方向に剪断変形し、圧力室１１２ｂの容積が縮小することによって、圧力室１１２ｂ内の液体がノズルから液滴として吐出される。
【００５２】
このとき、第１駆動パルスＰ１の印加時間ＡＬは、容積が拡大した圧力室１１２ｂに液体が流入することによる圧力波が、圧力室１１２ｂの全域を伝播してノズルに達するまでの時間である。印加時間ＡＬは、圧力室１１２ｂの長さ、つまりインクの流入口からノズルまでの長さを液体中の音速で除することによって求められる。第１駆動パルスＰ１の印加時間ＡＬをこのように設定することによって、液体の流入によって生じた圧力波を液滴の吐出に効率的に活用することができる。第２駆動パルスＰ２の印加時間２ＡＬは、圧力室１１２ｂの容積が縮小した際に発生する圧力波が圧力室１１２ｂ内を往復伝播する時間である。第２駆動パルスＰ２の印加時間２ＡＬをこのように設定することによって、収縮した圧力室１１２ｂが復元する際の負圧によって液滴吐出後の残留振動を効率的にキャンセルすることができる。さらに、第２駆動パルスＰ２の立ち上がりのタイミングは第１駆動パルスＰ１の立ち下がりタイミングに一致させることによって、圧力室１１２ｂが収縮した際に発生する圧力波を液滴の吐出に効率的に活用するようにしている。
【００５３】
このように、第１駆動パルスＰ１の立ち上がりによって隔壁１１１に生じる拡大方向の剪断変形による圧力波と、第１駆動パルスＰ１の立ち下がりおよび第２駆動パルスＰ２の立ち上がりによって隔壁１１１に生じる縮小方向の剪断変形による圧力波との和によって圧力室１１２内の液滴を吐出させるようにしている。
【００５４】
図８は、図６に示した駆動パルスを隣接する９つの圧力室に印加する場合のタイムチャートの一例を示す。図９は、図８に示した駆動パルスが印加される隔壁の変化の状態を模式的に示す。図８は、本発明の実施の他の形態であるインクジェット装置１の制御方法を示すタイムチャートでもある。連続して並設された９つの圧力室Ｃｈ１〜Ｃｈ９を２つおきの３グループに分割して駆動する場合について示したものである。すなわちＡ相のグループ、Ｂ相のグループ、およびＣ相のグループに分割して３相駆動する場合を、３つの吐出期間について示している。圧力室Ｃｈ１，Ｃｈ４，Ｃｈ７は、Ａ相のグループに属しており、圧力室Ｃｈ２，Ｃｈ５，Ｃｈ８は、Ｂ相のグループに属しており、圧力室Ｃｈ３，Ｃｈ６，Ｃｈ９は、Ｃ相のグループに属している。
【００５５】
図８および図９に示した例では、まずＢ相のグループに属する圧力室が吐出動作を行い、次にＡ相のグループに属する圧力室が吐出動作を行い、最後にＣ相のグループに属する圧力室が吐出動作を行う。図９（Ａ）に示した状態は、時刻ｔ０での状態であり、各圧力室は初期状態である。図９（Ｂ）〜（Ｄ）に示した状態は、それぞれ時刻ｔＢ、時刻ｔＡ、および時刻ｔＣでの状態であり、それぞれＢ相のグループに属する圧力室、Ａ相のグループに属する圧力室、およびＣ相のグループに属する圧力室が縮小している状態である。
【００５６】
吐出動作において、液滴を吐出する圧力室に、各圧力室個別に調整された第１駆動パルスＰ１の個別電圧値の電圧が印加された後、液滴を吐出する圧力室の両隣の圧力室に、各圧力室共通の第２駆動パルスＰ２の共通電圧値の電圧が印加される。液滴を吐出する圧力室に第１駆動パルスＰ１の個別電圧値の電圧が印加されると、液滴を吐出する圧力室の容積が拡大し、液滴を吐出する圧力室の両隣の圧力室に第２駆動パルスＰ２の共通電圧値の電圧が印加されると、液滴を吐出する圧力室の容積が縮小する。
【００５７】
図８には、圧力室Ｃｈ１〜Ｃｈ９の個別電圧値を、それぞれＶｃｈ１〜Ｖｃｈ９、共通電圧値をＶｃｏｍとした駆動パルスの波形を示している。たとえばまずＢ相のグループに属する圧力室Ｃｈ２、Ｃｈ５、およびＣｈ８から液滴を吐出するために、圧力室Ｃｈ２に個別電圧値Ｖｃｈ２、圧力室Ｃｈ５に個別電圧値Ｖｃｈ５、および圧力室Ｃｈ８に個別電圧値Ｖｃｈ８が印加された後、圧力室Ｃｈ２の両隣の圧力室Ｃｈ１および圧力室Ｃｈ３、圧力室Ｃｈ５の両隣の圧力室Ｃｈ４および圧力室Ｃｈ６、ならびに圧力室Ｃｈ８の両隣の圧力室Ｃｈ７および圧力室Ｃｈ９に共通電圧値Ｖｃｏｍが印加される。
【００５８】
次にＡ相のグループに属する圧力室Ｃｈ１、Ｃｈ４、およびＣｈ７から液滴を吐出するために、圧力室Ｃｈ１に個別電圧値Ｖｃｈ１、圧力室Ｃｈ４に個別電圧値Ｖｃｈ４、および圧力室Ｃｈ６に個別電圧値Ｖｃｈ６が印加された後、圧力室Ｃｈ１の隣の圧力室Ｃｈ２、圧力室Ｃｈ４の両隣の圧力室Ｃｈ３および圧力室Ｃｈ５、圧力室Ｃｈ７の両隣の圧力室Ｃｈ６および圧力室Ｃｈ８、ならびに圧力室Ｃｈ９に共通電圧値Ｖｃｏｍが印加される。
【００５９】
さらにＣ相のグループに属する圧力室Ｃｈ３、Ｃｈ６、およびＣｈ９から液滴を吐出するために、圧力室Ｃｈ３に個別電圧値Ｖｃｈ３、圧力室Ｃｈ６に個別電圧値Ｖｃｈ６、および圧力室Ｃｈ９に個別電圧値Ｖｃｈ９が印加された後、圧力室Ｃｈ３の両隣の圧力室Ｃｈ２および圧力室Ｃｈ４、圧力室Ｃｈ６の両隣の圧力室Ｃｈ５および圧力室Ｃｈ７、圧力室Ｃｈ９の隣の圧力室Ｃｈ８、ならびに圧力室Ｃｈ１に共通電圧値Ｖｃｏｍが印加される。
【００６０】
このように、液滴を吐出する圧力室の電極に印加する個別電圧値を、圧力室毎に調整して印加することができるので、各圧力室の電極に印加される電圧値に応じて、吐出特性たとえば吐出される液滴の体積あるいは吐出速度の調整を行うことができる。この際、吐出される液滴の体積あるいは吐出速度は、液滴を吐出する圧力室毎に調整された個別電圧値と全圧力室共通に調整された共通電圧値とによって決定され、液滴を吐出する圧力室に隣接する圧力室に設定された個別電圧値には影響されない。つまり、相互干渉を受けずに各圧力室の電圧を調整することができる。
【００６１】
さらに、液滴を吐出しない圧力室間、たとえば３相駆動の場合、同時に液滴を吐出する圧力室のうちの隣接する２つの圧力室の間にある２つの圧力室間の隔壁の両面に形成された電極の電位が同電位となるので、その圧力室間の隔壁は変形しない。したがって、圧力室間が同電位とならない場合に、その隔壁の変形によって生じたであろう余分な圧力波による液滴の吐出の不安定性をなくすことができる。しかも、液滴の吐出に寄与しない該隔壁の変形に要したであろう電力が消費されない。
【００６２】
図１０は、従来技術による駆動パルスを隣接する９つの圧力室に印加する場合のタイムチャートの一例を示す。図８に示した例では、液滴を吐出する圧力室の両隣の圧力室に、各圧力室共通の共通電圧値の駆動パルスを印加していたが、図１０に示した例では、共通電圧値の駆動パルスではなく、それぞれの圧力室の個別電圧値の駆動パルスが印加される。
【００６３】
図１１は、図１０に示した駆動パルスが印加される隔壁の変化の状態を模式的に示す。図１１（Ａ）に示した状態は、時刻ｔ０での状態であり、各圧力室は初期状態である。図１１（Ｂ）〜（Ｄ）に示した状態は、それぞれ時刻ｔＢ、時刻ｔＡ、および時刻ｔＣでの状態であり、それぞれＢ相のグループに属する圧力室、Ａ相のグループに属する圧力室、およびＣ相のグループに属する圧力室が縮小している状態である。
【００６４】
しかしながら、たとえば時刻ｔＢにおいて、図９（Ｂ）では変形していなかった圧力室Ｃｈ３と圧力室Ｃｈ４とを仕切る隔壁１１１ａ、および圧力室Ｃｈ６と圧力室Ｃｈ７とを仕切る隔壁１１１ｂが、図１１（Ｂ）では変形している。これは、時刻ｔＢにおいて、これらの圧力室の電極に印加される電圧値が、共通電圧値ではなく、各圧力室の個別電圧値になっているために生じるものである。すなわち、隔壁１１１ａの両側の電極に印加される電圧に電位差が生じるために、つまり圧力室Ｃｈ３の電極に電圧Ｖｃｈ３が印加され、圧力室Ｃｈ４の電極に電圧Ｖｃｈ４が印加されるので、電圧Ｖｃｈ３と電圧Ｖｃｈ４との差の電位差が生じるために、隔壁１１１ａが変形する。同様に隔壁１１１ｂの両側の電極に印加される電圧に電位差が生じるために、隔壁１１１ｂが変形する。さらに、図１１（Ｃ）では、圧力室Ｃｈ２と圧力室Ｃｈ３とを仕切る隔壁１１１ｃ、圧力室Ｃｈ５と圧力室Ｃｈ６とを仕切る隔壁１１１ｄ、および圧力室Ｃｈ８と圧力室Ｃｈ９とを仕切る隔壁１１１ｅが変形している。図１１（Ｄ）では、圧力室Ｃｈ４と圧力室Ｃｈ５とを仕切る隔壁１１１ｆ、および圧力室Ｃｈ７と圧力室Ｃｈ８とを仕切る隔壁１１１ｇが変形している。
【００６５】
図１０および図１１に示した例では、各圧力室から吐出される液滴の体積あるいは吐出速度を調整する目的で、圧力室個別に駆動パルスの個別電圧値が調整されているものの、共通電圧値の駆動パルスを用いていない。図１０および図１１に示した例では、液滴を吐出する圧力室の容積を拡大させるために、液滴を吐出する圧力室にその圧力室のために調整された個別電圧値の電圧が印加され、液滴を吐出する圧力室の容積を縮小させるために、液滴を吐出する圧力室の両隣の圧力室にそれぞれの圧力室のために調整されたそれぞれの個別電圧値が印加される。すなわち、圧力室毎に調整される個別電圧値が、各圧力室を拡大させるために用いられるだけでなく、隣接する圧力室を縮小させるためにも用いられる。ところが、液滴の吐出特性は、液滴を吐出する圧力室に印加される個別電圧値と、液滴を吐出する圧力室の両隣の圧力室に印加されるそれぞれの個別電圧値とに影響される。したがって、最終的に吐出特性たとえば吐出させる液滴の体積または吐出速度を調整するために、各圧力室の個別電圧値を決定する作業が非常に複雑となってしまう。
【００６６】
さらに、時刻ｔＢ、時刻ｔＡ、および時刻ｔＣにおいて、液滴を吐出しない圧力室間、たとえば３相駆動の場合、同時に液滴を吐出する圧力室のうちの隣接する２つの圧力室の間にある２つの圧力室間の隔壁の両面に形成された電極の電位は同電位とは限らないため、その圧力室間の隔壁は変形する可能性がある。したがって、該隔壁の変形によって生じる余分な圧力波が安定した液滴の吐出を損なう可能性がある。しかも、液滴の吐出に寄与しない該隔壁の変形に要する電力が消費されることになる。
【００６７】
上述した実施の形態では、隔壁を形成する圧電材料の分極方向が１方向、たとえば図４に示した例では上方向であり、隔壁側面の概ね上半分に電極を設けたカンチレバータイプのヘッド構造であるが、これに限定されるものではなく、圧電材料の分極方向を逆向きにし、液滴を吐出する圧力室の両隣の圧力室に、第２駆動パルスＰ２の共通電圧値の電圧を印加した後、液滴を吐出する圧力室に、第１駆動パルスＰ１の個別電圧値の電圧を印加してもよい。
【００６８】
あるいは、隔壁を形成する圧電材料の分極方向が概ね隔壁の高さの中央で対向つまり相反するようにし、隔壁の高さ方向全面に電極を設けたシェブロンタイプのヘッド構造としてもよい。
【００６９】
さらに、上述した実施の形態では、圧力室を２つおきの３グループに分割して駆動する場合、つまり３相駆動の場合について示したものであるが、３以上の自然数のうちの任意の値をｎとし、圧力室をｎ個おきの（ｎ＋１）グループに分割して駆動してもよい。
【００７０】
図１２は、図８に示した３相の駆動パルスを印加した隔壁の状態を模式的に示す。すなわち圧力室を２つおきの３グループに分割して駆動する場合、つまり３相駆動の場合における「電界＝０」の隔壁を、図８に示した時刻ｔＢについて示す。図１２では、隔壁１１１ｅおよび隔壁１１１ｆが「電界＝０」の隔壁である。液滴を吐出しない圧力室に挟まれた隔壁たとえば圧力室Ｃｈ３および圧力室Ｃｈ４に挟まれた隔壁１１１ｅに電界を付与しないように、圧力室Ｃｈ３および圧力室Ｃｈ４の電極に共通電圧値Ｖｃｏｍを印加する。したがって、隔壁１１１ｅには、電位差が０Ｖの電圧が印加されることになり、電界は付与されない。圧力室Ｃｈ６および圧力室Ｃｈ７に挟まれた隔壁１１１ｆについても同様である。
【００７１】
図１３は、図８に示した３相の駆動パルスに代えて４相の駆動パルスを印加した隔壁の状態を模式的に示す。すなわち圧力室を３つおきの４グループに分割して駆動する場合、つまり４相駆動の場合における「電界＝０」の隔壁を示す。図１３では、隔壁１１１ｇ、隔壁１１１ｈ、隔壁１１１ｊ、および隔壁１１１ｋが「電界＝０」の隔壁である。液滴を吐出しない圧力室に挟まれた隔壁たとえば圧力室Ｃｈ３〜圧力室Ｃｈ５に挟まれた隔壁１１１ｇおよびに隔壁１１１ｈに電界を付与しないように、圧力室Ｃｈ３〜圧力室Ｃｈ５の電極に共通電圧値Ｖｃｏｍを印加する。したがって、隔壁１１１ｇおよびに隔壁１１１ｈには、電位差が０Ｖの電圧が印加されることになり、電界は付与されない。圧力室Ｃｈ７〜圧力室Ｃｈ９に挟まれた隔壁１１１ｊおよびに隔壁１１１ｋについても同様である。さらに、５相駆動以上の場合についても、液滴を吐出しない圧力室に挟まれた隔壁の任意のｎ数に対する駆動方法についても、液滴を吐出しない圧力室に挟まれた隔壁に電界を付与しないように、液滴を吐出しない圧力室の電極に共通電圧値Ｖｃｏｍを印加する。
【００７２】
電界を付与しないように電極に印加する共通電圧値Ｖｃｏｍは、液滴を吐出させる圧力室の容積を縮小させた後、元の容積に戻すための第２駆動パルスの電圧値、または液滴を吐出させる圧力室の容積を拡大させた後、元の容積に戻すための第２駆動パルスの電圧値である。共通電圧値Ｖｃｏｍが個別電圧値Ｖｃｈに対して高い場合つまりＶｃｏｍ＞Ｖｃｈの場合、共通電圧値Ｖｃｏｍが個別電圧値Ｖｃｈに対して低い場合つまりＶｃｏｍ＜Ｖｃｈの場合、および共通電圧値Ｖｃｏｍが個別電圧値Ｖｃｈと同じでない場合つまりＶｃｏｍ≠Ｖｃｈの場合のうちのいずれの場合であっても、液滴を吐出させる圧力室の容積を縮小または拡大させた後、元の容積に戻すために十分な電位の電圧であれば、圧力を駆動するタイミングがすべて一致しているので、各圧力室に生じる圧力波の振動モードは同一となり、同様に駆動することが可能である。
【００７３】
図１４は、温度変化に対して液滴吐出速度を一定に保つ温度電圧特性を粘度７ｃｐ（センチポアズ）について示す。図１４に示した温度電圧特性のグラフは、液滴の温度が変化しても、液滴吐出速度を一定に保つために図４に示した電極１１３に印加すべき電圧を、液滴吐出速度７．５ｍ／ｓ、８．０ｍ／ｓ、および８．５ｍ／ｓについて、粘度７ｃｐで測定したものである。たとえば温度５℃で約２８Ｖ、温度１５℃で約２０Ｖ、温度２５℃で約１７Ｖ、温度３５℃で約１５Ｖに減少している。表１は、液滴の温度が変化しても、液滴吐出速度を一定に保つために印加すべき電圧を、液滴吐出速度７．５ｍ／ｓ、８．０ｍ／ｓ、および８．５ｍ／ｓについて測定したデータを示し、図１４に示したグラフの元データである。
【００７４】
【表１】
2008030445.tif 000003
【００７５】
図１５は、温度変化に対して液滴吐出速度を一定に保つ温度電圧特性を粘度４ｃｐについて示す。図１５に示した温度電圧特性のグラフは、液滴の温度が変化しても、液滴吐出速度を一定に保つために図４に示した電極１１３に印加すべき電圧を、液滴吐出速度７．５ｍ／ｓ、８．０ｍ／ｓ、および８．５ｍ／ｓについて、粘度４ｃｐで測定したものである。たとえば温度５℃で約１８Ｖ、温度１５℃で約１６Ｖ、温度２５℃で約１５Ｖ、温度３５℃で約１３Ｖに減少している。表２は、液滴の温度が変化しても、液滴吐出速度を一定に保つために印加すべき電圧を、液滴吐出速度７．５ｍ／ｓ、８．０ｍ／ｓ、および８．５ｍ／ｓについて測定したデータを示し、図１５に示したグラフの元データである。
【００７６】
【表２】
2008030445.tif 000004
【００７７】
インクジェット装置１は、図示しないサーミスタなどの温度検出装置を含み、タンクから圧力室に供給される液体の温度をその温度検出装置によって検出することができる。駆動回路１１４は、図１４または図１５に示した測定データに基づいて、温度検出装置によって検出した温度に応じて、電極１１３に印加する電圧を変化させて、温度変化に伴う液滴の吐出速度の変動を補正する。各圧力室の液滴の吐出速度のばらつきは、各圧力室の加工精度のばらつきによるものと考えられ、液滴の吐出速度の各圧力室間のばらつきの度合いは、温度が変化しても一定に保持されると考えられる。したがって、圧力室毎の液滴速度のばらつきの違いを一定に保持したまま、圧力室に供給される液体の温度に対応した圧力室毎の個別電圧値によって決まる第１駆動パルスの電圧を印加することによって、高精度の着弾が可能となる。さらに、使用する液体つまりインクの粘度条件にあった温度に対する駆動電圧データたとえば図１４および図１５に示した温度電圧特性のデータを使用することによって、インクジェットヘッド特性に合った高精度の駆動制御が可能となる。
【００７８】
図１４および図１５に示した温度電圧特性のデータは、温度変化に対して液滴吐出速度を一定に保つために図４に示した電極１１３に印加する電圧を、温度を変化させて測定したデータであるが、同様に、温度変化に対して、吐出される液滴の体積を一定に保つために電極１１３に印加する電圧を、温度を変化させて測定する。そして、その測定データに基づいて、電極１１３に印加する電圧を制御することによって、温度変化に伴う液滴の体積の変動を補正することができる。すなわち、各圧力室から吐出される液滴の体積のばらつきは、各圧力室の加工精度のばらつきによるものと考えられ、液滴の体積の各圧力室間のばらつきの度合いは、温度が変化しても一定に保持されると考えられる。したがって、圧力室毎の液滴の体積のばらつきの違いを一定に保持したまま、圧力室に供給される液体の温度に対応した圧力室毎の個別電圧値によって決まる第１駆動パルスの電圧を印加することによって、塗布ムラのない液滴塗布が可能となる。
【００７９】
このように、圧電体であるたとえば圧電材料から成る隔壁であるたとえば隔壁１１１で仕切ることによって、液滴を吐出するための複数の圧力室であるたとえば圧力室１１２を形成し、その隔壁に電界を付与することによって発生するせん断応力によって隔壁を変形させ、液滴を吐出するエネルギーを圧力室に発生させて液滴を吐出するインクジェットヘッドであるたとえばインクジェットヘッド１０を制御するにあたって、電界制御手段であるたとえば駆動回路１１４によって、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁には、圧力室毎に個別に対応した電界が付与され、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁には、電界が付与されない。
【００８０】
すなわち、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁に電界を付与しない電圧を印加することによって、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁に生じる相互干渉をなくすことができるので、圧力室毎の調整時に相互干渉を考慮する必要がなくなる。したがって、ダミーの圧力室を設ける必要がないので圧力室の配列密度を低下させることなく、かつ駆動電圧の設定あるいは駆動回路を複雑化させることなく、吐出される液滴の特性の圧力室間のばらつきを容易に補正することができる。すなわち、アクチュエータである隔壁を圧力室間で共有するヘッド構造において、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に印加する電圧を圧力室毎に調整することによって生じていた相互干渉をなくすことができるので、圧力室毎の調整時に相互干渉を考慮する必要がなく、圧力室毎に吐出する液滴の特性の調整を簡単化することができる。
【００８１】
さらに、前記電界制御手段電圧によって、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁にその圧力室の容積を拡大させる電界が付与された後、引続いて、その圧力室の容積を縮小させる電界が付与されるので、隔壁を構成する圧電体の分極方向が、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に電界を付与する電圧を印加するとその圧力室の容積が拡大する方向であるインクジェットヘッドを制御することができる。したがって、たとえば隔壁を構成する圧電体たとえば圧電材料の分極方向が上方向でありかつ概ね上半分に電極が形成されたカンチレバータイプのヘッド構造に適用することができる。
【００８２】
さらにまた、前記電界制御手段によって、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁にその圧力室の容積を縮小させる電界が付与された後、引続いて、その圧力室の容積を拡大させる電界が付与されるので、隔壁を構成する圧電体の分極方向が、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に電界を付与する電圧を印加するとその圧力室の容積が縮小する方向であるインクジェットヘッドを制御することができる。したがって、たとえば隔壁を構成する圧電体たとえば圧電材料の分極方向が下方向でありかつ概ね上半分に電極が形成されたカンチレバータイプのヘッド構造に適用することができる。
【００８３】
さらに、前記電界制御手段によって、電圧が印加されることによって電界が付与され、この印加される電圧の電圧値は、各圧力室から吐出される液滴の体積のばらつきを少なくするように圧力室毎に予め調整されるので、各圧力室から吐出される液滴の体積のばらつきを減らす補正を行うことができる。したがって、塗布ムラのない液滴塗布が可能となる。
【００８４】
さらにまた、前記電界制御手段によって、電圧が印加されることによって電界が付与され、この印加される電圧の電圧値は、各圧力室から吐出される液滴の吐出速度のばらつきを少なくするように圧力室毎に予め調整されるので、各圧力室から吐出される液滴の吐出速度のばらつきを減らす補正を行うことができる。したがって、液滴の着弾位置精度を向上させることができ、高精細な媒体への吐出が可能となる。
【００８５】
さらに、温度検出手段によって、前記インクジェットヘッドの圧力室に貯留される液体の温度が検出され、前記予め調整される電圧値は、温度変化に対して圧力室から吐出される液滴の体積を一定に保つために印加すべき電圧の電圧値を表す予め定める温度電圧特性に基づいて、温度検出手段によって検出された温度に対応する電圧値に補正された電圧値であるので、温度による液滴の体積のばらつき補正を加味した制御によって、より塗布ムラのない液滴塗布が可能となる。したがって、各圧力室のばらつき補正に加えて、温度による吐出インク量の変動を補正することによって、塗布ムラの防止および高いインク滴吐出安定性の双方の実現が可能となる。
【００８６】
さらにまた、温度検出手段によって、前記インクジェットヘッドの圧力室に貯留される液体の温度が検出され、前記予め調整される電圧値は、温度変化に対して圧力室から吐出される液滴の吐出速度を一定に保つために印加すべき電圧の電圧値を表す予め定める温度電圧特性に基づいて、温度検出手段によって検出された温度に対応する電圧値に補正された電圧値であるので、温度による液滴の吐出速度のばらつき補正を加味した制御によって、より高精度な着弾が可能となる。したがって、各圧力室のばらつき補正に加えて、温度による吐出速度の変動を補正することによって、高いインク滴着弾精度および高いインク滴吐出安定性の双方の実現が可能となる。
【００８７】
さらに、圧電体から成る隔壁で仕切ることによって、液滴を吐出するための複数の圧力室を形成し、その隔壁に電界を付与することによって発生するせん断応力によって隔壁を変形させ、液滴を吐出するエネルギーを圧力室に発生させて液滴を吐出するインクジェットヘッドを制御するにあたって、電界制御手段によって、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁には、圧力室毎に個別に対応した電界が付与され、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁には、電界が付与されない。
【００８８】
すなわち、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁に電界を付与しない電圧を印加することによって、液滴を吐出すべきではない圧力室に挟まれた隔壁に生じる相互干渉をなくすことができるので、圧力室毎の調整時に相互干渉を考慮する必要がなくなる。したがって、ダミーの圧力室を設ける必要がないので圧力室の配列密度を低下させることなく、かつ駆動電圧の設定あるいは駆動回路を複雑化させることなく、吐出される液滴の特性の圧力室間のばらつきを容易に補正することができる。すなわち、アクチュエータである隔壁を圧力室間で共有するヘッド構造において、液滴を吐出すべき圧力室の両側の隔壁に印加する電圧を圧力室毎に調整することによって生じていた相互干渉をなくすことができるので、圧力室毎の調整時に相互干渉を考慮する必要がなく、圧力室毎に吐出する液滴の特性の調整を簡単化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施の一形態であるインクジェット装置１の外観構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１に示したキャリッジ４に含まれるインクジェットヘッド１０の主な構成要素の組立前の外観を示す斜視図である。
【図３】図２に示した基板１１の外観を示す斜視図である。
【図４】図２に示した基板１１およびカバープレート１３を組立てたインクジェットヘッド１０の断面図である。
【図５】図４に示した電極１１３と駆動回路１１４との接続を模式的に示す。
【図６】図５に示した駆動回路１１４によって生成される駆動パルスの電圧波形の例を示す。
【図７】図６に示した駆動パルスを用いて液滴を吐出する際の隔壁の変形を説明するためのインクジェットヘッド１０の断面図である。
【図８】図６に示した駆動パルスを隣接する９つの圧力室に印加する場合のタイムチャートの一例を示す。
【図９】図８に示した駆動パルスが印加される隔壁の変化の状態を模式的に示す。
【図１０】従来技術による駆動パルスを隣接する９つの圧力室に印加する場合のタイムチャートの一例を示す。
【図１１】図１０に示した駆動パルスが印加される隔壁の変化の状態を模式的に示す。
【図１２】図８に示した３相の駆動パルスを印加した隔壁の状態を模式的に示す。
【図１３】図８に示した３相の駆動パルスに代えて４相の駆動パルスを印加した隔壁の状態を模式的に示す。
【図１４】温度変化に対して液滴吐出速度を一定に保つ温度電圧特性を粘度７ｃｐについて示す。
【図１５】温度変化に対して液滴吐出速度を一定に保つ温度電圧特性を粘度４ｃｐについて示す。
【符号の説明】
【００９０】
１  インクジェット装置
２  吸着盤
３  主走査方向駆動手段
４  キャリッジ
５  副走査方向駆動手段
６  メンテナンス部
７  定盤
１０  インクジェットヘッド
１１  基板
１２  カバープレート
１３  ノズルプレート
１４  フィルタ
２０  ガラス基板
３１  主走査方向スライド機構
５１  ガントリ
５２  副走査方向スライド機構
１１１  隔壁
１１２  圧力室
１１３  電極
１１４  駆動回路
【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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