JP2002086711A - インクジェットヘッドの駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】インクジェットヘッドを加熱する発熱体を設け
ることなくインクジェットヘッドに構成されている全て
のインク室内のインクの温度を均一にすることができ、
コストの著しい上昇を招くことなく画質の劣化を防止す
る。 【解決手段】インクを吐出すべきインク室１２−２Ｂ及
び１２−３Ｂの隔壁１１を第１駆動パルスＰ１及び第２
駆動パルスＰ２により変形させた後に、インクを吐出す
べきでないインク室１２−１Ｂの隔壁１１を第３駆動パ
ルスＰ３により変形させる。インク室１２−２Ｂ及び１
２−３Ｂの隔壁１１に生じる発熱がインク室１２−１Ｂ
の隔壁１１にも同様に生じ、インク室１２間でインク温
度が不均一になることを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、インク室内のイ
ンクを加圧して記録媒体上に吐出することにより画像形
成を行なうインクジェットプリンタにおけるインクジェ
ットヘッドの駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタは、印刷対象で
ある画像を構成する画素に対して２値以上の多値化を行
い、この結果得られた画素毎のデータに基づいて、イン
クジェットヘッドを介して吐出されるインク滴により記
録媒体上への画像の形成を制御している。インクジェッ
トヘッドからインクを吐出する方法は、基本的には、ノ
ズルに至るインク通路において、極めて短時間にインク
を加圧することにより、インク滴がノズルから吐出する
ようにしている。インクに加える圧力の発生方式として
は、電歪素子を用いた方式や加熱による気泡の発生を用
いた方式がある。

【０００３】このようなインクジェットプリンタにおけ
るインクの吐出状態は、粘度等のインク特性に依存す
る。また、インクの粘度はインクの温度に応じて変化
し、インクの温度が低いほどインクの粘度が高くなる。
したがって、インクの温度が変化するとインクの吐出量
や吐出速度が変動し、画像に濃度ムラを生じたり、ドッ
ト形成位置に誤差を生じたりして画質が劣化する。特
に、インクジェットヘッドの各インク室に設けた圧電素
子によりインクを加圧する構成では駆動時の圧電素子に
おけるヒステリシス損により圧電素子が発熱するが、イ
ンク室毎のインクの吐出頻度に差異があるとインク室毎
に圧電素子の発熱状態が異なり、インクジェットヘッド
に形成された複数のインク室においてインクの吐出状態
が不均一になる。

【０００４】そこで、従来のインクジェットプリンタと
して、特開平１０−１９３５９７号公報には、インクジ
ェットヘッドに発熱体を設け、インクの温度が低下した
際に発熱体によってインクジェットヘッド全体を加熱す
ることにより、全てのインク室内のインクの温度を均一
に高温にし、各インク室からのインクの吐出状態を良好
な状態に均一化するようにした構成が開始されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平１０−１９３５９７号公報に開示された構成では、
インクジェットヘッドにインク加熱用の発熱体を追加す
るとともに、その駆動制御のために検出素子や駆動回路
を別途設ける必要があり、コストの上昇を招く問題があ
った。また、インク室毎の吐出頻度に応じたインク室毎
の温度を均一化するものは、従来なかった。

【０００６】この発明の目的は、インクジェットヘッド
を加熱する発熱体を設けることなくインクジェットヘッ
ドに構成されている全てのインク室内のインクの温度を
均一にすることができ、コストの著しい上昇を招くこと
なく画質の劣化を防止することができるインクジェット
ヘッドの駆動方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するための手段として、以下の構成を備えてい
る。

【０００８】(1) 電極を有する圧電体の隔壁を挟んで並
設された複数のインク室を互いに異なる吐出期間が設定
された所定数のグループに分け、吐出期間にあるインク
室のうち画像データに基づいて選択されたインクを吐出
すべきインク室の電極に第１の駆動パルスを印加した
後、非吐出期間にあるインク室の電極に第２の駆動パル
スを印加し、又は前記とは逆極性となる駆動パルスで非
吐出期間にあるインク室の電極に第１の駆動パルスを印
加した後、吐出期間にあるインク室のうち画像データに
基づいて選択されたインクを吐出すべきインク室の電極
に第２の駆動パルスを印加し、隔壁に生じた剪断変形に
よって画像データに応じたインク室内のインクを加圧し
て吐出するインクジェットヘッドの駆動方法において、
吐出期間にあるインク室のうちインクを吐出すべきでな
いインク室の電極に対して、そのインク室内のインクに
吐出時の圧力より小さい圧力が加わる剪断変形を隔壁に
生じさせる第３の駆動パルスを、第１の駆動パルス及び
第２の駆動パルスのオフ期間に印加することを特徴とす
る。

【０００９】この構成においては、吐出期間にあるイン
ク室のうち、インクを吐出すべきインク室を構成する隔
壁が第１の駆動パルス及び第２の駆動パルスにより剪断
変形するとともに、インクを吐出すべきでないインク室
を構成する隔壁が第１の駆動パルス及び第２の駆動パル
スのオフ期間に印加される第３の駆動パルスによって吐
出時の圧力より小さい圧力がインクに加わる程度に剪断
変形する。したがって、インクを吐出すべきでないイン
ク室は、隔壁の剪断変形時におけるヒステリシス損によ
り、インクを吐出することなく加熱される。

【００１０】(2) 電極を有する圧電体の隔壁を挟んで複
数のインク室を並設し、画像データに基づいて選択され
たインクを吐出すべきインク室の電極に第１の駆動パル
スを印加した後、隣接するインク室の電極に第２の駆動
パルスを印加し、又は前記とは逆極性となる駆動パルス
で非吐出期間にあるインク室の電極に第１の駆動パルス
を印加した後、吐出期間にあるインク室のうち画像デー
タに基づいて選択されたインクを吐出すべきインク室の
電極に第２の駆動パルスを印加し、隔壁に生じた剪断変
形によって画像データに応じたインク室内のインクを加
圧して吐出するインクジェットヘッドの駆動方法におい
て、インクの吐出が開始される前に、温度状態に応じ
て、インク室内のインクに吐出時の圧力以上の圧力を加
えない剪断変形を隔壁に生じさせる第３の駆動パルスを
所定のインク室の電極に印加することを特徴とする。

【００１１】この構成においては、インクの吐出が開始
される前に、インク室の温度状態に応じて、所定のイン
ク室の電極に対して第３の駆動パルスが印加され、隔壁
がインク室内のインクに吐出時の圧力以上の圧力を加え
ることのない剪断変形を生じる。したがって、インク室
の温度が所定の状態にある場合に、画像データに基づい
てインクを吐出する前に、全てのインク室が、隔壁の剪
断変形時におけるヒステリシス損により、インクを吐出
することなく加熱される。

【００１２】(3) 前記第３の駆動パルスは、画像データ
に基づいて選択されたインクを吐出すべきインク室の電
極に印加される吐出駆動パルスと共通の信号線を介して
インク室の電極に印加されるとともに、選択信号により
前記吐出駆動パルスと択一的に有効にされることを特徴
とする。

【００１３】この構成においては、第３の駆動パルス
が、インクを吐出すべきインク室の電極に印加される吐
出駆動パルスと同一の信号線において、選択信号によっ
て択一的に有効にされ、インクを吐出すべきでないイン
ク室の電極に印加される。したがって、インクを吐出す
べきインク室の電極に印加される吐出駆動パルスを発生
する駆動回路と第３の駆動パルスを発生する駆動回路と
が共通化され、構成が簡略化される。

【００１４】(4) 前記第３の駆動パルスは、電圧値が第
１の駆動パルスに等しく、パルス幅が第１の駆動パルス
より狭いことを特徴とする。

【００１５】この構成においては、第３の駆動パルスの
電圧値が第１の駆動パルスの電圧値に等しくされるとと
もに、吐出期間にあるインクを吐出すべきでないインク
室の電極に対して、隔壁の剪断変形によって容積が拡大
したインク室へのインクの流入より生じた圧力波がイン
ク室の全域を伝播する時間に等しく設定された第１の駆
動パルスのパルス幅よりも狭いパルス幅の第３の駆動パ
ルスが印加される。したがって、第３の駆動パルスを第
１の駆動パルスと同一の駆動回路から出力する際に電圧
値を変更する必要がない。また、インクを吐出すべきで
ないインク室においては、容積が拡大したインク室への
インクの流入により生じた圧力波がインク室の全域を伝
播する前に隔壁の形状が復元し、インク室内のインクが
吐出に至ることがない。

【００１６】(5) 前記第３の駆動パルスは、第１の駆動
パルスの立ち上がり回数と第２の駆動パルスの立ち上が
り回数との和以下の立ち上がり回数でインクを吐出すべ
きでないインク室の電極に印加することを特徴とする。

【００１７】この構成においては、インクを吐出すべき
でないインク室の隔壁が、インクを吐出すべきインク室
の隔壁と同一回数以下の剪断変形を生じる。インクを吐
出すべきでないインク室では、隔壁の剪断変形時のヒス
テリシス損により発生した熱量によって圧電素子及びイ
ンクを加熱する。また、インクに加えられた圧力も摩擦
熱として圧電素子及びインクを加熱する。一方、インク
を吐出すべきインク室では、インクに加えられた圧力の
一部は吐出されたインクの運動エネルギとして消費さ
れ、また、加熱されたインクの一部はインクジェットヘ
ッドの外部に放出されることから、インクを吐出すべき
でないインク室よりも放熱される可能性がある。即ち、
インクを吐出すべきでないインク室をインクを吐出すべ
きインク室と必ずしも同等に加熱する必要はなく、それ
以下であってもよい。したがって、第３の駆動パルスの
立ち上がり回数はインクを吐出すべきインク室における
インクの吐出量と残留量との割合や吐出されるインク滴
の量と速度等を考慮して第１の駆動パルスの立ち上がり
回数と第２の駆動パルスの立ち上がり回数との和と同じ
回数にするか、又は、それ以下にするかが決定される。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施形態に係
る駆動方法が適用されるインクジェットヘッドの構成を
示す組立図である。また、図２は、インクジェットヘッ
ドの基板の構成を示す斜視図、及び、インクジェットヘ
ッドの断面図である。剪断モード型のインクジェットヘ
ッド１０は、ＰＺＴ等の圧電体の板状体からなる基板１
の上面をカバープレート２及びフィルタ４によって被覆
するとともに、基板１の全面に複数のノズルを形成した
ノズルプレート３を固定して構成されている。基板１の
上面には、図２（Ａ）に示すように、ダイヤモンドブレ
ード等を用いた切削加工により、隔壁１１を挟んで溝状
のインク室１２が複数並設して形成されている。隔壁１
１のインク室１２に露出した両面には、上半分に金属電
極１３がスパッタリング等によって形成されている。こ
の電極１３には、インク室１２毎に駆動パルスが印加さ
れる。

【００１９】図１に示すノズルプレート３には、各イン
ク室１２に対向する位置にノズルが形成されている。ま
た、各インク室１２には、図示しないタンクからフィル
タ４及びカバープレート２に形成された孔部２ａを経由
してインクが供給される。なお、図１に示す例では、カ
ラー画像の印刷に用いられるイエロー、マゼンタ、シア
ン及びブラックの各色のインクを分離するために、カバ
ープレート２には４個の孔部２ａが形成されており、フ
ィルタ４は４分割に構成されている。また、これらの各
色の使用頻度を考慮して、ブラックのインクに対応する
孔部２ａの開口面積及びフィルタ４の分割範囲が他より
も広くされている。

【００２０】図２に示すように、基板１の上面に並設し
て形成された各インク室１２は、２つの隔壁１１に挟ま
れて形成されている。基板１を構成する圧電体は厚み方
向（図２（Ｂ）における上下方向）に分極されており、
各インク室１２において互いに対向する電極１３には同
一電位の駆動パルスが印加される。このため、各インク
室１２は背面側において深さを浅くされて底面にも電極
１３が形成されており、この部分に駆動パルスの入力電
極がワイヤボンディング等を用いて接続される。

【００２１】図３は、上記インクジェットヘッドにおけ
るインク吐出動作を説明する断面図である。また、図４
は、同インクジェットヘッドの電極に印加される駆動パ
ルスを示す図である。図３（Ａ）に示すように、剪断モ
ード型のインクジェットヘッド１０において、基板１上
に形成された連続する３個のインク室１２ａ〜１２ｃに
おける中央のインク室１２ｂからインクを吐出する場合
を考える。

【００２２】この場合、図４に示すようにインク室１２
ｂからインクを吐出すべき吐出期間である時刻ｔｓから
時刻ｔｅまでの間において、先ず、時刻ｔ１から時刻ｔ
２までの時間ＡＬにおいて図４（Ａ）に示す第１駆動パ
ルスＰ１をインク室１２ｂの電極１３ｂに対して印加す
る。これによって、図３（Ｂ）に示すように、インク室
１２ｂを形成する隔壁１１ｂ及び１１ｃが互いに離間す
る方向に剪断変形し、インク室１２ｂの容積が拡大する
ことにより、インク室１２ｂ内にインクが流入する。

【００２３】次に、時刻ｔ２から時刻ｔｅまでの時間２
ＡＬにおいて図４（Ｂ）に示す第２駆動パルスＰ２をイ
ンク室１２ｂの両側に隣接するインク室１２ａ及び１２
ｃの電極１３ａ及び１３ｃに印加する。これによって、
図３（Ｃ）に示すように、インク室１２ａを構成する一
方の隔壁１１ｂとインク室１２ｃを構成する他方の隔壁
１１ｃとが互いに接近する方向に剪断変形し、インク室
１２ｂの容積が縮小することにより、インク室１２ｂ内
のインクがノズルから吐出される。

【００２４】このとき、第１駆動パルスＰ１の印加時間
ＡＬは、容積が拡大したインク室１２ｂにインクが流入
することによる圧力波がインク室１２ｂの全域を伝播し
てノズルに達するまでの時間であり、インク室１２ｂの
長さをインク中の音速で除した時間である。これによっ
て、インクの流入によって生じた圧力波をインクの吐出
に効率的に活用できる。また、第２駆動パルスＰ２の印
加時間２ＡＬは、インク室が収縮した際に発生する圧力
波がインク室１２内を往復伝播する時間である。これに
よって、収縮したインク室が復元する際の負圧によって
インク吐出後の残留振動を効率的にキャンセルするする
ことができる。さらに、第２駆動パルスＰ２の立ち上が
りのタイミングは第１駆動パルスＰ１の立ち下がりタイ
ミングに一致させることにより、インク室が収縮した際
に発生する圧力波をインクの吐出に効率的に活用するよ
うにしている。

【００２５】このように、第１駆動パルスＰ１の印加に
よって隔壁１１に生じる拡大方向の剪断変形による圧力
波と第２駆動パルスＰ２の印加によって隔壁１１に生じ
る縮小方向の剪断変形による圧力波との和によってイン
ク室１２内のインクを吐出させるようにしているため、
第１駆動パルスＰ１及び第２駆動パルスＰ２のそれぞれ
の電圧値Ｖａは、インク室１２からインクを吐出させる
ために十分な圧力を得るために隔壁１１に与えるべき電
位差の１／２にされている。

【００２６】この発明の駆動方法が適用されるインクジ
ェットヘッドでは、各インク室の電極に対して、電圧Ｖ
ａの第１駆動パルスＰ１及び第２駆動パルスＰ２に加え
て、電圧値Ｖａの第３駆動パルスＰ３が選択的に印加さ
れる。この第３駆動パルスＰ３は、第１駆動パルスＰ１
のパルス幅ＡＬに比較して短いパルス幅ＡＬ′で、第１
駆動パルスＰ１及び第２駆動パルスＰ２と等しい電圧値
Ｖａにされた連続する２つのパルスである。第３駆動パ
ルスＰ３は、吐出期間Ｔ内において、第１駆動パルスＰ
１及び第２駆動パルスＰ２に重複しないタイミングで出
力される。

【００２７】図５は、上記インクジェットヘッドの駆動
部の構成を示す図である。基板１上に複数個連続して並
設されたインク室１２は、互いに隣接しないＡ〜Ｃの３
つのグループに分けられている。即ち、複数個のインク
室１２は、一方向（ここでは左から右へ向かう方向）に
順にＡグループ、Ｂグループ、Ｃグループに所属し、各
グループに所属する隣接した３個によって１つのチャン
ネル群を構成している。各チャンネル群には一方向（こ
こでは左から右へ向かう方向）に昇順のチャンネル番号
Ｎが付与されている。

【００２８】なお、以下の説明のため、それぞれにチャ
ンネル群番号及びグループ名からなる後記号を付して各
インク室１２を特定することとする。

【００２９】第Ｎチャンネル群において連続する３個の
インク室１２−ＮＡ、１２−ＮＢ、１２−ＮＣのそれぞ
れの電極１３には、第１駆動回路２４ａの共通パルスＡ
及び第２駆動回路２４ｂの共通パルスＢがゲート素子Ｓ
Ａ（ＳＡ１〜ＳＡ３）、ＳＢ（ＳＢ１〜ＳＢ３）を介し
て接続されている。各ゲート素子ＳＡ、ＳＢは、ゲート
切換タイミング回路２１から出力されるゲート駆動信号
ＧＳによって駆動される。共通パルスＡは前述の第１駆
動パルスＰ１及び第３駆動パルスＰ３からなり、共通パ
ルスＢは第２駆動パルスＰ２である。したがって、第１
〜第３の３種類の駆動パルスが２個の駆動回路から出力
されるため、必要とする駆動回路数が削減されてコスト
が低廉化される。

【００３０】相選択回路２２は、図示しない制御回路か
ら入力される３相カウント信号に基づいて選択信号ＳＳ
を出力する。３相カウンタ信号は吐出期間Ｔのｎ倍（ｎ
は自然数であり、１つのグループ選択期間ｎＴにおいて
連続して吐出可能な回数であり、ｎが２以上の場合、あ
る１つの画素に対して階調性をもたせることができ
る。）を１周期とするパルス信号であり、相選択回路２
２は３相カウンタ信号の立ち上がりのタイミングで選択
信号ＳＳを出力すべきグループを順に切り換えて選択す
る。また、印字データバッファ２３は、印刷対象の画像
における画素毎及び吐出期間毎に２値化された印刷デー
タを格納するとともに、画素毎及び吐出期間毎の印字デ
ータをゲート切換タイミング回路２１に出力する。

【００３１】ゲート切換タイミング回路２１は、ヘッド
駆動回路以外の回路から入力されるゲート選択タイミン
グパルス、相選択回路２２から入力される選択信号Ｓ
Ｓ、及び、印字データバッファ２３から入力される印字
データＤＴに基づいて、ゲート駆動信号ＧＳを出力す
る。ゲート選択タイミングパルスは、吐出期間Ｔを１周
期として各吐出期間Ｔの開始タイミングで立ち上がり、
第１駆動パルスＰ１及び第２駆動パルスＰ２が立ち下が
った後、第３駆動パルスＰ３が立ち上がるまでの間にお
いて立ち下がる。つまり、ゲート選択タイミングパルス
は、図４における時刻ｔｓでは“Ｈ”レベルであり、時
刻ｔ３からｔ４の間に“Ｈ”から“Ｌ”に遷移した後、
次の吐出時刻ｔｅで再び“Ｈ”へ遷移する。

【００３２】詳細には、ゲート切換タイミング回路２１
は、相選択信号ＳＳが“Ｈ”の場合、印字データＤＴが
“１”の時にゲート選択タイミンクパルスをゲート駆動
信号ＧＳとして出力し、印字データＤＴが“０”の時に
ゲート選択タイミンクパルスを反転した信号をゲート駆
動信号ＧＳとして出力するとともに、相選択信号ＳＳが
“Ｌ”の場合、常時“Ｌ”のゲート駆動信号ＧＳを出力
する。

【００３３】ゲート切換タイミンク回路２１から出力さ
れたゲート駆動信号ＧＳは、共通パルスＡ側のゲート素
子ＳＡにそのまま入力され、共通パルスＢ側のゲート素
子ＳＢにインバータを介して入力される。

【００３４】図６は上記インクジェットヘッドの駆動部
の各部における信号波形を示すタイミングチャートであ
り、同図（Ａ）〜（Ｃ）は、吐出期間にあるインクを吐
出すべきインク室の電極に印加する駆動パルス、非吐出
期間にあるインク室の電極に印加する駆動パルス、及
び、吐出期間にあるインクを吐出すべきでないインク室
の電極に印加する駆動パルスのそれぞれについて示して
いる。

【００３５】なお、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、
共通パルスＡ、共通パルスＢ及びゲート選択タイミング
パルスは、駆動回路以外の回路からインクジェットヘッ
ドの通電中に継続して入力される。

【００３６】図６（Ａ）は、吐出期間にあるインクを吐
出すべきインク室１２の電極１３に第１駆動パルスＰ１
を印加する場合の信号波形を示している。この場合、ゲ
ート切換タイミング回路２１には、吐出期間にあるイン
ク室１２に対する相選択信号ＳＳが入力され、インクを
吐出すべきインク室１２に対応した“１”を内容とする
印字データＤＴが入力される。このため、ゲート切換タ
イミング回路２１は、ゲート選択タイミングパルスをゲ
ート駆動信号ＧＳとして出力する。これによって、ゲー
ト素子ＳＡはゲート選択タイミングパルスの“Ｈ”の間
においてオンし、ゲート素子ＳＢはゲート選択タイミン
グパルスの“Ｌ”の間においてオンする。したがって、
インク室１２の電極１３には、共通パルスＡに含まれる
第１駆動パルスＰ１のみがゲート素子ＳＡを介して入力
される。

【００３７】図６（Ｂ）は、非吐出期間にあるインク室
１２の電極１３に第２駆動パルスＰ２を印加する場合の
信号波形を示している。この場合、ゲート切換タイミン
グ回路２１には、吐出期間にあるインク室１２に対する
相選択信号ＳＳは入力されない。このため、ゲート切換
タイミング回路２１は、常時“Ｌ”レベルのゲート駆動
信号ＧＳを出力する。これによって、ゲート素子ＳＡは
常時オフし、ゲート素子ＳＢは常時オンする。したがっ
て、インク室１２の電極１３には、共通パルスＢである
第２駆動パルスＰ２のみがゲート素子ＳＢを介して入力
される。

【００３８】図６（Ｃ）は、吐出期間にあるインクを吐
出すべきでないインク室１２の電極１３に第２駆動パル
スＰ２及び第３駆動パルスＰ３を印加する場合の信号波
形を示している。この場合、ゲート切換タイミング回路
２１には、吐出期間にあるインク室１２に対する相選択
信号ＳＳが入力され、インクを吐出すべきでないインク
室１２に対応した“０”を内容とする印字データＤＴが
入力される。このため、ゲート切換タイミング回路２１
は、ゲート選択タイミングパルスを反転してゲート駆動
信号ＧＳとして出力する。これによって、ゲート素子Ｓ
Ａはゲート選択タイミングパルスの“Ｌ”の間において
オンし、ゲート素子ＳＢはゲート選択タイミングパルス
の“Ｈ”の間においてオンする。したがって、インク室
１２の電極１３には、共通パルスＢである第２駆動パル
スＰ２がゲート素子ＳＢを介して入力されるとともに、
共通パルスＡに含まれる第３駆動パルスＰ３がゲート素
子ＳＡを介して入力される。

【００３９】図７は、上記インクジェットヘッドのイン
ク吐出時におけるインク室の形状の変化を示す図であ
る。また、図８は、同インク吐出時における各インク室
の電極に印加される駆動パルスの波形を示す図である。
図７（Ａ）に示すように、Ａ〜Ｃの各グループに所属す
る第１〜第３チャンネルのインク室１２−１Ａ、１２−
１Ｂ、１２−１Ｃ、１２−２Ａ、１２−２Ｂ、１２−２
Ｃ、１２−３Ａ、１２−３Ｂ、１２−３Ｃの連続する９
個のインク室について、吐出期間にあるＢグループのイ
ンク室１２−２Ｂ及び１２−３Ｂに対する印字データＤ
Ｔが“１”であり、インク室１２−１Ｂに対する印字デ
ータが“０”である場合について以下に説明する。

【００４０】このような状況では、図８に示すように、
先ず、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間においてインク室
１２−２Ｂ及び１２−３Ｂの電極１３に対して第１駆動
パルスＰ１が印加される。これによって、図７（Ｂ）に
示すように、インク室１２−２Ｂ及び１２−３Ｂを構成
する隔壁１１にインク室１２−２Ｂ及び１２−３Ｂを拡
大する方向の剪断変形を生じる。

【００４１】この後、図８に示すように、時刻ｔ２から
時刻ｔ３までの間において、吐出期間にあるインクを吐
出すべきでないインク室１２−１Ｂ、及び、非吐出期間
にあるインク室１２−１Ａ、１２−２Ａ、１２−３Ａ、
１２−１Ｃ、１２−２Ｃ、１２−３Ｃの電極１３に第２
駆動パルスＰ２が印加される。これによって、図７
（Ｃ）に示すように、インク室１２−２Ｂ及び１２−３
Ｂを構成する隔壁１１にインク室１２−２Ｂ及び１２−
３Ｂを縮小する方向の剪断変形を生じる。

【００４２】図７（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、イン
ク室１２−２Ｂ及び１２−３Ｂが拡及び縮小することに
より、インク室１２−２Ｂ及び１２−３Ｂ内のインクが
ノズルから吐出する。この時、インク室１２−２Ｂ及び
１２−３Ｂを構成する隔壁１１は剪断変形時に生じるヒ
ステリシス損によって発熱し、インク室１２−２Ｂ及び
１２−３Ｂ内のインクが加熱される。但し、発生した熱
の一部は、インク室１２−２Ｂ及び１２−３Ｂから吐出
したインクによって外部に放出される。一方、吐出期間
にあるインクを吐出すべきでないインク室１２−１Ｂで
は、隔壁１１が剪断変形しないことから、ヒステリシス
損による発熱を生じることがなく、インクが加熱されな
い。このため、吐出期間にあるインク室においては、イ
ンクを吐出すべきか否かによって温度差を生じ、インク
の吐出量や吐出速度の差異による画像濃度の変化やドッ
ト位置の誤差による画質の低下を招く。

【００４３】そこで、この実施形態に係るインクジェッ
トヘッドの駆動方法では、図８に示すように、吐出期間
にあるインクを吐出すべきでないインク室１２−１Ｂに
対して第３駆動パルスＰ３を印加し、図７（Ｄ）に示す
ように、インク室１２−１Ｂを構成する隔壁１１にヒス
テリシス損を伴う剪断変形を生じさせ、吐出期間にある
インクを吐出すべきでないインク室１２−１Ｂ内のイン
クを、インク室１２−２Ｂ及び１２−３Ｂ内のインクと
同様に加熱することにより、画質の劣化を招来するイン
ク温度の差異を解消するようにしている。

【００４４】なお、インクを吐出すべきインク室１２−
２Ｂ及び１２−３Ｂを構成する隔壁は、各吐出期間にお
いて第１駆動パルスＰ１による拡大方向の剪断変形と第
２駆動パルスＰ２による縮小方向の剪断変形との２回の
剪断変形を生じる。そこで、インクを吐出すべきでない
インク室１２−１Ｂの電極１３に対して各吐出期間にお
いて第３駆動パルスＰ３を２回連続して印加することに
より、インク室１２−１Ｂを構成する隔壁１１にも各吐
出期間において２回の剪断変形を生じさせることによ
り、インク室１２−１Ｂ内のインクの加熱状態をインク
室１２−２Ｂ及び１２−３Ｂ内のインクと同様にするよ
うにしている。

【００４５】但し、前述のように、インク室１２−２Ｂ
及び１２−３Ｂ内のインクの温度は、吐出されたインク
によって放熱される可能性があるため、第３駆動パルス
Ｐ３の立ち上がり回数を第１駆動パルスＰ１の立ち上が
り回数と第２駆動パルスＰ２の立ち上がり回数との和に
等しくする必要は必ずしもなく、より少なくすることも
できる。

【００４６】また、第３駆動パルスＰ３のパルス幅Ａ
Ｌ′は、拡大したインク室１２内にタンクからインクが
流入することによって生じた圧力波が、インク室１２の
全域にわたって伝播する時間ＡＬより短いため、第３駆
動パルスＰ３が印加されたインクを吐出すべきでないイ
ンク室１２からインクが吐出されることはなく、画像を
汚損することはない。

【００４７】なお、外部環境等の影響を受けてインクジ
ェットヘッド１０内のインクが適正温度よりも低い場合
には、インクの吐出が開始される前に、インクジェット
ヘッド１０内に形成されている全ての隔壁１１が所定回
数の剪断変形を生じるように、所定のインク室１２の電
極１３に第３駆動パルスＰ３を印加するようにしてもよ
い。これによって、インクジェットヘッド１０内のイン
クを印字処理前に予め加熱しておくことができ、外部温
度が低い状態でも、十分な画像濃度を得ることができる
とともにドット位置の誤差の発生を防止することができ
る。

【００４８】また、以上においては、吐出期間にあるイ
ンク室のうち画像データに基づいて選択されたインクを
吐出すべきインク室の電極に第１の駆動パルスを印加し
た後、非吐出期間にあるインク室の電極に第２の駆動パ
ルスを印加する場合についてのみ説明したが、これとは
逆極性となる駆動パルスで、非吐出期間にあるインク室
の電極に第１の駆動パルスを印加した後、吐出期間にあ
るインク室のうち画像データに基づいて選択されたイン
クを吐出すべきインク室の電極に第２の駆動パルスを印
加する場合についても隔壁の電位差としては同じ状態と
なるため、同様の効果を得ることができる。

【００４９】

【発明の効果】この発明によれば、以下の効果を奏する
ことができる。

【００５０】(1) 吐出期間にあるインク室のうち、イン
クを吐出すべきインク室を構成する隔壁を第１の駆動パ
ルス及び第２の駆動パルスにより剪断変形させるととも
に、インクを吐出すべきでないインク室を構成する隔壁
を第１の駆動パルス及び第２の駆動パルスのオフ期間に
印加する第３の駆動パルスによって吐出時の圧力より小
さい圧力がインクに加わる程度に剪断変形させる。これ
により、インクを吐出すべきでないインク室内のインク
を、隔壁の剪断変形時におけるヒステリシス損によって
加熱することができ、インク室間におけるインク温度の
不均一による画像濃度のばらつきやドット位置の誤差を
防止するために発熱体を別途設ける必要がなく、コスト
の著しい上昇を招くことなく、画質の劣化を確実に防止
することができる。

【００５１】(2) 画像データが入力される前に、インク
室の温度状態に応じて、所定のインク室の電極に対して
第３の駆動パルスを印加し、全ての隔壁に何れのインク
室内のインクにも吐出時の圧力以上の圧力を加えること
のない剪断変形を生じさせる。これにより、インク室の
温度が所定の状態にある場合に、画像データに基づいて
インクを吐出する前に、全てのインク室を、隔壁の剪断
変形時におけるヒステリシス損により、インクを吐出す
ることなく加熱することができ、低温環境下でインクの
吐出速度が低下することによる画質の劣化を防止するこ
とができる。

【００５２】(3) 第３の駆動パルスを、インクを吐出す
べきインク室の電極に印加する吐出駆動パルスと同一の
信号線において、選択信号によって択一的に有効し、イ
ンクを吐出すべきでないインク室の電極に印加すること
により、インクを吐出すべきインク室の電極に印加され
る吐出駆動パルスを発生する駆動回路と第３の駆動パル
スを発生する駆動回路とを共通化し、構成を簡略化して
コストを低廉化できる。

【００５３】(4) 第３の駆動パルスの電圧値を第１の駆
動パルスの電圧値に等しくするとともに、第１の駆動パ
ルスのパルス幅よりも狭いパルス幅の第３の駆動パルス
を印加することにより、第３の駆動パルスを第１の駆動
パルスと同一の駆動回路から出力する際に電圧値を変更
する必要がなく、さらに構成を簡略化することができ
る。また、インクを吐出すべきでないインク室におい
て、容積が拡大したインク室へのインクの流入により生
じた圧力波がインク室の全域を伝播する前に隔壁の形状
を復元させることができ、インクを吐出すべきでないイ
ンク室内のインクが吐出に至ることを防止し、画像の汚
損を防止することができる。

【００５４】(5) インクを吐出すべきでないインク室の
隔壁に、インクを吐出すべきインク室の隔壁と同一回数
以下の剪断変形を生じさせることにより、インクを吐出
すべきでないインク室を、吐出したインクによって放熱
される可能性があるインクを吐出すべきインク室と同等
又はそれ以下に加熱することができ、全てのインク室に
ついてインク温度を略均一にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態に係る駆動方法が適用され
るインクジェットヘッドの構成を示す組立図である。

【図２】インクジェットヘッドの基板の構成を示す斜視
図、及び、インクジェットヘッドの断面図である。

【図３】上記インクジェットヘッドにおけるインク吐出
動作を説明する断面図である。

【図４】同インクジェットヘッドの電極に印加される駆
動パルスを示す図である。

【図５】上記インクジェットヘッドの駆動部の構成を示
す図である。

【図６】上記インクジェットヘッドの駆動部の各部にお
ける信号波形を示すタイミングチャートである。

【図７】上記インクジェットヘッドのインク吐出時にお
けるインク室の形状の変化を示す図である。

【図８】同インク吐出時における各インク室の電極に印
加される駆動パルスの波形を示す図である。

【符号の説明】

１−基板 ２−カバープレート ３−ノズルプレート １０−インクジェットヘッド １１−隔壁 １２−インク室 １３−電極

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電極を有する圧電体の隔壁を挟んで並設さ
   れた複数のインク室を互いに異なる吐出期間が設定され
   た所定数のグループに分け、吐出期間にあるインク室の
   うち画像データに基づいて選択されたインクを吐出すべ
   きインク室の電極に第１の駆動パルスを印加した後、非
   吐出期間にあるインク室の電極に第２の駆動パルスを印
   加し、又は前記とは逆極性となる駆動パルスで非吐出期
   間にあるインク室の電極に第１の駆動パルスを印加した
   後、吐出期間にあるインク室のうち画像データに基づい
   て選択されたインクを吐出すべきインク室の電極に第２
   の駆動パルスを印加し、隔壁に生じた剪断変形によって
   画像データに応じたインク室内のインクを加圧して吐出
   するインクジェットヘッドの駆動方法において、 吐出期間にあるインク室のうちインクを吐出すべきでな
   いインク室の電極に対して、そのインク室内のインクに
   吐出時の圧力より小さい圧力が加わる剪断変形を隔壁に
   生じさせる第３の駆動パルスを、第１の駆動パルス及び
   第２の駆動パルスのオフ期間に印加することを特徴とす
   るインクジェットヘッドの駆動方法。
2. 【請求項２】電極を有する圧電体の隔壁を挟んで複数の
   インク室を並設し、画像データに基づいて選択されたイ
   ンクを吐出すべきインク室の電極に第１の駆動パルスを
   印加した後、隣接するインク室の電極に第２の駆動パル
   スを印加し、又は前記とは逆極性となる駆動パルスで非
   吐出期間にあるインク室の電極に第１の駆動パルスを印
   加した後、吐出期間にあるインク室のうち画像データに
   基づいて選択されたインクを吐出すべきインク室の電極
   に第２の駆動パルスを印加し、隔壁に生じた剪断変形に
   よって画像データに応じたインク室内のインクを加圧し
   て吐出するインクジェットヘッドの駆動方法において、 インクの吐出が開始される前に、インク室の温度状態に
   応じて、インク室内のインクに吐出時の圧力以上の圧力
   を加えない剪断変形を隔壁に生じさせる第３の駆動パル
   スを所定のインク室の電極に印加することを特徴とする
   インクジェットヘッドの駆動方法。
3. 【請求項３】前記第３の駆動パルスは、画像データに基
   づいて選択されたインクを吐出すべきインク室の電極に
   印加される吐出駆動パルスと共通の信号線を介してイン
   ク室の電極に印加されるとともに、選択信号により前記
   吐出駆動パルスと択一的に有効にされることを特徴とす
   る請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの駆動
   方法。
4. 【請求項４】前記第３の駆動パルスは、電圧値が第１の
   駆動パルスに等しく、パルス幅が第１の駆動パルスより
   狭いことを特徴とする請求項３に記載のインクジェット
   ヘッドの駆動方法。
5. 【請求項５】前記第３の駆動パルスは、第１の駆動パル
   スの立ち上がり回数と第２の駆動パルスの立ち上がり回
   数との和以下の立ち上がり回数でインクを吐出すべきで
   ないインク室の電極に印加することを特徴とする請求項
   １、３又は４に記載のインクヘッドの駆動方法。