(57)【要約】【課題】高速での駆動が可能であり、かつ、着弾精度を従来よりも向上させることができる、せん断変形を利用したインクジェットヘッドの駆動方法を提供する。【解決手段】インクチャンネルの容積が拡大するように圧電体をせん断変形させる第一の駆動パルスの印加時間をｔ１とし、インクチャンネルの容積が収縮するように圧電体をせん断変形させる第二の駆動パルスの印加時間をｔ２とし、インクチャンネルにおけるインクの流れ方向の長さをＬとし、インクチャンネル内に発生する圧力波の速度をａとし、ｔ２／ｔ１をｋとし、上記駆動パルスの一周期の時間をＴとしたときに、ｔ１＝２Ｌ／ａ、２＜ｋ＜３、かつ、Ｔ≧４７×（２．５−ｋ）２＋３．５×２Ｌ／ａ（μｓ）となるように、インクチャンネルに設けられた電極に駆動パルスを印加する。【選択図】図１
2007268807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクチャンネルに設けられた電極に駆動パルスを印加することにより、上記インクチャンネルに設けられた圧電体をせん断変形させてインクを吐出させるインクジェットヘッドの駆動方法であって、
上記電極に、上記インクチャンネルの容積が拡大するように上記圧電体をせん断変形させる第一の駆動パルスと、上記インクチャンネルの容積が収縮するように上記圧電体をせん断変形させる第二の駆動パルスとを、
上記第一の駆動パルスの印加時間をｔ１とし、第二の駆動パルスの印加時間をｔ２とし、上記インクチャンネルにおけるインクの流れ方向の長さをＬとし、上記インクチャンネル内に発生する圧力波の速度をａとし、ｔ２／ｔ１をｋとし、上記駆動パルスの一周期の時間をＴとしたときに、
ｔ１＝２Ｌ／ａ、
２＜ｋ＜３、かつ、Ｔ≧４７×（２．５−ｋ）２＋３．５×２Ｌ／ａ（μｓ）、
となるように印加してインクを吐出させる駆動パルス印加工程（Ａ）を含むことを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項２】
上記駆動パルス印加工程（Ａ）の前に、上記電極に、上記第一の駆動パルスと第二の駆動パルスとを、
ｔ１＝２Ｌ／ａ、
ｋ＝２、
となるように印加してインクを吐出させる駆動パルス印加工程（Ｂ）を備え、
上記インクを２滴以上連続して吐出するとき、インクを吐出させる駆動パルスの印加開始時には上記駆動パルス印加工程（Ｂ）を行い、上記駆動パルスの印加開始から二周期目以降に、上記駆動パルス印加工程（Ｂ）から上記駆動パルス印加工程（Ａ）に移行することを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項３】
上記駆動パルス印加工程（Ａ）の前に、少なくとも１回以上、インクを吐出させない駆動パルスを印加する駆動パルス印加工程（Ｃ）を備えていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項４】
上記インクジェットヘッドが、上記インクチャンネルにおけるインクの吐出面とは反対側の端部に、上記インクチャンネル内で発生する圧力波を減衰させる狭隙領域を備えている場合、上記第一の駆動パルスと第二の駆動パルスとは、上記狭隙領域における上記インクの吐出面側の端部を起点とするインクチャンネルのインクの流れ方向の長さを上記Ｌとして設定されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項５】
インクチャンネルに設けられた電極に駆動パルスを印加することにより、上記インクチャンネルに設けられた圧電体をせん断変形させてインクを吐出させるインクジェットヘッドと、上記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給部と、上記インクジェットヘッドを駆動するインクジェットヘッド駆動制御部とを備えたインクジェット装置において、
上記インクジェットヘッド駆動制御部は、上記電極に、上記インクチャンネルの容積が拡大するように上記圧電体をせん断変形させる第一の駆動パルスと、上記インクチャンネルの容積が収縮するように上記圧電体をせん断変形させる第二の駆動パルスとを、
上記第一の駆動パルスの印加時間をｔ１とし、第二の駆動パルスの印加時間をｔ２とし、上記インクチャンネルにおけるインクの流れ方向の長さをＬとし、上記インクチャンネル内に発生する圧力波の速度をａとし、ｔ２／ｔ１をｋとし、上記駆動パルスの一周期の時間をＴとしたときに、
ｔ１＝２Ｌ／ａ、
２＜ｋ＜３、かつ、Ｔ≧４７×（２．５−ｋ）２＋３．５×２Ｌ／ａ（μｓ）、
となるように印加することを特徴とするインクジェット装置。
【請求項６】
上記インクジェットヘッドから２滴以上インクを連続して吐出する場合、上記インクジェットヘッド駆動制御部は、上記電極に、上記第一の駆動パルスと第二の駆動パルスとを、インクを吐出させる駆動パルスの印加開始時には、
ｔ１＝２Ｌ／ａ、
ｋ＝２、
であり、上記駆動パルスの印加開始から二周期目以降に、
ｔ１＝２Ｌ／ａ、
２＜ｋ＜３、かつ、Ｔ≧４７×（２．５−ｋ）２＋３．５×２Ｌ／ａ（μｓ）、
となるように印加することを特徴とする請求項５記載のインクジェット装置。
【請求項７】
上記インクジェットヘッド駆動制御部は、上記電極に、少なくとも１回以上、インクを吐出させない駆動パルスを印加した後、上記第一の駆動パルスと第二の駆動パルスとを、
ｔ１＝２Ｌ／ａ、
２＜ｋ＜３、かつ、Ｔ≧４７×（２．５−ｋ）２＋３．５×２Ｌ／ａ（μｓ）、
となるように印加してインクを吐出させることを特徴とする請求項５記載のインクジェット装置。
【請求項８】
上記インクチャンネルは、インクの吐出面を前面としたときに側面に相当する面が、該インクチャンネルを構成する溝部が設けられたベース部材と、上記溝部を覆うカバー部材とで囲まれており、
上記カバー部材には、上記インクチャンネルにおけるインクの吐出面とは反対側の端部に、上記インクチャンネル内で発生する圧力波を減衰させる狭隙領域が設けられているとともに、
上記インクジェットヘッド駆動制御部は、上記第一の駆動パルスおよび第二の駆動パルスとして、上記狭隙領域における上記インクの吐出面側の端部を起点とするインクチャンネルのインクの流れ方向の長さを上記Ｌとするパルスを上記電極に印加することを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載のインクジェット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクチャンネル内に設けられた電極に電圧を印加することにより、インクチャンネル内に圧力波を発生させてインクを吐出させるインクジェット装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、インクジェット装置は、プリンタ用途以外にも、カラーフィルタの製造や配線材料の描画、有機ＥＬ（Electro Luminescence）発光素子の製造等、その特徴であるオンデマンド記録特性を活かした応用開発が盛んに行われている。
【０００３】
これら用途に使用されるインクジェット装置は、インクの吐出方式で二つに大別できる。一つは、熱エネルギーを圧力発生に用いるサーマルジェット方式であり、もう一つは、圧電材料を圧力発生に用いる圧電ピエゾ方式である。
【０００４】
しかしながら、サーマルジェット方式は、インクの耐久性に対する要求が厳しく、またヒータの長寿命化が困難であり、消費電力も大きいといった問題を有している。
【０００５】
一方、圧電ピエゾ方式の一つであるカイザー方式は、小型化が困難であり、高密度化には適さないといった問題を有している。
【０００６】
そこで、このような問題を解決する方式として、圧電材料のせん断変形を利用したインクジェット方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
この方式は、圧電材料からなるインクチャンネル壁に形成した電極に電圧を印加することにより、圧電材料の分極方向と直交する方向に電界を加え、インクチャンネル壁をせん断変形させて、その際に発生する圧力波の変動を利用してインクチャンネル内のインクを吐出させるものであり、高密度化、低消費電力化、高周波数駆動化に適している。
【０００８】
このようなせん断変形を利用したインクジェットヘッドの一般的な構造について、図１０を参照して以下に説明する。
【０００９】
なお、以下の説明では、インク吐出面（ノズルプレート面）をインクジェットヘッドの前面として説明する。
【００１０】
図１０は、せん断変形を利用したインクジェットヘッドを、該インクジェットヘッドのインク吐出面（ノズルプレート面）を前面として、側面方向から見たときの該インクジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。
【００１１】
図１０に示すように、インクジェットヘッド１０１は、圧電材料からなるベース部材１０２（基体）と、カバー部材１０３と、ノズルプレート１０４とを備えている。
【００１２】
ベース部材１０２には複数の溝部１０５が形成されており、ベース部材１０２とカバー部材１０３とが接着されることにより、溝部１０５の一部がインクチャンネル１０６となる。
【００１３】
カバー部材１０３には、該カバー部材１０３とベース部材１０２とを接着したときに上記カバー部材１０３におけるベース部材１０２との対向面に空間が生じるように、溝部１０５の深さ方向（略垂直方向）に切削加工が施されている。この切削加工により形成された空間が共通インク室１０７となる。
【００１４】
また、溝部１０５の壁面には電極１０８が形成されている。この電極１０８に電圧を印加することにより、インクチャンネル１０６内に圧力変動が生じ、圧力波が発生する。この圧力波により、インクチャンネル１０６内のインクが、ノズルプレート１０４に加工されたノズル孔１０９からインク滴１１０となって吐出される。
【００１５】
次に、せん断変形を利用した上記インクジェットヘッド１０１において、インクが吐出される際の圧電材料の動きについて、図１１（ａ）〜（ｃ）を参照して以下に説明する。
【００１６】
図１１（ａ）〜（ｃ）は、図１０に示すインクジェットヘッド１０１のＣ−Ｃ線断面を前面から見たときの要部の概略構成を示している。図１１（ａ）は、電極１０８に電圧を印加していないときの図１０に示すインクジェットヘッド１０１のＣ−Ｃ線矢視断面図であり、図１１（ｂ）は、電極１０８に、インクチャンネル１０６の容積が拡大する電圧を印加したときの図１０に示すインクジェットヘッド１０１のＣ−Ｃ線矢視断面図である。また、図１１（ｃ）は、電極１０８に、インクチャンネル１０６の容積が収縮する電圧を印加したときの図１０に示すインクジェットヘッド１０１のＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【００１７】
なお、以下の説明においては、図１１（ａ）〜（ｃ）において“Ｑ”で示すインクチャンネル１０６（以下、「インクチャンネルＱ」と記す）内の電極１０８にのみ、電圧が印加されるものとして説明する。
【００１８】
図１１（ａ）に示すように、上記ベース部材１０２は、その厚さ方向に、矢印にて示すような逆向きの分極処理が施されている。このため、上記インクジェットヘッド１０１は、上記電極１０８に電圧を印加して電位差を与えることにより、図１１（ｂ）に示すようにインクチャンネルＱの容積を拡大させたり、図１１（ｃ）に示すようにインクチャンネルＱの容積を収縮させたりしてインクチャンネルＱ内に圧力波を発生させ、その影響によりインクを吐出させる。
【００１９】
したがって、インクの吐出には、インクチャンネルＱ、すなわち、インクチャンネル１０６の容積の増減、圧力波の発生を効率良く行うことが重要である。
【００２０】
このため、インクチャンネル１０６の容積の増減や圧力波の発生を効率良く行うための駆動パルスの印加方法が種々提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００２１】
図１２は、せん断変形を利用した上記インクジェットヘッド１０１の電極１０８に印加する駆動パルスの一例を示す波形図である。
【００２２】
一般的に、上記インクジェットヘッド１０１の駆動方法は、インクチャンネル１０６内に発生する圧力波の伝播を利用し、第一の駆動パルスとして、インクチャンネル１０６の容積が拡大するパルスを印加した後、続いて、第二の駆動パルスとして、インクチャンネル１０６の容積が収縮するパルスを印加する。
【００２３】
上記第一の駆動パルスおよび第二の駆動パルスは、圧力波の周期に合わせて印加される。具体的には、第一の駆動パルスの印加時間ｔ１を、圧力波の周期の半分の長さとし、第二の駆動パルスの印加時間ｔ２を、ｔ１の２倍に設定すると、効率良くインクを吐出することができる。
【００２４】
特許文献２によれば、図１２に示すようにインクチャンネル１０６の長さをＬとし、圧力波の速度をａとしたとき、圧力波の周期の半分は２Ｌ／ａとなるため、ｔ１＝２Ｌ／ａのときに、効率良くインクを吐出できることになる。
【００２５】
また、近年、インクジェット法は、カラーフィルタの製造や配線材料の描画、有機ＥＬ発光素子の製造等、各種デバイスの製造への応用が広がるとともに、その処理速度の高速化が要求されている。
【００２６】
処理速度を上げるためには、インクを繰り返し吐出させる速度、つまり駆動周波数の向上が必要となる。しかも、上記したインクジェット方式の各種デバイスの製造への応用においては、インク吐出量の安定化、インク着弾精度の向上に対する要求は、一段と厳しいものとなっている。
【００２７】
そこで、安定した高周波数駆動を行うため、特許文献２にて開示された駆動パルスの他にも、様々な駆動パルスによる駆動が提案されている。
【００２８】
例えば、特許文献３では、駆動パルスの印加周期を、圧力波の周期から実質的にずれるように設定している。
【００２９】
また、特許文献４では、第一の駆動パルスの印加時間ｔ１を、インクチャンネルの長さをＬとし、圧力波の速度をａとしたとき、ｔ１＝Ｌ／ａと設定し、第二の駆動パルスの印加時間ｔ２を、ｔ１の１〜１．５倍に設定している。
【特許文献１】特開昭６３−２４７０５１号公報（公開日：昭和６３年１０月１３日）
【特許文献２】特許第２９６９５７０号公報（登録日：平成１１年８月２７日）
【特許文献３】特開２００１−３１５３３０号公報（公開日：平成１３年１１月１３日）
【特許文献４】特開２００４−８２５５１号公報（公開日：平成１６年３月１８日）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
しかしながら、本願発明者らが、飛翔観測システムを用いて、ストロボの発光タイミングと駆動パルスとを同期させ、詳細に吐出液滴の飛翔状態を観察した結果、従来の駆動方法では、何れも、駆動波形の一周期の時間が短くなる（周波数が上がる）につれ、吐出液滴が、吐出方向に対して直交面内の方向に揺らぐことが判った。
【００３１】
そして、この結果、高周波数駆動時においては、低周波数駆動時よりも着弾精度が悪くなるという問題が発生することが判った。
【００３２】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、せん断変形を利用したインクジェットヘッドの駆動方法並びにインクジェット装置において、高速での駆動が可能であり、かつ、着弾精度を従来よりも向上させることができるインクジェットヘッドの駆動方法並びに該駆動方法によって駆動されるインクジェット装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
本発明にかかるインクジェットヘッドの駆動方法は、インクチャンネルに設けられた電極に駆動パルスを印加することにより、上記インクチャンネルに設けられた圧電体をせん断変形させてインクを吐出させるインクジェットヘッドの駆動方法であって、上記電極に、上記インクチャンネルの容積が拡大するように上記圧電体をせん断変形させる第一の駆動パルスと、上記インクチャンネルの容積が収縮するように上記圧電体をせん断変形させる第二の駆動パルスとを、上記第一の駆動パルスの印加時間をｔ１とし、第二の駆動パルスの印加時間をｔ２とし、上記インクチャンネルにおけるインクの流れ方向の長さをＬとし、上記インクチャンネル内に発生する圧力波の速度をａとし、ｔ２／ｔ１をｋとし、上記駆動パルスの一周期の時間をＴとしたときに、
ｔ１＝２Ｌ／ａ、
２＜ｋ＜３、かつ、Ｔ≧４７×（２．５−ｋ）２＋３．５×２Ｌ／ａ（μｓ）、
となるように印加してインクを吐出させる駆動パルス印加工程（Ａ）を含むことを特徴としている。
【００３４】
また、本発明にかかるインクジェット装置は、上記課題を解決するために、インクチャンネルに設けられた電極に駆動パルスを印加することにより、上記インクチャンネルに設けられた圧電体をせん断変形させてインクを吐出させるインクジェットヘッドと、上記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給部と、上記インクジェットヘッドを駆動するインクジェットヘッド駆動制御部とを備えたインクジェット装置において、上記インクジェットヘッド駆動制御部は、上記電極に、上記インクチャンネルの容積が拡大するように上記圧電体をせん断変形させる第一の駆動パルスと、上記インクチャンネルの容積が収縮するように上記圧電体をせん断変形させる第二の駆動パルスとを、上記第一の駆動パルスの印加時間をｔ１とし、第二の駆動パルスの印加時間をｔ２とし、上記インクチャンネルにおけるインクの流れ方向の長さをＬとし、上記インクチャンネル内に発生する圧力波の速度をａとし、ｔ２／ｔ１をｋとし、上記駆動パルスの一周期の時間をＴとしたときに、
ｔ１＝２Ｌ／ａ、
２＜ｋ＜３、かつ、Ｔ≧４７×（２．５−ｋ）２＋３．５×２Ｌ／ａ（μｓ）、
となるように印加することを特徴としている。
【００３５】
実験の結果、上記電極に、上記条件の駆動パルスを印加することで、インクの吐出方向に対して直交面内におけるインクの吐出の揺らぎを抑制することができ、かつ非吐出インクチャンネルからのインクの溢れを抑制することができることが判った。
【００３６】
このため、上記の各構成によれば、高周波駆動時においても、インクの吐出方向に対する直交面内の揺らぎや、非吐出インクチャンネルからのインクの溢れを抑制することができ、従来よりもインクの吐出安定性を向上させることができる。よって、高周波駆動時における着弾精度を、従来よりも向上させることができる。したがって、上記の構成によれば、高速での駆動が可能であり、かつ、着弾精度を従来よりも向上させることができるインクジェットヘッドの駆動方法を提供することができる。また、該駆動方法によって駆動され、高速での駆動が可能であり、かつ、着弾精度が高いインクジェット装置を提供することができる。
【００３７】
上記インクジェットヘッドの駆動方法は、上記駆動パルス印加工程（Ａ）の前に、上記電極に、上記第一の駆動パルスと第二の駆動パルスとを、
ｔ１＝２Ｌ／ａ、
ｋ＝２、
となるように印加してインクを吐出させる駆動パルス印加工程（Ｂ）を備え、上記インクを２滴以上連続して吐出するとき、インクを吐出させる駆動パルスの印加開始時には上記駆動パルス印加工程（Ｂ）を行い、上記駆動パルスの印加開始から二周期目以降に、上記駆動パルス印加工程（Ｂ）から上記駆動パルス印加工程（Ａ）に移行する方法であることが好ましい。
【００３８】
また、上記インクジェット装置において、上記インクジェットヘッド駆動制御部は、上記インクジェットヘッドから２滴以上インクを連続して吐出する場合、上記インクジェットヘッド駆動制御部は、上記電極に、上記第一の駆動パルスと第二の駆動パルスとを、インクを吐出させる駆動パルスの印加開始時には、
ｔ１＝２Ｌ／ａ、
ｋ＝２、
であり、上記駆動パルスの印加開始から二周期目以降に、
ｔ１＝２Ｌ／ａ、
２＜ｋ＜３、かつ、Ｔ≧４７×（２．５−ｋ）２＋３．５×２Ｌ／ａ（μｓ）、
となるように印加することが好ましい。
【００３９】
上記の各構成によれば、上記インクを２滴以上連続して吐出する際の駆動パルスとして、インクを吐出させる駆動パルスの印加開始時には、上記ｋの値が、ｋ＝２の駆動パルスで吐出を行い、二周期目以降に２＜ｋ＜３の範囲の駆動パルスに変えるので、初期から２＜ｋ＜３の駆動パルスで上記インクを連続吐出させた場合に生じる２滴目の吐出液滴の分裂に起因する着弾精度の低下を防ぎ、より着弾精度を向上させることができるという効果を奏する。
【００４０】
また、上記インクジェットヘッドの駆動方法は、上記駆動パルス印加工程（Ａ）の前に、少なくとも１回以上、インクを吐出させない駆動パルスを印加する駆動パルス印加工程（Ｃ）を備えていることが好ましい。
【００４１】
つまり、上記インクジェット装置におけるインクジェットヘッド駆動制御部は、上記電極に、少なくとも１回以上、インクを吐出させない駆動パルスを印加した後、上記第一の駆動パルスと第二の駆動パルスとを、
ｔ１＝２Ｌ／ａ、
２＜ｋ＜３、かつ、Ｔ≧４７×（２．５−ｋ）２＋３．５×２Ｌ／ａ（μｓ）、
となるように印加してインクを吐出させる構成であることが好ましい。
【００４２】
上記の各構成によれば、上記電極に、少なくとも１回以上、インクが吐出しない駆動パルスを印加して上記インクチャンネル内に圧力波を発生させ、このインクチャンネル内に圧力波が発生した状態で、上記関係式を満足する駆動パルスによりインクの吐出を行うので、インクチャンネル内に圧力波が存在しない静定時から上記関係式を満足する駆動パルスで上記インクを連続吐出させた場合に生じる２滴目の吐出液滴の分裂に起因する着弾精度の低下を防ぎ、より着弾精度を向上させることができるという効果を奏する。
【００４３】
また、上記の各構成によれば、インク吐出前の駆動パルスにより発生する圧力波の影響により、上記インクジェットヘッドにおけるインク吐出孔のインク面が変動することで、乾燥により増粘したインク吐出孔近傍のインクを撹拌することができるため、駆動初期の増粘インクによる吐出速度の低下や吐出体積の変動を抑制することができ、吐出安定性を向上させることができるという効果を併せて奏する。
【００４４】
また、上記インクジェットヘッドの駆動方法は、上記インクジェットヘッドが、上記インクチャンネルにおけるインクの吐出面とは反対側の端部に、上記インクチャンネル内で発生する圧力波を減衰させる狭隙領域を備えている場合、上記第一の駆動パルスと第二の駆動パルスとは、上記狭隙領域における上記インクの吐出面側の端部を起点とするインクチャンネルのインクの流れ方向の長さを上記Ｌとして設定されることが好ましい。
【００４５】
つまり、上記インクジェット装置において、上記インクチャンネルは、インクの吐出面を前面としたときに側面に相当する面が、該インクチャンネルを構成する溝部が設けられたベース部材と、上記溝部を覆うカバー部材とで囲まれており、上記カバー部材には、上記インクチャンネルにおけるインクの吐出面とは反対側の端部に、上記インクチャンネル内で発生する圧力波を減衰させる狭隙領域が設けられているとともに、上記インクジェットヘッド駆動制御部は、上記第一の駆動パルスおよび第二の駆動パルスとして、上記狭隙領域における上記インクの吐出面側の端部を起点とするインクチャンネルのインクの流れ方向の長さを上記Ｌとするパルスを上記電極に印加する構成であることが好ましい。
【００４６】
上記の各構成によれば、上記カバー部材に上記狭隙領域が設けられていることで、該狭隙領域において、インク吐出時に発生する圧力波が減衰されることから、インク吐出時に発生する圧力波に起因する各種制限が緩和され、インクの吐出周期を短縮させる等、駆動パルスの駆動波形を最適に設定することができる。そして、このとき、上記第一の駆動パルスおよび第二の駆動パルスとして、上記狭隙領域における上記インクの吐出面側の端部を起点とするインクチャンネルのインクの流れ方向の長さをＬとして上記関係式を満足するパルスを上記電極に印加することで、直前のインクの吐出時に発生する圧力波によるメニスカスの残留振動を抑え、次の吐出への影響を小さくすることができるので、より高速かつ安定したインクの吐出を行うことができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００４７】
本発明にかかるインクジェットヘッドの駆動方法は、以上のように、インクチャンネルに設けられた電極に駆動パルスを印加することにより、上記インクチャンネルに設けられた圧電体をせん断変形させてインクを吐出させるインクジェットヘッドの駆動方法であって、上記電極に、上記インクチャンネルの容積が拡大するように上記圧電体をせん断変形させる第一の駆動パルスと、上記インクチャンネルの容積が収縮するように上記圧電体をせん断変形させる第二の駆動パルスとを、上記第一の駆動パルスの印加時間をｔ１とし、第二の駆動パルスの印加時間をｔ２とし、上記インクチャンネルにおけるインクの流れ方向の長さをＬとし、上記インクチャンネル内に発生する圧力波の速度をａとし、ｔ２／ｔ１をｋとし、上記駆動パルスの一周期の時間をＴとしたときに、
ｔ１＝２Ｌ／ａ、
２＜ｋ＜３、かつ、Ｔ≧４７×（２．５−ｋ）２＋３．５×２Ｌ／ａ（μｓ）、
となるように印加してインクを吐出させる駆動パルス印加工程（Ａ）を含む方法である。
【００４８】
また、本発明にかかるインクジェット装置は、以上のように、インクチャンネルに設けられた電極に駆動パルスを印加することにより、上記インクチャンネルに設けられた圧電体をせん断変形させてインクを吐出させるインクジェットヘッドと、上記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給部と、上記インクジェットヘッドを駆動するインクジェットヘッド駆動制御部とを備えたインクジェット装置において、上記インクジェットヘッド駆動制御部は、上記電極に、上記インクチャンネルの容積が拡大するように上記圧電体をせん断変形させる第一の駆動パルスと、上記インクチャンネルの容積が収縮するように上記圧電体をせん断変形させる第二の駆動パルスとを、上記第一の駆動パルスの印加時間をｔ１とし、第二の駆動パルスの印加時間をｔ２とし、上記インクチャンネルにおけるインクの流れ方向の長さをＬとし、上記インクチャンネル内に発生する圧力波の速度をａとし、ｔ２／ｔ１をｋとし、上記駆動パルスの一周期の時間をＴとしたときに、
ｔ１＝２Ｌ／ａ、
２＜ｋ＜３、かつ、Ｔ≧４７×（２．５−ｋ）２＋３．５×２Ｌ／ａ（μｓ）、
となるように印加する構成である。
【００４９】
上記の各構成によれば、高周波駆動時においても、吐出液滴が吐出方向に対する直交面内の揺らぎや、非吐出インクチャンネルからのインクの溢れを抑制することができ、従来よりもインクの吐出安定性を向上させることができるので、高周波駆動時における着弾精度を、従来よりも向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
〔実施の形態１〕
本発明にかかる実施の一形態について図１ないし図７に基づいて説明すれば以下の通りである。
【００５１】
図２は、本実施の形態にかかるインクジェット装置の概略構成を示すブロック図である。
【００５２】
本実施の形態にかかるインクジェット装置７０は、図２に示すように、インク滴を吐出（噴射）するインクジェットヘッド１と、該インクジェットヘッド１を駆動するインクジェットヘッド駆動回路３１（インクジェットヘッド駆動部）と、上記インクジェットヘッド１にインクを供給するインク供給部５１と、制御部６１とを備えている。
【００５３】
また、上記インクジェットヘッド駆動回路３１は、上記インクジェットヘッド１に印加される駆動パルス（駆動電圧）を制御する駆動パルス制御回路３２（インクジェットヘッド駆動制御部、駆動パルス制御部）を備えている。
【００５４】
上記インクジェット装置７０は、例えば、インクジェットプリンタの他、カラーフィルタの製造のための装置、配線材料の描画や、有機ＥＬ（Electro Luminescence）発光素子の製造のための装置等、その特徴であるオンデマンド記録特性を活かした用途に使用される。
【００５５】
上記インクジェット装置７０が、例えばインクジェットプリンタである場合、上記制御部６１は、例えば、図示しない画像処理部や駆動系制御部、インターフェイス部、メモリ等を備え、例えば、上記画像処理部で生成された画像データに基づく信号が、上記インクジェットヘッド駆動回路３１に入力され、この信号に基づいて、上記インクジェットヘッド１が駆動される。
【００５６】
以下に、まず、本実施の形態にかかる上記インクジェットヘッド１の構成について、図３、図４、および図５（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。なお、以下の説明では、インク吐出面（ノズルプレート面）をインクジェットヘッドの前面として説明する。
【００５７】
図３は、本実施の形態にかかるインクジェット装置におけるインクジェットヘッドの要部の概略構成を模式的に示す斜視図である。図４は、図３に示すインクジェットヘッドのＡ−Ａ線矢視断面図であり、より具体的には、本実施の形態にかかるインクジェット装置におけるインクジェットヘッドを、該インクジェットヘッドのインク吐出面（ノズルプレート面）を前面として、側面方向から見たときの該インクジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。また、図５（ａ）〜（ｃ）は、図４に示すインクジェットヘッドのＢ−Ｂ線矢視断面図であり、図４に示すＢ−Ｂ線断面を前面から見たときの要部の概略構成を示している。
【００５８】
図３および図４に示すように、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１は、ベース部材２（基体）と、カバー部材３と、ノズルプレート４とを備えている。
【００５９】
ベース部材２には、その上面に、複数の溝部５が、互いに平行に形成されている。この溝部５を覆うようにベース部材２上にカバー部材３が接着されることにより、溝部５の一部が、インクチャンネル６として用いられる。
【００６０】
上記ベース部材２は、少なくとも一部が圧電材料（圧電体）で形成されている。これにより、各溝部５は、少なくとも一部が圧電材料で形成されたインクチャンネル壁２３（隔壁）により分離されている。また、溝部５の上面、つまり、溝部５によって形成される空間により構成されるインクチャンネル６の上面は、上記したようにベース部材２上にカバー部材３が接着されることにより、カバー部材３によって閉塞されている。このように、圧力発生室（圧力発生領域）となる上記インクチャンネル６は、その前面側および背面側を除く四方が、上記ベース部材２とカバー部材３とで囲まれているため、インクの吐出に必要な圧力を発生させることができる。
【００６１】
上記インクジェットヘッド１の前面にはノズルプレート４が設けられている。上記ノズルプレート４には、インクチャンネル６に連通するノズル孔９（インク吐出孔）が形成されている。上記インクチャンネル６の前面は、このノズル孔９が形成されたノズルプレート４によって、ノズル孔９との対向領域を除く領域が閉塞されている。また、上記インクチャンネル６の後部には、導電性樹脂層１２が設けられた外部電極１３が設けられている。これにより、上記インクチャンネル６の背面は、上記外部電極１３により閉塞されている。
【００６２】
また、上記上記インクチャンネル６の上面を覆うカバー部材３には、上記カバー部材３とベース部材２とを接着したときに上記カバー部材３におけるベース部材２との対向面に空間が生じるように、溝部５の深さ方向（略垂直方向）に、２段階の段加工（切削加工）がなされている。すなわち、上記カバー部材３には、ベース部材２との対向面に、ベース部材２との対向面からの深さが異なる２つの段差が連続して設けられている。
【００６３】
この１段目の段差により生じる空間（溝部）、つまり、上記ベース部材２に設けられた溝部５の上面と、カバー部材３に設けられた１段目の段差によって形成される溝部とで囲まれた空間が狭隙部１１となる。また、１段目の段差よりも段差が大きい２段目の段差により生じる空間（溝部）、つまり、上記ベース部材２に設けられた溝部５の上面と、カバー部材３に設けられた２段目の段差によって形成される溝部とで囲まれた空間が共通インク室７となる。これら共通インク室７、狭隙部１１は、上記カバー部材３の後部に、インクの吐出方向に沿って、背面側からこの順に設けられている。
【００６４】
共通インク室７には、図４に示すように、図２に示すインク供給部５１（インクタンク）に接続されたインク供給口７ａが設けられている。インク供給部５１からインク供給口７ａを介して共通インク室７に供給されたインクは、インクチャンネル６に充填された後、上記ノズル孔９から噴射（吐出）される。
【００６５】
インクチャンネル６の壁面には電極８が形成されている。この電極８に電圧を印加すると、インクチャンネル６内に圧力変動が生じ、インクチャンネル壁２３にせん断変形を生じる。この結果、インクチャンネル６内に圧力波が発生する。この圧力波により、インクチャンネル６内のインクは、ノズルプレート４に加工されたノズル孔９から、インク滴１０となって吐出される。
【００６６】
また、図３および図４に示すように、本実施の形態において、上記電極８は、インクチャンネル６の側壁（インクチャンネル壁２３）に設けられている。上記電極８は、溝部５毎、つまり、各インクチャンネル６毎に絶縁されている。このため、上記電極８は、各溝部５に対し、各々、異なる電圧を印加することが可能となっている。
【００６７】
該電極８は、導電性樹脂層１２を介して、該インクジェットヘッド１背面の外部電極１３に接続されている。このため、この外部電極１３に、図２に示す駆動パルス制御回路３２から上記駆動パルスを印加することにより、上記電極８に電圧が印加され、上記インクチャンネル６内に圧力波が発生する。
【００６８】
ここで、本実施の形態にかかる上記インクジェットヘッド１における各構成要素の設計について、より具体的に説明する。
【００６９】
上記したように、上記ベース部材２は、上記インクチャンネル６を構成する溝部５の底壁並びにインクチャンネル壁２３に用いられている。本実施の形態にかかる上記ベース部材２は、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、第１の圧電材料からなる層（圧電体、以下、「第１圧電材料層２１」と記す）と、第２の圧電材料からなる層（圧電体、以下、「第２圧電材料層２２」と記す）とが、互いの分極方向が反対の向きとなるように接着されることにより構成されている。上記ベース部材２の材料としては、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）が用いられる。
【００７０】
一方、カバー部材３の材料としては、例えば、分極処理を施していないＰＺＴが用いられる。但し、本実施の形態にかかるベース部材２およびカバー部材３の材料としては、これに限定されるものではない。上記ベース部材２およびカバー部材３の材料としては、例えば、ＰＺＴの他に、アルミナ、サス等の圧電材料を用いることができる。
【００７１】
また、上記ベース部材２に設けられる溝部５は、ダイヤモンドブレード等を用いた切削加工により形成される。このため、溝部５の幅は、加工手段の部材の幅によって決定される。溝部５の長さや深さ、間隔は、加工手段のパラメータ設定によって決定される。本実施の形態では、溝部５の幅（図４中、Ｄ１にて示す）を９０μｍ、溝部５・５間の間隔（図４中、Ｄ２にて示す）を１６９．３μｍにて加工した。
【００７２】
また、本実施の形態では、カバー部材３におけるベース部材２との対向面に対し、１５μｍの段差Ｄ３（溝部）が生じるように１段目の段加工（切削加工）を行うことで、狭隙部１１を形成した。また、カバー部材３におけるベース部材２との対向面に対し、２００μｍの段差Ｄ４（溝部）が生じるように２段目の段加工（切削加工）を行うことで、共通インク室７を形成した。
【００７３】
本実施の形態では、上記狭隙部１１（狭隙領域）におけるノズルプレート４側端部から上記ノズルプレート４までのインクチャンネル６の長さ（つまり、上記インクチャンネル６の上記ノズルプレート４との接触面の法線方向の長さ、言い換えれば、上記インクジェットヘッド１における圧力発生領域のインクの流れ方向の長さ）Ｌ’を１２００μｍとし、狭隙部１１の長さＤ５を３００μｍとした。
【００７４】
上記インクチャンネル６の前面を覆うノズルプレート４は、ポリイミドフィルム等の樹脂フィルム上面に、インクに対し撥液性を有する膜を形成した後、その背面からエキシマレーザ等によるレーザ加工でノズル孔９を穿孔することにより形成される。上記ノズルプレート４におけるノズル孔９の直径は、レーザの集光状態並びにパワー密度により調整が可能である。本実施の形態において、上記ノズル孔９の直径は、撥液膜面側で２４〜２５μｍである。
【００７５】
但し、上記ノズルプレート４の材料としては、ポリイミドフィルム等の樹脂フィルムに限定されるものではなく、例えば、ステンレス板等の金属材料を用いることもできる、ノズルプレート４材料としてステンレス板等の金属材料を用いる場合には、パンチング加工によりノズルプレート４にノズル孔９を形成してもよい。
【００７６】
また、上記電極８は、例えば、銅、アルミニウム等の電極材料を、真空蒸着等の成膜手段によりベース部材２に成膜した後、上面を研削することにより作製される。但し、上記電極材料としては、これに限定されるものではなく、銅、アルミニウム以外にも、ニッケル、チタン等の導電性材料を用いることもできる。
【００７７】
次に、本実施の形態にかかる上記インクジェットヘッド１のインク液滴吐出動作について説明する。
【００７８】
まず、上記におけるインクチャンネル６内に発生する圧力波について、図５（ａ）〜（ｃ）に基づいて以下に説明する。
【００７９】
図５（ａ）は、電極８に電圧を印加していないときの図４に示すインクジェットヘッド１のＢ−Ｂ線断面の概略構成を示している。図５（ｂ）は、電極８に、インクチャンネル６の容積が拡大する電圧を印加したときの図４に示すインクジェットヘッド１のＢ−Ｂ線断面の概略構成を示している。図５（ｃ）は、電極８に、インクチャンネル６の容積が収縮する電圧を印加したときの図４に示すインクジェットヘッド１のＢ−Ｂ線断面の概略構成を示している。
【００８０】
なお、以下の説明においては、図５（ａ）〜（ｃ）において“Ｐ”で示すインクチャンネル６（以下、「インクチャンネルＰ」と記す）内の電極８にのみ、電圧が印加されるものとして説明する。
【００８１】
図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、上記インクジェットヘッド１におけるベース部材２は、第１圧電材料層２１と第２圧電材料層２２とが、互いの分極方向が反対の向きとなるように接着（積層）されることにより構成されている。図５（ａ）〜（ｃ）に示す上下方向の矢印は、分極の方向を示している。つまり、上記第１圧電材料層２１を構成する圧電材料と、上記第２圧電材料層２２を構成する圧電材料とは、互いに対向する方向、すなわち、ベース部材２とカバー部材３とが対向する方向（各圧電材料層の厚さ方向）に、分極している。そして、上記第１圧電材料層２１および第２圧電材料層２２からなる上記インクチャンネルＰの側壁（インクチャンネル壁２３）の一部には、前記したように、電極８が形成されている。
【００８２】
したがって、上記電極８によってインクチャンネルＰの壁面（インクチャンネル壁２３）に電位差を与えることで、上記インクチャンネルＰ内には、互いに対向するインクチャンネル壁２３・２３に設けられた電極８・８間、つまり、上記第１圧電材料層２１および第２圧電材料層２２における分極方向と垂直な方向に、電界が発生する。この電界による圧電せん断歪み効果によって、インクチャンネルＰの側壁となるインクチャンネル壁２３・２３が変形（剪断変形）する。このとき、上記インクチャンネル壁２３・２３は、インクチャンネルＰの容積を、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように、各々の電圧印加前と比較して拡大および収縮させるように剪断変形する。この剪断変形によって生じる圧力波により、ノズル孔９からインク滴１０が吐出される。
【００８３】
図５（ｂ）に示すように、電極８・８に、インクチャンネルＰの容積が拡大する方向にインクチャンネル壁２３・２３（つまり、上記インクチャンネルＰに設けられた圧電体）を剪断変形させる電圧が印加された場合、インクチャンネルＰ内には、インクを引き込もうとする負の圧力波（外部に対し負の圧力）が発生する。
【００８４】
一方、図５（ｃ）に示すように、電極８・８に、インクチャンネルＰの容積が収縮する方向にインクチャンネル壁２３・２３を剪断変形させる電圧が印加された場合、インクチャンネルＰ内には、インクを押し出そうとする正の圧力波（外部に対し正の圧力）が発生する。
【００８５】
それぞれの圧力波は、インクチャンネルＰにおけるノズルプレート４との接着面において固定端反射し、インクチャンネルＰにおける反対側の端面において自由端反射しながら減衰する。上記インクジェットヘッド１は、狭隙部１１が設けられることで、この圧力波の減衰効果をもたらし、インク吐出後のノズル孔９におけるインク面（メニスカス）の残留振動を大きく抑制することができるようになっている。
【００８６】
次に、上記インクジェットヘッド１の駆動パルスについて、図６（ａ）〜（ｃ）に基づいて、以下に説明する。
【００８７】
図６（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態にかかる上記インクジェットヘッド１を駆動する駆動パルスの一例を示す波形図である。ここで、図６（ａ）は、上記インクチャンネルＰ（インクチャンネル６）の容積が拡大する第一の駆動パルスの波形図を示している。図６（ｂ）は、上記インクチャンネルＰ（インクチャンネル６）の容積が収縮する第ニの駆動パルスの波形図を示している。図６（ｃ）は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示す第一の駆動パルスと第ニの駆動パルスとで構成される、本実施の形態にかかる駆動パルスの波形図を示している。
【００８８】
図６（ｃ）に示すように、本実施の形態において、外部電極１３を介してインクチャンネルＰの電極８に印加される駆動パルスは、第一の駆動パルスと第二の駆動パルスとで構成されている。
【００８９】
図６（ａ）〜（ｃ）から判るように、第二の駆動パルスは、第一の駆動パルスとは逆向きの極性の電圧を上記電極８に印加し、かつ、第二の駆動パルスの印加時間（ｔ２）は、第一の駆動パルスの印加時間（ｔ１）よりも長い。第二の駆動パルスは、第一の駆動パルスの立ち下がり直後に立ち上がるように設定されている。第二の駆動パルスの立ち下がりから、次に第一の駆動パルスが立ち上がるまでは、電圧が印加されない時間となる。
【００９０】
つまり、本実施の形態にかかる駆動パルスの波形は、インクチャンネルＰの容積を拡大し、負の圧力波を発生させる第一の駆動パルスと、インクチャンネルＰの容積を収縮し、正の圧力波を発生させる第二の駆動パルスと、第二の駆動パルスの立ち下がりから次の第一の駆動パルスまでの休止時間（休止期間）とから構成されている。
【００９１】
ここで、第一の駆動パルスの印加時間をｔ１、第二の駆動パルスの印加時間をｔ２、第二の駆動パルスの立ち下がりから、次に第一の駆動パルスが立ち上がりまでの休止時間をｔ３とすると、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１が１液滴を吐出するのに要する時間（ドットサイクル）、すなわち、駆動波形（駆動パルス）の一周期の時間（以下、「駆動パルスの期間」と記す）Ｔは、次式（１）
Ｔ＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３…（１）
で表され、その駆動周波数は１／Ｔとなる。但し、ｔ３は必須条件ではなく、ｔ１とｔ２との組み合わせによってはなくてもよい。すなわち、上記Ｔは、次式（１Ａ）
Ｔ≧ｔ１＋ｔ２…（１Ａ）
を満足してさえいればよい。
【００９２】
高周波数駆動時に安定してインクを吐出するためには、上記Ｔを短くするとともに、ｔ１、ｔ２を、最適に設定することが必要である。
【００９３】
そこで、次に、ｔ１、ｔ２の最適な時間（期間）を抽出するために、ノズル孔９から吐出されるインク滴１０（吐出液滴）の飛翔観測を行った。図７に、本実施の形態で使用した飛翔観測システムの概略構成図を示す。
【００９４】
図７に示すように、上記飛翔観測システムは、インクジェットヘッド１と、吐出液滴捕集容器４１と、発光素子４２と、受光部４３と、モニタ４４と、制御部４５とを備えている。
【００９５】
上記インクジェットヘッド１は、図示しない保持部材によりノズル面が略下向きとなるように保持されている。
【００９６】
吐出液滴捕集容器４１は、インク等の吐出液滴（インク滴１０）を捕集する容器であり、上記インクジェットヘッド１におけるインク吐出方向の延長線上に配置されて使用される。上記吐出液滴捕集容器４１としては、特に限定されるものではいが、例えば、ガラス製のシャーレ等が使用される。
【００９７】
インク滴１０の吐出方向と略垂直の方向（直交方向）には、インク滴１０の吐出状態を観察するため、発光素子４２と受光部４３とが、それぞれインク滴１０を挟んで反対側に配置されている。上記発光素子４２としては、特に限定されるものではないが、例えば、ストロボライト等の閃光装置を使用することができる。また、受光部４３としては、例えば、ＣＣＤ(charge coupled device)等が使用される。
【００９８】
受光部４３には、モニタ４４が接続されている。また、上記インクジェットヘッド１および発光素子４２には、制御部４５が接続されている。
【００９９】
なお、本飛翔観測システムにおいては、吐出液滴の飛翔観測のため、上記制御部４５として、パーソナルコンピュータ等の外部の制御手段を使用するものとするが、上記制御部４５によるインクの吐出制御については、これに限定されるものではなく、インクジェット装置内部の制御部（制御回路）を使用することができる。
【０１００】
次に、上記飛翔観測システムを用いた飛翔観測方法について、以下に説明する。
【０１０１】
図７に示すようにインクジェットヘッド１から下向きに吐出されたインク滴１０は、吐出液滴捕集容器４１により捕集される。発光素子４２から発射された光はインク滴１０の近傍を通り、その透過光が受光部４３によって検知されることで、上記透過光によるインク滴１０の透過像が、受光部４３と接続されたモニタ４４に表示される。インクの吐出、および発光素子４２の発光は、パソコン等の上記制御部４５によって制御される。上記飛翔観測システムは、この制御信号が、上記インクジェットヘッド１の駆動を制御するインクジェットヘッド駆動回路３１、並びに、上記発光素子４２の駆動を制御する発光素子駆動回路４６に入力されることで駆動される。
【０１０２】
本実施の形態において、上記制御部４５は、第一の駆動パルスの立ち上がりから一定時間経過後に発光素子４２が発光し、受光部４３でインク滴１０を撮像するように上記飛翔観測システムにおける上記各部の動作を制御している。したがって、本実施の形態では、発光素子４２の発光タイミングは、駆動パルスと同期している。
【０１０３】
このため、上記飛翔観測システムでは、実際は毎回異なるインク滴１０を撮像しているが、上記インクジェットヘッド１からのインクの吐出が安定していれば、各インク滴１０は、インクジェットヘッド１からの吐出に対し、毎回同じタイミングで撮像されるため、あたかも静止画を撮像しているように観測される。一方、上記吐出が不安定であれば、残像やインク滴１０の変動が観測される。
【０１０４】
次に、第一の駆動パルスの印加時間ｔ１の最適値を求めるための実験について説明する。
【０１０５】
本実施の形態では、上記した飛翔観測システムを用いて、インクの吐出状態の観測を行い、その結果から第一の駆動パルスの印加時間ｔ１を求めた。
【０１０６】
本実施の形態では、第一の駆動パルスの立ち下がりを基準として、この第一の駆動パルスの立ち下がりから一定時間経過後に発光素子４２が発光するように発光素子４２を制御するとともに、このときの透過像から、上記インクジェットヘッド１のノズル面とインク滴１０との距離を測定する。
【０１０７】
駆動電圧が一定の場合、上記ノズル面とインク滴１０との距離が最も離れる条件が、吐出時の速度が最も速い条件となり、最も吐出効率が良い。
【０１０８】
実験では、インク面（メニスカス）の残留振動による影響を無くすため、駆動パルスの期間Ｔが２００μｓとなるように、十分な時間をとった。駆動パルスの期間Ｔが比較的長いため、第二の駆動パルスの印加時間ｔ２については、従来技術のように第一の駆動パルスの印加時間ｔ１の２倍の値とした。１．５μｓ≦ｔ１≦３．０μｓの間で、０．１μｓ毎に、上記ｔ１の値を変えて実験を行った結果、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１の最適なｔ１の値は、２．２μｓであった。
【０１０９】
この結果は、インクチャンネルＰの長さ（インクチャンネルＰにおけるノズルプレート４との接触面の法線方向の長さ、つまり、本実施の形態では、前記したように、Ｌ’で示される狭隙部１１におけるノズルプレート４側端部から上記ノズルプレート４までのインクチャンネル６の長さ）をＬ、圧力波の速度をａとしたとき、ｔ１＝２Ｌ／ａに相当し、従来技術（例えば特許文献２や特許文献４）等からも判るように、圧力波の周期の半分の長さと同等であった。
【０１１０】
次に、第二の駆動パルスの印加時間ｔ２の最適値を求めるための実験について説明する。
【０１１１】
ｔ１同様、本実施の形態では、上記した飛翔観測システムを用いて、インクの吐出状態の観測を行い、その結果から第二の駆動パルスの印加時間ｔ２を求めた。
【０１１２】
表１に、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１における、第一の駆動パルスの印加時間ｔ１に対する第二の駆動パルスの印加時間ｔ２の比（以下、比率ｋと記す）と、駆動パルスの期間Ｔと、ストロボ撮像によるインクの吐出状態との関係を、上記飛翔観測システムにより観察した結果を示す。
【０１１３】
【表１】
2007268807.tif 000003
【０１１４】
表１において、「◎」は、上記したストロボ撮像により、静止画様の画像（擬似静止画）が得られたことを示し、インクの安定した吐出状態が観測されたことを示す。また、「◎〜〇」、「〇」、「△〜〇」、「△」、「×〜△」は、上記したストロボ撮像により得られた画像に、インク滴１０の吐出方向（インク吐出方向）の振れ（残像やインク滴１０の変動）、すなわち、ばらつきが、極僅かないし若干、観測されることを示す。すなわち、「◎〜〇」、「〇」、「△〜〇」、「△」、「×〜△」は、この順に、インク吐出方向の振れ（残像やインク滴１０の変動）の度合いが大きくなることを示す。そして、「×」は、非吐出チャンネルからのインクの溢れが観測されたことを示す。また、「−」は、物理的に設定不可能であることを示す。例えば、前述したように式（１Ａ）が必須条件であることを考えれば、式（１Ａ）を満足させるためには、「−」に記載の条件は存在し得ない（設定し得ない）ことになる。
【０１１５】
なお、インク吐出方向の振れ、インク吐出方向に対して直交面内の振れ（揺らぎ）とは、例えば図７に示すようにインク滴１０の吐出方向を下向きとすると、前後、左右方向へのインク滴１０の吐出が揺らぐことを示し、同一の意味である。
【０１１６】
表１に示す結果から判るように、駆動パルスの期間Ｔが２０μｓ以上の場合には、全ての比率ｋ（ｋ＝ｔ２／ｔ１）の駆動パルスにおいて、インクの安定した吐出状態が観測されたが、駆動パルスの期間Ｔが短くなるにつれ、駆動パルスの比率ｋによっては、インクの吐出状態に、インク滴１０の吐出方向に対して直交面内の揺らぎが観測されるようになった。
【０１１７】
しかしながら、駆動パルスの期間Ｔが２０μｓ未満、特に、表１に示すように１４μｓ以下であっても、駆動パルスの比率ｋ並びに駆動パルスの時間Ｔを、次式
２＜ｋ＜３、かつ、Ｔ≧４７×（２．５−ｋ）２＋３．５×２Ｌ／ａ（μｓ）
を満足するように設定することにより、インク滴１０の吐出方向に対して直交面内における、インクの吐出状態の揺らぎを抑制することができた。
【０１１８】
しかも、特許文献４によって開示された従来波形（ｋ＝１〜１．５）では、インクチャンネルＰと隣接するインクチャンネル６、つまり、吐出インクチャンネルと隣接する非吐出インクチャンネルからのインクの溢れが発生する場合があったが、駆動パルスの比率ｋを、２＜ｋ＜３の範囲内に設定することにより、非吐出インクチャンネルからのインクの溢れを抑制することができた。また、表１に示すように、駆動パルスの比率ｋを２．５近傍、本実施の形態では、具体的には、２．４０４５≦ｋ≦２．５９５４の範囲内に設定することで、Ｔ≧８μｓの場合において、常に安定したインクの吐出状態を得ることができることが判った。
【０１１９】
このことから、従来、特にｋ＝２の波形の駆動パルスによる吐出が安定であるとされている理由は、ノズル孔９のインク面が静定した状態からインクを吐出する際に発生する圧力波が次の吐出に与える影響が、ｋ＝２のときに最も小さくなるためであると考えられる。
【０１２０】
本実施の形態によれば、上記実験結果から、連続吐出のように、前の吐出の圧力波が残留し、ノズル孔９のインク面が変動した状態からインクを吐出する場合には、発生する圧力波が次の吐出に与える影響は、ｋ＝２のときの駆動パルスよりも、２＜ｋ＜３のときのの駆動パルスの方が小さいと考えることができる。
【０１２１】
また、本願発明者らが、数個のインクチャンネル６を連続駆動（Ｔ＝１０μｓ）させ、図７に示す飛翔観測システムにより吐出液滴を観察した結果、ｋ≦２の駆動波形においては、上記インクジェットヘッド１における端部のインクチャンネル６から吐出されるインク滴１０の間隔と、中央部のインクチャンネル６から吐出されるインク滴１０の吐出間隔やインク滴１０のサイズ（液滴サイズ）とが異なることが判った。
【０１２２】
このことは、クロストークにより、吐出されるインク滴１０（液滴）の吐出速度や、単位時間当たりの吐出量（吐出体積）が、端部のインクチャンネル６と中央部のインクチャンネル６とで異なることを意味する。
【０１２３】
一方、２＜ｋ＜３の駆動パルスを用いて同一のインクチャンネル６から連続吐出させたインク滴１０（吐出液滴）を観察した場合では、吐出されるインク滴１０（液滴）の吐出間隔や液滴サイズがほぼ均一であり、端部のインクチャンネル６と中央部のインクチャンネル６との間の吐出状態の差を抑制することができることが判った。
【０１２４】
すなわち、本実施の形態によれば、このように、２＜ｋ＜３の駆動パルスを用いることにより、クロストークによる端部のインクチャンネル６と中央部のインクチャンネル６との速度差や単位時間当たりの吐出量の差（体積差）を小さくし、インクチャンネル６・６間のインクの吐出ばらつきを抑えることができる。
【０１２５】
そして、本願発明者らが、さらに実験を重ねることにより、比率ｋの大きさとインクジェットヘッド１が安定にインクを吐出できる駆動パルスの期間Ｔとの関係を詳細に検討した結果、比率ｋと、インクの安定した吐出状態が得られる駆動パルスの期間Ｔとの間には、図１に示す関係が成立することが明らかになった。
【０１２６】
図１は、本実施の形態にかかるインクジェットヘッド１に対する第一の駆動パルスの印加時間ｔ１と第二の駆動パルスの印加時間ｔ２との比率ｋと２．５との差（２．５−ｋ）と、インクの吐出が安定する駆動パルスの期間Ｔとの関係を示したグラフである。
【０１２７】
図１から判るように、比率ｋが２＜ｋ＜３の範囲において、インクの吐出状態は、Ｔが、４７×（２．５−ｋ）２＋３．５×２Ｌ／ａのときを境に、Ｔ≧４７×（２．５−ｋ）２＋３．５×２Ｌ／ａ（μｓ）を満足する場合に安定する。このＴ＝４７×（２．５−ｋ）２＋３．５×２Ｌ／ａで示される関係式は、２＜ｋ＜３の範囲において、ｋ＝２．５で左右対称の２次曲線となる。
【０１２８】
なお、本実施の形態では、圧力発生領域の長さ、つまり、前記したように、インクチャンネル６の長さＬ’を１２００μｍとし、第一の駆動パルスの印加時間ｔ１（＝２Ｌ／ａ）を２．２μｓとして説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、あらゆるインクチャンネル長においても有効である。
【０１２９】
つまり、本実施の形態では、前記したように、Ｔ≧８μｓの場合における駆動パルスの期間Ｔとインクの吐出状態との関係を例に挙げて説明したが、駆動周波数１／Ｔはｔ１の値により変化することや、最適なｔ１の値がインクチャンネル長（インクチャンネルにおけるインクの流れ方向の長さＬ）に依存することを考慮すると、インクチャンネル長を短くすることにより、最適なｔ１の値やＴの値も小さくなるため、Ｔ＝８μｓ未満（例えばＴ＝３．３３、駆動周波数３００ｋＨｚ）でも、理論上、安定吐出は可能である。つまり、本実施の形態によれば、例えば、インクチャンネル６の長さＬ’をより短くすることにより、最適なｔ１の値も小さくなり、Ｔの値も小さくなることから、Ｔの値に拘らず、下記関係式
ｔ１＝２Ｌ／ａ
２＜ｋ＜３、かつ、Ｔ≧４７×（２．５−ｋ）２＋３．５×２Ｌ／ａ（μｓ）
に示す条件を満足することで、吐出安定性の良い高周波駆動が可能となる。
【０１３０】
以上のように、本実施の形態によれば、インクチャンネル壁２３にせん断変形を生じさせることによりインクチャンネル６に圧力波を発生させ、ノズルプレート４のノズル孔９からインクを吐出させるインクジェットヘッドを用いたインクジェット装置において、インクジェットヘッド１に、下記条件（ｉ）駆動パルス印加前と比べてインクチャンネル６の容積を拡大し、負の圧力波を発生させる第一の駆動パルスと、駆動パルス印加前と比べてインクチャンネル６の容積を収縮し、正の圧力波を発生させる第二の駆動パルスとで構成されるとともに、（ii）上記インクチャンネル６の長さをＬとし、インクチャンネル６内に発生する圧力波の速度をａとしたとき、第一の駆動パルスの印加時間ｔ１が２Ｌ／ａ（略２Ｌ／ａ）であり、かつ、（iii）上記駆動パルスの一周期（駆動パルスの期間Ｔ）が、少なくとも上記第一の駆動パルスの印加時間ｔ１と、第二の駆動パルスの印加時間ｔ２とで構成され、第二の駆動パルスの印加時間ｔ２／第一の駆動パルスの印加時間ｔ１をｋとしたとき、ｋが、２＜ｋ＜３であり、かつ、Ｔが、Ｔ≧４７×（２．５−ｋ）２＋３．５×２Ｌ／ａ（μｓ）を満足する駆動パルスを印加することで、高周波駆動時においても、インク滴１０（吐出液滴）のインク吐出方向に対する直交面内の揺らぎ（ばらつき）がなく、安定したインク吐出状態を得ることができるので、上記揺らぎによる基板等の被着弾物上へのインク滴１０の着弾位置のばらつきを防止することができる。したがって、高周波駆動時における着弾精度を確実に向上させることができる。しかも、非吐出インクチャンネルからのインクの溢れ（インク漏れ）を抑制することができる。
【０１３１】
特に、従来の方法では、ノズル面のメニスカス形成位置近傍に異物が存在すると、メニスカスが形成されず、異物を伝ってインクチャンネル内のインクが漏れ、吐出が不安定になるという問題があったが、本実施の形態によれば、ノズル面のメニスカス形成位置近傍に異物が存在しても、ノズル孔９からのインク漏れを抑制し、インクの吐出が不安定となるという問題を解消することができる。
【０１３２】
このため、本実施の形態によれば、上記したようにせん断変形を利用してインクを吐出するインクジェットヘッドを用いたインクジェット装置において、高周波駆動時におけるインクの吐出安定性を向上させることができる。本発明は、特に７５ｋＨｚ以上の高周波駆動におけるインクの吐出安定性の向上に、特に有効である。
【０１３３】
また、本実施の形態によれば、クロストークによる、インクジェットヘッド１端部のインクチャンネル６と中央部のインクチャンネル６との速度差や体積差（容積差）を小さくし、インクチャンネル６・６間の吐出ばらつきを抑えることができる。
【０１３４】
なお、本実施の形態では、図３および図４に示したように、本実施の形態にかかるインクジェットヘッドとして、上記インクチャンネル６のノズルプレート４との接続面との反対側の端部で、上記カバー部材３とベース部材２との間に、上記インクチャンネル６内で発生する圧力波を減衰させる効果を有する狭隙部１１が形成されているインクジェットヘッド１が設けられたインクジェット装置７０を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記インクジェット装置７０が、図１０に示すインクジェットヘッド１０１（つまり、上記狭隙部１１が設けられていないインクジェットヘッド）を備えている構成を有していても構わない。この場合のインクチャンネルの長さ、つまり、図１０に示すインクチャンネル１０６におけるノズルプレート１０４との接触面の法線方向の長さＬは、図１０に示すように、インク室１０７のノズルプレート１０４側に位置する端部から上記ノズルプレート１０４までの長さとなる。
【０１３５】
本実施の形態によれば、上記インクジェットヘッド１が、上記狭隙部１１を備えていることで、上記狭隙部１１において、インク吐出時に発生する圧力波が減衰されることから、インク吐出時に発生する圧力波に起因する各種制限が緩和され、インクの吐出周期を短縮させる等、駆動パルスの駆動波形を最適に設定することができる。
【０１３６】
そして、このとき、上記第一の駆動パルスおよび第二の駆動パルスとして、Ｌ’で示される上記狭隙部１１における上記インクの吐出面側の端部を起点とするインクチャンネル６のインクの流れ方向（通流方向）の長さをＬとして、上記関係式を満足するパルスを上記電極８に印加することで、直前のインクの吐出時に発生する圧力波によるメニスカスの残留振動を抑え、次の吐出への影響を小さくすることができる。よって、この場合、より高速かつ安定したインクの吐出を行うことができる。
【０１３７】
つまり、上記インクジェット装置７０は、上記インクジェットヘッド１における上記インクチャンネル６のノズルプレート４との接続面との反対側の端部で、上記カバー部材３とベース部材２との間に、上記インクチャンネル６内で発生する圧力波を減衰させる効果を有する狭隙部１１が形成されており、上記狭隙部１１のノズルプレート４側に位置する端部から上記ノズルプレート４までの上記インクチャンネル６の長さＬ’をＬとして第一の駆動パルスの印加時間ｔ１を２Ｌ／ａ（つまり、ｔ１＝２Ｌ’／ａ）に設定することで、より高速かつ安定したインク吐出を行うことができる。
【０１３８】
〔実施の形態２〕
本発明にかかる他の実施形態について、図８に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態では、前記実施の形態１との相違点について説明するものとする。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
【０１３９】
図８は、本発明の実施の他の形態にかかるインクジェットヘッド１の駆動パルスの一例を示す波形図である。
【０１４０】
本実施の形態では、少なくとも２滴以上、インクを連続して吐出する際に、駆動初期、具体的には、ドットサイクルにおける一周期目（吐出一滴目）と、二周期目以降（吐出二滴目以降）とで、インクチャンネル６に、異なる駆動パルスを印加する場合を例に挙げて説明するものとする。
【０１４１】
本実施の形態では、図８に示すように、駆動初期は、ｋ＝２の駆動パルスを使用し、二周期目以降は、ｋ＝２．５の駆動パルスを用いて吐出を行っている。
【０１４２】
つまり、駆動初期にはインクチャンネル６内に圧力波が存在していない。これに対し、インクチャンネル６内に圧力波が発生し、インクチャンネル６内にインクの流れが発生すると、ノズル孔９のインク面が変動する。
【０１４３】
そこで、本実施の形態では、上記したように、インクチャンネル６内に圧力波が存在していない状態においては、比率ｋが２となるように、駆動パルスを印加し、その後、ノズル孔９のインク面が変動した状態からのインクの吐出には、ｋ＝２．５の駆動パルスを使用する。
【０１４４】
本実施の形態によれば、このように駆動パルスを設定することで、吐出二滴目の着弾精度の低下を防ぎ、より着弾精度を向上させることができる。この理由について、以下に説明する。
【０１４５】
実施の形態１に示したように、本願発明者らは、前記した実験の結果、ノズル孔９のインク面が静定した状態からインクを吐出する際に発生する圧力波が次の吐出に与える影響は、ｋ＝２のときに最も小さくなり、連続吐出のように、前の吐出の圧力波が残留し、ノズル孔９のインク面が変動した状態からインクを吐出する場合に発生する圧力波が次の吐出に与える影響は、ｋ＝２のときの駆動パルスよりも、２＜ｋ＜３のときの方が小さくなると考えられるとの結論に至った。
【０１４６】
そこで、本願発明者らは、図７に示す飛翔観測システムを用いて、駆動パルスとしてインク滴１０（液滴）が２滴だけ吐出する駆動パルス（パルス間隔：１０μｓ、駆動周波数１００ｋＨｚに相当）を上記インクチャンネル６に印加することで、この２滴のインク滴１０の吐出状態を観察した。
【０１４７】
この結果、ｋ＝２．５の駆動パルスでは、二滴目のインク滴１０（吐出液滴）が分裂して複数の小さな液滴になるが、ｋ＝２の駆動パルスでは、二滴目のインク滴１０（吐出液滴）の分裂は見られないことが判った。そして、本願発明者らがさらに検討を行った結果、３滴以上の連続吐出を行った場合では、ｋ＝２．５の駆動パルスでも液滴の分裂はなく、安定して吐出することが判った。
【０１４８】
このことは、ノズル孔９のインク面が静定した状態からの吐出の際は、ｋ＝２．５の駆動パルスで発生する圧力波が次の吐出に与える影響が、ｋ＝２の駆動パルスで発生する圧力波が次の吐出に与える影響よりも大きいことを意味する。
【０１４９】
このため、二滴目のインクの吐出を安定させるためには、ノズル孔９のインク面が静定した状態からの吐出の際に発生する圧力波が次の吐出に与える影響を小さくする必要がある。
【０１５０】
そこで、本実施の形態では、まず初めに、ノズル孔９のインク面が静定した状態からの吐出が最も安定するｋ＝２の駆動パルスで初滴の吐出を行い、その際に発生する圧力波でノズル孔９のインク面を変動させた後、ｋ＝２．５の駆動パルスでインクの吐出を行ったところ、二滴目のインク滴（吐出液滴）の分裂は観測されず、高周波駆動においても、インク吐出方向に対して直交面内における上記インク滴１０の揺らぎを抑制することができた。
【０１５１】
なお、本実施の形態では、二周期目以降の駆動パルスとしてｋ＝２．５の駆動パルスを用いた場合を例に挙げて説明したが、二周期目以降の駆動パルスの比率ｋはこれに限定されるものではなく、２＜ｋ＜３を満足することで、上記と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態では、二周期目に駆動パルスをｋ＝２からｋ＝２．５に変更したが、駆動パルスの変更については、一周期目以降であれば、何れのタイミングで行っても構わない。
【０１５２】
以上のように、少なくとも２滴以上インクを連続して吐出する際の駆動パルスとして、初期に、ｔ１＝２Ｌ／ａ、ｋ＝２の駆動パルスで吐出を行い、二周期目以降の何れかのタイミングで、比率ｋが２＜ｋ＜３を満足する駆動パルス、すなわち、前記実施の形態１に記載したように、
ｔ１＝２Ｌ／ａ、
２＜ｋ＜３、かつ、Ｔ≧４７×（２．５−ｋ）２＋３．５×２Ｌ／ａ（μｓ）、
を満足する駆動パルスに変えることにより、高周波駆動における吐出安定性を確保したまま、着弾精度をより向上させることができる。そして、特に、初期にｋ＝２の駆動パルスで吐出を行い、二周期目に上記駆動パルスを、２＜ｋ＜３の範囲の駆動パルスとすることで、初期から２＜ｋ＜３の駆動パルスで連続吐出させた場合に生じる２滴目のインク滴１０（吐出液滴）の分裂に起因する着弾精度の低下を防止し、より着弾精度を向上させることができる。なお、本実施の形態でも前記ｔ３は必須条件ではなく、上記Ｔは、式（１Ａ）を満足していればよい。
【０１５３】
〔実施の形態３〕
本発明にかかる他の実施形態について、図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。本実施の形態では、前記実施の形態１、２との相違点について説明するものとする。なお、説明の便宜上、前記実施の形態１、２と同様の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
【０１５４】
図９は、本発明の実施の他の形態にかかるインクジェットヘッド１の駆動パルスの一例を示す波形図である。
【０１５５】
本実施の形態では、少なくとも１回以上、インクが吐出しない駆動パルスを印加した後で、比率ｋが２＜ｋ＜３の範囲内の駆動パルスにより、インクの吐出を行う場合を例に挙げて説明する。
【０１５６】
本実施の形態では、図９に示すように、インクチャンネル６に対し、インク吐出前に、Ａ部に示す駆動パルスを印加した後、Ｂ部に示す駆動パルスを印加する。Ａ部に示す駆動パルスは、インクチャンネル６内部に圧力変動を起こし、インク面を揺らすがインクの吐出は行わない駆動パルスであり、Ｂ部の駆動パルスは、吐出用の駆動パルスである。
【０１５７】
本実施の形態では、上記したように、インク吐出前に、図９のＡ部に示す駆動パルスを印加した後、図９のＢ部に示す吐出用の駆動パルスとして、ｋ＝２．５の駆動パルスを用いてインクの吐出を行う。
【０１５８】
ここで、図９のＡ部に示す駆動パルスにより、インク面は揺らぐがインクの吐出は起こらない理由について説明する。
【０１５９】
本実施の形態では、図９に示すＡ部の駆動パルスの波形を、前記したようにインクチャンネル６の容積を拡大し、負の圧力波を発生させる第一の駆動パルスと、インクチャンネル６の容積を収縮し、正の圧力波を発生させる第二の駆動パルスと、第一の駆動パルスの立ち下がりから第二の駆動パルスまでの休止時間（休止期間）と、第二の駆動パルスの立ち下がりから次の第一の駆動パルスまでの休止時間（休止期間）とで構成している。
【０１６０】
すなわち、本実施の形態において、図９に示すＡ部では、前記したように、第一の駆動パルスの印加時間をｔ１、第二の駆動パルスの印加時間をｔ２、第二の駆動パルスの立ち下がりから、次に第一の駆動パルスが立ち上がりまでの休止時間をｔ３とし、第一の駆動パルスの立ち下がりから第二の駆動パルスまでの休止時間をｔ４とすると、このＡ部におけるインクを吐出しない駆動パルス（駆動波形）の一周期の期間Ｔ’を、次式
Ｔ’＝ｔ１＋ｔ４＋ｔ２＋ｔ３
で示すように設定するものとし、上記第一の駆動パルスの印加時間ｔ１を０．５μｓ、休止時間ｔ４を４．５μｓ、第二の駆動パルスの印加時間ｔ２を０．５μｓ、休止時間ｔ３を４．５μｓとするＴ’＝１０μｓに設定している。
【０１６１】
このように設定することにより、インクチャンネル６内に圧力波は発生するものの、上記したように第一の駆動パルスの印加時間ｔ１と第二の駆動パルスの印加時間ｔ２との間に休止時間ｔ４を設けていることで、インクを引き込もうとする負の圧力波を発生させる第一の駆動パルスと、インクを押し出そうとする正の圧力波を発生させる第二の駆動パルスとの印加のタイミングが不適切であることや、第一の駆動パルスの印加時間ｔ１並びに第二の駆動パルスの印加時間ｔ２が不十分であるために、インクの吐出に必要なだけの圧力波が発生しない。このため、上記の構成によれば、図９に示すＡ部では、ノズル孔９からインクが吐出せずに、インク面のみを揺することができる。
【０１６２】
このように駆動パルスを設定することによって、図９のＢ部に示す吐出用の駆動パルスが印加される際のノズル孔９のインク面は、図９のＡ部に示す駆動パルスにより発生した圧力波の影響により変動した状態となる。そのため、吐出二滴目の着弾精度の低下を防ぎ、より着弾精度を向上させることができる。
【０１６３】
また、図９のＡ部に示す駆動パルスにより発生する圧力波の影響によりノズル孔９のインク面が変動することで、乾燥により増粘したノズル孔９近傍のインクを撹拌することができる。この結果、駆動初期の吐出安定性を向上させることができる。
【０１６４】
なお、本実施の形態では、吐出用の駆動パルスとしてｋ＝２．５の駆動パルスを用いた場合を例に挙げて説明したが、出用の駆動パルスの比率ｋはこれに限定されるものではなく、２＜ｋ＜３を満足することで、上記と同様の効果を得ることができる。また、図９のＡ部に示す駆動パルスもこれに限定されるものではなく、インク面を揺らすが吐出はしない駆動パルスであれば、本実施の形態で説明した効果を発揮させることができる。
【０１６５】
以上のように、本実施の形態によれば、上記インクチャンネル６、つまり、上記インクチャンネル６を構成する電極８に、外部電極１３から、少なくとも１回以上インクが吐出しない駆動パルスを印加した後に、比率ｋが、２＜ｋ＜３を満足する駆動パルス、すなわち、前記実施の形態１に記載したように、Ｔ≧ｔ１＋ｔ２の条件下、
ｔ１＝２Ｌ／ａ、
２＜ｋ＜３、かつ、Ｔ≧４７×（２．５−ｋ）２＋３．５×２Ｌ／ａ（μｓ）、
を満足する駆動パルスにより吐出を行うことにより、ノズル孔９のインク面が静定した状態（つまり、インクチャンネル６内に圧力波が存在しない静定時）から２＜ｋ＜３の駆動パルスでインクを連続吐出させた際に発生する２滴目の吐出の分裂に起因する着弾精度の低下を防ぎ、より着弾精度を向上させることができる。また、上記したように、インク吐出前に印加する、インクが吐出しない駆動パルスにより発生する圧力波の影響により、ノズル孔９のインク面が変動し、乾燥により増粘したノズル孔９近傍のインクを撹拌することができるため、駆動初期の増粘インクによる吐出速度の低下や吐出体積の変動を抑制することができ、吐出安定性を向上させることができる。なお、本実施の形態でも上記ｔ３、ｔ４は必須条件ではなく、上記Ｔは、式（１Ａ）を満足していればよい。
【０１６６】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１６７】
本発明は、せん断モード変形を利用してインクを吐出するインクジェット装置に利用することができる。例えば、本発明は、フラットパネルディスプレイの製造、有機ＥＬ発光素子の製造、配線基板の製造等、オンデマンド型のインクジェット法を用いた各種デバイスの製造並びに製造装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】本発明の実施の一形態にかかるインクジェットヘッドに対する第一の駆動パルスの印加時間ｔ１と第二の駆動パルスの印加時間ｔ２との比率ｋと２．５との差（２．５−ｋ）と、インクの吐出が安定する駆動パルスの期間Ｔとの関係を示すグラフである。
【図２】本発明の実施の一形態にかかるインクジェット装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の一形態にかかるインクジェット装置におけるインクジェットヘッドの要部の概略構成を模式的に示す斜視図である。
【図４】図３に示すインクジェットヘッドのＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図５】（ａ）は、電極に電圧を印加していないときの図４に示すインクジェットヘッドのＢ−Ｂ線矢視断面図であり、（ｂ）は、電極に、インクチャンネルの容積が拡大する電圧を印加したときの図４に示すインクジェットヘッドのＢ−Ｂ線矢視断面図であり、（ｃ）は、電極に、インクチャンネルの容積が収縮する電圧を印加したときの図４に示すインクジェットヘッドのＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、図４に示すインクジェットヘッドを駆動する駆動パルスの一例を示す波形図であり、（ａ）は、インクチャンネルの容積が拡大する第一の駆動パルスの波形図であり、（ｂ）は、インクチャンネルの容積が収縮する第ニの駆動パルスの波形図であり、（ｃ）は、（ａ）および（ｂ）に示す第一の駆動パルスと第ニの駆動パルスとで構成される、本実施の形態にかかる駆動パルスの波形図を示している。
【図７】本発明の実施の一形態で使用した飛翔観測システムの概略構成図である。
【図８】本発明の実施の他の形態にかかるインクジェットヘッド１の駆動パルスの一例を示す波形図である。
【図９】本発明の実施の他の形態にかかるインクジェットヘッドの駆動パルスの一例を示す波形図である。
【図１０】せん断変形を利用したインクジェットヘッドを、該インクジェットヘッドのインク吐出面を前面として、側面方向から見たときの該インクジェットヘッドの概略構成を示す断面図である。
【図１１】（ａ）は、電極に電圧を印加していないときの図１０に示すインクジェットヘッドのＣ−Ｃ線矢視断面図であり、（ｂ）は、電極に、インクチャンネルの容積が拡大する電圧を印加したときの図１０に示すインクジェットヘッドのＣ−Ｃ線矢視断面図であり、（ｃ）は、電極に、インクチャンネルの容積が収縮する電圧を印加したときの図１０に示すインクジェットヘッドのＣ−Ｃ線矢視断面図である。
【図１２】図１０に示すインクジェットヘッドの電極に印加する駆動パルスの一例を示す波形図である。
【符号の説明】
【０１６９】
１    インクジェットヘッド
２    ベース部材
３    カバー部材
４    ノズルプレート
５    溝部
６    インクチャンネル
７    共通インク室
７ａ  インク供給口
８    電極
９    ノズル孔（インク吐出孔）
１０    インク滴
１１    狭隙部（狭隙領域）
１２    導電性樹脂層
１３    外部電極
２１    第１圧電材料層（圧電体）
２２    第２圧電材料層（圧電体）
２３    インクチャンネル壁
３１    インクジェットヘッド駆動回路（インクジェットヘッド駆動制御部）
３２    駆動パルス制御回路（インクジェットヘッド駆動制御部、駆動パルス制御部）
４１    吐出液滴捕集容器
４２    発光素子
４３    受光部
４４    モニタ
４５    制御部
４６    発光素子駆動回路
５１    インク供給部
６１    制御部
７０    インクジェット装置
１０１    インクジェットヘッド
１０２    ベース部材
１０３    カバー部材
１０４    ノズルプレート
１０５    溝部
１０６    インクチャンネル
１０７    インク室
１０７    共通インク室
１０８    電極
１０９    ノズル孔（インク吐出孔）
１１０    インク滴
Ｐ    インクチャンネル
Ｑ    インクチャンネル
【図１】
2007268807.tif 000004
【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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