(57)【要約】【課題】大小２つのインク滴を大・小の順に連続的にノズルから吐出させるためにアクチュエータに付与するパルスの波形を比較的単純にする。【解決手段】アクチュエータユニット１９は、ドライバＩＣから電圧パルスを与えられることで、圧力室３４の容積をＶ１とする第一の状態と圧力室３４の容積をＶ２（ただし、Ｖ２＞Ｖ１）とする第二の状態との二つの状態を取り得る。アクチュエータユニット１９を第一の状態から第二の状態とした後再び第一の状態とすることによって、圧力室３４の一端に接続するノズル１３からインクが吐出するように構成されている。アクチュエータユニット１９に与えられる電圧パルスのパルス幅Ｔｗは、ノズル１３から吐出されるインクの吐出速度が最大となるときのパルス幅Ｔmaxよりも短い。これにより、電圧パルスの波形を単純なものとしながら、大小２つのインク滴ｄ１，ｄ２を大・小の順に連続的に吐出させることができる。【選択図】図８
2004136666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　一端をノズルに接続された複数の圧力室と、
　前記圧力室の容積をＶ１とする第一の状態と前記圧力室の容積をＶ２（ただし、Ｖ２＞Ｖ１）とする第二の状態との二つの状態を取り得るアクチュエータと、
　前記アクチュエータに電圧パルスを与えることにより、前記アクチュエータを前記第一の状態から前記第二の状態とした後再び前記第一の状態とし、前記ノズルからインクを吐出させるアクチュエータ制御部と、を備え、
　前記電圧パルスのパルス幅Ｔｗは、前記ノズルから吐出されるインクの吐出速度が最大となるときのパルス幅Ｔmaxよりも短いことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
　前記電圧パルスのパルス幅Ｔｗは、０．７Ｔmax≦Ｔｗ≦０．８Ｔmaxを満たすことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
　一端をノズルに接続された複数の圧力室と、
　前記圧力室の容積をＶ１とする第一の状態と前記圧力室の容積をＶ２（ただし、Ｖ２＞Ｖ１）とする第二の状態との二つの状態を取り得るアクチュエータと、
　前記アクチュエータを前記第一の状態から前記第二の状態とした後再び前記第一の状態とすることによって、前記ノズルからインクを吐出させるアクチュエータ制御部と、を備え、
　前記アクチュエータ制御部は、前記アクチュエータが前記第一の状態から前記第二の状態へと移行し始める時点Ｔ１から、前記アクチュエータが前記第二の状態から前記第一の状態へと移行し始める時点Ｔ２までの時間Ｔｗを、前記ノズルから吐出されるインクの吐出速度が最大となるときのパルス幅Ｔmaxよりも短くすることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
　前記アクチュエータが前記第一の状態から前記第二の状態へと移行し始める時点Ｔ１から、前記アクチュエータが前記第二の状態から前記第一の状態へと移行し始める時点Ｔ２までの時間Ｔｗは、０．７Ｔmax≦Ｔｗ≦０．８Ｔmaxを満たすことを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
　前記アクチュエータ制御部から前記アクチュエータに電圧パルスが与えられることによって、前記アクチュエータが前記第一の状態から前記第二の状態とされた後再び前記第一の状態とされ、前記ノズルからインクが吐出することを特徴とする請求項３又は４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
　一端をノズルに接続された複数の圧力室と、前記圧力室の容積をＶ１とする第一の状態と前記圧力室の容積をＶ２（ただし、Ｖ２＞Ｖ１）とする第二の状態との二つの状態を取り得るアクチュエータと、を備えたインクジェット記録装置に用いられる、前記アクチュエータの駆動を制御するアクチュエータ制御装置において、
　前記ノズルからインクを吐出させるとき、前記アクチュエータが前記第一の状態から前記第二の状態となった後再び前記第一の状態となるよう、前記アクチュエータに電圧パルスを与えるものであって、
　前記電圧パルスのパルス幅Ｔｗは、前記ノズルから吐出されるインクの吐出速度が最大となるときのパルス幅Ｔmaxよりも短いことを特徴とするアクチュエータ制御装置。
【請求項７】
　前記電圧パルスのパルス幅Ｔｗは、０．７Ｔmax≦Ｔｗ≦０．８Ｔmaxを満たすことを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ制御装置。
【請求項８】
　一端をノズルに接続された複数の圧力室と、前記圧力室の容積をＶ１とする第一の状態と前記圧力室の容積をＶ２（ただし、Ｖ２＞Ｖ１）とする第二の状態との二つの状態を取り得るアクチュエータと、を備えたインクジェット記録装置に用いられる、前記アクチュエータの駆動を制御するアクチュエータ制御装置において、
　前記ノズルからインクを吐出させるとき、前記アクチュエータが前記第一の状態から前記第二の状態となった後再び前記第一の状態となるよう、前記アクチュエータを制御するものであって、
　前記アクチュエータが前記第一の状態から前記第二の状態へと移行し始める時点Ｔ１から、前記アクチュエータが前記第二の状態から前記第一の状態へと移行し始める時点Ｔ２までの時間Ｔｗを、前記ノズルから吐出されるインクの吐出速度が最大となるときのパルス幅Ｔmaxよりも短くすることを特徴とするアクチュエータ制御装置。
【請求項９】
　前記アクチュエータが前記第一の状態から前記第二の状態へと移行し始める時点Ｔ１から、前記アクチュエータが前記第二の状態から前記第一の状態へと移行し始める時点Ｔ２までの時間Ｔｗは、０．７Ｔmax≦Ｔｗ≦０．８Ｔmaxを満たすことを特徴とする請求項８に記載のアクチュエータ制御装置。
【請求項１０】
　電圧パルスを前記アクチュエータに与えることにより、前記アクチュエータを前記第一の状態から前記第二の状態とした後再び前記第一の状態とし、前記ノズルからインクを吐出させることを特徴とする請求項８又は９に記載のアクチュエータ制御装置。
【請求項１１】
　一端をノズルに接続された複数の圧力室と、前記圧力室の容積をＶ１とする第一の状態と前記圧力室の容積をＶ２（ただし、Ｖ２＞Ｖ１）とする第二の状態との二つの状態を取り得るアクチュエータと、を備え、前記アクチュエータを前記第一の状態から前記第二の状態とした後再び前記第一の状態とすることによって、前記ノズルからインクが吐出させるように構成されたインクジェット記録装置における、前記アクチュエータの駆動を制御する方法であって、
　前記ノズルから吐出されるインクの吐出速度が最大となるときのパルス幅Ｔmaxよりも短いパルス幅Ｔｗを有する電圧パルスを前記アクチュエータに与えることを特徴とするアクチュエータ制御方法。
【請求項１２】
　前記電圧パルスのパルス幅Ｔｗは、０．７Ｔmax≦Ｔｗ≦０．８Ｔmaxを満たすことを特徴とする請求項１１に記載のアクチュエータ制御方法。
【請求項１３】
　一端をノズルに接続された複数の圧力室と、前記圧力室の容積をＶ１とする第一の状態と前記圧力室の容積をＶ２（ただし、Ｖ２＞Ｖ１）とする第二の状態との二つの状態を取り得るアクチュエータと、を備え、前記アクチュエータを前記第一の状態から前記第二の状態とした後再び前記第一の状態とすることによって、前記ノズルからインクが吐出させるように構成されたインクジェット記録装置における、前記アクチュエータの駆動を制御する方法であって、
　前記アクチュエータが前記第一の状態から前記第二の状態へと移行し始める時点Ｔ１から、前記アクチュエータが前記第二の状態から前記第一の状態へと移行し始める時点Ｔ２までの時間Ｔｗを、前記ノズルから吐出されるインクの吐出速度が最大となるときのパルス幅Ｔmaxよりも短くすることを特徴とするアクチュエータ制御方法。
【請求項１４】
　前記アクチュエータが前記第一の状態から前記第二の状態へと移行し始める時点Ｔ１から、前記アクチュエータが前記第二の状態から前記第一の状態へと移行し始める時点Ｔ２までの時間Ｔｗは、０．７Ｔmax≦Ｔｗ≦０．８Ｔmaxを満たすことを特徴とする請求項１３に記載のアクチュエータ制御方法。
【請求項１５】
　電圧パルスを与えることにより、前記アクチュエータを前記第一の状態から前記第二の状態とした後再び前記第一の状態とし、前記ノズルからインクを吐出させることを特徴とする請求項１３又は１４に記載のアクチュエータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、記録媒体にインクを吐出して印刷を行うインクジェット記録装置、これに用いられるアクチュエータ制御装置、および、アクチュエータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　インクジェットプリンタにおけるヘッドには、インクタンクおよび複数の圧力室が備えられており、インクタンクから圧力室にインクが供給されるようになっている。アクチュエータを駆動させることで圧力室の容積を変化させると、圧力室内のインクに圧力が与えられ、圧力室に接続するノズルからインクが吐出される。シリアル式のインクジェットプリンタによる印刷作業は、このようなインクジェットヘッドを用紙の幅方向に往復移動させながら行われる。
【０００３】
　また、インクジェットプリンタのヘッドにおいて、大小２つのインク滴を大・小の順に連続的にノズルから吐出させる技術が知られている（特許文献１参照）。この技術では、噴射パルス、および、ノズルから離れる寸前のインク滴の一部をインク流路内に引き戻すための付加パルス、という２つ異なるパルスをアクチュエータに順次印加する構成となっている。ここで、噴射パルスとしては、いわゆる「引き打ち」方式のもので、パルス幅が圧力室の音響的な共振周期の１／２と実質的に等しいものが採用される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３２２２７２号公報（図１，図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　しかしながら、大小２つのインク滴を大・小の順に連続的にノズルから吐出させるために、噴射パルスおよび付加パルスという２つの異なるパルスをアクチュエータに付与する上述のような構成では、パルスの波形が比較的複雑になる。パルスの波形が複雑であればあるほど、１組のインク滴を吐出するのに必要な１組のパルス列の占める時間が長くなることから、高速印刷がしにくくなる。また特定の印刷速度においては、例えばインク吐出動作直後に次の吐出動作を行うときに１度目の吐出動作によってインク流路内に残存している圧力波をキャンセルする等の、印刷品質の向上を図るために別のパルスを付加する余地が減少するという問題がある。
【０００６】
　本発明の目的は、大小２つのインク滴を大・小の順に連続的にノズルから吐出させるためにアクチュエータに付与するパルスの波形を比較的単純にできるインクジェット記録装置、これに用いられるアクチュエータ制御装置、および、アクチュエータ制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
　本発明の第１の観点によると、一端をノズルに接続された複数の圧力室と、圧力室の容積をＶ１とする第一の状態と圧力室の容積をＶ２（ただし、Ｖ２＞Ｖ１）とする第二の状態との二つの状態を取り得るアクチュエータと、アクチュエータに電圧パルスを与えることにより、アクチュエータを第一の状態から第二の状態とした後再び第一の状態とし、ノズルからインクを吐出させるアクチュエータ制御部と、を備え、電圧パルスのパルス幅Ｔｗは、ノズルから吐出されるインクの吐出速度が最大となるときのパルス幅Ｔmaxよりも短いことを特徴とするインクジェット記録装置が提供される。
【０００８】
　本発明の第２の観点によると、一端をノズルに接続された複数の圧力室と、圧力室の容積をＶ１とする第一の状態と圧力室の容積をＶ２（ただし、Ｖ２＞Ｖ１）とする第二の状態との二つの状態を取り得るアクチュエータと、を備えたインクジェット記録装置に用いられる、アクチュエータの駆動を制御するアクチュエータ制御装置において、ノズルからインクを吐出させるとき、アクチュエータが第一の状態から第二の状態となった後再び第一の状態となるよう、アクチュエータに電圧パルスを与えるものであって、電圧パルスのパルス幅Ｔｗは、ノズルから吐出されるインクの吐出速度が最大となるときのパルス幅Ｔmaxよりも短いことを特徴とするアクチュエータ制御装置が提供される。
【０００９】
　本発明の第３の観点によると、一端をノズルに接続された複数の圧力室と、圧力室の容積をＶ１とする第一の状態と圧力室の容積をＶ２（ただし、Ｖ２＞Ｖ１）とする第二の状態との二つの状態を取り得るアクチュエータと、を備え、アクチュエータを第一の状態から第二の状態とした後再び第一の状態とすることによって、ノズルからインクが吐出させるように構成されたインクジェット記録装置における、アクチュエータの駆動を制御する方法であって、ノズルから吐出されるインクの吐出速度が最大となるときのパルス幅Ｔmaxよりも短いパルス幅Ｔｗを有する電圧パルスをアクチュエータに与えることを特徴とするアクチュエータ制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
　上記第１〜第３の観点における構成では、アクチュエータに複雑な波形を有したパルスを印加することなく、大小２つのインク滴を大・小の順に連続的にノズルから吐出させることが可能である。したがって、アクチュエータを駆動させるためのパルスの波形が比較的単純なものとしながら、インク流路内に残存している圧力波をキャンセルする等の、印刷品質の向上を図る余地が増大する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
　以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
　図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタ（インクジェット記録装置）を示す全体構成図である。本実施の形態のインクジェットプリンタ１は、４つのインクジェットヘッド２を備えたカラーインクジェットプリンタである。インクジェットプリンタ１は、給紙部１１（図中左側）および排紙部１２（図中右側）を有し、装置内部には、給紙部１１から排紙部１２に向かって用紙が搬送される用紙搬送経路が形成されている。
【００１３】
　給紙部１１のすぐ下流側には、一対の用紙送りローラ５ａ，５ｂが配置されており、媒体たる用紙が図中左方から右方へ送られるように構成されている。用紙搬送経路の中間部には、２つのベルトローラ６，７と、両ローラ６，７間に架け渡されるように巻回されたループ状の搬送ベルト８とが配設されている。
【００１４】
　搬送ベルト８は、ウレタンを含浸したポリエステル基材とシリコンゴムとの二層構造であり、表面の搬送面側がシリコンゴムで構成されている。一対の用紙送りローラ５ａ，５ｂによって搬送されてくる用紙は、搬送ベルト８表面の搬送面上において、吸着力により保持されながら、一方のベルトローラ６の図中時計回りの（矢印５０の方向）への回転駆動によって搬送方向下流側（図中右側）に向けて搬送されていく。
【００１５】
　用紙のベルトローラ６に対する挿入及び排出位置には、押さえ部材９ａ，９ｂがそれぞれ配置されている。押さえ部材９ａ，９ｂは、搬送ベルト８上の用紙が搬送面上から浮かないように、搬送ベルト８の搬送面に用紙を押し付けて搬送させるためのものである。
【００１６】
　用紙搬送経路に沿って搬送ベルト８の搬送方向下流側（図中右側）には、剥離機構１０が設けられている。剥離機構１０は、搬送ベルト８の搬送面上に吸着力により保持されている用紙を当該搬送面から剥離して、右側の排紙部１２側へ向けて送るように構成されている。
【００１７】
　４つのインクジェットヘッド２は、それぞれ下端にヘッド本体２ａを有している。ヘッド本体２ａは、それぞれが矩形断面を有しており、その長手方向が用紙搬送方向に垂直な方向（図１の紙面垂直方向）となるように互いに近接配置されている。つまり、このプリンタ１は、ライン式プリンタである。４つのヘッド本体２ａの各底面は用紙搬送経路に対向しており、これら底面には微小径を有する多数のインク吐出口１３ａ（図２参照）が形成されたノズル１３（図４参照）が設けられている。４つのヘッド本体２ａのそれぞれからは、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのインクが吐出される。
【００１８】
　ヘッド本体２ａは、その下面と搬送ベルト８の搬送面との間に少量の隙間が形成されるように配置されており、この隙間部分に用紙搬送経路が形成されている。したがって、搬送ベルト８により搬送される用紙が４つのヘッド本体２ａのすぐ下方側を順に通過する際、この用紙の上面（印刷面）に向けてノズル１３（図４参照）から各色のインクを吐出することで、用紙上に所望のカラー画像を形成できる。
【００１９】
　図３には、インクジェットヘッド２の部分断面図が示されている。このインクジェットヘッド２は、プリンタ１内に設けられた適宜の部材１４に対し、ホルダ１５を介して取付けられている。このホルダ１５は、側面視で垂直部１５ａと水平部１５ｂとを有する逆「Ｔ」字状に形成されている。垂直部１５ａがネジ１６により部材１４に取付けられる一方で、水平部１５ｂの下面には、スペーサ部材４０を介して、ベースブロック１７とヘッド本体２ａとが順に固定される。
【００２０】
　ベースブロック１７の内部には、その長手方向（図３の紙面垂直方向）に沿って、インク溜まり１７ａが形成されている。インク溜まり１７ａは、図示しないインクタンクから適宜の配管を介してインクが供給され、常にインクで満たされている。
【００２１】
　ヘッド本体２ａは、後述のように圧力室を含むインク流路が形成された流路ユニット２０と、圧力室内のインクに圧力を与えるアクチュエータユニット（アクチュエータ）１９と、を備えている。流路ユニット２０は、ベースブロック１７側にインレット口２０ａ（図２および図３参照）を開口しており、このインレット口２０ａとベースブロック１７のインク溜まり１７ａとが連通するよう、ベースブロック１７に接着されている。したがって、このインレット口２０ａを介して、インク溜まり１７ａ内のインクが流路ユニット２０内に導入されるようになっている。
【００２２】
　アクチュエータユニット１９は、流路ユニット２０の上面、より詳細には、流路ユニット２０の上面におけるベースブロック１７との接着領域外の領域に接着されており、ベースブロック１７には接触していない。つまり、ベースブロック１７は、インレット口２０ａ近傍において流路ユニット２０と結合しているが、それ以外の領域ではヘッド本体２ａから離隔しており、この離隔部分にアクチュエータユニット１９が配されている。また、図２に点線で示すように、アクチュエータユニット１９は平面視において台形であって、複数のアクチュエータユニット１９がヘッド２の長手方向に沿って千鳥状に２列に配列されている。各アクチュエータユニット１９は、その平行対向辺（上辺および下辺）が流路ユニット２０の長手方向に沿うように配置されている。そして、隣接するアクチュエータユニット１９の斜辺同士が、流路ユニット２０の幅方向にオーバーラップしている。そしてアクチュエータユニット１９の接着領域と対応した流路ユニット２０の下面が、インク吐出領域となっている。
【００２３】
　なお、上述した流路ユニット２０におけるインレット口２０ａは、アクチュエータユニット１９が設けられていない領域に対応するよう、２つずつ対になって千鳥状に配置されている。このように、複数のインレット口２０ａが流路ユニット２０の長手方向に間隔を隔てて配置されることにより、ヘッド２が長尺化した場合でも、インク溜まり１７ａ内のインクが、流路抵抗を抑えながら流路ユニット２０に対して安定して供給される。
【００２４】
　次いで、図４を参照しつつ、流路ユニット２０内のインク流路についてより詳細に説明する。図４は、図１に示すヘッド本体２ａにおける流路ユニット２０内のインク流路を示す拡大断面図である。
【００２５】
　流路ユニット２０は、図４に示すように、九枚の薄い金属平板２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９を積層した構造とされている。上から数えて第５〜第７層の平板２５〜２７に跨るようにしてマニホールド流路３０が形成され、このマニホールド流路３０が、図示しない経路を介して、前述のインレット口２０ａに連通している。直ぐ上に位置する第４の平板２４には連絡孔３１が形成され、この連絡孔３１が、第３層の平板２３に形成されたアパーチャ３２に接続している。
【００２６】
　アパーチャ３２は、第２層の平板２２に形成された連通孔３３を介して、第１層の平板２１に形成される圧力室３４の一端に連通する。この圧力室３４は、流路ユニット２０上面に固定されるアクチュエータユニット（アクチュエータ）１９の変形を受けてインクに圧力を与えるためのものであり、各ノズル１３に対応して一つずつ設けられている。圧力室３４の他端は、第２〜第８層の平板に貫通して形成されたノズル連絡孔３５を介して、第９層の平板（ノズルプレート）２９に形成された先細テーパ状のノズル１３に連通する。このノズル１３の先端に、インク吐出口１３ａが形成されている。
【００２７】
　これにより、マニホールド流路３０から、アパーチャ３２、圧力室３４、ノズル連絡孔３５、及びノズル１３へと連通する、各ノズル１３に対して個別のインク流路が流路ユニット２０内に構成される。
【００２８】
　圧力室３４の平面形状は、図示を省略するが、角が丸くなった細長い菱形あるいは平行四辺形状である。
【００２９】
　次いで、図５を参照しつつ、アクチュエータユニット１９についてより詳細に説明する。図５は、図４のＶ−Ｖ断面図である。
【００３０】
　図５に示すように、アクチュエータユニット１９は、それぞれ厚みが１５μｍ程度で同じになるように形成された五枚の圧電シート５１、５２、５３、５４、５５を含んでいる。これら圧電シート５１〜５５は、インクジェットヘッド２内の１つのインク吐出領域内に形成された多数の圧力室３４に跨って配置されるように連続した層状の平板（連続平板層）となっている。圧電シート５１〜５５が連続平板層として多数の圧力室３４に跨って配置されることで、圧電素子の機械的剛性を高く保つことができ、インクジェットヘッド２のインク吐出の応答性を高めることができる。
【００３１】
　上から数えて第一層と第二層の両圧電シート５１，５２の間には、厚み２μｍ程度の共通電極６１ａが介在している。同様に、第三層と第四層の圧電シート５３，５４の間にも、厚み２μｍ程度の共通電極６１ｂが介在している。共通電極６１ａ、６１ｂは、１つのアクチュエータユニット１９内のほぼ全域にわたって延在した１枚の導電シートである。共通電極６１ａ，６１ｂは、図示しない適宜の領域において接地されることにより、全ての圧力室３４に対応する領域において等しくグランド電位に保たれている。
【００３２】
　また、第一層の圧電シート５１の上面には、厚み１μｍ程度の個別電極６２ａが、各圧力室３４に対応するよう形成されている。さらに、第二層と第三層の圧電シート５２，５３の間にも、上記個別電極６２ａと同様に形成された厚み２μｍ程度の個別電極６２ｂが配置されている。この個別電極６２ａ，６２ｂが配置されている部分が、圧力室３４内のインクに圧力を付与する圧力発生部Ａに相当する。
【００３３】
　なお、第四層と第五層の圧電シート５４，５５の間、および、第五層の圧電シート５５の下面には、電極が配置されていない。
【００３４】
　これら電極６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂは、Ａｇ−Ｐｄ系等の金属材料からなっている。
【００３５】
　アクチュエータユニット１９の上面には、図４および図５に示すように、給電部材であるフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）４１が接着されている。このＦＰＣ４１は、図３に示すように、インクジェットヘッド本体２ａの側部から引き出されて上方に屈曲し、部材１４の側面に配置されたドライバＩＣ８０（図１参照）に接続されている。そしてこのドライバＩＣ８０はさらに基板８１に接続されている。個別電極６２ａ，６２ｂは、ＦＰＣ４１内部に各個別電極６２ａ，６２ｂごとに独立して形成されたリード線を介して、ドライバＩＣ８０、さらに、基板８１（図１参照）に搭載されたＭＣＵ(Micro Controller Unit)８２に電気的に接続されており、圧力室３４ごとに独立して電位を制御されるようになっている。
【００３６】
　本実施形態によるインクジェットヘッド１において、第一層〜第三層の圧電シート５１〜５３は、その厚み方向に分極されている。したがって、個別電極６２ａ，６２ｂを共通電極６１ａ，６１ｂと異なる電位にして圧電シート５１〜５３に対してその分極方向に電界を印加すると、圧電シート５１〜５３における電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働き、その厚み方向すなわち積層方向には伸長又は収縮し、圧電横効果により積層方向と垂直な方向すなわち面方向には収縮又は伸長しようとする。一方、残り２枚の圧電シート５４，５５は、個別電極６２ａ，６２ｂと共通電極６１ａ，６１ｂとに挟まれた領域をもたない非活性層であるので、自発的に変形することができない。つまり、アクチュエータユニット１９は、上側（つまり、圧力室３４とは離れた）３枚の圧電シート５１〜５３を活性部を含む層とし且つ下側（つまり、圧力室３４に近い）２枚の圧電シート５４，５５を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。
【００３７】
　この構成において、電界と分極とが同方向となるように、ドライバＩＣ８０を制御して個別電極６２ａ，６２ｂを共通電極６１ａ，６１ｂに対して正又は負の所定電位とすると、圧電シート５１〜５３の電極に挟まれた部分（活性部）が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電シート５４，５５は電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、上層の圧電シート５１〜５３と下層の圧電シート５４，５５との間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電シート５１〜５５は圧力室３４側へ凸になるように変形（ユニモルフ変形）する。
【００３８】
　ここで、アクチュエータユニット１９の制御について、図６を参照しつつ説明する。図６に示されているＭＣＵ８２は、図２の基板８１上に配置された、インクジェットプリンタ１の全般的な制御を行うコントローラであって、ＭＰＵ(Micro Processor Unit)、ＲＯＭ、およびＲＡＭ（共に図示せず）を備えている。ＲＯＭには、画像の階調に応じて吐出されるインク滴の合計体積を異ならせる、複数種類のパルス波形データが記憶されている。ＲＡＭには、印刷に係る画像データを随時記憶させることができる。ＭＰＵは、ＲＡＭに記憶されている画像データに基づいたシリアルの印刷データを生成し、このシリアルの印刷データとＲＯＭに記憶されている複数種類のパルス波形データとを、ドライバＩＣ８０に出力する。
【００３９】
　ドライバＩＣ８０は、シフトレジスタ、マルチプレクサ、およびドライブバッファ（共に図示せず）を備えている。シフトレジスタは、ＭＣＵ８２から出力されたシリアルの印刷データをパラレルデータに変換し、ヘッド２の各ノズル１３に対する個別のデータを出力する。マルチプレクサは、シフトレジスタから出力されたデータに基づいて、インク吐出に係る複数種類のパルス波形データの中から適切なものを選択し、当該データをドライブバッファに出力する。ドライブバッファは、マルチプレクサから出力されたデータに基づいて、所定のレベルを有する電圧パルスを生成し、これを各ノズル１３に対応するアクチュエータユニット１９の個別電極６２ａ，６２ｂに、ＦＰＣ４１（図３参照）を介して供給する。これにより、各ノズル１３に対応するアクチュエータユニット１９が駆動され、用紙上に所望の画像が形成される。
【００４０】
　次に、図７（Ａ）および図７（Ｂ）を参照しつつ、ドライバＩＣ８０において生成されると共にアクチュエータユニット１９の個別電極６２ａ，６２ｂに与えられる電圧パルスの波形、および、この電圧パルスを受けた個別電極６２ａ，６２ｂにおける電圧変化について説明する。図７（Ａ）は、ドライバＩＣ８０からアクチュエータユニット１９に供給される電圧パルスの波形を概略的に示すグラフである。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の電圧パルスを受けたアクチュエータユニット１９における個別電極６２ａ，６２ｂの電位変化を示す図７（Ａ）に対応するグラフである。
【００４１】
　図７（Ａ）に示す電圧パルスの波形において、（ａ），（ｃ）の範囲は電圧Ｖ０、（ｂ）の範囲は電圧ゼロとなっている。そしてこの（ｂ）の範囲の時間Ｔｗが、本発明における'電圧パルスのパルス幅'である。このような電圧パルスを受けたアクチュエータユニット１９における個別電極６２ａ，６２ｂは、図５に示すように、共通電極６１ａ、６１ｂと共に誘電体としての圧電シート５１、５２及び５３を挟んだ形態のコンデンサを形成しており、コンデンサの充電時間に相当する遅延を生じさせながら、図７（Ｂ）に示すような電圧変化を示す。図７（Ａ）に示す時点Ｔ１、Ｔ２および時間Ｔｗはそれぞれ図７（Ｂ）に示す時点Ｔ１、Ｔ２および時間Ｔｗに対応するものとする。
【００４２】
　以上述べたように、本実施の形態におけるアクチュエータユニット１９の駆動は、いったん圧力室３４の容積を増大させて（図８（Ａ）から図８（Ｂ）へ）、負の圧力波を発生させた上で、この圧力波が流路ユニット２０内のインク流路端部に反射してノズル１３側に進行する正の圧力波として帰ってきたときに再び圧力室３４の容積を減少させるようにする（図８（Ｂ）から図８（Ｃ）へ）。これはいわゆる「引き打ち」と呼ばれる手法であって、上記のようにして反射してきた正の圧力波とアクチュエータユニット１９の変形により生じた正の圧力波とを重畳させて強い圧力をインクに付与することができるから、その分だけ圧力室３４を小さくしたりアクチュエータユニット１９の駆動電圧を低くしたりすることができる。したがって、圧力室３４の高集積化、インクジェットヘッド２のコンパクト化、および、インクジェットヘッド２の駆動の際のランニングコストの点で有利である。
【００４３】
　特に上述のような利点を有する「引き打ち」を採用した場合には、インク吐出口１３ａ部分に形成されるインクメニスカスの振動と当該インクメニスカス部分に圧力波が到達するタイミングとの関係で、インク吐出動作１回で、２つの分離したインク滴を吐出することができる。
【００４４】
　そこで本実施の形態では、図７（Ａ）に示すようにアクチュエータユニット１９に加える電圧パルスの幅Ｔｗを、ノズル１３から吐出されるインクの吐出速度が最大となるときのパルス幅Ｔmax（本実施の形態では、圧力室３４の一端に接続されたインク吐出口１３ａから他端に接続されたアパーチャ３２の圧力室３４側出口まで（図４の流路内に矢印で示す部分）を圧力波が伝播する時間に相当する）より短く（Ｔmax＜Ｔｗ）なるように、好ましくは０．７Ｔmax≦Ｔｗ≦０．８Ｔmaxとなるように、制御する。換言すると、図７（Ｂ）からわかるように、アクチュエータユニット１９が上記第一の状態から第二の状態へと移行し始める時点Ｔ１から、アクチュエータユニット１９が第二の状態から第一の状態へと移行し始める時点Ｔ２までの時間Ｔｗを、Ｔmaxより短くなるように、好ましくは０．７Ｔmax≦Ｔｗ≦０．８Ｔmaxとなるように、制御する。
【００４５】
　これにより、アクチュエータユニット１９を駆動するための電圧パルスの波形（図７（Ａ）参照）を２つのパルスを印加する場合に比べて単純なものとしながら、図８（Ｃ）のｄ１，ｄ２のような大小２つのインク滴を大・小の順に連続的に吐出させることが可能となる。したがって、インク流路内に残存している圧力波をキャンセルする等の、印刷品質の向上を図る余地が増大する。
【００４６】
　以上の知見は本発明者の行った実験結果から得られたものであり、この実験について、以下詳細に説明する。
【００４７】
　実験では、圧力室３４の形状を変化させて、Ｔmax＝５．４μｓ，Ｔmax＝５．２μｓ，Ｔmax＝５．０μｓ，とした三種類のインクジェットヘッド本体２ａを形成した。そして、それぞれのヘッド本体２ａに対して、異なるパルス幅Ｔｗを有する図７（Ａ）に示すような電圧パルスを印加した上で、インク吐出口１３ａから吐出される２つのインク滴ｄ１，ｄ２の吐出速度を測定するとともに、吐出されるインク滴を写真撮影して画像処理を行うことで、インク滴ｄ１，ｄ２のサイズを算出した。
【００４８】
　図９は、Ｔmax＝５．４μｓ，Ｔmax＝５．２μｓ，Ｔmax＝５．０μｓの各場合について、図７（Ａ）に示す電圧パルスのパルス幅Ｔｗを種々変更し、それぞれにおけるインク滴の吐出速度、および、インク滴のサイズ比を算出した結果を示す表である。図１０は、図９の結果を示したグラフである。ここで、サイズ比は、インク吐出口１３ａから最初に吐出されるインク滴ｄ１を第一インク滴、続いて吐出されるインク滴ｄ２を第二インク滴とし、これらのサイズの比（第一インク滴ｄ１の径）／（第二インク滴ｄ２の径）とした。したがって、サイズ比が１より大きい場合、第一インク滴ｄ１の方が続く第二インク滴ｄ２よりも大きいことになる。また、図１０における横軸はパルス幅Ｔｗ，左側の縦軸はインク滴の吐出速度，右側の縦軸はインク滴のサイズ比である。
【００４９】
　なお、インク滴の吐出速度は、上述の「引き打ち」において合成された圧力波が大きいほど大きくなる。
【００５０】
　また、図９及び図１０からわかるように、電圧パルスのパルス幅Ｔｗを大きくすると、インク滴の吐出速度は徐々に大きくなり、ピーク値を迎えた後、低下する。このピーク値のときのパルス幅がＴmaxである（図１０参照）。
【００５１】
　Ｔmax＝５．４μｓのときは、図１０における上側のグラフに示すように、パルス幅Ｔｗが４．３μｓ（略０．８Ｔmax）以下の範囲で、インク滴のサイズ比が１を上回った。インク滴のサイズ比が１を上回るということは、最初に吐出される第一インク滴ｄ１が続く第二インク滴ｄ２より体積が大きいということを意味する。小さい方の第二インク滴ｄ２は大きい方の第一インク滴ｄ１に比して速度が大きいので、印字面に対する第一インク滴ｄ１の付着から第二インク滴ｄ２の付着までの時間差は小さい。同様に、Ｔmax＝５．２μｓのときは図１０の中央のグラフに示すようにパルス幅Ｔｗが４．０μｓ（略０．８Ｔmax）以下、Ｔmax＝５．０μｓのときは図１０の下側のグラフに示すようにパルス幅Ｔｗが４．０μｓ（０．８Ｔmax）以下の範囲で、インク滴のサイズ比が１を上回った。
【００５２】
　また、Ｔｗ≦０．８Ｔmaxの範囲内では、図１０の３つのグラフのいずれにも、パルス幅Ｔｗを小さくするとインク滴の吐出速度が低下する傾向（即ち、インクにかかる圧力が低下する傾向）が現れている。インク滴の吐出の安定性、高解像度のインクジェットヘッドの実現のために圧力室３４の大きさを小さくして高集積化を図る要請、また、アクチュエータユニット１９の消費電力を抑える要請などを考慮すると、同一条件の下ではインク滴の吐出速度が大きいほうが優れているといえる。これらのことを総合して、０．７Ｔmax≦Ｔｗ≦０．８Ｔmaxとするのが、印刷品質の向上、圧力室３４の高集積化、インクジェットヘッド２のコンパクト化、および、アクチュエータユニット１９の消費電力低減を実現できる点で、最も好ましいといえる。
【００５３】
　また、圧力室３４が高集積化されるとその分圧力室３４ごとの制御、すなわち各圧力室３４に対応するアクチュエータユニット１９ごとの制御が煩雑になるが、本実施の形態のような方法を採用することで、圧力室３４の高集積化を実現しながら効率よくアクチュエータユニット１９を制御することができる。
【００５４】
　一方、パルス幅ＴｗがＴmax以上の場合は（Ｔmax≦Ｔｗ）、Ｔmaxより短い場合に比べてパルスの周期が長くなることから、印刷動作に時間がかかり、非効率的である。また、図１０の下側のグラフによく示されているように、インク滴の吐出速度の下がり方が比較的急激である。これらの理由から、パルス幅ＴｗはＴmaxより短いのが好ましいといえる。
【００５５】
　また、本実施形態では、ドライバＩＣ８０から図７（Ａ）に示すような電圧パルスが与えられることによってアクチュエータユニット１９が駆動する構成としているため、インク吐出時に圧力室３４を図８（Ａ）〜図８（Ｃ）のように第一の状態→第二の状態→第一の状態とすると共に、図７（Ｂ）に示すように、圧力室３４が第一の状態から第二の状態へと移行し始める時点Ｔ１から、圧力室３４が第二の状態から第一の状態へと移行し始める時点Ｔ２までの時間Ｔｗを、電圧パルスのパルス幅Ｔｗと等価なものとして、精度良く確実に制御できる。
【００５６】
　以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。
【００５７】
　例えば、アクチュエータユニット１９、圧力室３４などを含むヘッドの構成は、上述の実施の形態に限定されない。アクチュエータユニットは、図１１に示すような構成であってよい。このアクチュエータユニット１１９は、２枚の圧電シート１５１、１５２を含み、両圧電シート１５１，１５２の間には共通電極１６１が介在し、上側の圧電シート１５１のＦＰＣ４１側には圧力室３４に対応するように個別電極１６２が形成されている。このようにアクチュエータユニットの構成が上述した形態のものとは異なる場合にも、本発明を適用することにより、効果的な制御を行うことができる。さらに、圧力室３４の形状としては、菱形や平行四辺形状に限らず、例えば長方形状に構成することもできる。要は、適宜の方向に長手方向を有する形状に構成し、その一端をノズル１３に接続した構成であればよい。
【００５８】
　また、本発明は、固定されたヘッド本体２ａに対して用紙を搬送して印刷する上述の実施形態のようなラインプリンティング式のインクジェットプリンタのほか、例えば、用紙を搬送するとともにそれと垂直な方向にヘッド本体２ａを往復移動させて印字するシリアルプリンティング式のインクジェットプリンタにも適用することができる。
【００５９】
　さらに、本発明は、インクジェットプリンタに限定されず、例えばインクジェット式のファクシミリやコピー機にも適用可能である。
【００６０】
　なお、上述の実施の形態では、「流路ユニット２０のインク流路におけるインク吐出口１３ａからアパーチャ３２の圧力室３４側出口までを圧力波が伝播する時間」が、インクの吐出速度が最大となるときのパルス幅Ｔmaxに相当する、としているが、これに限定されない。例えば図１２に示すように、ヘッド本体１０２がアパーチャ３２（図４参照）を備えておらず、圧力室３４からマニホールド流路３０まで円筒状の連通孔１３３が形成されている場合は、「流路ユニット２０のインク流路におけるインク吐出口１３ａからマニホールド流路３０の圧力室３４側出口までを圧力波が伝播する時間」が本発明における'Ｔmax'に相当する、と考えてよい。つまり、インク吐出速度が最大となるときのパルス幅'Ｔmax'の値は、流路ユニット２０内のインク流路の構成などによって異なる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタ（インクジェット記録装置）を示す全体構成図である。
【図２】図１に示す並列したインクジェットヘッドの底面図である。
【図３】図１に示すインクジェットヘッドの部分断面図である。
【図４】図１に示すヘッド本体における流路ユニット内のインク流路を示す拡大断面図である。
【図５】アクチュエータユニットの詳細な構成を示す、図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】図１のインクジェットプリンタにおける概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図７】（Ａ）は、ドライバＩＣからアクチュエータユニットに供給される電圧パルスの波形を概略的に示すグラフである。（Ｂ）は、図７（Ａ）の電圧パルスを受けたアクチュエータユニットにおける個別電極の電位変化を示す図７（Ａ）に対応するグラフである。
【図８】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、アクチュエータユニットの駆動によりノズルからインクが吐出される様子を経時的に示した図である。
【図９】図７（Ａ）に示す電圧パルスのパルス幅Ｔｗを種々変更し、それぞれにおけるインク滴の吐出速度、および、インク滴のサイズ比を算出した結果を示す表である。
【図１０】図９の結果を示したグラフである。
【図１１】アクチュエータユニットの変形例を示す、図５に対応する断面図である。
【図１２】流路ユニットの変形例を示す、図４に対応する断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
　１　インクジェットプリンタ（インクジェット記録装置）
　１３　ノズル
　１９　アクチュエータユニット
　３４　圧力室
　８１　基板（アクチュエータ制御部，アクチュエータ制御装置）
【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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