JP2000255062A

JP2000255062A - インクジェット記録ヘッドの駆動方法及びインジェット記録装置

Info

Publication number: JP2000255062A
Application number: JP6468299A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Okuda; 真一奥田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 2000-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】初期メニスカス形状の異常によるインク滴の
滴径・滴速の変動を抑制し、安定した吐出を可能とする
ことによって高画質記録を実現すること。【解決手段】圧電アクチュエータ１０５に印加する駆
動波形は、圧力発生室１００の体積をゆっくりと膨張さ
せる準備動作用電圧変化過程７、圧力発生室１００の体
積を急激に膨張させる第一の電圧変化過程１、および圧
力発生室１００の体積を急激に収縮させる第二の電圧変
化過程２を有する。初期（ｔ＝０）のメニスカス形状が
凸形状となっていても、準備動作用電圧変化過程７の作
用によってメニスカス３がゆっくりと圧力発生室１００
側に引き込まれるため、第一の電圧変化プロセス１が印
加される時点（ｔ＝ｔ_８）では、メニスカス３は必ずノ
ズル１０１の開口面のごく近傍、またはノズル１０１の
内部にわずかに引き込まれた状態となる。これにより、
凸形状のメニスカス３が原因となって生じる異常な吐出
現象が防止され、安定した微小滴吐出が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置に関し、特に、ノズルから微小なインク滴を吐出
して文字や画像の記録を行うインクジェット記録ヘッド
の駆動方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電アクチュエータ等の電気機械変換器
を用いてインクが充填された圧力発生室内に圧力波（音
響波）を発生させ、その圧力波によって圧力発生室に連
絡されたノズルからインク滴を吐出するドロップオンデ
マンド型インクジェットが一般によく知られている。こ
の種のインクジェット記録ヘッドの駆動方法として、例
えば、特公昭５３−１２１３８号公報等のものがある。
この種のインクジェット記録ヘッドの一例を図７に示
す。

【０００３】図７を参照すると、圧力発生室１００に
は、インクを吐出するためのノズル１０１と、共通イン
ク室１０２を介して図示しないインクタンクからインク
を導くためのインク供給路１０３が連絡されている。ま
た、圧力発生室１００の底面には振動板１０４が設けら
れている。インク滴吐出時には、圧力発生室１００の外
部に設けられた圧電アクチュエータ１０５（電気機械変
換器）によってこの振動板１０４を変位させ、圧力発生
室１００に体積変化を生じさせることにより、圧力発生
室１００内に圧力波を発生させる。この圧力波によっ
て、圧力発生室１００内に充填されていたインクの一部
がノズル１０１を通って外部に噴射され、インク滴１０
６となって飛翔する。飛翔したインク滴１０６は記録紙
等の記録媒体上に着弾し、記録ドットを形成する。こう
した記録ドットの形成を、画像データに基づいて繰り返
し行うことによって、記録紙上に文字や画像が記録され
る。

【０００４】この種のインクジェット記録ヘッドで高い
画像品質を得るためには、吐出するインク滴１０６の径
を非常に小さく設定することが必要となる。すなわち、
粒状感の少ない滑らかな画像を得るには、記録紙上に形
成される記録ドット（画素）をできるだけ小さくするこ
とが必要であり、そのためには吐出するインク滴の径を
小さく設定しなければならない。通常、ドット径が４０
μｍ以下となると画像の粒状性は大幅に向上し、画像品
質が飛躍的に向上する。インク滴の径とドット径の関係
は、インク滴の飛翔速度（滴速）、インクの物性（粘
度、表面張力）、記録紙の種類等に依存するが、通常、
ドット径はインク滴の径の２倍程度となる。従って、４
０μｍ以下のドット径を得るためには、インク滴の径を
２０μｍ以下に設定する必要がある。なお、以下の説明
においては、滴径とは、１回の吐出で排出されるインク
の総量（図７の１０６’に示されるようなサテライトを
含む）を１つの球状の滴に置き換えた場合の直径を意味
するものとする。

【０００５】インク滴径を減少させる最も有効な手段と
しては、ノズル１０１の縮径化が挙げられる。しかし、
製造技術的な限界、およびノズルの目詰まり等の信頼性
の問題から、実際に使用できるノズル径は２５μｍ程度
が下限であり、ノズル径の減少のみによって２０μｍレ
ベルのインク滴を得ることは非常に困難である。そこ
で、記録ヘッドの駆動方法によって吐出インク滴の滴径
を減少させる試みがなされ、これまでに、いくつかの有
効な方法が提案されている。

【０００６】インクジェット記録ヘッドで微小滴の吐出
を実行するための駆動方法としては、吐出直前に圧力発
生室を一旦膨張させ、ノズル開口部に貯溜されたインク
滴（以下、メニスカスという）を圧力発生室側に引き込
んだ状態からインク滴の吐出を行う駆動方法が例えば特
開昭５５−１７５８９号公報等として知られている。こ
の種の駆動方法で用いられる駆電圧動波形の一例を図８
（ａ）に示す。なお、駆動電圧と圧電アクチュエータ１
０５の動作との関係は、アクチュエータ１０５の構造や
分極方向によって異なるが、以下の説明では、駆動電圧
を増加させると圧力発生室１００の体積が減少し、逆に
駆動電圧を減少させると圧力発生室１００の体積が増加
するものとして説明する。

【０００７】図８（ａ）の駆動電圧波形は、圧力発生室
１００を膨張させてノズル開口部のメニスカスを圧力発
生室１００側に引き込むための第一の電圧変化過程１
と、次いで圧力発生室１００を圧縮し、インク滴の吐出
を行うための第二の電圧変化過程２によって構成されて
いる。

【０００８】図９は、図８（ａ）の駆動電圧波形を印加
した際におけるノズル開口部のメニスカス３の動きを模
式的に表わした図である。基準電圧を印加した初期状態
においてメニスカス３は図９（ａ）に示す通り平坦な形
状をしているが、吐出直前に第一の電圧変化過程１によ
って圧力発生室１００を膨張させることにより、メニス
カス３は図９（ｂ）に示すような形状となる。すなわ
ち、メニスカス３の中央部がメニスカス３の周辺部より
も大きく後退し、凹型のメニスカス３が形成される。こ
うして凹型のメニスカス３を形成した状態から、第二の
電圧変化過程２によって圧力発生室１００の圧縮を行う
と、図９（ｃ）に示すように、メニスカス３の中央部に
細い液柱４が形成され、次いで、図９（ｄ）のように液
柱４の先端部が分離してインク滴１０６が形成される。
このときのインク滴１０６の径は、形成された液柱４の
太さとほぼ等しく、ノズル１０１の径よりも小さい。従
って、こうした駆動方法を用いることにより、ノズル１
０１の直径よりも小さなインク滴１０６を吐出すること
が可能となる。以下、吐出直前のメニスカス３、即ち、
ノズル開口部に貯溜されたインク滴３の形状を操作する
ことによって微小滴吐出を行う駆動方法のことを「メニ
スカス制御方法」と呼ぶことにする。

【０００９】上述のように、メニスカス制御方法を用い
れば、ノズル径よりも小さな径のインク滴を吐出するこ
とが可能となる。しかし、図８（ａ）のような駆動電圧
波形を用いた場合、現実に得られる滴径は２５μｍ程度
が限界であり、高画質化の要求に十分応えることができ
ないといった問題があった。

【００１０】そこで本出願人等は、さらに微小な滴の吐
出を可能とする駆動方法として、図８（ｂ）に示すよう
な駆動電圧波形を特願平１０−３１８４４３号において
開示した。この駆動電圧波形は、吐出直前に圧力発生室
１００側にメニスカス３を引き込むための第一の電圧変
化過程１、圧力発生室１００の体積を圧縮して液柱４を
形成して吐出を行わせるための第二の電圧変化過程２、
液柱４の先端部からインク滴１０６を早期に分離させる
ための第三の電圧変化過程５、およびインク滴吐出後に
残存する圧力波の残響を抑制するための第四の電圧変化
過程６によって構成されている。すなわち、図８（ｂ）
の駆動波形は、インク滴１０６の早期分離のための第三
の電圧変化過程５および残響抑制を目的とした圧力波制
御のための第四の電圧変化過程６を図８（ａ）に示され
るような従来のメニスカス制御方式に加えたものであ
り、これにより滴径２０μｍ程度のインク滴１０６を安
定に吐出させることが可能となった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなメニスカス制御方法を用いて微小滴吐出を行う
場合、最大の課題となるのが吐出安定性の確保である。
すなわち、メニスカス制御方法によって吐出されるイン
ク滴の滴径や滴速は、図９（ｂ）に示されるような吐出
直前のメニスカス３の形状に大きく依存するため、安定
吐出を実現するためには、メニスカス３の形状を常に安
定化させる必要がある。また、複数のノズルを有するマ
ルチノズルヘッドの場合には、各ノズルで均一なメニス
カス形状が得られるようにする必要がある。しかし実際
には、図９（ｂ）のようなメニスカス形状を常に安定お
よび均一に形成することは非常に難しく、その結果、吐
出されるインク滴の滴径や滴速にばらつきが生じ、出力
される画像の品質が低下するという問題があった。

【００１２】メニスカス形状を不安定化および不均一化
させる原因の一つとして、直前の吐出によって生じる初
期メニスカス形状の変化が挙げられる。以下、そのメカ
ニズムを、図１０を参照しながら説明する。

【００１３】ノズル１０１からインク滴１０６が吐出さ
れると、ノズル１０１内のインク量が減少するため、メ
ニスカス３は全体として図１０（ａ）のように圧力発生
室側に後退する。後退したメニスカス３は、最終的に、
インクの表面張力の作用（毛細管力）によって図１０
（ｂ）に示すようにノズル開口面に向かって移動し、次
の吐出を可能とさせる。こうしたメニスカス３の回復動
作を一般にリフィル動作と呼ぶ。

【００１４】このリフィル動作において、メニスカス３
は図１０（ａ）の状態からすぐに図１０（ｂ）に示すよ
うな静止状態に戻るわけではなく、ノズル開口面を中心
とした減衰振動を行いながら静止状態に徐々に収束して
いく。つまり、吐出によって後退したメニスカス３は、
一旦、図１０（ｂ）のようにノズル開口面まで復帰した
後、更にオーバーシュートして図１０（ｃ）のようにノ
ズル開口面から突出して凸型のメニスカス３を形成し、
その後再び後退して図１０（ｄ）に示すような凹型のメ
ニスカスを形成するといった動作を繰り返しながら、徐
々に図１０（ｂ）または図１０（ｆ）に示すような静止
状態に落ち着く。このリフィル動作時におけるメニスカ
ス振動の振動周期は、インクの表面張力、ノズル１０１
の開口径、および流路系（ノズル、圧力発生室、インク
供給路など）のイナータンス等によって異なるが、一般
的なインクジェット記録ヘッドでは８０〜１５０μｓ程
度である。

【００１５】さて、ここで問題となるのは、図１０
（ｃ）のように、メニスカス３のオーバーシュートによ
って生じる凸型のメニスカス形状である。こうしたメニ
スカス３のオーバーシュートは、高速記録を狙って設計
されたヘッドでは特に顕著となる。また、発生するオー
バーシュート量は、直前に吐出したインク滴の滴径や吐
出状態（連続吐出数など）によっても微妙に変化する。
つまり、直前に吐出が行われた場合には、次の吐出を実
行する際の初期メニスカス形状が凸形状となる可能性が
あり、その際のオーバーシュート量は必ずしも一定とは
ならない。本出願人等は、数多くの吐出観察実験および
流体解析をもとに、こうした凸形状のメニスカス初期状
態が、メニスカス制御方法による微小滴吐出の安定性を
大きく損なわせる原因となっていることをつきとめた。
そのメカニズムを図１１を参照しながら説明する。

【００１６】初期のメニスカス３が図１１（ａ）のよう
な凸形状であると、メニスカス３を引き込んだ際に、メ
ニスカスの中央部よりも周辺部が速く引き込まれるた
め、図１１（ｂ）に示すようなメニスカス形状となって
しまう。その後、図１１（ｃ）に示すように動作の送れ
た中央部が部分的にへこみ、そのままの状態で吐出のた
めの圧力がかけられるので、正常な液柱形成が行われ
ず、吐出されるインク滴の滴径や滴速が大きく変化して
しまう。なお、図１１（ｄ）では、一例として、液柱４
が異常に細く形成されて糸状のインク滴が高速に吐出さ
れる現象を示したが、初期メニスカス形状が凸形状の場
合に必ずこうした現象が生じるとは限らない。例えば、
メニスカス形状のわずかな差によって吐出現象が大きく
変化し、正常吐出時に比べて滴速が大きく低下する場合
なども多い。つまり、初期メニスカス形状が凸形状の場
合には、滴径および滴速が広い範囲で変動し、複数のノ
ズルがある場合ではノズル間でのばらつきも拡大してし
まう。また、図１１に示したような異常吐出現象が発生
した場合、ノズル内への気泡巻き込みも生じやすくな
り、ノズルの吐出不良の原因になるといった問題もあ
る。

【００１７】上記のような問題は、インク滴径を多段階
に変化させる滴径変調を実行した場合に特に顕著に現れ
る。すなわち、滴径変調を行う場合、微小滴の直前に径
の大きな滴を吐出する場合がある。メニスカス３のオー
バーシュート量は滴径が大きいときほど増加するため、
こうした場合には、微小滴を吐出する際の初期メニスカ
ス形状が凸形状になってしまう可能性が高い。そのた
め、微小滴の滴径および滴速のばらつきが大きくなり、
画品質が大きく損なわれてしまう。

【００１８】

【発明の目的】本発明は、上記の問題点を解決すべくな
されたものであり、その目的は、メニスカス制御方法に
よる微小インク滴の吐出を安定化し、高品質画像の出力
を可能とするインクジェット記録ヘッドの駆動方法およ
びその装置を提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録ヘッドの駆動方法は、圧力発生室内の圧力を変化さ
せる電気機械変換器に駆動電圧を印加して、インクが充
填された圧力発生室内に圧力変化を生じさせることによ
って、前記圧力発生室に連絡したノズルからインク滴を
吐出させるインクジェット記録ヘッドの駆動方法であっ
て、前記駆動電圧の電圧波形が、前記圧力発生室の体積
を増加させて前記ノズル開口部に貯溜されたインク滴を
前記圧力発生室側に引き込むための第一の電圧変化過程
と、前記圧力発生室の体積を減少させてインク滴の吐出
を行うための第二の電圧変化過程とを有し、前記第一の
電圧変化過程の前に、前記ノズル開口部に貯溜されたイ
ンク滴を前記圧力発生室側にわずかに引き込むための準
備動作用電圧変化過程を備えていることを特徴とする構
成を有する。つまり、第一の電圧変化過程の前に準備動
作用電圧変化過程を実施することにより、ノズル開口部
に貯溜されたインク滴（メニスカス）を圧力発生室側に
わずかに引き込み、メニスカスの先端がノズル開口面近
傍または圧力発生室側にわずかに引き込まれた状態とな
るように初期メニスカス形状を安定的に均一化すること
によって、前述した種々の問題を解消するものである。

【００２０】また、ノズル開口部に貯溜されたインク滴
（メニスカス）を第一の電圧変化過程の前に圧力発生室
側にわずかに引き込むための準備動作用電圧変化過程を
構成する具体的な方法として、圧力発生室の体積を増加
させるための電圧変化過程を有する準備動作用電圧変化
過程を提案する。この電圧変化過程はメニスカス形状を
安定的に均一化することを目的として第一の電圧変化過
程の前に実施するものであるから、その電圧変化速度
は、メニスカスの不用意な振動を防止する必要上、前記
第一の電圧変化過程の電圧変化速度よりも小さく設定す
ることが望ましい。

【００２１】更に、準備動作用電圧変化過程で圧力発生
室の体積を増加させるための電圧変化過程の電圧変化時
間も、前記と同じ理由により、圧力発生室内に生じる圧
力波の固有周期よりも大きく（長めに）設定することが
望ましい。

【００２２】なお、第一の電圧変化過程の前に圧力発生
室の体積を積極的に増加させることによってメニスカス
を圧力発生室側にわずかに引き込む構成を適用すると、
前回の吐出動作が完了した時点でメニスカスの先端がノ
ズル開口面と一致していた場合、または、ノズル開口面
よりも縮退していた場合では、更にその状態よりも圧力
発生室側にメニスカスが引き込まれることになるが、本
出願人等の実験では、少なくとも、ノズル開口面からの
メニスカスの僅かな後退を原因として、滴径・滴速に大
きな変動が発生しないことが確認されている。

【００２３】また、ノズル開口部に貯溜されたインク滴
（メニスカス）を第一の電圧変化過程の前に圧力発生室
側にわずかに引き込むための準備動作用電圧変化過程を
構成する別の具体的な方法として、圧力発生室の体積を
減少させるための電圧変化過程と、その後、所定期間だ
け電圧を保持する電圧保持過程とを有する準備動作用電
圧変化過程を提案する。この方法の場合、最初に圧力発
生室の体積を減少させることによって一時的にメニスカ
スがオーバーシュート状態となるが、そのままの状態で
所定期間だけ電圧を保持することにより、インクの表面
張力によってメニスカスのオーバーシュートの状態が自
然に解消され、第一の電圧変化過程の前に圧力発生室の
体積を積極的に増加させた場合と同様、第一の電圧変化
過程の開始段階におけるメニスカスの形状、すなわち、
初期メニスカスの形状を安定的に均一化することができ
る。

【００２４】この場合も、急激なオーバーシュートの発
生や振動を防止してメニスカス形状の早期安定化を図る
必要上、準備動作用電圧変化過程において圧力発生室の
体積を減少させるための電圧変化過程の電圧変化時間
は、圧力発生室内に生じる圧力波の固有周期よりも大き
く（長めに）設定することが望ましい。

【００２５】更に、圧力発生室の体積を減少させるため
の電圧変化過程に続く電圧保持過程の継続時間は、ノズ
ル開口部に貯溜されたインク滴の振動の固有周期、即
ち、メニスカスの減衰振動の固有周期に対し、１／３倍
から２／３倍の範囲で設定するのが最適である。これに
より、圧力発生室の体積を減少させるための電圧変化過
程の最終段階でメニスカスがオーバーシュートぎみに突
出していたとしても、その後の減衰振動で生じる振幅の
谷の部分、要するに、メニスカスがノズル表面よりも縮
退した状態を初期状態として前述した第一の電圧変化過
程を開始させることが可能となる。

【００２６】また、本発明を装置として適用する場合
は、電気機械変換器に印加する駆動電圧を発生させる一
以上の波形発生手段に対して、前述の構成、すなわち、
第一の電圧変化過程の前に、ノズル開口部に貯溜された
インク滴（メニスカス）を圧力発生室側にわずかに引き
込むための準備動作用電圧変化過程を含む波形を生成す
る機能を具備させるようにする。

【００２７】電気機械変換器としては、圧電振動子を利
用することが可能である。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態の幾つかについて詳細に説明する。本発明の一実
施形態において、インクジェット記録ヘッドは、図７に
示したインクジェット記録ヘッドと同一の基本構造のも
のを使用した。ヘッドはエッチング等によって穿孔加工
された複数の薄板を、接着剤によって積層接合すること
により作製した。本実施形態では、厚さ５０〜７５μｍ
のステンレス板を熱硬化性樹脂による接着層（厚さ約２
０μｍ）を用いて接合した。ヘッドには複数の圧力発生
室１００（図７の紙面垂直方向に配列）が設けられてお
り、それらは共通インク室１０２によって連絡されてい
る。共通インク室１０２は図示しないインクタンクと連
絡されており、各圧力発生室１００にインクを導く働き
をしている。各圧力発生室１００は、インク供給路１０
３を介して共通インク室１０２と連通しており、圧力発
生室１００内はインクで充填されている。また、各圧力
発生室１００にはインクを吐出するためのノズル１０１
が設けられている。

【００２９】本実施形態では、ノズル１０１およびイン
ク供給路１０３は同一形状とし、開口径約３０μｍ、裾
径６５μｍ、長さ７５μｍのテーパー形状とした。孔開
け加工はプレスにより行った。また、ノズルの表面には
撥水処理を施した。

【００３０】圧力発生室１００の底面には振動板１０４
が設けられており、圧力発生室１００の外側に設置され
た電気機械変換器としての圧電アクチュエータ（圧電振
動子）１０５によって圧力発生室の体積を増加または減
少させることが可能となっている。本実施形態では、電
鋳（エレクトロフォーミング）で成形したニッケルの薄
板を振動板１０４として用い、圧電アクチュエータ１０
５には積層型圧電セラミクスを用いた。

【００３１】圧電アクチュエータ１０５によって圧力発
生室１００に体積変化を生じさせると、圧力発生室１０
０内に圧力波が発生する。この圧力波によってノズル１
０１の開口部内に貯溜されているインクが運動し、ノズ
ル１０１から外部へ排出されることによりインク滴１０
６が形成される。なお、本実施形態で用いたヘッドの圧
力波の固有周期は１４μｓである。ここでいう固有周期
とは、圧電アクチュエータ１０５で振動板１０４を振動
させて圧力発生室１００を圧縮または膨張させたとき、
振動板１０４の体積変化によって生じる内圧の変化が圧
力発生室１００内部の全体に有効に作用するまでの所要
時間のことである。

【００３２】次に、図１および図２を参照して、圧電ア
クチュエータを駆動するための駆動回路の基本構成につ
いて説明する。

【００３３】図１は、吐出するインク滴の径を固定する
場合（滴径変調を行わない場合）の駆動回路の一例であ
る。この例の駆動回路は、駆動波形信号を発生して電力
増幅した後、圧電アクチュエータに供給して駆動するこ
とにより、記録紙上に文字や画像を印字させるもので、
図１に示すように、概略において、波形発生回路１０
７、増幅回路１０８、スイッチング回路（トランスファ
・ゲート回路）１０９、および圧電アクチュエータ１０
５とから構成されている。波形発生回路１０７は、デジ
タル・アナログ変換回路と積分回路とから構成され、駆
動波形データをアナログ変換した後、積分処理して駆動
波形信号を発生する。増幅回路１０８は、波形発生回路
１０７から供給された駆動波形信号を電圧増幅及び電流
増幅して増幅駆動波形信号として出力する。スイッチン
グ回路１０９は、インク滴吐出のオン・オフ制御を行う
もので、画像データをもとに生成された信号に基づい
て、駆動波形信号を圧電アクチュエータ１０５に印加す
る。

【００３４】図２は、吐出させるインク滴の径を多段階
に切り替える場合、すなわち滴径変調を実行する場合に
おける駆動回路の基本構成を示している。この例の駆動
回路では、滴径を３段階（大滴、中滴、小滴）に変調す
るために、それぞれの滴径に応じた３種類の波形発生回
路１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃを具備しており、各波
形は増幅回路１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃによって増
幅される。記録時には、画像データをもとに、圧電アク
チュエータ１０５に印加される駆動波形がスイッチング
回路１１０によって切り替えられ、所望滴径のインク滴
が吐出される。

【００３５】なお、圧電アクチュエータを駆動するため
の駆動回路は、本実施形態に示した構成のものに限ら
ず、他の構成のものを用いることも可能である。

【００３６】図３は、図１の構成を適用したインクジェ
ット記録ヘッドを用いて、滴径２０μｍ程度の微小滴を
吐出するために使用した駆動波形の一例を示す図であ
る。

【００３７】駆動波形は、ｔ_８＝３０μｓの時間で圧力
発生室体積をゆっくりと膨張させる準備動作用電圧変化
過程７、ｔ_１＝２μｓの時間で圧力発生室体積を急激に
膨張させる第一の電圧変化過程１、ｔ_３＝２μｓの時間
で圧力発生室体積を急激に収縮させる第二の電圧変化過
程２、ｔ_５＝２μｓの時間で圧力発生室体積を急激に膨
張させる第三の電圧変化過程５、およびｔ_７＝３０μｓ
の時間で印加電圧をゆっくりと基準電圧（Ｖ_ｂ＝２０
Ｖ）に戻すための第四の電圧変化過程６によって構成さ
れている。なお、ｔ_２は４μｓ、ｔ_４は０．３μｓ、ｔ
_６は８μｓとし、Ｖ_１は５Ｖ、Ｖ_２は１５Ｖ、Ｖ_３は１
０Ｖにそれぞれ設定した。

【００３８】準備動作用電圧変化過程７は、ノズル開口
部のメニスカス３をゆっくりと圧力発生室１００側に引
き込む作用を有している。そのため、ｔ＝０μｓにおけ
る初期メニスカス形状が凸形状であったとしても、準備
動作用電圧変化過程７によってメニスカス３はノズル１
０１の内部に引き込まれるため、凸形状のメニスカス３
が及ぼす悪影響を防止することができる。つまり、第一
の電圧変化過程１に入る直前のｔ＝ｔ_８の時点では、メ
ニスカス３は必ずノズル１０１の開口面のごく近傍、ま
たはノズル１０１の内部にわずかに引き込まれた状態と
なる。本実施形態の駆動波形では、ｔ＝ｔ_８におけるメ
ニスカス中央部の位置ｘは、＋１〜−５μｍの範囲とな
ることが確認された（メニスカス位置を示す座標系は図
９（ｂ）を参照）。

【００３９】また、準備動作用電圧変化過程７の電圧変
化時間（ｔ_８＝３０μｓ）は、圧力波の固有周期（この
実施形態では１４μｓ）よりも十分に長く設定されてい
るため、図３の点Ａでは吐出に影響を及ぼすような大き
な圧力波は発生せず、また、メニスカスの引き込みを安
定に実行することができる。

【００４０】第一の電圧変化過程１は、メニスカスを急
激にノズル内部に引き込む作用を有している。第一の電
圧変化過程１の電圧変化時間（ｔ_１＝２μｓ）は、圧力
波の固有周期（この実施形態では１４μｓ）よりも小さ
く設定されているため、図３の点Ｂでは大きな圧力波が
発生し、この圧力波の作用によってメニスカス３はノズ
ル１０１の内部に急激に引き込まれ、凹形状のメニスカ
ス３が形成される。本実施形態の駆動波形では、ｔ＝ｔ
_８＋ｔ_１＋ｔ_２の時点において、メニスカス３の中央部
ｘは−５０〜−４５μｍ程度の位置まで引き込まれるこ
とが確認された（メニスカス位置を示す座標系は図９
（ｂ）を参照）。

【００４１】第二の電圧変化プロセス２では、圧力発生
室１００が急激に圧縮される。これにより、凹形状のメ
ニスカス３の中央部には図９（ｃ）に示されるような細
い液柱４が形成される。その直後、第三の電圧変化過程
５によってメニスカス３が急速に引き戻されるため、液
柱４の先端が早期に分離し、図９（ｄ）に示されるよう
な微小のインク滴１０６の吐出が行われる。本実施形態
では、開口径２６μｍのノズル１０１から径１９μｍの
インク滴１０６が、滴速６ｍ／ｓで吐出されることが観
察された。

【００４２】第四の電圧変化過程６は、圧力発生室１０
０の体積を初期状態に戻す作用を有している。ここでの
電圧変化時間（ｔ_７＝３０μｓ）は、圧力波の固有周期
（この実施形態では１４μｓ）に比べて十分長く設定さ
れているため、次の吐出に影響を及ぼすような圧力波は
発生しない。

【００４３】図６は、図２の構成を適用したインクジェ
ット記録ヘッドに対して図３のような駆動波形を適用し
た場合の吐出安定性を実験的に評価した結果である。こ
のうち、図６（ａ）に示したデータは、本実施形態の駆
動波形による滴径１９μｍの小滴と、後述する大滴用駆
動波形（図５（ｃ））による滴径４０μｍの大滴を交互
に吐出させ、吐出間隔（吐出周波数）を変化させながら
小滴の滴径を測定した結果であり、また、図６（ｂ）に
示したデータは、吐出間隔（吐出周波数）と滴速との関
係を示した図である。また、比較対象として、準備動作
用電圧変化過程７を実施しない従来波形（図８（ｂ））
を用いた場合の観測結果も各々の図の中に破線で示し
た。

【００４４】従来波形を用いた場合、図６（ａ）および
図６（ｂ）の破線で示されるように、吐出周波数が４〜
６ｋＨｚの範囲で滴径・滴速が大きく変化することが確
認された（滴径ばらつき±３μｍ、滴速ばらつき±１．
８ｍ／ｓ）。これは、この吐出周波数領域では、初期の
メニスカス３が凸形状となり、小滴吐出の際に図１１に
示したような異常吐出現象が生じたためと考えられる。
メニスカス３の状態をレーザードップラー計により観測
した結果、４〜６ｋＨｚの駆動周波数範囲では、小滴吐
出の直前においてメニスカス３が８〜１５μｍの範囲で
オーバーシュートしていることが確認された。

【００４５】一方、本実施形態の駆動波形を用いた場
合、図６（ａ）の実線で示されるように、０．１〜１０
ｋＨｚの広い周波数範囲で、滴径の変化は±０．５μ
ｍ、また、図６（ｂ）に示されるように、滴速の変化は
±０．３ｍ／ｓの範囲に収まることが確認された。これ
は、準備動作用電圧変化過程７によってメニスカス３を
圧力発生室１００側に引き込むことで、第一の電圧変化
過程１の電圧印加の開始時において初期メニスカス状態
が凸形状となることが防止されたことによって生じる効
果であると考えられる。

【００４６】以上のように、本実施形態の駆動方法を用
いれば、広い周波数範囲で安定した微小滴吐出を実行で
きることが確認された。

【００４７】また、図４は、同じく滴径２０μｍ程度の
微小滴を吐出するために使用した駆動波形の別の一例を
示す図である。

【００４８】この駆動波形は、準備動作用電圧変化過程
７を有し、この準備動作用電圧変化過程７は、ｔ_８＝３
０μｓの時間で圧力発生室１００の体積をゆっくりと圧
縮（減少）させるための電圧変化過程７ａと、その後、
所定期間ｔ_９＝５０μｓだけ電圧を保持する電圧保持過
程７ｂとによって形成されている。更に、駆動波形は、
前述した実施形態と同様、全体として、ｔ_１＝２μｓの
時間で圧力発生室１００の体積を急激に膨張させるため
の第一の電圧変化過程１、ｔ_３＝２μｓの時間で圧力発
生室１００の体積を急激に収縮させる第二の電圧変化過
程２、ｔ_５＝２μｓの時間で圧力発生室１００の体積を
急激に膨張させる第三の電圧変化過程５、およびｔ_７＝
３０μｓの時間で印加電圧をゆっくりと基準電圧（Ｖ_ｂ
＝１５Ｖ）に戻すための第四の電圧変化過程６を備え
る。なお、ｔ_２は４μｓ、ｔ_４は０．３μｓ、ｔ_６は８
μｓとし、Ｖ_１は５Ｖ、Ｖ_２は１５Ｖ、Ｖ_３は８Ｖにそ
れぞれ設定した。

【００４９】準備動作用電圧変化過程７の一部を構成す
る電圧変化過程７ａは、メニスカス３をゆっくりとノズ
ル外部に向かって押し出す作用を有している。そのた
め、初期のメニスカス形状がどのような形状であって
も、メニスカス３は一旦、強制的にオーバーシュートし
た状態にされる。そして、電圧保持過程７ｂの間に、メ
ニスカス３はインクの表面張力の作用によって圧力発生
室１００側へと変位し、点Ｃの時点（ｔ＝ｔ_８＋ｔ_９）
では、メニスカス３はノズル１０１の開口面のごく近
傍、またはノズル１０１の内部にわずかに引き込まれた
地点に位置することになる。つまり、表面張力によるメ
ニスカス３の振動を強制的に励起させることにより、初
期のメニスカス形状にかかわらず、第一の電圧変化過程
１が印加される時点（点Ｃ）において、メニスカス形状
が凸になることを防ぐことができる。本実施例の駆動波
形では、ｔ＝ｔ_８＋ｔ_９の時点において、メニスカス３
の中央部の位置ｘは＋２〜−４μｍの範囲となることが
確認された（メニスカス位置を示す座標系は図９（ｂ）
を参照）。

【００５０】また、準備動作用電圧変化過程７の前半を
形成する電圧変化過程７ａの電圧変化時間（ｔ_８＝３０
μｓ）は、圧力波の固有周期（この実施形態では１４μ
ｓ）よりも十分長く設定されているため、図４の点Ａお
よび点Ｂでは吐出に影響を及ぼすような大きな圧力波は
発生しない。また、点Ｃの時点でのメニスカス位置がノ
ズル開口面のごく近傍、またはノズル内部にわずかに引
き込まれた地点とするためには、準備動作用電圧変化過
程７の後半を形成する電圧保持過程７ｂの継続時間ｔ_９
を（１／３）Ｔ_ｍ≦ｔ_９≦（２／３）Ｔ_ｍの条件を満足
するように設定することが望ましい（Ｔ_ｍはインクの表
面張力によって生じるメニスカス振動の固有周期）。

【００５１】第一の電圧変化過程１、第二の電圧変化過
程２、第三の電圧変化過程５、および第四の電圧変化過
程６の作用は、それぞれ先に述べた図３の実施形態の第
一の電圧変化過程１、第二の電圧変化過程２、第三の電
圧変化過程５、および第四の電圧変化６の作用と同様で
ある。

【００５２】図４に示した本実施形態の駆動波形を用い
て吐出実験を行ったところ、開口径２６μｍのノズルか
ら径２０μｍの滴が、滴速６．３ｍ／ｓで吐出されるこ
とが観察された。また、小滴と大滴を混在させた連続吐
出実験においても、従来波形を用いた場合に比べて吐出
安定性が向上し、吐出周波数１〜７ｋＨｚの範囲内での
滴径ばらつきは±０．５μｍ、滴速ばらつきは±０．３
ｍ／ｓであることが確認された。

【００５３】ただし、本実施形態の駆動波形は、電圧保
持過程７ａを必要とするため、波形全体の長さが増加
し、そのため高周波吐出には不利となる。すなわち、図
４の駆動波形は全長が１２８．３μｓであるため、７．
８ｋＨｚ以上の周波数で吐出を行うことは不可能であ
る。

【００５４】このように、図４の駆動波形は高周波駆動
に適さないという欠点を有するが、その反面、基準電圧
（Ｖ_ｂ）を低く設定できるため、滴径変調を行う際にお
いて滴径変調範囲を拡大できるという利点を有する。

【００５５】すなわち、先に述べた図３の実施形態の駆
動波形では、基準電圧Ｖ_ｂを、準備動作用電圧変化過程
７に必要とされる電圧変化量Ｖ_１と、第一の電圧変化過
程１に必要とされる電圧変化量Ｖ_２の和（Ｖ_１＋Ｖ_２）
よりも大きく設定する必要があり、Ｖ_ｂが高くならざる
を得ない。大滴の滴径は、最大許容印加電圧と基準電圧
の差によってほぼ決まるため、基準電圧が高くなると得
られる大滴径が減少し、滴径変調範囲が狭くなってしま
う。これに対し、図４の駆動波形では、基準電圧Ｖ_ｂは
Ｖ_ｂ＝Ｖ_２−Ｖ_１となるため、図３の駆動波形に比べて
基準電圧Ｖ_ｂを小さく設定することが可能となる。その
結果、得られる大滴径が増加（最大許容印加電圧と基準
電圧の差が増加）し、滴径変調範囲を拡大することが可
能となる。

【００５６】また、図５は、本発明の更に別の実施形態
を示す図であり、吐出するインク滴を、小滴、中滴、大
滴の３種類の大きさに変調するのに使用した駆動波形で
ある。

【００５７】図５（ａ）は小滴吐出用の駆動波形であ
る。図３で示した駆動波形と同一形状であり、滴径１９
μｍの滴を滴速６ｍ／ｓで吐出する。準備動作用電圧変
化過程７の作用により、吐出周波数による滴径変動量は
±０．５μｍ、滴速変動量は±０．６ｍ／ｓ以内に収ま
ることが確認された。

【００５８】図５（ｂ）は中滴吐出用の駆動波形であ
る。中滴用駆動波形もメニスカス３を安定化する制御方
法を利用してインク滴の微小化を行うため、準備動作用
電圧変化過程７’を有している。駆動波形は、ｔ_８’＝
３０μｓの時間で圧力発生室１００の体積をゆっくりと
膨張させる準備動作用電圧変化過程７’、ｔ_１’＝２μ
ｓの時間で圧力発生室１００の体積を急激に膨張させる
第一の電圧変化過程１’、ｔ_３’＝２μｓの時間で圧力
発生室体積を急激に圧縮させる第の二電圧変化過程
２’、およびｔ_７’＝３０μｓの時間で印加電圧をゆっ
くりと基準電圧（Ｖ_ｂ＝２０Ｖ）に戻すための電圧変化
６’によって構成されている（ｔ_２’＝４μｓ、ｔ_６’
＝８μｓ、Ｖ_１’＝５Ｖ、Ｖ_２’＝１５Ｖ、Ｖ_３’＝１
８Ｖ）。

【００５９】図５（ａ）の小滴用駆動波形と比較する
と、第二の電圧変化過程２’の直後に圧力発生室１００
を膨張させない（第三の電圧変化過程がない）ため、イ
ンクの排出量が多くなり、小滴に比べて滴径が大きくな
る。本実施形態の中滴用駆動波形では、滴径２８μｍの
インク滴が滴速６ｍ／ｓで吐出された。準備動作用電圧
変化過程７’は、小滴用駆動波形の場合と同様、ノズル
開口部のメニスカスをゆっくりと圧力発生室１００側に
引き込む作用を有している。そのため、メニスカス３の
オーバーシュートが大きくメニスカス３の初期状態が凸
形状であったとしても、準備動作用電圧変化過程７’に
よってメニスカス３はノズル内部に引き込まれるため、
凸形状のメニスカス３が及ぼす悪影響を防止することが
できる。本実施形態では、準備動作用電圧変化過程７’
が終了した時（ｔ＝ｔ_８’）におけるメニスカス位置ｘ
は、＋１〜−５μｍの範囲となることが確認された（メ
ニスカス位置を示す座標系は図９（ｂ）を参照）。その
結果、滴径や滴速の変動は非常に小さくなり、０．１〜
１０ｋＨｚの吐出周波数範囲で、中滴の滴径変動量は±
０．５μｍ、滴速変動量は±０．６ｍ／ｓ以内に収まる
ことが確認された。

【００６０】一方、図５（ｃ）に示す大滴用駆動波形
は、メニスカス３を安定化する制御方法をを行わないた
め、準備動作用電圧変化過程７または７’に相当する制
御プロセスは有していない。すなわち、吐出直前におけ
るメニスカス３の引き込みは行わず、駆動波形は、大き
な立ち上げ時間（ｔ_３”＝１０μｓ）で圧力発生室１０
０を圧縮する第二の電圧変化過程２”と、印加電圧をゆ
っくりと基準電圧Ｖ_ｂに戻すための第四の電圧変化過程
６”によって構成されている（Ｖ_３”＝２０Ｖ、ｔ_７”
＝３０μｓ）。本実施形態の大滴用駆動波形では、滴径
２８μｍの滴が、滴速６ｍ／ｓで吐出された。吐出周波
数による滴径・滴速の変動量は、それぞれ±０．９μ
ｍ、±０．５ｍ／ｓ以内であった。

【００６１】図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すような
小滴用、中滴用、および大滴用の駆動波形を、図２に示
すように、それぞれ別個の波形発生回路（１０７ａ、１
０７ｂ、１０７ｃ）により発生させ、画像データに基づ
いて圧電アクチュエータ１０５に印加する波形を切り替
えることにより、階調記録を実行した。その結果、小
滴、中滴、および大滴を、０．１〜１０ｋＨｚの駆動周
波数で安定に吐出させることができ、その際、小滴およ
び中滴の滴径変動量は±０．５μｍ以内、滴速変動量は
±０．５ｍ／ｓ以内に収めることができた。

【００６２】なお、本発明を用いて滴径変調を実行する
際の駆動波形は、図５に示されるような駆動波形の組み
合わせに限定されるものではない。たとえば、大滴用駆
動波形においても、吐出直前にメニスカスをわずかに凹
形状にする準備動作用電圧変化過程を加えてもよい。ま
た、本実施形態の中滴用駆動波形では、第二の電圧変化
過程２’の直後で圧力発生室１００を膨張させないこと
によって滴径を小滴より増加させたが、第二の電圧変化
過程の電圧変化時間（ｔ_３’）を大きく設定したり、メ
ニスカス安定化のための制御方法を使用しないこと（例
えば図５（ｂ）の準備動作用電圧変化過程７’を非実行
とすること）、などによっても滴径を増加させることが
可能である。

【００６３】また、図５に示した実施形態では、滴径変
調の段階数を大・中・小の３段階としたが、滴径の段階
数を３段階以上、もしくは３段階以下に設定した場合に
おいても、本発明が適用可能なことは明白である。

【００６４】上述したように、滴径変調による階調記録
を実行する場合においても、メニスカスの安定化のため
の制御プロセスを使用する小滴・中滴用の駆動波形に準
備動作用電圧変化過程を含めることにより、滴径および
滴速に高い安定性が得られ、画像品質を向上させること
が可能となる。

【００６５】以上、各実施形態について説明したが、本
発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではな
い。例えば、図３、図４および図５の実施形態では、第
一の電圧変化過程と第二の電圧変化過程との間に電圧が
平坦となる部分を設けたが、この平坦部を除去したよう
な駆動波形とすることも可能である。

【００６６】また、前述した各実施形態では、圧電アク
チュエータへの印加電圧が常に正極性となるように、必
要に応じてバイアス電圧（基準電圧）Ｖ_ｂを設定した
が、圧電アクチュエータに負極性の電圧を印加しても問
題ない場合には、バイアス電圧Ｖ_ｂを０Ｖなど、他の電
圧に設定してもかまわない。

【００６７】さらに、圧電アクチュエータとしては縦振
動モードの積層圧電アクチュエータを用いたが、縦振動
モードのアクチュエータ、単板型の圧電アクチュエー
タ、撓み振動モードの圧電アクチュエータなど、他の形
態のアクチュエータを使用してもかまわない。

【００６８】また、上の実施例では、図７に示すような
カイザー型インクジェット記録ヘッドを用いたが、圧電
アクチュエータに設けた溝を圧力発生室とする記録ヘッ
ドなど、圧力発生室の圧力を制御することによってイン
クの吐出動作を行う様々な構造のインクジェット記録ヘ
ッドに対して、本発明は同様に適用することが可能であ
る。

【００６９】さらに、圧電アクチュエータ以外の電気機
械変換器、たとえば静電力や磁力を利用したアクチュエ
ータを利用したインクジェット記録ヘッドに対しても、
本発明を適用することが可能である。

【００７０】以上述べたように、本発明のインクジェッ
ト記録ヘッドの駆動方法では、適正なインク滴吐出動作
を行うために従来から必要とされていた第一の電圧変化
過程を開始する更にそれ以前の段階で、第一の電圧変化
過程およびそれ以降のメニスカスの挙動に多大な影響を
与えるメニスカスの初期形状不良をなくすため、ゆっく
りとした速度でメニスカスを圧力発生室側に引き込み、
メニスカスの初期形状を適正な形状、すなわち、平坦ま
たは僅かな凹形状とするようにしているので、第一の電
圧変化過程だけでは除去しきれなかった様々な不安定要
因、例えば、図１１（ａ）のようなメニスカスの初期形
状の不良に伴う異常吐出現象等についても高い確率で防
止することができ、滴径・滴速に高い安定性を確保でき
ると共に、異常吐出に伴うノズル内への気泡巻き込み等
も未然に防止することが可能となる。

【００７１】

【発明の効果】本発明は、インクの吐出動作の安定化に
必要とされる第一の電圧変化過程を実施する前の段階で
準備動作用電圧変化過程を実施することにより、第一の
電圧変化過程開始時におけるノズル開口部のインク滴
（メニスカス）の状態を最適化するようにしたので、メ
ニスカスの初期状態の異常によって生じるインクの滴径
および滴速の変動等の吐出動作の異常を抑制することが
でき、その結果、出力画像の品質を大幅に向上すること
ができる。

【００７２】また、吐出動作の異常発生の抑制に伴って
吐出異常に起因する二次的な異常動作、例えば、ノズル
内への気泡の巻き込み等も減少するので、装置の信頼性
や安定性を一層向上することができる。

【００７３】また、前回の吐出動作が完了した段階でメ
ニスカスが凸形状となっていたような場合であっても、
その形状を適正な状態に修正して次の吐出動作を開始す
ることができるので、インク滴の吐出動作の周期を長く
することによってメニスカス形状の安定化を図るといっ
た必要性は薄れ、従来のものに比べ、より高い周波数で
のインク滴吐出を実現することができるようになり、高
速印字や高速描画が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】吐出するインク滴の径を固定した場合の駆動回
路の一例を示すブロック図である。

【図２】吐出するインク滴の径を多段階に切り替える場
合の駆動回路の一例を示すブロック図である。

【図３】滴径２０μｍ程度の微小滴を吐出するために使
用した駆動波形の一例を示す図である。

【図４】滴径２０μｍ程度の微小滴を吐出するために使
用した別の駆動波形の例を示す図である。

【図５】小滴、中滴、大滴の３種類のインク滴を吐出す
るために使用した駆動波形の例を示す図で、図５（ａ）
は小滴吐出用の駆動波形、図５（ｂ）は中滴吐出用の駆
動波形、図５（ｃ）は大滴吐出用の駆動波形である。

【図６】本発明を適用した一実施形態の駆動波形と従来
技術による駆動波形との間の効果の相違について示す図
で、図６（ａ）は吐出周波数と滴径の関係について示す
図、図６（ｂ）は吐出周波数と滴速の関係について示す
図である。

【図７】従来技術および本発明に適用されるインクジェ
ット記録ヘッドの基本構造を示す断面図である。

【図８】インクジェット記録ヘッドの駆動波形を例示す
る図で、図８（ａ）は従来の通常のインクジェット記録
ヘッドで採用されていた駆電圧動波形の一例を示す図、
また、図８（ｂ）はその改良例を示す図である。

【図９】駆動電圧波形を印加した際のメニスカスの動き
を模式的に表わした図であり、図９（ａ）は基準電圧を
印加したままの初期状態の形状、図９（ｂ）は第一の電
圧変化過程の電圧を印加した吐出直前の状態、図９
（ｃ）は第二の電圧変化過程の電圧を印加した吐出開始
時の状態、図９（ｄ）は吐出が完了してインク滴が液柱
から分離した状態を示す図である。

【図１０】メニスカス形状の不安定化の要因となる振動
現象について示す概念図で、図１０（ａ）はインクの吐
出直後の状態、図１０（ｂ）および図１０（ｆ）はノズ
ル開口面までメニスカスが復帰した状態、図１０（ｃ）
はオーバーシュートによってメニスカスが突出した状
態、図１０（ｄ）は振動の減衰の過程でメニスカスが再
び凹型になった状態、図１０（ｅ）は振動がある程度減
衰した段階においてメニスカスがオーバーシュートした
状態を示す図である。

【図１１】メニスカス形状の不安定化に伴って生じる異
常な吐出動作の流れを一例で示す概念図で、図１１
（ａ）は基準電圧を印加したままの初期状態を示す図、
図１１（ｂ）は第一の電圧変化過程の電圧を印加した吐
出直前の状態を示す図、図１１（ｃ）は第二の電圧変化
過程の電圧を印加した吐出開始時の状態を示す図、図１
１（ｄ）は吐出が完了してインク滴が液柱から分離した
状態を示す図である。

【符号の説明】

１第一の電圧変化過程１’ 第一の電圧変化過程２第二の電圧変化過程２’ 第二の電圧変化過程２” 第二の電圧変化過程３メニスカス４液柱７準備動作用電圧変化過程７’ 準備動作用電圧変化過程７ａ電圧変化過程（準備動作用電圧変化過程の一部）７ｂ電圧保持過程（準備動作用電圧変化過程の一部）１００圧力発生室１０１ノズル１０２共通インク室１０３インク供給路１０４振動板１０５圧電アクチュエータ（電気機械変換器）１０６インク滴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧力発生室内の圧力を変化させる電気機
械変換器に駆動電圧を印加して、インクが充填された圧
力発生室内に圧力変化を生じさせることによって、前記
圧力発生室に連絡したノズルからインク滴を吐出させる
インクジェット記録ヘッドの駆動方法であって、前記駆動電圧の電圧波形が、前記圧力発生室の体積を増
加させて前記ノズルのノズル開口部に貯溜されたインク
滴を前記圧力発生室側に引き込むための第一の電圧変化
過程と、前記圧力発生室の体積を減少させてインク滴の
吐出を行うための第二の電圧変化過程とを有し、前記第一の電圧変化過程の前に、前記ノズル開口部に貯
溜されたインク滴を前記圧力発生室側にわずかに引き込
むための準備動作用電圧変化過程を備えていることを特
徴とするインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
【請求項２】前記準備動作用電圧変化過程が、前記圧
力発生室の体積を増加させるための電圧変化過程を有
し、この電圧変化過程の電圧変化速度を、前記第一の電
圧変化過程の電圧変化速度よりも小さく設定したことを
特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッドの
駆動方法。
【請求項３】前記圧力発生室の体積を増加させるため
の電圧変化過程の電圧変化時間を、前記圧力発生室内に
生じる圧力波の固有周期よりも大きく設定したことを特
徴とする請求項２記載のインクジェット記録ヘッドの駆
動方法。
【請求項４】前記準備動作用電圧変化過程が、前記圧
力発生室の体積を減少させるための電圧変化過程と、そ
の後、所定期間だけ電圧を保持してインク滴を前記圧力
発生室側にわずかに引き込むための電圧保持過程とを有
することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記
録ヘッドの駆動方法。
【請求項５】前記圧力発生室の体積を減少させるため
の電圧変化過程の電圧変化時間を、前記圧力発生室内に
生じる圧力波の固有周期よりも大きく設定したことを特
徴とする請求項４記載のインクジェット記録ヘッドの駆
動方法。
【請求項６】前記電圧保持過程の所定期間を、前記ノ
ズル開口部に貯溜されたインク滴の振動の固有周期に対
し、１／３倍から２／３倍の範囲で設定したことを特徴
とする請求項４または５記載のインクジェット記録ヘッ
ドの駆動方法。
【請求項７】圧力発生室内の圧力を変化させる電気機
械変換器に駆動電圧を印加し、インクが充填された圧力
発生室内に圧力変化を生じさせることによって、前記圧
力発生室に連絡したノズルからインク滴を吐出させるイ
ンクジェット記録ヘッドと、前記電気機械変換器に印加
する駆動電圧を発生させる一以上の波形発生手段とを備
えたインクジェット記録装置であって、前記波形発生手段によって生成される駆動電圧の電圧波
形の少なくとも一つが、前記圧力発生室の体積を増加さ
せて前記ノズルのノズル開口部に貯溜されたインク滴を
前記圧力発生室側に引き込むための第一の電圧変化過程
と、前記圧力発生室の体積を減少させてインク滴の吐出
を行うための第二の電圧変化過程とを有し、前記第一の電圧変化過程の前に、前記ノズル開口部に貯
溜されたインク滴を前記圧力発生室側にわずかに引き込
むための準備動作用電圧変化過程を備えていることを特
徴とするインクジェット記録装置。
【請求項８】前記電気機械変換器が、圧電振動子によ
って構成されていることを特徴とする請求項７記載のイ
ンクジェット記録装置。