(57)【要約】【課題】インクを吐出する前に、インクを吐出させることなくインクを加熱し、インク吐出性能を安定させる。【解決手段】圧電材料層１２Ａの上面側に第１および第２の個別電極１２Ｂ，１２Ｃが、下面側に共通電極１２Ｄがそれぞれ形成され、平面的に見て、第１の個別電極１２Ｂは圧力室１４Ａａに対し圧力室幅方向の中央部に対応する部分を有し、第２の個別電極１２Ｃは圧力室１４Ａａに対し圧力室幅方向の両側部に対応する部分を有し、共通電極１２Ｄは圧力室幅方向に延び第１および第２の個別電極１２Ｂ，１２Ｃに対応する部分を有する。ウォームアップモードでは、共通電極１２Ｄをグランド電位とした状態で、第１および第２の個別電極１２Ｂ，１２Ｃへの正の電位付与・非付与を繰り返すので、圧力室１４Ａａの容積変化が大きくならない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の発熱により圧力室１４Ａａ内のインクを加熱する。【選択図】  図８
2009233996.tif 000002
【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と
を備えた液滴吐出装置であって、
前記圧電アクチュエータは、平面的に見て、前記圧力室の中央部分に対応する第１の活性部と、前記圧力室の前記中央部分よりも外周側の部分に対応する第２の活性部とを備え、
前記制御手段は、
液体を吐出させる液体吐出モードの際は、第２の活性部に電圧を印加することなく第１の活性部に電圧を印加することで第１の活性部を前記圧力室の方向の凸に変形させる第１の状態から、第１の活性部に電圧を印加することなく第２の活性部に電圧を印加することで第２の活性部を前記圧力室とは反対方向の凸に変形させる第２の状態を経て、再び第１の状態とするように、前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、
前記複数の圧力室内の液体を吐出させずに加熱するウォームアップモードの際は、第１および第２の活性部にともに電圧を印加し、第１の活性部を前記圧力室の方向の凸に変形させると同時に第２の活性部を前記圧力室とは反対方向の凸に変形させる第３の状態と、第１および第２の活性部にともに電圧を印加せず、第１および第２の活性部がともに変形しない第４の状態とを交互に繰り返すように、前記圧電アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ウォームアップモードにおいて、第１および第２の活性部に印加する電圧を前記液体吐出モード時に印加する電圧より高くするか、あるいは前記電圧のパルス幅を前記液体吐出モード時に印加する電圧のパルス幅より広くすることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記圧電アクチュエータは、少なくとも１層の圧電材料層を有し、前記圧電材料層の一方の面側に第１および第２の個別電極が、他方の面側に第１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、第１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、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両側部に対応する部分を有し、第１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１および第２の個別電極に対応する部分を有することで第１および第２の活性部が形成され、
前記制御手段は、
前記液体吐出モードでは、第１の共通電極をグランド電位とした状態で、第１の個別電極、第２の個別電極、第１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、第１の共通電極をグランド電位とした状態で、第１および第２の個別電極に、正の電位とグランド電位とを交互に付与することを特徴とする請求項１または２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記圧電アクチュエータは、少なくとも１層の圧電材料層を有し、前記圧電材料層の一方の面側に第３の個別電極および第２の共通電極が、他方の面側に第３および第４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、第３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、第２の共通電極は前記圧力室に対し前記圧力室幅方向の両側部に対応する部分を有し、第３および第４の共通電極は前記圧力室に対し前記圧力室の幅方向において第２の共通電極および第３の個別電極に対応する部分を有することで第１および第２の活性部が形成され、
前記制御手段は、
前記液体吐出モードでは、第４の共通電極をグランド電位とした状態で、第３の個別電極、第２および第３の共通電極へ正の電位を付与し、次に、第３の個別電極、および第４の共通電極をグランド電位として第２の共通電極へ正の電位を付与し、再び第３の個別電極、第２および第３の共通電極へ正の電位を付与し、
前記ウォームアップモードでは、第３および第４の共通電極をグランド電位とした状態で、第３の個別電極および第２の共通電極への正の電位付与・非付与を繰り返すことを特徴とする請求項１または２に記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記圧力室を含む前記液滴吐出ヘッドの液体流路内を圧力波が片道伝搬する時間をＡＬとしたとき、前記正の電位付与・非付与のタイミングは、２ＡＬとすることを特徴とする請求項３または４に記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
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１〜５のいずれか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、インクジェットプリンタなどの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、記録ヘッドの開発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】
しかしながら、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】
そこで、発明者は、電極の配置を工夫すれば、振動板の変形による圧力室の体積変化が大きくならない状態としつつ圧電アクチュエータを変形させることができ、それによりヘッドの温度を上昇させ、インクを加熱できることに着想し、インクを吐出させることなく、インクの温度を効果的に高めることができる本発明をなすに至ったものである。
【００１１】
この発明は、液体を吐出させることなく、液体を加熱し、液体吐出性能を安定させ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】
【００１２】
請求項１に記載のように、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とを備えた液滴吐出装置であって、前記圧電アクチュエータは、平面的に見て、前記圧力室の中央部分に対応する第１の活性部と、前記圧力室の前記中央部分よりも外周側の部分に対応する第２の活性部とを備え、前記制御手段は、液体を吐出させる液体吐出モードの際は、第２の活性部に電圧を印加することなく第１の活性部に電圧を印加することで第１の活性部を前記圧力室の方向の凸に変形させる第１の状態から、第１の活性部に電圧を印加することなく第２の活性部に電圧を印加することで第２の活性部を前記圧力室とは反対方向の凸に変形させる第２の状態を経て、再び第１の状態とするように、前記圧電アクチュエータの駆動を制御し、前記複数の圧力室内の液体を吐出させずに加熱するウォームアップモードの際は、第１および第２の活性部にともに電圧を印加し、第１の活性部を前記圧力室の方向の凸に変形させると同時に第２の活性部を前記圧力室とは反対方向の凸に変形させる第３の状態と、第１および第２の活性部にともに電圧を印加せず、第１および第２の活性部がともに変形しない第４の状態とを交互に繰り返すように、前記圧電アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする。
【００１３】
このようにすれば、ウォームアップモードの際は、第１および第２の活性部にともに電圧を印加し、第１の活性部を前記圧力室の方向の凸に変形させると同時に第２の活性部を前記圧力室とは反対方向の凸に変形させる第３の状態と、第１および第２の活性部にともに電圧を印加せず第１および第２の活性部がともに変形しない第４の状態とを交互に繰り返すように、前記圧電アクチュエータの駆動を制御するので、圧力室の体積変化が大きくならない状態としつつ前記圧電アクチュエータが発熱し、前記複数の圧力室内の液体を吐出させずに加熱することができ、液体吐出性能を安定させる。特に、液体を収容し液体に接触する圧力室近傍の圧電アクチュエータの発熱を利用するので、効率のよいインク加熱が可能となる。
【００１４】
このように圧力室の体積変化が大きくならない状態としつつ、前記複数の圧力室内の液体を吐出させずに加熱することができるので、請求項２に記載のように、請求項１の液滴吐出装置において、前記制御手段は、前記ウォームアップモードにおいて、第１および第２の活性部に印加する電圧を前記液体吐出モード時に印加する電圧より高くするか、あるいは前記電圧のパルス幅を前記液体吐出モード時に印加する電圧のパルス幅より広くすることもできる。
【００１５】
このようにすれば、ウォームアップモードにおいて、液体吐出モードよりも第１および第２の活性部（圧電アクチュエータ）の変形量を大きくすることができるので、圧力室内の液体の加熱を効率よく行うことができる。
【００１６】
請求項３に記載のように、請求項１または２の液滴吐出装置において、前記圧電アクチュエータは、少なくとも１層の圧電材料層を有し、前記圧電材料層の一方の面側に第１および第２の個別電極が、他方の面側に第１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、第１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、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両側部に対応する部分を有し、第１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１および第２の個別電極に対応する部分を有することで第１および第２の活性部が形成され、前記制御手段は、前記液体吐出モードでは、第１の共通電極をグランド電位とした状態で、第１の個別電極、第２の個別電極、第１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、第１の共通電極をグランド電位とした状態で、第１および第２の個別電極に、正の電位とグランド電位とを交互に付与する構成とすることができる。
【００１７】
このようにすれば、ウォームアップモードでは、第１の共通電極をグランド電位とした状態で、第１および第２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ので、圧力室の容積変化が大きくならないように圧電アクチュエータが駆動され、圧電アクチュエータの発熱により圧力室内の液体が加熱される。
【００１８】
請求項４に記載のように、請求項１または２の液滴吐出装置において、前記圧電アクチュエータは、少なくとも１層の圧電材料層を有し、前記圧電材料層の一方の面側に第３の個別電極および第２の共通電極が、他方の面側に第３および第４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、第３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、第２の共通電極は前記圧力室に対し前記圧力室幅方向の両側部に対応する部分を有し、第３および第４の共通電極は前記圧力室に対し前記圧力室の幅方向において第２の共通電極および第３の個別電極に対応する部分を有することで第１および第２の活性部が形成され、前記制御手段は、前記液体吐出モードでは、第４の共通電極をグランド電位とした状態で、第３の個別電極、第２および第３の共通電極へ正の電位を付与し、次に、第３の個別電極、および第５の共通電極をグランド電位として第２の共通電極へ正の電位を付与し、再び第３の個別電極、第２および第３の共通電極へ正の電位を付与し、前記ウォームアップモードでは、第３および第４の共通電極をグランド電位とした状態で、第３の個別電極および第２の共通電極への正の電位付与・非付与を繰り返す構成とすることができる。
【００１９】
このようにすれば、ウォームアップモードでは、第３および第４の共通電極をグランド電位とした状態で、第３の個別電極および第２の共通電極への正の電位付与・非付与を繰り返すので、圧力室の容積変化が大きくならないように圧電アクチュエータが駆動され、圧電アクチュエータの発熱により圧力室内の液体が加熱される。
【００２０】
請求項５に記載のように、請求項３または４の液滴吐出装置において、前記圧力室を含む前記液滴吐出ヘッドの液体流路内を圧力波が片道伝搬する時間をＡＬとしたとき、前記正の電位付与・非付与のタイミングは、２ＡＬとすることを特徴とする。
【００２１】
このようにすれば、正の電位付与・非付与のタイミングを２ＡＬとしているので、液滴が吐出することがない。なお、さらに印加電圧を下げて、より吐出を抑制するようにすることもできる。
【００２２】
請求項６に記載のように、請求項１〜５のいずれか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を特徴とする。
【００２３】
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】
【００２４】
本発明は、上記のように、ウォームアップモードの際は、第１の活性部を圧力室の方向の凸に変形させると同時に第２の活性部を圧力室とは反対方向の凸に変形させる第３の状態と、第１および第２の活性部がともに変形しない第４の状態とを交互に繰り返すように、圧電アクチュエータの駆動を制御するので、圧力室の体積変化が大きくならない状態としつつ圧電アクチュエータを駆動して、圧電アクチュエータの発熱により圧力室内の液体を加熱し、液体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】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００２６】
（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１（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。
【００２７】
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の下面側に、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。
【００２８】
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に向けて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。
【００２９】
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１１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の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。
【００３０】
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および圧電材料層１２Ａ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１２Ａ）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。
【００３１】
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、インク内に含有さ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について、１つのノズル１６ａがそれぞれ設けられた高分子合成樹脂プレート（例えばポリイミド）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。
【００３２】
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枚のプレート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、互い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の上には、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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に貫通穴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。
【００３５】
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には、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１４Ｄｂ，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。
【００３６】
圧電アクチュエータ１２は、図４および図５に示すように、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１２Ａと、圧電材料層１２Ａの上面側（一方の面側）に第１および第２の個別電極１２Ｂ，１２Ｃが、下面側（他方の面側）に第１の共通電極１２Ｄがそれぞれ形成されている。平面的に見て、第１の個別電極１２Ｂは、圧力室１２Ａａに対し前記圧力室幅方向の中央部に対応する部分１２Ｂａを有し、圧力室長手方向の一側に接続端子部１２Ｂｂを有する。第２の個別電極１２Ｃは、前記圧力室１４Ａａに対し前記圧力室幅方向の両側部に対応する第１の部分１２Ｃａ，１２Ｃａと、それらを圧力室長手方向の他側において接続する第２の部分１２Ｃｂを有し、この第２の部分１２Ｃｂに接続端子部１２Ｃｃが設けられている。第１の共通電極１２Ｄは、前記圧力室幅方向に延びるように形成されることで、圧力室１４Ａａに対し前記圧力室幅方向において第１および第２の個別電極１２Ｂ，１２Ｃに対応する部分を有するようになっている。
【００３７】
圧電材料層１２Ａは、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなり、その厚さ方向に分極している。個別電極１２Ｂ，１２Ｃや共通電極１２Ｄ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から第１および第２の個別電極１２Ｂ，１２Ｃおよび第１の共通電極１２Ｄ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。
【００３８】
続いて、図６および図７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。
【００３９】
図６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、ゲート回路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タを記憶したＲＯＭ２３と、データを一時的に記憶するＲＡＭ２４とを備えている。
【００４０】
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の有無を検出するペーパセンサ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。
【００４１】
ＣＰＵ２１，ＲＯＭ２３，ＲＡＭ２４、および制御回路２２は、アドレスバス４１およびデータバス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４３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ＷＳ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にしたがい、イメージメモリ４５に記憶されている記録データに基づいて、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。
【００４２】
図７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内のデータ転送部（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１２Ｂ，１２Ｃおよび共通電極１２Ｄに印加され、圧電材料層１２Ａ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、プログラム制御にもとづいて選択的に読み出される。
【００４３】
続いて、上記ヘッド３の駆動時における駆動動作について説明する。ここで、以下の説明において、平面的に見て、圧電材料層１２Ａを第１の個別電極１２Ｂと第１の共通電極１２Ｄとで挟む部分であって圧力室１４Ａａの長手方向中央部分に対応する部分を第１の活性部Ｓ１とする一方、圧電材料層１２Ａを第２の個別電極１２Ｃと第１の共通電極１２Ｄとで挟む部分であって第１の活性部Ｓ１を挟んで長手方向両側となる圧力室１４Ａａの外周側の部分に対応する部分を第２の活性部Ｓ２とする。また、個別電極１２Ｂ，１２Ｃは、それぞれ、グランド電位と正の電位（例えば、２４Ｖ）とが、ドライバ５４から駆動パルスとして選択的に付与される構成とされる。
【００４４】
（インク吐出モード）
第１の共通電極１２Ｄをグランド電位とした状態で、第１の個別電極１２Ｂ、第２の個別電極１２Ｃおよび第１の個別電極１２Ｂの順に正の電位を付与する（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、インクが吐出される。
【００４５】
つまり、まず、第１の共通電極１２Ｄをグランド電位とした状態で、第１の個別電極１２Ｂに正の電位を付与し、第２の個別電極１２Ｃにグランド電位とすることで、第２の活性部Ｓ２に電圧を印加することなく第１の活性部Ｓ１に電圧を印加することになり、第１および第２の活性部Ｓ１，Ｓ２が共に変形しない図８（ａ）の状態から、第１の活性部Ｓ１を収縮させて振動板１５を圧力室１４Ａａの方向の凸にユニモルフ変形させる第１の状態（図８（ｂ）参照）に変化する。
【００４６】
次いで、第１の共通電極１２Ｄをグランド電位とした状態で、第１の個別電極１２Ｂの正の電位をグランド電位とする一方、第２の個別電極１２Ｃに正の電位を付与することで、第１の活性部Ｓ１に電圧を印加することなく第２の活性部Ｓ２に電圧を印加することになり、第２の活性部Ｓ１を収縮させて振動板１５を圧力室１４Ａａとは反対方向の凸にユニモルフ変形させる第２の状態（図８（ｃ）参照）に状態に変化する。
【００４７】
それから、再び、第１の共通電極１２Ｄをグランド電位とした状態で、第１の個別電極１２Ｂに正の電位を付与し、第２の個別電極１２Ｃにグランド電位とすることで、第２の活性部Ｓ２に電圧を印加することなく第１の活性部Ｓ１に電圧を印加して、第１の活性部Ｓ１を収縮させて振動板１５を圧力室１４Ａａの方向の凸にユニモルフ変形させる第１の状態（図８（ｂ）参照）に変化させる。
【００４８】
このように、第１および第２の活性部Ｓ１，Ｓ２が、第１の活性部Ｓ１を圧力室１４Ａａの方向の凸に変形させる第１の状態（図８（ｂ）参照）から、第２の活性部Ｓ１を圧力室１４Ａａとは反対方向の凸に変形させる第２の状態（図８（ｃ）参照）を経て、再び第１の活性部Ｓ１を圧力室１４Ａａの方向の凸に変形させる第１の状態（図８（ｂ）参照）と順に変化することで、インクが吐出される。これは、所謂「引きうち」と称される吐出駆動の方法である。
【００４９】
前記プリンタ用ヘッド３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。
【００５０】
（ウォームアップモード）
第１の共通電極１２Ｄをグランド電位とした状態で、第１および第２の個別電極１２Ｂ，１２Ｃに正の電位とグランド電位とを交互に付与することで、圧電アクチュエータ１２に、電界の強さに正比例した変形を生じさせ（逆圧電効果）、圧電アクチュエータ１２が発熱するようにして、インクを加熱する。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および第２の個別電極１２Ｂ，１２Ｃへの、正の電位の付与・非付与のタイミングは、２ＡＬとし、インクが吐出しないようにされる。
【００５１】
これについて詳述すると、第１の共通電極１２Ｄをグランド電位とした状態で、第１および第２の個別電極１２Ｂ，１２Ｃに正の電位を付与することで、第１および第２の活性部Ｓ１，Ｓ２に共に電圧を印加し、第１の活性部を収縮させて、振動板１５の第１の活性部Ｓ１に対応する部分を前記圧力室の方向の凸にユニモルフ変形させると同時に、第２の活性部を収縮させて、振動板１５の第２の活性部Ｓ２に対応する部分を前記圧力室とは反対方向の凸にユニモルフ変形させる第３の状態（図８（ｄ）参照）となる。この第３の状態では、第１の活性部についての圧力室１４Ａａの方向の凸の変形と、第２の活性部Ｓ２についての圧力室１４Ａａとは反対方向の凸の変形とを同時に行うので、それらの変形が互いに圧力室１４Ａａの容積が変化するのを抑制し、圧力室１４Ａａの容積は、第１および第２の活性部Ｓ１，Ｓ２がともに変形しない第４の状態（図８（ａ）参照）とほとんど変わらない。
【００５２】
次に、第１の共通電極１２Ｄをグランド電位とした状態で、第１および第２の個別電極１２Ｂ，１２Ｃもグランド電位とすることで、第１および第２の活性部Ｓ１，Ｓ２がともに電圧を印加されず、第１および第２の活性部Ｓ１，Ｓ２が共に変形しない第４の状態（図８（ａ）参照）となる。
【００５３】
このように、第３の状態と第４の状態とを交互に繰り返すことで、圧電アクチュエータ１２を駆動し、圧電アクチュエータ１２の発熱によりインクを加熱することができる一方、その駆動中において、圧力室１４Ａａの容積変化はほとんどないので、インクが誤って吐出されるおそれもない。
【００５４】
また、圧電アクチュエータ１２を凹凸状態に変形させているので、圧電アクチュエータ１２は全体にわたって一様に発熱し、インクを加熱する効率がよい。
【００５５】
さらに、ウォームアップモードにおいてはインクが誤って吐出されるおそれがないので、駆動回路４６（ドライバ５４）から出力される駆動パルスによって第１および第２の個別電極１２Ｂ，１２Ｃに付与される正の電位を、インク吐出モード時にそれらに付与される正の電位よりも高電位とすることができる。このように高電位とすることで、第１および第２の活性部Ｓ１，Ｓ２に印加する電圧をインク吐出モード時に印加する電圧より高くして、圧電アクチュエータ１２（第１および第２の活性部Ｓ１，Ｓ２）の変形量を大きくして、加熱効率をより高めることができる。また、第１および第２の個別電極１２Ｂ，１２Ｃに付与される正の電位だけでなく、個別電極１２Ｂ，１２Ｃに印加される電圧のパルス幅（つまり前記駆動パルスのパルス幅）をインク吐出モード時に印加する電圧のパルス幅より広くすることで、圧電アクチュエータ１２（第１および第２の活性部Ｓ１，Ｓ２）の変形量を大きくして、加熱効率をより高めることも可能である。
【００５６】
前記実施の形態では、圧電材料層１２Ａの上面側に第１および第２の個別電極１２Ｂ，１２Ｃを、下面側に第１の共通電極１２Ｄをそれぞれ配置するようにしているが、逆に、圧電材料層の下面側に第１および第２の個別電極を、上面側に第１の共通電極をそれぞれ配置する構成とすることも可能である。
【００５７】
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。
【００５８】
（実施の形態２）
この実施の形態の場合には、図９および図１０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１２Ａと、この圧電材料層１２Ａの上面側（一方の面側）に第３の個別電極１２Ｅおよび第２の共通電極１２Ｆが、下面側（他方の面側）に第３および第４の共通電極１２Ｇ，１２Ｈがそれぞれ形成される。そして、平面的に見て、第３の個別電極１２Ｅ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１２Ｅａを有し、その部分１２Ｅａの圧力室長手方向の一側に接続端子部１２Ｅｂが設けられている。
【００５９】
第２の共通電極１２Ｆは前記圧力室に対し前記圧力室幅方向の両側部に対応する部分１２Ｆａと、その部分１２Ｆａの圧力室長手方向の他側においてそれらを接続する接続部１２Ｆｂとを備える。また、第３および第４の共通電極１２Ｇ，１２Ｈは圧力室１４Ａａに対し前記圧力室の幅方向において第３の個別電極１２Ｅおよび第２の共通電極１２Ｆおよびに対応する部分１２Ｇａ，１２Ｈａを有する。第３の共通電極１２Ｇの各部分１２Ｇａは、圧力室長手方向の他側において接続部１２Ｇｂによって接続されている。また、第４の共通電極１２Ｈの各部分１２Ｈａは、圧力室長手方向の一側において接続部１２Ｈｂによって接続されている。
【００６０】
そして、平面的に見て、圧電材料層１２Ａを第３の個別電極１２Ｅと第４の共通電極１２Ｈとで挟む部分であって圧力室１４Ａａの長手方向中央部分に対応する部分が第１の活性部Ｓ１となる一方、圧電材料層１２Ａを第２の共通電極１２Ｆと第３の共通電極１２Ｇとで挟む部分であって第１の活性部Ｓ１を挟んで長手方向両側となる圧力室１４Ａａの外周側の部分に対応する部分が第２の活性部Ｓ２となる。
【００６１】
インク吐出モードでは、第４の共通電極１２Ｈをグランド電位とした状態で、第３の個別電極１２Ｅ、第２および第３の共通電極１２Ｆ，１２Ｇへ正の電位を付与し、次に、第３の個別電極１２Ｅおよび第３の共通電極１２Ｇをグランド電位として第２の共通電極１２Ｆへ正の電位を付与し、次に、再び第３の個別電極１２Ｅ、第２および第３の共通電極１２Ｆ，１２Ｇへ正の電位を付与することで、前述した実施の形態１と同様に、図１１（ａ）に示す第４の状態から、第１の活性部Ｓ１を圧力室１４Ａａの方向の凸に変形させる第１の状態（図１１（ｂ）参照）、第２の活性部Ｓ２を圧力室１４Ａａとは反対方向の凸に変形させる第２の状態（図１１（ｃ）参照）、第１の状態（図１１（ｂ）参照）と順に変化することで，インクが吐出される。
【００６２】
また、ウォームアップモードにおいては、第３および第４の共通電極１２Ｇ，１２Ｈをグランド電位とした状態で、第３の個別電極１２Ｅおよび第２の共通電極１２Ｆへの正の電位付与・非付与を繰り返すことで、圧電アクチュエータ２の発熱によりインクが加熱される。つまり、第１の活性部Ｓ１を圧力室１４Ａａの方向の凸に変形させると同時に第２の活性部Ｓ２を圧力室１４Ａａとは反対方向の凸に変形させる第３の状態と、第１および第２の活性部Ｓ１，Ｓ２が変形しない第４の状態とを交互に繰り返すことで、圧電アクチュエータ１２’を駆動し、圧電アクチュエータ１２’の発熱によりインクを加熱することができる一方、その駆動中において、圧力室１４Ａａの容積変化はほとんどないので、インクが誤って吐出されるおそれもない。
【００６３】
この実施の形態の場合も、インクが誤って吐出されるおそれがないので、駆動回路４６（ドライバ５４）から出力される駆動パルスによって第３および第４の共通電極１２Ｇ，１２Ｈに付与される正の電位を、インク吐出モード時にそれらに付与される正の電位よりも高電位として、圧電アクチュエータ１２’（第１および第２の活性部Ｓ１，Ｓ２）に印加する電圧をインク吐出モード時に印加する電圧より高くするか、あるいは第３および第４の共通電極１２Ｇ，１２Ｈに印加される電圧のパルス幅（つまり前記駆動パルスのパルス幅）をインク吐出モード時に印加する電圧のパルス幅より広くすることで、圧電アクチュエータ１２’（第１および第２の活性部Ｓ１，Ｓ２）の変形量を大きくして、加熱効率をより高めることも可能である。
【００６４】
前記実施の形態では、圧電材料層１２Ａの上面側に第３の個別電極１２Ｅおよび第２の共通電極１２Ｆを、下面側に第３および第４の共通電極１２Ｇ，１２Ｈをそれぞれ配置するようにしているが、逆に、圧電材料層の下面側に第３の個別電極および第２の共通電極を、上面側に第３および第４の共通電極をそれぞれ配置する構成とすることも可能である。
【００６５】
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。
【００６６】
(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。
【００６７】
(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】
【００６８】
【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】（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態を示す斜視図、（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、それらを振動板とともに示す図、（ｂ）は接合された状態の図である。
【図４】実施の形態の圧電アクチュエータを示し、（ａ）は圧電材料層の上面側の電極の配置を示す図、（ｂ）は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】電極の配置を示す図である。
【図６】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７】駆動回路の内部構成の説明図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ変形の状態を示す説明図である。
【図９】実施の形態２の圧電アクチュエータを示し、（ａ）は圧電材料層の上面側の電極の配置を示す図、（ｂ）は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１０】電極の配置を示す図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ変形の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
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’    圧電アクチュエータ
１２Ａ    圧電材料層
１２Ｂ    第１の個別電極
１２Ｃ    第２の個別電極
１２Ｄ    第１の共通電極
１２Ｅ    第３の個別電極
１２Ｆ    第２の共通電極
１２Ｇ    第３の共通電極
１２Ｈ    第４の共通電極
１４Ａａ    圧力室
２２    制御回路
Ｓ１    第１の活性部
Ｓ２    第２の活性部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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