JP2002046264A

JP2002046264A - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP2002046264A
Application number: JP2000233401A
Authority: JP
Inventors: Taeko Murai; 妙子村井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2002-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】当接駆動方式でインクジェットヘッドを駆動
する場合に、アクチュエータを駆動する駆動波形を容易
な構成で最適に定め、インクの吐出特性を向上させる。【解決手段】振動板３４及び電極３５を有し電圧印加
時に加圧室３１内のインクをノズル３０から吐出させる
アクチュエータ３６の他に、振動板３４ａ及び電極３５
ａを有しインクの吐出に関与することなく設けられてい
るとともにアクチュエータ３６よりも静電容量が大きな
ダミーアクチュエータ３６ａを備え、この静電容量の大
きなダミーアクチュエータ３６ａを駆動して電流値を検
出する。これにより、電流検出精度を高め、その検出電
流を基にインクの吐出に関与するアクチュエータ３６を
駆動する駆動波形を決定することにより、インクの吐出
特性を安定させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一端がノズルに接続され内部にイ
ンクが供給される複数の加圧室の容積を変化させ、加圧
室で圧力を高めたインクをノズルから吐出させるインク
ジェットヘッドを用いたインクジェットプリンタがあ
る。

【０００３】加圧室のインクを吐出させる方法として
は、第一の従来例として、例えば、特許公報第２７６０
０９７号に記載されているように、加圧室の容積を変化
させるためにピエゾなどの圧電素子を用い、通電時に圧
電素子の静電容量を検出手段により検出し、その検出値
と予め定められた値との差を出力手段により出力させ、
その出力手段からの出力に応じて圧電素子に印加する電
圧を制御手段により変化させることが知られている。

【０００４】第二の従来例として、特開平８−１７４８
４１号公報に記載されているように、充電制御手段によ
りインクジェットヘッドへの充電を制御し、充電された
インクジェットヘッドの電圧と基準電圧源の電圧とを電
圧比較手段により比較し、インクジェットヘッドへの充
電開始から電圧比較手段の出力による充電終了までの時
間を計時手段により計測し、その計測時間を基にインク
ジェットヘッドの静電容量を算出し、この静電容量に応
じてインクジェットヘッドの駆動制御条件を設定するこ
とが知られている。

【０００５】さらに、第三の従来例として、加圧室の容
積を変化させるために、加圧室の一部に設けられた振動
板と加圧室の外部に配設した電極とでアクチュエータを
形成し、加圧室にインクを供給した状態で、振動板と電
極との間に電圧を印加することにより、振動板と電極と
の間に電位差による静電力を生じさせ、振動板を加圧室
の容積が大きくなる方向へ撓ませ、電極への電圧の印加
を停止したときに振動板を急激に初期位置へ復帰させ、
この振動板の復帰動作により加圧室内の容積を収縮さ
せ、内部で高まる圧力によりインクをノズルから吐出さ
せるインクジェットヘッドを具備するインクジェットプ
リンタも知られている。

【０００６】第三の従来例のインクジェットプリンタに
おいて、振動板を駆動させる方式には、振動板を電極に
接触させるまで駆動する方式と、電極に接触させない方
式とがある。ここでは、前者を当接駆動方式、後者を非
当接駆動方式と称して説明する。当接駆動方式の場合、
電圧印加により変位した振動板は、電極との間のギャッ
プが１／３になる位置に達すると、振動板に作用する機
械的な力と静電力とのバランスによって電極に当接して
しまう。この振動板が電極に当接するという急激な変化
のために、電極に印加するパルス電圧の充放電電流の他
に、容量性のピーク電流（以下、当接電流と称する）が
流れる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】特開平８−１７４８４
１号公報に記載された駆動方法は、静電容量を検出する
ために、インクジェットヘッドの充電電圧を基準電圧と
比較するものである。これにより、電圧比較手段や計時
手段を必要とし、構成が複雑になる。

【０００８】また、前述のように、加圧室の一部となる
振動板を電極に接触させるまで駆動する当接駆動方式
は、振動板が電極に当接するという急激な変化のため
に、電極に印加するパルス電圧の充放電電流の他に、当
接電流が流れることについて説明したが、この当接電流
は、駆動電圧の緩急や、インク粘性の大小に関らず振動
板が電極に当接する時点で見られ、当接後の電流波形
（残留振動波形）は印加する駆動パルスの幅を長くする
と減衰していく形になる。残留振動のどのタイミングで
駆動パルスを切るかによってインクの吐出特性が変動す
る。この変動は当然印字品質に影響する。

【０００９】よって、駆動波形、すなわち、駆動パルス
の幅を最適に定めるために、振動板と電極とよりなるア
クチュエータを駆動しているときに流れる電流を精度よ
く検出することが重要である。

【００１０】本発明の目的は、プリント動作に際して当
接駆動方式を採用する場合に、アクチュエータに印加す
る電圧の駆動波形を容易な構成で最適に定めることによ
りインクの吐出特性を向上させることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
一端がノズルに接続され内部にインクが供給される複数
の加圧室と、前記加圧室の一部に設けられた振動板及び
前記加圧室の外部における前記振動板と対向する位置に
配置された電極を有し電源供給部から電圧が印加された
ときに前記加圧室内のインクを前記ノズルから吐出させ
るアクチュエータと、振動板と対向する位置に配置され
た電極を有しインクの吐出に関与することなく設けられ
ているとともに前記アクチュエータよりも静電容量が大
きく定められ前記電源供給部又は他の電源供給部から電
圧が印加されるダミーアクチュエータと、前記ダミーア
クチュエータに流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段の検出結果に基づいて前記電源供給部
から前記アクチュエータに印加する電圧の駆動波形を決
定する駆動波形決定手段と、を具備する。

【００１２】したがって、インクの吐出に関与するアク
チュエータよりも静電容量が大きいダミーアクチュエー
タに電圧を印加することにより、ダミーアクチュエータ
に流れる電流の検出精度が向上する。その電流の検出結
果に基づいて、インクの吐出に関与するアクチュエータ
に印加する電圧の駆動波形を適正に決定することが可能
となる。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記ダミーアクチュエータは、その短辺方
向の幅が前記アクチュエータの短辺方向の幅より広い値
に設定されている。

【００１４】したがって、ダミーアクチュエータの静電
容量を大きくする場合に、多数のアクチュエータの長辺
方向の長さにダミーアクチュエータの長辺方向の長さを
一致させることにより、インクジェットヘッドを大型化
することなく電流検出精度を高めることが可能となる。

【００１５】請求項３記載の発明は、一端がノズルに接
続され内部にインクが供給される複数の加圧室と、前記
加圧室の一部に設けられた振動板及び前記加圧室の外部
における前記振動板と対向する位置に配置された電極を
有し電源供給部から電圧が印加されたときに前記加圧室
内のインクを前記ノズルから吐出させるアクチュエータ
と、前記電源供給部により前記アクチュエータを複数ビ
ット駆動したときに前記アクチュエータに流れる電流を
検出する電流検出手段と、前記電流検出手段の検出結果
に基づいて前記電源供給部から前記アクチュエータに印
加する電圧の駆動波形を決定する駆動波形決定手段と、
を具備する。

【００１６】したがって、アクチュエータを複数ビット
駆動したときの電流を検出することにより、アクチュエ
ータに流れる電流の検出精度が向上する。その電流の検
出結果に基づいて、インクの吐出に関与するアクチュエ
ータに印加する電圧の駆動波形を適正に決定することが
可能となる。

【００１７】請求項４記載の発明は、請求項１ないし３
の何れか一記載の発明において、前記電流検出手段によ
り検出された電流波形から残留振動の周期を検出し、こ
の残留振動の周期に対応する駆動波形を前記駆動波形決
定手段により決定する。

【００１８】したがって、検出された電流波形から残留
振動の周期を検出することにより、駆動波形を決定する
ための情報の信頼性がさらに高まる。

【００１９】請求項５記載の発明は、請求項１ないし４
記載の発明において、信頼性維持装置を具備し、前記電
流検出手段は前記信頼性維持装置の作動時に電流検出を
行う。

【００２０】ここで、信頼性維持装置とは、インクジェ
ットヘッドのノズルをキャップで覆うキャッピング機
構、キャップ内でインクジェットヘッド内のインクをノ
ズルから吸引する吸引機構、ノズルおよびノズル周辺を
クリーニングするクリーニング機構などの機能を備え、
インクの吐出を良好に保つためのものである。

【００２１】したがって、信頼性維持装置の動作実行期
間を利用して電流検出及びそれに続く駆動波形の決定を
行うことが可能となる。また、インクの吐出に関与する
アクチュエータに電圧を印加して電流を検出する場合に
は、信頼性維持装置の動作実行と同時に行えるため、ノ
ズルから周囲へのインクの飛散を防止することが可能と
なる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を、図
１ないし図１０に基づいて説明する。本発明は、パーソ
ナルコンピュータ等に接続して使用されて、パーソナル
コンピュータから伝送される印字データに応じてプリン
ト動作を行うインクジェットプリンタへの適用例を示
す。

【００２３】図１はインクジェットプリンタを示す斜視
図、図２はその縦断側面図である。インクジェットプリ
ンタ１のケーシング２には、用紙を積層保持する給紙カ
セット３が装着される給紙口４と、手差しによる用紙を
給紙する開閉自在の手差しトレイ５と、印字済みの用紙
が排出される排紙トレイ６とが設けられている。図１
は、給紙口４に給紙カセット３が装着された状態であ
る。

【００２４】ケーシング２の上側には、その内部を開放
するために支軸７を回動中心として上方に開放可能な上
カバー８が設けられている。また、図示しないが、ケー
シング２には、電源スイッチや各種の操作キーが設けら
れている。

【００２５】ケーシング２内には、給紙カセット３また
は手差しトレイ５から印字機構９を経由して排紙トレイ
６へ至る用紙搬送路１０が形成されている。

【００２６】用紙搬送路１０の給紙カセット３側の端部
には、給紙機構１１が設けられている。この給紙機構１
１は、給紙ローラ１２とフリクションパッド１３とによ
り構成されており、給紙カセット３に積層保持された用
紙Ｓを給紙ローラ１２とフリクションパッド１３とによ
って一枚ずつに分離して、用紙搬送路１０に給紙する機
能を有する。

【００２７】用紙搬送路１０の手差しトレイ５側の端部
には、手差しトレイ５に積層保持された用紙を一枚ずつ
用紙搬送路１０に給紙する給紙ローラ１４が設けられて
いる。

【００２８】用紙搬送路１０中には、給紙カセット３内
の用紙Ｓを印字機構９に向けて反転させる搬送ローラ１
５や複数対の搬送ローラ１６が設けられている。これら
の搬送ローラ１５，１６は図示しない駆動モータによっ
て回転駆動され、用紙搬送路１０中で用紙を搬送する。

【００２９】印字機構９は、主走査方向（図２において
紙面垂直方向）に往復移動自在なキャリッジ１７、この
キャリッジ１７に搭載されたインクジェットヘッド１
８、このインクジェットヘッド１８に供給するインクを
保持するインクカートリッジ１９等によって形成されて
いる。

【００３０】キャリッジ１７は、ケーシング２内に設け
られて主走査方向に延出する主ガイドロッド２０と、こ
の主ガイドロッド２０に平行な従ガイドロッド２１とに
よって、主走査方向へスライド自在に支持されている。
図１に示すように、ケーシング２内には、駆動プーリー
２２と従動プーリー２３とに巻回されて、主ガイドロッ
ド２０の軸方向に沿って回転するタイミングベルト２４
が設けられている。駆動プーリー２２は主走査モータ２
５によって回転駆動される。タイミングベルト２４の一
部には、キャリッジ１７が取り付けられている。これに
より、主走査モータ２５を駆動してタイミングベルト２
４を回転させることで、キャリッジ１７を主走査方向に
移動させることが可能になる。さらに、従ガイドロッド
２１の端部には、キャリッジ１７をホームポジションに
待機させたときに、インクジェットヘッド１８の信頼性
を回復するための信頼性維持装置２６が設けられてい
る。

【００３１】この信頼性維持装置２６は、公知の技術で
あるため各部の図示および詳細な説明を省略するが、イ
ンクジェットヘッド１８の後述するノズルキャップを被
せるキャッピング機構と、キャッピングされたインクジ
ェットヘッド１８のノズルを吸引する吸引機構と、ノズ
ルおよびノズル周辺のクリーニングを行うクリーニング
機構とにより構成されている。

【００３２】キャッピング機構は、キャリッジ１７がホ
ームポジションにある状態でノズルにキャップを被せ、
ノズル周辺を湿潤状態に維持する。

【００３３】吸引機構は、キャッピング機構によりノズ
ルがキャッピングされている状態で駆動され、キャップ
内に負圧を発生させることで、インクとともに後述する
加圧室内の気泡等をノズルから吸引する。また、吸引機
構は、吸引したインクを回収する廃インク溜めを備えて
いる。廃インク溜めは、図示しない廃インクケース内
に、多孔質体により形成されたインク吸収体(図示せず)
を備えている。

【００３４】クリーニング機構は、例えば図示しないワ
イパー等でノズルおよびノズル周辺を払拭することで、
ノズル周辺に付着したインクやゴミ等を除去してノズル
の詰りを防止する。

【００３５】次に、インクジェットヘッド１８について
説明する。図３はインクジェットヘッド１８を示す分解
斜視図、図４はその縦断正面図、図５はインクジェット
ヘッド１８の一つの加圧室を拡大した縦断側面図、図６
はインクジェットヘッド１８の縦断側面図である。

【００３６】インクジェットヘッド１８は、順次接合さ
れるノズルプレート２７と振動板／加圧室基板２８と電
極基板２９とを有する。振動板／加圧室基板２８は、単
結晶シリコン基板、多結晶シリコン基板、ＳＯＩ基板等
のシリコン基板によって形成され、電極基板２９は、シ
リコン基板、パイレックガラス基板、セラミックス基板
などにより形成されている。ノズルプレート２７には複
数のノズル３０が２列に分けて配列されている。ノズル
プレート２７は表面に撥水処理が施され、裏面が振動板
／加圧室基板２８に接着剤により接合されている。この
例では、ノズルプレート２７はＮｉ電鋳工法により製造
されているが、この他に、例えば樹脂と金属層との積層
構造体により製造することもできる。

【００３７】振動板／加圧室基板２８には、ノズル３０
に対応する複数の加圧室３１と、流路断面積の小さい流
体抵抗部３２を介して各加圧室３１に連通する共通加圧
室流路３３（図４参照）とが形成されている。

【００３８】振動板／加圧室基板２８は、例えば単結晶
シリコン基板を用いた場合、後述する振動板の厚さまで
ボロンを注入してエッチングストップ層となる高濃度ボ
ロン層を形成しておき、電極基板２９と接合した後、Ｋ
ＯＨ水溶液などのエッチング液を用いて異方性エッチン
グを施すことにより加圧室３１となる凹部が形成され
る。このとき、高濃度ボロン層がエッチングストップ層
となって加圧室３１の底部に振動板３４が高精度に形成
される。また、多結晶シリコン基板で振動板３４を形成
する場合は、振動板／加圧室基板２８上に振動板３４と
なる多結晶シリコン薄膜を形成する方法、または予め電
極基板２９を犠牲材料で平坦化し、その上に多結晶シリ
コン膜を成膜した後、犠牲材料を除去する方法がある。

【００３９】なお、振動板３４に別途電極膜を形成して
もよいが、上述のように、不純物の拡散などにより振動
板３４に電極としての機能を兼ね備えるようにしてい
る。また、振動板３４の電極基板２９側の面に絶縁膜を
形成することもできる。この絶縁膜としては、ＳｉＯ₂
などの酸化膜系絶縁膜、Ｓｉ₃Ｎ₄などの窒化系絶縁膜を
用いることができる。絶縁膜の成膜は、振動板３４の表
面を熱酸化させて酸化膜を形成したり、成膜手法を用い
て形成することができる。

【００４０】電極基板２９として単結晶シリコン基板を
用いた場合には通常のシリコンウエハを用いることがで
きる。その厚さはシリコンウエハの直径で異なるが、直
径４インチのシリコンウエハであれば厚さが５００μｍ
程度、直径６インチのシリコンウエハであれば厚さが６
００μｍ程度であることが多い。シリコンウエハ以外の
材料を選択する場合には、振動板／加圧室基板２８のシ
リコンと熱膨張係数の差が小さい方が振動板３４と接触
する場合に信頼性が向上する。例えば、ガラス材料とし
てはコーニング社製♯７７４０（商品名）、岩城硝子社
製ＳＷ３（商品名）、ホーヤ社製ＳＤ２（商品名）など
を用いることができる。

【００４１】これらの振動板／加圧室基板２８と電極基
板２９との接合は、接着剤による接合も可能であるが、
より信頼性の高い物理的な接合、例えば、電極基板２９
がシリコンで形成される場合、酸化膜を介した直接接合
法を用いることができる。この直接接合は１０００℃程
度の高温下で実施される。また、電極基板２９がガラス
の場合、陽極接合を行うことができる。電極基板２９を
シリコンで形成して陽極接合を行う場合には、電極基板
２９と振動板／加圧室基板２８との間にパイレックス
（登録商標）ガラスを成膜し、この膜を介して陽極接合
を行うことができる。さらに、振動板／加圧室基板２８
と電極基板２９とにシリコン基板を使用して金などのバ
インダを接合面に介在させた共晶接合で接合することも
できる。

【００４２】図４ないし図６に示すように、電極基板２
９には振動板３４と対向する電極３５が設けられ、それ
ぞれ対をなす振動板３４と電極３５とによりアクチュエ
ータ３６が形成されている。図６に示すように、アクチ
ュエータ３６は多数配列されているが、端部に配設され
たものはインクの吐出に関与しないダミーアクチュエー
タ３６ａである。すなわち、インクの吐出に関与するア
クチュエータ３６はノズル３０と対向するが、ダミーア
クチュエータ３６ａは、ノズル３０に連通しない加圧室
３１ａの振動板３４ａと、この振動板３４ａに対向する
電極３５ａとにより形成されている。

【００４３】ここで、インクの吐出に関与するアクチュ
エータ３６は短冊状の形状をしているが、その短辺方向
（アクチュエータ３６の配列方向）の幅ｂ₁ は１２５μ
ｍに定められ、インクの吐出に関与しないダミーアクチ
ュエータ３６ａの短辺方向の幅ｂ₂ は２７０μｍに定め
られている。これにより、通電時の静電容量はアクチュ
エータ３６よりダミーアクチュエータ３６ａの方が大き
い。

【００４４】電極基板２９の電極３５，３５ａとして
は、通常、半導体素子の形成プロセスで一般的に用いら
れるＡｌ、Ｃｒ、Ｎｉなどの金属材料や、Ｔｉ、Ｔｉ
Ｎ、Ｗなどの高融点材料、または不純物により低抵抗化
した多結晶シリコン材料などを用いることができる。電
極基板２９をシリコンで形成する場合は、電極基板２９
と電極３５，３５ａとの間に絶縁層を介在させる必要が
あるが、電極基板２９をガラスなどの絶縁材料で形成す
る場合には絶縁層を介在させる必要はない。

【００４５】また、電極基板２９にシリコン基板を用い
る場合、電極３５，３５ａとして不純物拡散領域を用い
ることができる。この場合、拡散に用いる不純物はシリ
コンの導電型と反対の導電型を示す不純物を用い、拡散
領域周辺にｐｎ接合を形成し、電極基板２９と電極３
５，３５ａとを電気的に絶縁する。

【００４６】図４に示すように、電極３５，３５ａの一
端は電極基板２９の短部に向けて延出されて電極パッド
として機能し、これらの電極３５，３５ａの一端は異方
性電極膜などを介してフレキシブルケーブル３７に接続
されている。フレキシブルケーブル３７には電源供給部
であるドライバＩＣ３８が搭載されている。この場合、
ノズルプレート２７と電極３５，３５ａの一端との間は
エポキシ樹脂などの接着剤を用いたギャップ封止剤３９
により気密的に封止されている。

【００４７】このようなインクジェットヘッド１８は、
接着剤によりフレーム部材４０に接着されている。ま
た、フレキシブルケーブル３７などはフレーム部材４０
の内部に収容されている。このフレーム部材４０の内方
に設けられたジョイント部材４１には、インクカートリ
ッジ１９から前述した共通加圧室流路３３にインクを供
給するインク供給穴４１ａが形成されている。また、図
４に示すように、フレーム部材４０とノズルプレート２
７との間は、インクがノズルプレート２７の表面に周り
込むことがないようにエポキシ樹脂などの接着剤を用い
たギャップ封止剤４２により気密的に封止されている。

【００４８】図５に示すように、振動板３４に対して一
定のギャップＧを開けて対向する電極３５の表面は保護
膜４３で覆われている。電極３５ａについても同様であ
る。

【００４９】このような構成において、振動板３４を共
通電極とし、電極３５を個別電極とし、両者の間にドラ
イバＩＣ３８から電圧を印加すると、振動板３４と電極
３５との間に静電力が発生する。この結果、振動板３４
は印加したエネルギーの大きさに応じて変位し電極３５
に当接する（当接駆動方式）。この状態から印加した駆
動パルスを立ち下げることで、振動板３４が元の形状に
復帰するため加圧室３１の容積が変化し、この変化の過
程で加圧室３１の圧力が増加するため内部のインクがノ
ズル３０から吐出される。これは、振動板３４を個別電
極とし、電極３５を共通電極とした場合も同様である。

【００５０】この当接駆動方式の場合、電圧印加により
変位する振動板３４は、電極３５との間のギャップＧが
１／３になるまで変位すると、振動板３４に働く機械的
な力と静電力とのバランスにより電極３５に当接する。
この急激な変位のために駆動パルスの充放電電流の他
に、前述したように当接電流が流れる。したがって、こ
の当接電流は駆動パルスの立ち上げの緩急やインクの粘
度の大小に関らず、振動板３４が電極３５に当接した時
点で見られる。当接後は図７に示すように、電流波形は
振動しながら減衰してゆく。この減衰の過程を残留振
動、その振動波形を残留振動波形と称する。

【００５１】図７は、アクチュエータ３６に印加する駆
動波形（以下、実施の形態では駆動パルスと称する）の
パルス幅を６０μｓｅｃと一定に定め、横軸に時間をと
り、縦軸に電流及び駆動パルスの電圧をとって残留振動
波形の変化（電流値の変化）を示すグラフである。図７
において、立ち上げから立ち下げまでのフラットな細線
は駆動パルスの波形、電流値が変化する太線は残留振動
波形である。

【００５２】図８は、駆動パルスのパルス幅を横軸にと
り、インクの吐出速度Ｖｊ及びインクの吐出滴堆積Ｍｊ
を縦軸にとって駆動パルスのパルス幅に依存するインク
の吐出特性を示すグラフである。この図８の結果から駆
動パルスによりインクの吐出特性を知ることができる。

【００５３】図７、図８の結果から、振動板３４が電極
３５に当接した後の電流波形（残留振動波形）を精度よ
く検出し、この検出結果に基づいて駆動パルスのパルス
幅を設定することにより、所望の吐出速度Ｖｊ及び吐出
滴堆積Ｍｊを得ることができることが分かる。

【００５４】上記のように、印字に際しては画像データ
に基づいて、インクの吐出に関与する所望のアクチュエ
ータ３６に電源パルスを印加することにより所望のノズ
ル３０からインクを吐出させて印字を行うものである。
この点については後に続く実施の形態についても同様で
ある。

【００５５】本実施の形態は、インクの吐出に関与しな
いダミーアクチュエータ３６ａの静電容量をインクの吐
出に関与するアクチュエータ３６の静電容量よりも大き
く定め、このダミーアクチュエータ３６ａに流れる電流
を公知の電流検出手段（図示せず）により検出し、その
電流検出結果に基づいてインクの吐出に関与するアクチ
ュエータ３６に印加する電圧の駆動波形（駆動パルス）
を公知の駆動波形決定手段（図示せず）により決定す
る。これにより、インクの吐出特性を安定させることが
できる。

【００５６】ここで、図９、図１０を参照し、アクチュ
エータ３６とダミーアクチュエータ３６ａとに駆動パル
スを印加した場合の電流の検出精度について比較する。
図９はインクの吐出に関与するアクチュエータ３６に印
加する駆動パルスのパルス幅を４０μｓｅｃに定め、横
軸に時間をとり、縦軸に電流及び駆動パルスの電圧をと
って残留振動波形（電流値の変化）の変化を示すグラフ
である。図１０はインクの吐出に関与しないアクチュエ
ータ３６ａに印加する駆動パルスのパルス幅を４０μｓ
ｅｃに定め、横軸に時間をとり、縦軸に電流及び駆動パ
ルスの電圧をとって残留振動波形（電流値の変化）の変
化を示すグラフである。図９、図１０において、立ち上
げから立ち下げまでのフラットな細線は駆動パルスの波
形、電流値が変化する太線は残留振動波形である。

【００５７】この残留振動波形は、振動板３４，３４ａ
が電極３５，３５ａに当接した後の電流が振動しながら
減衰してゆくときの波形であるが、この残留振動波形は
図１０の方が大きく変化している。すなわち、短辺方向
の幅を広くして静電容量を大きくしたダミーアクチュエ
ータ３６ａを駆動した場合の方が電流検出精度が高いこ
とが分かる。この検出精度の高い電流値を基に駆動パル
スを決定することにより、インクの吐出特性を安定させ
ることができる。

【００５８】このように電流値を検出するためにダミー
アクチュエータ３６ａを駆動しても、図６に示すように
ダミーアクチュエータ３６ａに対応する加圧室３１ａは
ノズルに連通していないので、インクが吐出して周囲を
汚すことはない。

【００５９】さらに、ダミーアクチュエータ３６ａは、
静電容量を大きくするために短辺方向の幅がアクチュエ
ータ３６の短辺方向の幅より広い値に設定されているの
で、多数のアクチュエータ３６の長辺方向の長さにダミ
ーアクチュエータ３６ａの長辺方向の長さを一致させる
ことができる。したがって、インクジェットヘッド１８
をアクチュエータ３６の配列方向と直交する方向に大型
化させることなく電流検出精度を高めることができる。

【００６０】次に、本発明の第二の実施の形態について
説明する。本実施の形態及びこれに続く他の実施の形態
において、前記実施の形態と同一部分は同一符号を用い
説明も省略する。前記実施の形態は、電流値の検出精度
を高めるために静電容量の大きなダミーアクチュエータ
３６ａを設けたが、本実施の形態はダミーアクチュエー
タ３６ａを備えていない。その代わりに、インクの吐出
に関与するアクチュエータ３６を複数ビット（複数）駆
動し、このときにアクチュエータ３６に流れる電流を電
流検出手段により検出する。したがって、検出された複
数の電流値の平均値を算出し、或いは、その平均値の算
出に際して最大値及び最小値を除去するなどの方法によ
り、電流の検出精度を高め、その検出値を基にアクチュ
エータ３６に印加する電圧の駆動波形を適正に決定する
ことができる。

【００６１】次に、本発明の第三の実施の形態について
説明する。本実施の形態は、前述のように、アクチュエ
ータ３６を駆動したときの電流波形から残留振動の周期
を検出し、この残留振動の周期に対応する駆動波形を駆
動波形決定手段により決定しようとするものである。

【００６２】以下、図１１に示すフローチャートを参照
して具体的に説明する。本実施の形態では、キャリッジ
１７をホームポジションに待機させ、信頼性維持装置２
６（図１参照）によりインクジェットヘッド１８の信頼
性を回復するための信頼性維持処理を開始するときに、
駆動パルスのパルス幅を決定する一連の処理をする。

【００６３】信頼性維持装置２６によりノズル３０から
のインクの吸引などを行うためにはアクチュエータ３６
に駆動パルスを印加することになるが、このときに振動
板３４が電極３５に当接した後の当接電流の電流波形、
すなわち残留振動波形を検出する（Ｓ１）。この残留電
流波形には振動周期が現れるので、その振動周期（図７
におけるｔ）を検出する（Ｓ２）。次に、検出した振動
周期ｔとアクチュエータ３６に印加する駆動パルスのパ
ルス幅とを比較（Ｓ３）し、一致と判断した場合（Ｓ３
のＹ）は、信頼性維持処理を終了するまで実行し（Ｓ
４）、不一致と判断した場合（Ｓ３のＮ）は、一致する
ように駆動パルスのパルス幅を変更（Ｓ５）し、ステッ
プＳ４に移行する。

【００６４】周期ｔの検出に基づいて、駆動パルスのパ
ルス幅を変更する場合、例えば、検出した周期ｔの値か
ら設定するパルス幅を換算する補正テーブルをもち、検
出した周期ｔの値に応じて駆動パルスのパルス幅を変更
するなどの方法が望ましい。

【００６５】このように、検出された残留振動周期によ
り駆動パルスのパルス幅を決定することにより、インク
の吐出特性を安定させることができる。つまり、図８の
ように、パルス幅を変えることで特性値が変化してしま
うことがなく、常にある一定値に近い特性値が得られ、
安定したインク滴吐出特性が得られることになる。

【００６６】上述のように、駆動パルスのパルス幅を決
定するための電流検出を、非印字期間を利用して信頼性
維持装置２６の作動時に行うことができるため、印字サ
イクルを短縮することができる。

【００６７】なお、残留振動周期を検出して駆動パルス
のパルス幅を決定することは、ダミーアクチュエータ３
６ａに駆動パルスを印加した場合にも適用可能である。

【００６８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、インクの
吐出に関与しない静電容量の大きなダミーアクチュエー
タを駆動して電流値を検出することにより、電流検出精
度を高めることができ、その検出電流を基にインクの吐
出に関与するアクチュエータに印加する駆動波形を決定
するため、インクの吐出特性を安定させることができ
る。

【００６９】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、ダミーアクチュエータは、その短辺
方向の幅がアクチュエータの短辺方向の幅より広い値に
設定されているので、ダミーアクチュエータの静電容量
を大きくする場合に、多数のアクチュエータの長辺方向
の長さにダミーアクチュエータの長辺方向の長さ一致さ
せることにより、インクジェットヘッドを大型化するこ
となく電流検出精度を高めることができる。

【００７０】請求項３記載の発明によれば、アクチュエ
ータを複数ビット駆動したときに流れる電流を検出する
ことにより、電流検出精度を高めることができ、その検
出電流を基にアクチュエータに印加する駆動波形を決定
するため、インクの吐出特性を安定させることができ
る。

【００７１】請求項４記載の発明によれば、請求項１な
いし３の何れか一記載の発明において、検出された電流
波形から残留振動の周期を検出するように構成したの
で、アクチュエータを駆動する駆動波形を決定するため
の情報の信頼性がさらに高まる。

【００７２】請求項５記載の発明によれば、請求項１な
いし４記載の発明において、信頼性維持装置を具備し、
電流検出手段は信頼性維持装置の作動時に電流検出を行
うように構成したので、信頼性維持装置の動作実行期間
を利用して電流検出及びそれに続く駆動波形の決定を行
うことができ、これにより、印字サイクルを短縮するこ
とができる。また、インクの吐出に関与するアクチュエ
ータに電圧を印加して電流を検出する場合には、信頼性
維持装置の動作実行と同時に行えるため、ノズルから周
囲へのインクの飛散を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態のインクジェットプ
リンタを示す斜視図である。

【図２】その縦断側面図である。

【図３】インクジェットヘッド１８を示す分解斜視図で
ある。

【図４】その縦断正面図である。

【図５】インクジェットヘッドの一つの加圧室を拡大し
た縦断側面図である。

【図６】インクジェットヘッドの縦断側面図である。

【図７】インクの吐出に関与するアクチュエータに駆動
パルスを印加したときの電流の残留振動波形の変化を示
すグラフである。

【図８】駆動パルスのパルス幅に依存するインクの吐出
特性を示すグラフである。

【図９】インクの吐出に関与するアクチュエータに駆動
パルスを印加したときの電流の残留振動波形の変化を示
すグラフである。

【図１０】インクの吐出に関与しないダミーアクチュエ
ータに駆動パルスを印加したときの電流の残留振動波形
の変化を示すグラフである。

【図１１】本発明の第三の実施の形態を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１インクジェットプリンタ１８インクジェットヘッド３０ノズル３１加圧室３４，３４ａ振動板３５，３５ａ電極３６アクチュエータ３６ａダミーアクチュエータ３８電源供給部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一端がノズルに接続され内部にインクが
供給される複数の加圧室と、前記加圧室の一部に設けられた振動板及び前記加圧室の
外部における前記振動板と対向する位置に配置された電
極を有し電源供給部から電圧が印加されたときに前記加
圧室内のインクを前記ノズルから吐出させるアクチュエ
ータと、振動板と対向する位置に配置された電極を有しインクの
吐出に関与することなく設けられているとともに前記ア
クチュエータよりも静電容量が大きく定められ前記電源
供給部又は他の電源供給部から電圧が印加されるダミー
アクチュエータと、前記ダミーアクチュエータに流れる電流を検出する電流
検出手段と、前記電流検出手段の検出結果に基づいて前記電源供給部
から前記アクチュエータに印加する電圧の駆動波形を決
定する駆動波形決定手段と、を具備するインクジェット
プリンタ。
【請求項２】前記ダミーアクチュエータは、その短辺
方向の幅が前記アクチュエータの短辺方向の幅より広い
値に設定されている請求項１記載のインクジェットプリ
ンタ。
【請求項３】一端がノズルに接続され内部にインクが
供給される複数の加圧室と、前記加圧室の一部に設けられた振動板及び前記加圧室の
外部における前記振動板と対向する位置に配置された電
極を有し電源供給部から電圧が印加されたときに前記加
圧室内のインクを前記ノズルから吐出させるアクチュエ
ータと、前記電源供給部により前記アクチュエータを複数ビット
駆動したときに前記アクチュエータに流れる電流を検出
する電流検出手段と、前記電流検出手段の検出結果に基づいて前記電源供給部
から前記アクチュエータに印加する電圧の駆動波形を決
定する駆動波形決定手段と、を具備するインクジェット
プリンタ。
【請求項４】前記電流検出手段により検出された電流
波形から残留振動の周期を検出し、この残留振動の周期
に対応する駆動波形を前記駆動波形決定手段により決定
する請求項１ないし３の何れか一記載のインクジェット
プリンタ。
【請求項５】信頼性維持装置を具備し、前記電流検出
手段は前記信頼性維持装置の作動時に電流検出を行う請
求項１ないし４の何れか一記載のインクジェットプリン
タ。