(57)【要約】      （修正有）【課題】吐出させる液体をより積極的に加圧して、メニスカスの振動を迅速に抑えるとともに、駆動周波数を高めることのできる液滴吐出ヘッドの駆動方法、及びその駆動方法を用いて液滴吐出ヘッドを駆動する液滴吐出装置を得る。【解決手段】所定間隔で対向配置されている振動板２２と個別電極１１からなる静電アクチュエータに駆動電圧パルスを印加して静電気力を発生させ、振動板２２と個別電極１１を当接させる第１ステップと、振動板２２と個別電極１１の当接を解放して振動板２２を振動させ、これにより発生する液体圧力変動を利用して、液滴をノズル孔３１より吐出させる第２ステップとを有する液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、第２ステップにおいて、液滴を吐出させた後に、振動板２２に、液体のメニスカスの残留振動と逆位相の振動を与えることを特徴とする。【選択図】図１
2008068483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔で対向配置されている振動板と個別電極からなる静電アクチュエータに駆動電圧パルスを印加して静電気力を発生させ、前記振動板と前記個別電極を当接させる第１ステップと、
前記振動板と前記個別電極の当接を解放して前記振動板を振動させ、これにより発生する液体圧力変動を利用して、液滴をノズル孔より吐出させる第２ステップとを有する液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、
前記第２ステップにおいて、
液滴を吐出させた後に、前記振動板に液体のメニスカスの残留振動と逆位相の振動を与えることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
【請求項２】
前記第２ステップは、
駆動電圧パルスの電圧値を制御して、前記静電アクチュエータの電荷を一部放電させて液滴を吐出させる吐出ステップと、
駆動電圧パルスの電圧値を、前記一部放電時の電圧値で所定時間一定に保つ保持ステップと、
を有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
【請求項３】
前記保持ステップにおいては、
前記吐出ステップの後に発生したメニスカスの残留振動が減衰し、前記メニスカスが最も引き込むまでの間、
駆動電圧パルスの電圧値を一定に保つことを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
【請求項４】
前記第２ステップの後において、
前記振動板に、当該時点におけるメニスカスの残留振動と逆位相の振動を与える第３ステップを有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
【請求項５】
前記第３ステップは、
前記第２ステップの後の前記振動板の振動により、前記振動板と前記個別電極の間隔が最も開く時点の直前に開始することを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
【請求項６】
前記第３ステップにおいては、
前記一部放電時の電圧値より小さい電圧値で、再度駆動電圧パルスを印加することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法。
【請求項７】
液滴を吐出するノズル孔に連通する吐出室と、
該吐出室の底部に形成される振動板と、
該振動板に所定のギャップを介して対向配置された個別電極と、
前記振動板と前記個別電極の間に電圧を印加して静電気力を発生させる駆動手段とを備え、
前記個別電極は階段状の段差構造を有する液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置であって、
前記駆動手段は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法を用いて前記液滴吐出ヘッドを駆動することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項８】
前記振動板は、前記個別電極の段差構造に対応した段差構造を有し、
前記個別電極の最深部に対応する部分の板厚を最も薄く形成するとともに、
最浅部に対応する部分の板厚を最も厚く形成したことを特徴とする請求項７に記載の液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電アクチュエータを適用した静電型液滴吐出ヘッドの駆動方法、及びその駆動方法を用いて液滴吐出ヘッドを駆動する液滴吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、静電アクチュエータを使用した静電駆動方式のインクジェットヘッドの駆動方法に関する技術として、『ピーク電圧Ｖ０を充放電を行って、インクジェットヘッドを駆動してインク滴を吐出させた後に、インク滴の吐出後のインク室内の正の圧力によって振動板が再び対向壁に接触する時点において、その接触状態が形成されるようにピーク電圧Ｖ１の補助充電を行って接触状態を保持するようにしている。インク滴吐出後の振動板の振動が、補助充電を行うことにより拘束されるので、インク室内のインクの残留振動の減衰を速やかに達成でき、後続するインク滴の吐出動作に速やかに移行できる。よって、インク滴の高速吐出を行っても、高周波数でのインク滴吐出動作を安定的に行うことができる。』というものが提案されている（特許文献１）。
また、『ノズル孔４と、ノズル孔４に連通する吐出室６と、吐出室６の少なくとも一方の壁に形成された振動板５と、駆動電圧の印加により振動板５を静電気力により変形させる電極２１とを備え、振動板５を電極２１側に吸引させて吐出室６を膨張させる工程と、振動板５の吸引を解除して吐出室６を収縮させ、吐出室６のインクをノズル孔４から吐出させる工程と、吐出室６を収縮させている段階で、振動板５を電極２１側に吸引して吐出室６を再び膨張させる工程と、吐出室６のインク１０３をノズル孔４から吐出させないように、振動板５を元の位置に復帰させて再膨張した吐出室６を収縮させる工程とを備えている。』というものも提案されている（特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２５４３８１号公報（要約）
【特許文献２】特開２００３−１３６７１２号公報（要約）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術によるインクジェットヘッドの駆動方法においては、静電アクチュエータの構造上、振動板をクーロン力により吸引することしかできないため、インクの加圧タイミング等に制約が生じ、高速動作を妨げる一因となっている。
一方で、インクジェットヘッドを適用した記録装置等においては、より駆動周波数を上げて動作速度をさらに高めることが求められている。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、吐出させる液体をより積極的に加圧して、メニスカスの振動を迅速に抑えるとともに、駆動周波数を高めることのできる液滴吐出ヘッドの駆動方法、及びその駆動方法を用いて液滴吐出ヘッドを駆動する液滴吐出装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る液滴吐出ヘッドの駆動方法は、所定間隔で対向配置されている振動板と個別電極からなる静電アクチュエータに駆動電圧パルスを印加して静電気力を発生させ、前記振動板と前記個別電極を当接させる第１ステップと、前記振動板と前記個別電極の当接を解放して前記振動板を振動させ、これにより発生する液体圧力変動を利用して、液滴をノズル孔より吐出させる第２ステップとを有する液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、前記第２ステップにおいて、液滴を吐出させた後に、前記振動板に、液体のメニスカスの残留振動と逆位相の振動を与える。
そのため、液滴を吐出させた後のメニスカスの残留振動を素早く抑制し、液滴吐出後の復帰動作を迅速に行うことができる。これにより、液滴吐出ヘッドの駆動周波数を高めることが可能となる。
【０００６】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの駆動方法においては、前記第２ステップは、駆動電圧パルスの電圧値を制御して、前記静電アクチュエータの電荷を一部放電させて液滴を吐出させる吐出ステップと、駆動電圧パルスの電圧値を、前記一部放電時の電圧値で所定時間一定に保つ保持ステップと、を有する。
そのため、液滴を吐出させた直後に、メニスカスの残留振動と逆位相の振動を積極的に加えて、残留振動を素早く減衰させることができるので、駆動周波数をより高めることができ、高速動作が可能となる。
【０００７】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの駆動方法は、前記保持ステップにおいて、前記吐出ステップの後に発生したメニスカスの残留振動が減衰し、前記メニスカスが最も引き込むまでの間、駆動電圧パルスの電圧値を一定に保つ。
そのため、液滴を吐出させた後、最初にメニスカスの残留振動が最大となる時点で、残留振動と逆位相の振動を加えることができるので、残留振動を短時間で減衰させることができる。
【０００８】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの駆動方法は、前記第２ステップの後において、前記振動板に、当該時点におけるメニスカスの残留振動と逆位相の振動を与える第３ステップを有する。
そのため、第２ステップの後に残っている微小な残留振動を素早く減衰させることができる。
【０００９】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの駆動方法においては、前記第３ステップは、前記第２ステップの後の前記振動板の振動により、前記振動板と前記個別電極の間隔が最も開く時点の直前に開始する。
そのため、第２ステップの後、最初にメニスカスの残留振動が最大となる時点で、残留振動と逆位相の振動を加えることができるので、第２ステップの後の残留振動を短時間で減衰させることができる。
【００１０】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの駆動方法は、前記第３ステップにおいて、前記一部放電時の電圧値より小さい電圧値で、再度駆動電圧パルスを印加する。
そのため、駆動電圧パルスの電圧値を緩やかに低下させたとしても、電圧値を基準値まで低下させるための時間が短くてすむので、電圧値を低下させる際のメニスカスの発生を抑制しつつ、短時間で待機状態に復帰することができる。
【００１１】
また、本発明に係る液滴吐出装置は、液滴を吐出するノズル孔に連通する吐出室と、該吐出室の底部に形成される振動板と、該振動板に所定のギャップを介して対向配置された個別電極と、前記振動板と前記個別電極の間に電圧を印加して静電気力を発生させる駆動手段とを備え、前記個別電極は階段状の段差構造を有する液滴吐出ヘッドを搭載した液滴吐出装置であって、前記駆動手段は、上記に記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法を用いて前記液滴吐出ヘッドを駆動する。
そのため、液滴を吐出させた後のインクメニスカスの残留振動を素早く抑制し、高速動作が可能な液滴吐出装置を得ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る液滴吐出装置において、前記振動板は、前記個別電極の段差構造に対応した段差構造を有し、前記個別電極の最深部に対応する部分の板厚を最も薄く形成するとともに、最浅部に対応する部分の板厚を最も厚く形成している。
そのため、振動板と個別電極の間の空隙の広がりに合わせてコンプライアンスを大きくし、復元力を小さくすることができる。
これにより、空隙が広がることによる静電力の低下をカバーして、空隙が狭い部分と同じ静電力で当接を行い、また、一律に薄くするよりも固有振動数を小さくせずにすみ、低駆動電圧での駆動を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッドの一例）の概略構成を示す分解斜視図である。
図１のインクジェットヘッドは、電極ガラス基板１、キャビティプレート２、ノズルプレート３の３つの基板を貼り合わせた３層構造で構成されている。
電極ガラス基板１の上面にキャビティプレート２が接合され、キャビティプレート２の上面にノズルプレート３が接合される。
以下、各基板の構成について説明する。
【００１４】
電極ガラス基板１は、例えば厚さ約１ｍｍのガラス基板から作製されている。中でも、キャビティプレート２のシリコン基板と熱膨張係数の近い硼珪酸系の耐熱硬質ガラスを用いるのが適している。
これは、電極ガラス基板１とキャビティプレート２を陽極接合する際、両基板の熱膨張係数が近いため、電極ガラス基板１とキャビティプレート２との間に生じる応力を低減することができ、その結果剥離等の問題を生じることなく電極ガラス基板１とキャビティプレート２を強固に接合することができるからである。
電極ガラス基板１の表面には複数の凹部がエッチングにより形成されており、各凹部内には一般にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）からなる個別電極１１が形成されている。
個別電極１１は、長手方向に上下する階段状の段差構造を有しており、キャビティ基板２の振動板２２に対向して配置される。
また、個別電極１１は、個別電極配線部１２を介して個別電極端子部１３に接続されている。
【００１５】
キャビティプレート２は、例えば厚さ約３０μｍのシリコン基板から作製されている。キャビティプレート２の下面の電極ガラス基板１と接合する面には、例えばＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ：テトラエトキシシラン、珪酸エチル）膜からなる絶縁膜が、例えば０．１μｍの厚さでプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）等により形成されている。この絶縁膜は、インクジェットヘッドの駆動時における絶縁破壊や短絡を防止するために設けられている。なお、絶縁膜はＴＥＯＳに限ったものではなく、ＳｉＯＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５やＨｆＯ２などでもよい。
【００１６】
キャビティプレート２は、インクキャビティ２１、振動板２２、共通インク室２３、共通電極２４を有している。
インクキャビティ２１は、ノズル３１から吐出するインク室であり、それぞれのノズル３１に対応して設けられている。
振動板２２は、それぞれのインクキャビティ２１の底部に、個別電極１１に対向するように配置される。振動板２２と個別電極１１により、静電アクチュエータが構成される。静電アクチュエータの動作の詳細は、後述の図２で説明する。
共通インク室２３には、図示しない外部のインク供給経路を介して、インクが供給される。
共通電極２４には、後述のドライバＩＣ３０９の共通出力端子ＣＯＭが接続される。
【００１７】
なお、本発明における「吐出室」は、インクキャビティ２１がこれに相当する。
【００１８】
ノズルプレート３は、例えば厚さ約５０μｍのシリコン基板から作製されている。
ノズルプレート３には、インク吐出口であるノズル３１が所定のピッチで複数設けられている。
【００１９】
図２は、図１に示す３層のインクジェットヘッド構成を張り合わせた際の側断面図である。以下、図２を用いてインクジェットヘッドの動作を説明する。
各インクキャビティ２１の底部には、面外方向に振動可能な振動板２２が形成される。
振動板２２と、それぞれの振動板２２に対向して配置される個別電極１１とにより、静電アクチュエータが構成される。
振動板２２と個別電極１１との間のギャップ開放端部は、ギャップ内に湿気や埃等が進入しないようエポキシ樹脂等の封止剤１０１で気密に封止されている。
【００２０】
この静電アクチュエータに駆動電圧パルスを印加することによって発生する静電気力を利用して、振動板２２を振動させる。振動板２２の振動によって、インクキャビティ２１の容積が増減し、これによってインクキャビティ２１内に発生するインク圧力の変動に基づき、インクキャビティ２１に連通しているノズル３１からインク液滴が吐出される。
【００２１】
図２においては、個別電極１１が階段状の段差構造を有している。最浅部１１ｄが１段目、最深部１１ｅが４段目である。
個別電極１１に印加する駆動電圧パルスの電圧値により、振動板２２が個別電極１１に当接する段が異なる。
段差の深い部分で振動板２２を個別電極１１に当接させるためには、より大きなクーロン力を発生させる必要があるため、個別電極１１に印加する駆動電圧パルスの電圧値を大きくする。
一方、段差の浅い部分で振動板２２を個別電極１１に当接させる場合は、より低い電圧値で十分である。
【００２２】
振動板２２が段差のどの位置で当接するかにより、インクキャビティ２１の容積の変化量が異なるため、これによりインク吐出量をコントロールできる。即ち、個別電極１１に印加する駆動電圧パルスの電圧値の大小により、インク吐出量を制御できるのである。
【００２３】
図３は、インクジェットヘッドの制御系の構成例を示す概略ブロック図である。
以下、図３を用いて、本実施の形態１におけるインクジェットヘッドの制御動作を説明する。
図３に示すインクジェットヘッドの制御系は、ＣＰＵ３０２ａを中心に構成されたインクジェットヘッド制御部３０２を備えている。
ＣＰＵ３０２ａには、外部装置３０３からバス３０３ａを介して印刷情報が供給される。また、内部バス３０２ｂを介して、ＲＯＭ３０４ａ、ＲＡＭ３０４ｂ、キャラクタジェネレータ３０４ｃが接続されている。
【００２４】
インクジェットヘッド制御部３０２では、ＲＡＭ３０４ｂ内の記憶領域を作業領域として用いて、ＲＯＭ３０４ａに格納されている制御プログラムを実行し、キャラクタジェネレータ３０４ｃから発生するキャラクタ情報に基づき、インクジェットヘッド駆動用の制御信号を生成する。
制御信号は、論理ゲートアレイ３０５および駆動パルス発生回路３０６を介して、印刷情報に対応した駆動制御信号となって、コネクタ３０７を経由して、ヘッド基板３０８に形成されたドライバＩＣ３０９に供給される。
また、ドライバＩＣ３０９には、印字用の駆動電圧パルスＶ３、駆動信号ＤＩ、制御信号ＬＰ、極性反転制御信号ＲＥＶ、基準伝送クロックＸＳＣＬやＧＮＤなども供給される。
【００２５】
ドライバＩＣ３０９では、供給された上記の各信号に基づき、図１における共通電極２４および個別電極１１に印加すべき駆動電圧パルスを、共通出力端子ＣＯＭと個別電極端子ＳＥＧからそれぞれ出力する。また、各ノズル３１に対応する個別電極１１に印加すべき駆動電圧パルスを、各個別電極１１に対応した個数の個別出力端子ＳＥＧから出力する。
共通出力端子ＣＯＭの出力と個別出力端子ＳＥＧの出力との電位差が、各ノズル３１に対応した各振動板２２と、それぞれに対向する個別電極１１との間に印加される。
駆動時（インク吐出時）には指定された向きの駆動電位差波形を与え、非駆動時には駆動電位差を与えないようになっている。
【００２６】
なお、本発明における「駆動手段」は、ドライバＩＣ３０９、論理ゲートアレイ３０５と駆動パルス発生回路３０６がこれに相当する。
【００２７】
図４は、個別電極１１に印加する駆動電圧パルスの波形を示すものである。同図に示す各区間の波形について、以下に説明する。
図４の縦軸は、個別電極１１に印加する電圧、横軸は時間を表す。また、本実施の形態１では、共通出力端子ＣＯＭの電圧は、ＧＮＤとしている。
個別電極１１に印加する電圧を低い順に説明すると、振動板２２が対向する個別電極１１の１段目（最深部１１ｅ）に当接する電圧をＶ１、２段目に当接する電圧をＶ２、３段目に当接する電圧をＶ３、４段目（最浅部１１ｄ）に当接する電圧をＶ４、となる。
個別電極１１と振動板２２の距離が離れる（電極間空隙距離が大きくなる）に従い、高い電圧値となっている。
【００２８】
（１）時刻ｔ０〜ｔ１
個別電極１１に印加する駆動電圧パルスの電圧値をＧＮＤレベルからＶ４に上げて、振動板２２と個別電極１１からなる静電アクチュエータに電荷を充電し、振動板２２と個別電極１１を最深部１１ｅで当接させる。
（２）時刻ｔ１〜ｔ２
駆動電圧パルスの電圧値をＶ４に保持して、振動板２２を個別電極１１の最深部１１ｅで当接させたまま保持する。
（３）時刻ｔ２〜ｔ３
インクキャビティ２１内の液体圧力が負圧から正圧に変化したタイミングの時刻ｔ２にて、駆動電圧パルスの電圧値をＶ２まで下げて、静電アクチュエータの電荷を一部放電させる。
（４）時刻ｔ３〜ｔ４
駆動電圧パルスの電圧値をＶ２で保持し、振動板２２が個別電極１１の１段目と２段目に当接している状態を保持する。
振動板２２の当接状態は、インク液滴吐出後のノズルでのインクメニスカスが最もインクキャビティ２１側に引き込む時刻ｔ４まで保持される。
（５）時刻ｔ４〜ｔ５
駆動電圧パルスの電圧値をＧＮＤレベルまで下げて、振動板２２を当接状態から完全に解放する。
（６）時刻ｔ５〜ｔ６
駆動電圧パルスの電圧値をＧＮＤレベルで保持する。
（７）時刻ｔ６〜ｔ７
振動板２２の自由振動により、個別電極１１と振動板２２の空隙が最も遠くなる直前の時刻ｔ６で、電圧値Ｖ１の駆動電圧パルスを再度印加し、静電アクチュエータを再度充電して、個別電極１１の１段目と振動板２２を当接させる。
（８）時刻ｔ７〜ｔ８
駆動電圧パルスの電圧値をＶ１で保持する。
（９）時刻ｔ８〜ｔ９
駆動電圧パルスの電圧値をＧＮＤレベルまで緩やかに下げて、静電アクチュエータの電荷を緩やかに放電し、振動板２２を個別電極１１との当接状態から解放する。
【００２９】
図５は、図４における各区間の振動板２２の状態と、それに伴ったインクメニスカスの振動の様子を示す略式図である。それぞれの図番号において、左側は図２に相当する振動板２２近傍の側断面図、右側はノズル３１の拡大図である。
なお、図５は図２に示す全ての構成要素を示しているのではなく、符号とともに一部略記していることを付言しておく。
以下、各図に付した番号に沿って説明する。
【００３０】
（１）時刻ｔ１
区間（１）における時刻ｔ１では、振動板２２を個別電極１１の最深部１１ｅで当接している。
この区間（１）では、図示しない供給口からインクキャビティ２１にインクが流入するとともに、ノズル３１においては、振動板２２が引き込まれることで生じる圧力変動により、インクメニスカスが待機位置からインクキャビティに引き込まれる。
（３）時刻ｔ３
区間（３）における時刻ｔ３では、振動板２２の復元力とインクの圧力により、ノズル３１からインク液滴が吐出する。
（４）時刻ｔ４
ノズル３１からインク液滴が吐出した後、インクメニスカスは残留振動によりインクキャビティ２１側に引き込む。インクメニスカスが最もインクキャビティ２１側に引き込む時刻をｔ４とする。
（５）時刻ｔ５
振動板２２を当接状態から完全に解放することにより、振動板２２の復元力でインクキャビティ内のインクを押し上げて、インク吐出後にインクキャビティ２１側に引き込んだインクメニスカスを強制的に待機位置まで押し戻す。
（６）時刻ｔ５〜ｔ６
区間（６）では、インクキャビティ２１内のインクの残留振動に追従させて、振動板２２を自由振動させる。
（７）時刻ｔ６
時刻ｔ６では、個別電極１１と振動板２２の空隙が最も遠くなっている。また、インクメニスカスは、残留振動により待機位置よりもインク吐出方向に突出している。
この時点で、電圧値Ｖ１の駆動電圧パルスを再度印加することにより、メニスカスの残留振動の逆位相となる圧力を加えて、インクメニスカスの残留振動を抑制する。
（８）時刻ｔ７
インクメニスカスの残留振動はほぼ安定する。以後は、時刻ｔ８まで駆動電圧パルスの電圧値をＶ１で保持した後、区間（９）で緩やかに電圧値を下げて、振動板２２とインクメニスカスを待機状態に戻す。
区間（９）において、駆動電圧パルスの電圧値を低下させる前の値が、最も低い電圧値レベルのＶ１であるため、電圧値を緩やかに低下させても、ＧＮＤレベルに復帰させるのにさほど時間を要しない。そのため、電圧値を低下させる際のメニスカスの発生を抑制しつつ、短時間で待機状態に復帰することができる。
【００３１】
上記の区間（３）〜（４）のように、静電アクチュエータの電荷を一部放電させた状態で保持することにより、その後の復帰動作が素早く行えるという効果を奏する。
次に、上記の効果について、従来のインクジェットヘッドの駆動方法との比較の観点から説明する。
【００３２】
図６は、本発明における駆動電圧パルス波形（図４と同じ）と、従来の駆動電圧パルス波形（例えば上記特許文献１）とを比較する図である。
【００３３】
（１）従来の駆動電圧パルス波形（特許文献１）
従来の駆動電圧パルス波形においては、振動板２２の当接を解放する際に、本発明のように静電アクチュエータの電荷を一部解放するのではなく、完全に解放する。その後、振動板２２は自由振動する。
振動板２２が自由振動し、個別電極１１に最も近づいた時点で、再度駆動電圧パルスを印加して、振動板２２を再度当接させる。このときの電圧値は、最初のパルスの電圧値よりも低く設定する。
次に、振動板２２を所定時間当接させ、インクメニスカスの残留振動を減衰させる。
振動板２２を所定時間当接させた後は、電圧値を緩やかに低下させ、振動板２２の当接を解放する。
このように、従来の駆動電圧パルス波形は、インク液滴の吐出後に、振動板２２を再度個別電極１１と当接させて保持し、インクメニスカスの残留振動を自然に減衰させるものである。
【００３４】
（２）本発明における駆動電圧パルス波形
これに対し、本発明における駆動電圧パルス波形では、図４〜図５で説明したように、区間（５）や（７）でインクメニスカスの残留振動と逆位相の振動を積極的に加えることにより、残留振動を素早く減衰させることができるので、駆動周波数をより高めることができ、高速動作が可能となるのである。
【００３５】
なお、図６は駆動電圧パルスの正確な波形を示すものではなく、説明のための概念図であることを付言しておく。
【００３６】
さらに、上記特許文献２で開示されている駆動方法との差異を説明する。
特許文献２の駆動方法は、インク液滴が吐出されている最中に、逆電圧の駆動電圧パルスを印加して振動板２２を再度吸引することにより、インク液滴を途中で切断し、吐出量を制御するものである。
これは、インク液滴の吐出量制御を目的とするものであり、本発明とは目的が異なるものである。また、インクメニスカスの残留振動は、駆動電圧パルスを緩やかに低下させる過程で減衰させるものであり、本発明のように、インクメニスカスの残留振動と逆位相の振動を積極的に加えるものではない。
【００３７】
このように、本発明に係る液滴吐出ヘッドの駆動方法は、従来技術と比して、インクメニスカスの残留振動の抑制という観点から、液滴吐出ヘッドの駆動周波数の増加に大きく貢献するものである。
【００３８】
なお、本実施の形態１においては、個別電極１１の段差構造を４段としたが、これに限られるものではなく、任意の段数を有する構造であっても、同様の駆動方法により本実施の形態１と同様の効果が得られる。
同じく、駆動電圧パルスの電圧値レベルも、Ｖ１〜Ｖ４の４レベルに限られるものではなく、段差構造に合わせて適宜設定すればよい。
【００３９】
また、図４においては、区間（２）の駆動電圧パルスの電圧値をＶ４、区間（４）の電圧値をＶ２、区間（８）の電圧値をＶ１としたが、各区間の電圧値は、これに限られるものではない。例えば、区間（４）の電圧値をＶ３、区間（８）の電圧値をＶ２とすることもできる。
駆動電圧パルスの電圧値が高ければ、振動板２２の振動が大きくなり、インク吐出圧力も増すため、インクキャビティ２１内のインク圧力変動を大きくしてインクを強く吐出させたい場合には、駆動電圧パルスの電圧値の変動を、上記の値よりも大きくするように制御することもできる。
インク吐出圧力の要求値は、インクの粘度や気温、インク残量等によって変動する。例えば、インク残量が少なくなるとインク排圧が低下するため、インク残量をセンサにより検知してインクジェットヘッドの制御系に通知し、これに基づき駆動電圧パルスの電圧値を制御することも可能である。
【００４０】
また、図４において、共通出力端子ＣＯＭの電圧をＧＮＤとしたが、これに限られるものではなく、任意の基準電圧値としてもよい。
さらには、図４では正方向のみの駆動電圧パルス波形を示したが、インクジェットヘッドの制御系の回路構成により逆方向の駆動電圧パルスを印加する場合であっても、同様の駆動方法を用いることができる。
【００４１】
また、本実施の形態１においては、インクジェットヘッドは電極ガラス基板１、キャビティプレーと２、ノズルプレート３からなる３層構造としたが、リザーバプレートを用いた４層構造に適用しても、同様の効果が得られる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態１に係る液滴吐出ヘッドの駆動方法によれば、インクメニスカスの残留振動と逆位相の振動を積極的に加えることにより、効果的に残留振動を抑制し、駆動周波数を上げることが可能となる。
【００４３】
実施の形態２．
図７は、本発明の実施の形態２に係るインクジェットヘッドの側断面図である。
図７に示すインクジェットヘッドは、図２と同様の構成を有するが、振動板２２の長手方向の構造が異なっている。その他の構造は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００４４】
図７において、振動板２２は、個別電極１１の長手方向の段差構造に合わせて、同様の段差構造を有している。
具体的には、個別電極１１に対抗している面は平面状に形成されるとともに、インクキャビティ２１側の面は、個別電極１１の最深部１１ｅに対応する部分の板厚が最も薄く、最浅部１１ｄに対応する部分の板厚が最も厚く形成されている。
【００４５】
このように振動板２２を形成することにより、振動板２２と個別電極１１の間の空隙の広がりに合わせてコンプライアンスを大きくし、復元力を小さくすることができる。
これにより、空隙が広がることによる静電力の低下をカバーして、空隙が狭い部分と同じ静電力で当接を行い、また、一律に薄くするよりも固有振動数を小さくせずにすみ、低駆動電圧での駆動を行うことができる。
【００４６】
実施の形態３．
図８は、本発明の実施の形態３に係るインクジェットプリンタ（液滴吐出装置の一例）の構成を示すものである。
図８のインクジェットプリンタは、記録紙８０１を副走査方向Ｙに向けて搬送するプラテン８０２と、このプラテン８０２にインクノズル面が対峙しているインクジェットヘッド（図示せず）と、このインクジェットヘッドを主走査方向Ｘに向けて往復移動させるためのキャリッジ８０３と、インクジェットヘッドの各ノズルにインクを供給するインクタンク８０４とを有している。
プラテン８０２から主走査方向Ｘに外れた位置には、ノズルキャップ８０５が配置されており、このノズルキャップ８０５はインクポンプ８０６を介して廃インク回収部８０７に連通している。
インクジェットヘッド及びその駆動方法は、実施の形態１〜２で説明した構造及び駆動方法を用いることができる。
【００４７】
本実施の形態３においては、液滴吐出装置の一例であるインクジェットプリンタに、実施の形態１〜２の液滴吐出ヘッド及びその駆動方法を適用した例を説明したが、適用例はこれに限られるものではない。
例えば、光スイッチ、ミラーデバイス、レーザプリンタのレーザ操作ミラーの駆動部等においても、実施の形態１〜２で説明した駆動方法を適用することが可能である。
【００４８】
以上のように、本実施の形態３に係るインクジェットプリンタによれば、インクメニスカスの残留振動を素早く抑制し、高速動作が可能なインクジェットプリンタを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施の形態１に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図２】図１のインクジェットヘッド構成を張り合わせた際の側断面図である。
【図３】インクジェットヘッドの制御系の構成例を示す概略ブロック図である。
【図４】個別電極１１に印加する駆動電圧パルスの波形を示すものである。
【図５】振動板２２とインクメニスカスの振動の様子を示す略式図である。
【図６】従来の駆動電圧パルス波形との比較図である。
【図７】実施の形態２に係るインクジェットヘッドの側断面図である。
【図８】実施の形態３に係るインクジェットプリンタの構成を示すものである。
【符号の説明】
【００５０】
１  電極ガラス基板、２  キャビティプレート、３  ノズルプレート、１１  個別電極、１１ｄ  個別電極の最浅部、１１ｅ  個別電極の最深部、１２  個別電極配線部、１３  個別電極端子部、２１  インクキャビティ、２２  振動板、２３  共通インク室、２４  共通電極、３１  ノズル、１０１  封止剤、３０２  インクジェットヘッド制御部、３０２ａ  ＣＰＵ、３０２ｂ  内部バス、３０３  外部装置、３０３ａ  バス、３０４ａ  ＲＯＭ、３０４ｂ  ＲＡＭ、３０４ｃ  キャラクタジェネレータ、３０５  論理ゲートアレイ、３０６  駆動パルス発生回路、３０７  コネクタ、３０８  ヘッド基板、３０９  ドライバＩＣ、３１０  電源及び電源回路、３２０  インクジェットヘッド、ＣＯＭ  共通出力端子、ＳＥＧ  個別出力端子、８０１  記録紙、８０２  プラテン、８０３  キャリッジ、８０４  インクタンク、８０５  ノズルキャップ、８０６  インクポンプ、８０７  廃インク回収部。
【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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