JP2009220369A - 液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高品質な印刷を実現することができる液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの駆動方法を提供する。
【解決手段】ノズル開口に連通する圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段に前記圧力発生室の体積を増加させる方向に電圧を印加する第１の電圧変化工程１４１と、前記圧力発生手段に前記圧力発生室の体積を減少させる方向に電圧を印加する第２の電圧変化工程１４３とを具備すると共に、前記第１の電圧変化工程１４１での電圧変化時間Ｔ１と、前記第１の電圧変化工程１４１の終了時刻及び第２の電圧変化工程１４３の開始時刻の間の時間Ｔ２との合計時間が前記圧力発生室の固有振動周期Ｔｃの０．６倍以上、１．３倍以下であると共に、前記時間Ｔ１が固有振動周期Ｔｃの０．１倍以上、１．２倍以下であり、且つ前記時間Ｔ２が固有振動周期Ｔｃの０．０５倍以上、０．７倍以下となる駆動信号を前記圧力発生手段に印加する駆動手段とを具備する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの駆動方法に関し、特に液体としてインクを吐出するインクジェット式記録装置及びインクジェット式記録ヘッドの駆動方法に関する。

インクジェット式プリンタやプロッタ等のインクジェット式記録装置は、インクカートリッジやインクタンク等のインク貯留手段に貯留されたインクを、インク滴として吐出可能なインクジェット式記録ヘッドを有する。

ここで、インクジェット式記録ヘッドとしては、ノズル開口に連通する圧力発生室と、圧力発生室に圧力変化を生じさせてノズル開口から液滴を吐出させる圧力発生手段とを具備する。そして、インクジェット式記録ヘッドに搭載される圧力発生手段としては、例えば、縦振動型の圧電素子、撓み振動型の圧電素子、静電気力を用いたものなどが挙げられる。

また、このようなインクジェット式記録ヘッドの駆動方法として、駆動波形の圧力変化時間を、圧力発生室内に発生する圧力波の固有振動周期を考慮して設定したものがある。

特開２００１−６３０４２号公報

しかしながら、近年、高品質な印刷を実現するためにノズル開口の高密度化が望まれており、ノズル開口の高密度化によって圧力発生室が近接して配置されて、圧電素子等の圧力発生手段の振動が干渉し合う、所謂クロストークが発生し、複数のノズル開口から均一なインク重量及びインク速度のインク滴を吐出することができず、高品質な印刷を実現することができないという問題がある。

また、特許文献１のように、駆動波形の圧力変化時間を、圧力発生室内に発生する圧力波の固有振動周期を考慮して設定したものが提案されているものの、クロストークについては考慮されておらず、インク滴を同時に吐出するノズル開口の数によって、インク重量及びインク速度を均一化することができないという問題がある。

なお、このような問題はインクジェット式記録装置に限定されず、インク以外の液体を噴射する液体噴射装置においても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、高品質な印刷を実現することができる液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの駆動方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口を有すると共に前記ノズル開口に連通する圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを具備する液体噴射ヘッドと、前記圧力発生手段に前記圧力発生室の体積を増加させる方向に電圧を印加する第１の電圧変化工程と、前記圧力発生手段に前記圧力発生室の体積を減少させる方向に電圧を印加する第２の電圧変化工程とを具備すると共に、前記第１の電圧変化工程での電圧変化時間Ｔ１と、前記第１の電圧変化工程の終了時刻及び第２の電圧変化工程の開始時刻の間の時間Ｔ２との合計時間が前記圧力発生室の固有振動周期Ｔｃの０．６倍以上、１．３倍以下であると共に、前記時間Ｔ１が固有振動周期Ｔｃの０．１倍以上、１．２倍以下であり、且つ前記時間Ｔ２が固有振動周期Ｔｃの０．０５倍以上、０．７倍以下となる駆動信号を前記圧力発生手段に印加する駆動手段とを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。

かかる態様では、同時に液滴を噴射するノズル開口の数に拘わらず、クロストークの発生を減少させることができ、液滴の吐出速度や液滴の重量などの液滴噴射特性のばらつきを減少させて、高品質な印刷を実現できる。

ここで、前記時間Ｔ１と時間Ｔ２との合計時間が固有振動周期Ｔｃの０．８倍以上、１．２倍以下であると共に、前記時間Ｔ１が固有振動周期Ｔｃの０．３倍以上、１．０倍以下であり、且つ前記時間Ｔ２が固有振動周期Ｔｃの０．１倍以上、０．６倍以下であるのが好ましい。これによれば、同時に液滴を噴射するノズル開口の数に拘わらず、液滴の吐出速度や液滴の重量などの液滴噴射特性のばらつきを減少させて、さらに高品質な印刷を実現できる。

また、前記時間Ｔ１と時間Ｔ２との合計時間が固有振動周期Ｔｃの０．９倍以上、１．１倍以下であると共に、前記時間Ｔ１が固有振動周期Ｔｃの０．５倍以上、０．９倍以下であり、且つ前記時間Ｔ２が固有振動周期Ｔｃの０．２倍以上、０．５倍以下であることが好ましい。これによれば、同時に液滴を噴射するノズル開口の数に拘わらず、クロストークの発生を防止することができ、液滴の吐出速度や液滴の重量などの液滴噴射特性のばらつきを均一化させることができ、さらに高品質な印刷を実現できる。

さらに、本発明の他の態様は、ノズル開口に連通する圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段を具備し、前記圧力発生手段に駆動信号を印加して前記圧力発生室の体積を変化させることで、前記ノズル開口から液体を吐出させる液体噴射ヘッドの駆動方法であって、前記駆動信号を、前記圧力発生手段に前記圧力発生室の体積を増加させる方向に電圧を印加する第１の電圧変化工程と、前記圧力発生手段に前記圧力発生手段の体積を減少させる方向に電圧を印加する第２の電圧変化工程とで構成すると共に、前記第１の電圧変化工程での電圧変化時間Ｔ１と、前記第１の電圧変化工程の終了時刻及び第２の電圧変化工程の開始時刻の間の時間Ｔ２との合計時間を前記圧力発生室の固有振動周期の０．６倍以上、１．３倍以下とすると共に、前記時間Ｔ１が固有振動周期Ｔｃの０．１倍以上、１．２倍以下であり、且つ前記時間Ｔ２が固有振動周期Ｔｃの０．０５倍以上、０．７倍以下としたことを特徴とする液体噴射ヘッドの駆動方法にある。

かかる態様では、同時に液滴を噴射するノズル開口の数に拘わらず、クロストークの発生を防止することができ、液滴の吐出速度や液滴の重量などの液滴噴射特性のばらつきを減少させて、高品質な印刷を実現できる。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る液体噴射装置の一例を示す概略図である。図１に示すように、液体噴射ヘッドを有するヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、液体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。このヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、液体として、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。

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、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上に搬送されるようになっている。そして、このような液体噴射装置Ｉでは、キャリッジ３がキャリッジ軸５に沿って移動されると共に液体噴射ヘッドによって液体が吐出されて記録シートＳに印刷される。

ここで、液体噴射ヘッド１０について図２を用いて説明する。図２は、液体噴射ヘッドの断面模式図である。液体噴射ヘッド１０は、液滴を噴射するノズル開口１２に連通する圧力発生室１３と、圧力発生室１３と上述したカートリッジ２Ａ、２Ｂ等の液体貯留手段とを連通させる流路１４と、圧力発生室１３に対向して設けられた振動板１５と、振動板１５を介して圧力発生室１３に圧力変化を発生させる圧電素子１１とを備えている。なお、流路１４の一部は、各圧力発生室１３の共通の液体室であるリザーバを構成している。圧電素子１１は、ケース１６に、固定基板１７を介して固定されており、圧電素子１１の基端部近傍には、固定基板１７とは反対側の面に、各圧電素子１１を駆動するための信号を供給する駆動回路１９が実装された配線１８が設けられている。このような液体噴射ヘッド１０では、詳しくは後述するが、外部から供給された制御信号に基づいて駆動回路からの駆動信号が配線１８を介して液体噴射ヘッド１０に送出され、圧電素子１１に駆動信号が印加される。圧電素子１１は、駆動信号に応じて、充電・放電を繰り返して膨張・収縮することで振動板１５を変形させて、圧力発生室１３の容積を変化させる。この圧力発生室１３の容積変化により、所定のノズル開口１２から液滴が吐出される。

なお、本実施形態の圧電素子１１は、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて縦方向に伸縮させる縦振動型のものである。

図３は、液体噴射装置の制御構成を示す図である。ここで、図３を参照して、本実施形態の液体噴射装置の制御について説明する。本実施形態の液体噴射装置は、図３に示すように、プリンタコントローラ１１１とプリントエンジン１１２とから概略構成されている。プリンタコントローラ１１１は、外部インターフェース１１３（以下、外部Ｉ／Ｆ１１３という）と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ１１４と、制御プログラム等を記憶したＲＯＭ１１５と、ＣＰＵ等を含んで構成した制御部１１６と、クロック信号を発生する発振回路１１７と、液体噴射ヘッド１０へ供給するための駆動信号を発生する駆動信号発生回路１１９と、駆動信号や印刷データに基づいて展開されたドットパターンデータ（ビットマップデータ）等をプリントエンジン１１２に送信する内部インターフェース１２０（以下、内部Ｉ／Ｆ１２０という）とを備えている。

外部Ｉ／Ｆ１１３は、例えば、キャラクタコード、グラフィック関数、イメージデータ等によって構成される印刷データを、図示しないホストコンピュータ等から受信する。また、この外部Ｉ／Ｆ１１３を通じてビジー信号（ＢＵＳＹ）やアクノレッジ信号（ＡＣＫ）が、ホストコンピュータ等に対して出力される。ＲＡＭ１１４は、受信バッファ１２１、中間バッファ１２２、出力バッファ１２３、及び、図示しないワークメモリとして機能する。そして、受信バッファ１２１は外部Ｉ／Ｆ１１３によって受信された印刷データを一時的に記憶し、中間バッファ１２２は制御部１１６が変換した中間コードデータを記憶し、出力バッファ１２３はドットパターンデータを記憶する。なお、このドットパターンデータは、階調データをデコード（翻訳）することにより得られる印字データによって構成してある。

また、ＲＯＭ１１５には、各種データ処理を行わせるための制御プログラム（制御ルーチン）の他に、フォントデータ、グラフィック関数等を記憶させてある。制御部１１６は、受信バッファ１２１内の印刷データを読み出すと共に、この印刷データを変換して得た中間コードデータを中間バッファ１２２に記憶させる。また、中間バッファ１２２から読み出した中間コードデータを解析し、ＲＯＭ１１５に記憶させているフォントデータ及びグラフィック関数等を参照して、中間コードデータをドットパターンデータに展開する。そして、制御部１１６は、必要な装飾処理を施した後に、この展開したドットパターンデータを出力バッファ１２３に記憶させる。

そして、液体噴射ヘッド１０の１行分に相当するドットパターンデータが得られたならば、この１行分のドットパターンデータは、内部Ｉ／Ｆ１２０を通じて液体噴射ヘッド１１８に出力される。また、出力バッファ１２３から１行分のドットパターンデータが出力されると、展開済みの中間コードデータは中間バッファ１２２から消去され、次の中間コードデータについての展開処理が行われる。

プリントエンジン１１２は、液体噴射ヘッド１０と、紙送り機構１２４と、キャリッジ機構１２５とを含んで構成してある。紙送り機構１２４は、紙送りモータとプラテン８等から構成してあり、記録紙等の印刷記憶媒体を液体噴射ヘッド１０の記録動作に連動させて順次送り出す。即ち、この紙送り機構１２４は、印刷記憶媒体を副走査方向に相対移動させる。

キャリッジ機構１２５は、液体噴射ヘッド１０を搭載可能なキャリッジ３と、このキャリッジ３を主走査方向に沿って走行させるキャリッジ駆動部とから構成してあり、キャリッジ３を走行させることによりインクジェット式記録ヘッド１０を主走査方向に移動させる。なお、キャリッジ駆動部は、上述したように駆動モータ６及びタイミングベルト７等で構成されている。

液体噴射ヘッド１０は、副走査方向に沿って多数のノズル開口１２を有し、ドットパターンデータ等によって規定されるタイミングで各ノズル開口１２から液滴を吐出する。そして、このような液体噴射ヘッド１０の圧電素子１１には、図示しない外部配線を介して電気信号、例えば、後述する駆動信号（ＣＯＭ）や印字データ（ＳＩ）等が供給される。なお、このように構成されるプリンタコントローラ１１１及びプリントエンジン１１２では、プリンタコントローラ１１１と、駆動信号発生回路１１９から出力された所定の駆動波形を有する駆動信号を選択的に圧電素子１１に入力するラッチ１３２、レベルシフタ１３３及びスイッチ１３４等を有する駆動回路１９とが圧電素子１１に所定の駆動信号を印加する駆動手段となる。

なお、これらのシフトレジスタ１３１、ラッチ１３２、レベルシフタ１３３、スイッチ１３４及び圧電素子１１は、それぞれ、液体噴射ヘッド１０の各ノズル開口１２毎に設けられており、これらのシフトレジスタ１３１、ラッチ１３２、レベルシフタ１３３及びスイッチ１３４は、駆動信号発生回路１１９が発生した吐出駆動信号や緩和駆動信号から駆動パルスを生成する。ここで、駆動パルスとは実際に圧電素子１１に印加される印加パルスのことである。

このような液体噴射ヘッド１０では、最初に発振回路１１７からのクロック信号（ＣＫ）に同期して、ドットパターンデータを構成する印字データ（ＳＩ）が出力バッファ１２３からシフトレジスタ１３１へシリアル伝送され、順次セットされる。この場合、まず、全ノズル開口２１の印字データにおける最上位ビットのデータがシリアル伝送され、この最上位ビットのデータシリアル伝送が終了したならば、上位から２番目のビットのデータがシリアル伝送される。以下同様に、下位ビットのデータが順次シリアル伝送される。

そして、当該ビットの印字データが全ノズル分が各シフトレジスタ１３１にセットされたならば、制御部１１６は、所定のタイミングでラッチ１３２へラッチ信号（ＬＡＴ）を出力させる。このラッチ信号により、ラッチ１３２は、シフトレジスタ１３１にセットされた印字データをラッチする。このラッチ１３２がラッチした印字データ（ＬＡＴｏｕｔ）は、電圧増幅器であるレベルシフタ１３３に印加される。このレベルシフタ１３３は、印字データが例えば「１」の場合に、スイッチ１３４が駆動可能な電圧値、例えば、数十ボルトまでこの印字データを昇圧する。そして、この昇圧された印字データは各スイッチ１３４に印加され、各スイッチ１３４は、当該印字データにより接続状態になる。

そして、各スイッチ１３４には、駆動信号発生回路１１９が発生した駆動信号（ＣＯＭ）も印加されており、スイッチ１３４が選択的に接続状態になると、このスイッチ１３４に接続された圧電素子１１に選択的に駆動信号が印加される。このように、例示した液体噴射ヘッド１０では、印字データによって圧電素子１１に吐出駆動信号を印加するか否かを制御することができる。例えば、印字データが「１」の期間においてはラッチ信号（ＬＡＴ）によりスイッチ１３４が接続状態となるので、駆動信号（ＣＯＭｏｕｔ）を圧電素子１１に供給することができ、この供給された駆動信号（ＣＯＭｏｕｔ）により圧電素子１１が変位（変形）する。また、印字データが「０」の期間においてはスイッチ１３４が非接続状態となるので、圧電素子１１への駆動信号の供給は遮断される。なお、この印字データが「０」の期間において、各圧電素子１１は直前の電位を保持するので、直前の変位状態が維持される。

なお、上記の圧電素子１１は、上述のように縦振動型の圧電素子１１である。この縦振動型の圧電素子１１を用いると、充電により圧電素子１１が縦方向に縮んで圧力発生室１３を膨張させ、放電により圧電素子１１が縦方向に伸長して圧力発生室１３を収縮させる。このような液体噴射ヘッド１０では、圧電素子１１に対する充放電に伴って対応する圧力発生室１３の容積が変化するので、圧力発生室１３の圧力変動を利用してノズル開口１２から液滴を吐出させることができる。

ここで、圧電素子１１に入力される本実施形態の駆動信号（ＣＯＭ）を表す駆動波形について説明する。なお、図４は、本実施形態の駆動信号を示す駆動波形である。

圧電素子１１に入力される駆動波形は、共通電極を基準電位（本実施形態では０Ｖ）として、個別電極に印加されるものである。駆動波形は、図４に示すように、中間電位ＶＭを維持した状態から第１電位Ｖ０まで上昇させて圧力発生室１３を膨張させる第１の電圧変化工程１４１と、第１電位Ｖ０を一定時間維持する第１のホールド工程１４２と、第１電位Ｖ０から第２電位Ｖ１まで降下させて圧力発生室１３を収縮させる第２の電圧変化工程１４３と、第２電位Ｖ１を一定時間維持する第２のホールド工程１４４と、第２電圧Ｖ１から中間電位ＶＭまで上昇させて圧力発生室１３を膨張させる第３の電圧変化工程１４５とで構成されている。そして、このような駆動波形が圧電素子１１に出力されると、第１の電圧変化工程１４１によって圧電素子１１が圧力発生室１３の容積を膨張させる方向に変形して、ノズル開口１２内のメニスカスが圧力発生室１３側に引き込まれる。次いで、第２の電圧変化工程１４３によって、圧電素子１１が圧力発生室１３の容積を収縮させる方向に変形することにより、ノズル開口１２内のメニスカスが圧力発生室１３側から大きく押し出され、ノズル開口１２から液滴が吐出される。すなわち、この駆動波形は、プル−プッシュ方式のものである。

このような駆動波形における第１の電圧変化工程１４１の電圧変化時間Ｔ１と、第１の電圧変化工程１４１の終了時刻及び第２の電圧変化工程１４３の開始時刻との間の時間、すなわち第１のホールド工程１４２の時間Ｔ２とは、合計時間（Ｔ１＋Ｔ２）が圧力発生室１３の固有振動周期Ｔｃ近傍とするのが好ましい。

ここで、第１の電圧変化工程１４１で圧力発生室１３を膨張させた際の圧力発生室１３内の振動は、第１のホールド工程１４２を経ても残留振動（ノズル開口１２のメニスカスの残留振動）として残り、第２の電圧変化工程１４３で圧力発生室１３を収縮させた際に大きく影響を与える。例えば、メニスカスが圧力発生室１３とは反対側に突出する方向に振動している最中に第２の電圧変化工程１４３を開始すると、液滴が大きくなる傾向となる。また、例えば、メニスカスが圧力発生室１３側に引き込まれる方向に振動している最中に第２の電圧変化工程１４３を開始すると、液滴が小さくなる傾向となる。

また、第１の電圧変化工程１４１による圧力発生室１３内の振動は、流路（リザーバ）を介して他の圧力発生室１３に影響を及ぼす（所謂クロストークが発生する）ため、第１の電圧変化工程１４１の残留振動に対して他の圧力発生室１３で液滴を吐出するタイミング、すなわち、第２の電圧変化工程１４３を開始するタイミングによって、液滴の吐出特性が変化してしまう。

以上のことから、第２の電圧変化工程１４３を開始する第１の電圧変化工程１４１と第１のホールド工程１４２との合計時間（Ｔ１＋Ｔ２）が、圧力発生室１３の固有振動周期Ｔｃに近くなるほど、第１の電圧変化工程１４１の残留振動の影響を受けずに第２の電圧変化工程１４３を行うことができ、安定した吐出特性で液滴を吐出させることができる。

また、全てのノズル開口１２から液滴を吐出させた場合の第１の電圧変化工程１４１による圧力発生室１３の残留振動の影響と、１つのノズル開口１２から液滴を吐出させた場合の第１の電圧変化工程１４１の残留振動の影響とで、その影響の度合いが異なる。これは、上述のように、駆動する圧電素子１１の数によって、第１の電圧変化工程１４１によるリザーバ等の流路内の残留振動の度合いが異なるためである。したがって、第２の電圧変化工程１４３を開始する第１の電圧変化工程１４１と第１のホールド工程１４２との合計時間（Ｔ１＋Ｔ２）を圧力発生室１３の固有振動周期Ｔｃに近づけることで、１つのノズル開口１２から液滴を吐出させた場合と、全てのノズル開口１２から液滴を吐出させた場合とのそれぞれで残留振動による影響が小さい状態で液滴を吐出させることができるため、液滴を吐出させるノズル開口１２の数に拘わらず同様の吐出速度、重量などの吐出特性で液滴を吐出させることができ、高品質な印刷を実現できる。

ここで、時間Ｔ１と時間Ｔ２とを変更し、全ノズル開口１２から液滴を吐出させた際の液滴の速度Ｖａと、１つのノズル開口１２から液滴を吐出させた際の液滴の速度Ｖｂとを測定し、これらの速度差Ｖｍを算出した。この結果を下記表１に示す。なお、液滴の吐出速度差Ｖｍは、下記式（１０）に基づいて算出している。また、下記表１の二重丸（◎）は速度差（液滴の重量）にばらつきが全くないものを示し、丸（○）は速度差に若干ばらつきがあるものの印刷品質は全く問題がないもの、三角（△）は速度差にばらつきがあるものの印刷品質は実用上問題がないもの、バツ（×）は速度差のばらつきが印刷品質を著しく低下させるほど大きいものを示している。

表１に示す結果から、駆動波形における第１の電圧変化工程１４１の電圧変化時間Ｔ１と、第１の電圧変化工程１４１の終了時刻及び第２の電圧変化工程１４３の開始時刻との間の時間Ｔ２とは、三角（△）以上の範囲、すなわち、下記式（１）、式（２）、式（３）を全て満たすようにすることで印刷品質を向上することができる。

また、電圧変化時間Ｔ１と時間Ｔ２とは、丸（○）以上の範囲、すなわち、下記式（４）、式（５）、式（６）を全て満たすのが好ましい。

さらに、時間Ｔ１及びＴ２は、それぞれ二重丸（◎）の範囲、すなわち、下記式（７）、式（８）、式（９）を全て満たすのが好ましい。これにより、全ノズル開口１２から液滴を吐出させた際の液滴の速度Ｖａと、１つのノズル開口１２から液滴を吐出させた際の液滴の速度Ｖｂとに速度差や重量の差などの吐出特性の差が生じるのを防止して、印刷品質をさらに向上させることができる。

なお、時間Ｔ１及びＴ２の合計時間（Ｔ１＋Ｔ２）が固有振動周期Ｔｃとなるのが理想的であるが、上記表１に示す実験結果から分かるように、合計時間（Ｔ１＋Ｔ２）が所定の範囲、上記式（１）で示す範囲であれば、吐出特性にばらつきが生じても実質的に印刷品質を向上することができるものである。特に時間Ｔ１と時間Ｔ２の合計時間は、上記式（４）で示す範囲にするのが好ましく、上記式（７）に示す範囲とするのが好適である。

また、時間Ｔ１も同様に、式（２）で示す範囲であれば、吐出特性にばらつきが生じても実質的に印刷品質を向上することができるものである。特に時間Ｔ１は、上記式（５）で示す範囲にするのが好ましく、上記式（８）に示す範囲とするのが好適である。

さらに、時間Ｔ２も同様に、式（３）で示す範囲であれば、吐出特性にばらつきが生じても実質的に印刷品質を向上することができるものである。特に時間Ｔ２は、上記式（６）で示す範囲にするのが好ましく、上記式（９）に示す範囲とするのが好適である。

また、本実施形態では、液滴を吐出させた後に圧力発生室１３を膨張させる第３の電圧変化工程１４５を開始する時間、すなわち、第２の電圧変化工程１４３の電圧変化時間Ｔ３と、第２の電圧変化工程１４３の終了時刻と第３の電圧変化工程１４５の開始時刻の間（第２のホールド工程１４４）の時間Ｔ４との合計時間（Ｔ３＋Ｔ４）を、圧力発生室１３の固有振動周期Ｔｃ近傍とするのが好ましい。これは、第３の電圧変化工程１４５が、圧力発生室１３内の制振を行うと共に吐出された液滴からメニスカスを引きちぎるものであるため、この合計時間（Ｔ３＋Ｔ４）をＴｃ近傍とすることで、さらに全ノズル開口１２から液滴を吐出させた際の吐出特性と、１つのノズル開口１２から液滴を吐出させた際の吐出特性とに差が生じるのを防止して、印刷品質をさらに向上させることができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１では、圧力発生室１３に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて縦方向に伸縮させる縦振動型の圧電素子１１を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、結晶化した圧電材料からなる圧電体層を、下電極と上電極との２つの電極で挟んで構成した撓み振動型の圧電素子として、各層を成膜及びリソグラフィ法により積層した薄膜型の圧電素子や、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圧電素子を使用することができる。また、圧力発生手段として、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を使用することができる。

また、上述した液体噴射装置Ｉでは、液体噴射ヘッド１０（ヘッドユニット１Ａ、１Ｂ）がキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、液体噴射ヘッド１０が固定されて、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。特に、ライン式記録装置の場合には、少ないノズル開口１２の数で、画素ラインを印刷するため、ノズル開口１２間の液滴のばらつきにより画質の著しい劣化が生じるが、本発明を適用することによりノズル開口１２間の液滴のばらつきを防止して、高品質な画質を実現できる。

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、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、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にも適用することができる。勿論、このような液体噴射ヘッドを搭載した液体噴射装置も特に限定されるものではない。

本発明の実施形態１に係る液体噴射装置の概略図である。 本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの断面模式図である。 本発明の実施形態１に係る液体噴射装置の制御構成を示す図である。 本発明の実施形態１に係る駆動信号を示す駆動波形である。

符号の説明

Ｉ 液体噴射装置、 １Ａ、１Ｂ 記録ヘッドユニット、 ２Ａ、２Ｂ カートリッジ、 １０ 液体噴射ヘッド、 １１ 圧電素子、 １５ 振動板、 １１１ プリンタコントローラ、 １１２ プリントエンジン、 １４１ 第１の電圧変化工程、 １４３ 第２の電圧変化工程、 Ｔ１、Ｔ２ 時間

Claims (4)

1. 液体を噴射するノズル開口を有すると共に前記ノズル開口に連通する圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段とを具備する液体噴射ヘッドと、
   前記圧力発生手段に前記圧力発生室の体積を増加させる方向に電圧を印加する第１の電圧変化工程と、前記圧力発生手段に前記圧力発生室の体積を減少させる方向に電圧を印加する第２の電圧変化工程とを具備すると共に、前記第１の電圧変化工程での電圧変化時間Ｔ１と、前記第１の電圧変化工程の終了時刻及び第２の電圧変化工程の開始時刻の間の時間Ｔ２とが前記圧力発生室の固有振動周期Ｔｃを用いた下記式（１）、式（２）、式（３）に基づいて規定された駆動信号を前記圧力発生手段に印加する駆動手段とを具備することを特徴とする液体噴射装置。
   

   
2. 前記時間Ｔ１及びＴ２が下記式（４）、式（５）、式（６）を満たすことを特徴とする請求項１記載の液体噴射装置。
   

   
3. 前記時間Ｔ１及びＴ２が下記式（７）、式（８）、式（９）を満たすことを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射装置。
   

   
4. ノズル開口に連通する圧力発生室に圧力変化を生じさせる圧力発生手段を具備し、前記圧力発生手段に駆動信号を印加して前記圧力発生室の体積を変化させることで、前記ノズル開口から液体を吐出させる液体噴射ヘッドの駆動方法であって、
   前記駆動信号を、前記圧力発生手段に前記圧力発生室の体積を増加させる方向に電圧を印加する第１の電圧変化工程と、前記圧力発生手段に前記圧力発生手段の体積を減少させる方向に電圧を印加する第２の電圧変化工程とで構成すると共に、前記第１の電圧変化工程での電圧変化時間Ｔ１と、前記第１の電圧変化工程の終了時刻及び第２の電圧変化工程の開始時刻の間の時間Ｔ２とを前記圧力発生室の固有振動周期Ｔｃを用いた下記式（１）、式（２）、式（３）に基づいて規定したことを特徴とする液体噴射ヘッドの駆動方法。
   

   

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