JP2003118116A

JP2003118116A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2003118116A
Application number: JP2001320420A
Authority: JP
Inventors: Masamune Kusunoki; 雅統楠; Mitsuru Shingyouchi; 充新行内
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-10-18
Filing date: 2001-10-18
Publication date: 2003-04-23
Anticipated expiration: 2021-10-18
Also published as: JP3659581B2

Abstract

(57)【要約】【課題】インク吐出速度を確保しつつインク滴の微小
滴化を行なう。【解決手段】最大電位Ｖpsの電位から第１の変化速度
で下降する第１の信号２０１に移行する。そして、引き
続き、第１の変化速度（ΔＶa／Ｔfs1）よりも大きい第
２の変化速度（ΔＶb／Ｔfs2＝一定）で最低電位Ｖpbま
で下降する第２の信号２０２に移行する。次に、最低電
位Ｖpbを所定の時間（パルス幅Ｐws）だけ保持する第３
の信号２０３に移行する。最後に、最低電位Ｖpbから最
大電位Ｖpsまで第３の変化速度（ΔＶc／Ｔrm＝一定）
でする上昇する第４の信号２０４に移行して、再び最大
電位Ｖpsに戻る。

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、インクジェット
記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平06-297707号公報には、インクジ
ェットヘッドの圧力室の容積を拡大してインクを圧力室
に充填し、その後、圧力室の容積を収縮してインクを吐
出する際に、被記録材の記録特性に応じて、第１の段階
における圧力室の容積拡大速度を任意に可変させ、一定
のインク吐出速度を維持しながらインク吐出量だけを自
在に可変するようにしたインクジェット記録装置につい
て開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】高粘度インクを使用す
るインクジェットヘッドにおいては、周波数特性を良好
にするためにインク供給室からのリフィール時間を短く
する必要があり、インク圧力室とインク供給室とを連通
する流体抵抗部の流体抵抗Ｒoは小さくする必要があ
る。よって、いわゆる「引き打ち」方式を採用したイン
クジェット記録装置において、図１２に示すようなパル
ス波形をもつ従来の駆動信号でインクジェットヘッドの
駆動を行なうと、インク圧力室の容積拡大速度が速い
（図１２におけるΔＶ／Ｔfsの値が大きい）場合、イン
ク圧力室内の負圧が大きくなり、流体抵抗Ｒoが小さい
ためインク供給室からのインク供給が速やかに行われる
ので、ノズルメニスカスの引き込み深さを大きくできな
い。すなわち、図１２のパルスは、保持パルス１００の
状態から電位が漸次下降する放電パルス１０１を時間Ｔ
fsの間出力してから、時間Ｐwsの間だけ放電パルス１０
２（電位Ｖpb）を出力し、電位が漸次上昇する充電パル
ス１０３を時間Ｔrmの間出力して後、保持パルス１０４
（電位Ｖps）になるという波形の電圧である。一方、イ
ンク圧力室の容積拡大速度を遅くするとインク供給室内
圧力を大きくできないので、このインク供給室内圧力を
効率的に利用した吐出は期待できない。

【０００４】図１２のパルス波形における時間Ｐwsとイ
ンクジェットヘッドのノズル面からのメニスカス深さと
の関係を図１３に示す。図１３において、はじめに保持
パルス１００により電圧Ｖpsがインクジェットヘッドの
アクチュエータである圧電振動子に印加され、圧電振動
子は充電して伸張する。その結果、インク加圧室の容積
は収縮する。続いて放電パルス１０１により電圧Ｖpbに
なるまで圧電振動子を放電させることでインク圧力室を
収縮させ、インク圧力室の容積を膨張させる。その時、
インク圧力室内に周期Ｔsで振動するインク供給室内圧
力が発生し、はじめは負圧が発生するのでメニスカスは
インク圧力室内側に引き込まれる。そして、引き続きイ
ンク供給室からインクが徐々に供給されはじめる。その
結果、一端引き込まれたメニスカスは、インクが供給さ
れるに従って周期Ｔsで減衰振動しながら徐々にノズル
面に向かって盛り上がっていく。ここでは流体抵抗Ｒo
の小さいインクジェットヘッドで高粘度インクを使うこ
とを考えると、電圧ΔＶを一定にし時間Ｔfsが短いとき
は、メニスカス深さは浅く、振幅は大きい。そして、時
間Ｔfsを長くしていくと、メニスカス深さは深く、振幅
は小さくなっていく。メニスカス深さは吐出インク滴量
と密接な関係にあり、メニスカス変動の振幅は吐出イン
ク速度と密接な関係に有ることが知られている。すなわ
ち、メニスカス深さを大きくしてインク滴の微小滴化を
意図しても、所望のインク吐出速度が得られないので吐
出電圧を大きくしなければならず、インク吐出速度を上
げると同時にインク吐出量も多くなり、目標の小滴化を
達成しにくくなる。

【０００５】これに対し、特開平06-297707号公報に開
示の技術では、インクジェットヘッドの圧力室の容積拡
大速度を任意に可変させ、インク吐出量だけを自在に可
変することはできるものの、インク吐出速度は遅くなっ
てしまうので、印刷速度の低下を招き、同時にインクの
着弾位置のばらつきが大きくなることによる印刷画質の
低下も招来してしまう。

【０００６】この発明の目的は、インク吐出速度を確保
しつつインク滴の微小滴化を行なうことを可能とするイ
ンクジェット記録装置を提供することである。

【０００７】この発明の目的は、最適化された小ドット
のインク滴の吐出を可能とするインクジェット記録装置
を提供することである。

【０００８】この発明の目的は、ノズル内のインク占有
体積を小さくし、また、小ドットのインク滴を吐出させ
ることを可能とするインクジェット記録装置を提供する
ことである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、インク圧力室、このインク圧力室に連通してインク
を吐出するノズル、前記インク圧力室と連通しているイ
ンク供給室及び前記インク圧力室の容積を増減するアク
チュエータを有してなるインクジェットヘッドと、前記
アクチュエータに駆動電圧を印加して前記インクジェッ
トヘッドを駆動し、前記駆動電圧を構成する１周期のパ
ルスは、前記インク圧力室を膨張させる第１の信号、前
記第１の信号の後に出力され前記第１の信号の印加のと
きより前記インク圧力室内に大きな圧力を発生させて前
記インク圧力室を膨張させる第２の信号、この第２の信
号による前記インク圧力室の膨張状態を保持する第３の
信号及び当該膨張状態から前記インク加圧室を収縮させ
てインク滴を吐出させる第４の信号を含むものとするド
ライバと、を備えているインクジェット記録装置であ
る。

【００１０】したがって、インク圧力室の容積拡大速度
を遅くしてインク供給室内圧力を小さくすることでイン
ク供給室からのインク供給を緩慢にして、ノズルメニス
カスを効率的に引き込むことが第１の信号により可能に
なり、引き続き、インク圧力室の容積拡大速度を速くし
てインク供給室内圧力を大きくすることでインク吐出電
圧を小さくすることが第２の信号により可能となるの
で、インク吐出速度を確保しつつインク滴の微小滴化を
行なうことができる。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のインクジェット記録装置において、前記アクチュエー
タは圧電素子であり、前記ドライバは、前記第１及び第
２の信号として放電パルスを、前記第４の信号として充
電パルスを夫々印加するものである。

【００１２】したがって、インクジェットヘッドのアク
チュエータに圧電素子を用いた装置で、インク吐出速度
を確保しつつインク滴の微小滴化を行なうことができ
る。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載のインクジェット記録装置において、前記ドライ
バは、前記第１の信号の電圧変化速度より前記第２の信
号の電圧変化速度を大きくするものである。

【００１４】したがって、第１の信号の電圧変化速度よ
り第２の信号の電圧変化速度を大きくすることで、第２
の信号の印加時にはインク圧力室内に大きな圧力を発生
させて、インク吐出速度を確保しつつインク滴の微小滴
化を行なうことができる。

【００１５】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
のインクジェット記録装置において、前記ドライバは、
前記第１の信号の印加時間を前記第２の信号の印加時間
より長くしている。

【００１６】したがって、前記第１の信号の印加時間を
前記第２の信号の印加時間より長くすることで、第２の
信号の印加時にはインク圧力室内に大きな圧力を発生さ
せて、インク吐出速度を確保しつつインク滴の微小滴化
を行なうことができる。

【００１７】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれかの一に記載のインクジェット記録装置におい
て、前記ドライバは、前記インク圧力室の共振周期をＴ
sとしたときに前記第１の信号の印加時間を共振周期Ｔs
の１／２以上とするものである。

【００１８】したがって、第１の信号の印加時間をイン
ク圧力室の共振周期Ｔsの１／２以上とすることで、イ
ンク吐出速度を確保しつつインク滴の微小滴化を行なう
ことができる。

【００１９】請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の
いずれかの一に記載のインクジェット記録装置におい
て、前記ドライバは、前記インク圧力室の共振周期をＴ
sとしたときに前記第２の信号の印加時間が前記共振周
期Ｔｓの１／２以下とするものである。

【００２０】したがって、第２の信号の印加時間をイン
ク圧力室の共振周期Ｔｓの１／２以下とすることで、イ
ンク吐出速度を確保しつつインク滴の微小滴化を行なう
ことができる。

【００２１】請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の
いずれかの一に記載のインクジェット記録装置におい
て、前記ドライバは、前記第３の信号のパルス幅を前記
ノズルから吐出されるインクの吐出量を最大とする大き
さとするものである。

【００２２】したがって、第２の信号で発生するインク
圧力室内の圧力振動を最大限に利用して、最適化された
小ドットの吐出が可能になり、また、第４の信号の低電
圧化も可能にする。

【００２３】請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の
いずれかの一に記載のインクジェット記録装置におい
て、前記ドライバは、前記第１の信号の印加開始時にお
ける電位と前記第３の信号の電位との電位差を前記第３
の信号の電位と前記第４の信号の印加終了時における電
位との電位差より大きくするものである。

【００２４】したがって、より深くノズルメニスカスを
引き込むことができるので、ノズル内のインク占有体積
を小さくでき、かつ、インク吐出時のインク圧力室の容
積変化を小さくできるので、小ドットのインク滴を吐出
させることが可能になる。

【００２５】

【発明の実施の形態】この発明の一実施の形態について
説明する。

【００２６】図１は、この実施の形態であるインクジェ
ット記録装置Ａの概略構成を示す斜視図、図２は同断面
図である。図１、図２に示すように、インクジェット記
録装置Ａは、本体１の内部に、主走査方向に移動可能な
キャリッジ１３、キャリッジ１３に搭載したインクジェ
ットヘッド１４、及び、インクジェットヘッド１４へイ
ンクを供給するインクカートリッジ１５等で構成される
印字機構部２等を収納している。装置本体１の下部には
前面側から多数枚の用紙３を積載可能な給紙カセット
（あるいは給紙トレイでもよい）４を着脱自在に装着す
ることができ、また、用紙３を手差しで給紙するための
手差しトレイ５を開閉することができ、給紙カセット４
あるいは手差しトレイ５から給送される用紙３を取り込
み、印字機構部２によって所要の画像を印字した後、後
面側に装着された排紙トレイ６に排紙する。

【００２７】印字機構部２は、本体１の筐体を構成する
左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド
１１及び従ガイドロッド１２でキャリッジ１３を主走査
方向（図２で紙面垂直方向）に摺動自在に保持してい
る。このキャリッジ１３には、イエロー（Ｙ）、シアン
（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のイ
ンク滴を吐出するインクジェットヘッド１４を、複数の
インク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、イ
ンク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キ
ャリッジ１３にはインクジェットヘッド１４に各色のイ
ンクを供給するための各インクカートリッジ１５を着脱
可能に装着している。

【００２８】インクカートリッジ１５は、その上部に外
気と連通する外気口、下部にはインクジェットヘッド１
４へインクを供給する供給口を備え、内部にはインクが
充填された多孔質体を備えており、多孔質体の毛管力に
よりインクジェットヘッド１４へ供給されるインクをわ
ずかな負圧に維持している。

【００２９】ここで、キャリッジ１３は後部側（用紙搬
送方向下流側）を主ガイドロッド１１に摺動自在に軸支
され、前部側（用紙搬送方向下流側）も従ガイドロッド
１２に摺動自在に支持されている。そして、このキャリ
ッジ１３を主走査方向に移動走査するため、主走査モー
タ１７で回転駆動される駆動プーリ１８と従動プーリ１
９との間にタイミングベルト２０が架け渡され、このタ
イミングベルト２０をキャリッジ１３に固定しており、
主走査モータ１７の正逆回転によりキャリッジ１３が往
復駆動される。

【００３０】一方、給紙カセット４にセットした用紙３
をインクジェットヘッド１４の下方側に搬送するため
に、給紙カセット４から用紙３を分離給装する給紙ロー
ラ２１及びフリクションパッド２２と、用紙３を案内す
るガイド部材２３と、給紙された用紙３を反転させて搬
送する搬送ローラ２４と、この搬送ローラ２４の周面に
押し付けられる搬送コロ２５及び搬送ローラ２４からの
用紙３の送り出し角度を規定する先端コロ２６とを設け
ている。搬送ローラ２４は副走査モータ２７によってギ
ヤ列を介して回転駆動される。

【００３１】そして、キャリッジ１３の主走査方向の移
動範囲に対応して搬送ローラ２４から送り出された用紙
３を記録インクジェットヘッド１４の下方側で案内する
用紙ガイド部材である印台２９を設けている。この印台
２９の用紙搬送方向下流側には、用紙３を排紙方向へ送
り出すために回転駆動される搬送コロ３１、拍車３２を
設け、さらに用紙３を排紙トレイ６に送り出す排紙ロー
ラ３３及び拍車３４と、排紙経路を形成するガイド部材
３５，３６とを配設している。

【００３２】キャリッジ１３の移動方向右端側の記録領
域を外れた位置には、インクジェットヘッド１４の吐出
不良を回復するための回復装置３７を配置している。回
復装置はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を
有している。キャリッジ１３は印字待機中にはこの回復
装置３７側に移動されてキャッピング手段でインクジェ
ットヘッド１４をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状
態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止す
る。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐
出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定に
し、安定した吐出性能を維持する。

【００３３】吐出不良が発生した場合等には、キャッピ
ング手段でインクジェットヘッド１４の吐出口を密封
し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとと
もに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴ
ミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復
される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置さ
れた廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部
のインク吸収体に吸収保持される。

【００３４】図３は、インクジェット記録装置Ａの電気
的な接続を示すブロック図である。図１に示すように、
インクジェット記録装置Ａは、マイコン等からなりイン
クジェット記録装置Ａの全体を制御する制御部４１と、
インクジェットヘッド１４の圧電振動子５２（図４参
照）に駆動電圧を印加してインクジェットヘッド１４を
駆動するドライバ４２と、外部からインクジェットヘッ
ド１４で印刷を行なうための印字データを受付けるイン
ターフェイス４３と、主走査モータ１７と、副走査モー
タ２７とが接続されるほか、各種のアクチュエータ、セ
ンサが接続されている。

【００３５】以上のような装置構成で、インクジェット
記録時には、制御部４１はキャリッジ１３を移動させな
がら印字データに応じてインクジェットヘッド１４を駆
動することにより、停止している用紙３にインクを吐出
して１行分を記録し、用紙３を所定量搬送後、次の行の
記録を行なう。そして、記録終了信号、又は、用紙３の
後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記
録動作を終了させ用紙３を排紙する。

【００３６】図４は、インクジェットヘッド１４の縦断
面図である。このインクジェットヘッド１４は、セラミ
ックなどから構成される基板５１と、インクジェットヘ
ッド１４のアクチュエータとなる圧電素子である圧電振
動子５２と、インク共通液室５５ａを支えるフレーム５
３と、振動板５４と、液室及び流路５５と、インク圧力
室５６と、インク圧力室５６と連通してインクを吐出す
るノズル５７とを備えている。液室及び流路５５は、イ
ンク供給室であるインク共通液室５５ａと流体抵抗部５
５ｂとからなる。

【００３７】振動板５４には、インク圧力室５６側に弾
性変形可能なダイアフラム部５４ａが設けられ、圧電振
動子５２の伸縮により、インク圧力室５６を収縮、膨張
させることができる。圧電振動子５２に対してドライバ
４２から駆動信号が印加され、充電が行われると、図４
中の矢印Ａ方向に伸長し、また圧電振動子５２に充電さ
れた電荷が放電すると、図中のＡ方向と反対方向に収縮
する。

【００３８】ドライバ４２は、制御部４１に制御され
て、インクジェットヘッド１４に以下に説明する駆動信
号を印加することでインク液滴を形成する。すなわち、
１周期のパルスが次のような波形となる駆動パルス信号
を出力する。

【００３９】図５は、かかる駆動信号のパルス波形を示
す波形図である。まず、この駆動信号は、最大電位Ｖps
（保持パルス２００）の電位から第１の変化速度で下降
する第１の信号（放電パルス２０１）に移行する。そし
て、引き続き、第１の変化速度（ΔＶa／Ｔfs1）よりも
大きい第２の変化速度（ΔＶb／Ｔfs2＝一定）で最低電
位Ｖpbまで下降する第２の信号（放電パルス２０２）に
移行する。次に、最低電位Ｖpbを所定の時間（パルス幅
Ｐws）だけ保持する第３の信号（保持パルス２０３）に
移行する。最後に、最低電位Ｖpbから最大電位Ｖpsまで
第３の変化速度（ΔＶc／Ｔrm＝一定）でする上昇する
第４の信号（充電パルス２０４）に移行して、再び最大
電位Ｖpsに戻って（保持パルス２０５）、１周期のパル
スを終了する。以後は、保持パルス２００から保持パル
ス２０５までが繰り返されることで、パルス信号が連続
的に出力される。

【００４０】図６は、図５のパルス波形に対する比較例
である従来の駆動信号のパルス波形を示す波形図であ
る。以下では、図５に示したパルス波形（波形Ａとす
る）と、図６に示す従来のパルス波形（波形Ｂとする）
とを比較して説明する。

【００４１】すなわち、波形Ａの放電パルス２０１と波
形Ｂの放電パルス３０１とは変化速度（ΔＶa／Ｔfs1）
と電位差（ΔＶa）が同じである。波形Ａの充電パルス
２０４と波形Ｂの放電パルス３０３とは変化速度（ΔＶ
c／Ｔrm）と電位差（ΔＶc）が同じである。そして、引
き込み時間（Ｔfs1＋Ｐws）とメニスカス深さとの関係
を示すグラフである図７に示すように、波形Ａと波形Ｂ
とは、この放電パルスの変化速度（ΔＶa／Ｔfs1及びΔ
Ｖc／Ｔrm）、電位差（ΔＶa及びΔＶc）が同じなの
で、メニスカス深さはほぼ同じになる。

【００４２】そして、波形Ａでは、第１の変化速度（Δ
Ｖa／Ｔfs1）よりも大きい第２の変化速度（ΔＶb／Ｔf
s2）をもった放電パルス２０２を、放電パルス２０１に
続いて印加することによって、インク共通液室５５ａ内
圧力を発生させることができる。そして、放電パルスの
変化速度とインク共通液室５５ａ内圧力の振動振幅の大
きさとは比例関係があるので、第２の変化速度を第１の
変化速度よりも大きくすることで、第１の変化速度で変
化した時よりも大きなインク共通液室５５ａ内圧力を発
生することができる。また、放電パルス２０１の印加時
間を放電パルス２０２の印加時間よりも長くすることで
もことでも、同様な結果となることは言うまでもない。

【００４３】従って、波形Ａでインクジェットヘッド１
４を駆動した場合には、放電パルス２０２を印加するこ
とによって発生させたインク共通液室５５ａ内圧力によ
るメニスカス変動が重畳される結果となる（図７参
照）。同様に、図８は、引き込み時間（Ｔfs1＋Ｐws）
とインク共通液室５５ａ内圧力との関係を示すグラフで
ある。引き込み時間が“０”の時点は放電パルスの印加
開始タイミングであり、このときにはインク共通液室５
５ａ内圧力も“０”になっている。そして、放電パルス
が印加されて圧力振動が発生する。前記と同様に、波形
Ａで駆動した場合には放電パルス２０２を印加すること
によって発生させたインク共通液室５５ａ内圧力による
メニスカス変動が重畳されるので、インク共通液室５５
ａ内圧力の圧力振動の振幅が大きくなる。

【００４４】また、インク共通液室５５ａ内圧力は、図
８に示すように、インク圧力室５６の構造やノズル５７
の径、インクの流体抵抗値などの要因で決まる周期Ｔs
により正圧、負圧を繰り返しながら減衰振動をするが、
引き込み開始から周期Ｔsの半分（Ｔs／２）までは圧力
は負圧となり、その大きさは引き込み開始直後が一番大
きい。その後は、周期の半分（Ｔs／２）からＴsまで正
圧となる。ゆえに、図５の駆動波形Ａで、放電パルス２
０１の印加時間Ｔfs1を周期Ｔsの半分（Ｔs／２）より
も大きく設定することで、インク共通液室５５ａ内圧力
の負圧による流体抵抗部からのインク供給を最小限にす
ることができ、その結果、メニスカス深さを大きくでき
る。

【００４５】さらに、前記したようにインク共通液室５
５ａ内圧力の絶対値は、引き込み開始から周期Ｔsの半
分（Ｔs／２）までが一番大きく、それ以降は減衰しな
がら圧力は小さくなっていく。ゆえに、図５の駆動波形
Ａで放電パルス２０２の印加時間Ｔfs2を周期Ｔsの半分
（Ｔs／２）よりも小さく設定することで、インク共通
液室５５ａ内圧力を最大限にすることができ、その結
果、インク共通液室５５ａ内圧力を大きくすることがで
きる。

【００４６】ところで、図５の駆動信号Ａの場合は、図
９に示すように、インク圧力室５６内の圧力振動とほぼ
同じ周期でインク吐出速度Ｖjやインク吐出量Ｍjは増減
を繰り返すことになる。従って、第３の信号のパルス幅
Ｐwsをインク圧力室５６内の圧力が正圧（図９中の点
Ａ）になったタイミングで充電パルス２０４を印加する
と、インク吐出速度は最大となる。一方、このタイミン
グだとインク吐出量も最大となることがわかっている。
このように、パルス幅Ｐwsの大きさを選定すれば、図１
０に示すように、充電パルス２０４の電圧差ΔＶcが低
電圧でもインクは吐出するので、充電パルス２０４の電
位差ΔＶcを小さくできる。すなわち、図１０は、図９
におけるインク吐出速度Ｖj、インク吐出量Ｍjのピーク
値（Ａ点）、ボトム値（Ｂ点）それぞれの場合につい
て、駆動電圧Ｖppの変化に対するインク吐出速度Ｖj、
インク吐出量Ｍjの変化を示している。電位差ΔＶcを小
さくできるということは、吐出時のインク圧力室５６内
の容積変化量を小さくできるので、インク吐出量もさら
に少なくできる。

【００４７】そこで、インクジェットヘッド１４の駆動
に、図５に示す駆動信号Ａに代えて、図１１に示すよう
なパルス波形を用いることができる。すなわち、図５と
共通符号の要素は図５の駆動信号Ａと同一の内容である
ため詳細な説明は省略するが、図１１においては、最大
電位Ｖpsと最小電位Ｖpb（保持パルス２００と保持パル
ス２０３）との電位差ΔＶ1（ΔＶa＋ΔＶb）を大きく
し、これに比べて保持パルス２０３と保持パルス２０５
との電位差ΔＶ2（最小電位Ｖpbと駆動電圧Ｖppの電位
差）を小さくしている。そして、保持パルス２０５を出
力した後に、充電パルス２０６を出力して、この充電パ
ルス２０６により駆動信号の電位は駆動電圧Ｖppから最
大電位Ｖpsまで上昇するようにしている。これにより、
インク吐出の微小滴化と所望の吐出速度の両立を達成で
きる。

【００４８】

【発明の効果】請求項１に記載の発明は、インク圧力室
の容積拡大速度を遅くしてインク供給室内圧力を小さく
することでインク供給室からのインク供給を緩慢にし
て、ノズルメニスカスを効率的に引き込むことが第１の
信号により可能になり、引き続き、インク圧力室の容積
拡大速度を速くしてインク供給室内圧力を大きくするこ
とでインク吐出電圧を小さくすることが第２の信号によ
り可能となるので、インク吐出速度を確保しつつインク
滴の微小滴化を行なうことができる。

【００４９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のインクジェット記録装置において、インクジェットヘ
ッドのアクチュエータに圧電素子を用いた装置で、イン
ク吐出速度を確保しつつインク滴の微小滴化を行なうこ
とができる。

【００５０】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載のインクジェット記録装置において、第１の信号
の電圧変化速度より第２の信号の電圧変化速度を大きく
することで、第２の信号の印加時にはインク圧力室内に
大きな圧力を発生させて、インク吐出速度を確保しつつ
インク滴の微小滴化を行なうことができる。

【００５１】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
のインクジェット記録装置において、前記第１の信号の
印加時間を前記第２の信号の印加時間より長くすること
で、第２の信号の印加時にはインク圧力室内に大きな圧
力を発生させて、インク吐出速度を確保しつつインク滴
の微小滴化を行なうことができる。

【００５２】請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の
いずれかの一に記載のインクジェット記録装置におい
て、第１の信号の印加時間をインク圧力室の共振周期Ｔ
sの１／２以上とすることで、インク吐出速度を確保し
つつインク滴の微小滴化を行なうことができる。

【００５３】請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の
いずれかの一に記載のインクジェット記録装置におい
て、第２の信号の印加時間をインク圧力室の共振周期Ｔ
ｓの１／２以下とすることで、インク吐出速度を確保し
つつインク滴の微小滴化を行なうことができる。

【００５４】請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の
いずれかの一に記載のインクジェット記録装置におい
て、第２の信号で発生するインク圧力室内の圧力振動を
最大限に利用して、最適化された小ドットの吐出が可能
になり、また、第４の信号の低電圧化も可能にする。

【００５５】請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の
いずれかの一に記載のインクジェット記録装置におい
て、より深くノズルメニスカスを引き込むことができる
ので、ノズル内のインク占有体積を小さくでき、かつ、
インク吐出時のインク圧力室の容積変化を小さくできる
ので、小ドットのインク滴を吐出させることが可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態であるインクジェット
記録装置の概略構成を示す斜視図である。

【図２】前記インクジェット記録装置の概略構成を示す
縦断面図である。

【図３】前記インクジェット記録装置の電気的な接続を
示すブロック図である。

【図４】前記インクジェット記録装置のインクジェット
ヘッドの縦断面図である。

【図５】前記インクジェット記録装置の駆動電圧のパル
ス波形を示す波形図である。

【図６】従来のインクジェット記録装置における駆動電
圧のパルス波形を示す波形図である。

【図７】図５と図６の駆動電圧による作用を説明するグ
ラフである。

【図８】同グラフである。

【図９】インクジェット記録装置におけるパルス幅とイ
ンクの吐出量及び吐出速度との関係を説明するグラフで
ある。

【図１０】インクジェット記録装置における駆動電圧と
インクの吐出量及び吐出速度との関係を説明するグラフ
である。

【図１１】この発明の一実施の形態であるインクジェッ
ト記録装置における駆動電圧のパルス波形の他の例を示
す波形図である。

【図１２】従来のインクジェット記録装置における駆動
電圧のパルス波形を示す波形図である。

【図１３】図１２の駆動電圧による作用を説明するグラ
フである。

【符号の説明】

Ａインクジェット記録装置１４インクジェットヘッド４２ドライバ５２アクチュエータ、圧電素子５５ａインク供給室５６インク圧力室５７ノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク圧力室、このインク圧力室に連通
してインクを吐出するノズル、前記インク圧力室と連通
しているインク供給室及び前記インク圧力室の容積を増
減するアクチュエータを有してなるインクジェットヘッ
ドと、前記アクチュエータに駆動電圧を印加して前記インクジ
ェットヘッドを駆動し、前記駆動電圧を構成する１周期
のパルスは、前記インク圧力室を膨張させる第１の信
号、前記第１の信号の後に出力され前記第１の信号の印
加のときより前記インク圧力室内に大きな圧力を発生さ
せて前記インク圧力室を膨張させる第２の信号、この第
２の信号による前記インク圧力室の膨張状態を保持する
第３の信号及び当該膨張状態から前記インク加圧室を収
縮させてインク滴を吐出させる第４の信号を含むものと
するドライバと、を備えているインクジェット記録装
置。
【請求項２】前記アクチュエータは圧電素子であり、前記ドライバは、前記第１及び第２の信号として放電パ
ルスを、前記第４の信号として充電パルスを夫々印加す
るものである請求項１に記載のインクジェット記録装
置。
【請求項３】前記ドライバは、前記第１の信号の電圧
変化速度より前記第２の信号の電圧変化速度を大きくす
るものである請求項１又は２に記載のインクジェット記
録装置。
【請求項４】前記ドライバは、前記第１の信号の印加
時間を前記第２の信号の印加時間より長くしている請求
項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】前記ドライバは、前記インク圧力室の共
振周期をＴsとしたときに前記第１の信号の印加時間を
共振周期Ｔsの１／２以上とするものである請求項１〜
４のいずれかの一に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】前記ドライバは、前記インク圧力室の共
振周期をＴsとしたときに前記第２の信号の印加時間が
前記共振周期Ｔｓの１／２以下とするものである請求項
１〜５のいずれかの一に記載のインクジェット記録装
置。
【請求項７】前記ドライバは、前記第３の信号のパル
ス幅を前記ノズルから吐出されるインクの吐出量を最大
とする大きさとするものである請求項１〜６のいずれか
の一に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】前記ドライバは、前記第１の信号の印加
開始時における電位と前記第３の信号の電位との電位差
を前記第３の信号の電位と前記第４の信号の印加終了時
における電位との電位差より大きくするものである請求
項１〜７のいずれかの一に記載のインクジェット記録装
置。