JP5598113B2 - 液体吐出装置、制御装置、及び、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、圧電型アクチュエータの駆動によりインク等の液体を吐出する液体吐出装置、圧電型アクチュエータの駆動を制御する制御装置、及びプログラムに関する。

液体吐出装置の一例であるインクジェット式プリンタにおいて、圧電素子を用いた圧電型アクチュエータの駆動により、ヘッドの吐出口からインクを吐出させる技術が知られている（特許文献１参照）。圧電型アクチュエータは、パルス電圧を含む駆動信号の印加により駆動し、ヘッドの圧力室の容積を増減させ、圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与する。

特開２００９−２２６６７６号公報

圧電型アクチュエータは、電圧印加時間の増加に伴い、圧電性能が劣化する傾向にある。また、電圧印加時間の増加は、消費電力の増大にも繋がる。

上記問題に鑑みて、電圧印加時間を低減するため、圧電型アクチュエータについて、記録時以外は低電圧（例えば０Ｖ）に維持し、記録時にパルス電圧を印加する（即ち、１の記録媒体に対する記録開始直前に０Ｖから正又は負の電圧に変化させ、１の記録媒体に対する記録終了直後に０Ｖに戻す）ことが考えられる。しかしこの場合、電圧の急激な変化により、圧力室の容積が急激に変化し、インク漏れ（吐出口から誤ってインクが吐出されること）が生じ得る。

特許文献１には、これらの問題を軽減する手法について、何らの示唆もない。

本発明の目的は、圧電型アクチュエータに対する電圧印加時間の低減と液漏れの防止とを共に実現可能な、液体吐出装置、制御装置、及びプログラムを提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の第１観点によると、液体を吐出する複数の吐出口と前記吐出口にそれぞれ接続する複数の圧力室とを含む液体流路が形成された流路形成体と、前記流路形成体の前記圧力室と対向して配置された第１圧電層及び第２圧電層を含む積層体を有し、前記圧力室内の液体にエネルギーを付与する圧電型のアクチュエータであって、前記第１及び第２圧電層がそれぞれ前記圧力室と対向する部分に積層方向に関して電極に挟まれた第１及び第２活性部を有する、アクチュエータと、記録媒体に記録される画像に係る画像データに基づいて前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段であって、前記駆動信号は、前記第１活性部に印加される第１駆動信号、及び、前記第２活性部に印加される第２駆動信号を含む、駆動信号生成手段と、前記第１及び第２駆動信号を前記第１及び第２活性部にそれぞれ印加する駆動信号印加手段とを備え、前記第１駆動信号は、これのみで前記吐出口から液体を吐出させることが可能な吐出駆動信号であって、時間幅を介した第１低電圧と第１高電圧との間の電圧変化により構成される、１以上のパルス電圧を含み、前記第２駆動信号は、これのみでは前記吐出口から液体を吐出させることが不可能であり、前記吐出口から液体を吐出させない範囲で前記吐出口に形成されたメニスカスを振動させる不吐出駆動信号であって、時間幅を介した第２低電圧と第２高電圧との間の電圧変化により構成される、１以上のパルス電圧を含み、前記駆動信号印加手段は、前記第１活性部を挟む前記電極のうち一方を他方に対して、前記第１低電圧又は前記第１高電圧が前記第１活性部に印加される電位とし、前記第２活性部を挟む前記電極のうち一方を他方に対して、前記第２低電圧又は前記第２高電圧が前記第２活性部に印加される電位とするものであって、１の記録媒体に対する前記画像データに基づく電圧印加期間の前後に、前記第１及び第２駆動信号をそれぞれ前記第１及び第２低電圧に維持し、且つ、前記第２駆動信号を、前記電圧印加期間の前における前記第１活性部に係る前記電圧印加期間の開始時点である第１時点よりも第１所定時間前の第２時点に前記第２低電圧から前記第２高電圧に変化させ、前記第２時点から前記第１時点まで前記第２高電圧に維持することを特徴とする液体吐出装置が提供される。

上記目的を達成するため、本発明の第２観点によると、液体を吐出する複数の吐出口と前記吐出口にそれぞれ接続する複数の圧力室とを含む液体流路が形成された流路形成体と、前記流路形成体の前記圧力室と対向して配置された第１圧電層及び第２圧電層を含む積層体を有し、前記圧力室内の液体にエネルギーを付与する圧電型のアクチュエータであって、前記第１及び第２圧電層がそれぞれ前記圧力室と対向する部分に積層方向に関して電極に挟まれた第１及び第２活性部を有する、アクチュエータと、を含む液体吐出装置に用いられる制御装置であって、記録媒体に記録される画像に係る画像データに基づいて前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段であって、前記駆動信号は、前記第１活性部に印加される第１駆動信号、及び、前記第２活性部に印加される第２駆動信号を含む、駆動信号生成手段と、前記第１及び第２駆動信号を前記第１及び第２活性部にそれぞれ印加する駆動信号印加手段とを備え、前記第１駆動信号は、これのみで前記吐出口から液体を吐出させることが可能な吐出駆動信号であって、時間幅を介した第１低電圧と第１高電圧との間の電圧変化により構成される、１以上のパルス電圧を含み、前記第２駆動信号は、これのみでは前記吐出口から液体を吐出させることが不可能であり、前記吐出口から液体を吐出させない範囲で前記吐出口に形成されたメニスカスを振動させる不吐出駆動信号であって、時間幅を介した第２低電圧と第２高電圧との間の電圧変化により構成される、１以上のパルス電圧を含み、前記駆動信号印加手段は、前記第１活性部を挟む前記電極のうち一方を他方に対して、前記第１低電圧又は前記第１高電圧が前記第１活性部に印加される電位とし、前記第２活性部を挟む前記電極のうち一方を他方に対して、前記第２低電圧又は前記第２高電圧が前記第２活性部に印加される電位とするものであって、１の記録媒体に対する前記画像データに基づく電圧印加期間の前後に、前記第１及び第２駆動信号をそれぞれ前記第１及び第２低電圧に維持し、且つ、前記第２駆動信号を、前記電圧印加期間の前における前記第１活性部に係る前記電圧印加期間の開始時点である第１時点よりも第１所定時間前の第２時点に前記第２低電圧から前記第２高電圧に変化させ、前記第２時点から前記第１時点まで前記第２高電圧に維持することを特徴とする制御装置が提供される。

上記目的を達成するため、本発明の第３観点によると、液体を吐出する複数の吐出口と前記吐出口にそれぞれ接続する複数の圧力室とを含む液体流路が形成された流路形成体と、前記流路形成体の前記圧力室と対向して配置された第１圧電層及び第２圧電層を含む積層体を有し、前記圧力室内の液体にエネルギーを付与する圧電型のアクチュエータであって、前記第１及び第２圧電層がそれぞれ前記圧力室と対向する部分に積層方向に関して電極に挟まれた第１及び第２活性部を有する、アクチュエータと、を含む液体吐出装置を、記録媒体に記録される画像に係る画像データに基づいて前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段であって、前記駆動信号は、前記第１活性部に印加される第１駆動信号、及び、前記第２活性部に印加される第２駆動信号を含む、駆動信号生成手段、並びに、前記第１及び第２駆動信号を前記第１及び第２活性部にそれぞれ印加する駆動信号印加手段、として機能させ、前記第１駆動信号は、これのみで前記吐出口から液体を吐出させることが可能な吐出駆動信号であって、時間幅を介した第１低電圧と第１高電圧との間の電圧変化により構成される、１以上のパルス電圧を含み、前記第２駆動信号は、これのみでは前記吐出口から液体を吐出させることが不可能であり、前記吐出口から液体を吐出させない範囲で前記吐出口に形成されたメニスカスを振動させる不吐出駆動信号であって、時間幅を介した第２低電圧と第２高電圧との間の電圧変化により構成される、１以上のパルス電圧を含み、前記駆動信号印加手段は、前記第１活性部を挟む前記電極のうち一方を他方に対して、前記第１低電圧又は前記第１高電圧が前記第１活性部に印加される電位とし、前記第２活性部を挟む前記電極のうち一方を他方に対して、前記第２低電圧又は前記第２高電圧が前記第２活性部に印加される電位とするものであって、１の記録媒体に対する前記画像データに基づく電圧印加期間の前後に、前記第１及び第２駆動信号をそれぞれ前記第１及び第２低電圧に維持し、且つ、前記第２駆動信号を、前記電圧印加期間の前における前記第１活性部に係る前記電圧印加期間の開始時点である第１時点よりも第１所定時間前の第２時点に前記第２低電圧から前記第２高電圧に変化させ、前記第２時点から前記第１時点まで前記第２高電圧に維持することを特徴とするプログラムが提供される。

本発明によると、第１及び第２駆動信号をそれぞれ、１の記録媒体に対する画像データに基づく電圧印加期間の前後に、第１及び第２低電圧に維持する。これにより、圧電型アクチュエータに対する電圧印加時間を低減することができる。さらに、第２駆動信号を、第１活性部に係る電圧印加期間の開始時点よりも前の第２時点に、第２低電圧から第２高電圧に変化させ、且つ、第２時点から第１時点まで第２高電圧に維持する。これにより、第１及び第２活性部を含むアクチュエータ全体に対し、段階的な電圧の印加が行われるため、圧力室の容積の急激な変化を抑制することができ、液漏れを防止することができる。したがって、上記構成によれば、圧電型アクチュエータに対する電圧印加時間の低減と液漏れの防止とを共に実現可能である。

本発明の液体吐出装置の一実施形態に係るインクジェット式プリンタの内部構造を示す概略側面図である。 図１のプリンタに含まれるインクジェットヘッドの流路ユニット及びアクチュエータユニットを示す平面図である。 図２の一点鎖線で囲まれた領域ＩＩＩを示す拡大図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った部分断面図である。 インクジェットヘッドの縦断面図である。 （ａ）は、アクチュエータユニットの部分断面図である。（ｂ）は、アクチュエータユニットに含まれる表面電極を示す平面図である。（ｃ）は、アクチュエータユニットに含まれる内部電極を示す平面図である。 記録指令に伴う表面電極及び内部電極の電圧変化を概略的に示すグラフである。 記録期間における表面電極及び内部電極の電圧変化を概略的に示すグラフである。 記録期間における表面電極及び内部電極それぞれの電圧変化を具体的に示すグラフであり、（ａ）は表面電極、（ｂ）は内部電極の電圧変化を示す。 アクチュエータの駆動態様を示す、図４に対応する部分断面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

先ず、図１を参照し、本発明の液体吐出装置の一実施形態に係るインクジェット式プリンタ１の全体構成について説明する。

プリンタ１は、直方体形状の筐体１ａを有する。筐体１ａの天板上部には、排紙部３１が設けられている。筐体１ａの内部空間は、上から順に空間Ａ，Ｂ，Ｃに区分できる。空間Ａ及びＢは、排紙部３１に連なる用紙搬送経路が形成された空間である。空間Ａでは、用紙Ｐの搬送と用紙Ｐへの画像の記録が行われる。空間Ｂでは、給紙に係る動作が行われる。空間Ｃには、インク供給源としてのインクカートリッジ４０が収容されている。

空間Ａには、４つのインクジェットヘッド１０、用紙Ｐを搬送する搬送ユニット２１、用紙Ｐをガイドするガイドユニット（後述）等が配置されている。空間Ａの上部には、これらの機構を含めたプリンタ１各部の動作を制御してプリンタ１全体の動作を司る制御装置１ｐが配置されている。

制御装置１ｐは、外部から供給された画像データに基づいて、用紙Ｐに画像が記録されるよう、記録に係わる準備動作、用紙Ｐの供給・搬送・排出動作、用紙Ｐの搬送に同期したインク吐出動作、吐出性能の回復維持動作（メンテナンス動作）等を制御する。

制御装置１ｐは、演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）に加えて、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory：不揮発性ＲＡＭを含む）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ）、Ｉ／Ｆ（Interface）、Ｉ／Ｏ（Input/Output Port）等を有する。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラム、各種固定データ等が記憶されている。ＲＡＭには、プログラム実行時に必要なデータ（例えば画像データ）が一時的に記憶される。ＡＳＩＣでは、画像データの書き換え、並び替え等（信号処理や画像処理）が行われる。Ｉ／Ｆは、上位装置とのデータ送受信を行う。Ｉ／Ｏは、各種センサの検出信号の入力／出力を行う。制御装置１ｐの各機能部は、これらハードウェア構成とＲＯＭ内のプログラムとの協働により構築されている。

各ヘッド１０は、主走査方向に長尺な略直方体形状を有するラインヘッドである。４つのヘッド１０は、副走査方向に所定ピッチで並び、ヘッドフレーム３を介して筐体１ａに支持されている。ヘッド１０は、流路ユニット１２、８つのアクチュエータユニット１７（図２参照）、及びリザーバユニット１１を含む。画像記録に際して、４つのヘッド１０の下面（吐出面１０ａ）からはそれぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのインクが吐出される。ヘッド１０のより具体的な構成については後に詳述する。

搬送ユニット２１は、図１に示すように、ベルトローラ６，７及び両ローラ６，７間に巻回されたエンドレスの搬送ベルト８に加え、搬送ベルト８の外側に配置されたニップローラ４及び剥離プレート５、搬送ベルト８の内側に配置されたプラテン９等を有する。

ベルトローラ７は、駆動ローラであって、搬送モータ（図示せず）の駆動により回転し、図１中時計回りに回転する。ベルトローラ７の回転に伴い、搬送ベルト８が図１中の太矢印方向に走行する。ベルトローラ６は、従動ローラであって、搬送ベルト８が走行するのに伴って、図１中時計回りに回転する。ニップローラ４は、ベルトローラ６に対向配置され、上流側ガイド部（後述）から供給された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａに押さえつける。剥離プレート５は、ベルトローラ７に対向配置され、用紙Ｐを外周面８ａから剥離して下流側ガイド部（後述）へと導く。プラテン９は、４つのヘッド１０に対向配置され、搬送ベルト８の上側ループを内側から支える。これにより、外周面８ａとヘッド１０の吐出面１０ａとの間に、画像記録に適した所定の間隙が形成される。

ガイドユニットは、搬送ユニット２１を挟んで配置された、上流側ガイド部及び下流側ガイド部を含む。上流側ガイド部は、２つのガイド２７ａ，２７ｂ及び一対の送りローラ２６を有する。当該ガイド部は、給紙ユニット１ｂ（後述）と搬送ユニット２１とを繋ぐ。下流側ガイド部は、２つのガイド２９ａ，２９ｂ及び二対の送りローラ２８を有する。当該ガイド部は、搬送ユニット２１と排紙部３１とを繋ぐ。

空間Ｂには、給紙ユニット１ｂが配置されている。給紙ユニット１ｂは、給紙トレイ２３及び給紙ローラ２５を有し、給紙トレイ２３が筐体１ａに対して着脱可能である。給紙トレイ２３は、上方に開口する箱であり、複数種類のサイズの用紙Ｐを収納する。給紙ローラ２５は、給紙トレイ２３内で最も上方にある用紙Ｐを送り出し、上流側ガイド部に供給する。

上述したように、空間Ａ及びＢに、給紙ユニット１ｂから搬送ユニット２１を介して排紙部３１に至る用紙搬送経路が形成されている。記録指令に基づいて、制御装置１ｐは、給紙ローラ２５用の給紙モータ（図示せず）、各ガイド部の送りローラ用の送りモータ（図示せず）、搬送モータ等を駆動する。給紙トレイ２３から送り出された用紙Ｐは、送りローラ２６によって、搬送ユニット２１に供給される。用紙Ｐが各ヘッド１０の真下を副走査方向に通過する際、順に吐出面１０ａからインクが吐出されて、用紙Ｐ上にカラー画像が記録される。インクの吐出動作は、用紙センサ３２からの検出信号に基づいて行われる。用紙Ｐは、その後剥離プレート５により剥離され、２つの送りローラ２８によって上方に搬送される。さらに用紙Ｐは、上方の開口３０から排紙部３１に排出される。

ここで、副走査方向とは、搬送ユニット２１による用紙Ｐの搬送方向と平行な方向であり、主走査方向とは、水平面に平行且つ副走査方向に直交する方向である。

空間Ｃには、インクユニット１ｃが筐体１ａに対して着脱可能に配置されている。インクユニット１ｃは、カートリッジトレイ３５、及び、トレイ３５内に並んで収納された４つのカートリッジ４０を有する。各カートリッジ４０は、インクチューブ（図示せず）を介して、対応するヘッド１０にインクを供給する。

次に、図２〜図５を参照し、ヘッド１０の構成についてより詳細に説明する。なお、図３では、アクチュエータユニット１７の下側にあって点線で示すべき圧力室１６及びアパーチャ１５を実線で示している。

図５に示すように、ヘッド１０は、流路ユニット１２、アクチュエータユニット１７、リザーバユニット１１、及び基板６４が積層した積層体である。このうち、アクチュエータユニット１７、リザーバユニット１１、及び基板６４が、流路ユニット１２の上面１２ｘとカバー６５とにより形成される空間に、収容されている。当該空間内に、ＦＰＣ（平型柔軟基板）５０は、アクチュエータユニット１７と基板６４とを電気的に接続している。ＦＰＣ５０には、ドライバＩＣ５７が実装されている。

カバー６５は、図５に示すように、トップカバー６５ａ及びアルミ製のサイドカバー６５ｂを含む。カバー６５は、下方に開口する箱であり、流路ユニット１２の上面１２ｘに固定されている。ドライバＩＣ５７は、サイドカバー６５ｂの内面に当接し、カバー６５ｂと熱的に結合している。なお、当該熱的結合を確実にするため、ドライバＩＣ５７は、リザーバユニット１１の側面に固定された弾性部材（例えばスポンジ）５８によってサイドカバー６５ｂ側に付勢されている。

リザーバユニット１１は、４枚の金属プレート１１ａ〜１１ｄを互いに接着した積層体である。リザーバユニット１１の内部には、インク溜りのリザーバ７２を含むインク流路が形成されている。当該インク流路の一端はチューブ等を介してカートリッジ４０に接続し、他端は流路ユニット１２に接続している。プレート１１ｄの下面には、図５に示すように、凹凸が形成されており、凹部によってプレート１１ｄと上面１２ｘとの間に空間が形成されている。アクチュエータユニット１７は、ＦＰＣ５０の上方に若干の間隙を残して、当該空間内で上面１２ｘに固定されている。プレート１１ｄには、インク流出流路７３が形成されている。当該流路７３は、プレート１１ｄの下面の凸部の先端面（即ち、上面１２ｘとの接合面）に開口している。

流路ユニット１２は、略同一サイズの矩形状の９枚の金属プレート１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ，１２ｈ，１２ｉ（図４参照）を互いに接着した積層体である。図２に示すように、流路ユニット１２の上面１２ｘには、インク流出流路７３の開口７３ａに接続する開口１２ｙが形成されている。流路ユニット１２の内部には、開口１２ｙから吐出口１４ａに繋がるインク流路が形成されている。当該インク流路は、図２、図３、及び図４に示すように、開口１２ｙを一端に有するマニホールド流路１３、マニホールド流路１３から分岐した副マニホールド流路１３ａ、及び、副マニホールド流路１３ａの出口から圧力室１６を介して吐出口１４ａに至る個別流路１４を含む。

圧力室１６は、図３に示すように、それぞれ略菱形形状であり、上面１２ｘでマトリクス状に配置されることで、平面視で略台形領域を占める計８つの圧力室群を構成している。吐出口１４ａも、圧力室１６と同様、吐出面１０ａでマトリクス状に配置されることで、平面視で略台形領域を占める計８つの吐出口群を構成している。

アクチュエータユニット１７は、図２に示すように、それぞれ台形の平面形状を有し、上面１２ｘにおいて２列の千鳥状に配置されている。各アクチュエータユニット１７は、図３に示すように、圧力室群（吐出口群）の占める台形領域上に配置されている。

ＦＰＣ５０は、アクチュエータユニット１７毎に設けられており、対応するアクチュエータユニット１７の各電極に対応する配線を有する。当該配線はそれぞれドライバＩＣ５７の出力端子と接続されている。ＦＰＣ５０は、制御装置１ｐ（図１参照）による制御の下、基板６４で調整されたデータをドライバＩＣ５７に伝達し、ドライバＩＣ５７で生成された各駆動信号（後に詳述）をアクチュエータユニット１７の各電極に伝達する。駆動信号は、各電極に対し、選択的に印加される。

次に、図６を参照し、アクチュエータユニット１７の構成について説明する。

アクチュエータユニット１７は、図６（ａ）に示すように、２つの圧電層１７ａ，１７ｂの積層体、及び、当該積層体と流路ユニット１２との間に配置された振動板１７ｃを有する。圧電層１７ａ，１７ｂ及び振動板１７ｃは共に、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミック材料からなるシート状部材である。圧電層１７ａ，１７ｂは、これらの積層方向に沿って互いに同じ方向に分極されている。

圧電層１７ａ，１７ｂ及び振動板１７ｃは、圧電層１７ａ，１７ｂの厚み方向から見て、同一のサイズ及び形状（１のアクチュエータユニット１７を画定する台形形状）を有する。即ち、圧電層１７ａ，１７ｂ及び振動板１７ｃは１の圧力室群に含まれる多数の圧力室１６に対向しつつこれらに跨って配置され、振動板１７ｃが１の圧力室群に含まれる全ての圧力室１６を封止している。振動板１７ｃの厚みは、圧電層１７ａの厚みと圧電層１７ｂの厚みとの和以上である。

圧電層１７ａの上面には圧力室１６にそれぞれ対応する多数の表面電極１８、圧電層１７ａとその下側の圧電層１７ｂとの間には内部電極１９、圧電層１７ｂとその下側の振動板１７ｃとの間には共通電極２０がそれぞれ形成されている。振動板１７ｃの下面に電極は形成されていない。

表面電極１８は、圧力室１６毎に設けられており、圧力室１６と同様、複数の行及び複数の列を形成するようマトリクス状に配置されている。各表面電極１８は、図６（ｂ）に示すように、略菱形形状の主電極領域１８ａ、主電極領域１８ａの一方の鋭角部から延出した延出部１８ｂ、及び、延出部１８ｂ上に形成されたランド１８ｃを含む。主電極領域１８ａの形状は圧力室１６と相似であり、サイズは圧力室１６よりも一回り小さい。平面視で、主電極領域１８ａは、圧力室１６内に配置されている。延出部１８ｂは、圧力室１６の外側領域まで延び、先端にランド１８ｃが配置されている。ランド１８ｃは、平面視で、円形の外形を有し、圧力室１６とは対向していない。ランド１８ｃは、圧電層１７ａの上面から５０μｍ程の高さを有し、ＦＰＣ５０の配線の端子と電気的に接続されている。圧電層１７ａとＦＰＣ５０とは、当該接続点以外で、略５０μｍの間隙を介して対向している。これにより、アクチュエータユニット１７の自由な変形が確保される。

内部電極１９は、図６（ｃ）に示すように、圧力室１６にそれぞれ対向する多数の個別電極１９ａ、及び、個別電極１９ａ同士を互いに接続する多数の接続電極１９ｂを含む。各個別電極１９ａの形状は、圧電層１７ａ，１７ｂの積層方向から見て、圧力室１６と相似であり、サイズは圧力室１６よりも一回り大きい。個別電極１９ａは、平面視で、圧力室１６を内包している。１のアクチュエータユニット１７に形成された内部電極１９の全ての個別電極１９ａは、接続電極１９ｂによって互いに接続されているため、同一電位に保持される。

共通電極２０は、１のアクチュエータユニット１７に対応する全圧力室１６に共通の電極であり、振動板１７ｃの全面に亘って形成されている。

圧電層１７ａの上面には、表面電極用ランド１８ｃに加え、内部電極用ランド（図示せず）及び共通電極用ランド（図示せず）が形成されている。内部電極用ランドは、圧電層１７ａのスルーホールを介して内部電極１９と電気的に接続され、共通電極用ランドは、圧電層１７ａ，１７ｂを貫通するスルーホールを介して共通電極２０と電気的に接続されている。圧電層１７ａの上面において、内部電極用ランドは台形の各辺の略中央に、共通電極用ランドは台形の各角部付近に、それぞれ配置されている。各ランドは、ＦＰＣ５０の端子と接続されている。このうち、共通電極用ランドは接地された配線と、内部電極用ランドはドライバＩＣ５７の出力端子から延びた配線と、それぞれ接続されている。

圧電層１７ａは電極１８，１９に挟まれた部分に第１活性部１８ｘを有する。圧電層１７ｂは電極１９，２０に挟まれた部分に第２活性部１９ｘを有する。各活性部１８ｘ，１９ｘは、ｄ_３１、ｄ_３３、ｄ_１５から選らばれる少なくとも１つの振動モード（本実施形態ではｄ_３１）で変位する。振動板１７ｃにおける活性部１８ｘ，１９ｘに対向する部分は、電極に挟まれていない非活性部である。即ち、アクチュエータユニット１７は、圧力室１６毎に、第１及び第２活性部１８ｘ，１９ｘと１の非活性部とを積層したユニモルフタイプの、圧電型アクチュエータを含む。各圧電型アクチュエータは独立して変形可能である。アクチュエータユニット１７は、圧電型アクチュエータの変形により、圧力室１６内のインクにエネルギーを付与する。

例えば第１活性部１８ｘのみに分極方向と同じ方向の電界が印加された場合、第１活性部１８ｘは圧電横効果により面方向に収縮するが、第２活性部１９ｘ及び非活性部は自発的には変形しない。このとき両者間（第１活性部１８ｘと、第２活性部１９ｘ及び非活性部との間）に歪み差が生じることで、アクチュエータユニット１７における圧力室１６に対向する部分（圧電型アクチュエータ）が全体として圧力室１６に向かって凸となるよう変形し、圧力室１６内のインクに吐出エネルギーが付与される。

次に、図７を参照し、記録指令に伴う活性部１８ｘ，１９ｘに印加される電圧の変化について、説明する。

共通電極２０の電位は、常に接地電位（０Ｖ）に保持される。表面電極１８の電位は、第１活性部１８ｘに第１低電圧ＶＬ１（例えば０Ｖ）又は第１高電圧ＶＨ１（例えば３０Ｖ）が印加されるように変化し、内部電極１９の電位は、第２活性部１９ｘに第２低電圧ＶＬ２（例えば０Ｖ）又は第２高電圧ＶＨ２（例えば１５Ｖ（＝ＶＨ１＊１／２））が印加されるように変化する。図７では、互いに異なる第１及び第２高電圧ＶＨ１，ＶＨ２を同じ値の電圧として示している。また、図７に斜線で示す部分（記録期間Ｔ及び予備吐出期間）では、各活性部１８ｘ、１９ｘに印加される電圧がパルス状に変化するが、図７では当該電圧変化の図示を省略している（記録期間Ｔにおける各活性部１８ｘ、１９ｘの電圧変化は図８及び図９に示されている）。

図７に示すように、活性部１８ｘ、１９ｘに印加される電圧は、記録期間Ｔ（１の用紙Ｐに対する画像データに基づく電圧印加期間）及び予備吐出期間（吐出口１４ａのインク吐出性能の回復維持動作期間）を除く期間（即ち、予備吐出期間以前のキャッピング期間、アンキャッピング及び用紙Ｐの繰り出しが行われる期間、用紙反転に係る期間、新たな用紙Ｐの繰り出しに係る期間等）、低電圧ＶＬ１，ＶＬ２に維持される。

記録指令の受信後、先ず、予備吐出が行われる。予備吐出とは、例えばプリンタ１の電源の投入時や、ヘッド１０による記録動作（画像データに基づいて吐出口１４ａからインクを吐出させること）が所定期間以上行われなかった後に記録動作を再開する直前に行われる、インク吐出性能の回復維持動作であって、アクチュエータユニット１７の駆動により吐出口１４ａからインクが吐出される。予備吐出を行うことにより、吐出口１４ａ内の増粘インクを排出すると共に、吐出口１４ａに形成されたメニスカスを再生することができる。予備吐出の際、吐出面１０ａはキャップ（図示せず）で覆われており、キャップ内にインクが排出される。

予備吐出が行われた後、キャップが吐出面１０ａと対向しない待機位置へと移動し（アンキャッピング）、吐出面１０ａがワイパで払拭され、さらに用紙Ｐの繰り出しが行われる。そして、当該用紙Ｐの記録領域が吐出面１０ａに対向するタイミングに応じて、当該用紙Ｐに対する画像データに基づく電圧印加が開始される（この記録期間Ｔにおける各活性部１８ｘ、１９ｘの電圧変化の詳細については、図８及び図９を参照して後に説明する）。両面記録の場合、用紙Ｐの表面に係る記録期間Ｔの終了後、当該用紙Ｐが反転され、当該用紙Ｐの裏面への画像記録が行われる。また、２以上の用紙Ｐに対する連続記録が行われる場合、１の用紙Ｐに対する記録期間Ｔの終了後、新たな用紙Ｐの繰り出しが行われ、当該新たな用紙Ｐに対する画像記録が行われる。

次に、図８及び図９を参照し、記録期間Ｔ及びその前後において活性部１８ｘ、１９ｘに印加される電圧の変化について、説明する。図８では、活性部１８ｘに対する電圧変化を実線Ｓ１、活性部１９ｘに対する電圧変化を点線Ｓ２で示す。また、図８では斜線で示す部分における各活性部１８ｘ、１９ｘに対する電圧変化を省略している。この電圧変化は、図９に具体的に示されている。

記録期間Ｔは、１の用紙Ｐに対する画像形成に必要な一連の電圧印加期間で、前段部（Ｔａ１）、途中部（Ｔ１）、及び後段部（Ｔａ２）の３つに分けられる。前段部（Ｔａ１）では、アクチュエータが、休止状態から、画像データに基づいて駆動可能な状態（スタンバイ状態）となるまでの期間である。途中部（Ｔ１）は、アクチュエータが、画像データに基づいて駆動された状態（プリント状態）にある期間である。記録周期Ｔ０毎に、インクが用紙Ｐに向けて吐出される。後段部（Ｔａ２）は、アクチュエータが、プリント状態から、休止状態に戻るまでの期間である。なお、記録期間Ｔは、活性部１９ｘへの電圧の印加開始時点から印加終了時点までの期間Ｔ２に等しい。

前段部（Ｔａ１）は、図８に示すように、第１所定時間Ｔａ１（時点ｔ１から時点ｔ２までの時間）に対応する期間である。活性部１９ｘに印加される電圧（活性部１９ｘを挟む内部電極−共通電極間の電位差）が、時点ｔ１で第２低電圧ＶＬ２から第２高電圧ＶＨ２に上昇し、時点ｔ２で第２高電圧ＶＨ２から第２低電圧ＶＬ２に戻る。時点ｔ２は、活性部１８ｘに印加される電圧（活性部１８ｘを挟む表面電極−内部電極間の電位差）が、第１低電圧ＶＬ１から第１高電圧ＶＨ１に上昇する時点でもある。これにより、アクチュエータは、休止状態からスタンバイ状態に移行する。

途中部（Ｔ１）では、画像データから生成された第１及び第２駆動信号に基づいて、両活性部１８ｘ、１９ｘに駆動電圧が印加される。この間、アクチュエータは記録周期Ｔ０毎に選択的に駆動され、用紙Ｐ上に画像が形成される。本実施形態では、時点ｔ２から期間ＸＡ（例えば、５０〜１００μｓｅｃ：図９参照）後の時点ｔ３が、実際の画像形成動作（インク吐出動作）の開始時点である。前段部（Ｔａ１）の終了時点である時点ｔ２に、流路内（特に、圧力室１６内）に多少の圧力変動が残っていたとしても、期間ＸＡ経過後には、圧力変動のない状態となる。途中部（Ｔ１）は、画像形成動作終了時点である時点ｔ５まで続く。このように、途中部（Ｔ１）は、スタンバイ状態の継続期間（時点ｔ２から時点ｔ３）と画像形成期間（時点ｔ３から時点ｔ５）とで構成されている。

後段部（Ｔａ２）は、図８に示すように、時点ｔ５から続く第２所定時間Ｔａ２に対応する期間である。活性部１８ｘに印加される電圧は、時点ｔ５で第１低電圧ＶＬ１に変化し、この値が期間終了時点ｔ６まで維持される。一方、活性部１９ｘに印加される電圧は、この間、第２高電圧ＶＨ２に維持され、時点ｔ６で第２低電圧ＶＬ２に変化する。時点ｔ６で、表面電極１８および内部電極１９の電位は、共通電極２０と同じになる。この状態は、次の記録期間Ｔの開始時点まで継続される。

なお、第１及び第２所定時間Ｔａ１，Ｔａ２としては、３ＡＬ以上であって、１記録周期Ｔ０以下に設定されると良い。本実施形態では、２０〜５０μｓｅｃである。ここで、ＡＬは個別流路１４内のインクの固有振動周期の１／２であって、個別流路１４の流路長をｌ、インク中の圧力波の速度をｖとすると、ｌ／ｖとして表される時間である。

制御装置１ｐは、記録指令に含まれる画像データに基づいて第１及び第２駆動信号を生成する。第１及び第２駆動信号に基づいて印加される電圧は、図９に示すように、それぞれ記録周期Ｔ０（用紙Ｐに記録される画像の解像度に対応する単位距離だけ用紙Ｐがヘッド１０に対して相対移動するのに要する時間）毎に、時間幅を介した低電圧ＶＬ１，ＶＬ２と高電圧ＶＨ１，ＶＨ２との間の電圧変化により構成される、１以上の矩形状のパルス電圧を含む。

本実施形態では、各活性部１８ｘ，１９ｘがｄ_３１の振動モードで変位することを前提とし、アクチュエータの駆動方式として、吐出口１４ａからのインク吐出前に圧力室１６内へのインク補給を行う、所謂「引き打ち方式」を採用している。

引き打ち方式では、圧力室１６へのインクの補給に続いて、１のインク滴の吐出が行われる。例えば、スタンバイ状態の継続期間（途中部（Ｔ１）の最初の一定期間：時点ｔ２から時点ｔ３）では、アクチュエータユニット１７の全アクチュエータが、圧力室１６の容積をＶ１とした状態に保持されている。このとき、図１０（ａ）に示すように、アクチュエータは圧力室１６に向かって凸に変形している。この状態は、第１活性部１８ｘに第１高電圧ＶＨ１が印加され、第２活性部に第２低電圧ＶＬ２が印加されることで実現される。時点ｔ３（記録周期Ｔ０の始まりの時点）で各駆動信号が供給されると、第１活性部１８ｘに第１低電圧ＶＬ１が印加され、各電極の電位が共通電極２０と同じになる。このとき、アクチュエータの変形が解かれ、図１０（ｂ）に示すように、平坦な状態に戻る。圧力室１６の容積がＶ１から、これより大きいＶ２に変化するので、副マニホールド流路１３ａから圧力室１６へのインク補給が始まる。補給用インクが圧力室１６に到達した時点（図９（ａ）の時点ｔ４）で、第１活性部１８ｘに第１高電圧ＶＨ１を再び印加する。このとき、図１０（ｃ）に示すように、アクチュエータは圧力室１６に向かって凸に変形する。圧力室１６の容積の減少（Ｖ２→Ｖ１）に伴って、アクチュエータからインクにエネルギーが付与され、１のインク滴が吐出口１４ａから吐出される。

その後、このような圧力室１６内へのインク補給と吐出口１４ａからのインク吐出とを含む一連の動作が、時点ｔ３以後、記録周期Ｔ０毎に、吐出されるインク滴の数と同じ回数だけ繰り返される。なお、図９（ａ）の期間ＸＡ，ＸＢ，ＸＣにおけるアクチュエータの変形状態は、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す各状態対応する。

図９に示すように、記録周期Ｔ０は、時系列的に、インク吐出が行われる前半部（最大パルス長Ｔ０１）と、メニスカス振動が行われる後半部（最大パルス長Ｔ０１が終了した後の残り時間Ｔ０２）とに区分される。

前半部では、インクの吐出に寄与するパルス電圧が第１活性部１８ｘに印加され、吐出口１４ａからインク滴が吐出される。この間、内部電極１９及び共通電極２０の電位を０Ｖに維持しつつ、表面電極１８にパルス電圧を印加する。図９では、最初の記録周期Ｔ０の前半部では３滴、２番目の記録周期Ｔ０の前半部では２滴のインクが吐出される。前半部では、この他、０又は１滴のインク吐出に対応するパルス電圧が第１活性部１８ｘに印加されることがある。

後半部（Ｔａ２）では、メニスカス振動に寄与するパルス電圧が第２活性部１９ｘに印加され、吐出口１４ａにおいてインクが吐出されることなくメニスカスが振動する。この間、活性部１９ｘでは、図９に示すように、３つのパルス電圧が印加される。このパルス電圧は、第２高電圧ＶＨ２のパルス高を有し、前半部（Ｔａ１）で活性部１８ｘに印加されるパルス電圧よりもパルス幅が狭い。活性部１９ｘは、３つの目のパルス電圧の印加後、第２低電圧ＶＬ２に保持される。一方、活性部１８ｘでは、活性部１９ｘに３つのパルス電圧が印加される期間、第１低電圧ＶＬ１に保持されている。３つめのパルス電圧の印加後、活性部１９ｘに第２低電圧ＶＬ２が印加されるとき、活性部１８ｘに第１高電圧ＶＨ１が印加される。活性部１８ｘの第１高電圧ＶＨ１及び活性部１９ｘの第２低電圧ＶＬ２は、次の記録周期Ｔ０の開始時点まで保持される。なお、記録期間Ｔにおける最後の記録周期Ｔ０（後段部（Ｔａ２）に繋がる記録周期Ｔ０）の終了時点ｔ５では、活性部１８ｘに印加される電圧が第１高電圧ＶＨ１から第１低電圧ＶＬ１に変更され、活性部１９ｘに印加される電圧が第２低電圧ＶＬ２から第２高電圧ＶＨ２に変更される。

このように、表面電極１８（第１活性部１８ｘ）に印加される第１駆動信号は、これのみで吐出口１４ａからインクを吐出させることが可能な吐出駆動信号である。内部電極１９（第２活性部１９ｘ）に印加される第２駆動信号は、所定の電圧に増幅しても、これのみでは吐出口１４ａからインクを吐出させることが不可能であり、吐出口１４ａからインクを吐出させない範囲で吐出口１４ａに形成されたメニスカスを振動させる不吐出駆動信号である。即ち、第１駆動信号の第１低電圧ＶＬ１から第１高電圧ＶＨ１への変化は、第２駆動信号の第２低電圧ＶＬ２から第２高電圧ＶＨ２への変化よりも、圧力室１６内のインクに大きなエネルギーを付与する。

以上に述べた本実施形態に係るプリンタ１、制御装置１ｐ、及びプログラムによると、１の用紙Ｐに対して画像を形成するとき、少なくとも記録期間Ｔの前後で、活性部１８ｘ，１９ｘに印加される電圧を第１及び第２低電圧ＶＬ１，ＶＬ２に維持する。特に、活性部１８ｘに対して印加される電圧は、期間Ｔ１（記録期間Ｔの途中部（Ｔ１）の期間）の前後で、第１低電圧ＶＬ１である。これにより、圧電型アクチュエータに対する電圧印加時間を低減できる。
さらに、期間Ｔ１の前後において、活性部１９ｘに印加される電圧が、第２高電圧ＶＨ２に維持されている。このとき、活性部１９ｘが圧電層の積層方向に関して略中央部に配置されており、第２高電圧ＶＨ２が第１高電圧ＶＨ１より小さいことを考えると、アクチュエータ全体の変形量は、第１高電圧ＶＨ１が活性部１８ｘに印加されてインクを吐出する場合より小さい。例えば、休止状態からスタンバイ状態へと変化するとき、アクチュエータは、前段部（Ｔａ１）での中間的な変形状態を経る。そのため、アクチュエータの変形が段階的となり、吐出口１４ａからインクが漏れることはない。途中部（Ｔ１）から後段部（Ｔａ２）を経て休止状態に移行するときにも同様であって、吐出口１４ａからインクが漏れることはない。

しかも、段階的な電圧の印加を行うにあたり、互いに積層された２つの圧電層１７ａ，１７ｂを用いたことで、１の圧電層を用いる場合に比べて、電圧制御が容易である。

第１及び第２駆動信号の役割は互いに異なり、第１駆動信号はこれのみで吐出口１４ａからインクを吐出させることが可能な吐出駆動信号であり、第２駆動信号はメニスカスを振動させる不吐出駆動信号である。即ち、圧電層１７ａ，１７ｂの役割が互いに異なっている。このように、１のアクチュエータに、記録用とメニスカス振動用とに役割分担された２つの圧電層１７ａ，１７ｂを設けたことで、１の圧電層を記録及びメニスカス振動の両方に用いる場合に比べ、記録用の圧電層１７ａへの電圧印加時間を低減することができる。そのため、記録用の圧電層１７ａの圧電性能の劣化が抑制される。つまり、アクチュエータの圧電性能の劣化を抑制しつつ、メニスカスの状態を維持して記録品質を良好に保つことが可能である。しかも、メニスカス振動用の圧電層１７ｂを利用してインク漏れ防止を図っているため、非常に効率的である。

最外層であって変形効率の良い圧電層１７ａを記録用としたことで、記録に係る吐出が効率よく行われ、記録品質の向上が実現される。

アクチュエータの駆動方式を引き打ち方式とした場合においても、インク漏れを防止しつつ、圧電型アクチュエータに対する電圧印加時間の低減を実現することができる。

記録期間Ｔ及び予備吐出期間を除く期間、各活性部１８ｘ，１９ｘに印加される電圧をそれぞれ低電圧ＶＬ１，ＶＬ２に維持する（即ち、図７に示すように、各電極１８，１９は、記録期間Ｔ及び予備吐出期間を除く期間、低電圧ＶＬ１，ＶＬ２に維持される）。
これにより、圧電型アクチュエータに対する電圧印加時間をより確実に低減することができる。

第１及び第２駆動信号に含まれるパルス電圧が矩形状であり、パルス電圧が複雑な形状（例えば、段階的に電位を上昇又は下降させる段部を含む形状）の場合と比較して、制御が容易である。

第１及び第２駆動信号がそれぞれ示す電位が２値（即ち、第１駆動信号は第１低電圧ＶＬ１と第１高電圧ＶＨ１の２値、第２駆動信号は第２低電圧ＶＬ２と第２高電圧ＶＨ２との２値）であり、２値を超える場合の不都合（電源の数を増やすといった構造的・経済的な不都合や、制御が困難になるといった制御的な不都合）を回避することができる。

圧電層１７ａ，１７ｂは、２以上の圧力室１６に跨って配置されている。これにより、圧電層１７ａ，１７ｂからなる積層体について、製造や耐久性の面で有効である。また、表面電極１８及び内部電極１９を印刷法等で形成することができ、電極の高密度配置を容易に実現可能である。

アクチュエータユニット１７は振動板１７ｃを有する。これにより、アクチュエータユニット１７の各アクチュエータは、振動板１７ｃを用いたユニモルフ型、バイモルフ型、マルチモルフ型等の変形を実現可能である。さらに、圧電層１７ａ，１７ｂからなる積層体と流路ユニット１２との間に振動板１７ｃを介在したことで、各活性部１８ｘ，１９ｘへの電圧印加時に圧力室１６内のインクの成分が移行すること（マイグレーション）による短絡等の電気的不具合を防止することができる。

アクチュエータユニット１７に含まれる電極のうち圧力室１６に最も近い共通電極２０が接地電極である。当該電極２０が電気的に接地されていない場合、圧力室１６内のインクと当該電極２０との間に電位差が生じ、圧力室１６内のインクの成分の移行（マイグレーション）による短絡が生じ得るが、本実施形態によればこのような問題を回避することができる。

さらに、共通電極２０が振動板１７ｃの全面に亘って延在していることから、漏れ電界に起因した電気的不具合（例えば、圧力室１６内のインクの成分の電気浸透による電気的短絡）が防止される。

圧電層１７ａ，１７ｂが積層方向に沿って互いに逆方向に分極されている場合、圧電層１７ａ，１７ｂを同じ方向に変位させるには、圧電層１７ａ，１７ｂの間及び圧力室１６に最も近い位置にそれぞれ接地電極を設ける必要がある。ここで、圧力室１６に最も近い位置に配置された接地電極は、圧力室１６内のインクに及ぼす電界を遮断する機能を有する。しかし、接地電極は剛体であるため、上記のように接地電極を２つ設けた場合、アクチュエータの変形が阻害され得る。これに対し、本実施形態によれば、圧電層１７ａ，１７ｂが積層方向に沿って互いに同じ方向に分極されているため、接地電極である共通電極２０を圧力室１６に最も近い位置にのみ設ければよく、アクチュエータの変形効率の悪化を抑制することができる。

本実施形態では、活性部１９ｘに印加される電圧を、第１活性部１８ｘに係る電圧印加期間Ｔ１の終了時点ｔ５から時点ｔ６まで第２高電圧ＶＨ２に維持し、時点ｔ６に第２高電圧ＶＨ２から第２低電圧ＶＬ２に変化させる（即ち、図８に示すように、内部電極１９を、時点ｔ５から時点ｔ６まで第２高電圧ＶＨ２に維持し、時点ｔ６に第２高電圧ＶＨ２から第２低電圧ＶＬ２に変化させる）。このように、記録期間Ｔの開始時（時点ｔ１から時点ｔ２）のみでなく終了時（時点ｔ５から時点ｔ６）においても、第１及び第２活性部１８ｘ，１９ｘを含むアクチュエータ全体の変形量が段階的に変化するような電圧の印加が行われ、圧力室１６の容積の急激な変化によるインク漏れを防止することができる。

第１及び第２低電圧ＶＬ１，ＶＬ２の値が共に０Ｖであり、第２高電圧ＶＨ２の値が第１高電圧ＶＨ１の値の１／２である。このため、電圧制御が容易である。

第２活性部１９ｘのそれぞれを構成する個別電極１９ａが、接続電極１９ｂによって、互いに電気的に接続されている。これにより、内部電極１９に対する配線構造や信号供給構成が簡素化される。また、信号供給に係る処理時間が短縮されるため、高速記録を実現可能である。さらに、複数の第２活性部１９ｘにおいて、同じ態様で電圧印加が行われるため、アクチュエータ間における圧電性能の劣化のバラツキを抑制することができる。

続いて、本発明の液体吐出装置の別の実施形態に係るインクジェット式プリンタについて説明する。

本実施形態に係るプリンタは、内部電極１９の構成のみ、上述のプリンタ１と異なる。即ち、本実施形態において、内部電極１９の個別電極１９ａは、接続電極１９ｂによって互いに電気的に接続されておらず、表面電極１８と同様、圧力室１６毎に独立して形成されている。したがって、本実施形態では、各個別電極１９ａに対して個別の配線が設けられており、複数の個別電極１９ａ（第２活性部１９ｘ）に対する印加電圧の値が個別に決定される。ここで、各個別電極１９ａに対する印加電圧の値を、各アクチュエータに対する電圧印加時間を考慮して設定することで、アクチュエータ間における圧電性能の劣化のバラツキを抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

第１及び第２低電圧並びに第１及び第２高低電圧の値は、第１低電圧から第１高電圧への変化が第２低電圧から第２高電圧への変化よりも圧力室内の液体に大きなエネルギーを付与する限りは、例えば圧電層や電極の厚みや配置を考慮し、それぞれ任意に設定してよい。例えば、第１及び第２低電圧の値は０Ｖではなく正又は負の値であってもよい。ここで、第２低電圧から第２高電圧への変化に伴うエネルギーが、第１低電圧から第１高電圧への変化に伴うエネルギーの略１／２となるのが好ましい。

活性部１８ｘ、１９ｘに印加される電圧をそれぞれ第１及び第２低電圧に維持する期間は、記録期間Ｔ及び回復維持動作を除く期間に限定されない。ここで、回復維持動作は、上記の予備吐出に限定されず、アクチュエータの駆動によるメニスカス振動動作であってもよい。例えば、記録期間Ｔの直前に、当該メニスカス振動動作を行ってもよい。

第１及び第２所定時間は、それぞれ任意に設定してよい。また、時点ｔ２から時点ｔ５における電圧変化は、図９の例に限定されず、任意に変更可能である。例えば、アクチュエータの駆動方式として後述の押し打ち方式を採用した場合、時点ｔ２に、記録周期Ｔ０が開始し、このときのパルス電圧の立上りのタイミングでインクが吐出口１４ａから吐出されてよい。またこの場合、期間Ｔ１の最初（時点ｔ２から所定時間（例えば１０μｓｅｃ））及び／又は最後（時点ｔ５より所定時間前から時点ｔ５までの間）、活性部１８ｘに印加される電圧を第１高電圧ＶＨ１に維持し、メニスカスを安定させてよい。

記録周期Ｔ０内の後半部でメニスカス振動動作を行わなくてもよい。この場合、活性部１９ｘの電圧は、時点ｔ３から時点ｔ５直前まで、０Ｖに維持されてよい。

記録期間Ｔの終了時（時点ｔ５から時点ｔ６）は、段階的な電圧の印加を行わなくてもよい。例えば図９において、時点ｔ５に各活性部１８ｘ，１９ｘに印加される電圧を０Ｖとしてよい。

アクチュエータの駆動方式は、引き打ち方式に限定されない。例えば、各活性部１８ｘ，１９ｘがｄ_３３の振動モードで変位することを前提とし、アクチュエータの駆動方式として、所謂「押し打ち方式」を採用してもよい。この場合、期間Ｔ１の最初に放電時間を設ける必要はなく、パルス電圧の立上りのタイミングでインクが吐出口１４ａから吐出され、パルス電圧の立下りのタイミングでインクが圧力室１６に補給される。

第１圧電層が最外層であることに限定されない。例えば、第１圧電層を中間の圧電層１７ｂ、第２圧電層を最外層の圧電層１７ａとしてもよい。

第２圧電層は、メニスカス振動用に限定されない。

圧電層１７ａ，１７ｂが積層方向に沿って互いに逆方向に分極されてもよい。

その他、アクチュエータに含まれる圧電層及び電極の配置や形状、さらにアクチュエータの変形形式は、上述の実施形態に限定されず、様々に変更可能である。

例えば、上述の実施形態では、振動板１７ｃの厚みが圧電層１７ａの厚みと圧電層１７ｂの厚みとの和以上であり、記録用の圧電層１７ａの厚みとメニスカス振動用の圧電層１７ｂの厚みとが互いに同じである。しかしながら、これに限定されず、アクチュエータに含まれる各圧電層の厚みは、適宜設定可能である。例えば、振動板１７ｃの厚みが圧電層１７ａの厚みと圧電層１７ｂの厚みとの和より小さくてもよいし、また、記録用の圧電層１７ａの厚みがメニスカス振動用の圧電層１７ｂの厚みより大きくてもよい。

アクチュエータの変形形式は、ユニモルフ型に限定されず、モノモルフ型、バイモルフ型、マルチモルフ型、モノモルフ型等であってもよい。

アクチュエータユニット１７において、圧電層１７ａの上層にさらに圧電層を積層したり、圧電層１７ａ，１７ｂの間に１又は複数の圧電層を介在させたりしてよい。また、振動板１７ｃを省略してよい。

上述の実施形態では、２以上の圧力室からなる圧力室群に対応するアクチュエータユニット１７を例示したが、本発明に係るアクチュエータは、これに限定されない。例えば、第１及び第２圧電層からなる積層体が、圧力室毎に個別に設けられてもよい。

本発明に係る液体吐出装置は、プリンタに限定されず、ファクシミリやコピー機等にも適用可能である。さらに、本発明に係る液体吐出装置は、インク以外の液体を吐出してもよい。

記録期間Ｔにおける前段部（Ｔａ１）の終了時点である時点ｔ２において、流路内に残る圧力変動が、インクの吐出性能に殆ど影響しない程度であれば、これに続くスタンバイ状態の継続期間（期間ＸＡ：時点ｔ２から時点ｔ３）を経ることなく、時点ｔ２の後直ちに引き打ち動作又は押し打ち動作に移行してもよい。

記録媒体は、記録可能な媒体である限りは、用紙Ｐに限定されず、布等であってもよい。

１ インクジェット式プリンタ（液体吐出装置）
１ｐ 制御装置（駆動信号生成手段，駆動信号印加手段）
１２ 流路ユニット（流路形成体）
１４ 個別流路（液体流路）
１４ａ 吐出口
１６ 圧力室
１７ アクチュエータユニット（アクチュエータ）
１７ａ 圧電層（第１圧電層）
１７ｂ 圧電層（第２圧電層）
１７ｃ 振動板
１８ 表面電極
１８ｘ 第１活性部
１９ 内部電極
１９ｘ 第２活性部
２０ 共通電極（接地電極）
Ｐ 用紙（記録媒体）
Ｔ１ 第１活性部に係る電圧印加期間
Ｔ２ 第２活性部に係る電圧印加期間
Ｔａ１ 第１所定時間
Ｔａ２ 第２所定時間
ＶＨ１ 第１高電圧
ＶＨ２ 第２高電圧
ＶＬ１ 第１低電圧
ＶＬ２ 第２低電圧

Claims (17)

1. 液体を吐出する複数の吐出口と前記吐出口にそれぞれ接続する複数の圧力室とを含む液体流路が形成された流路形成体と、
   前記流路形成体の前記圧力室と対向して配置された第１圧電層及び第２圧電層を含む積層体を有し、前記圧力室内の液体にエネルギーを付与する圧電型のアクチュエータであって、前記第１及び第２圧電層がそれぞれ前記圧力室と対向する部分に積層方向に関して電極に挟まれた第１及び第２活性部を有する、アクチュエータと、
   記録媒体に記録される画像に係る画像データに基づいて前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段であって、前記駆動信号は、前記第１活性部に印加される第１駆動信号、及び、前記第２活性部に印加される第２駆動信号を含む、駆動信号生成手段と、
   前記第１及び第２駆動信号を前記第１及び第２活性部にそれぞれ印加する駆動信号印加手段とを備え、
   前記第１駆動信号は、これのみで前記吐出口から液体を吐出させることが可能な吐出駆動信号であって、時間幅を介した第１低電圧と第１高電圧との間の電圧変化により構成される、１以上のパルス電圧を含み、
   前記第２駆動信号は、これのみでは前記吐出口から液体を吐出させることが不可能であり、前記吐出口から液体を吐出させない範囲で前記吐出口に形成されたメニスカスを振動させる不吐出駆動信号であって、時間幅を介した第２低電圧と第２高電圧との間の電圧変化により構成される、１以上のパルス電圧を含み、
   前記駆動信号印加手段は、
   前記第１活性部を挟む前記電極のうち一方を他方に対して、前記第１低電圧又は前記第１高電圧が前記第１活性部に印加される電位とし、前記第２活性部を挟む前記電極のうち一方を他方に対して、前記第２低電圧又は前記第２高電圧が前記第２活性部に印加される電位とするものであって、
   １の記録媒体に対する前記画像データに基づく電圧印加期間の前後に、前記第１及び第２駆動信号をそれぞれ前記第１及び第２低電圧に維持し、且つ、前記第２駆動信号を、前記電圧印加期間の前における前記第１活性部に係る前記電圧印加期間の開始時点である第１時点よりも第１所定時間前の第２時点に前記第２低電圧から前記第２高電圧に変化させ、前記第２時点から前記第１時点まで前記第２高電圧に維持することを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記第１圧電層が、前記積層体に含まれる圧電層のうち前記圧力室から最も離隔した最外層であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記アクチュエータの駆動方式が引き打ち方式であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
4. 前記駆動信号印加手段は、記録媒体に対する前記画像データに基づく電圧印加期間及び前記吐出口の液体吐出性能の回復維持動作期間を除く期間、前記第１及び第２駆動信号をそれぞれ前記第１及び第２低電圧に維持することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
5. 前記第１及び第２駆動信号に含まれる前記パルス電圧が矩形状であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
6. 前記第１及び第２圧電層が、２以上の前記圧力室に跨って配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
7. 前記アクチュエータが、前記積層体と前記流路形成体との間において前記圧力室を封止するよう配置された振動板をさらに有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
8. 前記アクチュエータに含まれる電極のうち前記圧力室に最も近い電極が接地電極であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
9. 前記接地電極が、当該接地電極が形成された表面の全体に亘って延在していることを特徴とする請求項８に記載の液体吐出装置。
10. 前記第１及び第２圧電層が、前記積層方向に沿って互いに同じ方向に分極されていることを特徴とする請求項８又は９に記載の液体吐出装置。
11. 前記駆動信号印加手段は、前記第２駆動信号を、前記第１活性部に係る前記電圧印加期間の終了時点である第３時点から当該第３時点よりも第２所定時間後の第４時点まで前記第２高電圧に維持し、前記第４時点に前記第２高電圧から前記第２低電圧に変化させることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
12. 前記液体流路は、液体が供給されるマニホールド流路の出口から前記圧力室を介して前記吐出口に至る、複数の個別流路を含み、
    前記第１所定時間及び前記第２所定時間は、前記個別流路内の液体の固有振動周期の１／２の３倍以上で、且つ、記録媒体に記録される画像の解像度に対応する単位距離だけ記録媒体が前記吐出口に対して相対移動するのに要する時間である１記録周期以下であることを特徴とする請求項１１に記載の液体吐出装置。
13. 前記第１及び第２低電圧の値が共に０Ｖであり、
    前記第２高電圧の値が前記第１高電圧の値の１／２であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
14. 前記第２圧電層の表面に形成された、２以上の前記第２活性部のそれぞれを構成する電極が、互いに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
15. 前記第２圧電層の表面に形成された、２以上の前記第２活性部のそれぞれを構成する電極が、互いに電気的に接続されておらず、
    前記駆動信号生成手段は、前記２以上の第２活性部のそれぞれに対応する２以上の前記アクチュエータにおいて、１の記録媒体に対する前記電圧印加期間での変形量が均一化されるよう、前記２以上の第２活性部のそれぞれに印加される電圧の値を決定することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
16. 液体を吐出する複数の吐出口と前記吐出口にそれぞれ接続する複数の圧力室とを含む液体流路が形成された流路形成体と、前記流路形成体の前記圧力室と対向して配置された第１圧電層及び第２圧電層を含む積層体を有し、前記圧力室内の液体にエネルギーを付与する圧電型のアクチュエータであって、前記第１及び第２圧電層がそれぞれ前記圧力室と対向する部分に積層方向に関して電極に挟まれた第１及び第２活性部を有する、アクチュエータと、を含む液体吐出装置に用いられる制御装置であって、
    記録媒体に記録される画像に係る画像データに基づいて前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段であって、前記駆動信号は、前記第１活性部に印加される第１駆動信号、及び、前記第２活性部に印加される第２駆動信号を含む、駆動信号生成手段と、
    前記第１及び第２駆動信号を前記第１及び第２活性部にそれぞれ印加する駆動信号印加手段とを備え、
    前記第１駆動信号は、これのみで前記吐出口から液体を吐出させることが可能な吐出駆動信号であって、時間幅を介した第１低電圧と第１高電圧との間の電圧変化により構成される、１以上のパルス電圧を含み、
    前記第２駆動信号は、これのみでは前記吐出口から液体を吐出させることが不可能であり、前記吐出口から液体を吐出させない範囲で前記吐出口に形成されたメニスカスを振動させる不吐出駆動信号であって、時間幅を介した第２低電圧と第２高電圧との間の電圧変化により構成される、１以上のパルス電圧を含み、
    前記駆動信号印加手段は、
    前記第１活性部を挟む前記電極のうち一方を他方に対して、前記第１低電圧又は前記第１高電圧が前記第１活性部に印加される電位とし、前記第２活性部を挟む前記電極のうち一方を他方に対して、前記第２低電圧又は前記第２高電圧が前記第２活性部に印加される電位とするものであって、
    １の記録媒体に対する前記画像データに基づく電圧印加期間の前後に、前記第１及び第２駆動信号をそれぞれ前記第１及び第２低電圧に維持し、且つ、前記第２駆動信号を、前記電圧印加期間の前における前記第１活性部に係る前記電圧印加期間の開始時点である第１時点よりも第１所定時間前の第２時点に前記第２低電圧から前記第２高電圧に変化させ、前記第２時点から前記第１時点まで前記第２高電圧に維持することを特徴とする制御装置。
17. 液体を吐出する複数の吐出口と前記吐出口にそれぞれ接続する複数の圧力室とを含む液体流路が形成された流路形成体と、前記流路形成体の前記圧力室と対向して配置された第１圧電層及び第２圧電層を含む積層体を有し、前記圧力室内の液体にエネルギーを付与する圧電型のアクチュエータであって、前記第１及び第２圧電層がそれぞれ前記圧力室と対向する部分に積層方向に関して電極に挟まれた第１及び第２活性部を有する、アクチュエータと、を含む液体吐出装置を、
    記録媒体に記録される画像に係る画像データに基づいて前記アクチュエータを駆動するための駆動信号を生成する駆動信号生成手段であって、前記駆動信号は、前記第１活性部に印加される第１駆動信号、及び、前記第２活性部に印加される第２駆動信号を含む、駆動信号生成手段、並びに、
    前記第１及び第２駆動信号を前記第１及び第２活性部にそれぞれ印加する駆動信号印加手段、として機能させ、
    前記第１駆動信号は、これのみで前記吐出口から液体を吐出させることが可能な吐出駆動信号であって、時間幅を介した第１低電圧と第１高電圧との間の電圧変化により構成される、１以上のパルス電圧を含み、
    前記第２駆動信号は、これのみでは前記吐出口から液体を吐出させることが不可能であり、前記吐出口から液体を吐出させない範囲で前記吐出口に形成されたメニスカスを振動させる不吐出駆動信号であって、時間幅を介した第２低電圧と第２高電圧との間の電圧変化により構成される、１以上のパルス電圧を含み、
    前記駆動信号印加手段は、
    前記第１活性部を挟む前記電極のうち一方を他方に対して、前記第１低電圧又は前記第１高電圧が前記第１活性部に印加される電位とし、前記第２活性部を挟む前記電極のうち一方を他方に対して、前記第２低電圧又は前記第２高電圧が前記第２活性部に印加される電位とするものであって、
    １の記録媒体に対する前記画像データに基づく電圧印加期間の前後に、前記第１及び第２駆動信号をそれぞれ前記第１及び第２低電圧に維持し、且つ、前記第２駆動信号を、前記電圧印加期間の前における前記第１活性部に係る前記電圧印加期間の開始時点である第１時点よりも第１所定時間前の第２時点に前記第２低電圧から前記第２高電圧に変化させ、前記第２時点から前記第１時点まで前記第２高電圧に維持することを特徴とするプログラム。
    

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