JP5473559B2 - 液体吐出ヘッドの駆動方法および記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、液滴を吐出させる液体吐出ヘッドの駆動方法および記録装置に関するものである。

近年、インクジェットプリンタやインクジェットプロッタなどの、インクジェット記録方式を利用した印刷装置が、一般消費者向けのプリンタだけでなく、例えば電子回路の形成や液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造、有機ＥＬディスプレイの製造といった工業用途にも広く利用されている。

このようなインクジェット方式の印刷装置には、液体を吐出させるための液体吐出ヘッドが印刷ヘッドとして搭載されている。この種の印刷ヘッドには、インクが充填されたインク流路内に加圧手段としてのヒータを備え、ヒータによりインクを加熱、沸騰させ、インク流路内に発生する気泡によってインクを加圧し、インク吐出孔より、液滴として吐出させるサーマルヘッド方式と、インクが充填されるインク流路の一部の壁を変位素子によって屈曲変位させ、機械的にインク流路内のインクを加圧し、インク吐出孔より液滴として吐出させる圧電方式が一般的に知られている。

また、このような液体吐出ヘッドには、記録媒体の搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に液体吐出ヘッドを移動させつつ記録を行なうシリアル式、および記録媒体より主走査方向に長い液体吐出ヘッドを固定した状態で、副走査方向に搬送されてくる記録媒体に記録を行なうライン式がある。ライン式は、シリアル式のように液体吐出ヘッドを移動させる必要がないので、高速記録が可能であるという利点を有する。

シリアル式、ライン式のいずれの方式の液体吐出ヘッドであっても、液滴を高い密度で印刷するには、液体吐出ヘッドに形成されている、液滴を吐出する液体吐出孔の密度を高くする必要がある。

そこで液体吐出ヘッドを、マニホールド（共通流路）およびマニホールドから複数の液体加圧室をそれぞれ介して繋がる液体吐出孔を有した流路部材と、前記液体加圧室をそれぞれ覆うように設けられた複数の変位素子を有するアクチュエータユニットとを積層して構成したものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この液体吐出ヘッドでは、複数の液体吐出孔にそれぞれ繋がった液体加圧室がマトリックス状に配置され、それを覆うように設けられたアクチュエータユニットの変位素子を変位させることで、各液体吐出孔からインクを吐出させ、主走査方向に６００ｄｐｉの解像度で印刷が可能とされている。

特開２００３−３０５８５２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、変位素子である圧電アクチュエータに第１の電圧を加えて、液体加圧室を第１の状態にして待機した後、圧電アクチュエータに第２の電圧を加えて、液体加圧室を前記第１の状態よりも体積が大きい第２の状態にした後、圧電アクチュエータに第1の電圧を加えて前記液体加圧室を第１の状態にすることで吐出する場合、例えば、変位素子を駆動する駆動周波数を高くしようとしたり、変位素子の変位量を大きくするように圧電アクチュエータの厚さを薄くしたりすると、１つの駆動信号により液滴が吐出された後、流路内の液体や圧電アクチュエータの振動が十分収まらないうちに、次の駆動信号が加わることがあり、その場合、残留振動により、１回目の吐出特性と２回目以降の吐出特性とに差が生じるおそれがあった。

したがって、本発明の目的は、連続して吐出を行なう際に、流路内の液体や圧電アクチュエータの残留振動により生じる吐出特性の変動の少ない液体吐出ヘッドの駆動方法および記録装置を提供することにある。

本発明の液体吐出ヘッドの駆動方法は、液体加圧室、該液体加圧室に圧力を加える圧電アクチュエータ、液体吐出孔および前記液体加圧室と前記液体吐出孔とを繋ぐ部分流路を有し、前記圧電アクチュエータに第１の電圧を加えて、前記液体加圧室を第１の状態にして待機した後、前記圧電アクチュエータに第２の電圧を加えて、前記液体加圧室を前記第１の状態よりも体積が大きい第２の状態にし、次いで、前記圧電アクチュエータに前記第1の電圧を加えて前記液体加圧室を前記第１の状態にすることより、前記部分流路内の液
体を前記液体吐出孔より吐出する液体吐出ヘッドの駆動方法であって、前記液体加圧室および前記部分流路の中の液体の体積固有振動周期をＴｎ（μ秒）とし、前記圧電アクチュエータの固有振動周期をＴａ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めるまでの第１の時間をＴ１（μ秒）とし、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めてから、前記第１の電圧になるまでの時間をＴｒ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、液体を吐出した後、次の液体を吐出するために、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めるまでの時間をＴ２（μ秒）としたとき、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分を０．２５０以上０．７５０未満とし、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分を０．０００以上０．２５０未満または０．７５０以上１．０００未満とすることを特徴とする。

（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎが２．７５０未満であることが好ましい。

（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａが１５．０００未満であることが好ましい。

また、本発明の記録装置は、液体加圧室、該液体加圧室に圧力を加える圧電アクチュエータ、液体吐出孔および前記液体加圧室と前記液体吐出孔とを繋ぐ部分流路を有する液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドおよび搬送部を制御する制御部と、を備える記録装置であって、前記制御部は、前記圧電アクチュエータに第１の電圧を加えて、前記液体加圧室を第１の状態にして待機した後、前記圧電アクチュエータに第２の電圧を加えて、前記加圧室を前記第１の状態よりも体積が大きい第２の状態にし、次いで、前記圧電アクチュエータに前記第1の電圧を加
えて前記液体加圧室を前記第１の状態にすることより、前記部分流路内の液体を前記液体吐出孔より吐出する際に、前記液体加圧室および前記部分流路の中の液体の体積固有振動
周期をＴｎ（μ秒）とし、前記圧電アクチュエータの固有振動周期をＴａ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めるまでの第１の時間をＴ１（μ秒）とし、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めてから、前記第１の電圧になるまでの時間をＴｒ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、液体を吐出した後、次の液体を吐出するために、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めるまでの時間をＴ２（μ秒）としたとき、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分を０．２５０以上０．７５０未満とし、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分を０．０００以上０．２５０未満または０．７５０以上１．０００未満に制御することを特徴とする。

本発明の液体吐出ヘッドの駆動方法によれば、液体加圧室、該液体加圧室に圧力を加える平板状の圧電アクチュエータ、液体吐出孔および前記液体加圧室と前記液体吐出孔とを繋ぐ部分流路を有し、前記圧電アクチュエータに第１の電圧を加えて、前記液体加圧室を第１の状態にして待機した後、前記圧電アクチュエータに第２の電圧を加えて、前記液体加圧室を前記第１の状態よりも体積が大きい第２の状態にし、次いで、前記圧電アクチュエータに前記第1の電圧を加えて前記液体加圧室を前記第１の状態にすることより、前記液体加圧室内および前記部分流路内の液体を前記液体吐出孔より吐出する液体吐出ヘッドの駆動方法であって、前記液体加圧室および前記部分流路の中の液体の体積固有振動周期をＴｎ（μ秒）とし、前記圧電アクチュエータの固有振動周期をＴａ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めるまでの第１の時間をＴ１（μ秒）とし、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めてから、前記第１の電圧になるまでの時間をＴｒ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、液体を吐出した後、次の液体を吐出するために、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めるまでの時間をＴ２（μ秒）としたとき、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分を０．２５０以上０．７５０未満とし、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分を０．０００以上０．２５０未満または０．７５０以上１．０００未満とすることを特徴とすることにより、液滴を連続して吐出する際に、前の液滴の吐出した後の、前記液体加圧室および前記部分流路の中の液体の残留振動の影響および前記圧電アクチュエータの残留振動の影響により生じる吐出特性の変動、および吐出する液滴が１滴にならない分滴が生じ難くできる。

（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎが２．７５０未満である場合、特に吐出特性の変動および分滴が生じ難くできる。

（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａが１５．０００未満である場合、特に吐出特性の変動および分滴が生じ難くできる。

また、本発明の記録装置によれば、液体加圧室、該液体加圧室に圧力を加える平板状の圧電アクチュエータ、液体吐出孔および前記液体加圧室と前記液体吐出孔とを繋ぐ部分流路を有する液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドおよび搬送部を制御する制御部とを備える記録装置であって、前記制御部は、前記圧電アクチュエータに第１の電圧を加えて、前記液体加圧室を第１の状態にして待機した後、前記圧電アクチュエータに第２の電圧を加えて、前記加圧室を前記第１の状態よりも体積が大きい第２の状態にし、次いで、前記圧電アクチュエタに前記第1の電圧を加えて前記液体加圧室を前記第１の状態にすることより、前記液体加圧室内および前記部分流路内の液体を前記液体吐出孔より吐出する際に、前記液体加圧室および前記部分流路の中の液体の体積固有振動周期をＴｎ（μ秒）とし、前記圧電アクチュエータの固有振動周期をＴａ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めるまでの第１の時間をＴ１（μ秒）とし、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めてから、前記第１の電圧になるまでの時間をＴｒ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、液体を吐出した後、次の液体を吐出するために、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めるまでの時間をＴ２（μ秒）としたとき、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分を０．２５０以上０．７５０未満とし、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分を０．０００以上０．２５０未満または０．７５０以上１．０００未満に制御することにより、液滴を連続して吐出する際に、前の液滴の吐出した後の、前記液体加圧室および前記部分流路の中の液体の残留振動の影響および前記圧電アクチュエータの残留振動の影響により生じる吐出特性の変動、および分滴が生じ難くできる。

本発明の一実施形態に係る記録装置であるプリンタの概略構成図である。 図１の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体を示す平面図である。 図２の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図である。 図２の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。 （ａ）本発明の液体吐出ヘッドの駆動波形であり、（ｂ）は、（ａ）の駆動波形を加えた際の圧電アクチュエータの変位であり、（ｃ）は、（ａ）の駆動波形を加えた際の液体の体積速度である。 （ａ）は、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分と吐出速度の比を示したグラフであり、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分と分滴の有無を示したグラフである。

図１は、本発明の一実施形態による液体吐出ヘッドを含む記録装置であるカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。このカラーインクジェットプリンタ１（以下、プリンタ１とする）は、４つの液体吐出ヘッド２を有している。これらの液体吐出ヘッド２は、印刷用紙Ｐの搬送方向に沿って並べられ、プリンタ１に固定されている。液体吐出ヘッド２は、図１の手前から奥へ向かう方向に細長い形状を有している。

プリンタ１には、印刷用紙Ｐの搬送経路に沿って、給紙ユニット１１４、搬送ユニット１２０および紙受け部１１６が順に設けられている。また、プリンタ１には、液体吐出ヘッド２や給紙ユニット１１４などのプリンタ１の各部における動作を制御するための制御部１００が設けられている。

給紙ユニット１１４は、複数枚の印刷用紙Ｐを収容することができる用紙収容ケース１１５と、給紙ローラ１４５とを有している。給紙ローラ１４５は、用紙収容ケース１１５に積層して収容された印刷用紙Ｐのうち、最も上にある印刷用紙Ｐを１枚ずつ送り出すことができる。

給紙ユニット１１４と搬送ユニット１２０との間には、印刷用紙Ｐの搬送経路に沿って、二対の送りローラ１１８ａおよび１１８ｂ、ならびに、１１９ａおよび１１９ｂが配置されている。給紙ユニット１１４から送り出された印刷用紙Ｐは、これらの送りローラによってガイドされて、さらに搬送ユニット１２０へと送り出される。

搬送ユニット１２０は、エンドレスの搬送ベルト１１１と２つのベルトローラ１０６および１０７を有している。搬送ベルト１１１は、ベルトローラ１０６および１０７に巻き掛けられている。搬送ベルト１１１は、２つのベルトローラに巻き掛けられたとき所定の張力で張られるような長さに調整されている。これによって、搬送ベルト１１１は、２つのベルトローラの共通接線をそれぞれ含む互いに平行な２つの平面に沿って、弛むことなく張られている。これら２つの平面のうち、液体吐出ヘッド２に近い方の平面が、印刷用紙Ｐを搬送する搬送面１２７である。

ベルトローラ１０６には、図１に示されるように、搬送モータ１７４が接続されている。搬送モータ１７４は、ベルトローラ１０６を矢印Ａの方向に回転させることができる。また、ベルトローラ１０７は、搬送ベルト１１１に連動して回転することができる。したがって、搬送モータ１７４を駆動してベルトローラ１０６を回転させることにより、搬送ベルト１１１は、矢印Ａの方向に沿って移動する。

ベルトローラ１０７の近傍には、ニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１を挟むように配置されている。ニップローラ１３８は、図示しないバネによって下方に付勢されている。ニップローラ１３８の下方のニップ受けローラ１３９は、下方に付勢されたニップローラ１３８を、搬送ベルト１１１を介して受け止めている。２つのニップローラは回転可能に設置されており、搬送ベルト１１１に連動して回転する。

給紙ユニット１１４から搬送ユニット１２０へと送り出された印刷用紙Ｐは、ニップローラ１３８と搬送ベルト１１１との間に挟み込まれる。これによって、印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１の搬送面１２７に押し付けられ、搬送面１２７上に固着する。そして、印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１の回転に従って、液体吐出ヘッド２が設置されている方向へと搬送される。なお、搬送ベルト１１１の外周面１１３に粘着性のシリコンゴムによる処理を施してもよい。これにより、印刷用紙Ｐを搬送面１２７に確実に固着させることができる。

４つの液体吐出ヘッド２は、搬送ベルト１１１による搬送方向に沿って互いに近接して配置されている。各液体吐出ヘッド２は、下端にヘッド本体１３を有している。ヘッド本体１３の下面には、液体を吐出する多数の液体吐出孔８が設けられている（図４参照）。

１つの液体吐出ヘッド２に設けられた液体吐出孔８からは、同じ色の液滴（インク）が吐出されるようになっている。各液体吐出ヘッド２の液体吐出孔８は一方方向（印刷用紙Ｐと平行で印刷用紙Ｐ搬送方向に直交する方向であり、液体吐出ヘッド２の長手方向）に等間隔で配置されているため、一方方向に隙間なく印刷することができる。各液体吐出ヘッド２から吐出される液体の色は、それぞれ、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）である。各液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体１３の下面と搬送ベルト１１１の搬送面１２７との間にわずかな隙間をおいて配置されている。

搬送ベルト１１１によって搬送された印刷用紙Ｐは、液体吐出ヘッド２と搬送ベルト１１１との間の隙間を通過する。その際に、液体吐出ヘッド２を構成するヘッド本体１３から印刷用紙Ｐの上面に向けて液滴が吐出される。これによって、印刷用紙Ｐの上面には、制御部１００によって記憶された画像データに基づくカラー画像が形成される。

搬送ユニット１２０と紙受け部１１６との間には、剥離プレート１４０と二対の送りローラ１２１ａおよび１２１ｂならびに１２２ａおよび１２２ｂとが配置されている。カラー画像が印刷された印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１によって剥離プレート１４０へと搬送される。このとき、印刷用紙Ｐは、剥離プレート１４０の右端によって、搬送面１２７から剥離される。そして、印刷用紙Ｐは、送りローラ１２１ａ〜１２２ｂによって、紙受け部１１６に送り出される。このように、印刷済みの印刷用紙Ｐが順次紙受け部１１６に送られ、紙受け部１１６に重ねられる。

なお、印刷用紙Ｐの搬送方向について最も上流側にある液体吐出ヘッド２とニップローラ１３８との間には、紙面センサ１３３が設置されている。紙面センサ１３３は、発光素子および受光素子によって構成され、搬送経路上の印刷用紙Ｐの先端位置を検出することができる。紙面センサ１３３による検出結果は制御部１００に送られる。制御部１００は、紙面センサ１３３から送られた検出結果により、印刷用紙Ｐの搬送と画像の印刷とが同期するように、液体吐出ヘッド２や搬送モータ１７４等を制御することができる。

次に本発明の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体１３について説明する。図２は、図１に示されたヘッド本体１３を示す上面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれた領域の拡大上面図であり、ヘッド本体１３の一部である。図４は、図３と同じ位置の拡大透視図で、液体吐出孔８の位置が分かりやすいように、一部の流路を省略して描いている。なお、図３および図４において、図面を分かりやすくするために、圧電アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき液体加圧室１０（液体加圧室群９）、しぼり１２および液体吐出孔８を実線で描いている。図５は図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。

ヘッド本体１３は、平板状の流路部材４と、流路部材４上に、圧電アクチュエータユニット２１とを有している。圧電アクチュエータユニット２１は台形形状を有しており、その台形の１対の平行対向辺が流路部材４の長手方向に平行になるように流路部材４の上面に配置されている。また、流路部材４の長手方向に平行な２本の仮想直線のそれぞれに沿って２つずつ、つまり合計４つの圧電アクチュエータユニット２１が、全体として千鳥状に流路部材４上に配列されている。流路部材４上で隣接し合う圧電アクチュエータユニット２１の斜辺同士は、流路部材４の短手方向について部分的にオーバーラップしている。このオーバーラップしている部分の圧電アクチェータユニット２１を駆動することにより印刷される領域では、２つの圧電アクチュエータユニット２１により吐出された液滴が混在して着弾することになる。

流路部材４の内部には液体流路の一部であるマニホールド５が形成されている。マニホールド５は流路部材４の長手方向に沿って延び細長い形状を有しており、流路部材４の上面にはマニホールド５の開口５ｂが形成されている。開口５ｂは、流路部材４の長手方向に平行な２本の直線（仮想線）のそれぞれに沿って５個ずつ、合計１０個形成されている。開口５ｂは、４つの圧電アクチュエータユニット２１が配置された領域を避ける位置に形成されている。マニホールド５には開口５ｂを通じて図示されていない液体タンクから液体が供給されるようになっている。

流路部材４内に形成されたマニホールド５は、複数本に分岐している（分岐した部分のマニホールド５を副マニホールド（共通流路）５ａということがあり、開口５ｂから副マニホールド５ａまでのマニホールド５を液体供給路５ｃということがある）。開口５ｂに繋がる液体供給路５ｃは、圧電アクチュエータユニット２１の斜辺に沿うように延在しており、流路部材４の長手方向と交差して配置されている。２つの圧電アクチュエータユニット２１に挟まれた領域では、１つのマニホールド５が、隣接する圧電アクチュエータユニット２１に共有されており、副マニホールド５ａがマニホールド５の両側から分岐している。これらの副マニホールド５ａは、流路部材４の内部の各圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域に互いに隣接してヘッド本体１３の長手方向に延在している。

すなわち、副マニホールド（共通流路）５ａの両端は、液体供給路５ｃに繋がっている。また、詳細は後述するが、副マニホールド（共通流路）５ａは中央部分の断面積が、両端部分の断面積よりも大きくなっている。断面積は、副マニホールド（共通流路）５ａの深さを変えることにより変えられている。また、液体供給路５ｃの断面積は、副マニホールド（共通流路）５ａの端の断面積より大きくなっている。なお、図３においては、副マニホールド（共通流路）５ａの端が２つの液体供給路５ｃに繋がっているものがあるが、このような場合は、それらの液体供給路５ｃの合計の断面積が副マニホールド（共通流路）５ａの端の断面積よりも大きくなっているということである。これは、副マニホールド（共通流路）５ａの端に３つ以上の液体供給路５ｃが繋がっている場合も同様である。

流路部材４は、複数の液体加圧室１０がマトリクス状（すなわち、２次元的かつ規則的）に形成されている４つの液体加圧室群９を有している。液体加圧室１０は、角部にアールが施されたほぼ菱形の平面形状を有する中空の領域である。液体加圧室１０は流路部材４の上面に開口するように形成されている。これらの液体加圧室１０は、流路部材４の上面における圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域のほぼ全面にわたって配列されている。したがって、これらの液体加圧室１０によって形成された各液体加圧室群９は圧電アクチュエータユニット２１とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有している。また、各液体加圧室１０の開口は、流路部材４の上面に圧電アクチュエータユニット２１が接着されることで閉塞されている。

本実施形態では、図３に示されているように、マニホールド５は、流路部材４の短手方向に互いに平行に並んだ４列のＥ１〜Ｅ４の副マニホールド５ａに分岐し、各副マニホールド５ａに繋がった液体加圧室１０は、等間隔に流路部材４の長手方向に並ぶ液体加圧室１０の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に４列配列されている。副マニホールド５ａに繋がった液体加圧室１０の並ぶ列は副マニホールド５ａの両側に２列ずつ配列されている。

全体では、マニホールド５から繋がる液体加圧室１０は、等間隔に流路部材４の長手方向に並ぶ液体加圧室１０の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に１６列配列されている。各液体加圧室列に含まれる液体加圧室１０の数は、圧電アクチュエータである変位素子５０の外形形状に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。液体吐出孔８もこれと同様に配置されている。これによって、全体として長手方向に６００ｄｐｉの解像度で画像形成が可能となっている。

つまり、流路部材４の長手方向に平行な仮想直線に対して直交するように液体吐出孔８を投影すると、図３に示した仮想直線のＲの範囲に、各副マニホールド５ａ繋がっている４つの液体吐出孔８、つまり全部で１６個の液体吐出孔８が６００ｄｐｉの等間隔になっている。また、各副マニホールド５ａには平均すれば１５０ｄｐｉに相当する間隔で個別流路３２が接続されている。これは、６００ｄｐｉ分の液体吐出孔８を４つ列の副マニホールド５ａに分けて繋ぐ設計をする際に、各副マニホールド５ａに繋がる個別流路３２が等しい間隔で繋がるとは限らないため、マニホールド５ａの延在方向、すなわち主走査方向に平均１７０μｍ（１５０ｄｐｉならば２５．４ｍｍ／１５０＝１６９μｍ間隔である）以下の間隔で個別流路３２が形成されている。

圧電アクチュエータユニット２１の上面における各液体加圧室１０に対向する位置には後述する個別電極３５がそれぞれ形成されている。個別電極３５は液体加圧室１０より一回り小さく、液体加圧室１０とほぼ相似な形状を有しており、圧電アクチュエータユニット２１の上面における液体加圧室１０と対向する領域内に収まるように配置されている。

流路部材４の下面の液体吐出面には多数の液体吐出孔８が形成されている。これらの液体吐出孔８は、流路部材４の下面側に配置された副マニホールド５ａと対向する領域を避けた位置に配置されている。また、これらの液体吐出孔８は、流路部材４の下面側における圧電アクチュエータユニット２１と対向する領域内に配置されている。これらの液体吐出孔は、１つの群として圧電アクチュエータユニット２１とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有しており、対応する圧電アクチュエータユニット２１の変位素子５０を変位させることにより液体吐出孔８から液滴が吐出できる。液体吐出孔８の配置については後で詳述する。そして、それぞれの領域内の液体吐出孔８は、流路部材４の長手方向に平行な複数の直線に沿って等間隔に配列されている。

ヘッド本体１３に含まれる流路部材４は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。これらのプレートは、流路部材４の上面から順に、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャ（しぼり）プレート２４、サプライプレート２５、２６、マニホールドプレート２７、２８、２９、カバープレート３０およびノズルプレート３１である。これらのプレートには多数の孔が形成されている。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路３２および副マニホールド５ａを構成するように、位置合わせして積層されている。ヘッド本体１３は、図５に示されているように、液体加圧室１０は流路部材４の上面に、副マニホールド５ａは内部の下面側に、液体吐出孔８は下面にと、個別流路３２を構成する各部分が異なる位置に互いに近接して配設され、液体加圧室１０を介して副マニホールド５ａと液体吐出孔８とが繋がる構成を有している。

各プレートに形成された孔について説明する。これらの孔には、次のようなものがある。第１に、キャビティプレート２２に形成された液体加圧室１０である。第２に、液体加圧室１０の一端から副マニホールド５ａへと繋がる流路を構成する連通孔である。この連通孔は、ベースプレート２３（詳細には液体加圧室１０の入り口）からサプライプレート２５（詳細には副マニホールド５ａの出口）までの各プレートに形成されている。なお、この連通孔には、アパーチャプレート２４に形成されたしぼり１２と、サプライプレート２５、２６に形成された個別供給流路６とが含まれている。

第３に、液体加圧室１０の他端から液体吐出孔８へと連通する流路を構成する連通孔であり、この連通孔は、以下の記載においてディセンダ（部分流路）と呼称される。ディセンダは、ベースプレート２３（詳細には液体加圧室１０の出口）からノズルプレート３１（詳細には液体吐出孔８）までの各プレートに形成されている。また、液体加圧室１０とディセンダを合わせて、ノズル流路と呼ぶ。

第４に、副マニホールド５ａを構成する連通孔である。この連通孔は、マニホールドプレート２７〜２９に形成されている。なお、副マニホールド５ａの位置によっては、マニホールドプレート２９には孔が形成されていない部分があり、これにより、副マニホールド５ａの断面積が変えられている。

このような連通孔が相互に繋がり、副マニホールド５ａからの液体の流入口（副マニホールド５ａの出口）から液体吐出孔８に至る個別流路３２を構成している。副マニホールド５ａに供給された液体は、以下の経路で液体吐出孔８から吐出される。まず、副マニホールド５ａから上方向に向かって、個別供給流路６を通り、しぼり１２の一端部に至る。次に、しぼり１２の延在方向に沿って水平に進み、しぼり１２の他端部に至る。そこから上方に向かって、液体加圧室１０の一端部に至る。さらに、液体加圧室１０の延在方向に沿って水平に進み、液体加圧室１０の他端部に至る。そこから少しずつ水平方向に移動しながら、主に下方に向かい、下面に開口した液体吐出孔８へと進む。

圧電アクチュエータユニット２１は、図５に示されるように、２枚の圧電セラミック層２１ａ、２１ｂからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂはそれぞれ２０μｍ程度の厚さを有している。圧電アクチュエータユニット２１全体の厚さは４０μｍ程度である。圧電セラミック層２１ａ、２１ｂのいずれの層も複数の液体加圧室１０を跨ぐように延在している（図３参照）。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂ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る。

圧電アクチュエータユニット２１は、Ａｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる共通電極３４およびとＡｕ系などの金属材料からなる個別電極３５を有している。個別電極３５は上述のように圧電アクチュエータユニット２１の上面における液体加圧室１０と対向する位置に配置されている。個別電極３５の一端は、液体加圧室１０と対向する領域外に引き出されて接続電極３６が形成されている。この接続電極３６は例えばガラスフリットを含む銀−パラジウムからなり、厚さが１５μｍ程度で凸状に形成されている。また、接続電極３６は、図示されていないＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）に設けられた電極と電気的に接合されている。詳細は後述するが、個別電極３５には、制御部１００からＦＰＣを通じて駆動信号が供給される。駆動信号は、印刷媒体Ｐの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。

共通電極３４は、圧電セラミック層２１ａと圧電セラミック層２１ｂとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極３４は、圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域内の全ての液体加圧室１０を覆うように延在している。共通電極３４の厚さは２μｍ程度である。共通電極３４は図示しない領域において接地され、グランド電位に保持されている。本実施形態では、圧電セラミック層２１ｂ上において、個別電極３５からなる電極群を避ける位置に個別電極３５とは異なる表面電極（不図示）が形成されている。表面電極は、圧電セラミック層２１ｂの内部に形成されたスルーホールを介して共通電極３４と電気的に接続されているとともに、多数の個別電極３５と同様に、ＦＰＣ上の別の電極と接続されている。

図５に示されるように、共通電極３４と個別電極３５とは、最上層の圧電セラミック層２１ｂのみを挟むように配置されている。圧電セラミック層２１ｂにおける個別電極３５と共通電極３４とに挟まれた領域は活性部と呼称され、その部分の圧電セラミックスには分極が施されている。本実施形態の圧電アクチュエータユニット２１においては、最上層の圧電セラミック層２１ｂのみが活性部を含んでおり、圧電セラミック２１ａは活性部を含んでおらず、振動板として働く。この圧電アクチュエータユニット２１はいわゆるユニモルフタイプの構成を有している。

なお、後述のように、個別電極３５に選択的に所定の駆動信号が供給されることにより、この個別電極３５に対応する液体加圧室１０内の液体に圧力が加えられる。これによって、個別流路３２を通じて、対応する液体吐出口８から液滴が吐出される。すなわち、圧電アクチュエータユニット２１における各液体加圧室１０に対向する部分は、各液体加圧室１０および液体吐出口８に対応する個別の変位素子５０（アクチュエータ）に相当する。つまり、２枚の圧電セラミック層からなる積層体中には、図５に示されているような構造を単位構造とする圧電アクチュエータである変位素子５０が液体加圧室１０毎に、液体加圧室１０の直上に位置する振動板２１ａ、共通電極３４、圧電セラミック層２１ｂ、個別電極３５により作り込まれており、圧電アクチュエータユニット２１には加圧部である変位素子５０が複数含まれている。なお、本実施形態において１回の吐出動作によって液体吐出口８から吐出される液体の量は５〜７ｐｌ（ピコリットル）程度である。

多数の個別電極３５は、個別に電位を制御することができるように、それぞれがＦＰＣおよび配線を介して、個別に制御部１００に電気的に接続されている。

本実施形態における圧電アクチュエータユニット２１においては、個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にして圧電セラミック層２１ｂに対してその分極方向に電界を印加したとき、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。この時圧電セラミック層２１ｂは、その厚み方向すなわち積層方向に伸長または収縮し、圧電横効果により積層方向と垂直な方向すなわち面方向には収縮または伸長しようとする。一方、残りの圧電セラミック層２１ａは、個別電極３５と共通電極３４とに挟まれた領域を持たない非活性層であるので、自発的に変形しない。つまり、圧電アクチュエータユニット２１は、上側（つまり、液体加圧室１０とは離れた側）の圧電セラミック層２１ｂを、活性部を含む層とし、かつ下側（つまり、液体加圧室１０に近い側）の圧電セラミック層２１ａを非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。

この構成において、電界と分極とが同方向となるように、制御部１００により個別電極３５を共通電極３４に対して正または負の所定電位とすると、圧電セラミック層２１ｂの電極に挟まれた部分（活性部）が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層２１ａは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電セラミック層２１ｂと圧電セラミック層２１ａとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層２１ｂは液体加圧室１０側へ凸となるように変形（ユニモルフ変形）する。

本実施の形態における実際の駆動手順は、予め個別電極３５を共通電極３４より高い電位とする第１の電圧Ｖ１Ｖ（ボルト、以下で省略することがある）にしておき、吐出要求がある毎に個別電極３５を共通電極３４とを一旦、第１の電圧Ｖ１よりも低い第２の電圧を加えて低電位、例えば同じ電位にし、その後所定のタイミングで再び高電位とする。これにより、個別電極３５が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層２１ａ、ｂが元の形状に戻り、液体加圧室１０の容積が初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加する。このとき、液体加圧室１０内に負圧が与えられ、液体がマニホールド５側から液体加圧室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極３５を高電位にしたタイミングで、圧電セラミック層２１ａ、ｂが液体加圧室１０側へ凸となるように変形し、液体加圧室１０の容積減少により液体加圧室１０内の圧力が正圧となり液体への圧力が上昇し、液滴が吐出される。つまり、液滴を吐出させるため、高電位を基準とするパルスを含む駆動信号を個別電極３５に供給することになる。このパルス幅は、液体加圧室１０内において圧力波がマニホールド５から液体吐出孔８まで伝播する時間長さであるＡＬ（Acoustic Length）が理想的である。これによると、液体加圧室１０内部が負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさり、より強い圧力で液滴を吐出させることができる。

また、階調印刷においては、液体吐出孔８から連続して吐出される液滴の数、つまり液滴吐出回数で調整される液滴量（体積）で階調表現が行われる。このため、指定された階調表現に対応する回数の液滴吐出を、指定されたドット領域に対応する液体吐出孔８から連続して行なう。一般に、液体吐出を連続して行なう場合は、液滴を吐出させるために供給するパルスとパルスとの間隔をＡＬとすることが好ましい。これにより、先に吐出された液滴を吐出させるときに発生した圧力の残余圧力波と、後に吐出させる液滴を吐出させるときに発生する圧力の圧力波との周期が一致し、これらが重畳して液滴を吐出するための圧力を増幅させることができる。なお、この場合後から吐出される液滴の速度が速くなると考えられるが、その方が複数の液滴の着弾点が近くなり好ましい。

そして、制御部１００は、このような駆動信号を液体吐出ヘッド２の各変位素子５０に繰り返し送ることにより、画像を印刷することができる。１つの画素を形成するために、液滴を吐出する駆動信号、および液滴を吐出しない際の不吐出の駆動信号（単に信号が送られない場合も含む）は、各変位素子５０は一定の周期で送られ、その周期を駆動周期、その周波数を駆動周波数と呼ぶ。１つの画素を形成するための駆動信号と次の画素を形成するための駆動信号との時間間隔は、駆動周期になる。

そして、最初の１つの画素を形成するための駆動信号が加わった後には、液体加圧室１０と液体吐出孔８とを繋ぐディセンダとを合わせたノズル流路内の液体は、ノズル流路内の液体の体積固有振動周期で振動し、圧電アクチュエータである変位素子５０は、変位素子５０の固有振動周期で振動している。続いて、次の画素を形成するための駆動信号が加わると、前述と同様の液体の振動が起きて、液滴が吐出されることになる。この際、変位素子５０においては、変位素子５０に残っている振動があるため、駆動開始の初期状態が異なるため、変位の仕方が変化し、ノズル流路においては、ノズル流路内の液体に残っている振動があるため、この振動の影響で吐出特性に変動が生じることがある。

このことについて、図６を用いて詳述する。図６（ａ）は、本発明の液体吐出ヘッドの駆動波形であり、（ｂ）は、（ａ）の駆動波形を加えた際の圧電アクチュエータである変位素子５０の変位であり、（ｃ）は、（ａ）の駆動波形を加えた際のノズル流路内の液体の体積速度である。なお、図６（ｂ）の変位は、液体加圧室１０の体積が増える変位を正としている。図６（ｃ）の体積速度は、液体吐出孔８から外部に向かう方向を正としている。また、図６（ｂ）においては、分かりやすくするため、変位素子５０の残留振動の振幅を、実際のものよりも大きくして示している。

図６（ａ）の駆動波形では、変位素子５０に第１の電圧Ｖ１を加えて変位素子５０をｄ１μｍ（ミクロン、以下で省略することがある）に変位させ、液体加圧室１０を体積の小さい第１の状態にして待機した後、変位素子５０に第２の電圧Ｖ２を加えて、変位素子５０をｄ２に変位させ、液体加圧室を前記第１の状態よりも体積が大きい第２の状態にした後、変位素子５０に第1の電圧Ｖ１を加えて液体加圧室を第１の状態にしている。

このとき、電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に変化し始めたときから、電圧Ｖ２から電圧Ｖ１に変化し始めるときまでの時間をＴ１μ秒（マイクロ秒、以下で省略することがある）とし、電圧Ｖ２から電圧Ｖ１に変化し始めてから、電圧Ｖ１になるまでの時間をＴｒとする。また、この駆動波形の後、次の画素を形成するために次の駆動波形を加える際の、最初の駆動波形の電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に変化し始めたときから、次の駆動波形の電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に変化し始めたときまでの時間をＴ２とする。

図６（ｂ）の変位素子５０の変位では、最初、第１の電圧Ｖ１が加わっていることで、変位ｄ１μｍ（マイクロメートル、以下で省略することがある）で保持されている。その後、第２の電圧Ｖ２が加わることで、変位ｄ２まで変位した後、圧電アクチュエータの固執振動周期Ｔａで振動する。なお、このままの電圧で放置した場合、変位はｄ２に収束する。以下でこのような状態で振動することを、変位ｄ２を中心に振動すると言う。その後、電圧Ｖ１が加わると、変位ｄ１を中心に振動し、さらに、次の駆動信号の第２の電圧Ｖ２が加わると、変位ｄ２を中心に振動する。

この際の第２の電圧Ｖ２に変わり始めてから第１の電圧Ｖ１にまで変わるまでの時間が、立ち上がり時間Ｔｒである。Ｔｒは、正確には、Ｖ２からＶ１への電圧変化の９５％が終了するまでの時間である。

図６（ｃ）のノズル流路内の液体の体積速度では、第２の電圧Ｖ２が加わることで、振動周期Ｔｎの振動が生じる。この振動が半周期（Ｔｎ／２）したところで、第１の電圧Ｖ１を加えることで、引き打ちの動作が行なわれるが、実際には、完全に半周期である必要はない。図６（ｃ）では、第２の電圧Ｖ２から第１の電圧Ｖ１に戻る電圧をくわえなかった場合の体積速度を点線で示してある。図６（ｃ）では、第２の電圧Ｖ２から第１の電圧Ｖ１にもどる電圧を、Ｔｎ／２となるよりも早く加えている。これにより駆動電圧を加え始めてからＴ１後の時点を起点とする振動周期Ｔｎの振動が生じる。

以上の状況において、最初の駆動信号が加わってから、Ｔ２後に次の駆動信号が加わる状態について説明する。

ノズル流路内の液体は、最初の駆動信号の第２の電圧Ｖ２から第１の電圧に変わり始める時点を起点に振動する。したがって、次の駆動信号が加わった際に、振動の（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの状態となっており、次の吐出動作時と位相が逆になって吐出速度が高くなる。つまり、ノズル流路内の液体の体積速度が負に向かっている場合、すなわち（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分の０．２５０以上０．７５０未満である場合、液滴の吐出速度が増速することになる。また、液滴の速度が速くなると、１つの液滴内の前部と後部とで速度差があると、速度差の割合は同じであっても、速度差の値は大きくなるため、１つの液滴内の前部と後部とで速度差により分滴する可能性が高くなる。

圧電アクチュエータの変位の振動は、最初の駆動信号の第２の電圧Ｖ２から第１の電圧に変わった時点を起点に振動する。したがって、次の駆動信号が加わった際に、振動の（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）の状態となっている。この状態では液滴が分滴する可能性が高くなる。これは、次の駆動信号が同位相であるため、逆位相である場合よりも、変位素子５０の変位速度が速くなることに原因があると考えられる。すなわち、前述の変位素子５０の変位速度が速くなったことにより、吐出される液滴の前部の速度が速くなり、液滴の後部より速い為に分滴しやすくなると考えられる。

以上の点から、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分を０．２５０以上０．７５０未満とし、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分を０．０００以上０．２５０未満または０．７５０以上１．０００未満となるように駆動信号を制御することにより、ノズル流路内の液体および圧電アクチュエータに残留振動が残っていても、次の吐出に与える影響を少なくすることができる。このような駆動方法は、残留振動の影響が大きくなる駆動周期が４０ｋＨｚ以上である場合に特に有用である。また、残留振動の影響が大きくなる、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの値が２．７５０未満である場合に特に有用である。さらに、残留振動の影響が大きくなる、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの値が１５．０００未満である場合に特に有用である。

なお、以上の説明では、１つの画素を形成するための駆動波形が、電圧をＶ１→Ｖ２→Ｖ１と変化させる例を示した。しかし、これ以外にも、電圧をＶ１→Ｖ２→Ｖ１→Ｖ２→Ｖ１と変化させて、２つの液滴を吐出させて、近傍に着弾させることで１つの画素を形成する駆動波形や、電圧をＶ１→Ｖ２→Ｖ１と変化させることで、液滴を吐出させた後、ノズル流路の残留振動を少なくするために、電圧をＶ１→Ｖ２→Ｖ１と変化させるキャンセル波形を加える駆動波形も考えられる。さらに、３滴以上の液滴を吐出したり、複数の液滴を吐出する波形とキャンセル波形を組み合わせた駆動波形も考えられる。そのような駆動波形であっても上述の場合と同様に残留振動の影響を少なくさせることができる。

すなわち、圧電アクチュエータに第１の電圧Ｖ１を加えて、液体加圧室１０を第１の状態にして待機した後、圧電アクチュエータに第２の電圧Ｖ２を加えて、前記液体加圧室を第１の状態よりも体積が大きい第２の状態にした後、圧電アクチュエータに第２の電圧Ｖ２と第１の電圧Ｖ１とを交互に加えて、最後に圧電アクチュエータに第1の電圧を加えて前記液体加圧室を第１の状態にすることより前記液体加圧室内および前記部分流路内の液体を吐出して１つの画素を形成する際に、ノズル流路の中の液体の体積固有振動周期をＴｎ（μ秒）とし、圧電アクチュエータの固有振動周期をＴａ（μ秒）とし、最初に第１の電圧Ｖ１から第２の電圧Ｖ２へ変わり始めてから、最後に第２の電圧Ｖ２から第１の電圧Ｖ１に変わり始めるまでの第１の時間をＴ１（μ秒）とし、最後に第２の電圧Ｖ２から第１の電圧Ｖ１に変わり始めてから、第１の電圧Ｖ１になるまでの時間をＴｒ（μ秒）とし、最初に第１の電圧Ｖ１から第２の電圧Ｖ２へ変わり始めてから、１つの画素を形成した後、後、次の画素を形成するために、次の駆動信号として、第１の電圧Ｖ１から第２の電圧Ｖ２へ変わり始めるまでの時間をＴ２（μ秒）としたとき、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分を０．２５０以上０．７５０未満とし、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分を０．０００以上０．２５０未満または０．７５０以上１．０００未満とすればよい。

また、ＴａおよびＴｎは、例えば、次のように算出すればよい。
Ｔａ＝２π（ＭａＣａ）^１／２
Ｔｎ＝２π〔（Ｃａ＋Ｃｃ）／{１／Ｍｓ＋１／（Ｍｄ＋Ｍｎ）}〕^１／２
Ｍａ：圧電アクチュエータのイナータンス
Ｍｓ：しぼりのイナータンス
Ｍｄ：ディセンダのイナータンス
Ｍｎ：液体吐出孔（ノズル）のイナータンス
Ｃａ：圧電アクチュエータのコンプライアンス
Ｃｃ：液体加圧室のコンプライアンス
各イナータンスＭおよびコンプライアンスＣは、次のように算出すればよい。
Ｍ＝ρＬ／Ｓ
Ｃ＝Ｗ／ρｃ^２
ρ：密度（ｋｇ／ｍ^３）
Ｌ：長さ（ｍ）
Ｓ：断面積（ｍ^２）
Ｗ：体積（ｍ^３）
ｃ：音速（ｍ／ｓ）
以上のような液体吐出ヘッド２は、例えば、以下のようにして作製する。

ロールコータ法、スリットコーター法などの一般的なテープ成形法により、圧電性セラミック粉末と有機組成物からなるテープの成形を行ない、焼成後に圧電セラミック層２１ａ、２１ｂとなる複数のグリーンシートを作製する。グリーンシートの一部には、その表面に共通電極３４となる電極ペーストを印刷法等により形成する。また、必要に応じてグリーンシートの一部にビアホールを形成し、その内部にビア導体を挿入する。

ついで、各グリーンシートを積層して積層体を作製し、加圧密着を行なう。加圧密着後の積層体を高濃度酸素雰囲気下で焼成し、その後有機金ペーストを用いて焼成体表面に個別電極３５を印刷して、焼成した後、Ａｇペーストを用いて接続電極３６を印刷し、焼成することにより、圧電アクチュエータユニット２１を作製する。

次に、流路部材４を、圧延法等により得られプレート２２〜３１を積層して作製する。プレート２２〜３１に、マニホールド５、個別供給流路６、液体加圧室１０およびディセンダなどとなる孔を、エッチングにより所定の形状に加工する。

これらプレート２２〜３１は、Ｆｅ―Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、ＷＣ−ＴｉＣ系の群から選ばれる少なくとも１種の金属によって形成されていることが望ましく、特に液体としてインクを使用する場合にはインクに対する耐食性の優れた材質からなることが望ましいため、Ｆｅ−Ｃｒ系がより好ましい。

圧電アクチュエータ２１と流路部材４とは、例えば接着層を介して積層接着することができる。接着層としては、周知のものを使用することができるが、圧電アクチュエータ２１や流路部材４への影響を及ぼさないために、熱硬化温度が１００〜１５０℃のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂の群から選ばれる少なくとも１種の熱硬化性樹脂系の接着剤を用いるのがよい。このような接着層を用いて熱硬化温度にまで加熱することによって、圧電アクチュエータ２１と流路部材４とを加熱接合することができる。液体吐出ヘッド２を得る。

この後、圧電アクチュエータ上２１の接続電極３６にＦＰＣなどの一端の電極を接合し、そのＦＰＣの他端を制御部１００に接続し、液体吐出装置を得る。

図２〜５に示した構造の液体吐出ヘッドを、流路の寸法や圧電アクチュエータの厚みを変えて表２に示した液体吐出ヘッドＡ〜Ｅを作製し、図６（ａ）に示した駆動信号を４０〜６０ｋＨｚの駆動周期および表２示したＴ１で与えて、吐出特性を評価した。吐出特性は、吐出速度および飛翔中の液滴を撮影することにより液滴が１つにならない分滴が生じるかどうかを評価した。吐出速度については、１滴の吐出を行なった場合の吐出速度に対する、連続して吐出を行なって吐出速度が一定になってからの吐出速度の比率を示した。

なお、Ｔｒは全て１μ秒であり、Ｔ２μ秒は、駆動周波数がＸｋＨｚの場合、Ｔ２＝１０００／Ｘとなる。また、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分と（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分との組合せがどのモードにあたるかを表３に示した。

表１から分かるように、駆動波形が同じであっても、駆動周波数が違う、すなわちＴ２が違うことにより、吐出特性は大きく異なり、残留振動の影響が大きいことがわかる。

本発明の駆動方法であるモード２である駆動方法、すなわち（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分を０．２５０以上０．７５０未満とし、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分を０．０００以上０．２５０未満または０．７５０以上１．０００未満である駆動波形を与えたものは、吐出速度比が９２〜１０８％と、単独で吐出する際と連続で吐出する際の変化が少なく、分滴せずに吐出することができた。

図７（ａ）は、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分の値と吐出速度比と関係を示したもので、０以上０．２５０未満または０．７５０以上１．０００未満である本発明以外の駆動方法であるモード３および４では、吐出速度が高くなる傾向があった。また、図７（ｂ）は、モード１および２である駆動波形について、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分と分滴したかどうかを示したもので、０．２５０以上０．７５０未満である本発明以外の駆動方法であるモード１では分滴する傾向があった。

また、４０ｋＨｚ以上ではＴ２は２５μ秒以下となり、液体吐出ヘッドＡ〜Ｅでは、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎは２．７５０未満、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａは１５．０００未満となっている。

１・・・プリンタ
２・・・液体吐出ヘッド
４・・・流路部材
５・・・マニホールド
５ａ・・・副マニホールド
５ｂ・・・マニホールドの開口
６・・・個別供給流路
８・・・液体吐出孔
９・・・液体加圧室群
１０・・・液体加圧室
１１ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・液体加圧室列
１２・・・しぼり
１５ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・液体吐出孔列
２１・・・圧電アクチュエータユニット
２１ａ・・・圧電セラミック層（振動板）
２１ｂ・・・圧電セラミック層
２２〜３１・・・プレート
３２・・・個別流路
３４・・・共通電極
３５・・・個別電極
３６・・・接続電極
５０・・・変位素子（圧電アクチュエータ）

Claims (4)

1. 液体加圧室、該液体加圧室に圧力を加える圧電アクチュエータ、液体吐出孔および前記液体加圧室と前記液体吐出孔とを繋ぐ部分流路を有し、前記圧電アクチュエータに第１の電圧を加えて、前記液体加圧室を第１の状態にして待機した後、前記圧電アクチュエータに第２の電圧を加えて、前記液体加圧室を前記第１の状態よりも体積が大きい第２の状態にし、次いで、前記圧電アクチュエータに前記第1の電圧を加えて前記液体加圧室を前記
   第１の状態にすることより、前記部分流路内の液体を前記液体吐出孔より吐出する液体吐出ヘッドの駆動方法であって、
   前記液体加圧室および前記部分流路の中の液体の体積固有振動周期をＴｎ（μ秒）とし、前記圧電アクチュエータの固有振動周期をＴａ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めるまでの第１の時間をＴ１（μ秒）とし、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めてから、前記第１の電圧になるまでの時間をＴｒ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、液体を吐出した後、次の液体を吐出するために、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めるまでの時間をＴ２（μ秒）としたとき、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分を０．２５０以上０．７５０未満とし、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分を０．０００以上０．２５０未満または０．７５０以上１．０００未満とすることを特徴とする液体吐出ヘッドの駆動方法。
2. （Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎが２．７５０未満であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドの駆動方法。
3. （Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａが１５．０００未満であることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッドの駆動方法。
4. 液体加圧室、該液体加圧室に圧力を加える圧電アクチュエータ、液体吐出孔および前記液体加圧室と前記液体吐出孔とを繋ぐ部分流路を有する液体吐出ヘッドと、
   記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、
   前記液体吐出ヘッドおよび搬送部を制御する制御部と、を備える記録装置であって、
   前記制御部は、前記圧電アクチュエータに第１の電圧を加えて、前記液体加圧室を第１の状態にして待機した後、前記圧電アクチュエータに第２の電圧を加えて、前記加圧室を前記第１の状態よりも体積が大きい第２の状態にし、次いで、前記圧電アクチュエータに前記第1の電圧を加えて前記液体加圧室を前記第１の状態にすることより、前記部分流路
   内の液体を前記液体吐出孔より吐出する際に、前記液体加圧室および前記部分流路の中の液体の体積固有振動周期をＴｎ（μ秒）とし、前記圧電アクチュエータの固有振動周期をＴａ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めるまでの第１の時間をＴ１（μ秒）とし、前記第２の電圧から前記第１の電圧に変わり始めてから、前記第１の電圧になるまでの時間をＴｒ（μ秒）とし、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めてから、液体を吐出した後、次の液体を吐出するために、前記第１の電圧から前記第２の電圧へ変わり始めるまでの時間をＴ２（μ秒）としたとき、（Ｔ２−Ｔ１）／Ｔｎの小数部分を０．２５０以上０．７５０未満とし、（Ｔ２−Ｔ１−Ｔｒ）／Ｔａの小数部分を０．０００以上０．２５０未満または０．７５０以上１．０００未満に制御することを特徴とする記録装置。

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