JP2002113860A - インクジェット式記録ヘッドの駆動方法、及び、インクジェット式記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メインインク滴とサテライトインク滴との着
弾位置を揃え、画質を向上させる。 【解決手段】 マイクロドット駆動パルスＤＰ２´に
は、メインインク滴の分離タイミングで供給されて圧力
室内を加圧する第２放電要素Ｐ１５と、サテライトイン
ク滴の分離タイミングで供給されて圧力室内を加圧する
第３放電要素Ｐ１６とを含ませ、第３放電要素Ｐ１６の
電位勾配を、第２放電要素Ｐ１５の電位勾配よりも急峻
にすることで、サテライトインク滴の飛翔速度をメイン
インク滴の飛翔速度よりも高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク滴を吐出可
能なインクジェット式記録ヘッドの駆動方法、及び、こ
のインクジェット式記録ヘッドによって画像や文字等を
記録媒体上に記録するインクジェット式記録装置に関
し、特に、マイクロドットを形成し得る極く少量のマイ
クロドットインク滴を吐出させるようにしたものに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】代表的なインクジェット式記録装置（以
下、単に記録装置と称する。）として、プリンタやプロ
ッタがよく知られている。この記録装置では、インクジ
ェット式記録ヘッドから吐出させるインク滴の量により
記録紙上のドット径、つまり解像度が決まるので、吐出
されるインク滴の量が重要である。このため、同一のノ
ズル開口から異なる量のインク滴を吐出させる記録ヘッ
ドを備えた記録装置が提案されている。この記録ヘッド
は、圧力室内のインクに圧力変動を生じさせるための圧
力発生素子を有しており、電位の変化パターンが異なる
複数種類の駆動パルスを圧力発生素子に供給すること
で、異なる量のインク滴を吐出させる。

【０００３】そして、従来例のマイクロドット駆動パル
ス、つまり、マイクロドットに対応する極く少量のマイ
クロドットインク滴を吐出させるための駆動パルスに
は、圧力室内を大きく減圧する減圧要素と、減圧要素に
よる圧力室の減圧状態を保持する減圧ホールド要素と、
インク滴を吐出させるために圧力室を加圧する押出し要
素とを備えたものがある。このマイクロドット駆動パル
スでは、減圧要素及び減圧ホールド要素の供給により、
メニスカス（ノズル開口で露出しているインクの自由表
面）の中心部分を柱状に成長させ、押出し要素の供給に
より柱状部分を押し出してインク滴として吐出させる。

【０００４】このようなマイクロドット駆動パルスで駆
動すると、インク滴は、インク柱の先端部分から分離し
て飛翔するメインインク滴と、このメインインク滴に付
随して飛翔するサテライトインク滴とに分かれる。そし
て、このサテライトインク滴は、メインインク滴よりも
飛翔速度が遅く、インク量も少ない。例えば、飛翔速度
についてはメインインク滴が約７ｍ／ｓであったとする
と、サテライトインク滴は約４ｍ／ｓ程度である。ま
た、サテライトインク滴の量は、メインインク滴の２／
３程度である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の記録
装置には画質の一層の向上が求められており、この要求
に応えるためにはさらなるインク滴の少量化が必要であ
る。しかしながら、従来例のマイクロドット駆動パルス
でインク滴を吐出させるとサテライトインク滴の量が極
めて少なくなってしまう。例えば１．５ｐＬ程度のイン
ク滴を吐出させたとすると、サテライトインク滴の量が
０．５ｐＬになってしまう。

【０００６】これにより、サテライトインク滴は、空気
の粘性抵抗の影響を大きく受け、記録紙上に着弾するま
でに飛翔速度が大きく低下してしまう。一方、メインイ
ンク滴は、一般に、そのインク量がサテライトインク滴
よりも多いので、速度の低下度合いはサテライトインク
滴よりも小さい。このため、記録紙への着弾時点では、
メインインク滴とサテライトインク滴の飛翔速度の差が
一層拡がってしまう。そして、インク滴の吐出は記録ヘ
ッドを移動させながら行っているので、飛翔速度の差に
起因してメインインク滴とサテライトインク滴の着弾位
置がずれてしまい、逆に画質を低下させてしまうという
問題が生じる。

【０００７】さらに、サテライトインク滴が記録紙まで
到達できなかった場合には、インクミストとして浮遊し
てしまう虞もある。このインクミストが筐体内や記録ヘ
ッドのノズルプレート等に付着すると、インク滴の飛行
曲がりの原因となったり、装置内の汚染の原因となるの
で、装置の信頼性が損なわれてしまう。

【０００８】そこで、本発明の目的は、マイクロドット
インク滴におけるメインインク滴とサテライトインク滴
との着弾位置を揃えることができ、画質の向上を図るこ
とにある。また、本発明の他の目的は、サテライトイン
ク滴のミスト化を防止することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、ノズル開口に連通した圧
力室内の圧力を変動させ、圧力室内における圧力変動に
よってノズル開口からメインインク滴とこのメインイン
ク滴に付随して吐出されるサテライトインク滴とからな
るマイクロドットインク滴を吐出させるインクジェット
式記録ヘッドの駆動方法であって、吐出されるマイクロ
ドットインク滴の中にメインインク滴のインク量よりも
多い量のサテライトインク滴が含まれるように圧力室内
の圧力を変動させることを特徴とするインクジェット式
記録ヘッドの駆動方法である。

【００１０】ここで、「サテライトインク滴が含まれ
る」とは、サテライトインク滴が複数存在した場合にお
いて、これらのサテライトインク滴の中の少なくとも１
つのサテライトインク滴のインク量がメインインク滴よ
りも多い場合も含むことを意味する概念である。なお、
１つのメインインク滴と１つのサテライトインク滴とか
らマイクロドットインク滴が構成されている場合も勿論
この概念に含まれる。

【００１１】請求項２に記載の発明は、メニスカスの中
心部分を局所的に引き込むように圧力室内を減圧し、こ
の局所的に引き込まれたメニスカスが吐出方向に移動し
ている最中に圧力室内を加圧することで、サテライトイ
ンク滴のインク量がメインインク滴のインク量よりも多
くなるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のイ
ンクジェット式記録ヘッドの駆動方法である。

【００１２】請求項３に記載の発明は、ノズル開口に連
通した圧力室内の圧力を変動させ、圧力室内における圧
力変動によってノズル開口からメインインク滴とこのメ
インインク滴に付随して吐出されるサテライトインク滴
とからなるマイクロドットインク滴を吐出させるインク
ジェット式記録ヘッドの駆動方法であって、吐出される
マイクロドットインク滴の中にメインインク滴のインク
量よりも飛翔速度が高いサテライトインク滴が含まれる
ように圧力室内の圧力を変動させることを特徴とするイ
ンクジェット式記録ヘッドの駆動方法である。

【００１３】請求項４に記載の発明は、サテライトイン
ク滴の分離タイミングにおける圧力室の加圧力を、メイ
ンインク滴の分離タイミングにおける圧力室の加圧力よ
りも強くすることで、サテライトインク滴の飛翔速度が
メインインク滴の飛翔速度よりも高くなるようにしたこ
とを特徴とする請求項３に記載のインクジェット式記録
ヘッドの駆動方法である。

【００１４】請求項５に記載の発明は、ノズル開口に連
通した圧力室及びこの圧力室内のインクを加減圧する圧
力発生素子を有する記録ヘッドと、駆動パルスを有する
一連の駆動信号を発生する駆動信号発生手段とを備え、
駆動パルスの供給により圧力発生素子を作動させてノズ
ル開口からインク滴を吐出させるようにしたインクジェ
ット式記録装置において、前記駆動信号発生手段は、メ
インインク滴とこのメインインク滴に付随して吐出され
るサテライトインク滴とからなるマイクロドットのイン
ク滴を吐出させるマイクロドット駆動パルスを生成し、
該マイクロドット駆動パルスの波形形状を、吐出される
マイクロドットインク滴の中にメインインク滴のインク
量よりも多い量のサテライトインク滴が含まれるように
設定したことを特徴とするインクジェット式記録装置で
ある。

【００１５】請求項６に記載の発明は、前記マイクロド
ット駆動パルスは、圧力室内の減圧によってメニスカス
の中心部分を局所的に引き込む引き込み要素と、該引き
込み要素によって引き込まれたメニスカスの中心部分が
反動によって吐出方向に移動するタイミングで圧力室内
を加圧する押出し要素とを含んでいることを特徴とする
請求項５に記載のインクジェット式記録装置である。

【００１６】請求項７に記載の発明は、ノズル開口に連
通した圧力室及びこの圧力室内のインクを加減圧する圧
力発生素子を有する記録ヘッドと、駆動パルスを有する
一連の駆動信号を発生する駆動信号発生手段とを備え、
駆動パルスの供給により圧力発生素子を作動させてノズ
ル開口からインク滴を吐出させるようにしたインクジェ
ット式記録装置において、前記駆動信号発生手段は、メ
インインク滴とこのメインインク滴に付随して吐出され
るサテライトインク滴とからなるマイクロドットインク
滴を吐出させるマイクロドット駆動パルスを生成し、該
マイクロドット駆動パルスの波形形状を、吐出されるマ
イクロドットインク滴の中にメインインク滴のインク量
よりも飛翔速度が高いサテライトインク滴が含まれるよ
うに設定したことを特徴とするインクジェット式記録装
置である。

【００１７】請求項８に記載の発明は、前記マイクロド
ット駆動パルスは、メインインク滴の分離タイミングで
供給されて圧力室内を加圧する第１加圧要素と、サテラ
イトインク滴の分離タイミングで供給されて圧力室内を
加圧する第２加圧要素とを含み、第２加圧要素による圧
力室の加圧力を、第１加圧要素による圧力室の加圧力よ
りも強くしたことを特徴とする請求項５又は請求項７に
記載のインクジェット式記録装置である。

【００１８】請求項９に記載の発明は、前記第２加圧要
素の電位勾配を、第１加圧要素の電位勾配よりも急峻に
したことを特徴とする請求項８に記載のインクジェット
式記録装置である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。ここで、図１は代表的なインクジ
ェット式記録装置であるインクジェットプリンタ１の斜
視図、図２はインクジェット式記録ヘッド２を示す断面
図、図３はノズル開口３の断面図、図４はインクジェッ
トプリンタ１の電気的構成を説明するブロック図であ
る。

【００２０】このインクジェットプリンタ１（以下、プ
リンタ１と称する。）は、キャリッジ４がガイド部材５
に移動可能に取り付けられており、キャリッジ４は駆動
プーリ６と遊転プーリ７との間に掛け渡したタイミング
ベルト８に接続されている。駆動プーリ６はパルスモー
タ９の回転軸に接合されており、キャリッジ４はパルス
モータ９の駆動によって記録紙１０の幅方向（主走査方
向）に移動する。

【００２１】キャリッジ４の記録紙１０と対向する面
（下面）には、インクジェット式記録ヘッド２（以下、
記録ヘッド２という）が取り付けられている。この記録
ヘッド２は、インクカートリッジ１１から供給されたイ
ンクを、ノズル開口３（図３参照）からインク滴として
吐出させる。従って、記録時においてプリンタ１は、キ
ャリッジ４の主走査方向への移動に同期させて記録ヘッ
ド２からインク滴を吐出させ、キャリッジ４の往復移動
に連動させて紙送りローラ１２を回転し、記録紙１０を
紙送り方向に移動させる。その結果、記録紙１０には、
印刷データに基づく画像や文字等が記録される。

【００２２】記録ヘッド２は、図２に示すように、ケー
ス１４と流路ユニット１５と振動子ユニット１６とを備
え、ケース１４の先端面に流路ユニット１５を接合し、
ケース１４内に振動子ユニット１６を収容固定すること
で構成される。

【００２３】ケース１４は、振動子ユニット１６を収容
固定するための収容空部１７が内部に形成された箱体状
であり、例えば樹脂によって成型される。そして、この
収容空部１７は、流路ユニット１５との接合面側の開口
から反対面まで一連に形成されている。

【００２４】流路ユニット１５は、流路形成基板１８の
一方の面にノズルプレート１９を、流路形成基板１８の
他方の面に振動板２０をそれぞれ接合した構成とされ
る。流路形成基板１８は、共通インク室２１、インク供
給口２２、及び圧力室２３からなるインク流路が形成さ
れた板状部材である。圧力室２３は、ノズル開口３…の
列設方向（ノズル列方向）に対して直交する方向に細長
い室として形成され、インク供給口２２は、圧力室２３
と共通インク室２１との間を連通する流路幅の狭い狭窄
部として形成されている。また、共通インク室２１は、
インクカートリッジ１１に貯留されたインクを各圧力室
２３…に供給するための室である。

【００２５】ノズルプレート１９には、ドット形成密度
に対応したピッチで複数（例えば９６個）のノズル開口
３…が列状に開設されている。ノズル開口３は、図３に
示すように、ノズルプレート１９を板厚方向に貫通する
略漏斗状の空部である。即ち、ノズル開口３は、ノズル
プレート１９の板厚の途中に位置する小径部から圧力室
２３側に拡径した円錐台状のテーパー空部（拡径空部）
２４と、該テーパー空部２４の小径部に連続して設けら
れた円筒状のストレート空部（同径空部）２５とからな
る一連の空部である。そして、テーパー空部２４は圧力
室２３側である内側に設けられ、ストレート空部２５は
インク吐出側である外側に設けられている。

【００２６】振動板２０は、ステンレス製の支持板２６
上にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）膜等の樹脂
製の弾性体膜２７を積層した二重構造を採り、各圧力室
２３に対応する部分はステンレス板の部分が環状にエッ
チング加工されて、環内にアイランド部２８が形成され
ている。そして、このアイランド部２８とアイランド部
周辺の弾性体膜２７とがダイヤフラム部を構成する。こ
のダイヤフラム部は、振動子ユニット１６の圧電振動子
３１の作動によって変形し、圧力室２３の容積を可変す
る。

【００２７】振動子ユニット１６は、複数の圧電振動子
３１…を列設した圧電振動子群と、この圧電振動子３１
を支持する固定板３２などから構成されている。圧電振
動子群は、圧電体３３と電極３４とを交互に積層した振
動子基板を櫛歯状に加工することで作製される。また、
固定板３２は、この櫛歯状振動子の基端部分に接着等に
よって接合される。この振動子ユニット１６は、圧電振
動子３１の先端が開口から臨む姿勢で収容空部１７内に
挿入されて、固定板３２を収容空部１７の内壁へ接着す
ることにより収容固定される。この収容状態において、
圧電振動子３１の各先端面は、振動板２０の対応するア
イランド部２８に当接固定される。従って、圧電振動子
３１が伸長すると、ダイヤフラム部が圧力室２３側に押
されて圧力室２３が収縮する。一方、圧電振動子３１が
収縮するとダイヤフラム部が圧力室２３とは反対側に引
っ張られて圧力室２３が膨張する。

【００２８】圧電振動子３１は、本発明の圧力発生素子
の一種であり、電気機械変換素子の一種でもある。例示
した圧電振動子３１は、電極３４，３４同士の間に電位
差を与えることにより、積層方向と直交する素子長手方
向に伸縮する縦振動モードの圧電振動子３１である。即
ち、上記の電極３４は、基準電位に設定された共通電極
３４ａと、後述する駆動信号の電位に設定される駆動電
極３４ｂとからなり、共通電極３４ａと駆動電極３４ｂ
との電位差に応じて両電極３４ａ，３４ｂに挟まれた圧
電体３３が変形し、圧電振動子３１が伸縮する。上記の
基準電位は、任意の電位に設定できるが、本実施形態で
はＧＮＤ電位に設定されている。このため、圧電振動子
３１は、駆動電位がＧＮＤ電位に近いほど伸長し、駆動
電位がＧＮＤ電位よりも高くなるほど収縮する。従っ
て、圧力室２３の容積は、駆動電位がＧＮＤ電位に近い
ほど収縮し、駆動電位がＧＮＤ電位よりも高くなるほど
膨張する。

【００２９】このように、例示した記録ヘッド２では、
圧電振動子３１の伸縮を制御することによって圧力室２
３の容積を可変できる。つまり、圧力室２３内のインク
圧力を変動させることができる。例えば、圧力室２３を
膨張させることでインク圧力を低くすることができ、反
対に、圧力室２３を収縮させることでインク圧力を高め
ることができる。また、駆動電位を急激に変化させるこ
とでインク圧力を大きく変化させることができ、駆動電
位を緩やかに変化させることでインク圧力の変動を抑え
つつ圧力室２３の容積を変化させることもできる。そし
て、圧力室２３内のインクの圧力変動を制御することに
よって、ノズル開口３からインク滴を吐出させることが
できる。

【００３０】次に、プリンタ１の電気的構成について説
明する。図４に示すように、このプリンタ１は、プリン
タコントローラ３７と、プリントエンジン３８とを備え
ている。

【００３１】プリンタコントローラ３７は、図示しない
ホストコンピュータ等からの印刷データ等を受信するイ
ンターフェース３９（以下、外部Ｉ／Ｆ３９という）
と、各種データの記憶等を行うＲＡＭ４０と、各種デー
タ処理のためのルーチン等を記憶したＲＯＭ４１と、Ｃ
ＰＵ等からなる制御部４２と、クロック信号（ＣＫ）を
発生する発振回路４３と、記録ヘッド２へ供給する駆動
信号（ＣＯＭ）を発生する駆動信号発生回路４４と、ド
ットパターンデータに展開された印字データ（ＳＩ）及
び駆動信号等をプリントエンジン３８に送信するための
インターフェース４５（以下、内部Ｉ／Ｆ４５という）
とを備えている。

【００３２】外部Ｉ／Ｆ３９は、例えばキャラクタコー
ド、グラフィック関数、イメージデータのいずれか１つ
のデータ又は複数のデータからなる印刷データをホスト
コンピュータ等から受信する。また、外部Ｉ／Ｆ３９
は、ホストコンピュータに対してビジー信号（ＢＵＳ
Ｙ）やアクノレッジ信号（ＡＣＫ）等を出力する。

【００３３】ＲＡＭ４０は、受信バッファ、中間バッフ
ァ、出力バッファ及びワークメモリ（図示せず）等とし
て利用されるものである。受信バッファには、外部Ｉ／
Ｆ３９が受信したホストコンピュータからの印刷データ
が一時的に記憶される。中間バッファには、制御部４２
によって中間コードに変換された中間コードデータが記
憶される。出力バッファには、ドット毎の印字データ
（ドットパターンデータ）が展開される。ＲＯＭ４１
は、制御部４２によって実行される各種制御ルーチン、
フォントデータ及びグラフィック関数、各種手続き等を
記憶している。

【００３４】制御部４２は、受信バッファ内の印刷デー
タを読み出して中間コードに変換し、この中間コードデ
ータを中間バッファに記憶する。また、制御部４２は、
中間バッファから読み出した中間コードデータを解析
し、ＲＯＭ４１内のフォントデータ及びグラフィック関
数等を参照して中間コードデータを上記の印字データに
展開する。この印字データは、例えば２ビットの階調情
報で構成される。この展開された印字データは出力バッ
ファに記憶されて、記録ヘッド２の１行分に相当する印
字データが得られると、この１行分の印字データ（Ｓ
Ｉ）は、内部Ｉ／Ｆ４５を介して記録ヘッド２にシリア
ル伝送される。出力バッファから１行分の印字データが
送信されると、中間バッファの内容が消去されて、次の
中間コードに対する変換が行われる。また、制御部４２
は、内部Ｉ／Ｆ４５を通じて記録ヘッド２にラッチ信号
（ＬＡＴ）やチャンネル信号（ＣＨ）を供給する。これ
らのラッチ信号やチャンネル信号は、後述する駆動信号
を構成する各パルス信号の供給開始タイミングを規定す
る。

【００３５】駆動信号発生回路４４は、本発明における
駆動信号発生手段の一種であり、複数の波形要素によっ
て構成された駆動パルスを含んだ一連の駆動信号を発生
する。この駆動信号発生回路４４は、ＣＰＵを搭載する
等によって所望形状の波形信号を発生する構成でもよ
く、アナログ回路によって所望形状の波形信号を発生す
る構成でもよい。なお、この駆動信号については、後で
詳しく説明する。

【００３６】プリントエンジン３８は、記録ヘッド２の
電気駆動系と、キャリッジ４を移動させるパルスモータ
９と、紙送りローラ１２を回転させる紙送りモータ４６
等から構成される。

【００３７】記録ヘッド２の電気駆動系は、第１シフト
レジスタ５０及び第２シフトレジスタ５１からなるシフ
トレジスタ回路と、第１ラッチ回路５２と第２ラッチ回
路５３とからなるラッチ回路と、デコーダ５４と、制御
ロジック５５と、レベルシフタ５６と、スイッチ回路５
７と、圧電振動子３１とを備えている。そして、各シフ
トレジスタ５０，５１、各ラッチ回路５２，５３、デコ
ーダ５４、スイッチ回路５７、及び、圧電振動子３１
は、それぞれ記録ヘッド２の各ノズル開口３…に対応し
て複数設けられる。そして、記録ヘッド２は、プリンタ
コントローラ３７からの印字データ（階調情報）に基づ
いてインク滴を吐出する。

【００３８】即ち、プリンタコントローラ３７からの印
字データ（ＳＩ）は、発振回路４３からのクロック信号
（ＣＫ）に同期して、内部Ｉ／Ｆ４５から第１シフトレ
ジスタ５０及び第２シフトレジスタ５１にシリアル伝送
される。プリンタコントローラ３７からの印字データ
は、上記したように２ビットのデータであり、非記録、
マイクロドット、ミドルドット、ラージドットからなる
４階調を表す。なお、本実施形態では、非記録が階調情
報（００）であり、マイクロドットが階調情報（０１）
であり、ミドルドットが階調情報（１０）であり、ラー
ジドットが階調情報（１１）である。

【００３９】この印字データは、各ドット毎、即ち、各
ノズル開口３毎に設定される。そして、全てのノズル開
口３…に関する下位ビット（ビット０）のデータが第１
シフトレジスタ５０に入力され、全てのノズル開口３…
に関する上位ビット（ビット１）のデータが第２シフト
レジスタ５１に入力される。第１シフトレジスタ５０に
は第１ラッチ回路５２が電気的に接続され、第２シフト
レジスタ５１には第２ラッチ回路５３が電気的に接続さ
れている。そして、プリンタコントローラ３７からのラ
ッチ信号（ＬＡＴ）が各ラッチ回路５２，５３に入力さ
れると、第１ラッチ回路５２は印字データの下位ビット
のデータをラッチし、第２ラッチ回路５３は印字データ
の上位ビットをラッチする。

【００４０】各ラッチ回路５２，５３でラッチされた印
字データは、デコーダ５４に入力される。このデコーダ
５４は、２ビットの印字データ（階調情報）を翻訳して
パルス選択データを生成する。このパルス選択データは
複数ビットで構成されており、各ビットは駆動信号（Ｃ
ＯＭ）を構成する各パルス信号に対応している。そし
て、各ビットの内容〔例えば、（０），（１）〕に応じ
て圧電振動子３１に対するパルス信号の供給或いは非供
給が選択される。

【００４１】また、デコーダ５４には、制御ロジック５
５からのタイミング信号も入力されている。そして、制
御ロジック５５は、ラッチ信号（ＬＡＴ）やチャンネル
信号（ＣＨ）を受信する毎にタイミング信号を発生す
る。デコーダ５４によって翻訳されたパルス選択データ
は、上位ビット側から順に、タイミング信号によって規
定されるタイミングが到来する毎にレベルシフタ５６に
入力される。

【００４２】レベルシフタ５６は電圧増幅器として機能
し、パルス選択データが「１」の場合には、スイッチ回
路５７を駆動できる電圧、例えば数十ボルト程度の電圧
に昇圧された電気信号を出力する。そして、レベルシフ
タ５６で昇圧された「１」のパルス選択データはスイッ
チ回路５７に供給される。

【００４３】このスイッチ回路５７は、印字データの翻
訳により生成されたパルス選択データに基づき、駆動信
号に含まれる駆動パルスを選択的に圧電振動子３１に供
給する。即ち、このスイッチ回路５７の入力側には駆動
信号発生回路４４からの駆動信号が供給されており、出
力側には圧電振動子３１が接続されている。そして、ス
イッチ回路５７に加わるパルス選択データが「１」であ
る期間中は、スイッチ回路５７が接続状態になって駆動
信号が圧電振動子３１に供給され、この駆動信号に応じ
て圧電振動子３１の電位レベル（つまり、駆動電極３４
ｂの電位レベル）が変化する。一方、スイッチ回路５７
に加わるパルス選択データが「０」の期間中は、レベル
シフタ５６からはスイッチ回路５７を作動させる電気信
号が出力されない。このため、スイッチ回路５７が切断
状態になって圧電振動子３１へは駆動信号が供給されな
い。なお、このパルス選択データが「０」の期間におい
て圧電振動子３１の電位レベルは、パルス選択データが
「０」に切り換わる直前の電位レベルを維持する。

【００４４】次に、上記の駆動信号発生回路４４が発生
する駆動信号ＣＯＭ、及び、駆動信号ＣＯＭを構成する
各駆動パルスの供給について説明する。

【００４５】駆動信号発生回路４４が発生する駆動信号
ＣＯＭは、インク量の異なる複数種類の駆動パルスを一
連に接続した信号である。例えば、図５に示すように、
駆動信号ＣＯＭは、メニスカスを微振動させる微振動パ
ルスＤＰ１と、この微振動パルスＤＰ１の後に発生さ
れ、マイクロドットのインク滴をノズル開口３から吐出
させるマイクロドット駆動パルスＤＰ２と、ミドルドッ
トのインク滴をノズル開口３から吐出させるミドルドッ
ト駆動パルスＤＰ３とを含んでいる。そして、駆動信号
発生回路４４は、これらの駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２，
ＤＰ３を印刷周期Ｔ毎に繰り返し発生する。

【００４６】この駆動信号ＣＯＭでは、インク滴を吐出
させない場合に微振動パルスＤＰ１のみを選択して圧電
振動子３１に供給し、マイクロドットを記録する場合に
マイクロドット駆動パルスＤＰ２のみを圧電振動子３１
に供給する。また、ミドルドットを記録する場合にミド
ルドット駆動パルスＤＰ３のみを圧電振動子３１に供給
し、ラージドットを記録する場合にマイクロドット駆動
パルスＤＰ２とミドルドット駆動パルスＤＰ３とを圧電
振動子３１に供給する。

【００４７】即ち、デコーダ５４は、非記録の階調情報
（００）を翻訳することでパルス選択データ（１００）
を生成し、マイクロドットの階調情報（０１）を翻訳す
ることでパルス選択データ（０１０）を生成する。ま
た、ミドルドットの階調情報（１０）を翻訳することで
パルス選択データ（００１）を生成し、ラージドットの
階調情報（１１）を翻訳することでパルス選択データ
（０１１）を生成する。そして、デコーダ５４は、各駆
動パルスＤＰ１〜ＤＰ３の供給開始タイミングに同期さ
せてパルス選択データの各ビットをレベルシフタ５６に
入力する。

【００４８】次に、図６を参照してマイクロドット駆動
パルスＤＰ２について詳しく説明する。このマイクロド
ット駆動パルスＤＰ２で記録ヘッド２を駆動すると、図
７に示すように、メニスカスＭの中心部分Ｍ１が柱状に
盛り上がり、このインク柱の先端部分からメインインク
滴が分離して飛翔し、その後、インク柱の残りの部分か
らサテライトインク滴が分離して後を追うようにして飛
翔する。つまり、サテライトインク滴は、メインインク
滴に付随して飛翔する。そして、このマイクロドット駆
動パルスＤＰ２の波形形状は、サテライトインク滴のイ
ンク量がメインインク滴のインク量よりも多くなるよう
に設定されている。

【００４９】即ち、このマイクロドット駆動パルスＤＰ
２は、第１引き込み要素として機能する第１充電要素Ｐ
１と、第２引き込み要素として機能する第２充電要素Ｐ
２と、引き込みホールド要素として機能する第１ホール
ド要素Ｐ３と、押し出し要素として機能する第１放電要
素Ｐ４と、押し出しホールド要素として機能する第２ホ
ールド要素Ｐ５と、加圧要素として機能する第２放電要
素Ｐ６とを順に接続した一連の信号として構成されてい
る。

【００５０】第１充電要素Ｐ１は、最低電位ＶＬから比
較的緩やかな上昇勾配θ１で中間電位ＶＭまで電位を上
昇させる要素である。この第１充電要素Ｐ１が圧電振動
子３１に供給されると、圧力室２３の容積は最低電位Ｖ
Ｌで規定される最小容積から中間電位ＶＭで規定される
中間容積まで比較的ゆっくりと膨張し、圧力室２３内の
インク圧力が緩やかに減圧される。

【００５１】この緩やかな減圧に伴ってメニスカスは、
図７（ａ）に示す定常状態から図７（ｂ）に示す第１減
圧状態になる。ここで、定常状態とは、圧力室２３内の
圧力変動が極く少ない状態であって、メニスカスＭがノ
ズル面（ノズルプレート１９における外側表面）の近傍
に位置している状態である。この定常状態において、メ
ニスカスＭは、緩やかな曲率で圧力室２３側に少し窪ん
でいる。また、第１減圧状態とは、メニスカスＭをノズ
ル開口３の途中まで圧力室２３側に引き込んだ状態であ
る。なお、この実施形態では、メニスカスＭをテーパー
空部２４の途中まで引き込んでいる。

【００５２】そして、第１充電要素Ｐ１の勾配θ１、つ
まり、第１充電要素Ｐ１の供給に伴う圧力室２３の膨張
速度は、定常状態におけるメニスカスＭの湾曲形状を保
持可能な程度の勾配（膨張速度）に設定している。これ
は、定常状態から第１減圧状態に遷移する過程におい
て、湾曲形状を保ったままメニスカスＭを引き込むため
である。このように、テーパー空部２４の途中までメニ
スカスＭを引き込むと、ノズル開口３の内径が拡大さ
れ、ノズル開口３内を満たしているインクの量も少なく
なる。その結果、ノズル開口３側のイナータンスを下げ
ることができる。このため、圧力室２３内のインクの圧
力変動に対するメニスカスＭの応答性を高めることがで
きる。

【００５３】第２充電要素Ｐ２は、上昇勾配θ２で中間
電位ＶＭから最大電位ＶＨまで電位を上昇させる要素で
ある。この第２充電要素Ｐ２が圧電振動子３１に供給さ
れると、圧力室２３の容積は中間電位ＶＭで規定される
中間容積から最大電位ＶＨで規定される最大容積まで急
激に膨張し、圧力室２３内のインク圧力も急激に減圧さ
れる。

【００５４】この急激な減圧に伴ってメニスカスＭは、
図７（ｂ）に示す第１減圧状態から、図７（ｃ）に示す
第２減圧状態になる。ここで、第２減圧状態とは、第１
減圧工程で圧力室２３側に引き込んだメニスカスＭをさ
らに引き込んだ状態である。

【００５５】ここで、第２充電要素Ｐ２の勾配θ２、つ
まり、第２充電要素Ｐ２の供給に伴う圧力室２３の膨張
速度は、第１充電要素Ｐ１の勾配（速度）よりも急峻に
設定する。好ましくは、制御し得る最大勾配（速度）に
設定する。これは、メニスカスＭの中心部分Ｍ１を局所
的に圧力室２３側に引き込むためである。

【００５６】即ち、この第２充電要素Ｐ２が圧電振動子
３１に供給されると、圧力室２３内のインク圧力は急激
に低下する。このとき、第１減圧工程によって圧力室２
３内の圧力変動に対するメニスカスＭの応答性が高めら
れているので、図７（ｃ）に示すように、メニスカスＭ
の中心部分Ｍ１が局所的に引き込まれた状態となる。つ
まり、メニスカスＭの中心部分Ｍ１には、周縁部分より
も湾曲率が大きい局所凹部が生成される。

【００５７】第１ホールド要素Ｐ３は、直前の電位、つ
まり、第２充電要素の終端電位である最大電位ＶＨを所
定時間に亘って維持する要素である。この第１ホールド
要素Ｐ３が圧電振動子３１に供給されると圧電振動子３
１の収縮が停止され、圧力室２３の膨張も止まる。つま
り、圧力室２３は最大容積が維持される。この第１ホー
ルド要素Ｐ３の供給期間中において、第２減圧工程で圧
力室２３側に大きく引き込まれた局所凹部は、反動、つ
まり表面張力に起因する復元力によって移動方向をイン
ク滴の吐出方向に反転させる。その後、図７（ｄ）に示
すように、メニスカスＭの中心部分Ｍ１は、慣性力によ
って吐出方向に盛り上がった凸の状態になる。

【００５８】従って、この第１ホールド要素Ｐ３は、第
２減圧工程で局所的に引き込まれたメニスカスＭの中心
部分Ｍ１を反動によって吐出方向に移動させるための待
機時間を定めている。そして、この待機時間に亘ってメ
ニスカスＭの中心部分Ｍ１が自由振動する。

【００５９】第１放電要素Ｐ４は、急峻な下降勾配θ３
で最大電位ＶＨから中間電位ＶＭまで電位を下降させて
圧力室２３を収縮させる要素である。この第１放電要素
Ｐ４が圧電振動子３１に供給されると、圧電振動子３１
は少し伸長し、圧力室２３は最大容積から中間容積まで
急激に収縮する。これにより、圧力室２３内のインク圧
力が上昇し、インク柱が加圧される。即ち、図７（ｅ）
に示すように、慣性力によって柱状に伸長したメニスカ
スＭの中心部分Ｍ１を、圧力室２３の収縮による加圧力
でインク吐出方向に押し出している。このように、メニ
スカスＭの中心部分Ｍ１が反動によって吐出方向に移動
している最中に圧力室２３内を加圧しているので、反動
に圧力室２３からのインク圧力が加わり、インク柱を強
く押し出すことができる。

【００６０】そして、この第１放電要素Ｐ４の供給開始
タイミングは、上記の第１ホールド要素Ｐ３の供給時間
によって規定される。このため、第１ホールド要素Ｐ３
の供給時間の設定の仕方次第で、インク柱の押し出しタ
イミングの最適化が図れる。

【００６１】なお、この第１放電要素Ｐ４の終端電位で
ある中間電位ＶＭに関し、本実施形態では第２充電要素
Ｐ２の始端電位と同電位に設定しているが、これに限定
されるものではない。第２充電要素Ｐ２の始端電位や第
１放電要素Ｐ４の終端電位は、個々に設定することがで
きる。

【００６２】第２ホールド要素Ｐ５は、第１放電要素Ｐ
４の終端電位である中間電位ＶＭを維持する要素であ
る。この第２ホールド要素Ｐ５が圧電振動子３１に供給
されると、第１放電要素Ｐ４による圧電振動子３１の伸
長が止まり、圧力室２３は中間容積を維持する。また、
第２放電要素Ｐ６は、中間電位ＶＭから最低電位ＶＬま
で一定の下降勾配θ４で電位を変化させる要素である。
この第２放電要素Ｐ６が圧電振動子３１に供給される
と、圧電振動子３１が伸長して圧力室２３は中間容積か
ら最小容積まで収縮する。これによって圧力室２３が加
圧される。

【００６３】これらの第２ホールド要素Ｐ５及び第２放
電要素Ｐ６を供給している最中において、上記のインク
柱は圧力室からのインク圧力や慣性力等によってインク
滴の吐出方向に伸長している。このインク柱の伸長によ
り、まず、インク柱の先端部分がちぎれてメインインク
滴として飛翔する。続いて、残ったインク柱における先
端側の部分が柱の途中からちぎれ、このちぎれた部分が
サテライトインク滴として飛翔する。これにより、図７
（ｆ）に示すように、メインインク滴とサテライトイン
ク滴とが連続して飛翔する。なお、サテライトインク滴
がちぎれた後は、ちぎれた反動によって、メニスカスＭ
の中心部分Ｍ１が圧力室側に大きく凹もうとするが、第
２放電要素Ｐ６の供給によって圧力室２３内が加圧され
るので、中心部分Ｍ１の過剰な凹みを防止することがで
きる。これにより、インク滴吐出後におけるメニスカス
Ｍの振動を速やかに収束させることができる。

【００６４】そして、本実施形態におけるマイクロドッ
ト駆動パルスＤＰ２では、第２充電要素Ｐ２の供給によ
り圧力室２３内を減圧してメニスカスＭの中心部分Ｍ１
を局所的に引き込み、この局所的に引き込まれたメニス
カスＭの中心部分Ｍ１が反動によって吐出方向に移動し
ている最中に第１放電要素Ｐ４を供給して圧力室２３内
を加圧し、インク柱を押し出しているため、サテライト
インク滴のインク量を、メインインク滴のインク量より
も増やすことができる。ここで、インク滴吐出直後にお
けるメインインク滴の飛翔速度（初速）とサテライトイ
ンク滴の飛翔速度（初速）とを比較すると、従来例のマ
イクロドット駆動パルスと同様に、メインインク滴の方
がサテライトインク滴よりも速い。要するに、初速の速
いメインインク滴のインク量が少なく、初速の遅いサテ
ライトインク滴のインク量が多くなる。その結果、メイ
ンインク滴とサテライトインク滴の着弾位置を揃えるこ
とができる。

【００６５】即ち、メインインク滴は、初速は速いけれ
どもインク量が極めて少ないため、空気の粘性抵抗の影
響をサテライトインク滴よりも大きく受けてしまい、飛
翔距離に対する速度の低下率が大きい。一方、サテライ
トインク滴は、初速は遅いけれどもインク量が比較的多
いため、空気の粘性抵抗の影響をメインインク滴よりも
受け難く、飛翔距離に対する速度の低下率がメインイン
ク滴よりも小さい。従って、記録紙１０への着弾時点に
おけるメインインク滴とサテライトインク滴の速度差を
小さくすることができ、メインインク滴の着弾位置とサ
テライトインク滴の着弾位置とを、従来例よりも近付け
ることができる。

【００６６】このことを図８に示す具体例に基づいて詳
しく説明する。ここで、図８は、ノズルプレート１９か
らのインク滴の飛翔距離とインク滴の飛翔速度との関係
を説明する図である。この図において、実線は本実施形
態のマイクロドット駆動パルスＤＰ２によるメインイン
ク滴の距離と速度の関係を示し、点線は本実施形態のマ
イクロドット駆動パルスＤＰ２によるサテライトインク
滴の距離と速度の関係を示す。また、一点鎖線は従来例
のマイクロドット駆動パルスによるメインインク滴の距
離と速度の関係を示し、二点鎖線は従来例のマイクロド
ット駆動パルスによるサテライトインク滴の距離と速度
の関係を示す。なお、本実施形態におけるメインインク
滴のインク量は０．５ｐＬであり、サテライトインク滴
のインク量は１ｐＬである。一方、従来例におけるメイ
ンインク滴のインク量は１ｐＬであり、サテライトイン
ク滴のインク量は０．５ｐＬである。

【００６７】まず、本実施形態のメインインク滴（実
線）と従来例のメインインク滴（一点鎖線）とを比較す
る。従来例のメインインク滴では、初速（距離０ｍｍで
の速度）が約７ｍ／ｓである。そして、飛翔距離が長く
なるほど速度が低下するが、インク量が１ｐＬであるこ
とから距離に対する速度の低下率は比較的低く、距離１
ｍｍでの速度が約５ｍ／ｓ、距離２ｍｍでの速度が約３
ｍ／ｓ、距離３ｍｍでの速度が約１ｍ／ｓである。一
方、本実施形態のメインインク滴も初速は約７ｍ／ｓで
あるが、インク量が０．５ｐＬと極く少ないことから距
離に対する速度の低下率は比較的大きい。即ち、距離１
ｍｍでの速度は約３．８ｍ／ｓ、距離２ｍｍでの速度は
約０．７ｍ／ｓとなり、距離２．２５ｍｍでは速度が０
ｍ／ｓになっている。

【００６８】次に、本実施形態のサテライトインク滴
（点線）と従来例のサテライトインク滴（二点鎖線）と
を比較する。従来例のサテライトインク滴では、初速が
約４ｍ／ｓである。また、インク量が０．５ｐＬと極く
少ないので、距離に対する速度の低下率が比較的大き
い。即ち、距離１ｍｍで速度が約０．７ｍ／ｓとなり、
距離１．２５ｍｍでは速度が約０ｍ／ｓになっている。
一方、本実施形態のサテライトインク滴も初速は約４ｍ
／ｓであるが、インク量が１ｐＬと従来例よりも多いこ
とから距離に対する速度の低下率は従来例よりも小さ
い。即ち、距離１ｍｍでの速度は約２ｍ／ｓであり、距
離２ｍｍで速度が０ｍ／ｓになっている。

【００６９】ここで、ノズルプレート１９から記録紙１
０までの距離が１ｍｍであったとすると、従来例では着
弾時点でのメインインク滴の速度が約５ｍ／ｓであるの
に対し、サテライトインク滴の速度が約０．７ｍ／ｓで
ある。このように両インク滴の速度差が大きいため、メ
インインク滴が着弾してからサテライトインク滴が着弾
するまでに比較的長い時間がかかる。そして、記録ヘッ
ド２の移動中にインク滴を吐出させている関係から、両
インク滴における着弾位置のずれが大きくなってしま
う。一方、本実施形態では着弾時点でのメインインク滴
の速度が約３．８ｍ／ｓ、サテライトインク滴の速度が
約２ｍ／ｓであり、速度差は従来例よりも少ない。この
ため、メインインク滴とサテライトインク滴とが続けて
着弾し、着弾位置のずれを小さくすることができる。

【００７０】また、ノズルプレート１９から記録紙１０
までの距離が１．５ｍｍであったとすると、従来例では
記録紙１０に着弾する前にサテライトインク滴の速度が
０ｍ／ｓになってしまっているので、インク滴がミスト
化して空中を浮遊してしまう虞がある。一方、本実施形
態では、着弾時点でのメインインク滴の速度が約３．３
ｍ／ｓ、サテライトインク滴の速度が約１ｍ／ｓである
ので、記録紙１０に確実に着弾させることができ、ミス
ト化を防止することができる。

【００７１】以上のように、本実施形態のマイクロドッ
ト駆動パルスＤＰ２では、サテライトインク滴のインク
量がメインインク滴のインク量よりも多くなるように各
要素の電位差や供給時間（つまり波形形状）が設定され
ているので、極く少量のマイクロドットインク滴を吐出
させた場合でもメインインク滴とサテライトインク滴の
着弾位置を揃えることができ、画質の向上が図れる。ま
た、インク滴のミスト化を防止することもでき、装置の
信頼性を向上させることができる。

【００７２】ところで、上記の第１実施形態は、サテラ
イトインク滴のインク量をメインインク滴のインク量よ
りも多くすることにより、メインインク滴とサテライト
インク滴の着弾位置を揃えたり、ミスト化を防止するも
のであったが、本発明は、この構成に限定されるもので
はない。例えば、サテライトインク滴の飛翔速度を、が
メインインク滴の飛翔速度よりも高く設定するようにし
てもよい。以下、このように構成した第２実施形態につ
いて説明する。

【００７３】この第２実施形態における第１実施形態と
の相違は、マイクロドット駆動パルスの波形形状であ
る。他の構成は第１実施形態と同じであるため、その説
明は省略する。

【００７４】本実施形態のマイクロドット駆動パルス
は、図９に示す波形形状を有している。このマイクロド
ット駆動パルスＤＰ２´で記録ヘッド２を駆動すると、
インク柱の先端部分からメインインク滴が分離して飛翔
した後、インク柱の残りの部分からサテライトインク滴
が分離して飛翔する。そして、このマイクロドット駆動
パルスＤＰ２´では、サテライトインク滴がインク柱か
らちぎれるタイミングで圧力室２３の加圧力を高めるこ
とで、サテライトインク滴の飛翔速度をメインインク滴
の飛翔速度よりも高くしている。

【００７５】即ち、このマイクロドット駆動パルスＤＰ
２´は、引き込み要素として機能する充電要素Ｐ１１
と、引き込みホールド要素として機能する第１ホールド
要素Ｐ１２と、押し出し要素として機能する第１放電要
素Ｐ１３と、押し出しホールド要素として機能する第２
ホールド要素Ｐ１４と、第１加圧要素として機能する第
２放電要素Ｐ１５と、第２加圧要素として機能する第３
放電要素Ｐ１６とを順に接続した一連の信号として構成
されている。

【００７６】第１充電要素Ｐ１１は、上昇勾配θ１１で
最低電位（基準電位）ＶＬから最大電位ＶＨまで電位を
上昇させる。この第１充電要素Ｐ１１が圧電振動子３１
に供給されると、圧力室２３は最低電位ＶＬで規定され
る最小容積から最大電位ＶＨで規定される最大容積まで
急速に膨張する。この膨張に伴って圧力室２３内が急激
に減圧され、メニスカスは定常状態から圧力室２３側に
引き込まれる。このとき、急激な減圧によってメニスカ
スの中心部分は周縁部分に比べて大きく引き込まれる。

【００７７】第１ホールド要素Ｐ１２は、直前の電位で
ある最大電位ＶＨを所定時間に亘って維持する要素であ
る。この第１ホールド要素Ｐ１２が圧電振動子３１に供
給されている期間に亘って圧力室２３は最大容積を維持
する。このため、第１ホールド要素Ｐ１２の供給期間中
においては、反動によってメニスカスの中心部分がイン
ク滴吐出方向に移動し、この中心部分が周縁部分よりも
盛り上がった状態になる。

【００７８】第１放電要素Ｐ１３は、急峻な下降勾配θ
１２で最大電位ＶＨから第１放電電位ＶＭ１まで電位を
下降させる。この第１放電要素Ｐ１３が圧電振動子３１
に供給されると、圧力室２３は最大電位ＶＨで規定され
る容積から第１放電電位ＶＭ１で規定される容積まで収
縮する。この収縮に伴って、圧力室２３内が加圧され、
インク滴吐出方向に盛り上がったメニスカスの中心部分
がさらに加圧される。これにより、メニスカスの中心部
分は柱状に伸長する。

【００７９】第２ホールド要素Ｐ１４は、第１放電要素
Ｐ１３の終端電位である第１放電電位ＶＭ１を所定時間
に亘って維持する要素である。この第２ホールド要素Ｐ
１４が圧電振動子３１に供給されると、第１放電要素Ｐ
１３による圧力室２３の収縮動作が停止される。このと
き、慣性力によってメニスカスの中央部分は、インク吐
出方向に向けて細長い柱状に伸長する。

【００８０】第２放電要素Ｐ１５は、下降勾配θ１３で
第１放電電位ＶＭ１から第２放電電位ＶＭ２まで電位を
下降させる。この第２放電要素Ｐ１５が圧電振動子３１
に供給されると、圧力室２３は、第１放電電位ＶＭ１で
規定される第１中間容積から第２放電電位ＶＭ２で規定
される第２中間容積まで収縮する。これに伴い、圧力室
２３内のインクも加圧される。そして、この第２放電要
素Ｐ１５の供給タイミングは、インク柱からメインイン
ク滴が分離するタイミングに合わせられている。このた
め、第２放電要素Ｐ１５の供給に伴って、インク柱の先
端部分がちぎれ、このちぎれた部分がメインインク滴と
して飛翔する。

【００８１】第３放電要素Ｐ１６は、下降勾配θ１４で
第２放電電位ＶＭ２から最低電位ＶＬまで電位を下降さ
せることで圧力室２３を急速に収縮させる。この第３放
電要素Ｐ１６の下降勾配θ１４は、第２放電要素Ｐ１５
の下降勾配θ１３よりも急峻に設定されている。このた
め、第３放電要素Ｐ１６が圧電振動子３１に供給される
と、圧力室２３は、第２放電要素Ｐ１５の供給時よりも
高い度合いで収縮する。そして、この第３放電要素Ｐ１
６の供給タイミングは、インク柱からサテライトインク
滴が分離するタイミングに合わせられている。従って、
サテライトインク滴が分離するタイミングでの圧力室２
３の加圧力は、メインインク滴が分離するタイミングで
の圧力室２３の加圧力よりも強い。その結果、サテライ
トインク滴の飛翔速度を、メインインク滴の飛翔速度よ
りも高めることができる。

【００８２】これにより、メインインク滴とサテライト
インク滴との着弾位置を揃えることができる。即ち、後
に吐出されるサテライトインク滴の方が、先に吐出され
るメインインク滴よりも速いので、記録紙上におけるメ
インインク滴の着弾位置とサテライトインク滴の着弾位
置とを、従来例よりも近付けることができる。

【００８３】このことを図１０に示す具体例に基づいて
詳しく説明する。ここで、図１０は、図８と同様に、ノ
ズルプレート１９からのインク滴の飛翔距離と、インク
滴の飛翔速度との関係を説明する図である。この図にお
いて、実線は本実施形態のマイクロドット駆動パルスＤ
Ｐ２´によるメインインク滴の距離と速度の関係を示
し、点線は本実施形態のマイクロドット駆動パルスＤＰ
２´によるサテライトインク滴の距離と速度の関係を示
す。また、一点鎖線は従来例のマイクロドット駆動パル
スによるメインインク滴の距離と速度の関係を示し、二
点鎖線は従来例のマイクロドット駆動パルスによるサテ
ライトインク滴の距離と速度の関係を示す。なお、本実
施形態及び従来例の何れも、メインインク滴のインク量
は１ｐＬであり、サテライトインク滴のインク量は０．
５ｐＬである。

【００８４】まず、本実施形態のメインインク滴（実
線）と従来例のメインインク滴（一点鎖線）とを比較す
る。従来例のメインインク滴では、初速が約７ｍ／ｓで
ある。そして、飛翔距離が長くなるほど速度が低下し、
距離１ｍｍでの速度が約５ｍ／ｓ、距離２ｍｍでの速度
が約３ｍ／ｓ、距離３ｍｍでの速度が約１ｍ／ｓであ
る。一方、本実施形態のメインインク滴は、初速が約５
ｍ／ｓである。そして、飛翔距離が長くなるほど速度が
低下し、距離１ｍｍでの速度が約３ｍ／ｓ、距離２ｍｍ
での速度が約１ｍ／ｓとなり、距離２．５ｍｍでは速度
が０ｍ／ｓになっている。

【００８５】次に、本実施形態のサテライトインク滴
（点線）と従来例のサテライトインク滴（二点鎖線）と
を比較する。従来例のサテライトインク滴では、初速が
約４ｍ／ｓと従来例のメインインク滴よりも低く、ま
た、インク量が０．５ｐＬと極く少ないことから距離に
対する速度の低下率も比較的大きい。このため、距離１
ｍｍで速度が約０．７ｍ／ｓまで低下し、距離１．５ｍ
ｍでは速度が約０ｍ／ｓになっている。一方、本実施形
態のサテライトインク滴の初速は約７ｍ／ｓであり、本
実施形態のメインインク滴よりも十分に速い。このた
め、インク量が０．５ｐＬと極く少なくても比較的遠く
まで飛翔できる。即ち、距離１ｍｍでの速度は約３．８
ｍ／ｓ、距離１ｍｍで速度が約０．７ｍ／ｓであり、距
離２．２ｍｍでは速度が０ｍ／ｓになっている。

【００８６】ここで、ノズルプレート１９から記録紙１
０までの距離が１ｍｍであったとすると、従来例では着
弾時点でのメインインク滴の速度が約５ｍ／ｓであるの
に対し、サテライトインク滴の速度が約０．７ｍ／ｓで
あるため、メインインク滴が着弾してからサテライトイ
ンク滴が着弾するまでに比較的長い時間がかかり、着弾
位置のずれが大きくなってしまう。一方、本実施形態で
は着弾時点でのメインインク滴の速度が約３ｍ／ｓ、サ
テライトインク滴の速度が約３．８ｍ／ｓであり、サテ
ライトインク滴の方が速い。このため、メインインク滴
とサテライトインク滴とが続けて着弾し、着弾位置のず
れを小さくすることができる。

【００８７】また、ノズルプレート１９から記録紙１０
までの距離が１．５ｍｍであったとすると、従来例では
サテライトインク滴がミスト化して空中を浮遊してしま
う虞がある。一方、本実施形態では、着弾時点でのメイ
ンインク滴の速度が約２ｍ／ｓ、サテライトインク滴の
速度が約２．２ｍ／ｓであるので、インク滴を記録紙１
０へ確実に着弾させることができる。

【００８８】以上のように、本実施形態のマイクロドッ
ト駆動パルスＤＰ２´では、サテライトインク滴の飛翔
速度がメインインク滴の飛翔速度よりも高くなるように
各要素の電位差や供給時間（つまり波形形状）が設定さ
れているので、マイクロドットインクを吐出させた場合
でもメインインク滴とサテライトインク滴の着弾位置を
揃えることができ、画質の向上が図れる。

【００８９】なお、上記の実施形態に関し、特許請求の
範囲の記載に基づいて種々の追加、変更等が可能であ
る。例えば、上記した各実施形態では、サテライトイン
ク滴のインク量をメインインク滴のインク量よりも多く
する制御（第１実施形態）と、サテライトインク滴の飛
翔速度をメインインク滴の飛翔速度よりも高くする制御
（第２実施形態）とを例示したが、両方の制御を組み合
わせることも可能である。つまり、マイクロドット駆動
パルスの波形形状を変更することで、サテライトインク
滴のインク量をメインインク滴のインク量よりも多くし
つつ、サテライトインク滴の飛翔速度をメインインク滴
の飛翔速度よりも高くするように制御してもよい。

【００９０】この制御は、例えば、マイクロドット駆動
パルスＤＰ２´における第２放電要素Ｐ１５と第３放電
要素Ｐ１６の電位差、供給時間、電位勾配等を適宜に設
定することにより実現可能である。また、第１充電要素
Ｐ１、第２充電要素Ｐ２、第１ホールド要素Ｐ３、第１
放電要素Ｐ４、第２ホールド要素Ｐ１４、第２放電要素
Ｐ１５、第３放電要素Ｐ１６によって構成されたマイク
ロドット駆動パルスを用いても実現可能である。

【００９１】また、上記の各実施形態では、１つのメイ
ンインク滴と１つのサテライトインク滴とからマイクロ
ドットインク滴が構成されている場合について説明した
が、吐出されるマイクロドットインク滴の中に複数のサ
テライトインク滴が含まれるような駆動方法であっても
本発明を適用することができる。例えば、サテライトイ
ンク滴がさらに複数に分かれて孫サテライトインク滴が
生成されるような場合であっても本発明を適用すること
ができる。この場合、マイクロドットインク滴を構成す
る複数のサテライトインク滴の中の少なくとも１つのサ
テライトインク滴がメインインク滴よりもインク量が多
ければ、上記実施形態と同様の効果が得られる。同様
に、１つのサテライトインク滴がメインインク滴よりも
飛翔速度が高ければ、上記実施形態と同様の効果が得ら
れる。

【００９２】また、上記の実施形態では、圧電振動子３
１として、充電により収縮して圧力室２３を膨張させ、
放電により伸長して圧力室２３を収縮させる圧電振動子
３１を例示したがこのタイプの圧電振動子３１に限定さ
れない。例えば、充電により伸長して圧力室２３を収縮
させ、放電により収縮して圧力室２３を膨張させるタイ
プの圧電振動子３１を用いても同様に構成することがで
きる。また、撓み変形によって圧力室２３の容積を可変
するタイプの圧電振動子３１であってもよい。

【００９３】また、圧力室２３の容積を変化させる圧力
発生素子は圧電振動子３１に限定されない。要するに圧
力室２３内のインクに圧力変動を生じさせ得る素子であ
れば本発明を適用することができる。例えば、電気機械
変換素子の一種である磁歪素子を用いた記録ヘッドにも
適用できる。

【００９４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば以下
の効果を奏する。即ち、サテライトインク滴のインク量
をメインインク滴のインク量よりも多くしたので、サテ
ライトインク滴は、空気の粘性抵抗の影響をメインイン
ク滴よりも受け難くなり、飛翔距離に対する速度の低下
率がメインインク滴よりも小さくなる。このため、記録
紙の着弾位置におけるメインインク滴とサテライトイン
ク滴の速度差を小さくすることができ、着弾位置のずれ
を小さくできる。その結果、マイクロドットインク滴を
吐出させた場合でもメインインク滴とサテライトインク
滴の着弾位置を揃えることができ、画質の向上が図れ
る。また、飛翔速度が低くなりがちなサテライトインク
滴の方が多い量であるので、記録紙まで確実に飛翔させ
ることができる。これにより、インク滴のミスト化も防
止することができる。

【００９５】また、サテライトインク滴の飛翔速度をメ
インインク滴の飛翔速度よりも高くしたので、後に吐出
されるサテライトインク滴の方が先に吐出されるメイン
インク滴よりも高速で飛翔し、記録紙上におけるメイン
インク滴の着弾位置とサテライトインク滴の着弾位置と
を近付けることができる。その結果、マイクロドットイ
ンク滴を吐出させた場合でもメインインク滴とサテライ
トインク滴の着弾位置を揃えることができ、画質の向上
が図れる。また、インク量が少なくなりがちなサテライ
トインク滴の方が高速であるので、記録紙まで確実に飛
翔させることができる。これにより、インク滴のミスト
化も防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット式記録装置であるイン
クジェットプリンタの斜視図である。

【図２】インクジェット式記録ヘッドを示す断面図であ
る。

【図３】ノズル開口の形状を説明する断面図である。

【図４】インクジェットプリンタの電気的構成を説明す
るブロック図である。

【図５】駆動信号を説明する図である。

【図６】第１実施形態におけるマイクロドット駆動パル
スを説明する図である。

【図７】（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ、インク滴の吐出過
程を説明する図である。

【図８】第１実施形態におけるノズルプレートからのイ
ンク滴の飛翔距離とインク滴の飛翔速度との関係を説明
する図である。

【図９】第２実施形態におけるマイクロドット駆動パル
スを説明する図である。

【図１０】第２実施形態におけるノズルプレートからの
インク滴の飛翔距離とインク滴の飛翔速度との関係を説
明する図である。

【符号の説明】

１ インクジェットプリンタ ２ インクジェット式記録ヘッド ３ ノズル開口 ４ キャリッジ ５ ガイド部材 ６ 駆動プーリ ７ 遊転プーリ ８ タイミングベルト ９ パルスモータ １０ 記録紙 １１ インクカートリッジ １２ 紙送りローラ １４ ケース １５ 流路ユニット １６ 振動子ユニット １７ 収容空部 １８ 流路形成基板 １９ ノズルプレート ２０ 振動板 ２１ 共通インク室 ２２ インク供給口 ２３ 圧力室 ２４ テーパー空部 ２５ ストレート空部 ２６ 支持基板 ２７ 弾性体膜 ２８ アイランド部 ３１ 圧電振動子 ３２ 固定板 ３３ 圧電体 ３４ 電極 ３７ プリンタコントローラ ３８ プリントエンジン ３９ 外部インターフェース ４０ ＲＡＭ ４１ ＲＯＭ ４２ 制御部 ４３ 発振回路 ４４ 駆動信号発生回路 ４５ 内部インターフェース ４６ 紙送りモータ ５０ 第１シフトレジスタ ５１ 第２シフトレジスタ ５２ 第１ラッチ回路 ５３ 第２ラッチ回路 ５４ デコーダ ５５ 制御ロジック ５６ レベルシフタ ５７ スイッチ回路

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズル開口に連通した圧力室内の圧力を
   変動させ、圧力室内における圧力変動によってノズル開
   口からメインインク滴とこのメインインク滴に付随して
   吐出されるサテライトインク滴とからなるマイクロドッ
   トインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドの
   駆動方法であって、 吐出されるマイクロドットインク滴の中にメインインク
   滴のインク量よりも多い量のサテライトインク滴が含ま
   れるように圧力室内の圧力を変動させることを特徴とす
   るインクジェット式記録ヘッドの駆動方法。
2. 【請求項２】 メニスカスの中心部分を局所的に引き込
   むように圧力室内を減圧し、この局所的に引き込まれた
   メニスカスが吐出方向に移動している最中に圧力室内を
   加圧することで、サテライトインク滴のインク量がメイ
   ンインク滴のインク量よりも多くなるようにしたことを
   特徴とする請求項１に記載のインクジェット式記録ヘッ
   ドの駆動方法。
3. 【請求項３】 ノズル開口に連通した圧力室内の圧力を
   変動させ、圧力室内における圧力変動によってノズル開
   口からメインインク滴とこのメインインク滴に付随して
   吐出されるサテライトインク滴とからなるマイクロドッ
   トインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドの
   駆動方法であって、 吐出されるマイクロドットインク滴の中にメインインク
   滴のインク量よりも飛翔速度が高いサテライトインク滴
   が含まれるように圧力室内の圧力を変動させることを特
   徴とするインクジェット式記録ヘッドの駆動方法。
4. 【請求項４】 サテライトインク滴の分離タイミングに
   おける圧力室の加圧力を、メインインク滴の分離タイミ
   ングにおける圧力室の加圧力よりも強くすることで、サ
   テライトインク滴の飛翔速度がメインインク滴の飛翔速
   度よりも高くなるようにしたことを特徴とする請求項３
   に記載のインクジェット式記録ヘッドの駆動方法。
5. 【請求項５】 ノズル開口に連通した圧力室及びこの圧
   力室内のインクを加減圧する圧力発生素子を有する記録
   ヘッドと、駆動パルスを有する一連の駆動信号を発生す
   る駆動信号発生手段とを備え、駆動パルスの供給により
   圧力発生素子を作動させてノズル開口からインク滴を吐
   出させるようにしたインクジェット式記録装置におい
   て、 前記駆動信号発生手段は、メインインク滴とこのメイン
   インク滴に付随して吐出されるサテライトインク滴とか
   らなるマイクロドットのインク滴を吐出させるマイクロ
   ドット駆動パルスを生成し、 該マイクロドット駆動パルスの波形形状を、吐出される
   マイクロドットインク滴の中にメインインク滴のインク
   量よりも多い量のサテライトインク滴が含まれるように
   設定したことを特徴とするインクジェット式記録装置。
6. 【請求項６】 前記マイクロドット駆動パルスは、圧力
   室内の減圧によってメニスカスの中心部分を局所的に引
   き込む引き込み要素と、該引き込み要素によって引き込
   まれたメニスカスの中心部分が反動によって吐出方向に
   移動するタイミングで圧力室内を加圧する押出し要素と
   を含んでいることを特徴とする請求項５に記載のインク
   ジェット式記録装置。
7. 【請求項７】 ノズル開口に連通した圧力室及びこの圧
   力室内のインクを加減圧する圧力発生素子を有する記録
   ヘッドと、駆動パルスを有する一連の駆動信号を発生す
   る駆動信号発生手段とを備え、駆動パルスの供給により
   圧力発生素子を作動させてノズル開口からインク滴を吐
   出させるようにしたインクジェット式記録装置におい
   て、 前記駆動信号発生手段は、メインインク滴とこのメイン
   インク滴に付随して吐出されるサテライトインク滴とか
   らなるマイクロドットインク滴を吐出させるマイクロド
   ット駆動パルスを生成し、 該マイクロドット駆動パルスの波形形状を、吐出される
   マイクロドットインク滴の中にメインインク滴のインク
   量よりも飛翔速度が高いサテライトインク滴が含まれる
   ように設定したことを特徴とするインクジェット式記録
   装置。
8. 【請求項８】 前記マイクロドット駆動パルスは、メイ
   ンインク滴の分離タイミングで供給されて圧力室内を加
   圧する第１加圧要素と、サテライトインク滴の分離タイ
   ミングで供給されて圧力室内を加圧する第２加圧要素と
   を含み、 第２加圧要素による圧力室の加圧力を、第１加圧要素に
   よる圧力室の加圧力よりも強くしたことを特徴とする請
   求項５又は請求項７に記載のインクジェット式記録装
   置。
9. 【請求項９】 前記第２加圧要素の電位勾配を、第１加
   圧要素の電位勾配よりも急峻にしたことを特徴とする請
   求項８に記載のインクジェット式記録装置。