JP2008036946A - 液滴吐出装置、その駆動方法、及び駆動プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】長時間に亘る駆動によって圧電素子の電気特性（例えば、静電容量）が変化する場合であっても、安定した噴射特性を発揮し、高画質な記録を実現することが可能な液滴吐出装置、その駆動方法、及び駆動プログラムを提供する。
【解決手段】温度測定手段（検出部）５０、制御手段（ユニット）６０、及び液滴吐出ヘッド１（圧電素子８）から構成されるとともに、制御手段（ユニット）６０は、温度検出部５０によって測定された環境温度（Ｔ）が３０℃以上の場合、圧電素子８のうち駆動していない非駆動圧電素子８Ｂに、液滴が吐出されない非駆動波形（Ｗ_２）を印加するように構成されている。
【選択図】図５

Description

本発明は、インクジェット装置等の液滴吐出装置、その駆動方法、及び駆動プログラムに関する。さらに詳しくは、長時間に亘る駆動によって圧電素子の電気特性（例えば、静電容量）が変化する場合であっても、安定した噴射特性を発揮し、高画質な記録を実現することが可能な液滴吐出装置、その駆動方法、及び駆動プログラムに関する。

圧電素子の変位を利用してノズルからインクを吐出させることによって画像を記録するインクジェット装置においては、長時間に亘る駆動によって圧電素子の電気特性（例えば、静電容量）が変化することによって、圧電素子の変位を変化させ、その結果、噴射特性を変化させることから、画質の劣化を発生させるという不都合がある。

すなわち、上記のような画像の記録を繰り返し行うと、画像記録時において使用するノズルと使用しないノズルが発生し、長時間使用しなかったノズルを使用しようとすると、所定の駆動電圧を印加したにも拘わらず、液滴の径が変化し、目視による画質劣化をさせるという不都合がある。この原因は、使用しているノズルに対応する圧電素子と使用していないノズルに対応する圧電素子との間の電気特性に差異が生じているためである。また、この差異は、電気特性、例えば、静電容量に関して、使用（駆動）している圧電素子は印字回数が増すごとに、静電容量が低下するのに対して、使用していない圧電素子は静電容量が初期からほとんど変化しないことに起因して発生する。さらに、このような差異は、高温高湿環境下においてさらに顕著になり、画質劣化に対する影響が大きくなる。

これまでに、印字ヘッドの圧電素子の圧電定数に応じた特性を識別するための識別手段と、印字ヘッドの周囲温度を検出する温度検出手段とを備え、識別手段を利用して得た圧電定数特性と温度検出手段で検出した温度とに基づいて、印字ヘッドの駆動電圧を決定し、制御する発明が開示されている（特許文献１参照）。また、環境温度測定手段と、記録ヘッドの駆動時間，非駆動時間とを測定する手段とを有し、測定した駆動時間，非駆動時間に基づいて、記録ヘッドの上昇温度を算出し、環境温度と上昇温度から記録ヘッドの温度を算出し、記録ヘッド温度に基づいて記録ヘッドの圧電素子の駆動電圧Ｖｐを制御する発明が開示されている（特許文献２参照）。
特開２０００−２０３０１５号公報 特開２０００−２０３０１５号公報

本発明は、上述の背景技術に鑑みてなされたものであって、長時間に亘る駆動によって圧電素子の電気特性（例えば、静電容量）が変化する場合であっても、安定した噴射特性を発揮し、高画質な記録を実現することが可能な液滴吐出装置、その駆動方法、及び駆動プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、以下の液滴吐出装置、その駆動方法、及び駆動プログラムが提供される。

［１］複数のノズル及び前記ノズルに連通した流路が形成された流路部材と、前記ノズルに対応して配設された複数の圧電素子とを有し、所定の駆動波形を印加された前記圧電素子の駆動に基づく変位によって前記流路を経由して前記ノズルから液滴を吐出して画像（Ｐ）を記録する液滴吐出ヘッドと、環境温度（Ｔ）を測定する温度測定手段と、前記温度測定手段によって測定された前記環境温度（Ｔ）が所定温度以上の場合、前記圧電素子のうち駆動していない非駆動圧電素子に、前記液滴が吐出されない非駆動波形（Ｗ_２）を印加する制御手段とを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。

［２］前記制御手段は、前記温度測定手段によって測定された前記環境温度（Ｔ）のデータを記憶する温度記憶部と、前記画像（Ｐ）のデータを記憶する画像記憶部と、前記温度記憶部における前記環境温度（Ｔ）のデータが前記所定温度以上の場合、前記画像記憶部における前記画像（Ｐ）のデータに基づいて、前記圧電素子のうち駆動している駆動圧電素子の最大駆動時間（ｔｍａｘ）を算出するとともに、前記非駆動圧電素子に対する前記非駆動波形（Ｗ_２）の印加指示（Ｓ_２）を出力する制御部と、前記環境温度（Ｔ）及び前記最大駆動時間（ｔｍａｘ）と、前記圧電素子の電気特性との関係に関するデータを記憶する電気特性記憶部と、前記電気特性記憶部における前記電気特性（Ｃ）に関するデータに基づいて、前記温度記憶部における前記環境温度（Ｔ）のデータ並びに前記制御部における前記最大駆動時間（ｔｍａｘ）のデータから、前記駆動圧電素子の電気特性（Ｃ）を算出する電気特性算出部と、前記駆動圧電素子の電気特性（Ｃ）と、前記駆動圧電素子の最適な前記駆動波形である最適駆動波形（Ｗ_１）との関係に関するデータを記憶する駆動波形記憶部と、前記駆動波形記憶部の前記最適駆動波形（Ｗ_１）に関するデータに基づいて、前記電気特性算出部における前記圧電素子の電気特性（Ｃ）のデータから、前記最適駆動波形（Ｗ_１）を選択し、前記駆動圧電素子に対する前記最適駆動波形（Ｗ_１）の印加指示（Ｓ_１）を出力する駆動波形選択部と、前記駆動波形選択部における前記最適駆動波形（Ｗ_１）の印加指示（Ｓ_１）に基づいて前記駆動圧電素子に前記駆動波形（Ｗ_１）を印加するとともに、前記制御部の前記非駆動波形（Ｗ_２）の印加指示（Ｓ_２）に基づいて前記非駆動圧電素子に前記非駆動波形（Ｗ_２）を印加する駆動波形印加部と、を有することを特徴とする前記［１］に記載の液滴吐出装置。

［３］前記所定温度は、３０℃であることを特徴とする前記［２］に記載の液滴吐出装置。

［４］前記制御部は、前記駆動圧電素子の前記最大駆動時間（ｔｍａｘ）と同じ時間だけ、前記非駆動圧電素子に前記非駆動波形（Ｗ_２）が印加されるように、前記印加指示（Ｓ_２）を出力することを特徴とする前記［２］に記載の液滴吐出装置。

［５］前記駆動圧電素子の電気特性（Ｃ）は、前記駆動圧電素子の静電容量（Ｃｐ）であることを特徴とする前記［２］に記載の液滴吐出装置。

［６］前記非駆動波形（Ｗ_２）は、前記圧電素子の固有周期の（１／ｎ（ｎは自然数））倍の周期で振幅が前記最適駆動波形（Ｗ_１）の振幅より小さいことを特徴とする前記［２］に記載の液滴吐出装置。

［７］前記駆動波形印加部は、前記画像（Ｐ）を記録していない時に、前記非駆動圧電素子に前記非駆動波形（Ｗ_２）を印加することを特徴とする前記［２］に記載の液滴吐出装置。

［８］複数のノズル及び前記ノズルに連通した流路が形成された流路部材と、前記ノズルに対応して配設された複数の圧電素子とを有し、所定の駆動波形を印加された前記圧電素子の駆動に基づく変位によって前記流路を経由して前記ノズルから液滴を吐出して画像（Ｐ）を記録する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の駆動方法であって、環境温度（Ｔ）を測定する第１の工程と、前記環境温度（Ｔ）が所定温度以上の場合、前記圧電素子のうち駆動していない非駆動圧電素子に、前記液滴が吐出されない非駆動波形（Ｗ_２）を印加する第２の工程と、を含むことを特徴とする液滴吐出装置の駆動方法。

［９］前記第２の工程は、
前記環境温度（Ｔ）が所定温度以上の場合、前記環境温度（Ｔ）のデータ及び前記画像（Ｐ）に関するデータに基づいて、前記圧電素子のうち駆動している駆動圧電素子の最大駆動時間（ｔｍａｘ）を算出するとともに、前記非駆動圧電素子に対する前記非駆動波形（Ｗ_２）の印加指示（Ｓ_２）を出力する第２の１の工程と、前記圧電素子の電気特性（Ｃ）に関するデータに基づいて、前記環境温度（Ｔ）のデータ及び前記最大駆動時間（ｔｍａｘ）に関するデータから、前記駆動圧電素子の電気特性（Ｃ）を算出する第２の２の工程と、前記圧電素子の最適駆動波形（Ｗ_１）に関するデータに基づいて、前記圧電素子の電気特性（Ｃ）のデータから、前記最適駆動波形（Ｗ_１）を選択し、前記駆動圧電素子に対する前記最適駆動波形（Ｗ_１）の印加指示（Ｓ_１）を出力する第２の３の工程と、前記最適駆動波形（Ｗ_１）の印加指示（Ｓ_１）に基づいて前記駆動圧電素子に前記駆動波形（Ｗ_１）を印加するとともに、前記非駆動波形（Ｗ_２）の印加指示（Ｓ_２）に基づいて前記非駆動圧電素子に前記非駆動波形（Ｗ_２）を印加する第２の４の工程と、を有することを特徴とする前記［８］に記載の液滴吐出装置の駆動方法。

［１０］前記第２の１の工程において、前記所定温度は、３０℃であることを特徴とする前記［９］に記載の液滴吐出装置の駆動方法。

［１１］第２の１の工程において、前記駆動圧電素子の前記最大駆動時間（ｔｍａｘ）と同じ時間だけ、前記非駆動圧電素子に前記非駆動波形（Ｗ_２）が印加されるように、前記印加指示（Ｓ_２）を出力することを特徴とする前記［９］に記載の液滴吐出装置の駆動方法。

［１２］前記第２の２の工程において、前記駆動圧電素子の電気特性（Ｃ）は、前記駆動圧電素子の静電容量（Ｃｐ）であることを特徴とする前記［９］に記載の液滴吐出装置の駆動方法。

［１３］前記第２の４の工程において、前記非駆動波形（Ｗ_２）は、前記圧電素子の固有周期の（１／ｎ（ｎは自然数））倍の周期で振幅が前記最適駆動波形（Ｗ_１）の振幅より小さいことを特徴とする前記［９］に記載の液滴吐出装置の駆動方法。

［１４］前記第２の４の工程において、前記駆動波形印加部は、前記画像（Ｐ）を記録していない時に、前記非駆動圧電素子に前記非駆動波形（Ｗ_２）を印加することを特徴とする前記［９］に記載の液滴吐出装置の駆動方法。

［１５］前記［８］〜［１４］に記載の液滴吐出装置の駆動方法をコンピュータに実行させるための駆動プログラム。

本発明の請求項１に係る液滴吐出装置によって、長時間に亘る駆動によって圧電素子の電気特性（例えば、静電容量）が変化する場合であっても、安定した噴射特性が発揮され、高画質な記録が実現される。

本発明の請求項２に係る液滴吐出装置によって、上述の効果が円滑かつ確実に発揮される。

本発明の請求項３に係る液滴吐出装置によって、上述の効果が顕著かつ有効に発揮される。

本発明の請求項４に係る液滴吐出装置によって、上述の効果が確実かつ有効に発揮される。

本発明の請求項５に係る液滴吐出装置によって、上述の効果が簡易かつ有効に発揮される。

本発明の請求項６に係る液滴吐出装置によって、上述の効果が確実かつ有効に発揮される。

本発明の請求項７に係る液滴吐出装置によって、使用中の装置における電力の集中による悪影響を未然に回避することができる。

本発明の請求項８に係る液滴吐出装置の駆動方法によって、装置の長時間駆動に起因して圧電素子の電気特性（例えば、静電容量）が変化する場合であっても、安定した噴射特性を発揮させ、高画質な記録を実現させることができる。

本発明の請求項９に係る液滴吐出装置の駆動方法によって、上述の効果が円滑かつ確実に発揮される。

本発明の請求項１０に係る液滴吐出装置の駆動方法によって、上述の効果が顕著かつ有効に発揮される。

本発明の請求項１１に係る液滴吐出装置の駆動方法によって、上述の効果が確実かつ有効に発揮される。

本発明の請求項１２に係る液滴吐出装置の駆動方法によって、上述の効果が簡易かつ有効に発揮される。

本発明の請求項１３に係る液滴吐出装置の駆動方法によって、上述の効果が確実かつ有効に発揮される。

本発明の請求項１４に係る液滴吐出装置の駆動方法によって、使用中の装置における電力の集中による悪影響を未然に回避することができる。

本発明の請求項１５に係る駆動プログラムによって、装置の長時間駆動に起因して圧電素子の電気特性（例えば、静電容量）が変化する場合であっても、安定した噴射特性を発揮させ、高画質な記録を実現させるように駆動させることができる。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る液滴吐出装置を適用したカラープリンタを示す構成図である。図１に示すように、本実施の形態のカラープリンタ１００は、略箱型状の筐体１０１を有し、筐体１０１内の下部に、用紙Ｐを収容する給紙トレイ２０、筐体１０１内の上部に、記録済みの用紙Ｐが排出される排紙トレイ２１を各々配設し、給紙トレイ２０から記録位置１０２を経由して排紙トレイ２１に至る主搬送路３１ａ〜３１ｅ、及び排紙トレイ２１側から記録位置１０２側に至る反転搬送路３２に沿って用紙Ｐを搬送する搬送機構３０を有している。

記録位置１０２には、後述する図２に示す液滴吐出ヘッド１の複数個を並列させて液滴吐出ヘッドユニットを構成し、４個の液滴吐出ヘッドユニットをそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッドユニット４１（４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ）として用紙Ｐの搬送方向に配列して液滴吐出ヘッドアレイを構成している。

また、カラープリンタ１００は、用紙Ｐを吸着する吸着手段としての帯電ロール４３と、無端ベルト３５を介して液滴吐出ヘッドユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋに対向して配置されたプラテン４４と、液滴吐出ヘッドユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの近傍に配置されたメンテナンスユニット４５と、温度検出手段としての温度検出部５０と、温度検出部５０によって測定された環境温度（Ｔ）が所定温度以上の場合、圧電素子のうち駆動していない非駆動圧電素子に、液滴が吐出されない非駆動波形（Ｗ_２）を印加して、長時間に亘る駆動によって圧電素子の電気特性（例えば、静電容量）が変化する場合であっても、安定した噴射特性を発揮させ、高画質な記録を実現する制御手段としての制御ユニット６０とを備えている。

液滴吐出ヘッドユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋは、用紙Ｐの幅以上の有効印字領域を有する。なお、液滴を吐出させる方法として、圧電方式を用いたが、特に制限はなく、例えば、サーマル方式等の汎用されている方式を適宜用いることができる。

液滴吐出ヘッドユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋの上部には、液滴吐出ヘッドユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋに対応する色のインクを収容するインクタンク４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋを配設している。各インクタンク４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋからは、インクが各液滴吐出ヘッド１に図示しない配管を経由して供給されるように構成されている。

インクタンク４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋに収容されるインクとしては特に制限はなく、例えば、水性、油性、溶剤系等の汎用されているインクを適宜用いることができる。

搬送機構３０は、給紙トレイ２０から用紙Ｐを１枚ずつ取り出して主搬送路３１ａに供給するピックアップロール３３と、主搬送路３１ａ、３１ｂ、３１ｄ、３１ｅ、及び反転搬送路３２の各部に配置され、用紙Ｐを搬送する複数の搬送ロール３４と、記録位置１０２に設けられ、用紙Ｐを排紙トレイ２１方向に搬送する無端ベルト３５と、無端ベルト３５が張架された駆動ロール３６及び従動ロール３７と、搬送ロール３４及び駆動ロール３６を駆動する図示しない駆動モータとを備える。

次に、主要部分の構成について説明する。

（液滴吐出ヘッドの構成）
図２は、本実施の形態に用いられる液滴吐出ヘッドユニットを構成する液滴吐出ヘッドを示す平面図、図３は、図２におけるＡ−Ａ線断面図である。

本実施の形態に用いられる液滴吐出ヘッド１は、図２に示すように、その複数個が所定の平面的パターンとなるように並列して、液滴吐出ヘッドユニット４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｋを構成する。液滴吐出ヘッド１は、図２、３に示すように、複数のノズル２ａを有するノズルプレート２、複数のノズル２ａに連通するとともに互いに連通して流路を構成するプールプレート３（連通孔３ａ、液プール３ｂ）、第１の供給孔プレート４Ａ（連通孔４ａ、供給孔４ｂ）、供給路プレート５（連通孔５ａ、供給路５ｂ）、第２の供給孔プレート４Ｂ（連通孔４ａ、供給孔４ｂ）、圧力発生室プレート６（圧力発生室６ａ）、及び略平行四辺形の振動板７が積層されて形成された流路部材Ｓと、振動板７上に配置された複数の圧電素子８とを備えており、圧電素子８（個別電極８ａ、共通電極８ｂ）の駆動に基づく振動板７の変形によって、液体を、複数の圧電素子８に対向する位置に形成された複数のノズル２ａから液滴として吐出するように構成されている。

なお、圧電素子８の駆動は、圧電素子８を覆うように、圧電素子８の個別電極８ａ及び共通電極８ｂに電圧を印加するための導電パターン１２ａを有するフレキシブルプリント配線基板（以下「ＦＰＣ」という。）１２を設け、ＦＰＣ１２を介して行われるが、図２にはＦＰＣ１２は図示されていない。また、図２には圧電素子８が１８個図示されているが、実際は１０２４個配置されている。

流路部材：ノズルプレート２は、耐インク性、耐熱性等の観点から、例えば、自己融着型のポリイミド樹脂から構成されている。プールプレート３、第１の供給孔プレート４Ａ、供給路プレート５、第２の供給孔プレート４Ｂ、及び圧力発生室プレート６は、耐インク性の観点からＳＵＳ等の金属からなる。振動板７は、図２、３に示すように、図示しない液体タンクから液体が液滴吐出ヘッド１内部に供給される供給孔７ａが形成されている。また、振動板７は、導電性および弾性を有する、例えば、ＳＵＳ等の金属材、異種金属の複合材、金属と樹脂との複合材、樹脂の表面にスパッタリングや蒸着により金属膜を形成した表面処理材等を用いることができる。

フレキシブルプリント配線基板：ＦＰＣ１２は、図３に示すように、各圧電素子８の個別電極８ａにそれぞれハンダにより接続された導電パターン１２ａを有する。

圧電素子：圧電素子８は、図３に示すように、上面に個別電極８ａ、下面に共通電極８ｂを有し、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等から構成されている。個別電極８ａ及び共通電極８ｂは、スパッタリング等により形成されており、下面の共通電極８ｂは、導電性接着剤により振動板７に電気的に接続され、振動板７を介して接地されている。また、圧電素子８は、少なくとも液滴を吐出するために必要とされる面積が、圧力発生室６ａに対応する振動板７の位置に個別化されて接合されている。

図４は、圧電素子８の変位（δ）と静電容量（Ｃｐ）との関係を示すグラフである。図４に示すように、圧電素子８の変位（δ）と静電容量（Ｃｐ）との間に比例関係があることを利用して、静電容量（Ｃｐ）に応じた駆動波形を選択し、選択された駆動波形（電圧）を圧電素子８に印加することによって、圧電素子８を実情に応じて的確に変位させ、圧電素子８を駆動している。

（制御ユニットを中心とした制御系の構成）
図５は、制御ユニットを中心とした制御系の構成図である。図５に示すように、制御系は、温度検出部５０、制御ユニット６０、及び上述の液滴吐出ヘッド１（圧電素子８）とから構成されている。ここで、制御ユニット６０は、温度検出部５０によって測定された環境温度（Ｔ）が所定温度（例えば、３０℃）以上の場合、圧電素子８のうち駆動していない非駆動圧電素子８Ｂに、液滴が吐出されない非駆動波形（Ｗ_２）を印加するように構成されている。ここで、圧電素子８のうち「駆動していない」とは、圧電素子８のうち全く駆動していない素子だけではなく、若干の時間（若干の回数）駆動する素子をも含むことを意味する。

温度検出部５０としては特に制限はないが、例えば、サーミスタ（感温素子）の抵抗値が温度によって変化することを利用した温度センサを挙げることができる。その配設場所は、図１に示すように、環境温度（Ｔ）を円滑に安定して測定することができる場所であれば特に制限はなく、例えば、カラープリンタ１００の筐体１０１の内部を挙げることができる。その表面の所定箇所であってもよい。

制御ユニット６０は、図５に示すように、温度記憶部６１、画像記憶部６２、制御部６３、電気特性記憶部６４、電気特性算出部６５、駆動波形記憶部６６、駆動波形選択部６７及び駆動波形印加部６８から構成されている。

温度記憶部６１は、温度検出部５０が測定（検出）した環境温度（Ｔ）のデータを記憶するように構成されている。

画像記憶部６２は、記録すべき画像（Ｐ）についてのデータを記憶し、後述する制御部６３に、記憶された画像（Ｐ）のデータを出力するように構成されている。

制御部６３は、温度記憶部６１における環境温度（Ｔ）のデータが所定温度（例えば、３０℃）以上の場合、画像記憶部６２における画像（Ｐ）のデータに基づいて、圧電素子８のうち駆動している駆動圧電素子８Ａの最大駆動時間（ｔｍａｘ）を算出するとともに、非駆動圧電素子８Ｂに対する非駆動波形（Ｗ_２）の印加指示（Ｓ_２）を、後述する駆動波形印加部６８に出力する。なお、駆動圧電素子８Ａの最大駆動時間（ｔｍａｘ）の算出は、例えば、画像記憶部６２における画像（Ｐ）のデータに基づいて吐出回数を割り出し、この値から駆動時間を算出することを挙げることができる。

電気特性記憶部６４は、環境温度（Ｔ）及び最大駆動時間（ｔｍａｘ）と、圧電素子８の電気特性（Ｃ）（以下、静電容量（Ｃｐ）として説明する）との関係に関するデータを記憶する。

図６は、環境温度（Ｔ）が３８℃の場合、最大駆動時間（ｔｍａｘ）と、圧電素子８の静電容量（Ｃｐ）との関係を示したグラフである。なお、電気特性記憶部６４には、このような最大駆動時間（ｔｍａｘ）と、圧電素子８の静電容量（Ｃｐ）との関係の具体例を示すグラフを、必要とする環境温度（Ｔ）ごとに、必要な数だけ記憶させておくことが好ましい。

電気特性算出部６５は、電気特性記憶部６４における静電容量（Ｃｐ）に関するデータに基づいて、温度記憶部６１における環境温度（Ｔ）のデータ並びに制御部６３における最大駆動時間（ｔｍａｘ）のデータから、駆動圧電素子８Ａの静電容量（Ｃｐ）を算出する。

駆動波形記憶部６６は、駆動圧電素子８Ａの静電容量（Ｃｐ）と、駆動圧電素子８Ａの最適な駆動波形である最適駆動波形（Ｗ_１）との関係に関するデータを記憶する。

図７は、駆動圧電素子の静電容量（Ｃｐ）と最適駆動波形（Ｗ_１）との関係、すなわち駆動圧電素子の所定の静電容量（Ｃｐ）における時間（ｔ）に対する最適駆動電圧（Ｖｘ）の関係を示すグラフである。図７においては最適駆動電圧（Ｖｘ）として、静電容量（Ｃｐ）の大きさに対応して、Ｖ１（最大Ｃｐ），Ｖ２（大Ｃｐ），Ｖ３（小Ｃｐ），Ｖ４（最小Ｃｐ）の４つの波形を示す。図７に示すように、静電容量（Ｃｐ）が大であるほど、電圧（Ｖ）は小となるため、静電容量（Ｃｐ）が最大の時、すなわち最適駆動電圧（Ｖｘ）が最小の時をＶ１で示し、静電容量（Ｃｐ）が最小の時、すなわち最適駆動電圧（Ｖｘ）が最大の時をＶ４で示している。

図７に示すように、最適駆動電圧（Ｖｘ）の波形は、適切な噴射（吐出）特性を実現するためパルス形状を有するように構成されている。なお、図７に示すパルス形状は、始めにバイアス電圧を印加することで、メニスカス状態にあるインク滴を少し引いた状態にする。さらに、駆動電圧を下げることで、メニスカス状態にあるインク滴をより引いた状態にし、また、駆動電圧を上げることで、インク滴を押し出す。そして、駆動電圧を初期と同じレベルにすることで、インク滴を引きちぎり、ノズル近傍にインク滴が残らないようにする。

駆動波形選択部６７は、駆動波形記憶部６６の最適駆動波形（Ｗ_１）に関するデータに基づいて、電気特性算出部６５における圧電素子８の静電容量（Ｃｐ）のデータから、最適駆動波形（Ｗ_１）を選択し、駆動圧電素子８Ａに対する最適駆動波形（Ｗ_１）の印加指示（Ｓ_１）を、後述する駆動波形印加部６８に出力する。

駆動波形印加部６８は、駆動波形選択部６７における最適駆動波形（Ｗ_１）の印加指示（Ｓ_１）に基づいて駆動圧電素子８Ａに駆動波形（Ｗ_１）を印加するとともに、制御部６３の非駆動波形（Ｗ_２）の印加指示（Ｓ_２）に基づいて非駆動圧電素子８Ｂに非駆動波形（Ｗ_２）を印加する。

なお、本実施の形態においては、圧電素子８の電気特性として、静電容量（Ｃｐ）を用いているが、これは、図４に示すように、圧電素子８の変位（δ）と静電容量（Ｃｐ）とが比例関係にあることを利用したものである。また、静電容量（Ｃｐ）と素子温度（Ｋ）とにおいても比例関係が成立する（従って、変位（δ）と素子温度（Ｋ）とにおいても比例関係が成立する）から、圧電素子８の電気特性として、素子温度（Ｋ）を用いてもよい。

（圧電素子の駆動方法）
以下、制御ユニット６０を中心とした制御系を用いた圧電素子の駆動方法について、図５を参照して、工程順に説明する。

（第１の工程）
装置の電源をＯＮにして、好ましくは所定の時間が経過した後、温度検出部５０によって、環境温度（Ｔ）を測定し、温度記憶部６１に記憶する。

（第２の工程）
環境温度（Ｔ）が所定温度（以下、３０℃として説明する）以上の場合、圧電素子８のうち駆動していない非駆動圧電素子８Ｂに、液滴が吐出されない非駆動波形（Ｗ_２）を印加する。以下、第２の工程についてさらに具体的に説明する。

（第２の１の工程）環境温度（Ｔ）が３０℃以上の場合、制御部６３において、温度記憶部６１における環境温度（Ｔ）のデータ及び画像記憶部６２における画像（Ｐ）に関するデータに基づいて、圧電素子８のうち駆動している駆動圧電素子８Ａの最大駆動時間（ｔｍａｘ）を算出するとともに、非駆動圧電素子８Ｂに対する非駆動波形（Ｗ_２）の印加指示（Ｓ_２）を駆動波形印加部６８に出力する。

（第２の２の工程）電気特性算出部６５において、電気特性記憶部６４における圧電素子８の電気特性（Ｃ）（以下、静電容量（Ｃｐ）として説明する）に関するデータ（図６参照）に基づいて、環境温度（Ｔ）のデータ及び最大駆動時間（ｔｍａｘ）に関するデータから、駆動圧電素子８Ａの静電容量（Ｃｐ）を算出する。

（第２の３の工程）駆動波形選択部６７において、駆動波形記憶部６６における圧電素子８の最適駆動波形（Ｗ_１）に関するデータ（図７参照）に基づいて、電気特性記憶部６４における圧電素子８の静電容量（Ｃｐ）のデータ（図６参照）から、最適駆動波形（Ｗ_１）を選択し、駆動圧電素子８Ａに対する最適駆動波形（Ｗ_１）の印加指示（Ｓ_１）を駆動波形印加部６８に出力する。

（第２の４の工程）駆動波形印加部６８において、駆動波形選択部６７における最適駆動波形（Ｗ_１）の印加指示（Ｓ_１）に基づいて駆動圧電素子８Ａに駆動波形（Ｗ_１）を印加するとともに、非駆動波形（Ｗ_２）の印加指示（Ｓ_２）に基づいて非駆動圧電素子８Ｂに非駆動波形（Ｗ_２）を印加する。

（駆動プログラム）
本発明の駆動プログラムは、上述の液滴吐出装置の駆動方法をコンピュータに実行させるための駆動プログラムである。この駆動プログラムは、インターネット等のネットワークを介して装置内にダウンロードしてもよく、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体から読み出して装置内にインストールしてもよい。

（カラープリンタの動作）
次に、カラープリンタ１００の動作を説明する。搬送機構３０は、制御ユニット６０の制御の下に、ピックアップロール３３及び搬送ロール３４を駆動し、給紙トレイ２０から用紙Ｐを取り出して主搬送路３１ａ，３１ｂに沿って搬送する。用紙Ｐが無端ベルト３５の近傍に差し掛かると、帯電ロール４３の静電吸着力によって用紙Ｐに電荷が付与され、用紙Ｐは無端ベルト３５に吸着する。

無端ベルト３５は、駆動ロール３６の駆動によって回転移動し、用紙Ｐが記録位置１０２に搬送されると、液滴吐出ヘッドユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋによってカラー画像が記録される。

すなわち、図３に示す液滴吐出ヘッド１の液プール３ｂは、インクタンク４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋから供給されたインクで満たされており、液プール３ｂからインクが供給孔４ｂ及び供給路５ｂを介して圧力発生室６ａに供給され、圧力発生室６ａにインクが貯留している。

温度検出部５０によって測定された環境温度（Ｔ）が所定温度（例えば、３０℃）以上の場合、圧電素子８のうち駆動していない非駆動圧電素子８Ｂに、液滴が吐出されない非駆動波形（Ｗ_２）を印加することにより、圧電素子８の、駆動時間（回数）の長短に基づく電気特性（例えば、静電容量（Ｃｐ））の差異（吐出液滴の大きさの差異）の発生が未然に防止される。このため、全ての圧電素子８において、圧力発生室６ａ内の容積が適切に変化し、圧力発生室６ａに貯留しているインクが連通孔５ａ，４ａ，３ａを介してノズル２ａから適量のインク滴として用紙Ｐ上に安定した噴射特性を保持した状態で吐出して、用紙Ｐに高画質な記録を実現することができる。用紙Ｐは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの画像が順次上書きされ、高画質なカラー画像が記録される。

高画質なカラー画像が記録された用紙Ｐは、搬送機構３０によって主搬送路３１ｄを経由して排紙トレイ２１に排出される。

なお、両面記録モードが設定されている場合は、排紙トレイ２１に一旦排出された用紙Ｐは、再び主搬送路３１ｅに戻り、反転搬送路３２を経由して再び主搬送路３１ｂを経由して記録位置１０２に搬送され、液滴吐出ヘッドユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋによって前回記録された用紙Ｐの面と反対の面にカラー画像が記録される。

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その発明の趣旨を逸脱しない範囲内で色々な変形実施が可能である。

例えば、上記実施の形態では、圧電素子の個別電極への接続にフレキシブルプリント配線基板を用いたが、多層基板を用いてもよい。

本発明は、液滴を吐出することによって高精細な画像情報のパターンを形成することが要請される各種産業分野、例えば、高分子フィルムやガラス表面上にインクジェット法を用いてインクを吐出してディスプレイ用カラープリンタを形成したり、半田ペーストを基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成したり、回路基板の配線を形成する等の電気・電子工業分野、ガラス基板等に反応試薬を吐出してサンプルとの反応を検査するバイオチップを製造する医療分野等で有効に利用される。

本発明の第１の実施の形態に係る液滴吐出装置を適用したカラープリンタを示す構成図である。 本発明の第１の実施の形態に用いられる液滴吐出ヘッドユニットを構成する液滴吐出ヘッドを示す平面図である。 図２におけるＡ−Ａ線断面図である。 圧電素子の変位（δ）と静電容量（Ｃｐ）との関係を示すグラフである。 制御ユニットを中心とした制御系の構成図である。 環境温度（Ｔ）が３８℃の場合、最大駆動時間（ｔｍａｘ）と、圧電素子８の静電容量（Ｃｐ）との関係を示したグラフである。 駆動圧電素子の静電容量（Ｃｐ）と最適駆動波形（Ｗ_１）との関係、すなわち駆動圧電素子の所定の静電容量（Ｃｐ）における時間（ｔ）に対する最適駆動電圧（Ｖｘ）の関係を示すグラフである。 静電容量（Ｃｐ）と駆動電圧（Ｖ）との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 液滴吐出ヘッド
２ ノズルプレート
２ａ ノズル
３ プールプレート
３ａ 連通孔
３ｂ 液プール
４Ａ，４Ｂ 供給孔プレート
４ａ 連通孔
４ｂ 供給孔
５ 供給路プレート
５ａ 連通孔
５ｂ 供給路
６ 圧力発生室プレート
６ａ 圧力発生室
７ 振動板
７ａ 供給孔
８ 圧電素子
８ａ 個別電極
８ｂ 共通電極
８Ａ 駆動圧電素子
８Ｂ 非駆動圧電素子
１２ フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ）
１２ａ 導電パターン
２０ 給紙トレイ
２１ 排紙トレイ
３０ 搬送機構
３１ａ〜３１ｅ 主搬送路
３２ 反転搬送路
３３ ピックアップロール
３４ 搬送ロール
３５ 無端ベルト
３６ 駆動ロール
３７ 従動ロール
４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ 液滴吐出ヘッドユニット
４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋ インクタンク
４３ 帯電ロール
４４ プレテン
４５ メンテナンスユニット
５０ 温度測定手段（温度検出部）
６０ 制御手段（制御ユニット）
６１ 温度記憶部
６２ 画像記憶部
６３ 制御部
６４ 電気特性記憶部
６５ 電気特性算出部
６６ 駆動波形記憶部
６７ 駆動波形選択部
６８ 駆動波形印加部
１００ カラープリンタ
１０１ 筐体
１０２ 記録位置
Ｃｐ 静電容量
Ｐ 用紙
Ｓ 流路部材
Ｓ_１ 最適駆動波形印加指示
Ｓ_２ 非駆動波形印加指示
Ｔ 環境温度
ｔｍａｘ 最大駆動時間
Ｗ_１ 最適駆動波形
Ｗ_２ 非駆動波形

Claims (15)

1. 複数のノズル及び前記ノズルに連通した流路が形成された流路部材と、前記ノズルに対応して配設された複数の圧電素子とを有し、所定の駆動波形を印加された前記圧電素子の駆動に基づく変位によって前記流路を経由して前記ノズルから液滴を吐出して画像（Ｐ）を記録する液滴吐出ヘッドと、
   環境温度（Ｔ）を測定する温度測定手段と、
   前記温度測定手段によって測定された前記環境温度（Ｔ）が所定温度以上の場合、前記圧電素子のうち駆動していない非駆動圧電素子に、前記液滴が吐出されない非駆動波形（Ｗ_２）を印加する制御手段とを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記制御手段は、
   前記温度測定手段によって測定された前記環境温度（Ｔ）のデータを記憶する温度記憶部と、
   前記画像（Ｐ）のデータを記憶する画像記憶部と、
   前記温度記憶部における前記環境温度（Ｔ）のデータが前記所定温度以上の場合、前記画像記憶部における前記画像（Ｐ）のデータに基づいて、前記圧電素子のうち駆動している駆動圧電素子の最大駆動時間（ｔｍａｘ）を算出するとともに、前記非駆動圧電素子に対する前記非駆動波形（Ｗ_２）の印加指示（Ｓ_２）を出力する制御部と、
   前記環境温度（Ｔ）及び前記最大駆動時間（ｔｍａｘ）と、前記圧電素子の電気特性との関係に関するデータを記憶する電気特性記憶部と、
   前記電気特性記憶部における前記電気特性（Ｃ）に関するデータに基づいて、前記温度記憶部における前記環境温度（Ｔ）のデータ並びに前記制御部における前記最大駆動時間（ｔｍａｘ）のデータから、前記駆動圧電素子の電気特性（Ｃ）を算出する電気特性算出部と、
   前記駆動圧電素子の電気特性（Ｃ）と、前記駆動圧電素子の最適な前記駆動波形である最適駆動波形（Ｗ_１）との関係に関するデータを記憶する駆動波形記憶部と、
   前記駆動波形記憶部の前記最適駆動波形（Ｗ_１）に関するデータに基づいて、前記電気特性算出部における前記圧電素子の電気特性（Ｃ）のデータから、前記最適駆動波形（Ｗ_１）を選択し、前記駆動圧電素子に対する前記最適駆動波形（Ｗ_１）の印加指示（Ｓ_１）を出力する駆動波形選択部と、
   前記駆動波形選択部における前記最適駆動波形（Ｗ_１）の印加指示（Ｓ_１）に基づいて前記駆動圧電素子に前記駆動波形（Ｗ_１）を印加するとともに、前記制御部の前記非駆動波形（Ｗ_２）の印加指示（Ｓ_２）に基づいて前記非駆動圧電素子に前記非駆動波形（Ｗ_２）を印加する駆動波形印加部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記所定温度は、３０℃であることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記制御部は、前記駆動圧電素子の前記最大駆動時間（ｔｍａｘ）と同じ時間だけ、前記非駆動圧電素子に前記非駆動波形（Ｗ_２）が印加されるように、前記印加指示（Ｓ_２）を出力することを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
5. 前記駆動圧電素子の電気特性（Ｃ）は、前記駆動圧電素子の静電容量（Ｃｐ）であることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
6. 前記非駆動波形（Ｗ_２）は、前記圧電素子の固有周期の（１／ｎ（ｎは自然数））倍の周期で振幅が前記最適駆動波形（Ｗ_１）の振幅より小さいことを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
7. 前記駆動波形印加部は、前記画像（Ｐ）を記録していない時に、前記非駆動圧電素子に前記非駆動波形（Ｗ_２）を印加することを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
8. 複数のノズル及び前記ノズルに連通した流路が形成された流路部材と、前記ノズルに対応して配設された複数の圧電素子とを有し、所定の駆動波形を印加された前記圧電素子の駆動に基づく変位によって前記流路を経由して前記ノズルから液滴を吐出して画像（Ｐ）を記録する液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の駆動方法であって、
   環境温度（Ｔ）を測定する第１の工程と、
   前記環境温度（Ｔ）が所定温度以上の場合、前記圧電素子のうち駆動していない非駆動圧電素子に、前記液滴が吐出されない非駆動波形（Ｗ_２）を印加する第２の工程と、を含むことを特徴とする液滴吐出装置の駆動方法。
9. 前記第２の工程は、
   前記環境温度（Ｔ）が所定温度以上の場合、前記環境温度（Ｔ）のデータ及び前記画像（Ｐ）に関するデータに基づいて、前記圧電素子のうち駆動している駆動圧電素子の最大駆動時間（ｔｍａｘ）を算出するとともに、前記非駆動圧電素子に対する前記非駆動波形（Ｗ_２）の印加指示（Ｓ_２）を出力する第２の１の工程と、
   前記圧電素子の電気特性（Ｃ）に関するデータに基づいて、前記環境温度（Ｔ）のデータ及び前記最大駆動時間（ｔｍａｘ）に関するデータから、前記駆動圧電素子の電気特性（Ｃ）を算出する第２の２の工程と、
   前記圧電素子の最適駆動波形（Ｗ_１）に関するデータに基づいて、前記圧電素子の電気特性（Ｃ）のデータから、前記最適駆動波形（Ｗ_１）を選択し、前記駆動圧電素子に対する前記最適駆動波形（Ｗ_１）の印加指示（Ｓ_１）を出力する第２の３の工程と、
   前記最適駆動波形（Ｗ_１）の印加指示（Ｓ_１）に基づいて前記駆動圧電素子に前記駆動波形（Ｗ_１）を印加するとともに、前記非駆動波形（Ｗ_２）の印加指示（Ｓ_２）に基づいて前記非駆動圧電素子に前記非駆動波形（Ｗ_２）を印加する第２の４の工程と、を有することを特徴とする請求項８に記載の液滴吐出装置の駆動方法。
10. 前記第２の１の工程において、前記所定温度は、３０℃であることを特徴とする請求項９に記載の液滴吐出装置の駆動方法。
11. 第２の１の工程において、前記駆動圧電素子の前記最大駆動時間（ｔｍａｘ）と同じ時間だけ、前記非駆動圧電素子に前記非駆動波形（Ｗ_２）が印加されるように、前記印加指示（Ｓ_２）を出力することを特徴とする請求項９に記載の液滴吐出装置の駆動方法。
12. 前記第２の２の工程において、前記駆動圧電素子の電気特性（Ｃ）は、前記駆動圧電素子の静電容量（Ｃｐ）であることを特徴とする請求項９に記載の液滴吐出装置の駆動方法。
13. 前記第２の４の工程において、前記非駆動波形（Ｗ_２）は、前記圧電素子の固有周期の（１／ｎ（ｎは自然数））倍の周期で振幅が前記最適駆動波形（Ｗ_１）の振幅より小さいことを特徴とする請求項９に記載の液滴吐出装置の駆動方法。
14. 前記第２の４の工程において、前記駆動波形印加部は、前記画像（Ｐ）を記録していない時に、前記非駆動圧電素子に前記非駆動波形（Ｗ_２）を印加することを特徴とする請求項９に記載の液滴吐出装置の駆動方法。
15. 請求項８〜１４に記載の液滴吐出装置の駆動方法をコンピュータに実行させるための駆動プログラム。

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