WO2023175924A1 - インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents
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- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
Definitions
- the invention according to claim 4 is the inkjet head according to claim 3,
- the taper angle of the funnel portion is 40 degrees or more and 50 degrees or less,
- the taper angle of the tapered portion is 3 degrees or more and 12 degrees or less.
- the control unit 2 includes a CPU 2a that performs arithmetic processing, a RAM 2b that provides a working memory space to the CPU 2a and stores temporary data, and controls the operation of the inkjet recording apparatus 1 in an integrated manner.
- Two supply channels 21 extending in the X-axis direction are formed in the channel substrate 40 .
- Two ink supply ports 30a are formed in parallel in the Y-axis direction at the end of the actuator 30 on the positive side in the X-axis direction and the end on the negative side in the X-axis direction, respectively.
- Each ink supply port 30a is connected to one supply channel 21, respectively.
- the head drive control section 8 drives the actuator 30 using the waveform pattern of the drive signal (drive waveform 70c) shown in FIG.
- a drive waveform 70c shown in FIG. 16 is a drive waveform that is an application of the drive waveform 70b shown in FIG. 14, and forms a large droplet 611.
- the drive waveform 70c is drawn with a potential ratio when the reference potential is 0 and the lowest potential on the negative side is -1.
- the reference potential is a potential during standby when no ink ejection operation is performed.
- the time axis is drawn using AL as a unit.
- the inkjet head 100 of this embodiment includes the pressure chamber 22 filled with ink 60, the actuator 30 that changes the pressure of the ink 60 filled in the pressure chamber 22, and the actuator 30 that is driven.
- a nozzle 51 that discharges the ink 60 filled in the pressure chamber 22 with It has a constriction part 231 whose cross-sectional area perpendicular to the ejection direction is smaller than other parts in the communication channel, and the Q value in the pressure chamber 22 is 5.7 mPa ⁇ s as the viscosity of the ink 60 and 1080 kg as the density of the ink 60.
- /m 3 and Q C calculated using 1521 m/s as the sound velocity value transmitted through the ink 60 satisfies the following formula (1).
- the nozzle 51 has a straight portion 514 located closer to the ejection port than the tapered portion 513 in the ejection direction, and the straight portion 514 has a substantially circular cross section perpendicular to the ejection direction. , and the cross-sectional area perpendicular to the ejection direction does not change.
- the inkjet head 100 of the present embodiment has a plurality of nozzle rows (rows L1, L2) in which a plurality of nozzles 51 are one-dimensionally arranged in a predetermined nozzle arrangement direction, and the plurality of nozzle rows are arranged such that ink is emitted from the nozzles 51.
- the plurality of nozzles 51 of the plurality of nozzle rows are arranged so as to be at the same position in a direction perpendicular to the direction of relative movement with respect to the recording medium M when drawing is performed while ejecting the nozzle 60. Therefore, it is possible to make the ink droplets land in a wide range in the moving direction of the recording medium M. In other words, the productivity of the inkjet recording apparatus 1 can be improved.
- the drive control unit calculates the distance t gap from the ejection opening of the nozzle 51 to the recording medium M and the volume V drop of the droplet 61 of the ink 60 using the following formula (2).
- the actuator 30 is driven so as to satisfy the following conditions.
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
サテライト滴をより抑制し、安定な吐出を行う。 インクジェットヘッド１００は、インク６０が充填される圧力室２２と、圧力室２２に充填されたインク６０の圧力を変化させるアクチュエーター３０と、アクチュエーター３０が駆動されることにより圧力室２２に充填されたインク６０を吐出するノズル５１と、インク６０を圧力室２２に供給する連絡流路（供給側連絡流路２３）と、を備え、連絡流路は、インク６０の吐出方向に垂直な断面積が連絡流路内の他の部分よりも小さい絞り部２３１を有し、圧力室２２におけるＱ値をインク６０の粘度として５．７ｍＰａ・ｓ、インク６０の密度として１０８０ｋｇ／ｍ３、インク６０中を伝わる音速値として１５２１ｍ／ｓを用いて計算したＱＣが下記式（１）を満たす。 式（１）：ＱＣ≧０．０２２２Ｓｒ－１７．５２４ Ｓｒ：前記絞り部の前記インクの吐出方向に垂直な断面積
Description
本発明は、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関する。
インクジェット記録装置において、インクジェットヘッドの各ノズルからインクが吐出される際に、印字に関連する主滴の他に微小なサテライト滴（主滴からノズルへとつながる比較的長い小滴）が伴う。このサテライト滴が主滴から分離したり、分離したサテライト滴からミストが発生したりするおそれがある。分離したサテライト滴や発生したミストは、記録媒体の予期せぬ箇所に着弾してしまうため、記録媒体に形成された画像の画質が低下してしまうおそれがある。
そこで、従来、分離したサテライト滴や発生したミストによる、記録媒体に形成された画像の画質の低下を抑制する発明がされている。
そこで、従来、分離したサテライト滴や発生したミストによる、記録媒体に形成された画像の画質の低下を抑制する発明がされている。
これに関して、特許文献１には、インクジェットヘッドから吐出されたインクが通過する開口を有する整風板を設けることにより搬送流や吸引風を制御し、サテライト滴の拡散を抑制することが記載されている。
また、特許文献２には、インクジェットヘッドを駆動するための駆動波形によりサテライト滴の速度の低下を抑制し、安定してインクを吐出させることが記載されている。
また、特許文献２には、インクジェットヘッドを駆動するための駆動波形によりサテライト滴の速度の低下を抑制し、安定してインクを吐出させることが記載されている。
ところで、記録媒体の表面とインクジェットヘッドのノズル面との距離であるメディアギャップが大きい（例えば１０～２０ｍｍ）と、立体物への印刷が可能になる等、印刷対象物の幅を拡げることができる。
メディアギャップが大きい場合に、記録媒体に安定して印字を行うためには、インクの液滴速度が大きいこと、及びインクの液滴量が大きいことが必要である。しかし、インクの液滴速度が大きい、またはインクの液滴量が大きいと、サテライト滴が発生しやすく、画質の低下が生じるおそれがある。
特許文献１、２では、メディアギャップが大きい場合は想定されておらず、サテライト滴の抑制が不十分である可能性があった。
メディアギャップが大きい場合に、記録媒体に安定して印字を行うためには、インクの液滴速度が大きいこと、及びインクの液滴量が大きいことが必要である。しかし、インクの液滴速度が大きい、またはインクの液滴量が大きいと、サテライト滴が発生しやすく、画質の低下が生じるおそれがある。
特許文献１、２では、メディアギャップが大きい場合は想定されておらず、サテライト滴の抑制が不十分である可能性があった。
この発明の目的は、サテライト滴をより抑制し、安定な吐出を行うことができるインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項１に記載のインクジェットヘッドは、
インクが充填される圧力室と、
前記圧力室に充填された前記インクの圧力を変化させるアクチュエーターと、
前記アクチュエーターが駆動されることにより前記圧力室に充填された前記インクを吐出するノズルと、
前記インクを前記圧力室に供給する連絡流路と、
を備え、
前記連絡流路は、前記インクの吐出方向に垂直な断面積が前記連絡流路内の他の部分よりも小さい絞り部を有し、
前記圧力室におけるＱ値を前記インクの粘度として５．７ｍＰａ・ｓ、前記インクの密度として１０８０ｋｇ／ｍ３、前記インク中を伝わる音速値として１５２１ｍ／ｓを用いて計算したＱＣが下記式（１）を満たす。
式（１）：ＱＣ≧０．０２２２Ｓｒ－１７．５２４
Ｓｒ：前記絞り部の前記インクの吐出方向に垂直な断面積
インクが充填される圧力室と、
前記圧力室に充填された前記インクの圧力を変化させるアクチュエーターと、
前記アクチュエーターが駆動されることにより前記圧力室に充填された前記インクを吐出するノズルと、
前記インクを前記圧力室に供給する連絡流路と、
を備え、
前記連絡流路は、前記インクの吐出方向に垂直な断面積が前記連絡流路内の他の部分よりも小さい絞り部を有し、
前記圧力室におけるＱ値を前記インクの粘度として５．７ｍＰａ・ｓ、前記インクの密度として１０８０ｋｇ／ｍ３、前記インク中を伝わる音速値として１５２１ｍ／ｓを用いて計算したＱＣが下記式（１）を満たす。
式（１）：ＱＣ≧０．０２２２Ｓｒ－１７．５２４
Ｓｒ：前記絞り部の前記インクの吐出方向に垂直な断面積
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記ノズルは、前記インクの吐出方向に垂直な断面が略円形状であり、前記圧力室側から前記ノズルの吐出口側に向かって、前記吐出方向に垂直な断面積が単調に減少するテーパー部を有する。
前記ノズルは、前記インクの吐出方向に垂直な断面が略円形状であり、前記圧力室側から前記ノズルの吐出口側に向かって、前記吐出方向に垂直な断面積が単調に減少するテーパー部を有する。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記ノズルは、漏斗部及びテーパー部を有し、
前記漏斗部は、前記インクの吐出方向に垂直な断面が略円形状であり、前記圧力室側から前記ノズルの吐出口側に向かって、前記吐出方向に垂直な断面積が単調に減少し、
前記テーパー部は、前記漏斗部より前記吐出方向における前記吐出口側に位置し、前記吐出方向に垂直な断面が略円形状であり、前記吐出方向に向かって、前記吐出方向に垂直な断面積が単調に減少し、当該断面積の減少の傾きが前記漏斗部の前記吐出方向に垂直な断面積の減少の傾きより小さい。
前記ノズルは、漏斗部及びテーパー部を有し、
前記漏斗部は、前記インクの吐出方向に垂直な断面が略円形状であり、前記圧力室側から前記ノズルの吐出口側に向かって、前記吐出方向に垂直な断面積が単調に減少し、
前記テーパー部は、前記漏斗部より前記吐出方向における前記吐出口側に位置し、前記吐出方向に垂直な断面が略円形状であり、前記吐出方向に向かって、前記吐出方向に垂直な断面積が単調に減少し、当該断面積の減少の傾きが前記漏斗部の前記吐出方向に垂直な断面積の減少の傾きより小さい。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記漏斗部のテーパー角度は、４０度以上５０度以下であり、
前記テーパー部のテーパー角度は、３度以上１２度以下である。
前記漏斗部のテーパー角度は、４０度以上５０度以下であり、
前記テーパー部のテーパー角度は、３度以上１２度以下である。
請求項５に記載の発明は、請求項２から４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記ノズルは、前記テーパー部より前記吐出方向における前記吐出口側に位置するストレート部を有し、
前記ストレート部は、前記吐出方向に垂直な断面が略円形状であり、前記吐出方向に垂直な断面積が変化しない。
前記ノズルは、前記テーパー部より前記吐出方向における前記吐出口側に位置するストレート部を有し、
前記ストレート部は、前記吐出方向に垂直な断面が略円形状であり、前記吐出方向に垂直な断面積が変化しない。
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドにおいて、
複数の前記ノズルが所定のノズル配列方向に一次元配列されたノズル列を複数有し、
前記複数のノズル列は、前記ノズルから前記インクを吐出しながら描画を行うときの記録媒体に対する相対移動方向に直交する方向において、前記複数のノズル列の前記複数のノズルがそれぞれ同じ位置となるように配置される。
複数の前記ノズルが所定のノズル配列方向に一次元配列されたノズル列を複数有し、
前記複数のノズル列は、前記ノズルから前記インクを吐出しながら描画を行うときの記録媒体に対する相対移動方向に直交する方向において、前記複数のノズル列の前記複数のノズルがそれぞれ同じ位置となるように配置される。
請求項７に記載のインクジェット記録装置は、
請求項１から６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドと、
前記アクチュエーターを駆動する駆動制御部と、
を備え、
前記駆動制御部は、前記ノズルの吐出口から前記インクの吐出方向に０．５ｍｍの位置における前記インクの液滴速度が７ｍ／ｓ以上であるように前記アクチュエーターを駆動する。
請求項１から６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドと、
前記アクチュエーターを駆動する駆動制御部と、
を備え、
前記駆動制御部は、前記ノズルの吐出口から前記インクの吐出方向に０．５ｍｍの位置における前記インクの液滴速度が７ｍ／ｓ以上であるように前記アクチュエーターを駆動する。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のインクジェット記録装置において、
前記駆動制御部は、１ＡＬ幅の単純引き打ち波形を用いて、前記吐出口から前記吐出方向に０．５ｍｍの位置における前記液滴速度が７ｍ／ｓである場合に、前記インクの液滴の液量が２ｐＬ以上４ｐＬ以下であるように前記アクチュエーターを駆動する。
前記駆動制御部は、１ＡＬ幅の単純引き打ち波形を用いて、前記吐出口から前記吐出方向に０．５ｍｍの位置における前記液滴速度が７ｍ／ｓである場合に、前記インクの液滴の液量が２ｐＬ以上４ｐＬ以下であるように前記アクチュエーターを駆動する。
請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載のインクジェット記録装置において、
前記駆動制御部は、前記圧力室の容積を膨張させる第１膨張部、第２膨張部、及び第３膨張部と、前記圧力室の容積を収縮させる第１収縮部及び第２収縮部と、を有する駆動波形により前記アクチュエーターを駆動し、
前記駆動波形において、前記第２膨張部の始点から前記第２収縮部の始点までの時間は、前記第１膨張部の始点から前記第１収縮部の始点までの時間より短い。
前記駆動制御部は、前記圧力室の容積を膨張させる第１膨張部、第２膨張部、及び第３膨張部と、前記圧力室の容積を収縮させる第１収縮部及び第２収縮部と、を有する駆動波形により前記アクチュエーターを駆動し、
前記駆動波形において、前記第２膨張部の始点から前記第２収縮部の始点までの時間は、前記第１膨張部の始点から前記第１収縮部の始点までの時間より短い。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のインクジェット記録装置において、
前記駆動波形において、前記第１膨張部の始点から０．７ＡＬ～１．２ＡＬ後に前記第１収縮部が開始され、前記第１収縮部の始点から０．４ＡＬ～０．６ＡＬ後に前記第２膨張部が開始され、前記第２膨張部の始点から０．３ＡＬ～０．６ＡＬ後に前記第２収縮部が開始され、前記第２収縮部の始点から０．８ＡＬ～１．２ＡＬ後に前記第３膨張部が開始される。
前記駆動波形において、前記第１膨張部の始点から０．７ＡＬ～１．２ＡＬ後に前記第１収縮部が開始され、前記第１収縮部の始点から０．４ＡＬ～０．６ＡＬ後に前記第２膨張部が開始され、前記第２膨張部の始点から０．３ＡＬ～０．６ＡＬ後に前記第２収縮部が開始され、前記第２収縮部の始点から０．８ＡＬ～１．２ＡＬ後に前記第３膨張部が開始される。
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のインクジェット記録装置において、
前記駆動波形において、前記第１膨張部の始点から０．７ＡＬ～０．９ＡＬ後に前記第１収縮部が開始される。
前記駆動波形において、前記第１膨張部の始点から０．７ＡＬ～０．９ＡＬ後に前記第１収縮部が開始される。
請求項１２に記載の発明は、請求項９から１１のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記駆動制御部は、第１駆動波形と、前記第１駆動波形の後に印加される第２駆動波形とを含む複合駆動波形により前記アクチュエーターを駆動し、
前記第１駆動波形及び前記第２駆動波形は、それぞれ前記第１膨張部、前記第２膨張部、前記第１収縮部及び前記第２収縮部を有し、
前記第２駆動波形における前記第２収縮部の電圧振幅が、前記第１駆動波形における前記第２収縮部の電圧振幅より大きい。
前記駆動制御部は、第１駆動波形と、前記第１駆動波形の後に印加される第２駆動波形とを含む複合駆動波形により前記アクチュエーターを駆動し、
前記第１駆動波形及び前記第２駆動波形は、それぞれ前記第１膨張部、前記第２膨張部、前記第１収縮部及び前記第２収縮部を有し、
前記第２駆動波形における前記第２収縮部の電圧振幅が、前記第１駆動波形における前記第２収縮部の電圧振幅より大きい。
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載のインクジェット記録装置において、
前記複合駆動波形は、最初の前記第１駆動波形の前に、前記ノズルにおけるインクの液面を振動させる振動波形を含む。
前記複合駆動波形は、最初の前記第１駆動波形の前に、前記ノズルにおけるインクの液面を振動させる振動波形を含む。
請求項１４に記載の発明は、請求項７から１３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記駆動制御部は、前記ノズルの吐出口から記録媒体までの距離ｔｇａｐと、前記インクの液滴の体積Ｖｄｒｏｐとが、下記式（２）を満たすように前記アクチュエーターを駆動する。
式（２）：ｔｇａｐ≦－４．８１ｅ－６（Ｖｄｒｏｐ）４＋７．４５ｅ－４（Ｖｄｒｏｐ）３－４．５０ｅ－２（Ｖｄｒｏｐ）２＋１．７９Ｖｄｒｏｐ＋２．９０
前記駆動制御部は、前記ノズルの吐出口から記録媒体までの距離ｔｇａｐと、前記インクの液滴の体積Ｖｄｒｏｐとが、下記式（２）を満たすように前記アクチュエーターを駆動する。
式（２）：ｔｇａｐ≦－４．８１ｅ－６（Ｖｄｒｏｐ）４＋７．４５ｅ－４（Ｖｄｒｏｐ）３－４．５０ｅ－２（Ｖｄｒｏｐ）２＋１．７９Ｖｄｒｏｐ＋２．９０
本発明に従うと、サテライト滴をより抑制し、安定な吐出を行うことができる。
以下、本発明のインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。
＜インクジェット記録装置の構成＞
図１は、インクジェット記録装置１の機能構成を示すブロック図である。
本実施形態のインクジェット記録装置１は、制御部２と、搬送部３と、記憶部４と、通信部５と、表示部６と、操作受付部７と、ヘッド駆動制御部８（駆動制御部）と、複数のインクジェットヘッド１００を有するヘッドユニット１００Ａなどを備える。
図１は、インクジェット記録装置１の機能構成を示すブロック図である。
本実施形態のインクジェット記録装置１は、制御部２と、搬送部３と、記憶部４と、通信部５と、表示部６と、操作受付部７と、ヘッド駆動制御部８（駆動制御部）と、複数のインクジェットヘッド１００を有するヘッドユニット１００Ａなどを備える。
制御部２は、演算処理を行うＣＰＵ２ａと、ＣＰＵ２ａに対して作業用のメモリー空間を提供して一時データを記憶するＲＡＭ２ｂなどを備え、インクジェット記録装置１の動作を統括制御する。
図２は、インクジェット記録装置１の概略構成を示す図である。
搬送部３は、インクジェット記録装置１により画像などを記録する対象となる記録媒体Ｍをインクジェットヘッド１００のインク吐出面と対向させながら当該インク吐出面に対して相対移動させる。搬送部３は、搬送駆動部３ａを有する。
搬送部３は、インクジェット記録装置１により画像などを記録する対象となる記録媒体Ｍをインクジェットヘッド１００のインク吐出面と対向させながら当該インク吐出面に対して相対移動させる。搬送部３は、搬送駆動部３ａを有する。
搬送駆動部３ａは、例えば、図２のＸ軸方向に延びる回転軸を中心に回転する２本の搬送ローラー３ａａ、３ａｂを備える。搬送ローラー３ａａ、３ａｂは、輪状の搬送ベルト３ｂの内側を支持する。
搬送駆動部３ａは、搬送ベルト３ｂの搬送面上に記録媒体Ｍが載置された状態で、搬送ローラー３ａａを図示略の搬送モーターの動作に応じて回転させ、搬送ベルト３ｂを周回移動させることで記録媒体Ｍを搬送ベルト３ｂの移動方向（搬送方向；図２のＹ軸方向）に搬送する。
搬送駆動部３ａは、搬送ベルト３ｂの搬送面上に記録媒体Ｍが載置された状態で、搬送ローラー３ａａを図示略の搬送モーターの動作に応じて回転させ、搬送ベルト３ｂを周回移動させることで記録媒体Ｍを搬送ベルト３ｂの移動方向（搬送方向；図２のＹ軸方向）に搬送する。
記録媒体Ｍは、一定の寸法に裁断された枚葉紙とすることができる。記録媒体Ｍは、図示略の給紙装置により搬送ベルト３ｂ上に供給され、ヘッドユニット１００Ａからインクが吐出されて画像が記録された後に搬送ベルト３ｂから所定の排紙部に排出される。なお、記録媒体Ｍとしては、ロール紙や連帳用紙といった長尺な記録媒体が用いられてもよい。また、記録媒体Ｍとしては、普通紙や塗工紙といった紙のほか、布帛又はシート状の樹脂等、表面に着弾したインクを定着させることが可能な種々の媒体を用いることができる。
記憶部４は、動作制御に係るプログラム及び設定データなどを記憶する。記憶部４は、不揮発性メモリー及び／又はＨＤＤ（Hard Disk Drive）などを有する。また、記憶部４は、通信部５を介して外部から取得された記録対象の画像データ４ａ及びその処理データなどを記憶可能であってよい。これらのデータの記憶用に、記憶部４は、ＤＲＡＭなどの揮発性メモリーを有していてもよい。
通信部５は、外部機器との通信を制御してデータの送受信を行う。通信部５は、例えば、ネットワークカードなどを備え、ＬＡＮを用いたＴＣＰ／ＩＰなどの通信規格に基づいてデータ通信の制御を行う。接続される外部機器には、画像記録命令及び記録対象の画像データ４ａを出力する各種コンピューター端末が含まれる。
表示部６は、制御部２の制御に基づいて表示画面に各種表示を行わせる。表示画面としては、例えば、液晶ディスプレイが挙げられる。表示画面には、例えば、画像記録動作に係るステータスの表示及び設定の選択画面の表示などが含まれる。また、表示部６には、ＬＥＤランプなどが含まれていてよく、例えば、主電源からの電力供給有無、及び／又はステータスの異常状態の有無などを報知可能であってよい。
操作受付部７は、ユーザーなどによる外部からの入力操作を受け付けて、入力信号として制御部２に出力する。操作受付部７としては、例えば、表示画面に重ねて設けられたタッチパネルが挙げられる。また、操作受付部７は、押しボタンスイッチ及び／又はロータリースイッチなどが含まれていてもよい。
ヘッド駆動制御部８は、記録対象の画像の各画素データに応じて適切なタイミングでインクジェットヘッド１００の後述するアクチュエーター３０を駆動する駆動信号を得るための駆動電圧信号を出力する。ヘッド駆動制御部８は、基板上などにまとめて形成されてもよいし、インクジェット記録装置１の各部に分散して配置されていてもよい。また、ヘッド駆動制御部８の構成の一部又は全部は、インクジェットヘッド１００が有するものであってもよい。ヘッド駆動制御部８は、ヘッド制御部８ａと、信号制御部８ｂなどを備える。
ヘッド制御部８ａは、ＣＰＵと記憶部などを備え、記録対象の画像データ４ａの有無や画像データ４ａの内容に応じてヘッド駆動制御部８の動作を制御する。記憶部には、ノズル５１（図７参照）からインクを吐出させたりノズル５１内のインクの液面（メニスカス）を振動させたりするための駆動信号の波形パターンのデータが予め保持されている。
信号制御部８ｂは、図示略のクロック信号（同期信号）に応じた適切なタイミングでヘッド制御部８ａから取得される波形信号（入力信号）をインクジェットヘッド１００に出力する。駆動信号の波形パターンは、複数種類保持されていて、予め定められた順番及びタイミングで切り替えられてもよい。
信号制御部８ｂは、図示略のクロック信号（同期信号）に応じた適切なタイミングでヘッド制御部８ａから取得される波形信号（入力信号）をインクジェットヘッド１００に出力する。駆動信号の波形パターンは、複数種類保持されていて、予め定められた順番及びタイミングで切り替えられてもよい。
ヘッドユニット１００Ａは、搬送部３により搬送される記録媒体Ｍに対して画像データ４ａに基づいて適切なタイミングでインクを吐出して画像を記録する。本実施形態のインクジェット記録装置１では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクにそれぞれ対応する４つのヘッドユニット１００Ａが記録媒体Ｍの搬送方向上流側からＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色の順に所定の間隔で並ぶように配列されている。なお、ヘッドユニット１００Ａの数は３つ以下又は５つ以上であってもよい。
図３は、ヘッドユニット１００Ａの構成を示す模式図であり、ヘッドユニット１００Ａを搬送ベルト３ｂの搬送面に相対する側から見た平面図である。ヘッドユニット１００Ａは、板状の基部１００Ａａと、基部１００Ａａに設けられた貫通孔に篏合した状態で基部１００Ａａに固定された複数の（ここでは８つの）インクジェットヘッド１００とを有する。インクジェットヘッド１００は、ノズル５１の開口部５１１（吐出口）が設けられたノズル開口面５１ａが基部１００Ａａの貫通孔からＺ軸負方向に向けて露出した状態で基部１００Ａａに固定されている。
インクジェットヘッド１００では、複数のノズル５１の開口部５１１が記録媒体Ｍの搬送方向と交差する方向（本実施形態では搬送方向と直交する幅方向、すなわちＸ軸方向）に等間隔にそれぞれ配列されている。すなわち、各インクジェットヘッド１００は、Ｘ軸方向に等間隔に一次元配列されたノズル５１の列（ノズル列）を有している。
なお、図３に示す例において、インクジェットヘッド１００は、２列のノズル列を有している。
なお、図３に示す例において、インクジェットヘッド１００は、２列のノズル列を有している。
ヘッドユニット１００Ａにおける８つのインクジェットヘッド１００は、ノズル５１のＸ軸方向についての配置範囲が連続するように千鳥格子状に配置されている。ヘッドユニット１００Ａに含まれるノズル５１のＸ軸方向についての配置範囲は、搬送ベルト３ｂにより搬送される記録媒体Ｍのうち画像が記録可能な領域のＸ軸方向の幅をカバーしている。
ヘッドユニット１００Ａは、画像の記録時には位置が固定されて用いられ、記録媒体Ｍの搬送に応じて搬送方向についての所定間隔（搬送方向間隔）の各位置に対してノズル５１からインクを吐出することで、シングルパス方式で画像を記録する。
ヘッドユニット１００Ａは、画像の記録時には位置が固定されて用いられ、記録媒体Ｍの搬送に応じて搬送方向についての所定間隔（搬送方向間隔）の各位置に対してノズル５１からインクを吐出することで、シングルパス方式で画像を記録する。
＜インクジェットヘッドの構成＞
図４は、インクジェットヘッド１００の構成を示す斜視図である。
図５は、インクジェットヘッド１００が有するヘッドチップ１３の構成を示す図である。
図４に示すように、インクジェットヘッド１００は、筐体１０と、ヘッドベース１２とを備える。筐体１０は、ヘッドベース１２に対して着脱可能となっている。
図４は、インクジェットヘッド１００の構成を示す斜視図である。
図５は、インクジェットヘッド１００が有するヘッドチップ１３の構成を示す図である。
図４に示すように、インクジェットヘッド１００は、筐体１０と、ヘッドベース１２とを備える。筐体１０は、ヘッドベース１２に対して着脱可能となっている。
筐体１０は、下面（Ｚ軸方向負側の面）が開放された矩形の箱体である。筐体１０の上面（Ｚ軸方向正側の面）には内部に繋がる切欠き１０ａが設けられ、この切欠き１０ａを介して回路基板１１が筐体１０に収納されている。回路基板１１には、ヘッドチップ１３内のアクチュエーター３０を駆動するための駆動回路が実装されている。切欠き１０ａのＸ軸方向正側とＸ軸方向負側に、それぞれ、円形の穴部１０ｂが設けられている。穴部１０ｂは、図示略のインク供給用のチューブを筐体１０の内部へと導くためのものである。
ヘッドベース１２は、上下に貫通する矩形の開口１２ａを中央に有する枠体である。開口１２ａの下端に、図５に示すヘッドチップ１３が設けられている。ヘッドチップ１３には、開口１２ａ内において回路基板１１と図示しないＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）が電気的に接続されている。
図５に示すように、ヘッドチップ１３は、アクチュエーター３０、流路基板４０及びノズル基板５０がこの順に積層された構成を有する。アクチュエーター３０、流路基板４０及びノズル基板５０は、直方体状の板体であり、Ｚ軸方向から見た形状が同一となっている。アクチュエーター３０及び流路基板４０は、接着剤を介して接合されている。また、流路基板４０及びノズル基板５０は、接着剤を介して接合されている。
流路基板４０には、Ｘ軸方向に延在する２つの供給流路２１が形成されている。
アクチュエーター３０のＸ軸方向正側の端部とＸ軸方向負側の端部には、それぞれ、２つのインク供給口３０ａがＹ軸方向に並んで形成されている。各インク供給口３０ａは、それぞれ一つの供給流路２１に繋がっている。
アクチュエーター３０のＸ軸方向正側の端部とＸ軸方向負側の端部には、それぞれ、２つのインク供給口３０ａがＹ軸方向に並んで形成されている。各インク供給口３０ａは、それぞれ一つの供給流路２１に繋がっている。
図６は、ヘッドチップ１３のＸ軸方向正側の端部の拡大図である。
アクチュエーター３０には、供給流路２１に沿って複数の圧力室２２が設けられている。詳しくは、アクチュエーター３０の下面（Ｚ軸方向負側の面）には、圧力室２２に対応する位置に溝が形成されており、アクチュエーター３０が流路基板４０に重ねられることにより、アクチュエーター３０の下面の溝と流路基板４０の上面（Ｚ軸方向正側の面）との間に、圧力室２２が形成される。圧力室２２は、流路基板４０に形成された供給側連絡流路２３（連絡流路）（図７参照）を介して供給流路２１に繋がっている。
アクチュエーター３０には、供給流路２１に沿って複数の圧力室２２が設けられている。詳しくは、アクチュエーター３０の下面（Ｚ軸方向負側の面）には、圧力室２２に対応する位置に溝が形成されており、アクチュエーター３０が流路基板４０に重ねられることにより、アクチュエーター３０の下面の溝と流路基板４０の上面（Ｚ軸方向正側の面）との間に、圧力室２２が形成される。圧力室２２は、流路基板４０に形成された供給側連絡流路２３（連絡流路）（図７参照）を介して供給流路２１に繋がっている。
なお、アクチュエーター３０上面（Ｚ軸方向正側の面）のＹ軸方向負側の端部とＹ軸方向正側の端部には、それぞれ、回路基板１１のＦＰＣを接続するための端子群（図示せず）が設けられている。この端子群は、アクチュエーター３０の圧電体層３４（図７参照）に電圧（駆動信号）を印加するためのものである。
上記のように、供給流路２１は、端部がインク供給口３０ａに繋がっている。供給流路２１に沿って多数の圧力室２２が配置され、各圧力室２２が供給側連絡流路２３によって供給流路２１に繋がっている。
図５に戻り、４つのインク供給口３０ａには、それぞれ図示略のインク供給チューブが接続されており、当該インク供給チューブからインクが供給される。インク供給口３０ａに供給されたインクは、供給流路２１及び供給側連絡流路２３を通って圧力室２２に供給される。本実施形態では、２つの供給流路２１には同一の色のインクが供給される。ただし、これに限られず、各供給流路２１に互いに異なる色のインクを供給して、１つのインクジェットヘッド１００により２色のインクを吐出できるようにしてもよい。
図７は、図６のＶII－ＶII断面図である。
流路基板４０は、例えばＳＵＳ（ステンレス鋼）材や４２アロイで形成されるが、これに限られない。
流路基板４０の上面（Ｚ軸方向正側の面）には、接着剤を介してアクチュエーター３０に接合されている。また、流路基板４０の下面（Ｚ軸方向負側の面）には、接着剤を介してノズル基板５０に接合されている。
流路基板４０は、例えばＳＵＳ（ステンレス鋼）材や４２アロイで形成されるが、これに限られない。
流路基板４０の上面（Ｚ軸方向正側の面）には、接着剤を介してアクチュエーター３０に接合されている。また、流路基板４０の下面（Ｚ軸方向負側の面）には、接着剤を介してノズル基板５０に接合されている。
図７に示すように、流路基板４０には、供給流路２１、供給側連絡流路２３及びノズル側連絡流路２４が設けられている。
供給側連絡流路２３は、供給流路２１のＺ軸方向正側から延びて圧力室２２に接続されている。また、供給側連絡流路２３は、Ｚ軸方向に垂直な断面積が供給側連絡流路２３内の他の部分よりも小さい絞り部２３１を有する。
ノズル側連絡流路２４は、圧力室２２とノズル基板５０のノズル５１とを接続するように流路基板４０を貫通している。
供給側連絡流路２３、圧力室２２、ノズル側連絡流路２４、及びノズル５１によりインク吐出流路２０が構成される。
供給側連絡流路２３は、供給流路２１のＺ軸方向正側から延びて圧力室２２に接続されている。また、供給側連絡流路２３は、Ｚ軸方向に垂直な断面積が供給側連絡流路２３内の他の部分よりも小さい絞り部２３１を有する。
ノズル側連絡流路２４は、圧力室２２とノズル基板５０のノズル５１とを接続するように流路基板４０を貫通している。
供給側連絡流路２３、圧力室２２、ノズル側連絡流路２４、及びノズル５１によりインク吐出流路２０が構成される。
ノズル基板５０の材質は、特には限られないが、例えば金属や樹脂である。
ノズル基板５０には、圧力室２２からＺ軸負方向に延びるノズル側連絡流路２４に対応する位置に、ノズル基板５０を貫通するノズル５１が形成されている。
ノズル基板５０には、圧力室２２からＺ軸負方向に延びるノズル側連絡流路２４に対応する位置に、ノズル基板５０を貫通するノズル５１が形成されている。
図８Ａは、ノズル５１の形状を示す図である。
図８Ａに示すように、ノズル５１は、漏斗部５１２、及びテーパー部５１３を有する。
漏斗部５１２は、Ｚ軸方向（吐出方向）に垂直な断面が略円形状であり、圧力室２２側から開口部５１１側（Ｚ軸方向正側から負側）に向かってＺ軸方向に垂直な断面積が単調に減少する。
漏斗部５１２のテーパー角度は、４０度以上５０度以下である。
テーパー部５１３は、漏斗部５１２より開口部５１１側（Ｚ軸方向負側）近くに位置する。また、テーパー部５１３は、Ｚ軸方向に垂直な断面が略円形状であり、Ｚ軸方向正側から負側に向かって、Ｚ軸方向に垂直な断面積が単調に減少し、当該断面積の減少の傾きが漏斗部５１２より小さい。
テーパー部５１３のテーパー角度は、３度以上１２度以下である。
図８Ａに示すように、ノズル５１は、漏斗部５１２、及びテーパー部５１３を有する。
漏斗部５１２は、Ｚ軸方向（吐出方向）に垂直な断面が略円形状であり、圧力室２２側から開口部５１１側（Ｚ軸方向正側から負側）に向かってＺ軸方向に垂直な断面積が単調に減少する。
漏斗部５１２のテーパー角度は、４０度以上５０度以下である。
テーパー部５１３は、漏斗部５１２より開口部５１１側（Ｚ軸方向負側）近くに位置する。また、テーパー部５１３は、Ｚ軸方向に垂直な断面が略円形状であり、Ｚ軸方向正側から負側に向かって、Ｚ軸方向に垂直な断面積が単調に減少し、当該断面積の減少の傾きが漏斗部５１２より小さい。
テーパー部５１３のテーパー角度は、３度以上１２度以下である。
なお、ノズル５１は、図８Ｂ～図８Ｄに示す形状であってもよい。
図８Ｂに示すノズル５１は、ノズル５１全体がテーパー部５１３である。つまり、ノズル５１は、Ｚ軸方向（吐出方向）に垂直な断面が略円形状であり、圧力室２２側から開口部５１１側（Ｚ軸方向正側から負側）に向かって、Ｚ軸方向に垂直な断面積が単調に減少する。
また、図８Ｃに示すノズル５１は、漏斗部５１２、テーパー部５１３、及びストレート部５１４を有する。
ストレート部５１４は、Ｚ軸方向に垂直な断面が略円形状であり、テーパー部５１３より開口部５１１側（Ｚ軸方向負側）近くに位置する。また、ストレート部５１４は、Ｚ軸方向に垂直な断面積が変化しない。
また、図８Ｄに示すノズル５１は、テーパー部５１３、及びストレート部５１４を有する。
図８Ｂに示すノズル５１は、ノズル５１全体がテーパー部５１３である。つまり、ノズル５１は、Ｚ軸方向（吐出方向）に垂直な断面が略円形状であり、圧力室２２側から開口部５１１側（Ｚ軸方向正側から負側）に向かって、Ｚ軸方向に垂直な断面積が単調に減少する。
また、図８Ｃに示すノズル５１は、漏斗部５１２、テーパー部５１３、及びストレート部５１４を有する。
ストレート部５１４は、Ｚ軸方向に垂直な断面が略円形状であり、テーパー部５１３より開口部５１１側（Ｚ軸方向負側）近くに位置する。また、ストレート部５１４は、Ｚ軸方向に垂直な断面積が変化しない。
また、図８Ｄに示すノズル５１は、テーパー部５１３、及びストレート部５１４を有する。
ここで、図９に、ノズル５１が図８Ａに示す形状である場合と、ノズル５１が図８Ｂに示す形状である場合のサテライト特性を示す。図９の横軸は、サテライト滴が発生する時の液滴６１の液滴速度［ｍ／ｓ］であり、縦軸は、サテライト滴のＺ軸方向（吐出方向）の長さであるサテライト長［μｍ］である。
図９に示す例において、図８Ａに示す形状であるノズル５１は、テーパー角度が４５度である漏斗部５１２、及びテーパー角度が９度であるテーパー部５１３を備える。また、図８Ｂに示す形状であるノズル５１は、テーパー角度が９度であるテーパー部５１３を備える。
図９に示すように、ノズル５１が図８Ｂに示す形状の場合よりも、図８Ａに示す形状の場合の方が、サテライト滴が発生する時の液滴６１の液滴速度が大きく、サテライト性能が良好である。したがって、ノズル５１は図８Ａに示す形状（漏斗部５１２及びテーパー部５１３を備える）であることが望ましい。
図９に示す例において、図８Ａに示す形状であるノズル５１は、テーパー角度が４５度である漏斗部５１２、及びテーパー角度が９度であるテーパー部５１３を備える。また、図８Ｂに示す形状であるノズル５１は、テーパー角度が９度であるテーパー部５１３を備える。
図９に示すように、ノズル５１が図８Ｂに示す形状の場合よりも、図８Ａに示す形状の場合の方が、サテライト滴が発生する時の液滴６１の液滴速度が大きく、サテライト性能が良好である。したがって、ノズル５１は図８Ａに示す形状（漏斗部５１２及びテーパー部５１３を備える）であることが望ましい。
図１０Ａは、ノズル基板５０のノズル開口面５１ａにおける開口部５１１の配列を模式的に示す図である。
図１０Ａに示すように、ノズル基板５０のノズル開口面５１ａには、複数の開口部５１１（ノズル５１）が一列に並ぶように配置されている。ノズル基板５０には、２つのノズル５１の列Ｌ１、Ｌ２が配置されている。例えば、列Ｌ１、Ｌ２に、それぞれ数百個のノズル５１が一定間隔で設けられている。
なお、各列のノズル５１の数はこれに限られるものではない。また、ノズル列は３つ以上であってもよい。
本実施形態では、図１０Ａに示すように、列Ｌ１、Ｌ２は、ノズル５１のＸ軸方向の位置が同じ位置関係で設けられている。つまり、複数のノズル列（列Ｌ１、Ｌ２）は、ノズル５１からインク６０を吐出しながら描画を行うときの記録媒体Ｍに対する相対移動方向（Ｙ軸方向）に直交する方向（Ｘ軸方向）において、複数のノズル列の複数のノズルがそれぞれ同じ位置となるように配置される。
図１０Ａに示すように、ノズル基板５０のノズル開口面５１ａには、複数の開口部５１１（ノズル５１）が一列に並ぶように配置されている。ノズル基板５０には、２つのノズル５１の列Ｌ１、Ｌ２が配置されている。例えば、列Ｌ１、Ｌ２に、それぞれ数百個のノズル５１が一定間隔で設けられている。
なお、各列のノズル５１の数はこれに限られるものではない。また、ノズル列は３つ以上であってもよい。
本実施形態では、図１０Ａに示すように、列Ｌ１、Ｌ２は、ノズル５１のＸ軸方向の位置が同じ位置関係で設けられている。つまり、複数のノズル列（列Ｌ１、Ｌ２）は、ノズル５１からインク６０を吐出しながら描画を行うときの記録媒体Ｍに対する相対移動方向（Ｙ軸方向）に直交する方向（Ｘ軸方向）において、複数のノズル列の複数のノズルがそれぞれ同じ位置となるように配置される。
図１０Ａに対して、図１１Ａでは、列Ｌ１、Ｌ２は、ノズル５１のＸ軸方向の位置が互いにずれるような位置関係で設けられている。
図１０Ｂに、図１０Ａの構成の場合において、列Ｌ１、Ｌ２のそれぞれから液滴６１（図７参照）を５回吐出させたとき、液滴６１が記録媒体Ｍに着弾した結果を示す。また、図１１Ｂに、図１１Ａの構成の場合において、列Ｌ１、Ｌ２のそれぞれから液滴６１を５回吐出させたとき、液滴６１が記録媒体Ｍに着弾した結果を示す。
図１０Ｂ、図１１Ｂに示す例において、内部に斜線を有する丸が列Ｌ１から吐出された液滴６１が着弾した結果であり、黒色の丸が列Ｌ２から吐出された液滴６１が着弾した結果である。
図１０Ｂ、図１１Ｂに示すように、図１１Ａの構成の場合と比較して、図１０Ａの構成の場合の方が、液滴６１を同じ回数分吐出させたときに、Ｙ軸方向（記録媒体Ｍの移動方向）において広範囲に着弾させることができる。つまり、インクジェット記録装置１の生産性を向上させることができる。
図１０Ｂに、図１０Ａの構成の場合において、列Ｌ１、Ｌ２のそれぞれから液滴６１（図７参照）を５回吐出させたとき、液滴６１が記録媒体Ｍに着弾した結果を示す。また、図１１Ｂに、図１１Ａの構成の場合において、列Ｌ１、Ｌ２のそれぞれから液滴６１を５回吐出させたとき、液滴６１が記録媒体Ｍに着弾した結果を示す。
図１０Ｂ、図１１Ｂに示す例において、内部に斜線を有する丸が列Ｌ１から吐出された液滴６１が着弾した結果であり、黒色の丸が列Ｌ２から吐出された液滴６１が着弾した結果である。
図１０Ｂ、図１１Ｂに示すように、図１１Ａの構成の場合と比較して、図１０Ａの構成の場合の方が、液滴６１を同じ回数分吐出させたときに、Ｙ軸方向（記録媒体Ｍの移動方向）において広範囲に着弾させることができる。つまり、インクジェット記録装置１の生産性を向上させることができる。
図７に戻り、アクチュエーター３０は、圧力室２２が形成されている圧力室層３１、圧力室層３１の上部（Ｚ軸方向正側）に積層された振動板３２、絶縁層３３、圧電体層３４及び電極層３５を有している。
振動板３２、絶縁層３３、圧電体層３４及び電極層３５は、スパッタ法等の真空製膜技術により形成することができる。これらの層は、塗布等の他の製膜技術により形成されてもよい。
圧力室層３１は、めっき工法等の厚膜形成技術又は金属板のエッチング工法により形成することができる。圧力室層３１の下面（Ｚ軸方向負側の面）に流路基板４０が接合されることにより、圧力室２２が形成される。
振動板３２は、導電性の金属材料から構成され、圧電体層３４の下部電極（共通電極）を兼ねている。
絶縁層３３は、圧電体層３４に対して振動板３２を絶縁する。すなわち、絶縁層３３は、圧電機能領域Ｒ１以外の圧電体層３４への電圧印加を遮蔽する。
振動板３２、絶縁層３３、圧電体層３４及び電極層３５は、スパッタ法等の真空製膜技術により形成することができる。これらの層は、塗布等の他の製膜技術により形成されてもよい。
圧力室層３１は、めっき工法等の厚膜形成技術又は金属板のエッチング工法により形成することができる。圧力室層３１の下面（Ｚ軸方向負側の面）に流路基板４０が接合されることにより、圧力室２２が形成される。
振動板３２は、導電性の金属材料から構成され、圧電体層３４の下部電極（共通電極）を兼ねている。
絶縁層３３は、圧電体層３４に対して振動板３２を絶縁する。すなわち、絶縁層３３は、圧電機能領域Ｒ１以外の圧電体層３４への電圧印加を遮蔽する。
圧電体層３４は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）で形成される。圧電体層３４の膜厚は数μｍ程度である。
電極層３５は、導電性材料により形成される。電極層３５は、例えば、貴金属を含むチタンから形成される。電極層３５の膜厚は０．２μｍ程度である。
電極層３５は、導電性材料により形成される。電極層３５は、例えば、貴金属を含むチタンから形成される。電極層３５の膜厚は０．２μｍ程度である。
電極層３５に電圧が印加されることにより圧電機能領域Ｒ１において圧電体層３４がＺ軸方向に変形し、これに伴い、振動板３２が変形する。圧電機能領域Ｒ１において振動板３２が下方（Ｚ軸負方向）に変形すると、圧力室２２の容積が減少（収縮）し、圧力室２２に充填されたインク６０の圧力が高まる。また、圧電機能領域Ｒ１において振動板３２が上方（Ｚ軸正方向）に変形すると、圧力室２２の容積が増大（膨張）し、圧力室２２に充填されたインク６０の圧力が低下する。インク６０の圧力を所定の順序で変動させることにより（例えば、減圧させた後に加圧することにより）、ノズル側連絡流路２４を介して圧力室２２に連通するノズル５１からインク６０の液滴６１が吐出される。
圧力室層３１、振動板３２、絶縁層３３、圧電体層３４及び電極層３５は、それぞれ、必ずしも単層でなくともよく、複数の層によって形成されてもよい。また、各層の間に、さらに他の層が配置されてもよい。
＜インク吐出流路の構成＞
本実施形態では、インク吐出流路２０を以下のように構成する。
ここで、ノズル５１のイナータンスと、ノズル側連絡流路２４のイナータンスと、圧力室２２における中心から下流側（ノズル側連絡流路２４側）のイナータンスの直列和をＬ１とする。
また、圧力室２２における中心から上流側（供給側連絡流路２３側）のイナータンスと、供給側連絡流路２３のイナータンスの直列和をＬ２とする。
また、ノズル５１の流路抵抗と、ノズル側連絡流路２４の流路抵抗と、圧力室２２における中心から下流側（ノズル側連絡流路２４側）の流路抵抗の直列和をＲ１とする。
また、圧力室２２における中心から上流側（供給側連絡流路２３側）の流路抵抗と、供給側連絡流路２３の流路抵抗の直列和をＲ２とする。
また、圧力室２２におけるインク６０のコンプライアンスと、振動板３２の機械的コンプライアンスの並列和をＣとする。
このとき、圧力室２２におけるＱ値（振動の減衰のしやすさの指標）であるＱは、下記式（１）で表される。
式（１）：Ｑ＝（Ｌａｌｌ×π）／（Ｒａｌｌ×Ｔ／２）
上記式（１）中のＬａｌｌは、下記式（２）で表される。
式（２）：Ｌａｌｌ＝（Ｌ１×Ｌ２）／（Ｌ１＋Ｌ２）
上記式（１）中のＲａｌｌは、下記式（３）で表される。
式（３）：Ｒａｌｌ＝（Ｒ１×Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒ２）
上記式（１）中のＴは、下記式（４）で表される。
式（４）：Ｔ＝２π×（Ｌａｌｌ×Ｃ）１／２
Ｑが大きいほど、圧力室２２の残響振動（液滴６１を吐出した後の振動）の減衰がしにくく、サテライト性能が良好である。
本実施形態では、インク吐出流路２０を以下のように構成する。
ここで、ノズル５１のイナータンスと、ノズル側連絡流路２４のイナータンスと、圧力室２２における中心から下流側（ノズル側連絡流路２４側）のイナータンスの直列和をＬ１とする。
また、圧力室２２における中心から上流側（供給側連絡流路２３側）のイナータンスと、供給側連絡流路２３のイナータンスの直列和をＬ２とする。
また、ノズル５１の流路抵抗と、ノズル側連絡流路２４の流路抵抗と、圧力室２２における中心から下流側（ノズル側連絡流路２４側）の流路抵抗の直列和をＲ１とする。
また、圧力室２２における中心から上流側（供給側連絡流路２３側）の流路抵抗と、供給側連絡流路２３の流路抵抗の直列和をＲ２とする。
また、圧力室２２におけるインク６０のコンプライアンスと、振動板３２の機械的コンプライアンスの並列和をＣとする。
このとき、圧力室２２におけるＱ値（振動の減衰のしやすさの指標）であるＱは、下記式（１）で表される。
式（１）：Ｑ＝（Ｌａｌｌ×π）／（Ｒａｌｌ×Ｔ／２）
上記式（１）中のＬａｌｌは、下記式（２）で表される。
式（２）：Ｌａｌｌ＝（Ｌ１×Ｌ２）／（Ｌ１＋Ｌ２）
上記式（１）中のＲａｌｌは、下記式（３）で表される。
式（３）：Ｒａｌｌ＝（Ｒ１×Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒ２）
上記式（１）中のＴは、下記式（４）で表される。
式（４）：Ｔ＝２π×（Ｌａｌｌ×Ｃ）１／２
Ｑが大きいほど、圧力室２２の残響振動（液滴６１を吐出した後の振動）の減衰がしにくく、サテライト性能が良好である。
Ｑ値はインクジェットヘッドの形状設計のみでなく、インクの物性によっても値が変動するため、特定のインクで計算した値を用いて議論することが好ましい。
ここではインク６０として、粘度：５．７［ｍＰａ・ｓ］、密度：１０８０［ｋｇ／ｍ３］、インク中を伝わる音速値：１５２１［ｍ／ｓ］であるインクをＱ値の計算に用いた場合に算出されるＱＣが下記式（５）を満たすようにインク吐出流路２０を構成する。
式（５）：ＱＣ≧０．０２２２Ｓｒ－１７．５２４
Ｓｒ：絞り部２３１のＺ軸方向に垂直な断面積
上記式（５）は所定のインクの物性値（粘度、密度、インク中を伝わる音速値）を用いて算出されたＱＣが条件を満たすことを定義しており、実際に吐出に用いるインクの物性値は上記物性値と一致する必要はない。
ここではインク６０として、粘度：５．７［ｍＰａ・ｓ］、密度：１０８０［ｋｇ／ｍ３］、インク中を伝わる音速値：１５２１［ｍ／ｓ］であるインクをＱ値の計算に用いた場合に算出されるＱＣが下記式（５）を満たすようにインク吐出流路２０を構成する。
式（５）：ＱＣ≧０．０２２２Ｓｒ－１７．５２４
Ｓｒ：絞り部２３１のＺ軸方向に垂直な断面積
上記式（５）は所定のインクの物性値（粘度、密度、インク中を伝わる音速値）を用いて算出されたＱＣが条件を満たすことを定義しており、実際に吐出に用いるインクの物性値は上記物性値と一致する必要はない。
ここで、ヘッド駆動制御部８は、上記式（５）を満たすように構成されたインク吐出流路２０を有するインクジェットヘッド１００のアクチュエーター３０を、１ＡＬ幅の単純引き打ち波形である駆動波形７０ａ（図１２参照）を用いて駆動する。ＡＬ（Acoustic Length）とは、圧力室２２における圧力波の音響的共振周期の１／２であり、単純引き打ち波形の波高値を一定にして、パルス幅を変化させた際の速度変化を測定し、当該速度が最大になるパルス幅である。
この場合、開口部５１１からＺ軸負方向に１ｍｍの位置における、サテライト滴発生時の液滴６１の液滴速度は８ｍ／ｓ以上となる。
したがって、サテライト滴の発生を抑制し、安定してインクを吐出することができる。
この場合、開口部５１１からＺ軸負方向に１ｍｍの位置における、サテライト滴発生時の液滴６１の液滴速度は８ｍ／ｓ以上となる。
したがって、サテライト滴の発生を抑制し、安定してインクを吐出することができる。
＜インクジェットヘッドの駆動＞
また、本実施形態では、ヘッド駆動制御部８は、開口部５１１からＺ軸負方向に０．５ｍｍの位置における液滴６１の液滴速度が７ｍ／ｓ以上となるように、アクチュエーター３０を駆動する。
このとき、メディアギャップ３ｍｍを目標とした場合、液滴６１の体積が１．２ｐｌ以上であれば、液滴６１を記録媒体Ｍに着弾させることができる。
また、本実施形態では、ヘッド駆動制御部８は、開口部５１１からＺ軸負方向に０．５ｍｍの位置における液滴６１の液滴速度が７ｍ／ｓ以上となるように、アクチュエーター３０を駆動する。
このとき、メディアギャップ３ｍｍを目標とした場合、液滴６１の体積が１．２ｐｌ以上であれば、液滴６１を記録媒体Ｍに着弾させることができる。
また、メディアギャップが大きい（例えば１０～２０ｍｍ）場合、記録媒体Ｍに安定して印字を行うためには、インク６０の液滴量が大きいことが必要である。
図１３Ａは、複数の小液滴である液滴６１を重ねて大液滴６１１を作る図であり、図１３Ｂは、大液滴である液滴６１を一発だけ吐出する図である。図１３Ａ、図１３Ｂにおいて、サテライト滴６２の大きさは液滴６１の大きさに比例する。
図１３Ａに示す例では、サテライト滴６２は、後発の液滴６１と合体するため、最終発の液滴６１に伴うサテライト滴６２のみが最終的に残る。したがって、図１３Ａ、図１３Ｂに示すように、大液滴である液滴６１を一発だけ吐出する場合のサテライト滴６２よりも、複数の小液滴である液滴６１を重ねて大液滴６１１を作る場合のサテライト滴６２の方が小さい。つまり、複数の小液滴である液滴６１を重ねて大液滴６１１を作る場合の方が、サテライト性能が良好である。
図１３Ａは、複数の小液滴である液滴６１を重ねて大液滴６１１を作る図であり、図１３Ｂは、大液滴である液滴６１を一発だけ吐出する図である。図１３Ａ、図１３Ｂにおいて、サテライト滴６２の大きさは液滴６１の大きさに比例する。
図１３Ａに示す例では、サテライト滴６２は、後発の液滴６１と合体するため、最終発の液滴６１に伴うサテライト滴６２のみが最終的に残る。したがって、図１３Ａ、図１３Ｂに示すように、大液滴である液滴６１を一発だけ吐出する場合のサテライト滴６２よりも、複数の小液滴である液滴６１を重ねて大液滴６１１を作る場合のサテライト滴６２の方が小さい。つまり、複数の小液滴である液滴６１を重ねて大液滴６１１を作る場合の方が、サテライト性能が良好である。
したがって、本実施形態では、インクジェットヘッド１００として、１ＡＬ幅の単純引き打ち波形を用いて、開口部５１１からＺ軸負方向に０．５ｍｍの位置における液滴６１の液滴速度が７ｍ／ｓであるときに、液滴６１の液量が２ｐＬ以上４ｐＬ以下であるように設計されたインクジェットヘッドを用いることが好ましい。
これにより、小液滴（２ｐＬ以上４ｐＬ以下）である液滴６１を重ねることにより大液滴６１１を形成することができ、メディアギャップが大きい場合においても、サテライト性能を良好に保つことができる。
これにより、小液滴（２ｐＬ以上４ｐＬ以下）である液滴６１を重ねることにより大液滴６１１を形成することができ、メディアギャップが大きい場合においても、サテライト性能を良好に保つことができる。
また、本実施形態では、ヘッド駆動制御部８は、図１４に示す駆動信号の波形パターン（駆動波形７０ｂ）を用いてアクチュエーター３０を駆動する。
図１４に示す駆動波形７０ｂは、圧力室２２の容積を膨張させる第１膨張部７１１、第２膨張部７１２、第３膨張部７１３と、圧力室２２の容積を収縮させる第１収縮部７２１、第２収縮部７２２とを有する。
図１４に示す駆動波形７０ｂにおいて、第１膨張部７１１の始点から０．７ＡＬ～１．２ＡＬ後に第１収縮部７２１が開始される。そして、第１収縮部７２１の始点から０．４ＡＬ～０．６ＡＬ後に第２膨張部７１２が開始される。そして、第２膨張部７１２の始点から０．３ＡＬ～０．６ＡＬ後に第２収縮部７２２が開始される。そして、第２収縮部７２２の始点から０．８ＡＬ～１．２ＡＬ後に第３膨張部７１３が開始される。
なお、より好ましくは、駆動波形７０ｂにおいて、第１膨張部７１１の始点から０．７ＡＬ～０．９ＡＬ後に第１収縮部７２１が開始される。これにより、駆動時間をより短く抑えることができる。
上記のように、駆動波形７０ｂにおいて、第２膨張部７１２の始点から第２収縮部７２２の始点までの時間（０．３ＡＬ～０．６ＡＬ）は、第１膨張部７１１の始点から第１収縮部７２１の始点までの時間（０．７ＡＬ～１．２ＡＬ）より短い。これにより、第２膨張部及び第２収縮部によって液滴が形成されないようにすることができる。また、第２膨張部及び第２収縮部により効果的に液滴を引き戻し、かつノズル５１におけるメニスカスを適切に前進させることができる。
図１４に示す駆動波形７０ｂは、圧力室２２の容積を膨張させる第１膨張部７１１、第２膨張部７１２、第３膨張部７１３と、圧力室２２の容積を収縮させる第１収縮部７２１、第２収縮部７２２とを有する。
図１４に示す駆動波形７０ｂにおいて、第１膨張部７１１の始点から０．７ＡＬ～１．２ＡＬ後に第１収縮部７２１が開始される。そして、第１収縮部７２１の始点から０．４ＡＬ～０．６ＡＬ後に第２膨張部７１２が開始される。そして、第２膨張部７１２の始点から０．３ＡＬ～０．６ＡＬ後に第２収縮部７２２が開始される。そして、第２収縮部７２２の始点から０．８ＡＬ～１．２ＡＬ後に第３膨張部７１３が開始される。
なお、より好ましくは、駆動波形７０ｂにおいて、第１膨張部７１１の始点から０．７ＡＬ～０．９ＡＬ後に第１収縮部７２１が開始される。これにより、駆動時間をより短く抑えることができる。
上記のように、駆動波形７０ｂにおいて、第２膨張部７１２の始点から第２収縮部７２２の始点までの時間（０．３ＡＬ～０．６ＡＬ）は、第１膨張部７１１の始点から第１収縮部７２１の始点までの時間（０．７ＡＬ～１．２ＡＬ）より短い。これにより、第２膨張部及び第２収縮部によって液滴が形成されないようにすることができる。また、第２膨張部及び第２収縮部により効果的に液滴を引き戻し、かつノズル５１におけるメニスカスを適切に前進させることができる。
ここで、図１５Ａに、１ＡＬ幅の単純引き打ち波形（駆動波形７０ａ）を用いてアクチュエーター３０を駆動した場合の液滴６１の液滴速度の駆動周期特性を示す。また、図１５Ｂに、駆動波形７０ｂを用いてアクチュエーター３０を駆動した場合の液滴６１の液滴速度の駆動周期特性を示す。
図１５Ａ、図１５Ｂに示すように、駆動周期が６０μｓ以下である高速駆動領域Ａにおいて、図１５Ａの場合と比較して、図１５Ｂの場合は液滴速度の速度変動が小さく、安定している。
したがって、駆動波形７０ｂを用いてアクチュエーター３０を駆動することで、安定して高速駆動することが可能である。
図１５Ａ、図１５Ｂに示すように、駆動周期が６０μｓ以下である高速駆動領域Ａにおいて、図１５Ａの場合と比較して、図１５Ｂの場合は液滴速度の速度変動が小さく、安定している。
したがって、駆動波形７０ｂを用いてアクチュエーター３０を駆動することで、安定して高速駆動することが可能である。
また、本実施形態では、ヘッド駆動制御部８は、図１６に示す駆動信号の波形パターン（駆動波形７０ｃ）を用いてアクチュエーター３０を駆動する。
図１６に示す駆動波形７０ｃは、図１４に示す駆動波形７０ｂを応用した駆動波形であり、大液滴６１１を形成する。
図１６では、基準電位を０、負側の最低電位を－１としたときの電位比率で駆動波形７０ｃが描かれている。基準電位は、インク吐出動作を行わない待機時の電位である。
また、時間軸は、ＡＬを単位として描かれている。
図１６に示す駆動波形７０ｃは、図１４に示す駆動波形７０ｂを応用した駆動波形であり、大液滴６１１を形成する。
図１６では、基準電位を０、負側の最低電位を－１としたときの電位比率で駆動波形７０ｃが描かれている。基準電位は、インク吐出動作を行わない待機時の電位である。
また、時間軸は、ＡＬを単位として描かれている。
図１６の駆動波形７０ｃは、インク６０の液滴６１を各々吐出させる２つの第２駆動波形Ｗ２を含む。第２駆動波形Ｗ２は、第１膨張部７１１、第２膨張部７１２、第１収縮部７２１、及び第２収縮部７２２を含む。
また、第２駆動波形Ｗ２においても、駆動波形７０ｂと同様に、第１膨張部７１１の始点から０．７ＡＬ～１．２ＡＬ後に第１収縮部７２１が開始される。そして、第１収縮部７２１の始点から０．４ＡＬ～０．６ＡＬ後に第２膨張部７１２が開始される。そして、第２膨張部７１２の始点から０．３ＡＬ～０．６ＡＬ後に第２収縮部７２２が開始される。そして、一つ目の第２収縮部７２２の始点から０．８ＡＬ～１．２ＡＬ後に二つ目の第１膨張部７１１が開始される。なお、より好ましくは、第２駆動波形Ｗ２において、第１膨張部７１１の始点から０．７ＡＬ～０．９ＡＬ後に第１収縮部７２１が開始される。
図１６の駆動波形７０ｃを圧電体層３４に印加することで、ノズル５１から吐出される２つの液滴６１を合一させて記録媒体Ｍに着弾させることができる。
また、第２駆動波形Ｗ２においても、駆動波形７０ｂと同様に、第１膨張部７１１の始点から０．７ＡＬ～１．２ＡＬ後に第１収縮部７２１が開始される。そして、第１収縮部７２１の始点から０．４ＡＬ～０．６ＡＬ後に第２膨張部７１２が開始される。そして、第２膨張部７１２の始点から０．３ＡＬ～０．６ＡＬ後に第２収縮部７２２が開始される。そして、一つ目の第２収縮部７２２の始点から０．８ＡＬ～１．２ＡＬ後に二つ目の第１膨張部７１１が開始される。なお、より好ましくは、第２駆動波形Ｗ２において、第１膨張部７１１の始点から０．７ＡＬ～０．９ＡＬ後に第１収縮部７２１が開始される。
図１６の駆動波形７０ｃを圧電体層３４に印加することで、ノズル５１から吐出される２つの液滴６１を合一させて記録媒体Ｍに着弾させることができる。
図１６の駆動波形７０ｃを用いてアクチュエーター３０を駆動し、２つの液滴６１を合一させ、開口部５１１からＺ軸負方向に０．５ｍｍの位置における液滴６１の液滴速度が７ｍ／ｓである場合、インクジェットヘッド１００は約４～８ｐＬの液滴６１を吐出することができる。したがって、液滴６１の液量（重量）をより大きくすることで更に遠くの位置に着弾させることができる。
また、本実施形態では、ヘッド駆動制御部８は、図１７に示す駆動信号の波形パターン（複合駆動波形７０ｄ）を用いてアクチュエーター３０を駆動する。
図１７に示す複合駆動波形７０ｄは、図１４に示す駆動波形７０ｂをさらに組み合わせた駆動波形であり、より大きい大液滴６１１を形成する。
図１７では、図１６と同様に、基準電位を０、負側の最低電位を－１としたときの電位比率で複合駆動波形ＷＦが描かれている。基準電位は、インク吐出動作を行わない待機時の電位である。
また、時間軸は、ＡＬを単位として描かれている。
図１７に示す複合駆動波形７０ｄは、図１４に示す駆動波形７０ｂをさらに組み合わせた駆動波形であり、より大きい大液滴６１１を形成する。
図１７では、図１６と同様に、基準電位を０、負側の最低電位を－１としたときの電位比率で複合駆動波形ＷＦが描かれている。基準電位は、インク吐出動作を行わない待機時の電位である。
また、時間軸は、ＡＬを単位として描かれている。
図１７の複合駆動波形７０ｄは、ノズル５１におけるインク６０の液面を振動させる振動波形Ｗ０と、インク６０の液滴６１を各々吐出させる４つの第１駆動波形Ｗ１と、これらの第１駆動波形Ｗ１の後に印加される、２つの第２駆動波形Ｗ２とを含む（以下では、第１駆動波形Ｗ１及び第２駆動波形Ｗ２のうち任意の一方を指す場合には「駆動波形Ｗｎ」と記す）。
第１駆動波形Ｗ１も、第２駆動波形Ｗ２と同様に、第１膨張部７１１、第２膨張部７１２、第１収縮部７２１、及び第２収縮部７２２を含む。
また、第１駆動波形Ｗ１においても、駆動波形７０ｂと同様に、第１膨張部７１１の始点から０．７ＡＬ～１．２ＡＬ後に第１収縮部７２１が開始される。そして、第１収縮部７２１の始点から０．４ＡＬ～０．６ＡＬ後に第２膨張部７１２が開始される。そして、第２膨張部７１２の始点から０．３ＡＬ～０．６ＡＬ後に第２収縮部７２２が開始される。なお、より好ましくは、第１駆動波形Ｗ１において、第１膨張部７１１の始点から０．７ＡＬ～０．９ＡＬ後に第１収縮部７２１が開始される。
図１７の複合駆動波形７０ｄは、６つの駆動波形Ｗｎを含んでおり、この複合駆動波形７０ｄを圧電体層３４に印加することで、ノズル５１から吐出される６つのインク６０の液滴６１を合一させて記録媒体Ｍに着弾させることができる。すなわち、６つの液滴６１が柱状に連なった状態でノズル５１から吐出され、飛翔中に分離することなく記録媒体Ｍに着弾する。
また、最初の第１駆動波形Ｗ１の印加前に振動波形Ｗ０を印加してノズル５１のメニスカスを振動させることで、インクの液面の乾燥（増粘）によりインクの吐出特性が変動するのを抑えることができる。
第１駆動波形Ｗ１も、第２駆動波形Ｗ２と同様に、第１膨張部７１１、第２膨張部７１２、第１収縮部７２１、及び第２収縮部７２２を含む。
また、第１駆動波形Ｗ１においても、駆動波形７０ｂと同様に、第１膨張部７１１の始点から０．７ＡＬ～１．２ＡＬ後に第１収縮部７２１が開始される。そして、第１収縮部７２１の始点から０．４ＡＬ～０．６ＡＬ後に第２膨張部７１２が開始される。そして、第２膨張部７１２の始点から０．３ＡＬ～０．６ＡＬ後に第２収縮部７２２が開始される。なお、より好ましくは、第１駆動波形Ｗ１において、第１膨張部７１１の始点から０．７ＡＬ～０．９ＡＬ後に第１収縮部７２１が開始される。
図１７の複合駆動波形７０ｄは、６つの駆動波形Ｗｎを含んでおり、この複合駆動波形７０ｄを圧電体層３４に印加することで、ノズル５１から吐出される６つのインク６０の液滴６１を合一させて記録媒体Ｍに着弾させることができる。すなわち、６つの液滴６１が柱状に連なった状態でノズル５１から吐出され、飛翔中に分離することなく記録媒体Ｍに着弾する。
また、最初の第１駆動波形Ｗ１の印加前に振動波形Ｗ０を印加してノズル５１のメニスカスを振動させることで、インクの液面の乾燥（増粘）によりインクの吐出特性が変動するのを抑えることができる。
また、複合駆動波形７０ｄの第２駆動波形Ｗ２における第２収縮部７２２の電圧振幅ΔＶ２は、第１駆動波形Ｗ１における第２収縮部７２２の電圧振幅ΔＶ１より大きくなっている。具体的には、図１７に示す例においては、ΔＶ１は０．７３であり、ΔＶ２は１．１である。
また、このような電圧振幅ΔＶ２を確保するために、第２駆動波形Ｗ２では、第２収縮部７２２が、基準電位を超える電位まで変位するようになっている。
このように電圧振幅ΔＶ２を大きくすることで、第１膨張部７１１及び第１収縮部７２１により吐出されるインク６０が、第２収縮部７２２に応じた圧力室２２の収縮により大きく加速される。よって、第２駆動波形Ｗ２により吐出されるインク６０の液滴６１の速度を高めることができ、第１駆動波形Ｗ１によって先に吐出されているインク６０の液滴６１に追い付きやすくすることができる。第２駆動波形Ｗ２により吐出されるインク６０の液滴６１の速度は、例えば約７ｍ／ｓである
また、このような電圧振幅ΔＶ２を確保するために、第２駆動波形Ｗ２では、第２収縮部７２２が、基準電位を超える電位まで変位するようになっている。
このように電圧振幅ΔＶ２を大きくすることで、第１膨張部７１１及び第１収縮部７２１により吐出されるインク６０が、第２収縮部７２２に応じた圧力室２２の収縮により大きく加速される。よって、第２駆動波形Ｗ２により吐出されるインク６０の液滴６１の速度を高めることができ、第１駆動波形Ｗ１によって先に吐出されているインク６０の液滴６１に追い付きやすくすることができる。第２駆動波形Ｗ２により吐出されるインク６０の液滴６１の速度は、例えば約７ｍ／ｓである
図１７の複合駆動波形７０ｄを用いてアクチュエーター３０を駆動し、６つの液滴６１を合一させ、開口部５１１からＺ軸負方向に０．５ｍｍの位置における液滴６１の液滴速度が７ｍ／ｓである場合、インクジェットヘッド１００は約１２～２４ｐＬの液滴６１を吐出することができる。したがって、液滴６１の液量（重量）をより大きくすることで更に遠くの位置に着弾させることができる。
なお、図１６、図１７に示した駆動波形は一例であり、飛翔させる距離や印字解像度に応じて適切な設定をすることが好ましい。
また、本実施形態では、ヘッド駆動制御部８は、下記式（６）を満たすようにアクチュエーター３０を駆動する。
式（６）：ｔｇａｐ≦Ａ（Ｖｄｒｏｐ）４＋Ｂ（Ｖｄｒｏｐ）３＋Ｃ（Ｖｄｒｏｐ）２＋ＤＶｄｒｏｐ＋Ｅ
ｔｇａｐ：開口部５１１から記録媒体Ｍまでの距離
Ｖｄｒｏｐ：液滴６１の体積
Ａ：－４．８１ｅ－６
Ｂ：７．４５ｅ－４
Ｃ：－４．５０ｅ－２
Ｄ：１．７９
Ｅ：２．９０
この場合、記録媒体Ｍに到達する時の液滴６１の液滴速度は、０．０１［ｍ／ｓ］以上であり、メディアギャップが大きい場合においても、液滴６１を記録媒体Ｍに着弾させることができる。
式（６）：ｔｇａｐ≦Ａ（Ｖｄｒｏｐ）４＋Ｂ（Ｖｄｒｏｐ）３＋Ｃ（Ｖｄｒｏｐ）２＋ＤＶｄｒｏｐ＋Ｅ
ｔｇａｐ：開口部５１１から記録媒体Ｍまでの距離
Ｖｄｒｏｐ：液滴６１の体積
Ａ：－４．８１ｅ－６
Ｂ：７．４５ｅ－４
Ｃ：－４．５０ｅ－２
Ｄ：１．７９
Ｅ：２．９０
この場合、記録媒体Ｍに到達する時の液滴６１の液滴速度は、０．０１［ｍ／ｓ］以上であり、メディアギャップが大きい場合においても、液滴６１を記録媒体Ｍに着弾させることができる。
また、望ましくは、ヘッド駆動制御部８は、上記式（６）において下記の条件を満たすようにアクチュエーター３０を駆動する。
Ａ：－３．００ｅ－６
Ｂ：４．６６ｅ－４
Ｃ：－２．７９ｅ－２
Ｄ：１．０７
Ｅ：１．８３
この場合、記録媒体Ｍに到達する時の液滴６１の液滴速度は、３［ｍ／ｓ］以上であり、液滴６１を記録媒体Ｍに安定して着弾させることができる。
Ａ：－３．００ｅ－６
Ｂ：４．６６ｅ－４
Ｃ：－２．７９ｅ－２
Ｄ：１．０７
Ｅ：１．８３
この場合、記録媒体Ｍに到達する時の液滴６１の液滴速度は、３［ｍ／ｓ］以上であり、液滴６１を記録媒体Ｍに安定して着弾させることができる。
また、さらに望ましくは、ヘッド駆動制御部８は、上記式（６）において下記の条件を満たすようにアクチュエーター３０を駆動する。
Ａ：－２．０６ｅ－６
Ｂ：３．１９ｅ－４
Ｃ：－１．９１ｅ－２
Ｄ：７．１４ｅ－１
Ｅ：１．１３
この場合、記録媒体Ｍに到達する時の液滴６１の液滴速度は、５［ｍ／ｓ］以上であり、液滴６１を記録媒体Ｍにさらに安定して着弾させることができる。
Ａ：－２．０６ｅ－６
Ｂ：３．１９ｅ－４
Ｃ：－１．９１ｅ－２
Ｄ：７．１４ｅ－１
Ｅ：１．１３
この場合、記録媒体Ｍに到達する時の液滴６１の液滴速度は、５［ｍ／ｓ］以上であり、液滴６１を記録媒体Ｍにさらに安定して着弾させることができる。
以上のように、本実施形態のインクジェットヘッド１００は、インク６０が充填される圧力室２２と、圧力室２２に充填されたインク６０の圧力を変化させるアクチュエーター３０と、アクチュエーター３０が駆動されることにより圧力室２２に充填されたインク６０を吐出するノズル５１と、インク６０を圧力室２２に供給する連絡流路（供給側連絡流路２３）と、を備え、連絡流路は、インク６０の吐出方向に垂直な断面積が連絡流路内の他の部分よりも小さい絞り部２３１を有し、圧力室２２におけるＱ値をインク６０の粘度として５．７ｍＰａ・ｓ、インク６０の密度として１０８０ｋｇ／ｍ３、インク６０中を伝わる音速値として１５２１ｍ／ｓを用いて計算したＱＣが下記式（１）を満たす。
式（１）：ＱＣ≧０．０２２２Ｓｒ－１７．５２４
Ｓｒ：前記絞り部の前記インクの吐出方向に垂直な断面積
従って、開口部５１１からＺ軸負方向に１ｍｍの位置における、サテライト滴発生時の液滴６１の液滴速度は８ｍ／ｓ以上となるため、サテライト滴の発生を抑制し、安定してインクを吐出することができる。
式（１）：ＱＣ≧０．０２２２Ｓｒ－１７．５２４
Ｓｒ：前記絞り部の前記インクの吐出方向に垂直な断面積
従って、開口部５１１からＺ軸負方向に１ｍｍの位置における、サテライト滴発生時の液滴６１の液滴速度は８ｍ／ｓ以上となるため、サテライト滴の発生を抑制し、安定してインクを吐出することができる。
また、本実施形態のインクジェットヘッド１００において、ノズル５１は、インク６０の吐出方向に垂直な断面が略円形状であり、圧力室２２側からノズル５１の吐出口（開口部５１１）側に向かって、吐出方向に垂直な断面積が単調に減少するテーパー部５１３を有する。
また、本実施形態のインクジェットヘッド１００において、ノズル５１は、漏斗部５１２及びテーパー部５１３を有し、漏斗部５１２は、インク６０の吐出方向に垂直な断面が略円形状であり、圧力室２２側からノズル５１の吐出口側に向かって、吐出方向に垂直な断面積が単調に減少し、テーパー部５１３は、漏斗部５１２より吐出方向における吐出口側に位置し、吐出方向に垂直な断面が略円形状であり、吐出方向に向かって、吐出方向に垂直な断面積が単調に減少し、当該断面積の減少の傾きが漏斗部５１２の吐出方向に垂直な断面積の減少の傾きより小さい。
漏斗部５１２のテーパー角度は、４０度以上５０度以下であり、テーパー部５１３のテーパー角度は、３度以上１２度以下である。
上記形状のノズル５１は、ノズル５１がテーパー部５１３のみを備える形状である場合よりも、サテライト性能が良好である。
漏斗部５１２のテーパー角度は、４０度以上５０度以下であり、テーパー部５１３のテーパー角度は、３度以上１２度以下である。
上記形状のノズル５１は、ノズル５１がテーパー部５１３のみを備える形状である場合よりも、サテライト性能が良好である。
また、本実施形態のインクジェットヘッド１００において、ノズル５１は、テーパー部５１３より吐出方向における吐出口側に位置するストレート部５１４を有し、ストレート部５１４は、吐出方向に垂直な断面が略円形状であり、吐出方向に垂直な断面積が変化しない。
また、本実施形態のインクジェットヘッド１００は、複数のノズル５１が所定のノズル配列方向に一次元配列されたノズル列（列Ｌ１，Ｌ２）を複数有し、複数のノズル列は、ノズル５１からインク６０を吐出しながら描画を行うときの記録媒体Ｍに対する相対移動方向に直交する方向において、複数のノズル列の複数のノズル５１がそれぞれ同じ位置となるように配置される。
従って、記録媒体Ｍの移動方向において広範囲に着弾させることができる。つまり、インクジェット記録装置１の生産性を向上させることができる。
従って、記録媒体Ｍの移動方向において広範囲に着弾させることができる。つまり、インクジェット記録装置１の生産性を向上させることができる。
また、本実施形態のインクジェット記録装置１は、インクジェットヘッド１００と、アクチュエーター３０を駆動する駆動制御部（ヘッド駆動制御部８）と、を備え、駆動制御部は、ノズル５１の吐出口からインク６０の吐出方向に０．５ｍｍの位置におけるインク６０の液滴速度が７ｍ／ｓ以上であるようにアクチュエーター３０を駆動する。
従って、メディアギャップ３ｍｍを目標とした場合、液滴６１の体積が１．２ｐｌ以上であれば、液滴６１を記録媒体Ｍに着弾させることができる。
従って、メディアギャップ３ｍｍを目標とした場合、液滴６１の体積が１．２ｐｌ以上であれば、液滴６１を記録媒体Ｍに着弾させることができる。
また、本実施形態のインクジェット記録装置１において、駆動制御部は、１ＡＬ幅の単純引き打ち波形を用いて、吐出口から吐出方向に０．５ｍｍの位置における液滴速度が７ｍ／ｓである場合に、インク６０の液滴６１の液量が２ｐＬ以上４ｐＬ以下であるようにアクチュエーター３０を駆動する。
従って、小液滴（２ｐＬ以上４ｐＬ以下）である液滴６１を重ねることにより大液滴６１１を形成することができ、メディアギャップが大きい場合においても、サテライト性能を良好に保つことができる。
従って、小液滴（２ｐＬ以上４ｐＬ以下）である液滴６１を重ねることにより大液滴６１１を形成することができ、メディアギャップが大きい場合においても、サテライト性能を良好に保つことができる。
また、本実施形態のインクジェット記録装置１において、駆動制御部は、圧力室２２の容積を膨張させる第１膨張部７１１、第２膨張部７１２、及び第３膨張部７１３と、圧力室２２の容積を収縮させる第１収縮部７２１及び第２収縮部７２２と、を有する駆動波形７０ｂによりアクチュエーター３０を駆動し、駆動波形７０ｂにおいて、第２膨張部７１２の始点から第２収縮部７２２の始点までの時間は、第１膨張部７１１の始点から第１収縮部７２１の始点までの時間より短い。
従って、第２膨張部７１２及び第２収縮部７２２によって液滴が形成されないようにすることができる。また、第２膨張部７１２及び第２収縮部７２２により効果的に液滴を引き戻し、かつノズル５１におけるメニスカスを適切に前進させることができる。
従って、第２膨張部７１２及び第２収縮部７２２によって液滴が形成されないようにすることができる。また、第２膨張部７１２及び第２収縮部７２２により効果的に液滴を引き戻し、かつノズル５１におけるメニスカスを適切に前進させることができる。
また、本実施形態のインクジェット記録装置１では、駆動波形７０ｂにおいて、第１膨張部７１１の始点から０．７ＡＬ～１．２ＡＬ後に第１収縮部７２１が開始され、第１収縮部７２１の始点から０．４ＡＬ～０．６ＡＬ後に第２膨張部７１２が開始され、第２膨張部７１２の始点から０．３ＡＬ～０．６ＡＬ後に第２収縮部７２２が開始され、第２収縮部７２２の始点から０．８ＡＬ～１．２ＡＬ後に第３膨張部７１３が開始される。
従って、高速駆動（例えば、駆動周期が６０μｓ以下）させる場合においても、液滴速度の速度変動が小さく、安定してインクを吐出することができる。
従って、高速駆動（例えば、駆動周期が６０μｓ以下）させる場合においても、液滴速度の速度変動が小さく、安定してインクを吐出することができる。
また、本実施形態のインクジェット記録装置１では、駆動波形７０ｂにおいて、第１膨張部７１１の始点から０．７ＡＬ～０．９ＡＬ後に第１収縮部７２１が開始される。
従って、駆動時間をより短く抑えることができる。
従って、駆動時間をより短く抑えることができる。
また、本実施形態のインクジェット記録装置１において、駆動制御部は、第１駆動波形Ｗ１と、第１駆動波形Ｗ１の後に印加される第２駆動波形Ｗ２とを含む複合駆動波形７０ｄによりアクチュエーター３０を駆動し、第１駆動波形Ｗ１及び第２駆動波形Ｗ２は、それぞれ第１膨張部７１１、第２膨張部７１２、第１収縮部７２１及び第２収縮部７２２を有し、第２駆動波形Ｗ２における第２収縮部７２２の電圧振幅ΔＶ２が、第１駆動波形Ｗ１における第２収縮部７２２の電圧振幅ΔＶ１より大きい。
従って、第２駆動波形Ｗ２により吐出されるインク６０の液滴６１の速度を高めることができ、第１駆動波形Ｗ１によって先に吐出されているインク６０の液滴６１に追い付きやすくすることができる。
従って、第２駆動波形Ｗ２により吐出されるインク６０の液滴６１の速度を高めることができ、第１駆動波形Ｗ１によって先に吐出されているインク６０の液滴６１に追い付きやすくすることができる。
また、本実施形態のインクジェット記録装置１において、複合駆動波形７０ｄは、最初の第１駆動波形Ｗ１の前に、ノズル５１におけるインク６０の液面を振動させる振動波形Ｗ０を含む。
従って、ノズル５１のメニスカスを振動させることで、インクの液面の乾燥（増粘）によりインクの吐出特性が変動するのを抑えることができる。
従って、ノズル５１のメニスカスを振動させることで、インクの液面の乾燥（増粘）によりインクの吐出特性が変動するのを抑えることができる。
また、本実施形態のインクジェット記録装置１において、駆動制御部は、ノズル５１の吐出口から記録媒体Ｍまでの距離ｔｇａｐと、インク６０の液滴６１の体積Ｖｄｒｏｐとが、下記式（２）を満たすようにアクチュエーター３０を駆動する。
式（２）：ｔｇａｐ≦－４．８１ｅ－６（Ｖｄｒｏｐ）４＋７．４５ｅ－４（Ｖｄｒｏｐ）３－４．５０ｅ－２（Ｖｄｒｏｐ）２＋１．７９Ｖｄｒｏｐ＋２．９０
従って、この場合の記録媒体Ｍに到達する時の液滴６１の液滴速度は、０．０１［ｍ／ｓ］以上であり、メディアギャップが大きい場合においても、液滴６１を記録媒体Ｍに着弾させることができる。
式（２）：ｔｇａｐ≦－４．８１ｅ－６（Ｖｄｒｏｐ）４＋７．４５ｅ－４（Ｖｄｒｏｐ）３－４．５０ｅ－２（Ｖｄｒｏｐ）２＋１．７９Ｖｄｒｏｐ＋２．９０
従って、この場合の記録媒体Ｍに到達する時の液滴６１の液滴速度は、０．０１［ｍ／ｓ］以上であり、メディアギャップが大きい場合においても、液滴６１を記録媒体Ｍに着弾させることができる。
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、搬送ベルト３ｂを備える搬送部３により記録媒体Ｍを搬送する例を用いて説明したが、これに限定する趣旨ではなく、搬送部３は、例えば回転する搬送ドラムの外周面上で記録媒体Ｍを保持して搬送するものであっても良い。
例えば、上記実施形態では、搬送ベルト３ｂを備える搬送部３により記録媒体Ｍを搬送する例を用いて説明したが、これに限定する趣旨ではなく、搬送部３は、例えば回転する搬送ドラムの外周面上で記録媒体Ｍを保持して搬送するものであっても良い。
また、上記各実施形態では、シングルパス形式のインクジェット記録装置１を例に挙げて説明したが、インクジェットヘッド１００を走査させながら画像の記録を行うインクジェット記録装置に本発明を適用しても良い。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
この発明は、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に利用することができる。
１ インクジェット記録装置
２ 制御部
２ａ ＣＰＵ
２ｂ ＲＡＭ
３ 搬送部
３ａ 搬送駆動部
３ａａ、３ａｂ 搬送ローラー
３ｂ 搬送ベルト
４ 記憶部
４ａ 画像データ
５ 通信部
６ 表示部
７ 操作受付部
８ ヘッド駆動制御部（駆動制御部）
８ａ ヘッド制御部
８ｂ 信号制御部
１００Ａ ヘッドユニット
１００Ａａ 基部
１００ インクジェットヘッド
１０ 筐体
１１ 回路基板
１２ ヘッドベース
１３ ヘッドチップ
２０ インク吐出流路
２１ 供給流路
２２ 圧力室
２３ 供給側連絡流路（連絡流路）
２３１ 絞り部
２４ ノズル側連絡流路
３０ アクチュエーター
３０ａ インク供給口
３１ 圧力室層
３２ 振動板
３３ 絶縁層
３４ 圧電体層
３５ 電極層
４０ 流路基板
５０ ノズル基板
５１ ノズル
５１a ノズル開口面
５１１ 開口部（吐出口）
５１２ 漏斗部
５１３ テーパー部
５１４ ストレート部
６０ インク
６１ 液滴
６１１ 大液滴
６２ サテライト滴
７０ａ、７０ｂ、７０ｃ 駆動波形
７０ｄ 複合駆動波形
７１１ 第１膨張部
７１２ 第２膨張部
７１３ 第３膨張部
７２１ 第１収縮部
７２２ 第２収縮部
Ａ 高速駆動領域
Ｍ 記録媒体
Ｗ１ 第１駆動波形
Ｗ２ 第２駆動波形
２ 制御部
２ａ ＣＰＵ
２ｂ ＲＡＭ
３ 搬送部
３ａ 搬送駆動部
３ａａ、３ａｂ 搬送ローラー
３ｂ 搬送ベルト
４ 記憶部
４ａ 画像データ
５ 通信部
６ 表示部
７ 操作受付部
８ ヘッド駆動制御部（駆動制御部）
８ａ ヘッド制御部
８ｂ 信号制御部
１００Ａ ヘッドユニット
１００Ａａ 基部
１００ インクジェットヘッド
１０ 筐体
１１ 回路基板
１２ ヘッドベース
１３ ヘッドチップ
２０ インク吐出流路
２１ 供給流路
２２ 圧力室
２３ 供給側連絡流路（連絡流路）
２３１ 絞り部
２４ ノズル側連絡流路
３０ アクチュエーター
３０ａ インク供給口
３１ 圧力室層
３２ 振動板
３３ 絶縁層
３４ 圧電体層
３５ 電極層
４０ 流路基板
５０ ノズル基板
５１ ノズル
５１a ノズル開口面
５１１ 開口部（吐出口）
５１２ 漏斗部
５１３ テーパー部
５１４ ストレート部
６０ インク
６１ 液滴
６１１ 大液滴
６２ サテライト滴
７０ａ、７０ｂ、７０ｃ 駆動波形
７０ｄ 複合駆動波形
７１１ 第１膨張部
７１２ 第２膨張部
７１３ 第３膨張部
７２１ 第１収縮部
７２２ 第２収縮部
Ａ 高速駆動領域
Ｍ 記録媒体
Ｗ１ 第１駆動波形
Ｗ２ 第２駆動波形
Claims (14)
- インクが充填される圧力室と、
前記圧力室に充填された前記インクの圧力を変化させるアクチュエーターと、
前記アクチュエーターが駆動されることにより前記圧力室に充填された前記インクを吐出するノズルと、
前記インクを前記圧力室に供給する連絡流路と、
を備え、
前記連絡流路は、前記インクの吐出方向に垂直な断面積が前記連絡流路内の他の部分よりも小さい絞り部を有し、
前記圧力室におけるＱ値を前記インクの粘度として５．７ｍＰａ・ｓ、前記インクの密度として１０８０ｋｇ／ｍ３、前記インク中を伝わる音速値として１５２１ｍ／ｓを用いて計算したＱＣが下記式（１）を満たすインクジェットヘッド。
式（１）：ＱＣ≧０．０２２２Ｓｒ－１７．５２４
Ｓｒ：前記絞り部の前記インクの吐出方向に垂直な断面積 - 前記ノズルは、前記インクの吐出方向に垂直な断面が略円形状であり、前記圧力室側から前記ノズルの吐出口側に向かって、前記吐出方向に垂直な断面積が単調に減少するテーパー部を有する請求項１に記載のインクジェットヘッド。
- 前記ノズルは、漏斗部及びテーパー部を有し、
前記漏斗部は、前記インクの吐出方向に垂直な断面が略円形状であり、前記圧力室側から前記ノズルの吐出口側に向かって、前記吐出方向に垂直な断面積が単調に減少し、
前記テーパー部は、前記漏斗部より前記吐出方向における前記吐出口側に位置し、前記吐出方向に垂直な断面が略円形状であり、前記吐出方向に向かって、前記吐出方向に垂直な断面積が単調に減少し、当該断面積の減少の傾きが前記漏斗部の前記吐出方向に垂直な断面積の減少の傾きより小さい請求項１に記載のインクジェットヘッド。 - 前記漏斗部のテーパー角度は、４０度以上５０度以下であり、
前記テーパー部のテーパー角度は、３度以上１２度以下である請求項３に記載のインクジェットヘッド。 - 前記ノズルは、前記テーパー部より前記吐出方向における前記吐出口側に位置するストレート部を有し、
前記ストレート部は、前記吐出方向に垂直な断面が略円形状であり、前記吐出方向に垂直な断面積が変化しない請求項２から４のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。 - 複数の前記ノズルが所定のノズル配列方向に一次元配列されたノズル列を複数有し、
前記複数のノズル列は、前記ノズルから前記インクを吐出しながら描画を行うときの記録媒体に対する相対移動方向に直交する方向において、前記複数のノズル列の前記複数のノズルがそれぞれ同じ位置となるように配置される請求項１から５のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。 - 請求項１から６のいずれか一項に記載のインクジェットヘッドと、
前記アクチュエーターを駆動する駆動制御部と、
を備え、
前記駆動制御部は、前記ノズルの吐出口から前記インクの吐出方向に０．５ｍｍの位置における前記インクの液滴速度が７ｍ／ｓ以上であるように前記アクチュエーターを駆動するインクジェット記録装置。 - 前記駆動制御部は、１ＡＬ幅の単純引き打ち波形を用いて、前記吐出口から前記吐出方向に０．５ｍｍの位置における前記液滴速度が７ｍ／ｓである場合に、前記インクの液滴の液量が２ｐＬ以上４ｐＬ以下であるように前記アクチュエーターを駆動する請求項７に記載のインクジェット記録装置。
- 前記駆動制御部は、前記圧力室の容積を膨張させる第１膨張部、第２膨張部、及び第３膨張部と、前記圧力室の容積を収縮させる第１収縮部及び第２収縮部と、を有する駆動波形により前記アクチュエーターを駆動し、
前記駆動波形において、前記第２膨張部の始点から前記第２収縮部の始点までの時間は、前記第１膨張部の始点から前記第１収縮部の始点までの時間より短い請求項７または８に記載のインクジェット記録装置。 - 前記駆動波形において、前記第１膨張部の始点から０．７ＡＬ～１．２ＡＬ後に前記第１収縮部が開始され、前記第１収縮部の始点から０．４ＡＬ～０．６ＡＬ後に前記第２膨張部が開始され、前記第２膨張部の始点から０．３ＡＬ～０．６ＡＬ後に前記第２収縮部が開始され、前記第２収縮部の始点から０．８ＡＬ～１．２ＡＬ後に前記第３膨張部が開始される請求項９に記載のインクジェット記録装置。
- 前記駆動波形において、前記第１膨張部の始点から０．７ＡＬ～０．９ＡＬ後に前記第１収縮部が開始される請求項１０に記載のインクジェット記録装置。
- 前記駆動制御部は、第１駆動波形と、前記第１駆動波形の後に印加される第２駆動波形とを含む複合駆動波形により前記アクチュエーターを駆動し、
前記第１駆動波形及び前記第２駆動波形は、それぞれ前記第１膨張部、前記第２膨張部、前記第１収縮部及び前記第２収縮部を有し、
前記第２駆動波形における前記第２収縮部の電圧振幅が、前記第１駆動波形における前記第２収縮部の電圧振幅より大きい請求項９から１１のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。 - 前記複合駆動波形は、最初の前記第１駆動波形の前に、前記ノズルにおけるインクの液面を振動させる振動波形を含む請求項１２に記載のインクジェット記録装置。
- 前記駆動制御部は、前記ノズルの吐出口から記録媒体までの距離ｔｇａｐと、前記インクの液滴の体積Ｖｄｒｏｐとが、下記式（２）を満たすように前記アクチュエーターを駆動する請求項７から１３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
式（２）：ｔｇａｐ≦－４．８１ｅ－６（Ｖｄｒｏｐ）４＋７．４５ｅ－４（Ｖｄｒｏｐ）３－４．５０ｅ－２（Ｖｄｒｏｐ）２＋１．７９Ｖｄｒｏｐ＋２．９０
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2022/012681 WO2023175924A1 (ja) | 2022-03-18 | 2022-03-18 | インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2022/012681 WO2023175924A1 (ja) | 2022-03-18 | 2022-03-18 | インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2023175924A1 true WO2023175924A1 (ja) | 2023-09-21 |
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ID=88023002
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2023175924A1 (ja) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2022
- 2022-03-18 WO PCT/JP2022/012681 patent/WO2023175924A1/ja unknown
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