(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧力室と各圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたキャビティユニットに前記各圧力室内の液体を選択的に吐出させるための圧電アクチュエータが接合された液滴吐出ヘッドと、前記圧電アクチュエータの駆動を制御する制御手段を有する液滴吐出装置であって、
前記圧力室に供給される液体を貯留するマニホールドを備え、
前記マニホールドに連通する複数の圧力室が１列に配列され、
前記制御手段は、
前記ノズルから液体を吐出させる液体吐出モードの際は、前記圧力室の容積を、変化させない容積不変化状態よりも縮小させた容積縮小状態から、前記容積不変化状態よりも拡大させた容積拡大状態を経て、再び前記容積縮小状態とすることで液体を吐出させるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、
すべての前記ノズルから液体を吐出させず、前記圧力室内の液体を加熱するウォームアップモードの際は、
前記圧力室の容積を、前記容積不変化状態と前記容積拡大状態とを交互に繰り返すように変化させる第１のウォームアップ動作、および、前記容積不変化状態と前記容積縮小状態を交互に繰り返すように変化させる第２のウォームアップ動作の少なくとも一方を行わせるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御するとともに、前記圧力室の列において隣り合う２つの前記圧力室の一方に第１または第２のウォームアップ動作を行わせる際に、他方にはいずれのウォームアップ動作も行わせないようにすることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
複数の圧力室と各圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたキャビティユニットに前記各圧力室内の液体を選択的に吐出させるための圧電アクチュエータが接合された液滴吐出ヘッドと、前記圧電アクチュエータの駆動を制御する制御手段を有する液滴吐出装置であって、
前記圧力室に供給される液体を貯留するマニホールドを備え、
前記マニホールドに連通する複数の圧力室が１列に配列され、
前記制御手段は、
前記ノズルから液体を吐出させる液体吐出モードの際は、前記圧力室の容積を、変化させない容積不変化状態よりも縮小させた容積縮小状態から、前記容積不変化状態よりも拡大させた容積拡大状態を経て、再び前記容積縮小状態とすることで液体を吐出させるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、
すべての前記ノズルから液体を吐出させず、前記圧力室内の液体を加熱するウォームアップモードの際は、
前記圧力室の容積を、前記容積不変化状態と前記容積拡大状態とを交互に繰り返すように変化させる第１のウォームアップ動作、および、前記容積不変化状態と前記容積縮小状態を交互に繰り返すように変化させる第２のウォームアップ動作の少なくとも一方を行わせるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御するとともに、前記圧力室の列において隣り合う２つの前記圧力室の一方に第１のウォームアップ動作を行わせる際に、他方には第２のウォームアップ動作を同一周期で行わせることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項３】
複数の圧力室と各圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたキャビティユニットに前記各圧力室内の液体を選択的に吐出させるための圧電アクチュエータが接合された液滴吐出ヘッドと、前記圧電アクチュエータの駆動を制御する制御手段を有する液滴吐出装置であって、
前記圧力室に供給される液体を貯留するマニホールドを備え、
前記マニホールドに連通する複数の圧力室が２列に配列され、
前記制御手段は、
前記ノズルから液体を吐出させる液体吐出モードの際は、前記圧力室の容積を、変化させない容積不変化状態よりも縮小させた容積縮小状態から、前記容積不変化状態よりも拡大させた容積拡大状態を経て、再び前記容積縮小状態とすることで液体を吐出させるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、
すべての前記ノズルから液体を吐出させず、前記圧力室内の液体を加熱するウォームアップモードの際は、
前記圧力室の容積を、前記容積不変化状態と前記容積拡大状態とを交互に繰り返すように変化させる第１のウォームアップ動作、および、前記容積不変化状態と前記容積縮小状態を交互に繰り返すように変化させる第２のウォームアップ動作の少なくとも一方を行わせるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御するとともに、前記２列のうちの一方の列に属する圧力室に第１または第２のウォームアップ動作を行わせる際に、他方の列にはいずれのウォームアップ動作も行わせないようにすることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項４】
複数の圧力室と各圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたキャビティユニットに前記各圧力室内の液体を選択的に吐出させるための圧電アクチュエータが接合された液滴吐出ヘッドと、前記圧電アクチュエータの駆動を制御する制御手段を有する液滴吐出装置であって、
前記圧力室に供給される液体を貯留するマニホールドを備え、
前記マニホールドに連通する複数の圧力室が２列に配列され、
前記制御手段は、
前記ノズルから液体を吐出させる液体吐出モードの際は、前記圧力室の容積を、変化させない容積不変化状態よりも縮小させた容積縮小状態から、前記容積不変化状態よりも拡大させた容積拡大状態を経て、再び前記容積縮小状態とすることで液体を吐出させるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、
すべての前記ノズルから液体を吐出させず、前記圧力室内の液体を加熱するウォームアップモードの際は、
前記圧力室の容積を、前記容積不変化状態と前記容積拡大状態とを交互に繰り返すように変化させる第１のウォームアップ動作、および、前記容積不変化状態と前記容積縮小状態を交互に繰り返すように変化させる第２のウォームアップ動作の少なくとも一方を行わせるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御するとともに、前記２列のうちの一方の列に属する圧力室に第１のウォームアップ動作を行わせる際に、他方の列には第２のウォームアップ動作を同一周期で行わせることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項５】
複数の圧力室と各圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたキャビティユニットに前記各圧力室内の液体を選択的に吐出させるための圧電アクチュエータが接合された液滴吐出ヘッドと、前記圧電アクチュエータの駆動を制御する制御手段を有する液滴吐出装置であって、
前記制御手段は、
前記ノズルから液体を吐出させる液体吐出モードの際は、前記圧力室の容積を、変化させない容積不変化状態よりも縮小させた容積縮小状態から、前記容積不変化状態よりも拡大させた容積拡大状態を経て、再び前記容積縮小状態とすることで液体を吐出させるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、
すべての前記ノズルから液体を吐出させず、前記圧力室内の液体を加熱するウォームアップモードの際は、
前記圧力室の容積を、前記容積不変化状態と前記容積拡大状態とを交互に繰り返すように変化させる第１のウォームアップ動作、および、前記容積不変化状態と前記容積縮小状態を交互に繰り返すように変化させる第２のウォームアップ動作の少なくとも一方を行わせるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、
前記圧電アクチュエータは、２層の圧電材料層を有し、それらの圧電材料層の間に第１の共通電極が形成され、前記２層の圧電材料層のうち一方の圧電材料層であって、前記第１の共通電極が形成されていない面に第１の個別電極が形成されており、前記２層の圧電材料層のうち他方の圧電材料層であって、前記第１の共通電極が形成されていない面に第２の共通電極が形成されており、
平面的に見て、前記第１の共通電極は、前記圧力室に対し前記圧力室幅方向の中央部に対応する部分を有し、前記第１の個別電極および前記第２の共通電極は、前記圧力室幅方向において、前記第１の共通電極よりも長く形成された部分を有し、
前記制御手段は、
前記液体吐出モードでは、前記第１の共通電極に正の電位を付与しかつ前記第２の共通電極をグランド電位とした状態で、前記第１の個別電極に対し、グランド電位、前記正の電位およびグランド電位をこの順に付与し、
前記ウォームアップモードでは、前記第１の個別電極および前記第２の共通電極をグランド電位とした状態で、前記第１の共通電極に前記正の電位とグランド電位を交互に付与するか、あるいは前記第２の共通電極をグランド電位とした状態で、前記第１の個別電極および前記第１の共通電位にほぼ同時に前記正の電位とグランド電位を交互に付与することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項６】
複数の圧力室と各圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたキャビティユニットに前記各圧力室内の液体を選択的に吐出させるための圧電アクチュエータが接合された液滴吐出ヘッドと、前記圧電アクチュエータの駆動を制御する制御手段を有する液滴吐出装置であって、
前記制御手段は、
前記ノズルから液体を吐出させる液体吐出モードの際は、前記圧力室の容積を、変化させない容積不変化状態よりも縮小させた容積縮小状態から、前記容積不変化状態よりも拡大させた容積拡大状態を経て、再び前記容積縮小状態とすることで液体を吐出させるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、
すべての前記ノズルから液体を吐出させず、前記圧力室内の液体を加熱するウォームアップモードの際は、
前記圧力室の容積を、前記容積不変化状態と前記容積拡大状態とを交互に繰り返すように変化させる第１のウォームアップ動作、および、前記容積不変化状態と前記容積縮小状態を交互に繰り返すように変化させる第２のウォームアップ動作の少なくとも一方を行わせるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、
前記圧電アクチュエータは、１層の圧電材料層を有し、前記圧電材料層の一方の面に第２および第３の個別電極が、他方の面に第３の共通電極がそれぞれ形成されるものであり、
平面的に見て、前記第２の個別電極は、前記圧力室に対し前記圧力室幅方向の中央部に対応する部分を有し、前記第３の個別電極は、前記圧力室に対し前記圧力室幅方向において第２の個別電極の両側部に対応する部分を有し、前記第３の共通電極は、前記圧力室に対し前記圧力室幅方向において前記第２および第３の個別電極に対応する部分を有し、
前記制御手段は、
前記液体吐出モードでは、前記第３の共通電極をグランド電位とした状態で、前記第２の個別電極、前記第３の個別電極および第２の個別電極の順に正の電位を付与しつつ正の電位が付与されていないときはグランド電位を付与し、
前記ウォームアップモードでは、前記第３の共通電極をグランド電位とした状態で、前記第２または第３の個別電極に正の電位とグランド電位を交互に付与することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項７】
複数の圧力室と各圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたキャビティユニットに前記各圧力室内の液体を選択的に吐出させるための圧電アクチュエータが接合された液滴吐出ヘッドと、前記圧電アクチュエータの駆動を制御する制御手段を有する液滴吐出装置であって、
前記制御手段は、
前記ノズルから液体を吐出させる液体吐出モードの際は、前記圧力室の容積を、変化させない容積不変化状態よりも縮小させた容積縮小状態から、前記容積不変化状態よりも拡大させた容積拡大状態を経て、再び前記容積縮小状態とすることで液体を吐出させるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、
すべての前記ノズルから液体を吐出させず、前記圧力室内の液体を加熱するウォームアップモードの際は、
前記圧力室の容積を、前記容積不変化状態と前記容積拡大状態とを交互に繰り返すように変化させる第１のウォームアップ動作、および、前記容積不変化状態と前記容積縮小状態を交互に繰り返すように変化させる第２のウォームアップ動作の少なくとも一方を行わせるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、
前記圧電アクチュエータは、１層の圧電材料層を有し、前記圧電材料層の一方の面に第４の個別電極および第４の共通電極が、他方の面に第５および第６の共通電極がそれぞれ形成されるものであり、
平面的に見て、前記第４の個別電極は、前記圧力室に対し前記圧力室幅方向の中央部に対応する部分を有し、前記第４の共通電極は、前記圧力室に対し前記圧力室幅方向において第４の個別電極の両側部に対応する部分を有し、前記第５の共通電極は、前記第４の個別電極に対応する部分を有し、前記第６の共通電極は、前記圧力室に対し前記圧力室幅方向において前記第５の共通電極の両側部であって前記第４の共通電極に対応する部分を有し、
前記制御手段は、
前記液体吐出モードでは、前記第５の共通電極をグランド電位とした状態で、前記第４の個別電極および前記第６の共通電極をグランド電位として前記第４の共通電極へ正の電位を付与し、次に、前記第４の個別電極および前記第６の共通電極へ正の電位を付与し、再び前記第４の個別電極および前記第６の共通電極をグランド電位とし、
前記ウォームアップモードでは、前記第４の個別電極、前記第５および前記第６の共通電極をグランド電位とした状態で、前記第４の共通電極への正の電位の付与・非付与を繰り返すか、あるいは前記第５の共通電極をグランド電位とした状態で、前記第４の個別電極、前記第４および前記第６の共通電極への正の電位の付与・非付与を繰り返すものであることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項８】
前記液滴吐出ヘッドは、前記圧力室内の液体の温度の対応する温度を検知する温度検知手段が設けられ、前記液体の温度が設定値以下の場合にのみ、ウォームアップモードに移行することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つ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、液滴吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液滴吐出装置、例えばインクジェットプリンタでは、圧電アクチュエータに電圧を印加し圧力波を発生させ、ノズルという微小孔より液体インクを吐出させている。そのため、吐出性能は、インク粘度のバラツキや変化に大きく影響される。
【０００３】
製造管理を強化することで、材料や製造のバラツキを低減することはできるが、ユーザー使用時において、日々の温度変化によりインクの粘度のバラツキや変化は生じる。
【０００４】
このインクの粘度変化に対処するため、記録ヘッド周りの温度を検知し、その検知した温度に応じて、圧電アクチュエータに印加する電圧を変化させて吐出インク速度が一定となるようにする試みもなされている。
【０００５】
しかし、このように検知した温度に応じて印加電圧を変化させるとしても、各記録ヘッドについては無視できない部品製造上のバラツキがあるので、それに対応するためには、印加電圧について種々なランク分けが必要である。また、数種類の液滴サイズのインクを吐出するための波形制御も必要であるので、その上に前述したように印加電圧のランク分けが必要となると、記録ヘッドの製作をする上での液滴制御の確認が非常に煩雑となる。
【０００６】
一方、記録ヘッドにヒータを配しインクを加熱し、常にインク温度を一定温度以上に保つようなウォームアップ機能を付与したヘッドも知られているが、高価となる。また、そのようなヒータを設ける場合であっても、インクに直接接触する位置に設けることは難しく、インクの温度を高めるためには、先ず、周囲の部材を温める必要があり、ウォームアップに時間がかかる。
【０００７】
また、圧電素子に電圧を加えると、電界の強さに正比例した変形が生じ（逆圧電効果）、圧電素子の発熱を引き起こすので、これを利用してインクを加熱するために、インク吐出に先立って、圧電アクチュエータ（ＰＺＴ）を駆動させ、その発熱によりインク温度を高める方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１４８７８４号公報（段落００４９，００５６，００５７および図５，図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載のものでは、圧電素子を変形させることで圧力室も変形させることになるので、通常駆動時と同じ駆動電圧とすると、インク滴が吐出してしまう。そのため、インク温度を高める際の駆動電圧を低く制御している。
【０００９】
しかしながら、駆動電圧を低く制御すると、圧電アクチュエータの変形量があまり大きくならず、インクの加熱には十分な効果を期待できない。
【００１０】
この発明は、液体の吐出性能を安定させるために圧電アクチュエータの駆動を制御して液体を加熱する場合に、液体を吐出させることなく、液体を効率よく加熱することができる液滴吐出装置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】
【００１１】
請求項１の発明は、複数の圧力室と各圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたキャビティユニットに前記各圧力室内の液体を選択的に吐出させるための圧電アクチュエータが接合された液滴吐出ヘッドと、前記圧電アクチュエータの駆動を制御する制御手段を有する液滴吐出装置であって、前記圧力室に供給される液体を貯留するマニホールドを備え、前記マニホールドに連通する複数の圧力室が１列に配列され、前記制御手段は、前記ノズルから液体を吐出させる液体吐出モードの際は、前記圧力室の容積を、変化させない容積不変化状態よりも縮小させた容積縮小状態から、前記容積不変化状態よりも拡大させた容積拡大状態を経て、再び前記容積縮小状態とすることで液体を吐出させるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、すべての前記ノズルから液体を吐出させず、前記圧力室内の液体を加熱するウォームアップモードの際は、前記圧力室の容積を、前記容積不変化状態と前記容積拡大状態とを交互に繰り返すように変化させる第１のウォームアップ動作、および、前記容積不変化状態と前記容積縮小状態を交互に繰り返すように変化させる第２のウォームアップ動作の少なくとも一方を行わせるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御するとともに、前記圧力室の列において隣り合う２つの前記圧力室の一方に第１または第２のウォームアップ動作を行わせる際に、他方にはいずれのウォームアップ動作も行わせないようにすることを特徴とする。
【００１２】
このようにすれば、ウォームアップモードにおいて、前記圧力室の容積を、前記容積不変化状態と前記容積拡大状態とを交互に繰り返すように変化させる第１のウォームアップ動作、および、前記容積不変化状態と前記容積縮小状態を交互に繰り返すように変化させる第２のウォームアップ動作の少なくとも一方を行うようにしているので、前記複数の圧力室内の液体を吐出させることなく液体を十分に加熱することができる。よって、液体の温度による影響を回避して、吐出性能を安定させることが可能となる。
【００１３】
特に、液体吐出モードにおける、前記容積不変化状態と前記容積拡大状態との間での容積変化（第１のウォームアップ動作）、および、前記容積不変化状態と前記容積縮小状態との間での容積変化（第２のウォームアップ動作）を利用しているので、圧電アクチュエータ（圧力室）の変形量を大きくして液体を加熱することができ、液体の加熱も短時間で可能となる。また、液体を収容し液体に接触する圧力室の容積を変化させるので、効率のよい液体の加熱が可能となる。
【００１４】
前記ウォームアップモードにおいて、前記圧力室の列において隣り合う２つの前記圧力室の一方に第１または第２のウォームアップ動作を行わせる際に、他方にはいずれのウォームアップ動作も行わせないようにし、複数の圧力室がマニホールドに連通する液体通路全体を考えた場合に、前記複数の圧力室の一部についての容積を変化させるだけであるので、全体としてみれば、容積の変化は少なく、誤って液体を吐出してしまうことが抑制される。
【００１６】
請求項２の発明は、複数の圧力室と各圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたキャビティユニットに前記各圧力室内の液体を選択的に吐出させるための圧電アクチュエータが接合された液滴吐出ヘッドと、前記圧電アクチュエータの駆動を制御する制御手段を有する液滴吐出装置であって、前記圧力室に供給される液体を貯留するマニホールドを備え、前記マニホールドに連通する複数の圧力室が１列に配列され、前記制御手段は、前記ノズルから液体を吐出させる液体吐出モードの際は、前記圧力室の容積を、変化させない容積不変化状態よりも縮小させた容積縮小状態から、前記容積不変化状態よりも拡大させた容積拡大状態を経て、再び前記容積縮小状態とすることで液体を吐出させるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、すべての前記ノズルから液体を吐出させず、前記圧力室内の液体を加熱するウォームアップモードの際は、前記圧力室の容積を、前記容積不変化状態と前記容積拡大状態とを交互に繰り返すように変化させる第１のウォームアップ動作、および、前記容積不変化状態と前記容積縮小状態を交互に繰り返すように変化させる第２のウォームアップ動作の少なくとも一方を行わせるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御するとともに、前記圧力室の列において隣り合う２つの前記圧力室の一方に第１のウォームアップ動作を行わせる際に、他方には第２のウォームアップ動作を同一周期で行わせることを特徴とする。
【００１７】
このようにすれば、複数の圧力室がマニホールドに連通する液体通路全体を考えた場合に、前記複数の圧力室の一部については容積を拡大する方向に変化させる一方、他部については容積を縮小させる方向に変化させるので、前記複数の圧力室の一部と他部とで容積変化が相殺され、全体としてみれば容積の変化はほとんどなく、誤って液体を吐出してしまうことが抑制される。
【００１８】
請求項３の発明は、複数の圧力室と各圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたキャビティユニットに前記各圧力室内の液体を選択的に吐出させるための圧電アクチュエータが接合された液滴吐出ヘッドと、前記圧電アクチュエータの駆動を制御する制御手段を有する液滴吐出装置であって、前記圧力室に供給される液体を貯留するマニホールドを備え、前記マニホールドに連通する複数の圧力室が２列に配列され、前記制御手段は、前記ノズルから液体を吐出させる液体吐出モードの際は、前記圧力室の容積を、変化させない容積不変化状態よりも縮小させた容積縮小状態から、前記容積不変化状態よりも拡大させた容積拡大状態を経て、再び前記容積縮小状態とすることで液体を吐出させるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、すべての前記ノズルから液体を吐出させず、前記圧力室内の液体を加熱するウォームアップモードの際は、前記圧力室の容積を、前記容積不変化状態と前記容積拡大状態とを交互に繰り返すように変化させる第１のウォームアップ動作、および、前記容積不変化状態と前記容積縮小状態を交互に繰り返すように変化させる第２のウォームアップ動作の少なくとも一方を行わせるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御するとともに、前記２列のうちの一方の列に属する圧力室に第１または第２のウォームアップ動作を行わせる際に、他方の列にはいずれのウォームアップ動作も行わせないようにすることを特徴とする。
【００１９】
このようにすれば、複数の圧力室がマニホールドに連通する液体通路全体を考えた場合に、前記圧力室の一方の列についてのみ容積を変化させるだけであるので、全体としてみれば、容積の変化は少なく、誤って液体を吐出してしまうことが抑制される。
【００２０】
請求項４の発明は、複数の圧力室と各圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたキャビティユニットに前記各圧力室内の液体を選択的に吐出させるための圧電アクチュエータが接合された液滴吐出ヘッドと、前記圧電アクチュエータの駆動を制御する制御手段を有する液滴吐出装置であって、前記圧力室に供給される液体を貯留するマニホールドを備え、前記マニホールドに連通する複数の圧力室が２列に配列され、前記制御手段は、前記ノズルから液体を吐出させる液体吐出モードの際は、前記圧力室の容積を、変化させない容積不変化状態よりも縮小させた容積縮小状態から、前記容積不変化状態よりも拡大させた容積拡大状態を経て、再び前記容積縮小状態とすることで液体を吐出させるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、すべての前記ノズルから液体を吐出させず、前記圧力室内の液体を加熱するウォームアップモードの際は、前記圧力室の容積を、前記容積不変化状態と前記容積拡大状態とを交互に繰り返すように変化させる第１のウォームアップ動作、および、前記容積不変化状態と前記容積縮小状態を交互に繰り返すように変化させる第２のウォームアップ動作の少なくとも一方を行わせるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御するとともに、前記２列のうちの一方の列に属する圧力室に第１のウォームアップ動作を行わせる際に、他方の列には第２のウォームアップ動作を同一周期で行わせることを特徴とする。
【００２１】
このようにすれば、複数の圧力室がマニホールドに連通する液体通路全体を考えた場合に、前記圧力室の一方の列については容積を拡大する方向に変化させる一方、他方の列については容積を縮小させる方向に変化させるので、両列の間で容積変化が相殺され、全体としてみれば容積の変化はほとんどなく、誤って液体を吐出してしまうことが抑制される。
【００２２】
請求項５の発明は、複数の圧力室と各圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたキャビティユニットに前記各圧力室内の液体を選択的に吐出させるための圧電アクチュエータが接合された液滴吐出ヘッドと、前記圧電アクチュエータの駆動を制御する制御手段を有する液滴吐出装置であって、前記制御手段は、前記ノズルから液体を吐出させる液体吐出モードの際は、前記圧力室の容積を、変化させない容積不変化状態よりも縮小させた容積縮小状態から、前記容積不変化状態よりも拡大させた容積拡大状態を経て、再び前記容積縮小状態とすることで液体を吐出させるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、すべての前記ノズルから液体を吐出させず、前記圧力室内の液体を加熱するウォームアップモードの際は、前記圧力室の容積を、前記容積不変化状態と前記容積拡大状態とを交互に繰り返すように変化させる第１のウォームアップ動作、および、前記容積不変化状態と前記容積縮小状態を交互に繰り返すように変化させる第２のウォームアップ動作の少なくとも一方を行わせるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、前記圧電アクチュエータは、２層の圧電材料層を有し、それらの圧電材料層の間に第１の共通電極が形成され、前記２層の圧電材料層のうち一方の圧電材料層であって、前記第１の共通電極が形成されていない面に第１の個別電極が形成されており、前記２層の圧電材料層のうち他方の圧電材料層であって、前記第１の共通電極が形成されていない面に第２の共通電極が形成されており、平面的に見て、前記第１の共通電極は、前記圧力室に対し前記圧力室幅方向の中央部に対応する部分を有し、前記第１の個別電極および前記第２の共通電極は、前記圧力室幅方向において、前記第１の共通電極よりも長く形成された部分を有し、前記制御手段は、前記液体吐出モードでは、前記第１の共通電極に正の電位を付与しかつ前記第２の共通電極をグランド電位とした状態で、前記第１の個別電極に対し、グランド電位、前記正の電位およびグランド電位をこの順に付与し、前記ウォームアップモードでは、前記第１の個別電極および前記第２の共通電極をグランド電位とした状態で、前記第１の共通電極に前記正の電位とグランド電位を交互に付与するか、あるいは前記第２の共通電極をグランド電位とした状態で、前記第１の個別電極および前記第１の共通電位にほぼ同時に前記正の電位とグランド電位を交互に付与することを特徴とする。ここで、ほぼ同時とは、個別電極と第１の共通電極に、正の電位を付与するタイミングが同時か、わずかに遅れたタイミングとすることを意味する。これは、正の電位を付与するタイミングを同時か、少し遅れたタイミングとすれば、圧電アクチュエータに逆電圧がかかる箇所はなく、圧電アクチュエータに、逆電圧が印加されることによる劣化が回避される。
【００２３】
このようにすれば、特に、前記個別電極をグランド電位とした状態で、第１の共通電極に正の電位の付与・非付与を繰り返す場合には、個別電極を第１の共通電極と同電位としているので、圧電アクチュエータには、液体吐出モードの際と同様の電界しかかからず、圧電アクチュエータの劣化がない。
【００２４】
また、第１の個別電極および第１の共通電位にほぼ同時に正の電位の付与・非付与を繰り返す場合には、変位が抑制される電位のかけ方となるため、圧力室の変形が極めて少なく、液体の吐出する心配がない。
【００２５】
請求項６の発明は、複数の圧力室と各圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたキャビティユニットに前記各圧力室内の液体を選択的に吐出させるための圧電アクチュエータが接合された液滴吐出ヘッドと、前記圧電アクチュエータの駆動を制御する制御手段を有する液滴吐出装置であって、前記制御手段は、前記ノズルから液体を吐出させる液体吐出モードの際は、前記圧力室の容積を、変化させない容積不変化状態よりも縮小させた容積縮小状態から、前記容積不変化状態よりも拡大させた容積拡大状態を経て、再び前記容積縮小状態とすることで液体を吐出させるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、すべての前記ノズルから液体を吐出させず、前記圧力室内の液体を加熱するウォームアップモードの際は、前記圧力室の容積を、前記容積不変化状態と前記容積拡大状態とを交互に繰り返すように変化させる第１のウォームアップ動作、および、前記容積不変化状態と前記容積縮小状態を交互に繰り返すように変化させる第２のウォームアップ動作の少なくとも一方を行わせるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、前記圧電アクチュエータは、１層の圧電材料層を有し、前記圧電材料層の一方の面に第２および第３の個別電極が、他方の面に第３の共通電極がそれぞれ形成されるものであり、平面的に見て、前記第２の個別電極は、前記圧力室に対し前記圧力室幅方向の中央部に対応する部分を有し、前記第３の個別電極は、前記圧力室に対し前記圧力室幅方向において第２の個別電極の両側部に対応する部分を有し、前記第３の共通電極は、前記圧力室に対し前記圧力室幅方向において前記第２および第３の個別電極に対応する部分を有し、前記制御手段は、前記液体吐出モードでは、前記第３の共通電極をグランド電位とした状態で、前記第２の個別電極、前記第３の個別電極および第２の個別電極の順に正の電位を付与しつつ正の電位が付与されていないときはグランド電位を付与し、前記ウォームアップモードでは、前記第３の共通電極をグランド電位とした状態で、前記第２または第３の個別電極に正の電位とグランド電位を交互に付与することを特徴とする。
【００２６】
このようにしても、ウォームアップ動作を無理なく実現することができる。
【００２７】
請求項７の発明は、複数の圧力室と各圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルが形成されたキャビティユニットに前記各圧力室内の液体を選択的に吐出させるための圧電アクチュエータが接合された液滴吐出ヘッドと、前記圧電アクチュエータの駆動を制御する制御手段を有する液滴吐出装置であって、前記制御手段は、前記ノズルから液体を吐出させる液体吐出モードの際は、前記圧力室の容積を、変化させない容積不変化状態よりも縮小させた容積縮小状態から、前記容積不変化状態よりも拡大させた容積拡大状態を経て、再び前記容積縮小状態とすることで液体を吐出させるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、すべての前記ノズルから液体を吐出させず、前記圧力室内の液体を加熱するウォームアップモードの際は、前記圧力室の容積を、前記容積不変化状態と前記容積拡大状態とを交互に繰り返すように変化させる第１のウォームアップ動作、および、前記容積不変化状態と前記容積縮小状態を交互に繰り返すように変化させる第２のウォームアップ動作の少なくとも一方を行わせるように前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、前記圧電アクチュエータは、１層の圧電材料層を有し、前記圧電材料層の一方の面に第４の個別電極および第４の共通電極が、他方の面に第５および第６の共通電極がそれぞれ形成されるものであり、平面的に見て、前記第４の個別電極は、前記圧力室に対し前記圧力室幅方向の中央部に対応する部分を有し、前記第４の共通電極は、前記圧力室に対し前記圧力室幅方向において第４の個別電極の両側部に対応する部分を有し、前記第５の共通電極は、前記第４の個別電極に対応する部分を有し、前記第６の共通電極は、前記圧力室に対し前記圧力室幅方向において前記第５の共通電極の両側部であって前記第４の共通電極に対応する部分を有し、前記制御手段は、前記液体吐出モードでは、前記第５の共通電極をグランド電位とした状態で、前記第４の個別電極および前記第６の共通電極をグランド電位として前記第４の共通電極へ正の電位を付与し、次に、前記第４の個別電極および前記第６の共通電極へ正の電位を付与し、再び前記第４の個別電極および前記第６の共通電極をグランド電位とし、前記ウォームアップモードでは、前記第４の個別電極、前記第５および前記第６の共通電極をグランド電位とした状態で、前記第４の共通電極への正の電位の付与・非付与を繰り返すか、あるいは前記第５の共通電極をグランド電位とした状態で、前記第４の個別電極、前記第４および前記第６の共通電極への正の電位の付与・非付与を繰り返すものであることを特徴とする。
【００２８】
このようにすれば、ウォームアップ動作を無理なく実現することができる。
【００３１】
請求項８に記載のように、請求項１〜７のいずれか１つの液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドは、前記圧力室内の液体の温度の対応する温度を検知する温度検知手段が設けられ、前記液体の温度が設定値以下の場合にのみ、ウォームアップモードに移行することが望ましい。
【００３２】
このようにすれば、圧力室内の液体の温度が設定値以下の場合にのみ、電源の投入により、液体吐出モードに先立ってウォームアップモードに移行するので、圧力室内の液体について加熱が必要な場合のみウォームアップ動作が行われ、節電が図れる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明は、上記のように、液体を加熱するウォームアップモードとして、圧力室の容積を、容積不変化状態と容積拡大状態とを交互に繰り返すように変化させる第１のウォームアップ動作、および、容積不変化状態と容積縮小状態を交互に繰り返すように変化させる第２のウォームアップ動作の少なくとも一方を行うようにしているので、圧電アクチュエータの駆動制御により、液滴を吐出させることなく圧力室内の液体を十分に加熱することが可能となる。よって、液体の温度による影響を回避して、吐出性能を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００３５】
（実施の形態１）
図１（ａ）は本発明に係るインクジェットプリンタの概略構成を示す概略構成図、図（ｂ）は本発明に係るキャビティユニット、圧電アクチュエータおよびフレキシブルケーブル（ＣＯＰ）の関係を示す説明図である。
【００３６】
本発明に係るインクジェットプリンタ１は、図１（ａ）に示すように、インクカートリッジ（図示せず）が搭載されるキャリッジ２の下面に、記録用紙Ｐ（記録媒体）に記録するためのインクジェットプリンタ用ヘッド３（液滴吐出ヘッド）が設けられている。キャリッジ２は、プリンタフレーム４内に設けられるキャリッジ軸５とガイド板（図示せず）とによって支持され、記録用紙Ｐの搬送方向Ａと直交する方向Ｂにおいて往復移動する構成とされている。
【００３７】
図示しない給紙部からＡ方向に搬送される記録用紙Ｐは、プラテンローラ（図示せず）とプリンタ用ヘッド３との間に導入されて、プリンタ用ヘッド３から記録用紙Ｐに向け噴射されるインクにより所定の記録がなされ、その後排紙ローラ６にて排紙される。
【００３８】
また、図１（ｂ）および図２に示すように、プリンタ用ヘッド３は、キャビティユニット１と、圧電アクチュエータ１２とを下側から順に備え、圧電アクチュエータ１２上面側に駆動信号を供給するフレキシブルケーブル１３（信号線）が設けられている。
【００３９】
キャビティユニット１１は、開口を有する複数枚のプレート（プレート材）を積層して形成される積層体１４を含み、その積層体１４の上側には、振動板１５が設けられる一方、下側には、ノズル１６ａを有するノズルプレート１６およびノズル１６ａに対応して貫通穴１７ａを有するスペーサプレート１７を貼り合わせてなるプレートアッセンブリ１８が一体に貼り付けられている。そして、振動板１５の上側に、圧電アクチュエータ１２が設けられている（図１（ｂ）参照）。ここで、振動板１５は、後述する図４（ｃ）に示すように、圧力室１４Ａａを塞ぐ金属プレート部１５ａと、その上側に積層される絶縁層１５ｂとで構成されている。よって、金属プレート部１５ａの上側に絶縁層１５ｂおよび圧電アクチュエータ１２が積層されていることになる。なお、振動板１５は、圧電アクチュエータ１２（圧電材料層１２Ｂ）側の面が絶縁性を有するものであればよく、全体が合成樹脂からなるものを用いることも可能である。
【００４０】
また、図２（ａ）に示すように、キャビティユニット１１の開口１１ａには、インク内に含まれる塵埃などを捕獲するためのフィルタ１９が設けられる。ノズルプレート１６は（積層体１４を構成する）後述のキャビティプレート１４Ａの１つの圧力室１４Ａａにおいて、１つのノズル１６ａがそれぞれ設けられた高分子合成樹脂（例えばポリイミド）プレートである。ノズル１６ａは、高分子合成樹脂プレートにエキシマレーザー加工を施すことにより形成される。
【００４１】
この積層体１４は、図３に示すように、上側から順にキャビティプレート１４Ａ、ベースプレート１４Ｂ、アパチャープレート１４Ｃ、２枚のマニホールドプレート１４Ｄ，１４Ｅ、およびダンパープレート１４Ｆがそれぞれ重ねられたものである。これら６枚のレート１４Ａ〜１４Ｆは、各ノズル１６ａ毎に個別にインク流路が形成されるように位置合わせして積層され、金属拡散接合により固着されている。この積層体１４には、さらに振動板１５が重ねられて金属拡散接合により固着されている。
【００４２】
キャビティユニット１１に形成されるインク流路は、前記積層されたプレート１４Ａ〜１４Ｆ，１６，１７の開口によって形成され、前記インク流路を流れるインクがヘッド３のノズル１６ａから最終的には外部に吐出される。
【００４３】
キャビティプレート１４Ａは、矩形状の金属プレートで、圧力室１４Ａａとなる複数のキャビティが、プレート長手方向に沿って複数列の配列状態で形成されている。これら複数の圧力室１４Ａａ（キャビティ）は、エッチングによりキャビティプレート１４Ａに凹部として形成されている。複数の圧力室１４Ａａ（キャビティ）を塞ぐ状態でキャビティプレート１４Ａの上面側に振動板１５が積層されている。
【００４４】
ベースプレート１４Ｂは、マニホールド１４Ｄａ，１４Ｅａ（共通インク室）から各圧力室１４Ａａへの連通穴１４Ｂａおよび各圧力室１４Ａａから各ノズル１６ａへの連通穴１４Ｂｂがそれぞれ設けられた金属プレートである。アパチャープレート１４Ｃは、それの上面側に凹部流路として、各圧力室１４Ａａとマニホールド１４Ｄａ，１４Ｅａとを連通する連通路１４Ｃａおよび各圧力室１４Ａａからノズル１６ａへの連通穴１４Ｃｂがそれぞれ設けられた金属プレートである。マニホールドプレート１４Ｄ，１４Ｅは、マニホールド１４Ｄａ，１４Ｅａに加えて、各圧力室１４Ａａから各ノズル１６ａへの連通穴４Ｄｂ，１４Ｅｂがそれぞれ設けられた金属プレートである。ダンパープレート１４Ｆは、下面側に凹部として形成されるダンパー室１４Ｆａのほか、各圧力室１４Ａａを各ノズル１６ａに連通する連通穴１４Ｆｂが設けられた金属プレートである。
【００４５】
圧電アクチュエータ１２は、振動板１５上に形成された上下２つの圧電材料層１２Ａ，１２Ｂを有し、それらの圧電材料層１２Ａ，１２Ｂの間に第１の共通電極１２Ｃが設けられ、第１の共通電極１２Ｃが設けられている面と反対側の一方の面側に第１の個別電極１２Ｄが、他方の面側に第２の共通電極１２Ｅがそれぞれ形成されている。平面的に見て、第１の共通電極１２Ｃは、各圧力室１４Ａａに対し圧力室幅方向の中央部に対応する第１の部分１２Ｃａと、その部分１２Ｃａの一側においてそれらに接続され圧力室幅方向に延びる第２の部分１２Ｃｂとを有し、櫛歯状に形成されている。
【００４６】
第１の個別電極１２Ｄは、各圧力室１４Ａａに対応して設けられ、第２の部分１２Ｃｂが設けられている側とは反対側であって圧力室１４Ａａに対応する領域外に、接続端子部が形成されている。第２の共通電極１２Ｅは、前記圧力室幅方向において延びるように設けられている。そして、第１の個別電極１２Ｄおよび第２の共通電極１２Ｅは、前記圧力室幅方向において、第１の共通電極１２Ｃよりも長く形成された部分を有する。
【００４７】
圧電材料層１２Ａ，１２Ｂは、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミック材料からなり、その厚さ方向に分極している。第１の個別電極１２Ｄ（個別電極１２Ｄの端子１２Ｄａを含む）や共通電極１２Ｃ，１２Ｅは、Ａｇ−Ｐｄ系等の金属材料からなるものであり、駆動信号が供給されるフレキシブルケーブル１３の信号線により、後述する駆動回路４９に接続され、この駆動回路４９から各個別電極１２Ｄおよび共通電極１２Ｃ，１２Ｅに対して選択的に駆動電圧が供給される構成とされている。
【００４８】
図６に示すように、各部の寸法は、Ｌ１＝０．５ｍｍ，Ｌ２＝０．３８ｍｍ、Ｌ３＝０．２５ｍｍ，Ｌ４＝０．４ｍｍ，Ｌ５＝０．１ｍｍであり、圧力室１４Ａａの幅方向両側に、個別電極１２Ｄと第２の共通電極１２Ｅとで挟まれる領域（幅０．０６５ｍｍ）が形成される。なお、これらの領域は、図７に示すように、第１の個別電極１２Ｄに正の電位が付与され第２の共通電極１４Ｅをグランド電位としたときに印加される電圧の方向と同じ方向に分極されており、それらの間の領域は、第１の共通電極１２Ｃに正の電位が付与され個別電極１２Ｄおよび第２の共通電極１２Ｅをグランド電位としたときに印加される電圧の方向と同じ方向に分極されている。
続いて、図８および図９を参照して、インクジェットプリンタ１の電気的構成について説明する。
【００４９】
図８に示すように、インクジェットプリンタ１の制御装置は、インクジェットプリンタ１全体の各部を制御するＣＰＵ（１チップマイクロコンピュータ）２１と、ＬＳＩである制御回路２２と、制御プログラムや各種のインクを噴射する駆動波形デーを記憶したＲＯＭ２３と、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４とを備えている。
【００５０】
ＣＰＵ２１は、各種の指令を入力するための操作パネル２５、キャリッジ２を往復走査するキャリッジモータ２６を駆動させるモータドライバ２７、搬送装置を駆動させる搬送モータ２８を駆動させるモータドライバ２９に接続されるほか、記録用紙Ｐの有無を点検するペーパセンサ３０、プリンタ用ヘッド３が原点位置にあることを検出する原点センサ３１やインクカートリッジ（図示せず）が正常な装着状態にあることを検出するインクカートリッジセンサ３２が接続されている。
【００５１】
ＣＰＵ２１，ＲＯＭ２３，ＲＡＭ２４、および制御回路２２は、アドレスバス４１おびデータバス４２を介して接続されている。そして、ＣＰＵ２１は、ＲＯＭ２３に予め記憶されたプログラムにしたがい、記録タイミング信号ＴＳと制御信号ＲＳを生成し、各信号ＴＳ，ＲＳを制御回路２２に転送する。また、制御回路２２は、パーソナルコンピュータ４３などの外部機器からインターフェース４４を介して転送されてくる記録データをイメージメモリ４５に記憶させる。そして、制御回路２２は、パーソナルコンピュータ３などからインターフェース４４を介して転送されてくるデータから、受信割込信号Ｗを生成し、その信号ＷＳをＣＰＵ２１へ転送する。制御回路２２は、記録タイミング信号ＴＳおよび制御信号ＲＳに従い、イメージメモリ４５に記憶されている記録データ基づいて、その記録データを記録用紙Ｐに形成するための記録データ信号ＤＡＴＡ，その記録データ信号ＤＡＴＡと同期する転送クロックＴＣＫ，ストローブ信号ＳＴＢ，駆動信号ＩＣＫを生成し、それら各信号ＤＡＴＡ，ＴＣＫ，ＳＴＢ，ＩＣＫを駆動回路４６へ転送する。
【００５２】
図９は駆動回路４６の内部構成を示すものである。駆動回路４６は、制御回路２２のデータ転送部（図示しない）から転送クロック信号ＴＣＫに同期してシリアル転送されてくる記録データ信号ＤＡＴＡをパラレルデータに変換するシリアルーパラレル変換部５１、この変換されたパラレルデータＤＡＴＡをストローブ信号ＳＴＢにもとづいてラッチするデータラッチ５２、そのパラレルデータＤＡＴＡに基づいて駆動信号ＩＣＫを選択的に出力するＡＮＤゲート５３、出力された駆動信号を所定の電圧に変換し駆動パルスとして出力するドライバ５４とを備える。ドライバ５４から出力した駆動パルスはプリンタ用ヘッド３の個別電極１２Ｄおよび共通電極１２Ｃ，１２Ｅに印加され、圧電材料層１２Ａ，１２Ｂを変位させる。シリアルーパラレル変換部５１や、データラッチ５２やＡＮＤゲート５３およびドライバ５４は、それぞれヘッド３のノズル数にあわせた数が用意されている。駆動信号ＩＣＫは、それぞれＲＯＭ２３に格納されており、プログラム制御に基づいて選択的に読み出される。
【００５３】
続いて、前記制御装置（制御回路２２）にて制御される、プリンタ用ヘッド３の駆動時における駆動動作について説明する。
【００５４】
（インク吐出モード）
インク吐出モードの際には、第１の共通電極１２Ｃには常に正の電位を付与しかつ第２の共通電極１２Ｅを常にグランド電位とした状態で、第１の個別電極１２Ｄに対して付与される電位を変化させることによって，インクをノズル１６ａより吐出させる。
【００５５】
第１の個別電極１２Ｄをグランド電位とすると、圧電材料層１２Ｂの第１の個別電極１２Ｄと第１の共通電極１２Ｃとに挟まれた部分がその面方向に収縮することで、振動板１５が圧力室１４Ａａに対して凸となるようにユニモルフ変形し、圧力室１４Ａａは、図１０（ｂ）に示す、容積不変化状態よりも容積を縮小させた容積縮小状態に変化する。この状態が印字指令を待つ駆動待機状態となる。なお、図１０（ａ）が第１の個別電極１２Ｄ、第１の共通電極１２Ｃおよび第２の共通電極１２Ｅを全てグランド電位とした状態であり、圧力室１４Ａａの容積を変化させない容積不変化状態である。
【００５６】
次いで、第１の個別電極１２Ｄに正の電位が付与されると、圧電材料層１２Ｂにおける第１の個別電極１２Ｄと第１の共通電極１２Ｃとに挟まれた部分は変形せず、圧電材料層１２Ａ,１２Ｂにおける第１の個別電極１２Ｄと第２の共通電極１２Ｅとに挟まれた部分が、それらの面方向に収縮することで、振動板１５が圧力室１４Ａａに対して凹となるようにユニモルフ変形し、圧力室１４Ａａは、図１０（ｂ）に示す容積縮小状態から、図１０（ｃ）に示す、圧力室１４Ａａの容積を前記容積不変化状態よりも拡大させた容積拡大状態になる。これにより、圧力室１４Ａａ内のインクには負の圧力波が生じる。その圧力波が片道伝搬する時間（ＡＬ）が経過して圧力が正に反転したタイミングで、第１の個別電極１２Ｄが再びグランド電位とされると、図１０（ｃ）に示す容積拡大状態から、図１０（ｄ）に示す容積縮小状態になる。すると、圧力波が正に反転したインクに対してさらに正の圧力が重畳されることとなり、インクの圧力はより大きな正の圧力となってノズル１６ａより吐出される。これは、所謂「引きうち」と称される吐出駆動の方法である。
【００５７】
なお、プリンタ用ヘッド３には、具体的に図示していないが、各圧力室１４Ａａ内のインク（液体）の温度の対応する温度を検知する温度検知手段が設けられ、その温度検出手段からの温度信号がＣＰＵ２１に入力され、ＣＰＵ２１での判定において、インクの温度が設定値以下の場合にのみ、ウォームアップモードに移行するようになっている。
【００５８】
（ウォームアップモード）
インクを加熱する場合には、第１の個別電極１２Ｄおよび第２の共通電極１２Ｅをグランド電位とした状態で、第１の共通電極１２Ｃに前記正の電位とグランド電位を交互に付与することで、圧力室１４Ａａの容積を変化させるように圧電アクチュエータ１２を駆動し、圧電アクチュエータ１２を発熱させることで圧力室１４Ａａ内のインクを加熱する（第２のウォームアップ動作）。なお、圧力室１４Ａａを含むプリンタ用ヘッド３のインク流路内を圧力波が片道伝搬する時間をＡＬとしたとき、第１の共通電極１２Ｃへの、正の電位の付与・非付与のタイミングは２ＡＬとし、前記タイミングの点からも液滴が吐出することがないようにしている。
【００５９】
具体的には、第１の個別電極１２Ｄおよび第２の共通電極１２Ｅをグランド電位とした状態で、第１の共通電極１２Ｃに前記正の電位を付与することで、図１１（ａ）に示す容積不変化状態から，図１１（ｂ）に示す容積縮小状態に変化する。続いて、第１の共通電極１２Ｃをグランド電位とすることで、図１１（ｂ）に示す容積縮小状態から、図１１（ｃ）に示す容積不変化状態、即ち図１１（ａ）に示す状態に戻される。このような状態の変化が繰り返されても、加えられる正の圧力の大きさはインク吐出モードに比べて小さいので、インクをノズル１６ａから吐出させることはない。しかし、圧電アクチュエータ１２の変形量（容積不変化状態と比べたときの変形量）は、インク吐出モードにおける変形量と同じであるため、圧電アクチュエータからは十分な発熱がなされる。よって、この発熱を利用してインクを十分に加熱することができる。
【００６０】
また、第２の共通電極１２Ｅをグランド電位とした状態で、第１の個別電極１２Ｄおよび第１の共通電極１２Ｃにほぼ同時に前記正の電位とグランド電位を交互に付与することでも、同様に、圧電アクチュエータ１２を駆動して圧電アクチュエータ１２を発熱させることで、インクを加熱することができる（第１のウォームアップ動作）。
【００６１】
具体的には、第２の共通電極１２Ｅをグランド電位とした状態で、第１の個別電極１２Ｄおよび第１の共通電位１２Ｃにほぼ同時に前記正の電位を付与することで、図１２（ａ）に示す容積不変化状態から、図１２（ｂ）に示す容積拡大状態に変化する。
【００６２】
続いて、第１の個別電極１２Ｄおよび第１の共通電極１２Ｃをグランド電位とすることで、図１２（ｂ）に示す容積拡大状態から，図１２（ｃ）に示す容積不変化状態、即ち図１２（ａ）に示す状態に戻される。このような状態の変化が繰り返されることで、圧電アクチュエータ１２の発熱を利用して、インクをノズル１６ａから吐出させることなくインクを十分に加熱することができる。
【００６３】
第１および第２のウォームアップ動作においては、前記容積不変化状態と、前記容積拡大状態あるいは前記容積縮小状態との間で圧力室１４Ａａの容積が変化するように圧電アクチュエータ１２を駆動するだけで、インク吐出モードにおいてインクを吐出するために必要な圧電アクチュエータ１２の変形動作の一部を利用しているだけにすぎないので、圧電アクチュエータ１２を変形させるものの、インクに加えられる正の圧力の大きさはインク吐出モードの場合に比べて小さくなり、インクをノズル１６ａから吐出させることはない。その一方、圧力室１４Ａａの拡大側に最も変化した状態である容積拡大状態、あるいは圧力室１４Ａａの縮小側に最も変化した状態である容積縮小状態から、容積不変化状態に至る変形を利用しているので、圧電アクチュエータ１２を大きく変形させることができ、圧電アクチュエータ１２を効率よく発熱させて、インクを十分に加熱することができる。
【００６４】
ところで、図３に示すように、圧力室１４Ａａに供給されるインクはマニホールド１４Ｄａ，１４Ｅａに貯留されるようになっており、同一のマニホールドに連通する複数の圧力室１４Ａａが１列あるいは２列に配列されている。このように列状に圧力室１４Ａａが配列されていることから、駆動回路４６（ドライバ５４）からの駆動パルスに基づき、次のように制御することで、複数の圧力室１４Ａａが１つのマニホールドに連通するインク流路全体を考えた場合に、複数の圧力室１４Ａａのうちの一部の圧力室だけについての容積を変化させるようにすれば、インク流路全体についての容積の変化は少なく、誤ってインクを吐出してしまうおそれをより低減することができる。
【００６５】
同一のマニホールドに連通する複数の圧力室１４Ａａが１列に配列されている場合には、ウォームアップモードにおいて、例えば、圧力室１４Ａａの列方向において隣り合う２つの圧力室１４Ａａの一方に第１または第２のウォームアップ動作のいずれか一方を行わせる際に、他方にはいずれのウォームアップ動作も行わせないようにすればよい。また、前記隣り合う２つの前記圧力室の一方に第１のウォームアップ動作を行わせる行う際に、他方には第２のウォームアップ動作を同一周期で行わせるようにすれば、前記圧力室の一方が容積拡大状態にあるとき、他方が容積縮小状態となり、各圧力室での容積変化が相殺されるようになる。
【００６６】
また、同一のマニホールドに連通する複数の圧力室１４Ａａが２列に配列されている場合には、同様に、ウォームアップモードにおいて、例えば、２列のうちの一方の列に属する圧力室に第１または第２のウォームアップ動作のいずれか一方を行わせる際に、他方の列にはいずれのウォームアップ動作も行わせないようにしたり、前記２列のうちの一方の列に属する圧力室に第１のウォームアップ動作を行わせる際に、他方の列には第２のウォームアップ動作を同一周期で行わせるようにすればよい。
【００６７】
また、前述した実施の形態１のほか、次に示す実施の形態２，３のように、圧電アクチュエータにおいて個別電極や共通電極を配置することで、ウォームアップモードにおいて、実施の形態１と同様な制御を行うことも可能である。
【００６８】
（実施の形態２）
図１３および図１４に示すように、圧電アクチュエータ１２’は、振動板１５（絶縁層１５ｂ）上に形成された厚み方向に分極された圧電材料層１２Ｆを有し、前記圧電材料層１２Ｆの上面側（一方の面側）に第２および第３の個別電極１２Ｇ，１２Ｈが、下面側（他方の面側）に第３の共通電極１２Ｋがそれぞれ形成されている。平面的に見て、第２の個別電極１２Ｇは、圧力室１４Ａａに対し前記圧力室幅方向の中央部に対応する部分１２Ｇａを有し、圧力室長手方向の一側に、信号線に接続される接続端子部１２Ｇｂを有する。第３の個別電極１２Ｈは、圧力室１４Ａａに対し前記圧力室幅方向において第２の個別電極１２Ｇの両側部に対応する第１の部分１２Ｈａを有し、圧力室長手方向の他側にそれらを接続する第２の部分１２Ｈｂを有し、この第２の部分１２Ｈｂに信号線に接続される接続端子部１２Ｈｃが形成されている。  また、第３の共通電極１２Ｋは前記圧力室幅方向に延びるように形成され、これにより圧力室１４Ａａに対し前記圧力室幅方向において第２および第３の個別電極１２Ｇ，１２Ｈに対応する部分を有することになる。
【００６９】
そして、インク吐出モードでは、第３の共通電極１２Ｋをグランド電位とした状態で、第２の個別電極１２Ｇ、第３の個別電極１２Ｈに交互に正の電位を付与しつつ、正の電位が付与されていないときはグランド電位を付与することで、図１５（ｂ）の容積縮小状態と、図１５（ｃ）の容積拡大状態とで繰り返し変化させることができ、これにより、第１の実施形態と同じ「引きうち」によりノズル１６ａからインクを吐出させることができる。なお、第２の個別電極１２Ｇに正の電位を付与し第３の個別電極１２Ｈにグランド電位を付与すると、圧電材料層１２Ｆにおける第２の個別電極１２Ｇと第３の共通電極１２Ｋとに挟まれた部分が、その面方向に収縮することで、図１５（ｂ）に示すように、振動板１５が圧力室１４Ａａに凸となるようにユニモルフ変形し、第２の個別電極１２Ｇにグランド電位を付与し第３の個別電極１２Ｈに正の電位を付与すると、圧電材料層１２Ｆにおける第３の個別電極１２Ｈと第３の共通電極１２Ｋとに挟まれた部分が、その面方向に収縮することで、図１５（ｂ）に示すように、振動板１５が圧力室１４Ａａに凹となるようにユニモルフ変形する。また、第２の個別電極１２Ｇと第３の個別電極１２Ｈにグランド電位を付与すると、振動板１５は変形せず、圧力室１４Ａａは図１５（ａ）の容積不変化状態となる。
【００７０】
ウォームアップモードでは、第３の共通電極１２Ｋをグランド電位とした状態で、第２の個別電極１２Ｇに正の電位とグランド電位を交互に付与し、圧電アクチュエータ１２’を駆動することで、図１５（ａ）の容積不変化状態と図１５（ｂ）の容積縮小状態とが交互に繰り返されるように圧電アクチュエータ１２’が駆動され、この駆動により圧電アクチュエータ１２’が発熱して、圧力室１４Ａａ内のインクが加熱される（第２のウォームアップ動作）。
【００７１】
また、第３の共通電極１２Ｋをグランド電位とした状態で、第３の個別電極１２Ｈに正の電位とグランド電位を交互に付与し、圧電アクチュエータ１２’を駆動することで、図１５（ａ）の容積不変化状態と図１５（ｃ）の容積拡大状態とが交互に繰り返されるようにしてもよい（第１のウォームアップ動作）。
【００７２】
前記実施の形態では、前記圧電材料層１２Ｆの上面側に第２および第３の個別電極１２Ｇ，１２Ｈを、下面側に第３の共通電極１２Ｋをそれぞれ形成しているが、逆に、前記圧電材料層１２Ｆの上面側に第３の共通電極１２Ｋを、下面側に第２および第３の個別電極１２Ｇ，１２Ｈをそれぞれ形成することも可能である。
【００７３】
（実施の形態３）
図１６および図１７に示すように、圧電アクチュエータ１２”は、振動板１５（絶縁層１５ｂ）上に形成された厚み方向に分極された圧電材料層１２Ｆと、この圧電材料層１２Ｆの上面に各圧力室１４Ａａの中央部に対応して形成された第４の個別電極１２Ｍと、圧電材料層１２Ｆの上面に形成される第４の共通電極１２Ｎと、圧電材料層１２Ｆの下面に形成される第５および第６の共通電極１２Ｐ，１２Ｑとを備えている。そして、第４の共通電極１２Ｎは、平面的に見て、第４の個別電極１２Ｍを挟んで圧力室幅方向においてそれの両側となり圧力室１４Ａａの外周部に配置される複数の第１の部分１２Ｎａと、それら第１の部分１２Ｎａを圧力室長手方向の一側で相互に接続し圧力室幅方向に延びる第２の部分１２Ｎｂとを有する。
【００７４】
また、第５の共通電極１２Ｐも、平面的に見て、第４の個別電極１２Ｍに対応する第１の部分１２Ｐａと、それら第１の部分１２Ｐａを圧力室長手方向の一側で相互に接続し前記圧力室幅方向に延びる第２の部分１２Ｐｂとを有する。第６の共通電極１２Ｑは、平面的に見て、圧力室幅方向において第５の共通電極１２Ｐの第１の部分１２Ｐａの両側部であって第４の共通電極１２Ｎ（第１の部分１２Ｎａ）に対応する複数の第１の部分１２Ｑａと、それら第１の部分１２Ｑａを圧力室長手方向の他側で相互に接続し圧力室幅方向に延びる第２の部分１２Ｑｂとを有する。そして、平面的に見ると、第４の共通電極１２Ｎ（第１の部分１２Ｎａ）に対応して第６の共通電極１２Ｑ（第１の部分１２Ｑａ）が、第４の個別電極１２Ｍに対応して第５の共通電極１２Ｐ（第１の部分１２Ｐａ）がそれぞれ配置されている。また、各第６の共通電極１２Ｑ（第１の部分１２Ｑａ）は、隣り合う２つの圧力室１４Ａａにわたって設けられている。
【００７５】
この場合、インク吐出モードでは、まず、第６の共通電極１２Ｑ、第４の個別電極１２Ｍおよび第５の共通電極１２Ｐをグランド電位として第４の共通電極１２Ｎへ正の電位を付与する。これにより、圧電材料層１２Ｆの、第４の共通電極１２Ｎと第６の共通電極１２Ｑに挟まれた部分を収縮させることで、振動板１５をユニモルフ変形させて、図１８（ｃ）の容積拡大状態とする。次に、第４の個別電極１２Ｍ、第４および第６の共通電極１２Ｎ，１２Ｑへ正の電位を付与する。これにより、圧電材料層１２Ｆの、第４の個別電極１２Ｍと第５の共通電極１２Ｐに挟まれた部分を収縮させることで、振動板１５をユニモルフ変形させて、図１８（ｃ）の容積拡大状態から図１８（ｂ）の容積縮小状態に変化させる。これにより、第１の実施形態と同じ「引きうち」によりインクを吐出させることができる。なお、第４の個別電極１２Ｍ、第４の共通電極１２Ｎ、第５の共通電極１２Ｐおよび、第６の共通電極１２Ｑを全てグランド電位としたときが、図１８（ａ）に示す容積不変化状態である。
【００７６】
ウォームアップモードでは、図１８（ａ）の容積不変化状態と図１８（ｂ）の容積縮小状態とが交互に繰り返されるように圧電アクチュエータ１２を駆動させると、この駆動により、インクを吐出させることなく、圧電アクチュエータ１２が発熱して、圧力室１４Ａａ内のインクが加熱される（第２のウォームアップ動作）。
【００７７】
また、図１８（ａ）の容積不変化状態と図１８（ｃ）の容積拡大状態とが交互に繰り返されるようにしてもよい（第１のウォームアップ動作）。
【００７８】
前記実施の形態では、圧電材料層１２Ａの上面側に第４の個別電極１２Ｍおよび第４の共通電極１２Ｎを、下面側に第５および第６の共通電極１２Ｐ，１２Ｑをそれぞれ配置するようにしているが、逆に、圧電材料層１２Ａの上面側に第５および第６の共通電極１２Ｐ，１２Ｑを、下面側に第４の個別電極１２Ｍおよび第４の共通電極１２Ｎをそれぞれ配置する構成とすることも可能である。
【００７９】
以上説明した実施の形態は、次のように変更することも可能である。
【００８０】
(i)前記実施の形態は、液滴吐出装置がインクジェットプリンタである場合について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、着色液を微小液滴として塗布、あるいは導電液を吐出して配線パターンを形成するなどする他の液滴吐出装置にも適用することができる。
【００８１】
(ii)本発明は、記録媒体として記録用紙だけでなく、樹脂、布など各種のものを、また吐出する液体としてインクだけでなく、着色液、機能液など各種のものを適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】（ａ）は本発明に係るインクジェットプリンタの概略構成を示す概略構成図、（ｂ）は本発明に係るキャビティユニット、圧電アクチュエータおよびフレキシブルケーブル（ＣＯＰ）の関係を示す説明図である。
【図２】図２（ａ）はキャビティユニットの上側に、圧電アクチュエータを貼り付けた状を示す斜視図、図２（ｂ）はノズルプレートとスペーサプレートを貼り合わせてなるプレートアッセンブリの説明図である。
【図３】（ａ）はキャビティユニットを、構成要素である各プレートに分解し、それらを振動とともに示す図、（ｂ）は接合された状態の図である。
【図４】（ａ）は上面側の圧電材料層の上面側の電極の配置を示す図、（ｂ）は同圧電材料層の下面側の電極の配置を示す図、（ｃ）は断面図である。
【図５】電極を平面的に見た、電極配置の説明図である。
【図６】電極の配置寸法の一例を示す説明図である。
【図７】分極の説明図である。
【図８】インクジェットプリンタの電気制御系を示すブロック図である。
【図９】駆動回路の内部構成の説明図である。
【図１０】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ変形の状態を示す説明図である。
【図１１】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ変形の状態を示す説明図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ変形の状態を示す説明図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ実施の形態２についての図４（ａ）〜（ｃ）と同様の図である。
【図１４】実施の形態２についての図５と同様の図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ実施の形態２についての変形の状態を示す説明図である。
【図１６】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ実施の形態３についての図４（ａ）〜（ｃ）と同様の図である。
【図１７】実施の形態３についての図５と同様の図である。
【図１８】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ実施の形態３についての変形の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８３】
１    インクジェットプリンタ
３    プリンタ用ヘッド
１１    キャビティユニット
１２，１２’，１２”    圧電アクチュエータ
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｆ    圧電材料層
１２Ｃ    第１の共通電極
１２Ｄ    第１の個別電極
１２Ｅ    第２の共通電極
１２Ｇ    第２の個別電極
１２Ｈ    第３の個別電極
１２Ｋ    第３の共通電極
１２Ｍ    第４の個別電極
１２Ｎ    第４の共通電極
１２Ｐ    第５の共通電極
１２Ｑ    第６の共通電極
１４Ａａ    圧力室
１４Ｄａ，１４Ｅａ    マニホールド
１６ａ    ノズル
２２    制御回路
【図１】
0004557030.tif 000002
【図２】
0004557030.tif 000003
【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】
0004557030.tif 000009
【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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