JP2000280463A - インク噴射装置の駆動方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 印字に必要なインク量が得られ、且つ高い駆
動周波数でも安定して印字できる良好な印字品質の得ら
れる低コストのインク噴射装置の駆動方法を提示するこ
とを目的とする。 【解決手段】 噴射パルス信号Ａの波幅Ｗａはインク流
路内の圧力波の片道伝播時間Ｔ（Ｌ／ａ）の０．５倍
で、効率が低いながらもインク液滴を噴射する。そのイ
ンク液滴がノズルから離れる前に、波幅Ｔの噴射パルス
信号Ｂにより効率よく後続のインク液滴を噴射し、先行
のインク液滴と合体させ、印字に必要なインク量を得
る。その後、インク流路内の残留圧力波振動を減少させ
るための非噴射パルス信号Ｃを、波幅ＷｃをＴの０．５
倍で、噴射パルス信号Ｂの立ち下がりタイミングＷｂｅ
から、非噴射パルス信号の立ち上がりタイミングＷｃｓ
と立ち下がりタイミングＷｃｅとの中間タイミングＷｃ
ｍまでの時間Ｄｗ２は、Ｔの２．５倍で出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク噴射装置の
駆動方法およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、これまでのインパクト方式の印字
装置にとってかわり、その市場を大きく拡大しつつある
ノンインパクト方式の印字装置のなかで、原理が最も単
純で、かつ多階調化やカラー化が容易であるものとし
て、インクジェット方式の印字装置が挙げられる。なか
でも印字に使用するインク液滴のみを噴射するドロップ
・オン・デマンド型が、噴射効率の良さ、ランニングコ
ストの安さなどから急速に普及している。

【０００３】ドロップ・オン・デマンド型として特公昭
５３−１２１３８号公報に開示されているカイザー型、
あるいは特公昭６１−５９９１４号公報に開示されてい
るサーマルジェット型がその代表的な方式としてある。
このうち、前者は小型化が難しく、後者は高熱をインク
に加えるためにインクの耐熱性に対する要求が必要とさ
れ、それぞれに非常に困難な問題を抱えている。

【０００４】以上のような欠陥を同時に解決する新たな
方式として提案されたのが、特開昭６３−２４７０５１
号公報に開示されている圧電セラミックスを利用したせ
ん断モード型である。図７に示すように、せん断モード
型のインク噴射装置６００は、底壁６０１、天壁６０２
及びその間のせん断モードアクチュエータ壁６０３から
なる。そのアクチュエータ壁６０３は、底壁６０１に接
着され、且つ矢印６１１方向に分極された下部壁６０７
と、天壁６０２に接着され、且つ矢印６０９方向に分極
された上部壁６０５とからなっている。隣接する２個の
アクチュエータ壁６０３は一対となって、その間にイン
ク流路６１３を形成し、且つ次の一対のアクチュエータ
壁６０３の間には、空間６１５を形成している。

【０００５】各インク流路６１３の一端には、ノズル６
１８を有するノズルプレート６１７が固着され、各アク
チュエータ壁６０３の両側面には電極６１９，６２１が
金属化層として設けられている。具体的にはインク流路
６１３側のアクチュエータ壁６０３には電極６１９が設
けられ、空間６１５側のアクチュエータ壁６０３には電
極６２１が設けられている。空間６１５に面している電
極６２１はアース６２３に接続され、インク流路６１３
内に設けられている電極６１９はアクチュエータ駆動信
号を与える制御回路６２５に接続されている。

【０００６】そして、各インク流路６１３の電極６１９
に制御回路６２５が電圧を印加することによって、各ア
クチュエータ壁６０３がインク流路６１３の容積を増加
する方向に圧電厚みすべり変形する。例えば図８に示す
ようにインク流路６１３ｃの電極６１９ｃに電圧Ｅ
（Ｖ）が印加されると、アクチュエータ壁６０３ｅ、６
０３ｆにそれぞれ分極方向と直交する矢印６３１、６３
２方向の電界が発生し、アクチュエータ壁６０３ｅ、６
０３ｆがインク流路６１３ｃの容積を増加する方向に圧
電厚みすべり変形する。このときノズル６１８ｃ付近を
含むインク流路６１３ｃ内の圧力が減少する。この状態
を圧力波のインク流路６１３内での片道伝播時間Ｔだけ
維持する。すると、その間図示しないマニホールドから
インクが供給される。

【０００７】なお、上記片道伝播時間Ｔはインク流路６
１３内の圧力波が、インク流路６１３の長手方向に伝播
するのに必要な時間であり、インク流路６１３の長さＬ
とこのインク流路６１３内部のインク中での音速ａによ
りＴ＝Ｌ／ａと決まる。

【０００８】圧力波の伝播理論によると、上記の電圧の
印加からちょうどＴ時間がたつとインク流路６１３内の
圧力が逆転し、正の圧力に転じるが、このタイミングに
合わせてインク流路６１３ｃの電極６２１ｃに印加され
ている電圧を０（Ｖ）に戻す。

【０００９】すると、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０
３ｆが変形前の状態（図６）に戻り、インクに圧力が加
えられる。そのとき、前記正に転じた圧力と、アクチュ
エータ壁６０３ｅ、６０３ｆが変形前の状態に戻ること
により発生した圧力とが加え合わされ、比較的高い圧力
がインク流路６１３ｃのノズル６１８ｃ付近の部分に生
じて、インク液滴がノズル６１８ｃから噴射される。

【００１０】さらに詳しく説明すると、上記の電圧の印
加から電圧を０（Ｖ）に戻すまでの時間が前記片道伝播
時間Ｔからずれると、インク液滴を噴射するためエネル
ギー効率が低下し、前記片道伝播時間Ｔのほぼ偶数倍と
なったときには全く噴射が行われなくなるので、通常上
記の電圧の印加から電圧を０（Ｖ）に戻すまでの時間
は、前記片道伝播時間Ｔに一致させるか、少なくともほ
ぼ奇数倍とすることが望ましい。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来、この種のインク
噴射装置６００では、前記インク流路６１３の形状、駆
動電圧等により、噴射されるインク液滴の体積が決まる
ため、良好な印字品質を得るため、より多くのインク量
が必要な場合には、インク流路形状を変更する必要があ
るという欠点があった。またこれにより、必要量のイン
ク量が得られても、噴射時の安定性が低下するために、
駆動周波数を下げなければいけないという欠点があっ
た。

【００１２】特公平３−３０５０６号公報には、主パル
スが印加される前に、ノズル内のメニスカスの先端位置
を決めるための付加パルスを印加することで、インク液
滴の体積を制御することが提案されている。これによれ
ば、付加パルスでノズル内のメニスカスがやや飛び出し
た状態で、主パルスを印加すると、主パルスのみの場合
に比較してインク液滴の体積はやや大きくなるものの、
あまり体積の増加は望めない。

【００１３】また特公平６−５５５１３号公報には、共
振周波数を利用して連続して噴射した複数のインク液滴
を空中で合体させることで、インク液滴の体積を制御す
ることが提案されている。これによれば、十分なインク
液滴の体積が得られるが、後述する実験の説明から明ら
かなように、インク液滴が飛翔している途中で合体する
ため、飛翔方向が曲がったりして、安定な噴射が得られ
ない。さらに駆動周波数を高くできないという問題があ
った。本発明は、上述した問題点を解決するためになさ
れたものであり、インク流路形状の変更を必要とせず、
良好な印字に必要なインク量が得られ、且つ高い駆動周
波数でも安定して印字できる良好な印字品質の得られる
低コストのインク噴射装置の駆動方法およびその装置を
提示することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明では、インクが充填されるインク流路と、前記
インク流路の容積を増減させて該インク流路内に圧力波
を発生させるアクチュエータと、前記アクチュエータに
噴射パルス信号を印加する制御装置とを備え、１ドット
当たりの印字命令に対して波高値が等しい複数の噴射パ
ルス信号を連続して印加するとともに、前記インク流路
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波幅を０．３５Ｔ〜
０．６５Ｔ、かつ２番目以降に印加する噴射パルス信号
の波幅をほぼＴとしたことを特徴としている。これによ
れば、１ドット当たりの印字命令に対して複数の噴射パ
ルス信号により複数のインク液滴が噴射される。その
際、波幅０．３５Ｔ〜０．６５Ｔの第１の噴射パルス信
号により、波幅をＴとしたときよりも効率が悪いが、イ
ンク液滴が噴射され、その液滴がノズルから離れる前
に、２番目の噴射パルス信号が印加されて新たなインク
液滴が効率よく噴射され、先行するインク液滴に後続の
インク液滴が追いつき合体して飛翔することになる。し
たがって、１ドット当たりの必要インク量が得られると
ともに、第１の噴射パルスの波幅だけを０．３５Ｔ〜
０．６５Ｔと短くすることで、高い周波数での噴射安定
性の向上が得られる。

【００１５】また、本発明は好ましくは、前記噴射パル
ス信号と波高値が同じで、波幅が、０．３Ｔ〜０．７Ｔ
である非噴射パルス信号を、該非噴射パルス信号の立ち
上がりタイミングと立ち下がりタイミングとの中間タイ
ミングと、前記複数の噴射パルス信号のうち最後に印加
する噴射パルス信号の立ち下がりタイミングとの時間差
がほぼ２．５Ｔとなるように前記制御装置が前記アクチ
ュエータに前記駆動電源から印加する。これにより、噴
射後、インク流路内の残留圧力波振動を効果的に減少
し、比較的低粘度のインクを噴射する場合や温度上昇時
などにより、インクの粘度が低下した場合でも高速で安
定な噴射が可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００１７】本インク噴射装置６００は、図７に示す従
来のインクジェットヘッド６００と同様に、底壁６０
１、天壁６０２及びその間のせん断モードアクチュエー
タ壁６０３からなる。そのアクチュエータ壁６０３は、
底壁６０１に接着され、且つ矢印６１１方向に分極され
た下部壁６０７と、天壁６０２に接着され、且つ矢印６
０９方向に分極された上部壁６０５からなっている。隣
接する２個のアクチュエータ壁６０３は一対となって、
その間にインク流路６１３を形成し、且つ次の一対のア
クチュエータ壁６０３の間には、空間６１５を形成して
いる。

【００１８】各インク流路６１３の一端には、ノズル６
１８を有するノズルプレート６１７が固着され、各アク
チュエータ壁６０３の両側面には電極６１９，６２１が
金属化層として設けられている。電極６１９はインクと
絶縁するための絶縁層６３０で覆われている。そして、
空間６１５に面している電極６２１はアース６２３に接
続され、インク流路６１３内に設けられている電極６１
９はアクチュエータ駆動回路である制御回路６２５に接
続されている。

【００１９】本インク噴射装置６００の具体的な寸法の
１例を述べる。インク流路６１３の長さＬが８．０ｍｍ
である。ノズル６１８の寸法は、インク噴射側の径が３
０μｍ、インク流路６１３側の径が５０μｍ、長さが５
０μｍである。また、実験に供したインクの２５℃にお
ける粘度は約２ｍＰａ・ｓ、表面張力は３０ｍＮ／ｍで
ある。このインク流路６１３内のインク中における音速
ａと上記Ｌとの比Ｌ／ａ（＝Ｔ）は８μｓｅｃであっ
た。

【００２０】次にインク流路６１３内の電極６１９に印
加する駆動波形１０を図１に示す。駆動波形１０は、イ
ンク液滴を噴射するための噴射パルス信号Ａ、Ｂと前記
インク流路６１３内の残留圧力波振動を減少させるため
の非噴射パルス信号Ｃとからなり、噴射パルス信号Ａ、
Ｂと非噴射パルス信号Ｃのどちらも波高値（電圧値）は
Ｅ（Ｖ）（例えば２０（Ｖ））である。最も好ましい実
施の形態において、噴射パルス信号Ａの幅Ｗａは、イン
ク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔの０．５倍に
一致し、すなわち４μｓｅｃであり、噴射パルス信号Ｂ
の幅Ｗｂはインク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間
Ｔに一致し、すなわち８μｓｅｃである。また、噴射パ
ルス信号Ａの立ち下がりタイミングＷａｅから噴射パル
ス信号Ｂの立ち上がりタイミングＷｂｓまでの時間Ｄｗ
１も、インク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔに
一致し、すなわち８μｓｅｃである。非噴射パルス信号
Ｃの幅Ｗｃは、インク流路６１３内の圧力波の片道伝播
時間Ｔ（Ｌ／ａ）の０．５倍、すなわち４μｓｅｃであ
る。噴射パルス信号Ｂの立ち下がりタイミングＷｂｅか
ら、非噴射パルス信号Ｃの立ち上がりタイミングＷｃｓ
と立ち下がりタイミングＷｃｅとの中間タイミングＷｃ
ｍまでの時間Ｄｗ２は、インク流路６１３内の圧力波の
片道伝播時間Ｔの２．５倍、すなわち２０μｓｅｃであ
る。

【００２１】非噴射パルス信号Ｃは、噴射パルス信号に
よるインク流路内の残留圧力波振動が圧力を上げるタイ
ミングで、該非噴射パルス信号を立ち上げてインク流路
の容積を拡大して圧力の上昇を抑え、残留圧力波振動が
圧力を下げるタイミングで、該非噴射パルス信号を立ち
下げてインク流路の容積を戻して圧力の下降を抑えるこ
とにより、残留圧力波振動を減少させるものである。

【００２２】次に、前記駆動波形１０を実現するための
制御回路６２５を図２、図３および図４を用いて説明す
る。

【００２３】図２に示す制御回路６２５は充電回路１８
２と放電回路１８４とパルスコントロール回路１８６か
ら構成されている。

【００２４】入力端子１８１と１８２は、それぞれイン
ク流路６１３内の電極６１９に与える電圧をＥ（Ｖ）、
０（Ｖ）にするためのパルス信号を入力する入力端子で
ある。充電回路１８２は、抵抗Ｒ１０１、Ｒ１０２、Ｒ
１０３、Ｒ１０４、Ｒ１０５、トランジスタＴＲ１０
１、ＴＲ１０２から構成されている。

【００２５】入力端子１８１にオン信号（＋５Ｖ）が入
力されると、抵抗Ｒ１０１を介して、トランジスタＴＲ
１０１が導通し、正の電源１８７から抵抗Ｒ１０３を介
して電流がトランジスタＴＲ１０１のコレクタからエミ
ッタ方向に流れる。従って、正の電源１８７に接続され
ている抵抗Ｒ１０４およびＲ１０５にかかる電圧の分圧
が上昇し、トランジスタＴＲ１０２のベースに流れる電
流が増加し、トランジスタＴＲ１０２のエミッタとコレ
クタ間が導通する。正の電源１８７からの２０（Ｖ）の
電圧がトランジスタＴＲ１０２のコレクタおよびエミッ
タ、抵抗Ｒ１２０を介してインク流路６１３内の電極６
１９に印加される。このタイミングが、図３に示すタイ
ミングチャートにおけるＴ１、Ｔ３およびＴ５のタイミ
ングである。図３は、制御回路１２５の入力端子１８
１、１８２への入力信号と、電極６１９での出力を示す
タイミングチャートである。

【００２６】次に、放電用回路１８４について説明す
る。放電用回路１８４は抵抗Ｒ１０６、Ｒ１０７、トラ
ンジスタＴＲ１０３から構成される。入力端子１８２に
オン信号（＋５Ｖ）が入力されると、抵抗Ｒ１０６を介
してトランジスタＴＲ１０３が導通し、抵抗Ｒ１２０を
介して電極６１９をアースする。従って、図６および図
７に示すインク流路６１３のアクチュエータ壁６０３に
印加されていた電荷は放電される。このタイミングが、
図３に示すタイミングチャートのＴ２、Ｔ４およびＴ６
のタイミングである。

【００２７】充電回路１８２の入力端子１８１に入力さ
れる駆動波形１０の入力信号１１は、図３に示すタイミ
ングチャート（Ａ）のように、通常オフの状態にあり、
噴射するために所定のタイミングＴ１にてオンされ、タ
イミングＴ２にてオフされる。その後のタイミングＴ３
にてオンされ、タイミングＴ４にてオフされ、さらにタ
イミングＴ５にてオンされ、タイミングＴ６にてオフさ
れる。放電用回路１８４の入力端子１８２に入力される
入力信号１２は、図３に示すタイミングチャート（Ｂ）
のように、入力信号１１がオンのとき（Ｔ１、Ｔ３、Ｔ
５）、オフされ、入力信号１１がオフのとき（Ｔ２、Ｔ
４、Ｔ６）、オンされる。

【００２８】そのときの電極６１９での出力波形１３
は、通常は０（Ｖ）に維持されているが、タイミングＴ
１にて、圧電素子からなるアクチュエータ壁６０３へ電
荷が充電され、トランジスタＴＲ１０２と、抵抗Ｒ１２
０と、アクチュエータ壁６０３の静電容量とにて決まる
充電時間Ｔａ後に電圧Ｅ（Ｖ）（例えば２０（Ｖ））に
なる。またタイミングＴ４にて、放電時間Ｔｂ後に０
（Ｖ）になる。

【００２９】このように実際の駆動波形１３は、立ち上
がりと立ち下がりでそれぞれＴａ、Ｔｂの遅れが生じる
ため、電圧が１／２Ｅ（Ｖ）（例えば１０（Ｖ））にお
ける駆動波形１０の噴射パルス信号Ｂの立ち下がりタイ
ミングＷｂｅと、非噴射パルス信号Ｃの立ち上がりタイ
ミングＷｃｓと立ち下がりタイミングＷｃｅの中間タイ
ミングＷｃｍとの時間Ｄｗ２を図１に示す値になるよう
に上記各タイミングＴ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６を設定す
る。

【００３０】次に、充電回路１８２の入力端子１８１お
よび放電用回路１８４の入力端子１８２に入力される上
記のタイミングＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６を
有するパルス信号を発生するパルスコントロール回路１
８６について説明する。

【００３１】パルスコントロール回路１８６には、各種
の演算処理を行うＣＰＵ１１０が設けられ、ＣＰＵ１１
０には、印字データや各種のデータを記憶するＲＡＭ１
１２とパルスコントロール回路１８６の制御プログラム
および前記Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６のタイ
ミングでオン、オフ信号を発生するシーケンスデータを
記憶しているＲＯＭ１１４が接続されている。ここで、
ＲＯＭ１１４には、図４に示すように、インク噴射装置
制御プログラム記憶エリア１１４Ａと、駆動波形データ
記憶エリア１１４Ｂとが設けられている。従って、駆動
波形１０のシーケンスデータは、駆動波形データ記憶エ
リア１１４Ｂに記憶されている。

【００３２】さらに、ＣＰＵ１１０は各種のデータのや
りとりするＩ／Ｏバス１１６に接続され、当該Ｉ／Ｏバ
ス１１６には、印字データ受信回路１１８とパルスジェ
ネレータ１２０および１２２が接続されている。パルス
ジェネレータ１２０の出力は充電回路１８２の入力端子
１８１に接続され、パルスジェネレータ１２２の出力は
放電用回路１８４の入力端子１８２に接続されている。

【００３３】ＣＰＵ１１０はＲＯＭ１１４の駆動波形デ
ータ記憶エリア１１４Ｂに記憶されているシーケンスデ
ータに従って、パルスジェネレータ１２０および１２２
を制御する。従って、前記のタイミングＴ１、Ｔ２、Ｔ
３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６の各種パターンを予めＲＯＭ１１
４内の駆動波形データ記憶エリア１１４Ｂに記憶させて
おくことによって、図１に示す駆動波形１０の噴射パル
ス信号をアクチュエータ壁６０３に与えることができ
る。

【００３４】尚、パルスジェネレータ１２０および１２
２および充電回路１８２および放電回路１８４はインク
ジェットヘッドのノズル数と同じ数だけ設けられてい
る。本実施の形態では、代表して一つのノズルの制御に
ついて説明したが、他のノズルの制御についても同様な
制御である。

【００３５】上記した本実施の形態にて駆動した場合の
インク噴射テストの結果を図５の表を参照して説明す
る。

【００３６】上記駆動波形１０を用いた駆動方法では２
０（Ｖ）にて駆動した場合、インク液滴の噴射速度は、
８．０ｍ／ｓであり、噴射パルス信号Ａ、Ｂに対応して
２つのインク液滴が噴射され、２つのインク液滴体積の
合計は、６０ｐｌ（ピコリットル）であった。しぶきを
伴ったり、噴射停止することなく安定に噴射できる最高
の駆動周波数は２１．５ｋＨｚであった。

【００３７】比較実験として駆動波形１０の噴射パルス
信号Ａの幅Ｗａをインク流路６１３内の圧力波の片道伝
播時間Ｔの０．３倍〜１．０５倍まで変化させて駆動し
た場合、および非噴射パルス信号Ｃを印加しなかった場
合のインク液滴体積と、安定に噴射できる最高の駆動周
波数の評価結果を図５に示す。

【００３８】この結果から駆動波形１０の噴射パルス信
号Ａの幅Ｗａを０．３Ｔ以下とした場合は、インク液滴
の体積が大きく減少していることが分かる。また、噴射
パルス信号Ａの幅Ｗａを０．７Ｔ以上とした場合は、イ
ンク液滴の体積はあまり変化しないが、安定に噴射でき
る最高駆動周波数が、１０％以上小さくなっていること
が分かる。

【００３９】次に駆動波形１０の非噴射パルス信号Ｃを
なくした場合について同様の実験を行ったところ、全体
的に、インク液滴の体積が増加し、安定に噴射できる最
高駆動周波数が低下したが、噴射パルス信号Ａの幅Ｗａ
の変化に対する、インク液滴の体積、安定に噴射できる
最高駆動周波数の傾向は全く同じ結果であった。また、
データは記載していないが、実験により該非噴射パルス
信号Ｃの幅Ｗｃを０．３Ｔから０．７Ｔまで変化させて
も同様の結果が得られた。

【００４０】以上の結果が得られた理由として、以下に
示すようなインク液滴の噴射状態の違いが考えられる。

【００４１】図６（ａ）は、噴射パルス信号Ａの幅Ｗａ
が０．３５Ｔより短い場合、図６（ｂ）は、噴射パルス
信号Ａの幅Ｗａが０．３５Ｔから０．６５Ｔの範囲にあ
る場合、図６（ｃ）は、噴射パルス信号Ａの幅Ｗａが
０．６５Ｔより長い場合の、それぞれの図１におけるタ
イミングＷａｅ、Ｗｂｅ、Ｗｃｅに対応するインク液滴
の噴射状態を示す模式図である。

【００４２】図６（ａ）の噴射パルス信号Ａの幅Ｗａが
０．３５Ｔより短い場合は、噴射パルス信号Ａによる、
インク液滴は実際には噴射されず、タイミングＷａｅに
おいてノズル６１８からメニスカス５０１ａがやや飛び
出した状態になるだけであり、タイミングＷｂｅにおい
て、噴射パルス信号Ｂによるインク液滴５０２ａが噴射
され、タイミングＷｃｅにおいてノズル６１８から離れ
て飛翔してゆくインク液滴５０３ａは、上記メニスカス
５０１ａがやや飛び出した部分とインク液滴５０２ａの
一体となったものであり、インク液滴５０２ａのみの場
合よりはインク体積は大きくなるものの、あまりインク
体積の増加は期待できない。これは、前述の特公平３−
３０５０６号公報に記載されたものと実質的に同じであ
る。

【００４３】これに対し噴射パルス信号Ａの幅Ｗａが
０．３５Ｔから０．６５Ｔの範囲にある場合には、図６
（ｂ）に示すように、タイミングＷａｅにおいて噴射パ
ルス信号Ａによるインク液滴５０１ｂが噴射される。こ
れは、噴射パルス信号Ａを波幅Ｔとしたときよりも、効
率が悪いが、後続の噴射パルス信号Ｂがなくても、ノズ
ルから飛翔することができる程度のものである。そし
て、タイミングＷｂｅにおいて、そのインク液滴５０１
ｂがノズル６１８から完全に離れる前に、前記噴射パル
ス信号Ｂによるインク液滴５０２ｂが噴射される。この
とき噴射パルス信号Ｂは波幅Ｔであるから、従来の技術
で説明したように、最も効率よく高速でインク液滴５０
２ｂが噴射され、後者インク液滴５０２ｂが前者インク
液滴５０１ｂに追いつき一体となってから、タイミング
Ｗｃｅにおいて、非噴射パスル信号Ｃによりインク流路
内の残留圧力波振動が抑えられるとともに、一体となっ
たインク液滴５０３ｂがノズル６１８から切られて飛翔
してゆくのであり、飛翔方向の曲がりなども発生しにく
く安定な噴射が得られる。インク液滴５０３ｂは、上記
インク液滴５０１ｂとインク液滴５０２ｂの一体となっ
たものであり、十分なインク体積が得られる。

【００４４】また、噴射パルス信号Ａの波幅Ｗａが０．
６５Ｔよりも長い場合には、図６（ｃ）に示すように、
タイミングＷａｅにおいて噴射パルス信号Ａによるイン
ク液滴５０１ｃが噴射され、タイミングＷｂｅにおい
て、インク液滴５０１ｃが、ノズル６１８から完全に離
れた後に前記噴射パルス信号Ｂによるインク液滴５０２
ｃが噴射され、タイミングＷｃｅにおいて、前記インク
液滴５０２ｂが前記インク液滴５０１ｃに追いつき一体
となってから、ノズル６１８から離れて飛翔してゆくの
である。これは、前述の特公平６−５５５１３号公報に
記載されたものと実質的に同じである。一体となったイ
ンク液滴５０３ｃは、上記インク液滴５０１ｃとインク
液滴５０２ｃの一体となったものであり、十分なインク
体積が得られるが、飛翔している途中でインク液滴５０
１ｃとインク液滴５０２ｃが一体となるため、一体化し
た際に飛翔方向が曲がったりして、安定な噴射が得られ
にくくなるのである。また、噴射パルス信号Ａの波幅Ｗ
ａが長くなった分だけ、駆動周波数（駆動波形１０を一
組としたとき、これを繰り返し出力する周波数）が低く
なる。つまり、高速で印字できなくなる。

【００４５】従って上記の実験から、駆動波形１０の噴
射パルス信号Ａの幅Ｗａを０．３５Ｔから０．６５Ｔと
したときに、必要なインク液滴の体積を保ちながら、よ
り高い駆動周波数まで安定に噴射駆動することができ、
さらに、波幅が、０．３から０．７Ｔである非噴射パル
ス信号Ｃを、非噴射パルス信号の立ち上がりタイミング
Ｗｃｓと立ち下がりタイミングＷｃｅとの中間タイミン
グＴｃｍと、２番目の噴射パルス信号Ｂの立ち下がりタ
イミングとの時間差Ｄｗ２がほぼ２．５Ｔとしたときに
は、ややインク液滴の体積は減少するが、安定に噴射で
きる最高駆動周波数が大幅に高くなることが分かる。

【００４６】以上、一実施の形態を詳細に説明したが、
本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。上
記実施の形態では、複数の噴射パルス信号は噴射パルス
信号Ａと噴射パルス信号Ｂの２個であったが、必要なイ
ンク液滴の体積に応じて３個以上にしても同様の傾向が
あることが分かっている。

【００４７】また、上記実施の形態では、正の電源１８
７を用いたが、分極方向を図７の６０９、６１１を逆に
して、負の電源を用いてもよい。さらに、図９に示すよ
うに分極方向を逆にして、更に、各インク流路７１３側
の電極７１９をアースに接続し、空間７１５に面してい
る各電極を二つに分け、それぞれ電極７２１および７２
２として、当該電極７２１，７２２をそれぞれ噴射用充
電回路に接続するようにしてもよい。

【００４８】尚、本実施の形態では、アクチュエータ壁
６０３の下部壁６０７および上部壁６０５の圧電変形に
よりインク流路６１３の容積を変形してインクを噴射し
ていたが、下部壁もしくは上部壁の一方を圧電変形しな
い材質で形成し、他方の圧電変形に伴なって変形するよ
うにして、インクを噴射してもよい。また、本実施の形
態では、インク流路６１３の両側に空気室６１５を設け
ていたが、空気室を設けずに、インク流路が隣接するよ
うにしてもよい。

【００４９】また、インク流路の一部に振動板を設け、
その振動板に圧電素子、その他の機械的振動発生素子を
添わせた構成等、その他の構成についても、当業者の知
識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で本発明を
実施できる。

【００５０】

【発明の効果】上述したように、本発明によれば、第１
の噴射パルス信号の幅を０．３５Ｔ〜０．６５Ｔとし、
第２の噴射パルス信号以降の噴射パルス信号をほぼＴと
することで、１ドットの印字命令に対して複数の噴射パ
ルス信号により必要な量のインク液滴の噴射を行ない、
かつ比較的高周波数で安定噴射ができる。このとき、イ
ンク噴射装置のインク流路形状の変更を必要とせず、低
コストで印字に必要なインク量が得られる。また、複数
の噴射パルス信号の後に、非噴射パルス信号を所定のタ
イミング、波幅で印加することで、インク液滴噴射後の
インク流路内の残留圧力波振動を抑制することができ、
さらに高周波数の印字でも安定噴射ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のインク噴射装置の駆動
波形を示す図である。

【図２】前記インク噴射装置の駆動回路を示す図であ
る。

【図３】前記インク噴射装置の駆動のタイミングチャー
トを示す図である。

【図４】前記インク噴射装置の制御回路のＲＯＭの記憶
領域を示す図である。

【図５】前記インク噴射装置の駆動波形の噴射パルス信
号の幅の適正範囲を求めるために行った実験の結果を説
明する図である。

【図６】前記インク噴射装置の駆動波形の噴射パルス信
号の幅の適正範囲を求めるために行った実験のインク液
滴の飛翔状態を説明する模式図である。

【図７】従来例、および本発明に係るインク噴射装置を
示す図である。

【図８】従来例、および本発明に係るインク噴射装置の
動作を説明する図である。

【図９】本発明の別の実施の形態のインク噴射装置を示
す図である。

【符号の説明】

１０ 駆動波形 １８７ 正の電源 ６００ インクジェットヘッド ６０３ アクチュエータ壁 ６１３ インク流路 ６２５ 制御回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクが充填されるインク流路と、前記
   インク流路の容積を増減させて該インク流路内に圧力波
   を発生させるアクチュエータとを備え、 １ドット当たりの印字命令に対して波高値が等しい複数
   の噴射パルス信号を前記アクチュエータに連続して印加
   するとともに、 前記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波幅を
   ０．３５Ｔ〜０．６５Ｔ、かつ２番目以降に印加する噴
   射パルス信号の波幅をほぼＴとしたことを特徴とするイ
   ンク噴射装置の駆動方法。
2. 【請求項２】 前記複数の噴射パルス信号と波高値が同
   じで、波幅が、０．３Ｔ〜０．７Ｔである非噴射パルス
   信号を、該非噴射パルス信号の立ち上がりタイミングと
   立ち下がりタイミングとの中間タイミングと、前記複数
   の噴射パルス信号のうち最後に印加する噴射パルス信号
   の立ち下がりタイミングとの時間差がほぼ２．５Ｔとな
   るように前記アクチュエータに印加することを特徴とす
   る請求項１記載のインク噴射装置の駆動方法。
3. 【請求項３】 インクが充填されるインク流路と、前記
   インク流路の容積を増減させて該インク流路内に圧力波
   を発生させるアクチュエータと、前記アクチュエータに
   噴射パルス信号を印加する駆動装置とを備えるインク噴
   射装置において、 前記駆動装置は、１ドット当たりの印字命令に対して波
   高値が等しい複数の噴射パルス信号を連続して印加する
   とともに、 前記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波幅を
   ０．３５Ｔ〜０．６５Ｔ、かつ２番目以降に印加する噴
   射パルス信号の波幅をほぼＴとしたことを特徴とする駆
   動装置。
4. 【請求項４】 前記複数の噴射パルス信号と波高値が同
   じで、波幅が、０．３Ｔ〜０．７Ｔである非噴射パルス
   信号を、該非噴射パルス信号の立ち上がりタイミングと
   立ち下がりタイミングとの中間タイミングと、前記複数
   の噴射パルス信号のうち最後に印加する噴射パルス信号
   の立ち下がりタイミングとの時間差がほぼ２．５Ｔとな
   るように前記アクチュエータに印加することを特徴とす
   る請求項１記載の駆動装置。