JP2001026107A - インクジェット記録ヘッドの駆動方法及び駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不吐出時間が長くなってもインクの吐出を安
定的に行って印字品質を高く維持することができ、か
つ、インク消費量を増大させたり、印字時間を延長する
ことのないインクジェット記録ヘッドの駆動方法を提供
する。 【解決手段】 ノズルからインク滴を吐出させない記録
中の不吐出時に、前記ノズルから前記インク滴を吐出さ
せない程度の圧力変化を前記圧力発生室に与える（ステ
ップＳ９）とともに、インクジェット記録ヘッドの周囲
の温度及び／又は湿度に応じた適宜の時間的間隔で前記
ノズル内のインクを排出させるようにした（ステップＳ
１１）。前記インクの排出を、最大径のインク滴を吐出
さる際の駆動電圧波形を用いて行うようにするとよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動子などの
アクチュエータの作用によってインクが充填された圧力
発生室の体積を変化させ、この体積変化によって前記圧
力発生室に連通するノズルから微細なインク滴を吐出し
て文字や図などを記録媒体に記録するインクジェット記
録ヘッドの駆動方法及び駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電振動子などのアクチュエータを用い
て、インクが充填された圧力発生室を体積変化（膨張・
収縮）させ、これによる内部の圧力変化によって前記圧
力発生室に連通して形成されたノズルの先端からインク
滴を吐出させる、いわゆるドロップオンデマンド形のイ
ンクジェット記録装置が、例えば特公昭５３−１２１３
８号公報や特開平１０−１９３５８７号公報などで知ら
れている。

【０００３】図９は本発明の従来例にかかり、インクジ
ェット記録ヘッドの構成を説明する概略断面図である。
インクジェット記録ヘッド１は、インクが充填される複
数の圧力発生室１７と、この圧力発生室１７の一側に設
けられたノズルプレート１１と、このノズルプレート１
１に圧力発生室１７の各々に対応して形成されたインク
滴１９を吐出させるためのノズル１５と、圧力発生室１
７の各々に対応して設けられ、圧力発生室１７に振動板
１３を介して振動を付与し、この振動の付与による圧力
発生室１７内部の体積変化によってノズル１５からイン
クを吐出させる圧電アクチュエータ１４と、各圧力発生
室１７に連通して設けられ、図示しないインクタンクか
らインク供給路１６を介して各圧力発生室１７にインク
を供給するためのインク室１８とから概略構成される。

【０００４】以上の構成により、圧電アクチュエータ１
４が駆動すると圧力発生室１７に振動が付与され、この
振動によって圧力発生室１７内部の体積が変化してノズ
ル１５からインク滴１９が吐出される。インク滴１９は
記録紙等の記録媒体に着弾して前記記録媒体にドットを
形成する。このようなドットの連続形成によって、画像
データに基づいた所定の文字や画像等が印刷される。な
お、以下の説明では、画像や文字等の印刷を「印字」と
して記載する。

【０００５】ところで、この種のインクジェット記録ヘ
ッド１では、入力された印字情報に基づいて正確に記録
媒体に印字を行うために、インク滴を安定的に吐出する
ことが必要である。しかしながら、インクジェット記録
ヘッドで実際に印字を行うと、種々の要因によってイン
ク滴の吐出が不安定になり、所望の印字結果を得ること
ができないことがある。このような問題が発生する一つ
の要因として、インク中に含まれる揮発成分の蒸発が挙
げられる。

【０００６】すなわち、インクジェット記録に用いられ
るインクは、主溶媒として水を用い、この中に界面活性
剤などの種々の有機溶剤染料などの着色剤を添加して成
るのが一般的である。このようなインクは、インク滴の
不吐出時間がある程度長くなると、ノズル１５の開口か
ら外気中に露出している部分から水分が蒸発して粘性が
増し、あるいはインクが部分的に固化して、ノズル１５
を詰まらせる原因となる。

【０００７】かかる問題点を解消するために、インクジ
ェット記録ヘッドをいったん印字領域から遠ざけてノズ
ル１５内のインクを排出したり、ポンプによってノズル
１５から強制的に新しいインクを吸引させたりすること
によって、ノズル１５内のインクを入れ替え、インクの
粘性を一定に保ったり、インクが固化したりしないよに
している。しかし、ノズル１５から安定的にインクを吐
出させて高品質の印字結果を得るには、上記した作業を
頻繁に行わなければならず、インクの消費量が増大して
印字コストが上昇したり、大量の廃インクを処理しなけ
ればならないという問題が生じる。

【０００８】かかる問題を解決するべく、特開昭５７−
６１５７６号公報では、ノズルからインク滴を吐出しな
いときにも、インク滴がノズルから飛び出さない程度の
振動を圧力発生室に付与する方法が開示されている。図
１０は、特開昭５７−６１５７６号公報に記載された上
記方法を説明するためのノズル部分の拡大図である。

【０００９】圧力発生室内１７内のインク２３は、図１
０（ａ）に示すように、通常はノズルの開口２１で外気
と接している。この外気と接している部分２２では、図
１０（ｂ）に示すように、インク２３に含まれる水分が
蒸発して、メニスカス表面付近に高粘度のインク層２４
が形成される。ここで、図１０（ｃ），（ｄ）に示すよ
うに、インク滴がノズルから飛び出さない程度の振動を
圧力発生室１７に与えると、前記メニスカス面が微小振
動（振動の方向を図１０（ｃ），（ｄ）中矢印で示す）
する。この微小振動によって、図１０（ｅ）に示すよう
に、高粘度のインク層２４と低粘度のインク層２３が撹
拌され、圧力発生室１７内のインクの粘度が均一になる
（図１０（ｅ）では、粘度が均一になったインクを符号
２５で示している）。

【００１０】しかし、このような方法は、不吐出時間が
短時間である場合には効果的であるもが、ノズル１５内
のインク２３を入れ替えるものではないため、粘度上昇
の速度を遅くすることができるに過ぎず、不吐出時間が
長時間になるとノズル１５内でインク２３が固まってし
まい、再吐出が困難あるいはできなくなるという問題が
ある。

【００１１】そのため、例えば特開平９−２９９９６号
公報には、不吐出時にインクがノズルから吐出しない程
度の微小振動を圧力発生室に与える工程と、一定の時間
間隔で印字領域からインクジェット記録ヘッドを退避さ
せ、ノズルの開口付近及び圧力発生室内のインクを吐出
させる（このような動作を以下パージ動作という）工程
とを有する方法が開示されている。この方法におけるパ
ージ動作のための駆動電圧波形は、通常の印字に使用さ
れる駆動電圧波形よりも電位差の大きいパージ専用波形
を使用し、大量のインクを圧力発生室から吐出させて圧
力発生室内のインクを入れ替え、長期にわたってインク
が固化したり増粘したりしないようにしている。

【００１２】しかしながら、特開平９−２９９９６号公
報に記載されたような微小振動の付与とパージ動作との
組み合わせによっても、パージ動作を行う周期が一定で
あるために、パージ動作を頻繁におこなわなければイン
クの粘度が上昇し、かつ、入れ替えのためにインクの消
費量が多くなるという問題がある。

【００１３】また、近年の高画質化にともないインク滴
径は小径化する傾向にあるが、インク滴径が小径になる
ほどわずかな粘度変化が印字品質に大きな影響を与える
ようになる。例えば、常温、常湿の環境下で不吐出時間
が約２秒続いた場合、滴径が４０μｍの場合には飛翔速
度の変動は０．５ｍ／ｓ程度であるものが、滴径が２５
μｍになると、飛翔速度の変動は２ｍ／ｓにもなる。こ
のように、インクの滴径が小さくなるほどパージ動作に
よってノズル内のインクを排出させる周期を短くしなけ
ればならなくなり、入れ替えによるインクの排出量（消
費量）も増大することになる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
にかんがみてなされたもので、不吐出時間が長くなって
もインクの吐出、特に滴径の小さいインクの吐出を安定
的に行って印字品質を高く維持することができ、かつ、
インクの入れ替えにともなうインク消費量を増大させた
り、印字時間を延長することのないインクジェット記録
ヘッドの駆動装置及び駆動方法を提供することを目的と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、インクが充填された複数の圧力発
生室と、この圧力発生室に連通して形成された前記イン
クを吐出するノズルと、前記圧力発生室のそれぞれに対
応して設けられ前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせ
るための駆動手段とを有し、前記駆動手段の駆動による
前記圧力発生室内の圧力変化によって前記ノズルからイ
ンク滴を吐出して記録媒体に記録を行うインクジェット
記録ヘッドの駆動方法において、前記ノズルからインク
滴を吐出させない記録中の不吐出時に、前記ノズルから
前記インク滴を吐出させない程度の圧力変化を前記圧力
発生室に与えるとともに、インクジェット記録ヘッドの
周囲の温度及び／又は湿度に応じた適宜の時間的間隔で
前記ノズル内のインクを排出させる方法としてある。

【００１６】この方法によれば、インクの不吐出時には
圧力発生室に微小な振動を与え、かつ、温度や湿度に応
じてノズル内のインクの排出する時間間隔を適宜に設定
しているので、インク排出動作を定期的に行うことによ
る印字速度の低下やインク消費量の増大を招くことな
く、微小なインク滴の吐出を安定的に長期にわたって実
現することができる。

【００１７】請求項２に記載の発明は、インクジェット
記録ヘッドの周囲の温度及び／又は湿度に応じたインク
排出の適切な時間間隔を記憶手段に記憶させ、インクジ
ェット記録ヘッドの周囲の温度及び／又は湿度を測定手
段で測定し、この測定結果に応じた前記時間間隔を前記
記憶手段から読み出し、この時間間隔にしたがって前記
インク排出を行う方法としてある。この方法によれば、
温度センサや湿度センサなどの測定手段でインクジェッ
ト記録ヘッドの周囲の温度を測定し、その測定結果から
最適なインク排出の時間間隔を選択することができる。
これによって、無駄なインクの排出を減少させ、印字速
度も遅くすることがない。

【００１８】請求項３に記載の発明は、前記インクの排
出を、最大径のインク滴を吐出さる際の駆動電圧波形を
用いて行う方法としてある。この方法によれば、最大径
のインク滴を吐出させるための駆動電圧波形を利用して
いるので、インク排出のための駆動電圧波形を発生させ
る必要がなくなる。

【００１９】請求項４に記載の発明は、前記インクの排
出を、前記記録媒体から前記ノズルを相対的に退避させ
て行う方法としてある。この方法によれば、排出したイ
ンクが記録媒体に付着するおそれがない。

【００２０】請求項５に記載の発明は、前記インク排出
の時間間隔を、インクジェット記録ヘッドの周囲の温度
が低くなるほど短くした方法としてある。温度が低くな
るほどインクの粘性が大きくなって吐出しにくくなるの
で、この方法のようにすれば、外気に接触するノズル部
分のインクの粘性をある程度以下に小さく保ってインク
の吐出を安定的にすることができる。

【００２１】請求項６に記載の発明は、前記インク排出
の時間間隔を、インクジェット記録ヘッドの周囲の湿度
が低くなるほど短くした方法としてある。湿度が低くく
なるほど外気に接触するノズル部分のインクが乾燥によ
って粘性を増しやすい。この方法のようにすれば、湿度
が低くなってもインクの粘性を一定以上に保ってインク
の吐出を安定的にすることができる。

【００２２】請求項７に記載の発明は、前記インク排出
の時間間隔を、前記ノズルから吐出するインクの滴径が
小さくなるほど短くした方法としてある。インク滴径が
小さくなるほど粘性の増大によるインク吐出の影響が大
きくなる。この方法のようによれば、インク滴径が小さ
くなってもインクの粘性を一定以上に保ってインクの吐
出を安定的にすることができる。

【００２３】請求項８に記載の発明は、インクジェット
記録ヘッドの駆動装置において、インクが充填された複
数の圧力発生室と、この圧力発生室に連通して形成され
た前記インクを吐出するノズルと、前記圧力発生室のそ
れぞれに対応して設けられ前記圧力発生室内に圧力変化
を生じさせるための駆動手段とを有し、前記駆動手段の
駆動による前記圧力発生室内の圧力変化によって前記ノ
ズルからインク滴を吐出して記録媒体に記録を行うイン
クジェット記録ヘッドの駆動装置において、前記ノズル
からインク滴を吐出させない記録中の不吐出時に、前記
ノズルからインク滴を吐出しない程度に前記駆動手段を
駆動させる駆動電圧波形を発生させる第１の波形発生手
段と、インクジェット記録ヘッドの周囲の温度及び／又
は湿度に応じた適宜の時間的間隔で前記ノズル内のイン
クを排出させるための駆動電圧波形を発生させる第２の
波形発生手段とを有する構成としてある。

【００２４】この構成によれば、第１の波形発生手段が
インクの不吐出時に圧力発生室に微小な振動を与える。
また、第２の波形発生手段が、温度や湿度に応じた適宜
の時間間隔でノズル内のインクを排出する振動を圧力発
生室に与える。そのため、インク排出動作を定期的に行
うことによる印字速度の低下やインク消費量の増大を招
くことなく、微小なインク滴の吐出を安定的に長期にわ
たって実現することができる。

【００２５】請求項９に記載の発明は、前記第２の波形
発生手段は、記録のために前記ノズルから吐出させるイ
ンクの滴径を最も大きくする駆動電圧波形を発生させる
ものとして構成としてある。この構成によれば、最大径
のインク滴を吐出させるための駆動電圧波形を利用して
いるので、インク排出のための駆動電圧波形を発生させ
る必要がなくなり、その分装置構成を簡素なものにする
ことができる。

【００２６】請求項１０に記載の発明は、前記インクジ
ェット記録ヘッドの周囲の温度及び／又は湿度を測定す
る測定手段と、この測定手段の測定結果を処理して最適
な駆動電圧波形発生信号を前記第１の波形発生手段に送
信する処理手段とを有する構成としてある。この構成に
よれば、温度センサや湿度センサなどの測定手段でイン
クジェット記録ヘッドの周囲の温度を測定し、その測定
結果から最適なインク排出の時間間隔を選択することが
できる。これによって、無駄なインクの排出を減少さ
せ、印字速度の遅延を防止することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のインクジェット記
録ヘッドの駆動方法及び駆動装置を図面にしたがって詳
細に説明する。なお、以下の説明において図９に示した
インクジェット記録ヘッド１と同一部位、同一部材には
同一の符号を付して詳しい説明は省略する。

【００２８】［インクジェット記録ヘッドの駆動装置］
まず、本発明のインクジェット記録ヘッドの駆動装置
を、図１にしたがって説明する。図１は本発明の一実施
形態にかかり、インクジェット記録ヘッドの駆動装置の
構成を説明するブロック図、図２は図１の駆動装置の駆
動を制御する制御装置の構成を説明するブロック図、図
３及び図４は波形発生部で発生させられる駆動電圧波形
を示すグラフである。

【００２９】この第１の実施形態の駆動装置は、圧力発
生室１７に振動を付与するための駆動手段である圧電ア
クチュエータ４６１，４６２，４６３…に駆動電圧波形
を供給する波形発生回路４０と、この波形発生回路４０
で発生した駆動電圧波形に基づいて電圧を上昇又は降下
させる増幅部４４と、増幅された電圧信号を圧電アクチ
ュエータ４６１，４６２，４６３・・・に分配するべく
信号線の切り換えを行う切換部４５と、外部から供給さ
れた印字データに基づく切換部４５の切換データを記憶
する印字データ記憶部４６とから概略構成される。な
お、これら各部間の信号の授受等の制御は、後に説明す
る制御装置によって行われる。

【００３０】圧電アクチュエータ４６１，４６２，４６
３・・・としては、縦振動モードの振動を発生させる積
層圧電アクチュエータであってもよいが、単板型の圧電
アクチュエータや撓み振動モードの圧電アクチュエータ
など他のアクチュエータであっもよい。また、駆動手段
は圧電アクチュエータに限らず、たとえば静電力や磁力
を利用したアクチュエータであってもよい。

【００３１】波形発生回路４０は、インク滴を吐出させ
るための駆動電圧波形を発生させる吐出波形発生回路４
０１と、インク滴を吐出させない程度に圧力発生室を振
動させてメニスカス面２２（図１０参照）に微小振動を
付与するための駆動電圧波形を発生させる第１の波形発
生手段としての予備波形発生回路４０２と、ノズル内の
インクを排出してパージ動作を行うための駆動電圧波形
を発生させる第２の波形発生手段としてのパージ波形発
生回路４０３とから構成される。

【００３２】吐出波形発生回路４０１では、ノズルから
吐出するインク滴径を大、中、小に変更することができ
るように、３種類の駆動電圧波形を発生させることがで
きる。各回路４０１，４０２，４０３で発生させられる
駆動電圧波形を、図３及び図４のグラフに示す。図３は
吐出波形発生回路４０１で発生される駆動電圧波形を示
すグラフで、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれインク
滴径の大、中、小に対応する。また、図４（ａ）は予備
波形発生回路４０２で発生させられる駆動電圧波形を示
し、図４（ｂ）はパージ波形発生回路４０３で発生させ
られる駆動電圧波形を示す。なお、図３及び図４におい
ては、グラフの横軸に時間（μｓ）を、縦軸に電位差
（Ｖ）をとり、この実施形態において設定された各部の
時間ｔ（μｓ）及び電位差（Ｖ）を数値で示している。
また、図３及び図４は駆動電圧波形の一例であり、圧力
発生室を振動させて同様の作用を得ることができるので
あれば、これらに限らず任意の駆動電圧波形を選択する
ことができる。

【００３３】上記の各波形発生回路４０１，４０２，４
０３で発生させられた駆動電圧波形は、各波形発生回路
４０１，４０２，４０３に対応して設けられた増幅部４
４の３つの増幅回路４４１，４４２，４４３に送られ
る。増幅回路４４１，４４２，４４３は、各波形発生回
路４０１，４０２，４０３から送られた駆動電圧波形に
基づいて圧電アクチュエータ４６１，４６２，４６３・
・・に供給する電圧を上昇又は下降させる。

【００３４】各増幅回路４０１，４０２，４０３と圧電
アクチュエータ４６１，４６２，４６３・・・の各々と
は、信号線によってを接続される。切換部４５は、増幅
回路４０１，４０２，４０３と圧電アクチュエータ４６
１，４６２，４６３・・・とを接続する各前記信号線の
途中に設けられ、増幅回路４０１，４０２，４０３から
圧電アクチュエータ４６１，４６２，４６３・・・に送
信される信号のＯＮ／ＯＦＦの切り換えを行う複数のス
イッチング回路４５１，４５２，４５３・・・を有して
いる。

【００３５】スイッチング回路４５１，４５２，４５３
・・・は、各圧電アクチュエータ４６１，４６２，４６
３・・・に対応して設けられ、増幅回路４０１，４０
２，４０３から供給される駆動電圧のいずれかを圧電ア
クチュエータ４６１，４６２，４６３・・・の各々に供
給する。このスイッチング回路４５１，４５２，４５３
・・・の切り換え、すなわち、増幅回路４０１，４０
２，４０３から供給される駆動波形電圧の選択は、印字
データ記憶部４８に記憶されたスイッチング回路切換情
報にしたがって行われる。印字データ記憶部４８には、
パーソナルコンピュータ等から供給される印字データに
基づいて予め作成された前記スイッチング回路切換情報
が記憶されている。なお、符号４７は印字ライン数をカ
ウントするカウンタで、このカウンタ４７でカウントさ
れたライン数が予め設定された所定の数に達すると、印
字作業の終了指令が出力される。また、ノズルからのイ
ンクの排出（パージ動作）の時間間隔を、カウンタ４７
のカウント数から割り出すものとしてもよい。

【００３６】［制御装置の説明］図２は、印字データ記
憶部４８に記憶されたスイッチング回路切換情報にした
がってスイッチング回路４５１，４５２，４５３・・・
の切り換えを行ったり、インクジェット記録ヘッド１の
周囲の温度や湿度に応じてパージ動作を行わせたりする
制御装置のブロック図である。制御装置は、印字を開始
させるための印字コマンドが入力される印字コマンド入
力部７１と、印字コマンドの入力があったときに、イン
クジェット記録ヘッド１の周囲の温度や湿度を測定す
る、温度センサや湿度センサ等からなる環境測定部７３
と、この環境測定部７３の測定結果と設定されるパージ
動作間隔値とを比較するパージ動作間隔比較部７４と、
インクジェット記録ヘッド１の周囲の温度や湿度に応じ
た適切なパージ動作間隔情報を記憶するパージ情報記憶
部７６と、パージ動作間隔比較部７４の比較結果に応じ
てパージ情報記憶部７６から適切なパージ動作間隔情報
を読み出すとともに、印字コマンドの入力信号を処理し
て所定の指令信号を出力するデータ処理部７２と、前記
指令信号をスイッチング回路４５１，４５２，４５３・
・・等に送信する出力部７５とから概略構成される。

【００３７】データ処理部７２は、印字コマンドに応じ
て適切な印字データを作成し、環境測定部７３の測定結
果に応じて適切なパージ動作間隔情報をパージ情報記憶
部７６から読み出してパージ動作間隔の設定を行う。パ
ージ情報記憶部７６には、インクジェット記録ヘッド１
の周囲の温度や湿度を種々に変化させ、その周囲環境に
最適なパージ動作間隔（インク排出の間隔）を求めて作
成されたパージ動作間隔情報が予め記憶されている。

【００３８】図５及び図６は、吐出休止時間と安定的な
吐出が行われるまでのインク滴吐出回数との関係を示す
グラフで、図５はインクジェット記録ヘッド１の周囲の
温度を約２５℃に保って湿度を２０％〜７０％まで変化
させた場合のものを、図６はインクジェット記録ヘッド
１の周囲の湿度を約４５％に保って温度を１０℃〜４０
℃まで変化させた場合のものを示している。

【００３９】図５を参照すると、周囲の湿度が５５％以
上の場合は、不吐出状態が８０秒間続いても、小滴吐出
をすることなくインク吐出が安定し、その後もインク排
出が不要であることがわかる。これは、周囲の湿度が５
５％以上になると、ノズル開口部分のインクからの水分
の蒸発がほとんど無いからである。周囲の湿度が５５％
より低くなると、インク排出をすることなく特性を復活
させることのできる時間は急激に短くなり、例えば、湿
度が４５％になると約２０秒、湿度が３５％以下になる
と１０秒程度の不吐出で次のインク吐出が不安定になる
ことがわかる。

【００４０】図６を参照すると、周囲の温度が４０℃以
上の場合は８０秒間、３５℃で４０秒間不吐出状態が続
いても、インク吐出が安定していて、パージ動作が不要
であることを示している。しかし、周囲の温度が２５℃
では、不吐出状態が２０秒以上継続すると、パージ動作
を行わなければ安定的な吐出を行うことはできず、さら
に温度が下がって１０℃では不吐出状態が１秒でも不安
定になってしまう。これは、温度が下がるほどインク滴
の粘性が急速に増大することに起因するものと考えられ
る。

【００４１】このように、インクジェット記録ヘッド１
の周囲の温度や湿度によって粘度上昇の速度が変化する
ので、パージ動作間隔が一定では、動作保証環境内のも
っとも厳しい条件に合わせて設定しなければならず、イ
ンク消費量の増大や印字速度の遅延を招くことになる。
例えば、図５及び図６で示した例では、１秒間隔でパー
ジ動作を行うように設定する必要がある。そこで、この
第１の実施形態では、インクジェット記録ヘッド１の周
囲の温度を測定する温度測定手段としての温度センサを
設けている。これを、具体的に図７にしたがって説明す
る。

【００４２】図７は、インクジェット・プリンタにおけ
る記録媒体とインクジェット記録ヘッドとの関係を示す
平面概略図である。インクジェット記録ヘッド１は、図
示しないインクジェット・プリンタの本体に設けられた
ガイド３５に沿って矢印Ｘの方向に移動するキャリッジ
３１に設けられる。記録媒体（記録用紙）３２は、送り
ローラ３６によってこれと直交する矢印Ｙ方向に送られ
る。そして、キャリッジ３１のＸ方向の送りと、記録媒
体３２のＹ方向の送りとの組み合わせで、所定の印字が
記録媒体３２上に行われる。温度センサ３３はキャリッ
ジ３１に取り付けられ、インクジェット記録ヘッド１の
周囲の温度を常時あるいは定期的に測定し、その結果を
制御装置に送信する。

【００４３】このような温度センサ３３の測定結果を用
いて、例えば、インクジェット記録ヘッド１の周囲の温
度が１０℃以下のときにパージ動作間隔を８秒に、また
１０℃〜３０℃の範囲でパージ動作間隔を２０秒に、さ
らに３０℃以上でパージ動作間隔を４０秒に設定すると
よい。本発明者は、このようにパージ動作間隔を設定し
て印字テストを行ったとろころ、動作保証範囲内（温度
１０℃〜４０℃、湿度２０％〜７０％の範囲内）で良好
な印字結果が得られた。

【００４４】［インクジェット記録ヘッドの駆動方法の
説明］次に、図１〜図８を参照しながら、上記構成の本
発明の駆動装置の作用を、本発明の駆動方法とともに説
明する。なお、図８は、本発明の駆動方法の一実施形態
を説明するためのフローチャートである。

【００４５】まず、インクジェット記録ヘッドの周囲の
温度や湿度を種々に変化させ、その周囲環境に最適なパ
ージ動作間隔（インク排出の時間間隔）を予め求めて、
パージ動作間隔記憶部７６に記憶させる。前記パージ動
作間隔の設定手順は、上に説明したとおりである。印字
コマンドの入力があると（ステップＳ１）、環境測定部
７３がインクジェット記録ヘッドの周囲の環境（温度及
び／又は湿度）を測定する（ステップＳ２）。この測定
結果の入力があったときにデータ処理部７２はパージ動
作間隔記憶部７６に記憶されたパージ動作間隔情報をパ
ージ動作間隔比較部７４に送信する。パージ動作間隔比
較部７４は、送信されてくるパージ動作間隔情報の中か
ら、前記測定結果に対応する最適なパージ動作間隔情報
があるかどうかを判断する（ステップＳ３）。

【００４６】最適なパージ動作間隔情報が見つかれば、
その情報に基づいてパージ動作間隔を設定して（ステッ
プＳ４）印字を実行し（ステップＳ６）、見つからなけ
れば、エラーを出力して（ステップＳ５）、印字処理を
終了する（ステップＳ１３）。また、印字実行中にイン
クジェット記録ヘッドが印字領域内にあるかどうかを判
断し（ステップＳ７）、印字領域内にインクジェット記
録ヘッドがあれば、次にノズルがインク滴を吐出する状
態か否かを判断し（ステップＳ８）、不吐出状態であれ
ばインクを吐出させない程度の予備振動を圧力発生室に
与える（ステップＳ９）。

【００４７】次いで、設定されたパージ動作時間に達し
たか否かが判断され（ステップＳ１０）、パージ動作時
間になっていれば、インク滴の吐出の有無に関わりなく
パージ動作を行い、ノズル内部の粘度の上昇したインク
を排出させ、圧力発生室の低粘度のインクをノズル開口
に移動させる（ステップＳ１１）。時間を計測する代わ
りに、印字ライン数のカウントから動作時間を割り出し
てもよい。以上の動作が終了すると、印字ライン数をカ
ウントすることによって印字処理の終了か否かが判断さ
れ（ステップＳ１２）、終了であれば印字処理信号を送
信して印字を終了し（ステップＳ１３）、終了でなけれ
ばステップＳ６に戻って印字を続行する。

【００４８】［第２の実施形態］次に、本発明の第２の
実施形態について説明する。この第２の実施形態では、
インクジェット記録ヘッド又はインクジェット記録ヘッ
ド１を取り付けるキャリッジ３１（図７参照）に、温度
センサ３３及び湿度センサを取り付け、インクジェット
記録ヘッド１の周囲の温度及び湿度に応じて多段階でパ
ージ動作を行うようにしている。温度及び湿度とパージ
動作間隔との組み合わせの一例を、以下の表１に示す。

【００４９】

【表１】

【００５０】表１のように、パージ動作間隔を設定して
印字を行ったところ、インクジェット記録ヘッド１の周
囲環境が低温・低湿（１０℃・２０％）であっても、良
好な印字結果を得ることができた。また、高温・高湿
（３０℃・６０％）の環境下において、前記低温・低湿
のときと比べて約１／２０のインク消費となった。この
ように、温度と湿度とを組み合わせて多段階にパージ動
作間隔を設定することで、広い環境下で良好な印字を実
現することができる。

【００５１】［第３の実施形態］この第３の実施形態で
は、パージ動作にはパージ専用の駆動電圧波形を用い
ず、図３（ａ）に示す最大径のインク滴を吐出する際に
使用する駆動電圧波形を使用した。この駆動電圧波形を
用いて動作保証範囲内での印字実験を行った。その結
果、動作保証範囲内の全ての環境において第２の実施形
態と同様に、良好な印字結果が得られた。このことはす
なわち、パージ動作を行う駆動電圧波形として最大滴径
のインク滴を吐出するための駆動電圧波形を用いること
ができるということを意味する。したがってパージ動作
専用の駆動電圧波形を発生させる必要がなくなり、装置
コストを低廉なものにすることができるという利点があ
る。

【００５２】以上の実施形態からわかるように、温度セ
ンサ及び／又は湿度センサを設け，動作環境に適したパ
ージ動作間隔を複数段階に設定することで、インク消費
量を少なく抑えつつ良好な印字を行うことが可能であ
る。この第１〜第３の実施形態で吐出させた最小の滴径
は２０μｍであり、このときのパージ動作間隔は表１で
示した値が最適であったが、最小滴径が２０μｍより大
きい場合は、表１で示した値よりも長いパージ動作間隔
で十分であり、また、最小滴径が２０μｍより小さい場
合は表１で示した値よりも短いパージ動作間隔が必要と
なる。

【００５３】本発明の好適な実施形態について説明して
きたが、本発明は上記の実施形態により何ら限定される
ものではない。例えば、上記の説明では、インクジェッ
ト記録ヘッド１はカイザー形のものであるとして説明し
たが、圧電アクチュエータなどの駆動手段に設けた溝を
圧力発生室とする記録ヘッドなど、他の形態のインクジ
ェット記録ヘッドにも本発明を適用することは可能であ
る。

【００５４】また、上記の説明では、記録用紙上に着色
インクを吐出して文字や画像などの記録を行うインクジ
ェット記録装置を例に挙げたが、記録媒体は紙に限ら
ず、たとえば，高分子フィルムやガラスであってもよ
い。このような用途に用いれば、本発明をデイスプレイ
用のカラーフィルタの製造に適用することも可能であ
る。さらに、インクは着色インクに限らず、溶融状態の
半田とすることも可能で、基板上に前記半田を吐出して
部品実装用のバンプを形成することも可能である。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、パージ動作を行うこと
による印字速度の低下やインク消費量の増大を招くこと
なく、微小なインク滴の吐出を安定的に長期にわたって
実行し、高品質な印字を行うことができる。特に、最大
径のインク滴を吐出させるための駆動電圧波形を利用し
て、パージ動作を行うようにすれば、パージ動作のため
の駆動電圧波形を発生させる必要がなくなり、装置構成
を簡素なものにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録ヘッドの駆動装置
の一実施形態にかかるブロック図である。

【図２】印字データ記憶部に記憶されたスイッチング回
路切換情報にしたがってスイッチング回路の切り換え等
を行う制御装置のブロック図である。

【図３】波形発生部で発生させられる駆動電圧波形を示
すグラフで、（ａ）はノズルから吐出させるインク滴の
滴径が大径のもの、（ｂ）は前記インク滴径が中径のも
の、（ｃ）は前記インク滴径が小径のものを示す。

【図４】波形発生部で発生させられる駆動電圧波形を示
すグラフで、（ａ）はノズルからインク滴を吐出させな
い程度に圧力発生室を振動させる予備波形を示し、
（ｂ）はノズル内のインクを排出するためのパージ波形
を示す。

【図５】吐出休止時間と安定的な吐出が行われるまでの
インク滴（小滴）の吐出回数との関係を示すグラフで、
インクジェット記録ヘッドの周囲の温度を約２５℃に保
って湿度を２０％〜７０％まで変化させた場合のものを
示す。

【図６】吐出休止時間と安定的な吐出が行われるまでの
インク滴の吐出回数との関係を示すグラフで、インクジ
ェット記録ヘッドの周囲の湿度を約４５％に保って温度
を１０℃〜４０℃まで変化させた場合のものを示してい
る。

【図７】インクジェット・プリンタにおける記録媒体と
インクジェット記録ヘッドとの関係を示す平面概略図で
ある。

【図８】本発明の駆動方法の一実施形態を説明するフロ
ーチャートである。

【図９】本発明の従来例にかかり、インクジェット記録
ヘッドの構成を説明する概略断面図である。

【図１０】図１０（ａ）〜（ｄ）は、特開昭５７−６１
５７６号公報に記載された、安定したインク滴の吐出を
行う方法を説明するためのノズル部分の拡大図である。

【符号の説明】

１ インクジェット記録ヘッド １４ 圧電アクチュエータ（駆動手段） １５ ノズル １７ 圧力発生室 ３３ 温度センサ（温度測定手段） ３５ キャリエッジ ４０ 波形発生部 ４１ 吐出波形発生回路 ４２ 予備波形発生回路（第１の波形発生手段） ４３ パージ波形発生回路（第２の波形発生手段） ４４ 増幅部 ４５ 切換部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 EA14 EB30 EB31 EB38 EC24 EC37 EC41 EC53 EC54 2C057 AF74 AF75 AG44 AL11 AL26 AL30 AM06 AM33 AR06 BA04 BA14 5C074 AA20 BB16 EE03 EE06 GG01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクが充填された複数の圧力発生室
   と、この圧力発生室に連通して形成された前記インクを
   吐出するノズルと、前記圧力発生室のそれぞれに対応し
   て設けられ前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせるた
   めの駆動手段とを有し、前記駆動手段の駆動による前記
   圧力発生室内の圧力変化によって前記ノズルからインク
   滴を吐出して記録媒体に記録を行うインクジェット記録
   ヘッドの駆動方法において、 前記ノズルからインク滴を吐出させない記録中の不吐出
   時に、前記ノズルから前記インク滴を吐出させない程度
   の圧力変化を前記圧力発生室に与えるとともに、インク
   ジェット記録ヘッドの周囲の温度及び／又は湿度に応じ
   た適宜の時間的間隔で前記ノズル内のインクを排出させ
   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。
2. 【請求項２】 インクジェット記録ヘッドの周囲の温度
   及び／又は湿度に応じたインク排出の適切な時間間隔を
   記憶手段に記憶させ、インクジェット記録ヘッドの周囲
   の温度及び／又は湿度を測定手段で測定し、この測定結
   果に応じた前記時間間隔を前記記憶手段から読み出し、
   この時間間隔にしたがって前記インク排出を行うことを
   特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド
   の駆動方法。
3. 【請求項３】 前記インクの排出を、最大径のインク滴
   を吐出さる際の駆動電圧波形を用いて行うことを特徴と
   する請求項１又は２に記載のインクジェット記録ヘッド
   の駆動方法。
4. 【請求項４】 前記インクの排出を、前記ノズルを記録
   媒体から相対的に退避させて行うことを特徴とする請求
   項１〜３のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド
   の駆動方法。
5. 【請求項５】 前記インク排出の時間間隔を、インクジ
   ェット記録ヘッドの周囲の温度が低くなるほど短くした
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のイン
   クジェット記録ヘッドの駆動方法。
6. 【請求項６】 前記インク排出の時間間隔を、インクジ
   ェット記録ヘッドの周囲の湿度が低くなるほど短くした
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のイン
   クジェット記録ヘッドの駆動方法。
7. 【請求項７】 前記インク排出の時間間隔を、前記ノズ
   ルから吐出するインクの滴径が小さくなるほど短くした
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のイン
   クジェット記録ヘッドの駆動方法。
8. 【請求項８】 インクジェット記録ヘッドの駆動装置に
   おいて、インクが充填された複数の圧力発生室と、この
   圧力発生室に連通して形成された前記インクを吐出する
   ノズルと、前記圧力発生室のそれぞれに対応して設けら
   れ前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせるための駆動
   手段とを有し、前記駆動手段の駆動による前記圧力発生
   室内の圧力変化によって前記ノズルからインク滴を吐出
   して記録媒体に記録を行うインクジェット記録ヘッドの
   駆動装置において、 前記ノズルからインク滴を吐出させない記録中の不吐出
   時に、前記ノズルからインク滴を吐出しない程度に前記
   駆動手段を駆動させる駆動電圧波形を発生させる第１の
   波形発生手段と、 インクジェット記録ヘッドの周囲の温度及び／又は湿度
   に応じた適宜の時間的間隔で前記ノズル内のインクを排
   出させるための駆動電圧波形を発生させる第２の波形発
   生手段と、 を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの
   駆動装置。
9. 【請求項９】 前記第２の波形発生手段は、記録のため
   に前記ノズルから吐出させるインクの滴径を最も大きく
   する駆動電圧波形を発生させることを特徴とする請求項
   ８に記載のインクジェット記録ヘッドの駆動装置。
10. 【請求項１０】 前記インクジェット記録ヘッドの周囲
    の温度及び／又は湿度を測定する測定手段と、この測定
    手段の測定結果を処理して最適な駆動電圧波形発生信号
    を前記第１の波形発生手段に送信する処理手段とを有す
    ることを特徴とする請求項９又は１０に記載のインクジ
    ェット記録ヘッドの駆動装置。