(57)【要約】      （修正有）【課題】高粘度の液体を用いた場合に液体の十分な吐出重量と吐出速度を確保し得る液体噴射ヘッドを提供する。【解決手段】圧力発生手段に駆動信号ＳＤを供給する制御手段とを具備し、さらに制御手段は、駆動信号を介して、所定の中間電位Ａの電圧を圧力発生手段に印加することにより圧力発生室内に液体を引き込んでこの状態を所定時間維持し、続いて時間Ｔｗｃ１で最大電位まで上昇する電圧を圧力発生手段に印加することによりさらに液体を圧力発生室内に引き込んでこの状態を所定時間維持し、その後時間Ｔｗｄ２で中間電位よりも低い最低電位まで下降する電圧を圧力発生手段に印加することによりノズル開口を介して液体を吐出させるように制御し、さらに駆動信号における時間Ｔｗｃ１は時間Ｔｗｄ２未満にするとともに中間電位は最低電位と最大電位との差である電位Ｖｈの５０％未満にした。【選択図】図４
2009241280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル開口に連通する圧力発生室に液体供給路を介して供給される高粘度の液体と、前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、前記圧力発生手段に駆動信号を供給する制御手段とを具備するとともに、
前記制御手段は、前記駆動信号を介して、所定の中間電位の電圧を前記圧力発生手段に印加することにより前記圧力発生室内に前記液体を引き込んでこの状態を所定時間維持し、続いて時間Ｔｗｃ１で最大電位まで上昇する電圧を前記圧力発生手段に印加することによりさらに前記液体を前記圧力発生室内に引き込んでこの状態を所定時間維持し、その後時間Ｔｗｄ２で前記中間電位よりも低い最低電位まで下降する電圧を前記圧力発生手段に印加することにより前記ノズル開口を介して前記液体を吐出させるように制御し、
さらに前記駆動信号における前記時間Ｔｗｃ１は前記時間Ｔｗｄ２未満にするとともに前記中間電位は前記最低電位と前記最大電位との差である電位Ｖｈの５０％未満にしたことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載する液体噴射ヘッドにおいて、
前記液体は、その粘度が８．０（ｍＰａ・ｓ）以上であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する液体噴射ヘッドにおいて、
前記液体は、その粘度が１５．０（ｍＰａ・ｓ）であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載する液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体噴射ヘッド及びこれを有する液体噴射装置に関し、特に高粘度の液体を用いる場合に適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置としては、例えば圧電素子からなる圧力発生手段によりインク滴吐出のための圧力を発生させる複数の圧力発生室と、共通のリザーバから各圧力発生室に個別にインクを供給するインク供給路と、各圧力発生室に形成されてインク滴を吐出するノズル開口とを備えたインクジェット式記録ヘッドがある。かかるインクジェット式記録ヘッドでは、制御手段により前記駆動信号を介して選択的に駆動する圧電素子により圧力発生室内のインクに吐出エネルギを付与してノズル開口からインク滴を吐出させている。
【０００３】
ここで、制御手段から送出される駆動信号の一つとして、所定時間維持される中間電位から時間Ｔｗｃ１で最大電位まで上昇され、その後時間Ｔｗｄ２で中間電位よりも低い最低電位まで下降される波形のものがある。かかる波形の駆動信号を用いた場合、圧電素子は、中間電位の電圧が印加されることにより圧力発生室内の容積を若干膨張させて膨張量に見合うインクを引き込み、この状態を一定時間維持した後、時間Ｔｗｃ１で最大電位まで上昇する電圧を印加されてさらにインクを圧力発生室内に引き込み、その後時間Ｔｗｄ２で最低電圧まで下降する電圧の印加に伴いノズル開口を介してインク滴を吐出させる。すなわち、圧力発生室は、圧電素子に対する中間電位の印加により若干膨張してインクを予備的に引き込み、その後圧電素子の印加電圧を最大電圧まで上昇させることにより最大に膨張して印字に必要な量のインクを引き込んだ後、圧電素子の印加電圧を最低電圧まで下降させることにより収縮して引き込んだインクを押圧する。
【０００４】
かかる一連の予備引き込み、引き込み、押圧という一連の動作を規定する従来の駆動波形において、前記中間電位は前記最低電位と前記最大電位との差である電位Ｖｈの５０％以上としていた。これは、高周波でインク滴を打つ（速く打つ）場合を考慮して中間電位の電圧の印加により圧力発生室の容積を大きくして、圧力発生室に自然に流れ込むインクの量を多くしておくためである。一方、圧力発生室に対するインクの引き込み時の時間Ｔｗｃ１は押圧時の時間Ｔｗｄ２以上にしている。これは、時間Ｔｗｃ１を小さくして中間電位から最大電位までの立ち上がりを急峻にした場合にはインクのメニスカス振動が大きくなりすぎて安定しない点を考慮してなだらかな変化で最大電位に至るようにしているからである。
【０００５】
なお、中間電位を有する駆動波形を開示する従来技術としては例えば特許文献１がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２５１８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来技術に係るインクジェット式記録ヘッドの駆動信号は、例えば水系等の低粘度（４．０（ｍＰａ・ｓ）乃至６．０（ｍＰａ・ｓ））のインクを対象としたものであるため、同じ駆動信号で例えば粘度が１５．０（ｍＰａ・ｓ）程度のインクを使用した印字を行う場合には、十分なインク重量及びインク滴速度を確保できない場合がある。かかるインク重量不足及びインク滴速度不足は駆動信号が高周波になればなるほど顕著な問題として顕在化する。
【０００８】
なお、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけでなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。特に印刷以外の工業用途に用いられる液体噴射ヘッドでは、高粘度の液体を噴射させる機会が多く、上記問題はより顕著なものとなる。
【０００９】
本発明は、上記従来技術に鑑み、高粘度の液体を用いた場合に液体の十分な吐出重量と吐出速度を確保し得る液体噴射ヘッド及びこれを有する液体噴射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】
【００１０】
上記目的を達成する本発明の態様は、ノズル開口に連通する圧力発生室に液体供給路を介して供給される高粘度の液体と、前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、前記圧力発生手段に駆動信号を供給する制御手段とを具備するとともに、前記制御手段は、前記駆動信号を介して、所定の中間電位の電圧を前記圧力発生手段に印加することにより前記圧力発生室内に前記液体を引き込んでこの状態を所定時間維持し、続いて時間Ｔｗｃ１で最大電位まで上昇する電圧を前記圧力発生手段に印加することによりさらに前記液体を前記圧力発生室内に引き込んでこの状態を所定時間維持し、その後時間Ｔｗｄ２で前記中間電位よりも低い最低電位まで下降する電圧を前記圧力発生手段に印加することにより前記ノズル開口を介して前記液体を吐出させるように制御し、さらに前記駆動信号における前記時間Ｔｗｃ１は前記時間Ｔｗｄ２未満にするとともに前記中間電位は前記最低電位と前記最大電位との差である電位Ｖｈの５０％未満にしたことを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
本態様によれば、中間電位が低いので、中間電位の電圧の印加により拡大する圧力発生室の容積は従来よりも小さい。このことにより駆動信号が高周波になっても高粘度の液体を短時間で自然に圧力発生室に流入させることができる。また、中間電位から最大電位までの変化時間を最大電位から最低電位までの変化時間よりも短くした、すなわち中間電位から最大電位までの立ち上がり特性を急峻にしたので、圧力発生室の急激な容積拡大の結果、高粘度の液体を良好に圧力発生室内に引き込むことができる。この結果、高粘度の液体を高周波数の駆動信号で十分な吐出重量と吐出速度を確保してノズル開口から吐出させることができる。
【００１１】
ここで、前記液体は、その粘度が８．０（ｍＰａ・ｓ）以上であることが望ましい。特に前記液体は、その粘度が１５．０（ｍＰａ・ｓ）であることがより好ましい。
【００１２】
本発明の他の態様は、上記液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
この種のインクジェット式記録装置で所定の文字、図形等を印刷する記録対象が、プラスチック等のインク吸収性が低いものになった場合でも、液滴が記録対象に着弾後、流れてしまうという問題を生起することなく高速の印刷が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室の短手方向の断面図であり、図１（ｂ）は、液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの圧力発生室の長手方向の断面図である。両図に示すように、流路形成基板５０はシリコン単結晶基板からなり、その一方面側の表層部分には、複数の隔壁５１によって画成された圧力発生室５２がその幅方向（短手方向）に並設されている。また、各圧力発生室５２の長手方向一端部側には、各圧力発生室５２に液体の一種であるインクを供給するためのリザーバ５３が液体供給路の一種であるインク供給路５４を介して連通されている。また、流路形成基板５０の圧力発生室５２の開口面側は振動板５５で封止され、他方面側にはノズル開口５６が穿設されたノズルプレート５７が接着剤や熱溶着フィルムを介して接着されている。
【００１４】
振動板５５上には、図示しない複数のインクカートリッジに接続されるインク供給路を有するヘッドケース５８が固定されており、且つこのヘッドケース５８には、圧電素子ユニット１０が高精度に位置決めされて固定されている。すなわち、ヘッドケース５８は、貫通した収容部５８ａが設けられており、この収容部５８ａの一方の内面に圧電素子ユニット１０が、各圧電素子１１の先端が振動板５５上の各圧力発生室５２に対応する領域に設けられた各アイランド部５９に当接させて固定されている。
【００１５】
かかるインクジェット式記録ヘッドでは、制御部（図示せず）からの駆動信号の供給に伴う圧電素子１１の変位により、振動板５５を介して圧力発生室５２に圧力変動を生起させ、この圧力変動により圧力発生室５２内に充填されているインクをノズル開口５６から吐出させる。ここで、本形態に係る液体噴射ヘッドにおいて使用するインクは、例えばその粘度が１５．０（ｍＰａ・ｓ）である高粘度のものであり、リザーバ５３から各インク供給路５４を介して各圧力発生室５２に供給される。
【００１６】
図２は圧電ユニットを抽出して示す斜視図、図３は、図２の平面図及びそのＡ−Ａ線断面図である。ここで、圧電素子ユニット１０について、図２及び図３を追加してさらに詳細に説明する。
【００１７】
図２及び図３に示すように、当該圧電素子ユニット１０は、複数の圧電素子１１がその幅方向に並設された列１２を有する圧電素子形成部材１３と、圧電素子形成部材１３の先端部（一端部）側が自由端となるようにその基端部（他端部）側が接合される固定基板１４とを有する。ここで、圧電素子形成部材１３は、圧電材料層１５と、圧電素子１１の２つの極を構成する内部電極、すなわち隣接する圧電素子１１と電気的に独立する個別電極を構成する個別内部電極１６と、隣接する圧電素子１１と電気的に共通する共通電極を構成する共通内部電極１７とを交互に挟んで積層することにより形成されている。
【００１８】
また、圧電素子形成部材１３には、例えばワイヤソー等によって複数のスリット１８が形成され、その先端部側が櫛歯状に切り分けられて圧電素子１１の列１２が形成されている。なお、圧電素子１１の列１２の両外側には、各圧電素子１１よりも広い幅を有する位置決め部１９が設けられている。この位置決め部１９は、圧電素子ユニット１０をインクジェット式記録ヘッドに組み込む際に、圧電素子ユニット１０を高精度に位置決めするためのものである。
【００１９】
ここで、各圧電素子１１の個別電極となる個別内部電極１６は、基本的には圧電素子形成部材１３の略全面に亘って設けられているが、固定基板１４の端面近傍に対向する領域で先端部側と基端部側とに分離してある。一方、共通電極となる共通内部電極１７も基本的に圧電素子形成部材１３の略全面に亘って設けられているが、個別内部電極１６と同様に、圧電素子１１の先端部近傍で分離してある。すなわち、圧電素子１１の固定基板１４に接合される領域は、振動に寄与しない不活性領域となっており、圧電素子１１を構成する個別内部電極１６及び共通内部電極１７間に電圧を印加すると、固定基板１４に接合されていない先端部側の領域のみが振動する。
【００２０】
また、圧電素子形成部材１３の外表面には、個別内部電極１６及び共通内部電極１７と接続される外部電極２０が形成されている。また、圧電素子形成部材１３の少なくとも圧電素子１１の列１２に対応する領域の基端部側には、外部電極２０が存在しない電極非形成部２１が存在する。
【００２１】
そして、複数のスリット１８は、この電極非形成部２１に対向する領域に達する長さで形成され、外部電極２０が、このスリット１８及び電極非形成部２１によって分離され、隣接する圧電素子１１と電気的に独立する個別外部電極２２と、隣接する圧電素子と電気的に共通する共通外部電極２３とを構成している。
【００２２】
具体的には、外部電極２０は、各圧電素子１１に対向する部分と位置決め部１９に対向する部分とに分離され、各圧電素子１１に対向する領域の外部電極２０が、圧電素子形成部材１３の先端部で圧電素子１１の個別電極を構成する個別内部電極１６と電気的に接続される個別外部電極２２を構成している。一方、圧電素子１１の列１２の両側に設けられた位置決め部１９上の外部電極２０が、圧電素子形成部材１３の基端部側の端面で各圧電素子１１の共通電極を構成する共通内部電極１７と接続される共通外部電極２３を構成している。
【００２３】
すなわち、圧電素子ユニット１０では、圧電素子形成部材１３の固定基板１４に接合された部分の反対側の面に、個別外部電極２２が並設されると共に、個別外部電極２２の並設方向両側で位置決め部１９に対向する領域に共通外部電極２３が存在する。これにより、圧電素子ユニット１０と後述する配線基板とを比較的容易に接続することができ、且つ圧電素子ユニット１０の小型化を図ることができる。
【００２４】
このような圧電素子ユニット１０は、図１に示すように、固定基板１４が、圧電素子形成部材１３が固定された面とは反対側の面がヘッドケース５８の収容部５８ａに固定される。そして圧電素子ユニット１０には、各圧電素子１１を駆動するための信号を供給するフィルム状の配線基板３０が接続されている。
【００２５】
配線基板３０は、圧電素子１１の個別外部電極２２と共通外部電極２３とに接続される接続配線３３を有している。各圧電素子１１を駆動する駆動信号を供給する駆動ＩＣ３１は、配線基板３０上に実装されている。配線基板３０としては、例えばＴＡＢテープなどのテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）などを好適に適用し得る。すなわち、配線基板３０は、ポリイミド等のベースフィルム３２の表面に銅箔等で所定パターンの導電層を形成し、導電層をメッキすることで接続配線３３を形成した後、接続配線３３の圧電素子１１及び後述する端子部と接続される領域及び駆動ＩＣ３１の端子が接続される領域以外をレジスト等の絶縁膜３４で覆ったものとして構成することができる。ここで、駆動ＩＣ３１は、配線基板３０に実装された後、駆動ＩＣ３１を覆う絶縁膜３４で覆われている。
【００２６】
かかる配線基板３０は、駆動ＩＣ３１が固定基板１４に相対向する面側となり、且つ駆動ＩＣ３１が配線基板３０の幅方向の中央領域となるように配置されている。そして、接続配線３３の一端部と、圧電素子１１の固定基板１４が固定された端部側の個別外部電極２２及び共通外部電極２３とは、例えば接続配線３３の表面及び個別外部電極２２及び共通外部電極２３の表面にスズ（Ｓｎ）−ビスマス（Ｂｉ）合金等の金属を形成後、両者を当接させた状態で加熱することで形成された金属層３５を介して電気的に接続されている。また、配線基板３０の接続配線３３の圧電素子１１と接続された一端部とは反対側の他端部は、ヘッドケース５８の振動板５５とは反対側の面に設けられた入力配線基板６０の入力配線６１の端子部６１ａに屈曲されて接続されている。
【００２７】
ここで、入力配線基板６０は、外部から駆動ＩＣ３１及び圧電素子１１に駆動信号及び印刷信号等を供給するためのものである。そして、入力配線基板６０は、ヘッドケース５８の振動板５５とは反対側の面に設けられているため、収容部５８ａに固定された圧電素子１１に接続された配線基板３０は、入力配線基板６０の入力配線６１の端子部６１ａと接続される部分が約９０度に屈曲されて、接続配線３３の端部が端子部６１ａと接続されている。そして、接続配線３３と端子部６１ａとは、例えば、入力配線６１の端子部６１ａの表面にスズ−リン銅合金等の金属を形成後、両者を当接させた状態で加熱することで形成された金属層３６を介して電気的に接続されている。また、配線基板３０は、固定基板１４に紫外線硬化型接着剤（ＵＶ接着剤）４０，４１，４２を介して接着されている。
【００２８】
各圧電素子１１には、図４に示すような波形の駆動信号ＳＤが制御部（図示せず）から供給される。すなわち、駆動信号ＳＤは、基準となる最低電位から所定電位だけ高電圧の中間電位Ａに所定時間維持された後、時間Ｔｗｃ１で最大電位まで上昇して、この最大電位に所定時間維持され、その後時間Ｔｗｄ２で最低電位まで下降して、この最低電位に所定時間維持された後中間電位Ａに戻る波形となっており、これを１周期として種々の周期でインクの吐出が繰り返される。なお、最低電位では圧電素子１１に印加される電位が零であり、したがって圧電素子１１の変位量も零である。
【００２９】
かくして前記制御部は、駆動信号ＳＤを介して、中間電位Ａの電圧を圧電素子１１に印加することにより圧力発生室５２内にインクを引き込んでこの状態を所定時間維持し、続いて時間Ｔｗｃ１で最大電位まで上昇する電圧を圧電素子１１に印加することによりさらにインクを圧力発生室５２内に引き込んでこの状態を所定時間維持し、その後時間Ｔｗｄ２で中間電位Ａよりも低い最低電位まで下降する電圧を圧電素子１１に印加することによりノズル開口５６を介してインクを吐出させるように制御する。ここで、本形態に係る制御部は、図４に示す時間Ｔｗｃ１が時間Ｔｗｄ２未満になるとともに中間電位Ａが最低電位と最大電位との差である電位Ｖｈの５０％未満になるように駆動信号ＳＤを形成する。
【００３０】
かかるインクジェット式記録ヘッドでは、インクカートリッジに連通されるインク供給路を介してリザーバ５３にインクが供給され、インク供給路５４を介して各圧力発生室５２に分配される。かかる状態で制御部から圧電素子１１に駆動信号ＳＤを供給することにより、先ず中間電位の電圧、次に最大電位の電圧を圧電素子１１に印加することにより、振動板５５が変位して圧力発生室５２の容積を２段階に拡大させ、圧力発生室５２内にインクを引き込む。そして、ノズル開口５６に至るまで内部をインクで充填した後、圧電素子１１に印加していた電圧を解除すると、圧電素子１１が伸張されて最小電位である基準状態に戻る。これにより、振動板５５も変位して元の状態に戻るため圧力発生室５２が収縮され、内部圧力が高まってノズル開口５６からインク滴が吐出される。
【００３１】
このとき、本態様によれば、中間電位Ａが低いので、中間電位Ａの電圧の印加により拡大する圧力発生室５２の容積は従来よりも小さい。このことにより駆動信号が高周波になっても高粘度のインクを短時間で自然に圧力発生室５２内に流入させることができる。また、時間Ｔｗｃ１を時間Ｔｗｄ２よりも短くして中間電位Ａから最大電位までの立ち上がり特性を急峻にしたので、圧力発生室５２の急激な容積拡大の結果、高粘度のインクを良好に圧力発生室５２内に引き込むことができる。この結果、高粘度のインクを高周波数の駆動信号ＳＤで十分な吐出重量と吐出速度を確保してノズル開口５６から吐出させることができる。
【００３２】
図５乃至図１３は、駆動信号ＳＤ（図４参照）の中間電位Ａ、時間Ｔｗｃ１、時間Ｔｗｄ２を変えて、本形態に係るインクジェット式記録ヘッドで粘度が１５．０（ｍＰａ・ｓ）のインクを吐出させ、このときのメニスカス挙動をシミュレートした場合の特性図で、（ａ）は周波数が１ｋＨｚの場合、（ｂ）は周波数が６０ｋＨｚの場合である。同図中、横軸が時間（μｓ）、縦軸がインクの吐出重量（ｎｇ）である。なお、この場合のインクの粘度は、吐出時のインク温度における粘度である。
【００３３】
また、各図の特性は電位Ｖｈに対する中間電位Ａの比率（％）、時間Ｔｗｃ１（μｓ）、時間Ｔｗｄ２（μｓ）をそれぞれ変えてシミュレートしたものである。
【００３４】
図５に示すシミュレート特性は、比率＝１０％、Ｔｗｃ１＝１μｓ、Ｔｗｄ２＝３μｓ、図６に示すシミュレート特性は、比率＝１０％、Ｔｗｃ１＝２．５μｓ、Ｔｗｄ２＝３μｓ、図７に示すシミュレート特性は、比率＝４５％、Ｔｗｃ１＝１μｓ、Ｔｗｄ２＝３μｓ、図８に示すシミュレート特性は、比率＝４５％、Ｔｗｃ１＝２．５μｓ、Ｔｗｄ２＝３μｓの場合である。これらの場合は何れも１ｋＨｚ時（各図の（ａ）参照）の最大吐出重量（１０ｎｇ以上）と同程度の吐出重量を６０ｋＨｚ（各図の（ｂ）参照）の殆どの場合で得られていることが分る。すなわち、駆動信号ＳＤにおける電位Ｖｈに対する中間電位Ａの比率を５０％以下にし、且つＴｗｃ１＜Ｔｗｄ２とすることにより高粘度のインクであっても十分な吐出重量と吐出速度を得ることができる。
【００３５】
一方、図９に示すシミュレート特性は、比率＝１０％、Ｔｗｃ１＝３．５μｓ、Ｔｗｄ２＝３μｓ、図１０に示すシミュレート特性は、比率＝４５％、Ｔｗｃ１＝３．０μｓ、Ｔｗｄ２＝３μｓ、図１１に示すシミュレート特性は、比率＝５５％、Ｔｗｃ１＝１．０μｓ、Ｔｗｄ２＝３μｓ、図１２に示すシミュレート特性は、比率＝５５％、Ｔｗｃ１＝２．５μｓ、Ｔｗｄ２＝３μｓの場合である。これらの場合は何れも１ｋＨｚ時（各図の（ａ）参照）の最大吐出重量（１０ｎｇ以上）に較べ６０ｋＨｚ時（各図の（ｂ）参照）の最大吐出量は顕著に低下していることが分る。ここで、図９及び図１０に示す場合は、比率＜５０％であるが、Ｔｗｃ１＞Ｔｗｄ２であり、図１１及び図１２に示す場合は、Ｔｗｃ１＜Ｔｗｄ２であるが、比率＞５０％である。このことは、比率＜５０％及びＴｗｃ１＜Ｔｗｄ２が同時に満足されなければ高速印字時（例えば６０ｋＨｚ）の高粘度インクの十分な吐出重量を確保することができないことを示している。
【００３６】
図１３に示すシミュレート特性は、比率＝５５％、Ｔｗｃ１＝３．５μｓ、Ｔｗｄ２＝３μｓの場合である。この場合にも１ｋＨｚ時（図１３（ａ）参照）の最大吐出重量（１０ｎｇ以上）に較べ６０ｋＨｚ時（図１３（ｂ）参照）の最大吐出量が顕著に低下していることが分る。すなわち、比率＞５０％及びＴｗｃ１＞Ｔｗｄ２となっている従来技術においては、当然高速印字時（例えば６０ｋＨｚ）の高粘度インクの十分な吐出重量を確保することはできない。
【００３７】
図１４乃至図１６は、上述の如き駆動信号ＳＤの条件（）が高粘度インクの高速印字時に有用であることの検証を行うため、同様のシミュレートを行った場合の特性図である。何れの場合も６０ｋＨｚの場合であり、（ａ）が本形態と同様の条件である比率＜５０％で且つＴｗｃ１＜Ｔｗｄ２の場合、（ｂ）が従来と同様の条件である比率＞５０％で且つＴｗｃ１＞Ｔｗｄ２の場合である。また、使用したインクの粘度は、図１４が４．０（ｍＰａ・ｓ）、図１５が５．０（ｍＰａ・ｓ）、図１６が６．０（ｍＰａ・ｓ）の場合である。
【００３８】
図１４乃至図１６を参照すれば明らかな通り、インクが低粘度（４．０（ｍＰａ・ｓ）乃至６．０（ｍＰａ・ｓ））の場合には、何れの場合も（ａ）に示す本形態と同様の条件よりも、（ｂ）に示す従来と同様の条件の方が高速印字時においてより多くのインクの吐出重量を得ることができる。同時に粘度が高くなればなるほど、（ａ）に示す特性と（ｂ）に示す特性との差が小さくなる傾向にあることが分る。このことにより、本形態に示す条件は、これらに示す粘度よりもより高粘度のインクを用いる場合に有効であることを示している。
【００３９】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限るものでは勿論ない。例えば、上記実施の形態に係るインクジェット式記録ヘッドは圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型アクチュエータを有するヘッドであるが、圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として薄膜型のアクチュエータである圧電素子を有するヘッド、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型のアクチュエータである圧電素子を有するヘッド等にも同様に適用できる。さらに、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出させるいわゆるバブル式アクチュエータや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエータなどにも適用することもできる。要するに、圧力発生室に液体供給路から液体を供給するとともに、圧力発生室に発生する圧力によりノズル開口を介して液体を吐出するものであれば良い。
【００４０】
さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えばプリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【００４１】
上記実施の形態に係るインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図１７は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。同図に示すように、上記実施の形態に係るインクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【００４２】
そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態に係る記録ヘッドの断面図である。
【図２】図１における圧電素子ユニットの斜視図である。
【図３】図１における圧電素子ユニットの平面図及び断面図である。
【図４】本形態で使用する駆動信号の波形を示す波形図である。
【図５】インクのメニスカス挙動をシミュレートした場合の特性図である。
【図６】インクのメニスカス挙動をシミュレートした場合の特性図である。
【図７】インクのメニスカス挙動をシミュレートした場合の特性図である。
【図８】インクのメニスカス挙動をシミュレートした場合の特性図である。
【図９】インクのメニスカス挙動をシミュレートした場合の特性図である。
【図１０】インクのメニスカス挙動をシミュレートした場合の特性図である。
【図１１】インクのメニスカス挙動をシミュレートした場合の特性図である。
【図１２】インクのメニスカス挙動をシミュレートした場合の特性図である。
【図１３】インクのメニスカス挙動をシミュレートした場合の特性図である。
【図１４】インクのメニスカス挙動をシミュレートした場合の特性図である。
【図１５】インクのメニスカス挙動をシミュレートした場合の特性図である。
【図１６】インクのメニスカス挙動をシミュレートした場合の特性図である。
【図１７】図１に示す記録ヘッドを搭載する記録装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  圧電素子ユニット、  １１  圧電素子、  １３  圧電素子形成部材、  １４  固定基板、  １５  圧電材料層、  １６  個別内部電極、  １７  共通内部電極、  ２１  電極非形成部、  ２２  個別外部電極、  ２３  共通外部電極、  ３０  配線基板、  ３１  駆動ＩＣ、  ３３  接続配線、  ５０  流路形成基板、  ５２  圧力発生室、  ５３  リザーバ、  ５４  インク供給路、  ５５  振動板、  ５６  ノズル開口、  Ａ  中間電位、  ＳＤ  駆動信号  
【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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【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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