WO2015152185A1 - インクジェットヘッドの駆動方法及びインクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェットヘッドの駆動方法及びインクジェット記録装置 Download PDF

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WO2015152185A1
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drive signal
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droplet
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亜紀子 木澤
諒平 小林
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コニカミノルタ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an ink-jet head driving method and an ink-jet recording apparatus, and more particularly to an ink-jet head driving method and an ink-jet recording apparatus that can be stably formed in a short driving cycle when discharging large droplets.
  • gradation expression is performed by changing the dot diameter of one pixel when the droplets ejected from the nozzles of an inkjet head are landed on a medium to form pixels composed of dots.
  • a method of changing the dot diameter for gradation expression there are a method of changing the number of droplets ejected from the same nozzle within one pixel period, a method of changing a drive signal according to the dot size, and the like.
  • the former method of changing the dot diameter has the advantage that gradation can be expressed easily by simply changing the number of drive signals applied within one pixel period.
  • the number of drive signals is increased in order to form a large dot, the pixel period becomes longer, and there is a problem in performing high frequency driving. For this reason, there is a need for a device that can stably form large droplets in a shorter driving cycle.
  • Patent Documents 1 to 3 Conventionally, there are methods described in Patent Documents 1 to 3 as driving methods of an ink jet head.
  • Patent Document 1 when ejecting at least two droplets that are continuously ejected from the same nozzle at different speeds, the slower one is ejected before the faster one. It is described that one pixel is formed by overlapping and adhering in one pixel.
  • Patent Document 2 discloses a drive signal composed of a rectangular wave, a first pulse for expanding the volume of the pressure chamber, a second pulse for contracting the volume of the pressure chamber, and a third pulse for expanding the volume of the pressure chamber. It is described that a drive signal for sequentially generating a fourth pulse for contracting the volume of the pressure chamber is applied.
  • the third pulse has a shorter pulse width than the first pulse, and the fourth pulse has a shorter pulse width than the second pulse.
  • the time difference between the pulse width center of the first pulse and the pulse width center of the third pulse is 1AL
  • the time difference between the pulse width center of the second pulse and the pulse width center of the fourth pulse is 1AL
  • the pulse width of the first pulse And the ratio of the pulse width of the third pulse and the ratio of the pulse width of the second pulse to the pulse width of the fourth pulse according to the attenuation rate of the residual vibration of the ink in the pressure chamber,
  • the pressure wave generated by the second pulse is canceled by the third pulse and the fourth pulse.
  • the ink ejection volume is changed by changing the ratio of the pulse widths of the first pulse and the second pulse based on the gradation information, and gradation printing is performed.
  • this method in order to adjust the time difference and the ratio of the third pulse and the fourth pulse from the center of the pulse width to a predetermined value according to the change in the pulse width of the first pulse and the second pulse, There is a problem that requires complicated control.
  • Patent Document 3 describes that the pulse width of the first ejection pulse signal to be applied first is 0.35T to 0.65T, and T Subsequent droplets ejected from the nozzle by the first ejection pulse signal are assumed to be T from the pulse width of the ejection pulse signal applied thereafter and T as the time interval between the first ejection pulse signal and the subsequent ejection pulse signal. It is described that a droplet by a second ejection pulse signal is ejected from a nozzle before leaving.
  • the actuator wall With each ejection pulse signal, the actuator wall is deformed to increase the volume of the ink flow path, and after a certain period of time, the actuator wall returns to the state before deformation, and ink droplets are ejected by applying pressure to the ink.
  • the droplet ejected by the second ejection pulse signal catches up with the droplet ejected by the first ejection pulse signal, and a large droplet is ejected.
  • the present inventor paid attention to a technique for ejecting a plurality of droplets from the same nozzle and combining them during flight immediately after ejection to form a large droplet. .
  • this method compared with the case where one large droplet having the same droplet amount is ejected from the nozzle, the large droplet can be ejected while suppressing the droplet velocity. Adjustment does not have to be complicated.
  • the satellite is a small droplet (splash) that is formed as a secondary component behind the droplet (main droplet) ejected from the nozzle, which may cause a reduction in image quality.
  • Patent Document 3 discloses a technique for forming a large droplet by combining a plurality of droplets during flight, but the present inventors have confirmed that this is sufficient from the viewpoint of suppressing the generation of satellites. It was not a thing.
  • the present invention provides an ink jet head driving method and an ink jet recording apparatus that are capable of forming large stable liquid droplets efficiently in a short driving cycle and performing high-quality image recording while suppressing the generation of satellites. It is an issue to provide.
  • an inkjet head driving method reflecting one aspect of the present invention has the following configuration.
  • Driving an inkjet head that applies a drive signal to pressure generating means for expanding or contracting the volume of the pressure chamber, applies pressure to the liquid in the pressure chamber by driving the pressure generating means, and discharges droplets from the nozzles
  • a first drive signal is applied as the drive signal
  • the first drive signal includes: a first expansion pulse that expands the volume of the pressure chamber and contracts after a predetermined time; a first contraction pulse that contracts the volume of the pressure chamber and expands after a predetermined time; A second expansion pulse for expanding the volume of the pressure chamber and contracting after a predetermined time; and a second contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber and expanding after a predetermined time;
  • the first droplet is ejected from the nozzle by the application of the first expansion pulse and the first contraction pulse, and the second droplet is applied by the application of the second expansion pulse and the second contraction pulse.
  • Droplets are ejected from the nozzle by the application of the first expansion pulse and the first contraction pulse, and the second droplet is applied by
  • An inkjet head that applies a pressure for ejection to the liquid in the pressure chamber by driving the pressure generating means, and ejects droplets from the nozzle;
  • an inkjet recording apparatus comprising: a drive control unit that outputs a drive signal for driving the pressure generation unit;
  • the drive signal includes a first drive signal for discharging at least two droplets from the same nozzle and combining them immediately after discharge to form a large droplet,
  • the first drive signal includes: a first expansion pulse that expands the volume of the pressure chamber and contracts after a predetermined time; a first contraction pulse that contracts the volume of the pressure chamber and expands after a predetermined time; A second expansion pulse for expanding the volume of the pressure chamber and contracting after a predetermined time; and a second contraction pulse for contracting the volume of the pressure chamber and expanding after a predetermined time;
  • the first droplet is ejected from the nozzle by the application of the first expansion pulse and the first contraction pulse, and the second droplet is applied by the application of the second expansion
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an ink jet recording apparatus according to the present invention. It is a figure which shows an example of an inkjet head, (a) is the perspective view which shows an external appearance in cross section, (b) is sectional drawing seen from the side surface
  • the figure explaining 1st Embodiment of a 1st drive signal (A)-(c) is a figure explaining the discharge operation
  • A is a figure explaining an example of the flying state of a droplet
  • (b) is a figure which shows the dot formed on the medium by it
  • (A) is a figure explaining another example of the flying state of a droplet
  • (b) is a figure which shows the dot formed on the medium by it
  • (A) is a figure explaining another example of the flying state of a droplet
  • (b) is a figure which shows the dot formed on the medium by it
  • A) is a figure explaining another example of the flying state of a droplet
  • (b) is a figure which shows the dot formed on the medium by it
  • (b) is a figure which shows the dot formed on the medium by it
  • (b) is a diagram for explaining another example of the second drive signal.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an ink jet recording apparatus according to the present invention.
  • the transport mechanism 2 sandwiches a medium 7 made of paper, a plastic sheet, a fabric, or the like by a pair of transport rollers 22, and rotates the transport roller 21 by a transport motor 23 in the Y direction (sub-scanning direction). ).
  • An ink jet head (hereinafter simply referred to as a head) 3 is provided between the transport roller 21 and the transport roller pair 22.
  • the head 3 is mounted on the carriage 5 so that the nozzle surface side faces the recording surface 71 of the medium 7, and is electrically connected to the drive control unit 8 constituting the drive control means in the present invention via the flexible cable 6. ing.
  • the carriage 5 is driven by a driving means (not shown) along the guide rail 4 spanned across the width direction of the medium 7 along the XX ′ direction (main scanning direction) in FIG. It is provided so that reciprocation is possible.
  • the head 3 moves the recording surface 71 of the medium 7 in the main scanning direction, and in the course of this movement, ejects droplets from the nozzles according to the image data to record an inkjet image. .
  • FIG. 2A and 2B are diagrams showing an example of the head 3, in which FIG. 2A is a perspective view showing an external appearance in cross section, and FIG. 2B is a cross-sectional view seen from the side.
  • 30 is a channel substrate.
  • a large number of narrow groove-like channels 31 and partition walls 32 are arranged in parallel so as to be alternately arranged.
  • a cover substrate 33 is provided on the upper surface of the channel substrate 30 so as to block all the channels 31 above.
  • a nozzle plate 34 is bonded to the end surfaces of the channel substrate 30 and the cover substrate 33. One end of each channel 31 communicates with the outside through a nozzle 341 formed in the nozzle plate 34.
  • each channel 31 is formed so as to gradually become a shallow groove with respect to the channel substrate 30.
  • a common flow path 331 common to each channel 31 is formed in the cover substrate 33, and the common flow path 331 communicates with each channel 31.
  • the common channel 331 is closed by the plate 35.
  • An ink supply port 351 is formed in the plate 35. Ink is supplied from the ink supply pipe 352 into the common flow path 331 and each channel 31 through the ink supply port 351.
  • the partition wall 32 is made of a piezoelectric element such as PZT which is an electrical / mechanical conversion means.
  • the partition wall 32 is an example in which an upper wall portion 321 and a lower wall portion 322 are formed of piezoelectric elements that are polarized in opposite directions.
  • the portion formed by the piezoelectric element in the partition wall 32 may be only the upper wall portion 321, for example. Since the partition walls 32 and the channels 31 are alternately arranged in parallel, one partition wall 32 is shared by the adjacent channels 31 and 31.
  • drive electrodes are formed from the wall surfaces of the partition walls 32, 32 to the bottom surface.
  • a drive signal having a predetermined voltage is applied from the drive control unit 8 to the two drive electrodes arranged with the partition wall 32 in between
  • the partition wall 32 is bordered on the joint surface between the upper wall portion 321 and the lower wall portion 322. Shear deformation.
  • two adjacent partition walls 32 and 32 are shear-deformed in opposite directions, the volume of the channel 31 sandwiched between the partition walls 32 and 32 expands or contracts, and a pressure wave is generated inside. As a result, pressure for ejection is applied to the ink in the channel 31.
  • This head 3 is a shear mode type head in which the ink in the channel 31 is ejected from the nozzle 341 when the partition wall 32 undergoes shear deformation, and is a preferred embodiment in the present invention.
  • the shear mode type head can efficiently eject droplets by using a rectangular wave described later as a drive signal.
  • the channel 31 surrounded by the channel substrate 30, the partition wall 32, the cover substrate 33, and the nozzle plate 34 is an example of the pressure chamber in the present invention, and the partition wall 32 and the driving electrode on the surface thereof are the present invention. It is an example of the pressure generation means.
  • the drive control unit 8 generates a drive signal for discharging droplets from the nozzle 341.
  • the generated drive signal is output to the head 3 and applied to each drive electrode formed on the partition wall 32.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the first embodiment of the first drive signal in the present invention as the drive signal generated in the drive control unit 8.
  • the first drive signal PA1 is a drive signal for discharging at least two droplets from the same nozzle 341 and combining them during flight immediately after discharge to form a large droplet.
  • the first drive signal PA1 expands the volume of the channel 31 and contracts after a certain time
  • the first contraction pulse Pa2 contracts the volume of the channel 31 and expands after a certain time.
  • the channel 31 has a second expansion pulse Pa3 that expands the volume of the channel 31 and contracts after a certain time, and a second contraction pulse Pa4 that contracts the volume of the channel 31 and expands after a certain time.
  • the first expansion pulse Pa1 of the first drive signal PA1 shown in the present embodiment is a pulse that rises from the reference potential and falls to the reference potential after a certain time.
  • the first contraction pulse Pa2 is a pulse that falls from the reference potential and rises to the reference potential after a certain time.
  • the second expansion pulse Pa3 is a pulse that rises from the reference potential and falls to the reference potential after a certain time.
  • the second contraction pulse Pa4 is a pulse that falls from the reference potential and rises to the reference potential after a certain time.
  • the reference potential is 0 potential here, it is not particularly limited.
  • the first drive signal PA1 is composed of an expansion pulse that rises from the reference potential and falls to the reference potential after a certain time, and a contraction pulse that falls from the reference potential and rises to the reference potential after a certain time.
  • the driving voltage can be suppressed lower than when a unipolar pulse is used, and the circuit load and power consumption can be suppressed.
  • the first contraction pulse Pa2 falls continuously without any rest period from the end of the fall of the first expansion pulse Pa1. Further, the second expansion pulse Pa3 rises continuously without any rest period from the end of the rise of the first contraction pulse Pa2. Further, the second contraction pulse Pa4 continuously falls without any rest period from the end of the fall of the second expansion pulse Pa3.
  • the second contraction pulse Pa2 to the drive electrode following the application of the first expansion pulse Pa1
  • the first droplet is ejected from the nozzle 341, and immediately thereafter, the second expansion pulse Pa2 is discharged.
  • the second droplet is ejected from the same nozzle 341.
  • the ejected droplets merge immediately after ejection to form a large droplet, and then land on the medium 7.
  • the pulse width PWA1 of the first expansion pulse Pa1 is set to 0.4 AL or more and 2.0 AL or less.
  • the pulse width PWA1 of the first expansion pulse Pa1 is set to 0.4 AL or more and 2.0 AL or less.
  • the pulse width PWA1 is less than 0.4 AL, the amount of droplets pushed out from the nozzle 341 by the first expansion pulse Pa1 becomes insufficient, and it becomes difficult to form large droplets.
  • it exceeds 2.0 AL the driving efficiency is deteriorated and the driving cycle becomes long, so that driving in a short cycle becomes difficult.
  • At least two droplets ejected from the same nozzle 341 upon application of the first drive signal can be combined as long as they merge to form a large droplet during flight immediately after ejection.
  • the parts may be connected or separated from each other.
  • the pulse width PWA2 of the first contraction pulse Pa2 is preferably set to 0.4 AL or more and 0.7 AL or less, and most preferably 0.5 AL.
  • the pulse width PWA3 of the second expansion pulse Pa3 is preferably set to 0.8 AL or more and 1.2 AL or less, and most preferably 1AL.
  • the pulse width PWA4 of the second contraction pulse Pa4 is preferably set to 1.8 AL or more and 2.2 AL or less, and most preferably 2AL.
  • AL is an abbreviation for “Acoustic Length”, and is 1/2 of the acoustic resonance period of the pressure wave in the channel 31.
  • AL measures the flying speed of a droplet discharged when a rectangular wave driving signal is applied to the driving electrode, and changes the pulse width of the rectangular wave while keeping the rectangular wave voltage value constant. It is determined as the pulse width that maximizes the droplet flight speed.
  • a pulse is a rectangular wave having a constant voltage peak value.
  • the pulse width is 10% of the voltage from 0V and the peak voltage. It is defined as the time between 10% of the falling edge.
  • the rectangular wave refers to a waveform in which the rise time and fall time between 10% and 90% of the voltage are both within 1 ⁇ 2, preferably within 1 ⁇ 4 of AL.
  • FIG. 4 shows a part of a cross section obtained by cutting the head 3 in a direction orthogonal to the length direction of the channel 31.
  • FIG. 5 shows a conceptual diagram of droplets ejected when the first drive signal PA1 is applied.
  • the first expansion pulse Pa1 After the first expansion pulse Pa1 is maintained at 0.4 AL or more and 2.0 AL or less, application of the first expansion pulse Pa1 is completed. As a result, the volume of the channel 31B contracts from the expanded state, and the partition walls 32B and 32C return to the neutral state shown in FIG. When the first contraction pulse Pa2 is subsequently applied without any rest period, the volume of the channel 31B immediately enters the contracted state shown in FIG. At this time, pressure is applied to the ink in the channel 31B, and the ink is pushed out from the nozzle 341 and ejected as a first droplet.
  • the volume of the channel 31B expands from the contracted state, and the partition walls 32B and 32C return to the neutral state shown in FIG.
  • the second expansion pulse Pa3 is subsequently applied without any pause, the volume of the channel 31B immediately enters the expanded state shown in FIG. 4B, and a negative pressure is generated in the channel 31. For this reason, the speed of the first droplet ejected first is suppressed. Ink flows again by the negative pressure generated in the channel 31B.
  • the volume of the channel 31B contracts from the expanded state, and the partition walls 32B and 32C return to the neutral state shown in FIG.
  • the second contraction pulse Pa4 is subsequently applied without any rest period, the volume of the channel 31B immediately enters the contracted state shown in FIG.
  • a large pressure was applied to the ink in the channel 31B, and the ink was further pushed out following the first droplet ejected by the first expansion pulse Pa1 and the first contraction pulse Pa2, and was eventually pushed out.
  • the ink is broken and the second droplet having a large droplet velocity is ejected.
  • the droplets ejected by the first drive signal PA1 follow the first droplet 101 having a low droplet velocity by the first expansion pulse Pa1 and the first contraction pulse Pa2,
  • the second droplet 102 having a large droplet velocity is formed by the second expansion pulse Pa3 and the second contraction pulse Pa4.
  • the droplet 100 at the beginning of ejection has a form in which the first droplet 101 and the second droplet 102 are continuous, but the ejection speed of the second droplet 102 is sufficiently higher than that of the first droplet 101. For this reason, they merge into a single large droplet 100 during the flight immediately after ejection.
  • the first droplet 101 having a small droplet velocity and the second droplet 102 having a large droplet velocity are combined, so that one large droplet having the same droplet amount is ejected from the nozzle 341. ,
  • the droplet velocity is slow.
  • the amount of satellite is also suppressed as compared with the case where one droplet having the same droplet amount is ejected from the nozzle 341. That is, satellites are generally generated when the tail formed so as to extend backward accompanying the ejected main droplet is separated from the main droplet. This tail becomes longer as the droplet velocity increases, and becomes easier to separate at a position away from the main droplet. If the tail is separated at a position away from the main droplet, the landing position of the satellite is also greatly separated from the main droplet, which causes a reduction in image quality.
  • the satellites are separated in close proximity to the main droplets, they land at approximately the same position, so there is little effect on the image quality.
  • the first driving signal PA1 since the droplet can be discharged at a low speed even when the droplet amount is increased, the tail length associated with the droplet 100 (main droplet) can be shortened, and the proximity to the main droplet is reached. Satellites can be separated by location. Therefore, the influence of the satellite can be suppressed while discharging the large droplet 100. For this reason, there is no problem that the satellite when the droplet 100 is discharged deteriorates the image quality.
  • the pulse width PWA1 of the first expansion pulse Pa1 in the first drive signal PA1 is set to 0.4 AL or more and 0.7 AL or less, or 1.3 AL or more and 1.8 AL or less. As a result, it is possible to suppress fluctuations in the droplet velocity of each droplet when the first drive signal PA1 is continuously driven in a short cycle while suppressing the influence of the satellite.
  • the first drive signal PA1 is preferably a rectangular wave.
  • the first expansion pulse Pa1, the first contraction pulse Pa2, the second expansion pulse Pa3, and the second contraction pulse Pa4 constituting the first drive signal PA1 are composed of rectangular waves as shown in FIG. Yes.
  • the shear mode type head 3 can generate pressure waves in phase with respect to the application of a drive signal composed of a rectangular wave, it is possible to efficiently eject droplets and reduce the drive voltage. Further, it can be kept low. In general, a voltage is always applied to the head 3 regardless of whether it is ejected or not. Therefore, a low driving voltage is important for suppressing heat generation of the head 3 and ejecting droplets stably.
  • the circuit configuration can be simplified as compared with the case of using a trapezoidal wave having a gradient wave.
  • the voltage value of the first expansion pulse Pa1 and the voltage value of the second expansion pulse Pa3 are equal, and the voltage value of the first contraction pulse Pa2 and the second contraction pulse Pa4
  • the voltage value is preferably equal. Since at least two power supplies are sufficient, the number of power supplies can be reduced. Thereby, the circuit configuration of the drive control unit 8 can be simplified.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a second embodiment of the first drive signal in the present invention as the drive signal generated in the drive control unit 8.
  • the first drive signal PA2 is a drive for discharging at least two droplets from the same nozzle 341 and combining them during flight immediately after discharge to form a large droplet.
  • the first drive signal PA2 expands the volume of the channel 31 and contracts after a certain time
  • the first contraction pulse Pa2 contracts the volume of the channel 31 and expands after a certain time.
  • the second expansion pulse Pa3 that expands the volume of the channel 31 and contracts after a certain time
  • the second contraction pulse Pa4 that contracts the volume of the channel 31 and expands after a certain time
  • the volume of the channel 31 contracts
  • the third contraction pulse Pa5 that is expanded after a predetermined time is provided in this order.
  • the configuration of the waveform of the first drive signal PA2 shown in the present embodiment is that the first drive signal is only the point that the third contraction pulse Pa5 is added at an interval from the end of application of the second contraction pulse Pa4. It is different from PA1.
  • the third contraction pulse Pa5 is a pulse that falls from the reference potential and rises to the reference potential after a certain time.
  • the reference potential is set to 0 potential, but is not particularly limited.
  • the pulse width PWA1 of the first expansion pulse Pa1 is set to 0.4 AL or more and 2.0 AL or less. Then, the second expansion pulse Pa3 and the second contraction pulse Pa4 are applied immediately after the first droplet is ejected from the nozzle 341 by the application of the first expansion pulse Pa1 and the first contraction pulse Pa2. The second droplet is ejected. Therefore, the same effect as that of the inkjet head 3 driving method and the inkjet recording apparatus 1 using the first drive signal PA1 is obtained.
  • the pulse width PWA4 of the second contraction pulse Pa4 is set to 0.3 AL or more and 0.7 AL or less
  • the pulse width PWA5 of the third contraction pulse Pa5 is set to 0.8 AL or more and 1.2 AL or less
  • the third contraction pulse Pa5 is set to be applied with an interval of 0.3 AL or more and 0.7 AL or less from the end of application of the second contraction pulse Pa4, that is, with a rest period PWA6.
  • the influence of the satellite can be further reduced by promoting the tearing of the tail associated with the main droplet.
  • the pressure wave reverberation vibration in the channel 31 can also be effectively canceled by the third contraction pulse Pa5.
  • the pulse width PWA4 of the second contraction pulse Pa4 is most preferably 0.5AL
  • the pulse width PWA5 of the third contraction pulse Pa5 is most preferably 1AL
  • the second contraction pulse Pa4 Most preferably, the third contraction pulse Pa5 is applied at an interval of 0.5 AL from the end of application.
  • the pulse width PWA2 of the first contraction pulse Pa2 and the pulse width PWA3 of the second expansion pulse Pa3 are the first contraction pulse Pa2 and the second contraction pulse Pa2 in the first drive signal PA1. It is preferable to make the same as the expansion pulse Pa3.
  • the volume of the channel 31B sandwiched between the partition walls 32B and 32C contracts from the expanded state, and the partition walls 32B and 32C are as shown in FIG. Return to the neutral state shown.
  • the second contraction pulse Pa4 is subsequently applied to the drive electrode 36B without any rest period, the volume of the channel 31B immediately enters the contracted state shown in FIG.
  • a large pressure is applied to the ink in the channel 31B, and further ink is ejected following the ink ejected by the first expansion pulse Pa1 and the first contraction pulse Pa2, and the first droplet is the same as in FIG.
  • a large droplet 100 composed of 101 and the second droplet 102 is ejected.
  • the volume of the channel 31B expands from the contracted state, and the partition walls 32B and 32C return to the neutral state shown in FIG.
  • the ink meniscus is pulled back relatively early by the negative pressure generated in the channel 31.
  • the tail of the ejected ink droplet is cut early, and the tail accompanying the ejected droplet 100 (main droplet) is shortened. Therefore, the influence of the satellite can be further reduced as compared with the case of the first drive signal PA1.
  • the third contraction is performed at intervals of 0.3 AL to 0.7 AL.
  • the pulse Pa5 is applied, the volume of the channel 31B is again brought into the contracted state shown in FIG. After a lapse of 0.8 AL or more and 1.2 AL or less, the volume of the channel 31B expands while positive pressure remains in the channel 31, and the partition walls 32B and 32C again become neutral as shown in FIG. Return to state. Thereby, a negative pressure is generated in the channel 31, and the pressure wave reverberation vibration is cancelled.
  • the pulse width PWA1 of the first expansion pulse Pa1 is 0.4 AL or more and 0.7 AL or less, or 1.3 AL or more and 1 for the same reason as the first drive signal PA1. More preferably, it is set to 8 AL or less.
  • the first drive signal PA2 is preferably a rectangular wave for the same reason as the first drive signal PA1.
  • the first expansion pulse Pa1, the first contraction pulse Pa2, the second expansion pulse Pa3, the second contraction pulse Pa4, and the third contraction pulse Pa5 constituting the first drive signal PA2 are also as shown in FIG. It is composed of rectangular waves.
  • the voltage value of the first expansion pulse Pa1 is equal to the voltage value of the second expansion pulse Pa3 for the same reason as the first drive signal PA1, and the first contraction is performed.
  • the voltage value of the pulse Pa2, the voltage value of the second contraction pulse Pa4, and the voltage value of the third contraction pulse Pa5 are preferably equal.
  • the voltage values of the first expansion pulse Pa1 and the second expansion pulse Pa3 are VH2, the first contraction pulse Pa2, the second contraction pulse Pa4, and
  • 2/1.
  • the first drive signal PA1 or PA2 described above is smaller and faster than the droplet 100 by the first drive signal PA1 or PA2.
  • N is an integer of 0 or more
  • first drive signals PA1 or PA2 and at least finally the second drive signal PB within one pixel period.
  • the number of N is changed according to the image data. Note that one pixel period is a time interval for forming each pixel by dots by causing droplets ejected from the nozzle 341 to land on the medium 7.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a second drive signal in the present invention as a drive signal generated in the drive control unit 8.
  • the second drive signal PB shown in FIG. 7 is a preferable example in the present invention, and is not limited to what is illustrated.
  • the second drive signal PB has an expansion pulse Pb1 that expands the volume of the channel 31 and contracts after a certain time, and a contraction pulse Pb2 that contracts the volume of the channel 31 and expands after a certain time. .
  • the expansion pulse Pb1 of the second drive signal PB shown in the present embodiment is a pulse that rises from the reference potential and falls to the reference potential after a certain time.
  • the contraction pulse Pb2 is a pulse that falls from the reference potential and rises to the reference potential after a certain time.
  • the reference potential is set to 0 potential, but is not particularly limited.
  • a pause period PWB3 for maintaining the reference potential for a certain period is provided between the end of the expansion pulse Pb1 and the start of the contraction pulse Pb2. This is because, in relation to the first drive signal PA1 or PA2, it is avoided that the volume of the channel 31 suddenly changes from the expansion state due to the expansion pulse Pb1 to the contraction state due to the contraction pulse Pb2, so that the droplet velocity becomes too high. This is in order to avoid an excessive increase in the amount of discharged liquid droplets.
  • the length of the pause period PWB3 the speed and volume of the liquid droplets ejected by the application of the second drive signal PB can be changed to the liquid droplets ejected by the first drive signal PA1 or PA2. Therefore, it can be easily adjusted. For this reason, this pause period PWB3 is preferably provided in the second drive signal PB.
  • the expansion pulse Pb1 and the contraction pulse Pb2 constituting the second drive signal PB are also preferably rectangular waves as illustrated.
  • the pulse width PWB1 of the expansion pulse Pb1 is preferably 0.8 AL to 1.2 AL, and the pulse width PWB2 of the contraction pulse Pb2 is preferably 1.8 AL to 2.2 AL.
  • the droplets can be discharged efficiently. Further, if the pause period PWB3 becomes too long, the discharge efficiency is greatly reduced. Therefore, it is preferable to adjust it to 1/4 AL or less.
  • FIG. 8 shows a conceptual diagram of droplets ejected when the second drive signal PB is applied.
  • the channel 31B Since the pressure in the channel 31B is reversed every 1 AL, if the expansion pulse Pa1 is maintained for a period of 0.8 AL or more and 1.2 AL or less, the channel 31B turns to a positive pressure.
  • the volume of the channel 31B sandwiched between the partition walls 32B and 32C contracts from the expanded state. Thereby, the partition walls 32B and 32C return to the neutral state shown in FIG. 4A (Release).
  • a large pressure is applied to the ink in the channel 31 ⁇ / b> B, and the ink moves in the direction pushed out from the nozzle 341.
  • the droplet 200 is a small droplet having a smaller droplet amount than the droplet 100 by the first drive signal PA1 or PA2 described above.
  • the droplet 200 is discharged, no satellite is generated or even if it is generated, it is suppressed to a very small amount.
  • the contracted state due to the contraction pulse Pb2 is restored when the pressure in the channel 31B turns positive after 1.8A or more and 2.2AL or less has passed.
  • the volume of the channel 31B expands from the contracted state, and the partition walls 32B and 32C return to the neutral state of FIG.
  • FIG. 9 shows an example of a driving method in the case where gradation expression is performed by combining the first driving signal PA1 and the second driving signal PB described above.
  • Level 0 minimum gradation
  • Level 5 six levels of gradation (maximum gradation) are expressed.
  • Level 0 is a case where no drive signal is applied.
  • the first drive signal PA2 can be expressed in gradation as described below in combination with the second drive signal PB in the same manner as the first drive signal PA1. .
  • Each drive signal group expressing gradations from Level 1 to Level 5 can be stored in advance in the drive control unit 8 in association with each gradation.
  • the drive control unit 8 selects a desired gradation in accordance with the image data, calls a corresponding drive signal group, and then applies the drive signal group to the head 3.
  • the number of droplets ejected from the same nozzle 341 is changed by applying the second drive signal PB at least at the end of one pixel period T except for Level 0.
  • the gradation can be expressed by changing the number N to which the first drive signal PA1 is applied by an integer equal to or greater than 0 and forming pixels by dots formed of droplets on the medium 7.
  • the plurality of liquid droplets are united during flight, so that a dot composed of one united liquid droplet is formed on the medium 7.
  • Pixels can be formed.
  • a pixel can also be formed by a dot consisting of an aggregate of a plurality of dots by landing a plurality of droplets on the medium 7 so as to overlap each other.
  • the first drive signal PA1 is a drive signal for ejecting a droplet 100 that is relatively larger than the droplet 200 generated by the second drive signal PB. For this reason, when one or more first drive signals PA1 are applied within one pixel period T, mainly large dots are formed, which contributes to expressing dark gradation. Further, as described above, the droplet 100 is relatively slow as compared with the droplet 200, and the generated satellite is captured by the droplet discharged later within the same pixel period T. Therefore, the satellite is not a problem that degrades the image quality.
  • the droplet 100 is a large droplet having a larger droplet amount than the droplet 200.
  • the first droplet 101 having a low droplet velocity and the second droplet 102 having a large droplet velocity are combined, compared with the case where one large droplet having the same droplet amount is ejected from the nozzle 341.
  • the droplet velocity is slow. According to the present embodiment, the droplet 100 is slower than the droplet 200.
  • the droplet velocity of the droplet 200 is preferably adjusted to be smaller than the droplet velocity of the second droplet 102 of the droplet 100.
  • the amount of satellite of the droplet 100 depends on the droplet velocity of the second droplet 102, and the droplet velocity of the droplet 200 is adjusted to be smaller than the droplet velocity of the second droplet 102 of the droplet 100.
  • the amount of satellite of the droplet 200 can be suppressed.
  • the second drive signal PB is always applied at the end of one pixel period T, so that a droplet 200 that is relatively smaller than the droplet 100 generated by the first drive signal PA1 is generated. As it is discharged, no satellite is generated or suppressed.
  • TA is a drive cycle of the first drive signal PA1 within one pixel cycle T
  • TB is a drive cycle of the second drive signal PB within one pixel cycle T.
  • the first drive signal PA1 is applied with a predetermined pause period T1 between the subsequent drive signals and the next one pixel period from the end of the application of one second drive signal PB applied last.
  • a predetermined pause period T2 is set before the start of T.
  • the pause period T1 is preferably 2AL or less, and the influence of residual vibration after droplet ejection is suppressed, and subsequent droplet ejection is stabilized. From the viewpoint, it is preferable that the suspension period T2 is 1.5 AL or more.
  • one second drive signal PB is always applied at least at the end of one pixel period T, except for Level0. Therefore, it does not prevent the application of one or more second drive signals PB before the second drive signal PB applied last in one pixel period T.
  • the second drive signal PB may be applied first in one pixel period T, but the second drive signal PB to be applied last is the rest period PWB3 of the second drive signal PB.
  • the first ejected droplet is slower in speed than the last ejected droplet to improve the landing elasticity.
  • the number N of the first drive signals PA1 may be an integer greater than or equal to 0 and is not limited to the number shown in the figure.
  • the second drive signal PB is always at the end of one pixel period T. Is applied. For this reason, satellites are suppressed when any gradation is expressed. Note that the second drive signal PB to be applied last is applied at the same timing within one pixel period T, as shown in the figure, in any gradation for ejecting droplets.
  • the second drive signal PB is preferably a drive signal for forming the smallest droplet among a plurality of drive signals arranged in time series within one pixel period T. This can further enhance the effect of suppressing satellites.
  • the second drive signal PB is a drive for forming a droplet having the smallest droplet speed and a fast droplet velocity among a plurality of drive signals arranged in time series within one pixel period T.
  • a signal is preferable from the viewpoint of enhancing the effect of suppressing satellites and the effect of suppressing landing position deviation.
  • a large droplet can also be ejected by using a drive signal having a DRR (Draw-Release-Reinforce) waveform similar to the second drive signal PB and increasing its pulse width.
  • DRR Digital-Release-Reinforce
  • the drive signal has a long period, many droplets cannot be ejected within a limited time within one pixel period T as in the case of expressing the maximum gradation.
  • the first drive signal PA1 it is possible to discharge a relatively low-speed large droplet 100 in a short period, and thus more droplets can be obtained within a limited time within one pixel period T. Can be discharged. Therefore, by changing the number N of the first drive signals PA1 according to the image data, it is possible to realize a wide gradation expression from the minimum gradation to the maximum gradation.
  • the diameter of the droplet 200 ejected by the second drive signal PB is preferably smaller than the diameter of the nozzle 341.
  • the diameter of the nozzle refers to the diameter when the shape of the opening at the tip of the discharge direction of the nozzle is circular, and when not, it is the diameter of the circle when the area of the opening is replaced with the same circle. .
  • the diameter of the droplet refers to the diameter when the droplet is spherical, and when the droplet is not spherical, it is the diameter of the sphere when the volume is replaced with the same sphere.
  • the diameter of the droplet 100 ejected by the first drive signal PA1 or PA2 is larger than the diameter of the nozzle 341.
  • gradation can be expressed by forming as large a dot as possible on the medium 7.
  • the diameter of the droplet 100 ejected by the first drive signal PA1 or PA2 is a diameter in a state where the first droplet 101 and the second droplet 102 are integrated into one large droplet. It is.
  • the diameter of the droplet 200 ejected by the second drive signal PB is smaller than the diameter of the nozzle 341
  • the diameter of the droplet 100 ejected by the first drive signal PA1 or PA2 is the diameter of the nozzle 341. It is more preferable that it is larger than that.
  • the droplet amount of a droplet ejected by the first drive signal PA1 or PA2 is MA and the droplet amount of a droplet ejected by the second drive signal PB is MB
  • MA ⁇ MB ⁇ 1. .5 is preferable. Accordingly, it is possible to form pixels composed of as large dots as possible on the medium 7 at the maximum gradation while effectively suppressing satellites.
  • the drive cycle TA of the first drive signal PA1 or PA2 and the drive cycle TB of the second drive signal PB within one pixel cycle T are used for expressing gradation on the medium 7 while suppressing satellites.
  • TA TB can be set, but TA ⁇ TB is preferable. Since the large droplet 100 by the first drive signal PA1 or PA2 is relatively slow, by TA ⁇ TB, it is determined by the first drive signal PA1 or PA2 within one pixel period T at dark gradation. A large number of large droplets 100 can be produced at high speed in a short time.
  • the pulse Pa3 and the expansion pulse Pb1) have constant wave heights, and the first drive signal PA1 or PA2 and the second drive signal PB applied to the drive electrodes of the channel 31 corresponding to the same nozzle 341, respectively.
  • the contraction pulses (first contraction pulse Pa2, second contraction pulse Pa4, second contraction pulse Pa5, contraction pulse Pb2,) preferably have a constant wave height as shown in FIG. Since the + Von voltage value and the ⁇ Voff voltage value of each drive signal PA1 or PA2 and PB can be made constant, the configuration of the drive control unit 8 can be further simplified.
  • the droplets 100 ejected by each first drive signal PA1 or PA2 have the same speed. It may be a different speed.
  • FIG. 10 shows a plan view of the flying state with the passage of time of 100 and 200 and the dots D formed on the medium 7 thereby.
  • each droplet 100 is set to the same speed, as shown in FIG. 10A, the three droplets 100 continuously ejected within one pixel period T fly at a constant velocity.
  • the droplet 200 catches up and coalesces because it is faster than the droplet 100 ejected immediately before. Since the combined droplet is faster than the immediately preceding droplet 100, the combined droplet further catches up with the immediately preceding droplet 100 and merges so that all the droplets 100, 200 are combined during the flight. Do it.
  • a pixel composed of dots D by one droplet shown in FIG. 10B is formed on the medium 7.
  • the droplet velocity of the droplet 100 can be adjusted by the pulse width PWA1 of the first expansion pulse Pa1. Accordingly, when the droplet speeds of the respective droplets 100 are made different, it can be performed by adjusting the pulse width PWA1 of the first expansion pulse Pa1 within a range of 0.4 AL or more and 2.0 AL or less.
  • the first drive signal PA1 in order of decreasing pulse width PWA1 of the first expansion pulse Pa1 within one pixel period T. Since each droplet 100 ejected thereby has a higher speed than the droplet 100 ejected later, it is effective when the droplets 100 are surely united during flight.
  • a plan view of the flying state of the droplets 100 and 200 with the passage of time when the speed is increased by about 100 and the dots D formed on the medium 7 by the flying state is shown.
  • the first drive signal PA1 can be applied in the order of increasing pulse width PWA1 of the first expansion pulse Pa1 of the first drive signal PA1, that is, in order of increasing droplet velocity.
  • a plan view of the flying state of the droplets 100 and 200 with the passage of time when the speed is increased by about 100 and the dots D formed on the medium 7 by the flying state is shown.
  • the dot D as shown in FIG. 12B has no influence at all in the application in which the application amount is obtained by using only a large dot as in the case of recording a solid image.
  • the image quality is not greatly affected, but there is a concern that the landing position is slightly shifted every time the droplet amount is different.
  • the droplet velocity changes depending on the timing at which the ejected droplets coalesce, and landing position deviation for each gradation is a problem. It may become.
  • the droplet 100 ejected by the first drive signal PA1 or PA2 and the droplet 200 ejected by the second drive signal PB come together during flight, the energy of the droplet 200 is lost. Affects droplet velocity. This is because the droplet 100 is larger than the droplet 200. Therefore, there is a possibility that the landing position is slightly different between the case where only one droplet 200 is discharged and the case where a plurality of droplets 100 are discharged in addition to the droplet 200.
  • the droplet velocity of the droplet 100 by the first drive signal PA1 or PA2 is VA
  • the droplet amount is MA
  • the droplet velocity of the droplet 200 by the second drive signal PB is VB
  • the droplet amount is MB.
  • the effect of the temporary break depends on the ratio of the momentum of the large droplet to the small droplet (MB ⁇ VB) / (MA ⁇ VA)
  • the impact on the landing is the gap to the media 7 (nozzle of the head 3).
  • the number N of the first drive signals PA1 or PA2 increases and N ⁇ 3
  • the final number of coalescence tends to increase, so the problem of landing position deviation becomes more significant than the others.
  • a signal having a + Von expansion pulse and a ⁇ Voff contraction pulse is used as each drive signal, but the present invention is not limited to this.
  • the deformation of the partition wall 32 occurs due to a voltage difference between two drive electrodes provided so as to sandwich the partition wall 32. Therefore, when ejection is performed by the first drive signal PA1 from the channel 31B illustrated in FIG. ), A + Von first expansion pulse Pa1 and a second expansion pulse Pa3 are applied to the drive electrode 36B in the channel 31B, which is an ejection channel, and the drive electrodes 36A and 36C of the adjacent channels 31A and 31C are applied. In addition, even if the first contraction pulse Pa2 of + Voff is applied, the same driving can be performed.
  • the drive electrode 36B in the channel 31B which is the ejection channel, is applied to + Von.
  • the first expansion pulse Pa1 and the second expansion pulse Pa3 are applied, and the + Voff first contraction pulse Pa2, the second contraction pulse Pa4, and the third contraction pulse Pa4 are applied to the drive electrodes 36A and 36C of the adjacent channels 31A and 31C. Even if the contraction pulse Pa5 is applied, it can be driven similarly.
  • the drive electrode 36B in the channel 31B which is the discharge channel, is applied to + Von.
  • a first expansion pulse Pb1 and a second expansion pulse Pb3 are applied, and a + Voff first contraction pulse Pb2 and a second contraction pulse Pb4 are applied to the drive electrodes 36A and 36C of the adjacent channels 31A and 31C.
  • each drive signal can be configured with only a positive voltage. It can be simplified.
  • the head 3 is exemplified as one in which the partition wall 32 between adjacent channels 31 and 31 is shear-deformed, but the pressure generating means in which the upper wall or the lower wall of the channel is configured by a piezoelectric element such as PZT.
  • the upper wall or the lower wall may be subjected to shear deformation.
  • the ink jet head in the present invention is not limited to the shear mode type.
  • As the ink UV curable ink was used at 40 ° C. The viscosity of the ink at this time was 0.01 Pa ⁇ s.
  • the rectangular wave first drive signal PA1 shown in FIG. 3 is used as the first drive signal, and the pulse width PWA1 of the first expansion pulse Pa1 is changed from 0.2 AL to 2 AL as shown in the graph of FIG. The amount of droplets ejected at each time was measured.
  • the pulse width PWA2 of the first contraction pulse Pa2 0.5AL
  • the pulse width PWA3 1AL of the second expansion pulse Pa3
  • the pulse width PWA4 2AL of the second contraction pulse Pa4
  • the driving cycle 7AL.
  • the droplet velocity was 6 m / s.
  • Example 2 The satellite generation state of each droplet discharged in Example 1 was observed.
  • the state of satellite generation was measured by measuring the separation distance from the main droplet to the satellite at a position flying 1.0 mm from the nozzle, and evaluating the length according to the following criteria. The longer the separation distance, the more the satellites land from the main droplets, affecting the degradation of image quality. The results are shown in Table 1.
  • Inkjet recording apparatus 2 Transport mechanism 21: Transport roller 22: Transport roller pair 23: Transport motor 3: Inkjet head 30: Channel substrate 31: Channel 32: Partition wall 321: Upper wall portion 322: Lower wall portion 33: Cover substrate 331: Common flow path 34: Nozzle plate 341: Nozzle 35: Plate 351: Ink supply port 352: Ink supply pipe 4: Guide rail 5: Carriage 6: Flexible cable 7: Media 71: Recording surface 8: Drive control unit 100: Droplet 101: First droplet 100: Second droplet 200: Droplet D: Dot PA1, PA2: First drive signal Pa1: First expansion pulse Pa2: First contraction pulse Pa3: Second expansion Pulse Pa4: Second contraction pulse Pa5: Third contraction pulse PWA PWA5: Pulse width PWA6: Pause period PB: Second drive signal Pb1: Expansion pulse Pb2: Contraction pulse PWB1, PWB2: Pulse width PWB3: Pause period T: Pixel period TA: Drive period of the first drive signal TB: Drive

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

　短い駆動周期で効率的に安定した大液滴を形成し、サテライトの発生を抑制して高品質の画像記録が可能なインクジェットヘッドの駆動方法及びインクジェット記録装置の提供を目的とし、圧力室の容積を膨張、収縮させて同一ノズルから少なくとも2つの液滴を吐出させ、吐出直後に合体させて大液滴とする第1の駆動信号PA1が、圧力室の容積を膨張、収縮させる第1の膨張パルスPa1と、圧力室の容積を収縮、膨張させる第1の収縮パルスPa2と、圧力室の容積を膨張、収縮させる第2の膨張パルスPa3と、圧力室の容積を収縮、膨張させる第2の収縮パルスPa4とをこの順に有し、第1の膨張パルスPa1及び第1の収縮パルスPa2の印加により1つ目の液滴を吐出させ、第2の膨張パルスPa3及び第2の収縮パルスPa4の印加により2つ目の液滴を吐出させ、且つ、第1の膨張パルスPa1のパルス幅PWA1は、0.4AL以上2.0AL（但し、ALは圧力室における圧力波の音響的共振周期の1/2）である。

Description

インクジェットヘッドの駆動方法及びインクジェット記録装置
　本発明はインクジェットヘッドの駆動方法及びインクジェット記録装置に関し、詳しくは、大液滴を吐出する際、短い駆動周期で安定して形成することができるインクジェットヘッドの駆動方法及びインクジェット記録装置に関する。
　インクジェットヘッドのノズルから吐出された液滴をメディア上に着弾させてドットからなる画素を形成する際、１画素のドット径を大小変更することによって階調表現を行うことが知られている。階調表現のためにドット径を変更する方法としては、１画素周期内に同一ノズルから吐出させる液滴数を変化させる方法や、ドットサイズに応じて駆動信号を変更する方法等がある。
　このうち、前者のドット径を変更する方法は、１画素周期内に印加する駆動信号の個数を変更するだけで簡単に階調を表現できる利点を有している。しかし、大ドットを形成するために駆動信号の個数を多くすると、画素周期は長くなるため、高周波駆動を行う上では課題がある。このため、より短い駆動周期で大液滴を安定して形成できるようにする工夫が求められている。
　従来、インクジェットヘッドの駆動方法として特許文献１～３に記載のものがある。
　特許文献１には、同一のノズルから異なる速度で連続して吐出される少なくとも２つの液滴を吐出する際、速度の遅い方の液滴を速度の速い方の液滴よりも先に吐出させて１つの画素内に重ねて付着させ、１画素を形成することが記載されている。
　しかし、この方法は、２つの液滴をメディア上で重なるように着弾させるため、各液滴の着弾位置ずれを起こし易い問題がある。
　また、特許文献２には、矩形波からなる駆動信号であって、圧力室の容積を膨張させる第１パルス、圧力室の容積を収縮させる第２パルス、圧力室の容積を膨張させる第３パルス、圧力室の容積を収縮させる第４パルスを順次発生させる駆動信号を印加することが記載されている。第３パルスは第１パルスよりもパルス幅が短く、第４パルスは第２パルスよりもパルス幅が短い。そして、第１パルスのパルス幅中心と第３パルスのパルス幅中心との時間差を１ＡＬ、第２パルスのパルス幅中心と第４パルスのパルス幅中心との時間差を１ＡＬ、第１パルスのパルス幅と第３パルスのパルス幅の比、及び、第２パルスのパルス幅と第４パルスのパルス幅の比を、圧力室内のインクの残留振動の減衰率に応じて定めることにより、第１パルス及び第２パルスで発生した圧力波を、第３パルス及び第４パルスでキャンセルするものである。
　この特許文献２では、階調情報に基づいて第１パルスと第２パルスのパルス幅の比を変化させることにより、インクの吐出体積を変化させ、階調印字を行うようにしている。しかし、この方法では、第１パルスと第２パルスのパルス幅の変化に応じて、第３パルスと第４パルスもパルス幅中心との時間差及び比が所定の値になるように調整するため、煩雑な制御を行う必要がある問題がある。
　一方、特許文献３には、インク流路内を圧力波が片道伝播する時間をＴとしたとき、最初に印加する第１の噴射パルス信号のパルス幅を０．３５Ｔ～０．６５Ｔ、２番目以降に印加する噴射パルス信号のパルス幅をほぼＴ、第１の噴射パルス信号とそれに続く噴射パルス信号との時間間隔をＴとして、第１の噴射パルス信号によりノズルから噴射した液滴がノズルから離れる前に２番目の噴射パルス信号による液滴をノズルから噴射させることが記載されている。
　各噴射パルス信号により、アクチュエータ壁が変形してインク流路の容積が増大し、一定時間経過後にアクチュエータ壁が変形前の状態に戻り、インクに圧力が加わることでインク液滴が噴射されるが、第１の噴射パルス信号によって吐出される液滴に２番目の噴射パルス信号によって吐出される液滴が追い付いて一体となった大きな液滴を吐出するようにしている。
特許第３５３０７１７号公報 特許第４２４７０４３号公報 特許第３５５１８２２号公報
　本発明者は、ノズルからできるだけ大きな液滴を効率的に吐出させるため、同一のノズルから複数の液滴を吐出させ、吐出直後の飛翔中に合体させて大液滴を形成する技術に着目した。この方法によれば、同じ液滴量の１個の大液滴をノズルから吐出する場合に比べて、液滴速度を抑制して大液滴を吐出することができ、メディア上での着弾位置調整が煩雑にならなくて済む。
　一方、ノズルから吐出される液滴が大液滴になる程、また、液滴量が大きい場合には液滴速度が速くなる程、サテライトの発生や吐出後の圧力波残響振動が問題となる。サテライトとは、液滴（主滴）がノズルから吐出される際に、その背後に副次的に形成される小さな液滴（飛沫）のことであり、画像品質の低下を招くおそれがある。
　特許文献３には、複数の液滴を飛翔中に合体させて大液滴を形成する技術が開示されているが、本発明者が確認したところ、サテライトの発生を抑制する観点からは十分なものではなかった。
　そこで、本発明は、短い駆動周期で効率的に安定した大液滴を形成し、かつ、サテライトの発生を抑制して高品質の画像記録を行うことができるインクジェットヘッドの駆動方法及びインクジェット記録装置を提供することを課題とする。
　本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
　上述した目的のうちの少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面を反映したインクジェットヘッドの駆動方法は、以下の構成を有する。
　圧力室の容積を膨張又は収縮させる圧力発生手段に駆動信号を印加し、該圧力発生手段を駆動させることによって前記圧力室内の液体に圧力を付与し、ノズルから液滴を吐出させるインクジェットヘッドの駆動方法において、
　同一の前記ノズルから少なくとも２つの液滴を吐出させ、吐出直後に合体させて大液滴を形成する際、前記駆動信号として第１の駆動信号を印加するものであり、
　前記第１の駆動信号は、前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第１の膨張パルスと、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第１の収縮パルスと、前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第２の膨張パルスと、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第２の収縮パルスとをこの順に有し、
　前記第１の膨張パルス及び前記第１の収縮パルスの印加により前記ノズルから１つ目の液滴を吐出させると共に、前記第２の膨張パルス及び前記第２の収縮パルスの印加により２つ目の液滴を吐出させ、
　且つ、前記第１の膨張パルスのパルス幅は、０．４ＡＬ以上２．０ＡＬ以下（但し、ＡＬは前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の１／２）であるインクジェットヘッドの駆動方法。
　上述した目的のうちの少なくとも一つを実現するために、本発明の一側面を反映したインクジェット記録装置は、以下の構成を有する。
　圧力発生手段の駆動によって圧力室内の液体に吐出のための圧力を付与し、ノズルから液滴を吐出させるインクジェットヘッドと、
　前記圧力発生手段を駆動させる駆動信号を出力する駆動制御手段とを備えるインクジェット記録装置において、
　前記駆動信号は、同一の前記ノズルから少なくとも２つの液滴を吐出させ、吐出直後に合体させて大液滴を形成する第１の駆動信号を含み、
　前記第１の駆動信号は、前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第１の膨張パルスと、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第１の収縮パルスと、前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第２の膨張パルスと、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第２の収縮パルスとをこの順に有し、
　前記第１の膨張パルス及び前記第１の収縮パルスの印加により前記ノズルから１つ目の液滴を吐出させると共に、前記第２の膨張パルス及び前記第２の収縮パルスの印加により２つ目の液滴を吐出させ、
　且つ、前記第１の膨張パルスのパルス幅は、０．４ＡＬ以上２．０ＡＬ以下（但し、ＡＬは前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の１／２）であるインクジェット記録装置。
本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す概略構成図 インクジェットヘッドの一例を示す図であり、（ａ）は外観を断面で示す斜視図、（ｂ）は側面から見た断面図 第１の駆動信号の第１の実施形態を説明する図 （ａ）～（ｃ）はインクジェットヘッドの吐出動作を説明する図 第１の駆動信号によって吐出される液滴の概念図 第１の駆動信号の第２の実施形態を説明する図 第２の駆動信号の一例を説明する図 第２の駆動信号によって吐出される液滴の概念図 本発明において階調表現を行う場合のインクジェットヘッドの駆動方法の一例を説明する図 （ａ）は液滴の飛翔状態の一例を説明する図、（ｂ）はそれによってメディア上に形成されたドットを示す図 （ａ）は液滴の飛翔状態の他の一例を説明する図、（ｂ）はそれによってメディア上に形成されたドットを示す図 （ａ）は液滴の飛翔状態のさらに他の一例を説明する図、（ｂ）はそれによってメディア上に形成されたドットを示す図 （ａ）（ｂ）は第１の駆動信号の他の一例を説明する図、（ｂ）は第２の駆動信号の他の一例を説明する図 第１の駆動信号における第１の膨張パルスのパルス幅を変化させたときの液滴量の変化を示すグラフ
　以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
　図１は、本発明に係るインクジェット記録装置の一例を示す概略構成図である。
　インクジェット記録装置１において、搬送機構２は、紙、プラスチックシート、布帛等からなるメディア７を搬送ローラー対２２によって挟持し、搬送モーター２３による搬送ローラー２１の回転によって図中のＹ方向（副走査方向）に搬送する。搬送ローラー２１と搬送ローラー対２２の間に、インクジェットヘッド（以下、単にヘッドという。）３が設けられている。ヘッド３は、ノズル面側がメディア７の記録面７１と対面するようにキャリッジ５に搭載され、フレキシブルケーブル６を介して、本発明における駆動制御手段を構成する駆動制御部８に電気的に接続されている。
　キャリッジ５は、不図示の駆動手段によって、メディア７の幅方向に亘って架け渡されたガイドレール４に沿って、副走査方向と略直交する図中のＸ－Ｘ’方向（主走査方向）に往復移動可能に設けられている。ヘッド３は、キャリッジ５の往復移動に伴ってメディア７の記録面７１を主走査方向に移動し、この移動の過程で、画像データに応じてノズルから液滴を吐出し、インクジェット画像を記録する。
　図２は、ヘッド３の一例を示す図であり、（ａ）は外観を断面で示す斜視図、（ｂ）は側面から見た断面図である。
　ヘッド３において、３０はチャネル基板である。チャネル基板３０には、細溝状の多数のチャネル３１と隔壁３２とが交互となるように並設されている。チャネル基板３０の上面には、全てのチャネル３１の上方を塞ぐようにカバー基板３３が設けられている。チャネル基板３０とカバー基板３３の端面にはノズルプレート３４が接合されている。各チャネル３１の一端は、このノズルプレート３４に形成されたノズル３４１を介して外部と連通している。
　各チャネル３１の他端は、チャネル基板３０に対して徐々に浅溝となるように形成されている。カバー基板３３には各チャネル３１に共通の共通流路３３１が形成されており、この共通流路３３１は各チャネル３１に連通している。共通流路３３１はプレート３５によって閉塞されている。プレート３５にはインク供給口３５１が形成されている。このインク供給口３５１を介して、インク供給管３５２から共通流路３３１及び各チャネル３１内にインクが供給される。
　隔壁３２は、電気・機械変換手段であるＰＺＴ等の圧電素子からなる。この隔壁３２は、上壁部３２１と下壁部３２２とが互いに反対方向に分極処理された圧電素子によって形成されているものを例示している。しかし、隔壁３２において圧電素子によって形成される部分は例えば上壁部３２１のみであってもよい。隔壁３２とチャネル３１は交互に並設されているため、１つの隔壁３２はその両隣のチャネル３１、３１で共用されている。
　チャネル３１の内面には、両隔壁３２、３２の壁面から底面に亘って、それぞれ駆動電極（図２おいては不図示）が形成されている。隔壁３２を挟んで配置される２つの駆動電極に、駆動制御部８から所定電圧の駆動信号が印加されると、隔壁３２が上壁部３２１と下壁部３２２との接合面を境にしてせん断変形する。隣り合う２つの隔壁３２、３２が互いに反対方向にせん断変形すると、該隔壁３２、３２に挟まれたチャネル３１の容積が膨張又は収縮し、内部に圧力波が発生する。これによってチャネル３１内のインクに吐出のための圧力が付与される。
　このヘッド３は、隔壁３２がせん断変形することによってチャネル３１内のインクをノズル３４１から吐出させるせん断モード型のヘッドであり、本発明において好ましい態様である。せん断モード型のヘッドは、駆動信号として後述する矩形波を使用することにより、効率良く液滴を吐出させることができる。
　なお、このヘッド３において、チャネル基板３０、隔壁３２、カバー基板３３、ノズルプレート３４で囲まれるチャネル３１が、本発明における圧力室の一例であり、隔壁３２及びその表面の駆動電極が、本発明における圧力発生手段の一例である。
　駆動制御部８は、ノズル３４１から液滴を吐出させるための駆動信号を生成する。生成された駆動信号はヘッド３に出力され、隔壁３２に形成されている各駆動電極に印加される。
　次に、第１の駆動信号の第１の実施形態について説明する。
　図３は、駆動制御部８において生成される駆動信号としての本発明における第１の駆動信号の第１の実施形態を説明する図である。
　第１の駆動信号ＰＡ１は、同一のノズル３４１から少なくとも２つの液滴を吐出させ、吐出直後の飛翔中に合体させて大液滴を形成するための駆動信号である。この第１の駆動信号ＰＡ１は、チャネル３１の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第１の膨張パルスＰａ１と、チャネル３１の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第１の収縮パルスＰａ２と、チャネル３１の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第２の膨張パルスＰａ３と、チャネル３１の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第２の収縮パルスＰａ４とをこの順に有している。
　本実施形態に示す第１の駆動信号ＰＡ１の第１の膨張パルスＰａ１は、基準電位から立ち上がり、一定時間後に基準電位まで立ち下がるパルスである。第１の収縮パルスＰａ２は、基準電位から立ち下がり、一定時間後に基準電位まで立ち上がるパルスである。第２の膨張パルスＰａ３は、基準電位から立ち上がり、一定時間後に基準電位まで立ち下がるパルスである。第２の収縮パルスＰａ４は、基準電位から立ち下がり、一定時間後に基準電位まで立ち上がるパルスである。なお、ここでは基準電位を０電位としているが特に限定されない。
　このように第１の駆動信号ＰＡ１は、基準電位から立ち上がり、一定時間後に基準電位まで立ち下がる膨張パルスと、基準電位から立ち下がり、一定時間後に基準電位まで立ち上がる収縮パルスとによって構成されるため、単極パルスを使用する場合に比べて駆動電圧を低く抑えることができ、回路負荷及び消費電力を抑えることができる。
　第１の収縮パルスＰａ２は、第１の膨張パルスＰａ１の立ち下がりの終端から休止期間をおくことなく連続して立ち下がっている。また、第２の膨張パルスＰａ３は、第１の収縮パルスＰａ２の立ち上がりの終端から休止期間をおくことなく連続して立ち上がっている。さらに、第２の収縮パルスＰａ４は、第２の膨張パルスＰａ３の立ち下がりの終端から休止期間をおくことなく連続して立ち下がっている。
　そして、第１の膨張パルスＰａ１の印加に続いて第２の収縮パルスＰａ２を駆動電極に印加することにより、ノズル３４１から１つ目の液滴を吐出し、その直後に、第２の膨張パルスＰａ３及び第２の収縮パルスＰａ４を印加することにより、同一のノズル３４１から２つ目の液滴を吐出する。吐出された液滴は吐出直後に合体して大きな液滴を形成し、その後、メディア７上に着弾する。
　この第１の駆動信号ＰＡ１において、第１の膨張パルスＰａ１のパルス幅ＰＷＡ１は、０．４ＡＬ以上２．０ＡＬ以下に設定されている。第１の膨張パルスＰａ１のパルス幅ＰＷＡ１がこの範囲に設定されることにより、２つの液滴によって液量増量を図り、短い駆動周期で効率的に安定した大液滴を吐出させることができると共に、液滴に付随するサテライトの発生を抑制することができて高品質の画像記録を行うことができるインクジェットヘッド３の駆動方法及びインクジェット記録装置１を提供できる。
　パルス幅ＰＷＡ１が０．４ＡＬを下回ると、第１の膨張パルスＰａ１によってノズル３４１から押し出される液滴量が不十分となり、大液滴を形成することが困難となる。また、２．０ＡＬを超えると、駆動効率が悪くなる上、駆動周期が長くなるために短周期での駆動が困難になる。
　なお、本発明において、第１の駆動信号の印加によって同一のノズル３４１から吐出される少なくとも２つの液滴は、吐出直後の飛翔中に合体して大液滴を形成するものであれば、一部が繋がった状態であってもよいし、互いに分離していてもよい。
　上記効果の実効を図る観点から、第１の収縮パルスＰａ２のパルス幅ＰＷＡ２は、０．４ＡＬ以上０．７ＡＬ以下に設定されることが好ましく、０．５ＡＬが最も好ましい。また同様の観点から、第２の膨張パルスＰａ３のパルス幅ＰＷＡ３は、０．８ＡＬ以上１．２ＡＬ以下に設定されることが好ましく、１ＡＬが最も好ましい。さらに同様の観点から、第２の収縮パルスＰａ４のパルス幅ＰＷＡ４は、１．８ＡＬ以上２．２ＡＬ以下に設定されることが好ましく、２ＡＬが最も好ましい。
　ここでＡＬとは、Acoustic Lengthの略であり、チャネル３１における圧力波の音響的共振周期の１／２のことである。ＡＬは、駆動電極に矩形波の駆動信号を印加した際に吐出される液滴の飛翔速度を測定し、矩形波の電圧値を一定にして矩形波のパルス幅を変化させたときに、液滴の飛翔速度が最大になるパルス幅として求められる。
　また、パルスとは、一定電圧波高値の矩形波であり、０Ｖを０％、波高値電圧を１００％とした場合に、パルス幅とは、電圧の０Ｖからの立ち上がり１０％と波高値電圧からの立ち下がり１０％との間の時間として定義する。
　さらに、矩形波とは、電圧の１０％と９０％との間の立ち上がり時間、立ち下がり時間のいずれもがＡＬの１／２以内、好ましくは１／４以内であるような波形を指す。
　次に、この第１の駆動信号ＰＡ１を印加したときのヘッド３の吐出動作について、図４を用いて説明する。図４はヘッド３をチャネル３１の長さ方向と直交する方向に切断した断面の一部を示している。ここでは図４中の中央のチャネル３１Ｂから液滴を吐出させるものとする。また、第１の駆動信号ＰＡ１を印加したときに吐出される液滴の概念図を図５に示す。
　まず、図４（ａ）に示す隔壁３２Ｂ、３２Ｃの中立状態から、駆動電極３６Ａ及び３６Ｃを接地すると共に駆動電極３６Ｂに、第１の駆動信号ＰＡ１における第１の膨張パルスＰａ１を印加すると、隔壁３２Ｂ、３２Ｃは、図４（ｂ）に示すように互いに外側に向けて屈曲変形し、隔壁３２Ｂ、３２Ｃに挟まれたチャネル３１Ｂの容積が膨張する。これによりチャネル３１Ｂ内に負の圧力が発生し、インクが流れ込む。
　第１の膨張パルスＰａ１は０．４ＡＬ以上２．０ＡＬ以下維持された後、第１の膨張パルスＰａ１の印加が終了する。これにより、チャネル３１Ｂの容積は膨張状態から収縮し、隔壁３２Ｂ、３２Ｃは図４（ａ）に示す中立状態に戻る。そして、休止期間をおくことなく引き続いて第１の収縮パルスＰａ２を印加すると、チャネル３１Ｂの容積は直ちに図４（ｃ）に示す収縮状態となる。このとき、チャネル３１Ｂ内のインクに圧力がかかり、ノズル３４１からインクが押し出されて１つ目の液滴として吐出する。
　第１の収縮パルスＰａ２の印加が終了すると、チャネル３１Ｂの容積は収縮状態から膨張し、隔壁３２Ｂ、３２Ｃは図４（ａ）に示す中立状態に戻る。そして、休止期間をおくことなく引き続いて第２の膨張パルスＰａ３を印加すると、チャネル３１Ｂの容積は直ちに図４（ｂ）に示す膨張状態となり、チャネル３１内に負の圧力が発生する。このため、先に吐出された１つ目の液滴の速度が抑制される。また、チャネル３１Ｂ内に発生した負の圧力により、再びインクが流れ込む。
　第２の膨張パルスＰａ３の印加が終了すると、チャネル３１Ｂの容積は膨張状態から収縮し、隔壁３２Ｂ、３２Ｃは図４（ａ）に示す中立状態に戻る。そして、休止期間をおくことなく引き続いて第２の収縮パルスＰａ４を印加すると、チャネル３１Ｂの容積は直ちに図４（ｃ）に示す収縮状態となる。このとき、チャネル３１Ｂ内のインクに大きな圧力がかかり、第１の膨張パルスＰａ１及び第１の収縮パルスＰａ２によって吐出された１つ目の液滴に続いてさらにインクが押し出され、やがて押し出されたインクが千切れて液滴速度の大きな２つ目の液滴が吐出する。
　第１の駆動信号ＰＡ１によって吐出される液滴は、図５に示すように、第１の膨張パルスＰａ１及び第１の収縮パルスＰａ２による液滴速度の小さい第１液滴１０１に続いて、第２の膨張パルスＰａ３及び第２の収縮パルスＰａ４による液滴速度の大きい第２液滴１０２が形成される。吐出当初の液滴１００は、第１液滴１０１と第２液滴１０２とが連なった形態となっているが、第２液滴１０２の吐出速度は第１液滴１０１に比べて十分に大きいため、これらは吐出直後の飛翔中に合体して１個の大きな液滴１００となる。
　第２の収縮パルスＰａ４の印加が終了すると、チャネル３１Ｂの容積は収縮状態から膨張し、隔壁３２Ｂ、３２Ｃは図４（ａ）の中立状態に戻る。
　この液滴１００は、液滴速度の小さい第１液滴１０１と大きい第２液滴１０２とが合体するため、同じ液滴量の１個の大液滴をノズル３４１から吐出する場合に比べて、液滴速度は遅くなる。
　また、この液滴１００は液滴速度が遅いため、同じ液滴量の１個の液滴をノズル３４１から吐出させる場合に比べてサテライト量も抑制される。すなわち、一般にサテライトは、吐出された主滴に付随して後方に伸びるように形成される尾が主滴から分離することによって発生する。この尾は、液滴速度が速くなるほど長くなり、主滴から離れた位置で分離し易くなる。尾が主滴から離れた位置で分離すると、サテライトの着弾位置も主滴から大きく離れてしまい、画質を低下させる原因となる。換言すれば、サテライトが主滴に近接して分離する限り、両者はほぼ同一位置に着弾するため画質に影響を与えることは少ない。第１の駆動信号ＰＡ１によれば、液滴量を大きくしても低速で吐出できるため、液滴１００（主滴）に付随する尾の長さを短くすることができ、主滴に近接した位置でサテライトを分離させることができる。従って、大きな液滴１００を吐出しながらもサテライトによる影響を抑制することができる。このため、液滴１００を吐出した際のサテライトが画像品質を低下させる問題は生じない。
　なお、本発明において液滴速度は、液滴観測装置によって液滴を画像認識し、吐出からの経過時間とその際に液滴が存在する位置座標を得ることによって算出される。具体的には、液滴がノズル面から５００μｍ離れた位置から５０μｓの間に飛翔する距離から算出される。吐出からの経過時間は、インクジェットヘッドの吐出信号と観測用のストロボとを同期させることで算出することができる。また、液滴の位置座標は、飛翔画像を画像処理することで算出することができる。
　第１の駆動信号ＰＡ１における第１の膨張パルスＰａ１のパルス幅ＰＷＡ１は、０．４ＡＬ以上０．７ＡＬ以下、又は、１．３ＡＬ以上１．８ＡＬ以下に設定するとさらに好ましい。これにより、サテライトの影響を抑制しつつ、第１の駆動信号ＰＡ１を短周期で連続して駆動した場合における各液滴の液滴速度の変動を抑えることができる。
　また、第１の駆動信号ＰＡ１は矩形波であることが好ましい。第１の駆動信号ＰＡ１を構成する第１の膨張パルスＰａ１、第１の収縮パルスＰａ２、第２の膨張パルスＰａ３及び第２の収縮パルスＰａ４は、図３に示すように矩形波で構成されている。特にせん断モード型のヘッド３は、矩形波からなる駆動信号の印加に対して、圧力波を位相を揃えて発生させることができるため、液滴を効率良く吐出することができると共に、駆動電圧をさらに低く抑えることが可能である。一般に吐出、非吐出を問わずヘッド３には常に電圧が掛かるので、低い駆動電圧はヘッド３の発熱を抑え、液滴を安定的に吐出させる上で重要である。
　また、矩形波は、簡単なデジタル回路を用いることで容易に生成可能であるため、傾斜波を有する台形波を用いる場合に比べ、回路構成も簡素化できる。
　第１の駆動信号ＰＡ１において、第１の膨張パルスＰａ１の電圧値と第２の膨張パルスＰａ３の電圧値とが等しく、且つ、第１の収縮パルスＰａ２の電圧値と第２の収縮パルスＰａ４の電圧値とが等しいことが好ましい。電源は少なくとも２つで足りるため、電源数を削減できる。これにより駆動制御部８の回路構成を簡易化できる。
　また、このとき、第１の膨張パルスＰａ１及び第２の膨張パルスＰａ３の電圧値をＶＨ２、第１の収縮パルスＰａ２及び第２の収縮パルスＰａ４の電圧値をＶＨ１としたとき、｜ＶＨ２｜／｜ＶＨ１｜＝２／１であることが好ましい。これによってノズル３４１内のインクメニスカスの戻りを促進して、高周波駆動が可能となる。また、特に高粘度インクを使用する場合の飛翔安定化を図ることもできる。
　次に、第１の駆動信号の第２の実施形態について説明する。
　図６は、駆動制御部８において生成される駆動信号としての本発明における第１の駆動信号の第２の実施形態を説明する図である。
　第１の駆動信号ＰＡ２は、第１の駆動信号ＰＡ１と同様に、同一のノズル３４１から少なくとも２つの液滴を吐出させ、吐出直後の飛翔中に合体させて大液滴を形成するための駆動信号である。この第１の駆動信号ＰＡ２は、チャネル３１の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第１の膨張パルスＰａ１と、チャネル３１の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第１の収縮パルスＰａ２と、チャネル３１の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第２の膨張パルスＰａ３と、チャネル３１の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第２の収縮パルスＰａ４と、チャネル３１の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第３の収縮パルスＰａ５をこの順に有している。
　本実施形態に示す第１の駆動信号ＰＡ２の波形の構成は、第２の収縮パルスＰａ４の印加終了から間隔をおいて第３の収縮パルスＰａ５が付加されている点のみが第１の駆動信号ＰＡ１とは異なっている。この第３の収縮パルスＰａ５は、基準電位から立ち下がり、一定時間後に基準電位まで立ち上がるパルスである。なお、ここでも基準電位を０電位としているが特に限定されない。
　この第１の駆動信号ＰＡ２においても、第１の膨張パルスＰａ１のパルス幅ＰＷＡ１は、０．４ＡＬ以上２．０ＡＬ以下に設定されている。そして、第１の膨張パルスＰａ１及び第１の収縮パルスＰａ２の印加によりノズル３４１から１つ目の液滴を吐出した直後に第２の膨張パルスＰａ３及び第２の収縮パルスＰａ４を印加して２つ目の液滴を吐出する。このため、第１の駆動信号ＰＡ１を使用するインクジェットヘッド３の駆動方法及びインクジェット記録装置１と同様の効果を奏する。
　さらに、第２の収縮パルスＰａ４のパルス幅ＰＷＡ４は、０．３ＡＬ以上０．７ＡＬ以下に設定され、第３の収縮パルスＰａ５のパルス幅ＰＷＡ５は、０．８ＡＬ以上１．２ＡＬ以下に設定され、第２の収縮パルスＰａ４の印加終了から０．３ＡＬ以上０．７ＡＬ以下の間隔、すなわち休止期間ＰＷＡ６をおいて第３の収縮パルスＰａ５が印加されるように設定されている。これにより、主滴に付随する尾の千切れを促進してサテライトの影響をより低減することができる。さらに、第３の収縮パルスＰａ５によってチャネル３１内の圧力波残響振動も効果的にキャンセルすることができる。
　この効果の実効を図る上では、第２の収縮パルスＰａ４のパルス幅ＰＷＡ４は０．５ＡＬが最も好ましく、第３の収縮パルスＰａ５のパルス幅ＰＷＡ５は１ＡＬが最も好ましく、第２の収縮パルスＰａ４の印加終了から０．５ＡＬの間隔をおいて第３の収縮パルスＰａ５が印加されることが最も好ましい。
　また、上記効果の実効を図る観点から、第１の収縮パルスＰａ２のパルス幅ＰＷＡ２及び第２の膨張パルスＰａ３のパルス幅ＰＷＡ３は、第１の駆動信号ＰＡ１における第１の収縮パルスＰａ２及び第２の膨張パルスＰａ３と同様にすることが好ましい。
　次に、この第１の駆動信号ＰＡ２を印加したときのヘッド３の吐出動作について、第１の駆動信号ＰＡ１と同様に図４を用いて説明する。第１の膨張パルスＰａ１から第２の膨張パルスＰａ３までは第１の駆動信号ＰＡ１と同一であるため、これらの説明は第１の駆動信号ＰＡ１における説明を援用し、ここでは省略する。
　この第１の駆動信号ＰＡ２における第２の膨張パルスＰａ３の印加が終了すると、隔壁３２Ｂ、３２Ｃに挟まれたチャネル３１Ｂの容積は膨張状態から収縮し、隔壁３２Ｂ、３２Ｃは図４（ａ）に示す中立状態に戻る。そして、休止期間をおくことなく引き続いて駆動電極３６Ｂに第２の収縮パルスＰａ４を印加すると、チャネル３１Ｂの容積は直ちに図４（ｃ）に示す収縮状態となる。このとき、チャネル３１Ｂ内のインクに大きな圧力がかかり、第１の膨張パルスＰａ１及び第１の収縮パルスＰａ２によって吐出されたインクに続いてさらにインクが吐出され、図５と同様に第１液滴１０１と第２液滴１０２からなる大きな液滴１００が吐出される。
　第２の収縮パルスＰａ４が０．３ＡＬ以上０．７ＡＬ以下維持された後、チャネル３１Ｂの容積は収縮状態から膨張し、隔壁３２Ｂ、３２Ｃは図４（ａ）に示す中立状態に戻る。この際、チャネル３１内には負の圧力が発生するため、インクメニスカスはチャネル３１内に発生した負の圧力によって比較的早期に引き戻される。このため、吐出されたインク滴の尾が早期に千切れ、吐出された液滴１００（主滴）に付随する尾は短くなる。従って、サテライトの影響を、第１の駆動信号ＰＡ１の場合に比較してさらに低減することができる。
　また、第２の収縮パルスＰａ４の印加が終了して隔壁３２Ｂ、３２Ｃが図４（ａ）に示す中立状態に戻った後、０．３ＡＬ以上０．７ＡＬ以下の間隔をおいて第３の収縮パルスＰａ５が印加されると、チャネル３１Ｂの容積は再び図４（ｃ）に示す収縮状態になる。そして、０．８ＡＬ以上１．２ＡＬ以下経過した後、チャネル３１内に正の圧力が残留している間にチャネル３１Ｂの容積が膨張し、隔壁３２Ｂ、３２Ｃが再び図４（ａ）に示す中立状態に戻される。これにより、チャネル３１内に負の圧力が発生し、圧力波残響振動はキャンセルされる。
　この第１の駆動信号ＰＡ２においても、第１の駆動信号ＰＡ１と同様の理由で、第１の膨張パルスＰａ１のパルス幅ＰＷＡ１は、０．４ＡＬ以上０．７ＡＬ以下、又は、１．３ＡＬ以上１．８ＡＬ以下に設定するとさらに好ましい。
　また、第１の駆動信号ＰＡ２も、第１の駆動信号ＰＡ１と同様の理由で矩形波であることが好ましい。第１の駆動信号ＰＡ２を構成する第１の膨張パルスＰａ１、第１の収縮パルスＰａ２、第２の膨張パルスＰａ３、第２の収縮パルスＰａ４及び第３の収縮パルスＰａ５も、図６に示すように矩形波で構成されている。
　第１の駆動信号ＰＡ２においても、第１の駆動信号ＰＡ１と同様の理由で、第１の膨張パルスＰａ１の電圧値と第２の膨張パルスＰａ３の電圧値とが等しく、且つ、第１の収縮パルスＰａ２の電圧値と第２の収縮パルスＰａ４の電圧値と第３の収縮パルスＰａ５の電圧値とが等しいことが好ましい。
　また、このとき、第１の駆動信号ＰＡ１と同様の理由で、第１の膨張パルスＰａ１及び第２の膨張パルスＰａ３の電圧値をＶＨ２、第１の収縮パルスＰａ２、第２の収縮パルスＰａ４及び第３の収縮パルスＰａ５の電圧値をＶＨ１としたとき、｜ＶＨ２｜／｜ＶＨ１｜＝２／１であることが好ましい。
　次に、階調表現を行う場合について説明する。
　本発明において階調表現を行うために液滴を吐出する際、上記した第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２に、該第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２による液滴１００よりも相対的に高速で小さな液滴を吐出する第２の駆動信号ＰＢを組み合わせ、１画素周期内で、Ｎ個（Ｎは０以上の整数）の第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２と、少なくとも最後に第２の駆動信号ＰＢとを印加し、且つ、画像データに応じて、Ｎの個数を変化させるものである。なお、１画素周期とは、ノズル３４１から吐出された液滴をメディア７上に着弾させることによってドットによる各画素を形成するための時間間隔のことである。
　ここで第２の駆動信号ＰＢについて説明する。
　図７は、駆動制御部８において生成される駆動信号としての本発明における第２の駆動信号を説明する図である。但し、図７に示される第２の駆動信号ＰＢは、本発明における好ましい一例であって、何ら図示するものに限定されない。
　第２の駆動信号ＰＢは、チャネル３１の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる膨張パルスＰｂ１と、チャネル３１の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる収縮パルスＰｂ２とをこの順に有している。
　本実施形態に示す第２の駆動信号ＰＢの膨張パルスＰｂ１は、基準電位から立ち上がり、一定時間後に基準電位まで立ち下がるパルスである。収縮パルスＰｂ２は、基準電位から立ち下がり、一定時間後に基準電位まで立ち上がるパルスである。なお、ここでも基準電位を０電位としているが特に限定されない。
　この第２の駆動信号ＰＢにおいても、膨張パルスＰｂ１の電圧値をＶＨ２、収縮パルスＰｂ２の電圧値をＶＨ１としたとき、｜ＶＨ２｜／｜ＶＨ１｜＝２／１であることが好ましい。
　この第２の駆動信号ＰＢの例において、膨張パルスＰｂ１の立ち下がりの終端と収縮パルスＰｂ２の立ち下がりの始端との間には、基準電位を一定期間維持する休止期間ＰＷＢ３が設けられている。これは、第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２との関係で、チャネル３１の容積が膨張パルスＰｂ１による膨張状態から収縮パルスＰｂ２による収縮状態に一気に変化することによって液滴速度が速くなりすぎるのを避け、吐出される液滴の液滴量が大きくなりすぎるのを避けるためである。この休止期間ＰＷＢ３の長さを調整することによって、第２の駆動信号ＰＢの印加によって吐出される液滴の速度及び液滴量を、第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２によって吐出される液滴との関係で、容易に調整することができる。このため、この休止期間ＰＷＢ３は第２の駆動信号ＰＢにおいて好ましく設けられる。
　第２の駆動信号ＰＢを構成する膨張パルスＰｂ１及び収縮パルスＰｂ２も、第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２と同様の理由で、図示するように矩形波であることが好ましい。
　膨張パルスＰｂ１のパルス幅ＰＷＢ１は０．８ＡＬ以上１．２ＡＬ以下、収縮パルスＰｂ２のパルス幅ＰＷＢ２は１．８ＡＬ以上２．２ＡＬ以下であることが好ましい。これによって効率良く液滴を吐出することができる。また、休止期間ＰＷＢ３は、長くなりすぎると、吐出効率が大きく低下するため、１／４ＡＬ以下で調整することが好ましい。
　次に、第２の駆動信号ＰＢを印加したときのヘッド３の吐出動作について、図４を用いて説明する。また、第２の駆動信号ＰＢを印加したときに吐出される液滴の概念図を図８に示す。
　図４（ａ）に示すように、互いに隣り合うチャネル３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ内の駆動電極３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃのいずれにも駆動信号が印加されない時は、隔壁３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄは変形しない中立状態となっている。そして、駆動電極３６Ａ及び３６Ｃを接地すると共に駆動電極３６Ｂに、第２の駆動信号ＰＢにおける膨張パルスＰｂ１を印加すると、隔壁３２Ｂ、３２Ｃを構成する圧電素子の分極方向に直角な方向の電界が生じる。これにより隔壁３２Ｂ、３２Ｃは、図４（ｂ）に示すように互いに外側に向けて屈曲変形し、チャネル３１Ｂの容積が膨張する（Draw）。これによりチャネル３１Ｂ内に負の圧力が発生し、インクが流れ込む。
　チャネル３１Ｂ内の圧力は１ＡＬ毎に反転するため、この膨張パルスＰａ１を０．８ＡＬ以上１．２ＡＬ以下の期間維持すると、チャネル３１Ｂ内は正の圧力に転じる。このタイミングで膨張パルスＰｂ１の印加を終了して基準電位まで戻すと、隔壁３２Ｂ、３２Ｃに挟まれたチャネル３１Ｂの容積は膨張状態から収縮する。これにより、隔壁３２Ｂ、３２Ｃは図４（ａ）に示す中立状態に戻る（Release）。このとき、チャネル３１Ｂ内のインクに大きな圧力がかかり、インクはノズル３４１から押し出される方向に移動する。
　休止期間ＰＷＢ３だけ隔壁３２Ｂ、３２Ｃの中立状態を維持した後、駆動電極３６Ｂに収縮パルスＰｂ２を印加すると、隔壁３２Ｂ、３２Ｃは図４（ｃ）に示すように互いに内側に向けて屈曲変形し、チャネル３１Ｂの容積が収縮する（Reinforce）。その結果、チャネル３１Ｂ内のインクにさらに圧力がかかり、ノズル３４１から押し出される方向に移動したインクがさらに押し出される。その後、押し出されたインクが千切れて、図８に示すように１個の液滴２００が吐出される。
　この液滴２００は、上述した第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２による液滴１００に比べて液滴量が小さい小液滴となる。この液滴２００の吐出時、サテライトは発生しないか、発生しても極く少量に抑制される。
　収縮パルスＰｂ２による収縮状態は、１．８Ａ以上２．２ＡＬ以下経過した後、チャネル３１Ｂ内の圧力が正に転じている際に元に戻される。これによって、チャネル３１Ｂの容積は収縮状態から膨張し、隔壁３２Ｂ、３２Ｃは図４（ａ）の中立状態に戻る。
　図９は、以上説明した第１の駆動信号ＰＡ１と第２の駆動信号ＰＢとを組み合わせて階調表現を行う場合の駆動方法の一例を示している。ここでは１画素周期Ｔ内において印加する第１の駆動信号ＰＡ１の個数を０個（Ｎ＝０）から最大で４個（Ｎ＝４）まで変化させることにより、Level０（最小階調）からLevel５（最大階調）の６段階の階調表現を行う例を示している。Level０は全く駆動信号を印加しない場合である。なお、図示しないが、第１の駆動信号ＰＡ２も、第１の駆動信号ＰＡ１と同様にして第２の駆動信号ＰＢと組み合わせて、以下に説明する階調表現を行うことができることはもちろんである。
　Level１からLevel５の階調を表現する各駆動信号群は、駆動制御部８内に予め階調毎に対応付けて記憶しておくことができる。駆動制御部８は、画像データに応じて所望の階調を選択し、それに対応する駆動信号群を呼び出した後、その駆動信号群をヘッド３に印加する。
　本発明において階調表現を行う場合、Level０を除き、１画素周期Ｔの少なくとも最後に第２の駆動信号ＰＢを印加することによって、同一のノズル３４１から吐出させる液滴数を変化させる。このとき、階調は、第１の駆動信号ＰＡ１を印加する個数Ｎを０以上の整数で変化させ、メディア７上で液滴からなるドットによる画素を形成することによって表現することができる。１画素周期Ｔ内に同一のノズル３４１から複数の液滴が吐出される場合、該複数の液滴を飛翔中に合一させることにより、メディア７上に１つの合体した液滴からなるドットによって画素を形成することができる。また、複数の液滴をメディア７上に重なり合うように着弾させることによって複数のドットの集合体からなるドットによって画素を形成することもできる。
　第１の駆動信号ＰＡ１は、第２の駆動信号ＰＢによる液滴２００に比べて相対的に大きな液滴１００を吐出する駆動信号である。このため、第１の駆動信号ＰＡ１が１画素周期Ｔ内に１個以上印加されることによって、主として大ドットを形成し、濃い階調を表現することに寄与する。また、上述したように液滴１００は、液滴２００に比べて相対的に低速であり、発生するサテライトは同一画素周期Ｔ内で後に吐出される液滴に捕捉される。従って、サテライトが画像品質を低下させる程の問題にはならない。
　液滴１００は、液滴２００に比べて液滴量が大きい大液滴となる。しかし、液滴速度の小さい第１液滴１０１と液滴速度の大きい第２液滴１０２とが合体するため、同じ液滴量の１個の大液滴をノズル３４１から吐出する場合に比べて液滴速度は遅くなる。本実施形態によれば、液滴１００は液滴２００よりも低速となる。
　このとき、液滴２００の液滴速度は、液滴１００の第２液滴１０２の液滴速度より小さく調整することが好ましい。液滴１００のサテライト量は第２液滴１０２の液滴速度に依存し、液滴２００の液滴速度を、液滴１００の第２液滴１０２の液滴速度より小さく調整することにより、液滴２００のサテライト量を抑制することができる。
　１画素周期Ｔ内に複数の液滴が吐出される場合、先行の液滴のサテライトは同一画素周期Ｔ内で後に吐出される液滴に捕捉されるため、画像品質の観点から、１画素周期Ｔ内の最後に吐出される液滴に付随するサテライトが特に問題となる。本実施形態においては、１画素周期Ｔ内の最後には必ず第２の駆動信号ＰＢが印加され、これによって、第１の駆動信号ＰＡ１による液滴１００に比べて相対的に小さな液滴２００が吐出されるため、サテライトは発生しないか又は抑制される。
　従って、１画素周期Ｔ内で第１の駆動信号ＰＡ１及び第２の駆動信号ＰＢを印加し、複数の液滴を吐出することでメディア７上に大ドットを形成しても、サテライトが抑制された高品質の画像記録を行うことができる。
　図９において、ＴＡは１画素周期Ｔ内における第１の駆動信号ＰＡ１の駆動周期、ＴＢは１画素周期Ｔ内における第２の駆動信号ＰＢの駆動周期である。第１の駆動信号ＰＡ１は、後続の駆動信号との間に所定の休止期間Ｔ１をおいて印加され、最後に印加される１個の第２の駆動信号ＰＢの印加終了から次の１画素周期Ｔの開始までの間に所定の休止期間Ｔ２をおいた例を示している。
　複数の液滴間に存在するサテライトの影響を低減する観点から、休止期間Ｔ１は２ＡＬ以下であることが好ましく、液滴吐出後の残留振動の影響を抑え、後続の液滴吐出を安定化させる観点から、休止期間Ｔ２は１．５ＡＬ以上であることが好ましい。
　階調表現を行うために液滴を吐出させる際、Level０を除き、１画素周期Ｔ内の少なくとも最後に必ず１個の第２の駆動信号ＰＢが印加されることが好ましい。従って、１画素周期Ｔ内の最後に印加される第２の駆動信号ＰＢの前に、１個以上の第２の駆動信号ＰＢを印加することをなんら妨げるものではない。この場合、第２の駆動信号ＰＢが、１画素周期Ｔ内の最初に印加される場合もあり得るが、第２の駆動信号ＰＢの休止期間ＰＷＢ３を、最後に印加する第２の駆動信号ＰＢの休止期間ＰＷＢ３より長く設定することで、最初に吐出される液滴が最後に吐出される液滴よりも速度が遅くなるようにして、着弾性を改善することが好ましい。
　また、第１の駆動信号ＰＡ１の個数Ｎは０以上の整数であればよく、図示する個数に限定されないが、いずれの階調も、１画素周期Ｔの最後には必ず第２の駆動信号ＰＢが印加される。このため、いずれの階調を表現する場合でもサテライトは抑制される。なお、液滴を吐出するいずれの階調も、最後に印加される第２の駆動信号ＰＢは、図示するように、１画素周期Ｔ内の同一のタイミングとなるように印加される。
　この第２の駆動信号ＰＢは、１画素周期Ｔ内で時系列に並べられた複数の駆動信号のうちで最も小さな液滴を形成するための駆動信号であることが好ましい。これによってサテライトを抑制する効果をさらに高めることができる。
　さらに、第２の駆動信号ＰＢが、１画素周期Ｔ内で時系列に並べられた複数の駆動信号のうちで最も小さな液滴で、且つ、液滴速度が速い液滴を形成するための駆動信号であることが、サテライトの抑制効果及び着弾位置ずれの抑制効果を高める観点から好ましい。
　ここでは、第１の駆動信号ＰＡ１によって１０ｐｌの液滴１００を吐出し、第２の駆動信号ＰＢによって６ｐｌの液滴２００を吐出するものを想定している。このため、Level１＝６ｐｌ、Level２＝１６ｐｌ、Level３＝２６ｐｌ、Level４＝３６ｐｌ、Level５＝４６ｐｌとなり、第２の駆動信号ＰＢによる最小液量（６ｐｌ）を確保したまま広い階調を表現することができる。
　一般に、第２の駆動信号ＰＢと同様のＤＲＲ（Draw-Release-Reinforce）波形からなる駆動信号を用い、そのパルス幅を長くすることによっても大液滴を吐出することはできる。しかし、この場合は長周期の駆動信号となるため、最大階調を表現する場合のように、１画素周期Ｔ内の限られた時間内に多くの液滴を吐出することはできない。しかし、第１の駆動信号ＰＡ１によれば、短い周期で相対的に低速の大きな液滴１００を吐出することができるため、１画素周期Ｔ内の限られた時間内で、より多くの液滴を吐出することができる。従って、第１の駆動信号ＰＡ１の個数Ｎを画像データに応じて変化させることにより、最小階調から最大階調に亘って広い階調表現を実現することができる。
　階調表現において、第２の駆動信号ＰＢによって吐出される液滴２００の直径は、ノズル３４１の直径よりも小さいものであることが好ましい。ノズル３４１の直径よりも小径の液滴２００とすることにより、サテライト抑制効果をより高めることができる。
　ここで、ノズルの直径とは、ノズルの吐出方向先端の開口の形状が円形の場合はその直径を指し、円形でない場合は、開口の面積が同じ円に置き換えた場合のその円の直径とする。
　また、液滴の直径とは、液滴が球形の場合はその直径を指し、球形でない場合は、体積が同じ球に置き換えた場合のその球の直径とする。
　一方、第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２によって吐出される液滴１００の直径は、ノズル３４１の直径よりも大きいものであることが好ましい。ノズル３４１の直径よりも大径の液滴１００とすることにより、メディア７上に可及的に大きなドットを形成することによって階調を表現することができる。
　なお、第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２によって吐出される液滴１００の直径は、第１液滴１０１と第２液滴１０２とが一体化して１個の大きな液滴となった状態での直径である。
　もちろん、第２の駆動信号ＰＢによって吐出される液滴２００の直径がノズル３４１の直径よりも小さく、且つ、第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２によって吐出される液滴１００の直径がノズル３４１の直径よりも大きいものであることがより好ましい。
　また、第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２によって吐出される液滴の液滴量をＭＡ、第２の駆動信号ＰＢによって吐出される液滴の液滴量をＭＢとしたとき、ＭＡ≧ＭＢ×１．５であることが好ましい。これにより、サテライトを効果的に抑制しつつ、最大階調時にメディア７上に可及的に大ドットからなる画素を形成することができる。
　ところで、一般に隔壁３２を隣り合うチャネル３１で共用するせん断モード型のヘッド３では、１つのチャネル３１が吐出のための駆動しているとき、その両隣のチャネル３１、３１は吐出を行うことができない。このため、液滴を吐出する吐出チャネルと液滴を吐出しないダミーチャネルとを交互となるように配置させた独立駆動タイプのヘッドとすることが知られている。ヘッド３がこのような独立駆動タイプのヘッドである場合、吐出チャネルは全ての画素周期Ｔにおいて吐出を行う可能性があるため、画素を形成する画素周期Ｔが連続する場合がある。
　このとき、１画素周期Ｔ内の第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２の駆動周期ＴＡと第２の駆動信号ＰＢの駆動周期ＴＢは、サテライトを抑制しつつメディア７上に階調を表現する上ではＴＡ＝ＴＢとすることもできるが、ＴＡ≦ＴＢとすることが好ましい。第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２による大きな液滴１００は相対的に低速であるため、ＴＡ≦ＴＢとすることで、濃階調時に、１画素周期Ｔ内に第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２による大きな液滴１００を短時間で高速に数多く作り出すことができる。
　また、同一のノズル３４１に対応するチャネル３１の駆動電極に印加される第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２と第２の駆動信号ＰＢのそれぞれの膨張パルス（第１の膨張パルスＰａ１、第２の膨張パルスＰａ３、膨張パルスＰｂ１）は、波高が一定であり、且つ、同一のノズル３４１に対応するチャネル３１の駆動電極に印加される第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２と第２の駆動信号ＰＢのそれぞれの収縮パルス（第１の収縮パルスＰａ２、第２の収縮パルスＰａ４、第２の収縮パルスＰａ５、収縮パルスＰｂ２、）は、図９に示すように波高が一定であることが好ましい。各駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２、ＰＢの＋Ｖonの電圧値及び－Ｖoffの電圧値をそれぞれ一定にできるため、駆動制御部８の構成をさらに簡素化できる。
　１画素周期Ｔ内に印加される第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２の個数ＮがＮ≧２であるとき、各第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２によって吐出される液滴１００は同一速度であってもよいし、異なる速度であってもよい。
　図１０は、一例として図９に示すLevel４（Ｎ＝３）の場合に、複数の第１の駆動信号ＰＡ１によって同一のノズル３４１から吐出される各液滴１００を同一速度にしたときの液滴１００、２００の時間経過に伴う飛翔状態と、それによってメディア７上に形成されるドットＤの平面図を示している。
　各液滴１００を同一速度とする場合、図１０（ａ）に示すように、１画素周期Ｔ内で連続して吐出される３個の液滴１００は、それぞれ等速で飛翔する。そして、第２の駆動信号ＰＢによる最終の液滴２００が吐出されると、液滴２００はその直前に吐出された液滴１００よりも高速であるために追い付いて合一する。合一滴は、さらにその直前の液滴１００よりも高速であるため、合一滴がさらにその直前の液滴１００に追い付いて合一していくことで飛翔中に全ての液滴１００、２００が合一する。その結果、メディア７上に図１０（ｂ）に示す１個の液滴によるドットＤからなる画素を形成する。
　また、液滴１００の液滴速度は、第１の膨張パルスＰａ１のパルス幅ＰＷＡ１によって調整することができる。従って、各液滴１００の液滴速度を異ならせる場合、この第１の膨張パルスＰａ１のパルス幅ＰＷＡ１を、０．４ＡＬ以上２．０ＡＬ以下の範囲内において調整することによって行うことができる。
　このとき、１画素周期Ｔ内において、第１の膨張パルスＰａ１のパルス幅ＰＷＡ１が短い順に第１の駆動信号ＰＡ１を印加することが好ましい。これによって吐出される各液滴１００は、後から吐出される液滴１００ほど速度が速くなるため、各液滴１００を飛翔中に確実に合一させたい場合に有効である。
　図１１は、一例として図９に示すLevel４（Ｎ＝３）の場合に、複数の第１の駆動信号ＰＡ１によって同一のノズル３４１から吐出される各液滴１００を、後から吐出される液滴１００ほど速度が速くなるようにしたときの液滴１００、２００の時間経過に伴う飛翔状態と、それによってメディア７上に形成されるドットＤの平面図を示している。
　この場合、図１１（ａ）に示すように、１画素周期Ｔ内で連続して吐出される３個の液滴１００が飛翔中に合一して合一滴を形成し、最後に液滴２００が合一滴に追い付いて合一することで飛翔中に全ての液滴１００、２００が合一する。その結果、メディア７上に図１１（ｂ）に示す１個の液滴によるドットＤを形成する。
　また、１画素周期Ｔ内において、第１の駆動信号ＰＡ１の第１の膨張パルスＰａ１のパルス幅ＰＷＡ１が長い順、すなわち液滴速度が速い順に第１の駆動信号ＰＡ１を印加することもできる。
　図１２は、一例として図９に示すLevel４（Ｎ＝３）の場合に、複数の第１の駆動信号ＰＡ１によって同一のノズル３４１から吐出される各液滴１００を、先に吐出される液滴１００ほど速度が速くなるようにしたときの液滴１００、２００の時間経過に伴う飛翔状態と、それによってメディア７上に形成されるドットＤの平面図を示している。
　この場合は、図１２（ａ）に示すように、第２の駆動信号ＰＢによる液滴２００がその直前に吐出された液滴１００と合一して合一滴を形成する以外は、図１２（ｂ）に示すように複数のドットがメディア７上に重なり合った１つのドットＤからなる画素を形成することになる。これは、吐出後の早い段階で最後に吐出された液滴２００のエネルギーが失われたためである。
　この図１２（ｂ）に示すようなドットＤは、ベタ画像を記録する場合のように大ドットのみを利用して塗布量を稼ぐ用途では全く影響はない。また、階調表現を行う場合でも画質に大きな影響はないが、液滴量が異なる毎に着弾位置が僅かにずれる懸念がある。
　１画素周期Ｔ内に吐出する液滴数を変化させて階調表現を行う場合、吐出される各液滴が合一するタイミングによって液滴速度が変化し、階調毎の着弾位置ずれが問題となる場合がある。特に、第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２によって吐出される液滴１００と第２の駆動信号ＰＢによって吐出される液滴２００とが飛翔中に合一すると、液滴２００のエネルギーが失われてしまい、液滴速度に影響する。液滴２００よりも液滴１００の方が相対的に大液滴だからである。従って、１個の液滴２００のみを吐出する場合と、液滴２００の他に複数の液滴１００も吐出する場合とで着弾位置が僅かに異なるおそれがある。
　第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２による液滴１００の液滴速度をＶＡ、その液滴量をＭＡ、第２の駆動信号ＰＢによる液滴２００の液滴速度をＶＢ、その液滴量をＭＢとしたとき、合一時の影響は、大液滴と小液滴の運動量の比（ＭＢ×ＶＢ）／（ＭＡ×ＶＡ）に依存し、着弾への影響はメディア７までのギャップ（ヘッド３のノズル面とメディア７との間の距離）Ｌに依存する。また、第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２の個数Ｎが多くなってＮ≧３になると、最終的な合一回数が増える傾向となるため、着弾位置ずれの問題は他に比べて顕著となる。
　そこで、１画素周期Ｔ内に印加される第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２の個数ＮがＮ≧３である場合に、少なくともノズルから（Ｌ×ＭＢ×ＶＢ）／（ＭＡ×ＶＡ）離れた位置までは、１画素周期Ｔの最後に印加される第２の駆動信号ＰＢによる液滴２００と、その直前に印加される第１の駆動信号ＰＡ１又はＰＡ２による液滴１００とが合一滴を形成しないようにすることが好ましい。すなわち、液滴１００と液滴２００は、ノズルから（Ｌ×ＭＢ×ＶＢ）／（ＭＡ×ＶＡ）離れた位置を越えた後に合一するか、又は、メディア７上に重なり合うように着弾する。
　これにより、階調毎の着弾位置ずれを抑制することができる。また、１画素周期Ｔ内の最後に吐出される液滴２００の速度を必要以上に上げなくてもよいため、サテライトの発生もさらに抑制することができる。
　以上の説明では、各駆動信号として＋Ｖonの膨張パルスと－Ｖoffの収縮パルスとを有するものを使用したが、これに限らない。隔壁３２の変形は、該隔壁３２を挟むように設けられる２つの駆動電極間の電圧差で起こるので、図４に示すチャネル３１Ｂから第１の駆動信号ＰＡ１によって吐出を行う場合、図１３（ａ）に示すように、吐出チャネルであるチャネル３１Ｂ内の駆動電極３６Ｂに、＋Ｖonの第１の膨張パルスＰａ１と第２の膨張パルスＰａ３を印加し、隣接するチャネル３１Ａ、３１Ｃの駆動電極３６Ａ、３６Ｃに、＋Ｖoffの第１の収縮パルスＰａ２を印加しても同様に駆動させることができる。
　また、同様にして、図４に示すチャネル３１Ｂから第１の駆動信号ＰＡ２によって吐出を行う場合、図１３（ｂ）に示すように、吐出チャネルであるチャネル３１Ｂ内の駆動電極３６Ｂに、＋Ｖonの第１の膨張パルスＰａ１と第２の膨張パルスＰａ３を印加し、隣接するチャネル３１Ａ、３１Ｃの駆動電極３６Ａ、３６Ｃに、＋Ｖoffの第１の収縮パルスＰａ２、第２の収縮パルスＰａ４、第３の収縮パルスＰａ５を印加しても同様に駆動させることができる。
　さらに、同様にして、図４に示すチャネル３１Ｂから第２の駆動信号ＰＢによって吐出を行う場合、図１３（ｃ）に示すように、吐出チャネルであるチャネル３１Ｂ内の駆動電極３６Ｂに、＋Ｖonの第１の膨張パルスＰｂ１、第２の膨張パルスＰｂ３を印加し、隣接するチャネル３１Ａ、３１Ｃの駆動電極３６Ａ、３６Ｃに、＋Ｖoffの第１の収縮パルスＰｂ２、第２の収縮パルスＰｂ４を印加しても同様に駆動させることができる。
　図１３（ａ）～（ｃ）に示す第１の駆動信号ＰＡ１、ＰＡ２及び第２の駆動信号ＰＢを使用する場合、各駆動信号を正電圧だけで構成できるため、駆動制御部８の構成を簡略化することができる。
　また、以上の説明では、ヘッド３として隣り合うチャネル３１、３１間の隔壁３２をせん断変形させるものを例示したが、チャネルの上壁又は下壁をＰＺＴ等の圧電素子によって構成される圧力発生手段とし、この上壁又は下壁をせん断変形させるものであってもよい。
　その他、本発明におけるインクジェットヘッドは、せん断モード型になんら限定されない。例えば、圧力室の一壁面を振動板によって形成し、この振動板をＰＺＴ等の圧電素子によって構成される圧力発生手段によって振動させ、圧力室内のインクに吐出のための圧力を付与するタイプのインクジェットヘッドであってもよい。
　以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はかかる実施例により限定されない。
（実施例１）
　図２に示すせん断モード型のインクジェットヘッド（ノズルの直径＝２４μｍ、ＡＬ＝３．７μｓ）を用意した。インクにはＵＶ硬化型のインクを４０℃で使用した。このときのインクの粘度は０．０１Ｐａ・ｓであった。
　第１の駆動信号として図３に示す矩形波の第１の駆動信号ＰＡ１を用い、第１の膨張パルスＰａ１のパルス幅ＰＷＡ１を図１４のグラフに示す通り、０．２ＡＬから２ＡＬまで変化させた時にそれぞれ吐出される液滴の液滴量を計測した。
　なお、いずれも、第１の収縮パルスＰａ２のパルス幅ＰＷＡ２＝０．５ＡＬ、第２の膨張パルスＰａ３のパルス幅ＰＷＡ３＝１ＡＬ、第２の収縮パルスＰａ４のパルス幅ＰＷＡ４＝２ＡＬ、駆動周期＝７ＡＬとし、液滴速度は６ｍ／ｓとなるように吐出した。
　その結果、図１４に示すように、第１の膨張パルスＰａ１のパルス幅ＰＷＡ１を０．４ＡＬ以上とすることにより、およそ１０ｎｇ以上の大液滴を吐出することができた。しかし、第１の膨張パルスＰａ１のパルス幅ＰＷＡ１が０．４ＡＬを下回った場合は、第１液滴と第２液滴からなる２つの液滴が合体した大液滴を形成することができなかった。
（比較例１）
　図７に示す第２の駆動信号ＰＢにおいて、膨張パルスＰｂ１のパルス幅ＰＷＢ１＝１ＡＬ、収縮パルスＰｂ２のパルス幅ＰＷＢ２＝２ＡＬ、休止期間ＰＷＢ３＝０とした一般的なＤＲＲ波形からなる駆動信号を用いて、同じく６ｍ／ｓの液滴速度で液滴を吐出させたところ、液滴量は６．７ｎｇであった。
（実施例２）
　実施例１において吐出された各液滴のサテライトの発生状況を観察した。サテライトの発生状況は、ノズルから１．０ｍｍ飛翔した位置における主滴からサテライトまでの分離距離を計測し、その長短を以下の基準によって評価した。分離距離が長い程、サテライトは主滴からずれて着弾し、画像品質の低下に影響する。その結果を表１に示す。
　◎：短い
　○：普通
　△：やや長い
　×：長い
　評価が◎～△であれば画像品質に大きな影響はない。従って、パルス幅ＰＷＡ１が０．４ＡＬ以上の場合、サテライトの影響は抑制できたことがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
（実施例３）
　実施例１と同一の第１の駆動信号ＰＡ１を用いて、駆動周期＝７ＡＬとして連続して１０発の液滴を吐出させ、そのときの１発目から１０発目の各液滴の射出順の速度変化を求め、以下の基準に従って評価した。
　なお、速度変化は、基準速度（６ｍ／ｓ）に対する各液滴の速度のずれを％で表した。その結果を表２に示す。
　◎：１０％未満
　○：１０％以上、１５％未満
　△：１５％以上、２５％未満
　×：２５％以上
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  
　表２の通り、第１の膨張パルスＰａ１のパルス幅ＰＷＡ１が０．４ＡＬ以上０．７ＡＬ以下、又は、１．３ＡＬ以上１．８ＡＬ以下の場合、連続駆動した際の速度変動が抑えられた。
　１：インクジェット記録装置
　２：搬送機構
　　２１：搬送ローラー
　　２２：搬送ローラー対
　　２３：搬送モーター
　３：インクジェットヘッド
　　３０：チャネル基板
　　３１：チャネル
　　３２：隔壁
　　　３２１：上壁部
　　　３２２：下壁部
　　３３：カバー基板
　　　３３１：共通流路
　　３４：ノズルプレート
　　　３４１：ノズル
　　３５：プレート
　　　３５１：インク供給口
　　　３５２：インク供給管
　４：ガイドレール
　５：キャリッジ
　６：フレキシブルケーブル
　７：メディア
　　７１：記録面
　８：駆動制御部
　１００：液滴
　　１０１：第１液滴
　　１００：第２液滴
　２００：液滴
　Ｄ：ドット
　ＰＡ１、ＰＡ２：第１の駆動信号
　　Ｐａ１：第１の膨張パルス
　　Ｐａ２：第１の収縮パルス
　　Ｐａ３：第２の膨張パルス
　　Ｐａ４：第２の収縮パルス
　　Ｐａ５：第３の収縮パルス
　　ＰＷＡ１～ＰＷＡ５：パルス幅
　　ＰＷＡ６：休止期間
　ＰＢ：第２の駆動信号
　　Ｐｂ１：膨張パルス
　　Ｐｂ２：収縮パルス
　　ＰＷＢ１、ＰＷＢ２：パルス幅
　　ＰＷＢ３：休止期間
　Ｔ：画素周期
　　ＴＡ：第１の駆動信号の駆動周期
　　ＴＢ：第２の駆動信号の駆動周期
　　Ｔ１、Ｔ２：休止期間
 

Claims (26)

  1. 　圧力室の容積を膨張又は収縮させる圧力発生手段に駆動信号を印加し、該圧力発生手段を駆動させることによって前記圧力室内の液体に圧力を付与し、ノズルから液滴を吐出させるインクジェットヘッドの駆動方法において、
    　同一の前記ノズルから少なくとも２つの液滴を吐出させ、吐出直後に合体させて大液滴を形成する際、前記駆動信号として第１の駆動信号を印加するものであり、
    　前記第１の駆動信号は、前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第１の膨張パルスと、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第１の収縮パルスと、前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第２の膨張パルスと、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第２の収縮パルスとをこの順に有し、
    　前記第１の膨張パルス及び前記第１の収縮パルスの印加により前記ノズルから１つ目の液滴を吐出させると共に、前記第２の膨張パルス及び前記第２の収縮パルスの印加により２つ目の液滴を吐出させ、
    　且つ、前記第１の膨張パルスのパルス幅は、０．４ＡＬ以上２．０ＡＬ以下（但し、ＡＬは前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の１／２）であるインクジェットヘッドの駆動方法。
  2. 　前記第１の駆動信号における前記第１の収縮パルスのパルス幅は、０．４ＡＬ以上０．７ＡＬ以下であり、前記第２の膨張パルスのパルス幅は、０．８ＡＬ以上１．２ＡＬ以下であり、前記第２の収縮パルスのパルス幅は、１．８ＡＬ以上２．２ＡＬ以下である請求項１記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
  3. 　前記第１の駆動信号における前記第１の膨張パルスの電圧値と前記第２の膨張パルスの電圧値が等しく、且つ、前記第１の収縮パルスの電圧値と前記第２の収縮パルスの電圧値が等しい請求項２記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
  4. 　前記第１の駆動信号における前記第１の膨張パルス及び前記第２の膨張パルスの電圧値をＶＨ２、前記第１の収縮パルス及び前記第２の収縮パルスの電圧値をＶＨ１としたとき、｜ＶＨ２｜／｜ＶＨ１｜＝２／１である請求項３記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
  5. 　前記第１の駆動信号は、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第３の収縮パルスをさらに有し、
    　前記第２の収縮パルスのパルス幅は、０．３ＡＬ以上０．７ＡＬ以下であり、
    　前記第３の収縮パルスのパルス幅は、０．８ＡＬ以上１．２ＡＬ以下であり、
    　前記第２の収縮パルスの印加終了から０．３ＡＬ以上０．７ＡＬ以下の間隔をおいて前記第３の収縮パルスを印加する請求項１記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
  6. 　前記第１の駆動信号における前記第１の収縮パルスのパルス幅は、０．４ＡＬ以上０．７ＡＬ以下であり、前記第２の膨張パルスのパルス幅は、０．８ＡＬ以上１．２ＡＬ以下である請求項５記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
  7. 　前記第１の駆動信号における前記第１の膨張パルスの電圧値と前記第２の膨張パルスの電圧値が等しく、且つ、前記第１の収縮パルスの電圧値と前記第２の収縮パルスと前記第３の収縮パルスの電圧値が等しい請求項５又は６記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
  8. 　前記第１の駆動信号における前記第１の膨張パルス及び前記第２の膨張パルスの電圧値をＶＨ２、前記第１の収縮パルス、前記第２の収縮パルス及び前記第３の収縮パルスの電圧値をＶＨ１としたとき、｜ＶＨ２｜／｜ＶＨ１｜＝２／１である請求項７記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
  9. 　前記第１の駆動信号における前記第１の膨張パルスのパルス幅は、０．４ＡＬ以上０．７ＡＬ以下、又は、１．３ＡＬ以上１．８ＡＬ以下である請求項１～８のいずれかに記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
  10. 　前記第１の駆動信号は矩形波である請求項１～９のいずれかに記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
  11. 　前記第１の駆動信号による液滴よりも相対的に高速で小さな液滴を形成する際、前記駆動信号として第２の駆動信号を印加するものであり、
    　前記第２の駆動信号は、前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる膨張パルスと、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる収縮パルスと、前記膨張パルスと前記収縮パルスとの間を繋ぐ休止期間とを有し、
    　１画素周期内で、Ｎ個（Ｎは０以上の整数）の前記第１の駆動信号と、少なくとも最後に前記第２の駆動信号とを印加し、且つ、画像データに応じて、前記Ｎの個数を変化させることにより階調表現を行う請求項１～１０のいずれかに記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
  12. 　前記第２の駆動信号における前記膨張パルスのパルス幅は、０．８ＡＬ以上１．２ＡＬ以下であり、前記収縮パルスのパルス幅は、１．８ＡＬ以上２．２ＡＬ以下であり、前記休止期間は、１／４ＡＬ以下である請求項１１記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
  13. 　前記インクジェットヘッドは、せん断モード型のインクジェットヘッドである請求項１～１２のいずれかに記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
  14. 　圧力発生手段の駆動によって圧力室内の液体に吐出のための圧力を付与し、ノズルから液滴を吐出させるインクジェットヘッドと、
    　前記圧力発生手段を駆動させる駆動信号を出力する駆動制御手段とを備えるインクジェット記録装置において、
    　前記駆動信号は、同一の前記ノズルから少なくとも２つの液滴を吐出させ、吐出直後に合体させて大液滴を形成する第１の駆動信号を含み、
    　前記第１の駆動信号は、前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第１の膨張パルスと、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第１の収縮パルスと、前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる第２の膨張パルスと、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第２の収縮パルスとをこの順に有し、
    　前記第１の膨張パルス及び前記第１の収縮パルスの印加により前記ノズルから１つ目の液滴を吐出させると共に、前記第２の膨張パルス及び前記第２の収縮パルスの印加により２つ目の液滴を吐出させ、
    　且つ、前記第１の膨張パルスのパルス幅は、０．４ＡＬ以上２．０ＡＬ以下（但し、ＡＬは前記圧力室における圧力波の音響的共振周期の１／２）であるインクジェット記録装置。
  15. 　前記第１の駆動信号における前記第１の収縮パルスのパルス幅は、０．４ＡＬ以上０．７ＡＬ以下であり、前記第２の膨張パルスのパルス幅は、０．８ＡＬ以上１．２ＡＬ以下であり、前記第２の収縮パルスのパルス幅は、１．８ＡＬ以上２．２ＡＬ以下である請求項１４記載のインクジェット記録装置。
  16. 　前記第１の駆動信号における前記第１の膨張パルスの電圧値と前記第２の膨張パルスの電圧値が等しく、且つ、前記第１の収縮パルスの電圧値と前記第２の収縮パルスの電圧値が等しい請求項１５記載のインクジェット記録装置。
  17. 　前記第１の駆動信号における前記第１の膨張パルス及び前記第２の膨張パルスの電圧値をＶＨ２、前記第１の収縮パルス及び前記第２の収縮パルスの電圧値をＶＨ１としたとき、｜ＶＨ２｜／｜ＶＨ１｜＝２／１である請求項１６記載のインクジェット記録装置。
  18. 　前記第１の駆動信号は、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる第３の収縮パルスをさらに有し、
    　前記第２の収縮パルスのパルス幅は、０．３ＡＬ以上０．７ＡＬ以下であり、
    　第３の収縮パルスのパルス幅は、０．８ＡＬ以上１．２ＡＬ以下であり、
    　前記第２の収縮パルスの印加終了から０．３ＡＬ以上０．７ＡＬ以下の間隔をおいて前記第３の収縮パルスを印加する請求項１４記載のインクジェット記録装置。
  19. 　前記第１の駆動信号における前記第１の収縮パルスのパルス幅は、０．４ＡＬ以上０．７ＡＬ以下であり、前記第２の膨張パルスのパルス幅は、０．８ＡＬ以上１．２ＡＬ以下である請求項１８記載のインクジェット記録装置。
  20. 　前記第１の駆動信号における前記第１の膨張パルスの電圧値と前記第２の膨張パルスの電圧値が等しく、且つ、前記第１の収縮パルスの電圧値と前記第２の収縮パルスと前記第３の収縮パルスの電圧値が等しい請求項１８又は１９記載のインクジェット記録装置。
  21. 　前記第１の駆動信号における前記第１の膨張パルス及び前記第２の膨張パルスの電圧値をＶＨ２、前記第１の収縮パルス、前記第２の収縮パルス及び前記第３の収縮パルスの電圧値をＶＨ１としたとき、｜ＶＨ２｜／｜ＶＨ１｜＝２／１である請求項２０記載のインクジェット記録装置。
  22. 　前記第１の駆動信号における前記第１の膨張パルスのパルス幅は、０．４ＡＬ以上０．７ＡＬ以下、又は、１．３ＡＬ以上１．８ＡＬ以下である請求項１４～２１のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
  23. 　前記第１の駆動信号は矩形波である請求項１４～２２のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
  24. 　前記第１の駆動信号による液滴よりも相対的に高速で小さな液滴を形成する際、前記駆動信号として第２の駆動信号を印加するものであり、
    　前記第２の駆動信号は、前記圧力室の容積を膨張させ、一定時間後に収縮させる膨張パルスと、前記圧力室の容積を収縮させ、一定時間後に膨張させる収縮パルスと、前記膨張パルスと前記収縮パルスとの間を繋ぐ休止期間とを有し、
    　１画素周期内で、Ｎ個（Ｎは０以上の整数）の前記第１の駆動信号と、少なくとも最後に前記第２の駆動信号とを印加し、且つ、画像データに応じて、前記Ｎの個数を変化させることにより階調表現を行う請求項１４～２３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
  25. 　前記第２の駆動信号における前記膨張パルスのパルス幅は、０．８ＡＬ以上１．２ＡＬ以下であり、前記収縮パルスのパルス幅は、１．８ＡＬ以上２．２ＡＬ以下であり、前記休止期間は、１／４ＡＬ以下である請求項２４記載のインクジェット記録装置。
  26. 　前記インクジェットヘッドは、せん断モード型のインクジェットヘッドである請求項１４～２５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
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