JP2006305768A - インク滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 所定サイズのインク滴を吐出する場合に、インク滴を安定的に吐出できるとともに、インクミストの発生も低減できるインク滴吐出装置を提供する。
【解決手段】 前記駆動パルス信号として、インク滴を吐出するメインパルス信号Ｐｍと、前記メインパルス信号Ｐｍの後に印加されるインク滴を吐出しない安定化パルス信号Ｐｓとを有し、前記安定化パルス信号Ｐｓは、そのパルス幅Ｔｓがパルスの立ち上がり時間よりも短く設定され、前記メインパルス信号Ｐｍのパルス幅Ｔｍ、前記安定化パルス信号Ｐｓのパルス幅Ｔｓ、前記メインパルス信号Ｐｍの終端と前記安定化パルス信号Ｐｓの始端との間隔Ｗｍとがそれぞれ、前記圧力室が含まれるインク流路内を圧力波が片道伝播する時間ＡＬに対して、０．８ＡＬ≦Ｔｍ≦１．２ＡＬ、０．１ＡＬ≦Ｔｓ≦０．３ＡＬ、０．６ＡＬ≦Ｗｍ≦１．０ＡＬの関係を満たしている。
【選択図】 図７

Description

本発明は、インクジェット方式によるインク滴吐出装置に関するものである。

インク滴吐出装置であるインクジェットプリンタにはインクジェットヘッドが備えられており、圧電式のアクチュエータを有するインクジェットヘッドでは、駆動パルス信号の印加によるアクチュエータの変位で、インクに吐出圧力が与えられてノズルからインク滴が吐出される構成が知られている。

前記インクジェットヘッドにおいては、インク滴を吐出した後のインクの残留振動を抑えたり、あるいは吐出するインク滴を小型化する目的で、図８（ａ）に示すように、インク滴を吐出するメインパルス信号Ｐｍの後に、インク滴を吐出しないパルス信号Ｐｓを付加することが行われる。

例えば、本出願人は、特許文献１において、吐出用のメインパルス信号を第１に印加し、第２に非吐出パルス信号を印加する方法を開示している。前記特許文献１は、１つのドットの直前及び直後に他の吐出指令があるか否かによって、駆動波形を変えるように構成されており、前後に他の吐出指令が無い場合には、駆動波形１として、インク流路での圧力波の片道伝播時間をＡＬとしたとき、パルス幅が１．０ＡＬのメインパルス信号の後に、０．４ＡＬ〜０．６ＡＬの間隔をあけて、パルス幅が０．２ＡＬ〜０．３ＡＬの非吐出パルス信号を印加し、それ以外の場合には、駆動波形２として、パルス幅が０．５〜０．７ＡＬのメインパルス信号の後に、２．０ＡＬ〜２．２ＡＬの間隔だけあけて、パルス幅が０．２ＡＬ〜０．３ＡＬの非吐出パルス信号を印加している（特許文献１ではＡＬをＴと記載している）。

一方、本発明者は、図８（ａ）に示す駆動波形について検討した。この図８（ａ）及び特許文献１に示す駆動波形は、いずれもメインパルス信号と、その後に付加される非吐出パルス信号を同じ電圧としている。つまり、非吐出パルス信号も立ち上がり、立ち下がりに際して発生するエネルギーは、メインパルス信号のそれと同等で、ただメインパルス信号によって発生した圧力波に対してタイミングをずらすことで非吐出パルス信号によりインクが吐出されないようにしている。
特開２００１−３０１１６１号公報（図１参照）

図８（ａ）に示す駆動波形に基づいて、本発明者が実験を行なったところ、目的とするインク滴を吐出した後に、被記録媒体に着弾しない極めて微細なインク滴（以下、ミストと記載する）が発生する現象を確認した。実験の結果を、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示す。ここでは、非吐出パルス信号Ｐｓのパルス幅をＴｓ、メインパルス信号Ｐｍの立ち下がりから非吐出パルス信号Ｐｓの立ち上がりまでの間隔をＷｍとしている。図８（ｂ）は吐出安定性を評価した結果を示したもので、被記録媒体における記録状態に、しぶき、よれ、ぬけ等の不良箇所があるか否かを判断したものである。図８（ｃ）は、ミスト抑制の良否を評価した結果を示したものである。いずれも、結果が良好な場合を○、不良の場合を×、その中間を△で示している。そして、ＴｓとＷｍを、図８（ｂ）では、１．００ＡＬ≦Ｔｓ≦１．４７ＡＬ、１．３３ＡＬ≦Ｗｍ≦１．５３ＡＬの範囲内で組み合わせ、図８（ｃ）では、１．００ＡＬ≦Ｔｓ≦１．５０ＡＬ、１．２０ＡＬ≦Ｗｍ≦１．５３ＡＬの範囲内で組み合わせている。メインパルス信号Ｐｍのパルス幅Ｔｍは、いずれもＴｍ＝１．００ＡＬに固定している。

図８（ｂ）及び図８（ｃ）からわかるように、図８（ａ）に示す駆動波形では、インク滴の吐出に関しては、実験したＴｓとＷｍの範囲内に安定的に吐出する領域があることを確認できた。しかしながら、ミストの発生に関しては、実験したＴｓとＷｍの範囲内では、良好な結果（○）は全く得られなかった。

このミストは、吐出したインク滴がノズル内のインクから分離する際に発生するインク滴よりもさらに体積が小さいインク滴であるため、被記録媒体には着弾せずに浮遊し、インクジェットプリンタの内部に付着して、インク汚染や様々な動作不良を引き起こすことが懸念される。そのため、品質の低下や、ミスト侵入防止用の部品を付加することによるコストアップ等の問題を招来する。

本発明は、上記課題を解消するものであり、所定サイズのインク滴を吐出する場合に、インク滴を安定的に吐出できるとともに、インクミストの発生も低減できるインク滴吐出装置の提供を目的とするものである。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明におけるインク滴吐出装置は、インクが充填された圧力室の容積を変化させるアクチュエータに、駆動パルス信号を印加することにより、インク滴を被記録媒体に吐出させるインク滴吐出装置において、インク滴を吐出する駆動波形は、前記駆動パルス信号として、インク滴を吐出するメインパルス信号Ｐｍと、前記メインパルス信号Ｐｍの後に印加されるインク滴を吐出しない安定化パルス信号Ｐｓとを有し、前記安定化パルス信号Ｐｓは、そのパルス幅Ｔｓがパルスの立ち上がり時間よりも短く設定され、前記メインパルス信号Ｐｍのパルス幅Ｔｍ、前記安定化パルス信号Ｐｓのパルス幅Ｔｓ、前記メインパルス信号Ｐｍの終端と前記安定化パルス信号Ｐｓの始端との間隔Ｗｍとがそれぞれ、前記圧力室が含まれるインク流路内を圧力波が片道伝播する時間ＡＬに対して、０．８ＡＬ≦Ｔｍ≦１．２ＡＬ、０．１ＡＬ≦Ｔｓ≦０．３ＡＬ、０．６ＡＬ≦Ｗｍ≦１．０ＡＬの関係を満たしていることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインク滴吐出装置において、前記ＷｍとＴｓは、Ｗｍ＋Ｔｓ≦１．２２ＡＬの関係を満たしていることを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によれば、Ｔｍ、Ｔｓ、Ｗｍを上記範囲に設定することにより、ミストの発生を抑制し且つ安定性に優れたインク滴の吐出を実現できることが、実験的にも確認できた。特に、安定化パルス信号Ｐｓは、そのパルス幅Ｔｓがパルスの立ち上がり時間よりも短く設定されているから、安定化パルス信号Ｐｓは、予め設定された駆動電圧値に達する前にその印加が終了する波形となり、安定化パルス信号Ｐｓ自体が有するエネルギーは小さいものとなる。従って、安定化パルス信号のエネルギーは、吐出するインク滴がノズル内のインクからおだやかに分離されるため、結果的に、ミストの発生を抑制することができるものと考えられる。従って、ミスト汚染による動作不良や品質低下を防止できる。

請求項２に記載の発明によれば、ＷｍとＴｓを上記関係を満たすように設定することで、ミストの抑制と吐出安定性をさらに確実に実現することができる。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明のインク滴吐出装置に適用されるインクジェットヘッドの斜視図、図２はインクジェットヘッドの分解斜視図、図３はキャビティユニットの拡大分解斜視図、図４は図１のIV−IV線矢視拡大断面図、図５は図１のＶ−Ｖ線矢視拡大断面図、図６は制御装置のブロック図、図７（ａ）は標準サイズの駆動波形を示すタイムチャート、図７（ｂ）は吐出安定性についてＴｓとＷｍの最適条件を求めた実験結果を示す図、図７（ｃ）はミスト抑制についてＴｓとＷｍの最適条件を求めた実験結果を示す図である。

本発明の実施形態のインク滴吐出装置は、インクジェットプリンタであり、このインクジェットプリンタに備えられるインクジェットヘッド１００は、被記録媒体の搬送方向（副走査方向、以下Ｘ方向という）と直交する方向（主走査方向、以下Ｙ方向という）に往復移動するキャリッジ（図示せず）に搭載されるものである。このインクジェットヘッド１００には、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のカラーインクがそれぞれ充填されたインクカートリッジが、キャリッジ上に着脱可能に搭載されるか、あるいは、インクジェットプリンタの本体に静置され供給パイプ等を介するかして、各色のインクが供給されるように構成されている。

インクジェットヘッド１００は、図１に示すように、金属板製の複数枚のプレートからなるキャビティユニット１にプレート型の圧電アクチュエータ２が接合され、このプレート型の圧電アクチュエータ２の上面（背面）に外部機器との接続のためのフレキシブルフラットケーブル３（図４参照）が重ね接合されている。そして、キャビティユニット１の下面（前面）側に開口されたノズル４から、下向きにインクが吐出するものとする。

前記キャビティユニット１は、図２に示すように、ノズルプレート１１、スペーサプレート１２、ダンパープレート１３、２枚のマニホールドプレート１４ａ、１４ｂ、サプライプレート１５、ベースプレート１６、及びキャビティプレート１７の合計８枚の薄い板をそれぞれ接着剤にて重ね接合した構造となっている。

実施形態では、各プレート１１〜１７は５０〜１５０μｍ程度の厚さを有し、ノズルプレート１１はポリイミド等の合成樹脂製で、その他のプレート１２〜１７は４２％ニッケル合金鋼板製である。前記ノズルプレート１１には、微小径（２５μｍ程度）のインク吐出用のノズル４が微小間隔で多数個穿設されている。このノズル４は、当該ノズルプレート１１における長辺方向（Ｘ方向）と平行な５列に配列されている。

また、前記キャビティプレート１７には、図３に示すように、複数の圧力室３６がキャビティプレート１７の長辺（前記Ｘ方向）と平行な５列に配列されている。実施形態では、前記各圧力室３６は、平面視細長形状に形成され、その長手方向がキャビティプレート１７の短辺方向（Ｙ方向）に沿うようにして穿設され、長手方向の一端部３６ａがノズル４と連通し、他端部３６ｂが後述する共通インク室７と連通する。

各圧力室３６における一端部３６ａは、サプライプレート１５、ベースプレート１６と２枚のマニホールドプレート１４ａ、１４ｂ、ダンパープレート１３、及びスペーサプレート１２に穿設されている微小径の連通孔３７を介して、ノズルプレート１１における前記各ノズル４に連通している。

キャビティプレート１７の下面に隣接するベースプレート１６には、各圧力室３６の他端部３６ｂに接続する貫通孔３８が穿設されている。

ベースプレート１６の下面に隣接するサプライプレート１５には、後述する共通インク室７から前記各圧力室３６へインクを供給するための接続流路４０が設けられる。そして各接続流路４０には、共通インク室７からインクが入る入口孔と、圧力室３６側（貫通孔３８）に開口する出口孔と、入口孔と出口孔との間にあって、接続流路４０中で最も大きな流路抵抗となるように断面積を小さくして形成された絞り部とが備えられている。

２枚のマニホールドプレート１４ａ，１４ｂには、その長辺方向（Ｘ方向）に沿って長い５つの共通インク室７が前記ノズル４の各列に沿って延びるように板厚さを貫通して形成されている。すなわち、図２及び図４に示すように、２枚のマニホールドプレート１４ａ、１４ｂを積層し、かつその上面をサプライプレート１５にて覆い、下面をダンパープレート１３にて覆うことにより、合計５つの共通インク室（マニホールド室）７が密閉状に形成される。各共通インク室７は、各プレートの積層方向から平面視したときに、前記圧力室３６の一部と重なって圧力室３６の列方向（ノズル４の列方向）に沿って長く延びている。

図３及び図４に示すように、マニホールドプレート１４ａの下面に隣接するダンパープレート１３の下面側には、共通インク室７と隔絶されたダンパ室４５が凹み形成されている。この各ダンパ室４５の位置および形状は、図２に示すように、前記各共通インク室７と一致させている。このダンパプレート１３は、適宜弾性変形し得る金属素材であるため、ダンパ室４５上部の薄い板状の天井部は、共通インク室７側にも、ダンパ室４５側にも自由に振動することができる。インク吐出時に、圧力室３６で発生した圧力変動が共通インク室７に伝播しても、前記天井部が弾性変形して振動することにより、前記圧力変動を吸収減衰させるというダンパ効果を奏する。これは、圧力変動が他の圧力室３６へ伝播する所謂クロストークの低減を図ったものである。

また、図２に示すように、キャビティプレート１７、ベースプレート１６、及びサプライプレート１５の一方の短辺側の端部には、上下の位置を対応させて、それぞれ４つのインク供給口４７が穿設されている。インク供給源からのインクが、これらインク供給口４７から共通インク室７の一端部に連通するようになっている。４つのインク供給口４７を、図２の左側から順に個別に４７ａ、４７ｂ、４７ｃ、４７ｄと付す。

インク供給口４７からノズル４に至るインク流通路では、インクは、インク供給口４７からインク供給チャンネルとしての共通インク室７に供給された後、図３に示すように、サプライプレート１５の接続流路４０及びベースプレート１６の貫通孔３８を経由して各圧力室３６に分配供給される。そして、後述するように、圧電アクチュエータ２の駆動により、インクは各圧力室３６内から前記連通孔３７を通って、その圧力室３６に対応するノズル４に至るという構成になっている。そして、後述する圧電アクチュエータ２の駆動により、圧力室３６に吐出圧力が加えられると、圧力波が圧力室３６内から、連通孔３７を通ってノズル４に伝達し、インクを吐出する。

この実施形態では、図２に示すように、インク供給口４７が４つ設けられているのに対して、共通インク室７が５つ設けられており、インク供給口４７ａだけが、２つの共通インク室７，７に接続されている。インク供給口４７ａには、ブラックインクが供給されるように設定されており、ブラックインクがその他のカラーインクに比べて使用頻度が高いことを考慮したものである。他のインク供給口４７ｂ、４７ｃ、４７ｄには、イエロー、マゼンタ、シアンの各インクがそれぞれ単独に供給される。インク供給口４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄには、それぞれの開口に対応する濾過部２０ａを有するフィルタ体２０が接着剤等で貼着されている（図１参照）。

一方、前記圧電アクチュエータ２は、特開平４−３４１８５３号公報等に開示された公知のものと同様に、図５に示すように１枚の厚さが３０μｍ程度の複数枚の圧電シート４１〜４３を積層した構造で、各圧電シートのうち下から所定数の偶数段目の圧電シート４２の上面（広幅面）には、前記キャビティユニット１における各圧力室３６に対応した箇所ごとに細幅の個別電極４４が長辺方向（Ｘ方向）に沿って列状に形成されている。下から所定数の奇数段目の圧電シート４１の上面（広幅面）には、複数個の圧力室３６に対して共通のコモン電極４６が形成されており、最上段のシートの上面には、積層方向に対応する前記個別電極の各々に対して電気的に接続される表面電極４８と、前記コモン電極に対して電気的に接続される表面電極とが設けられている。

公知のように個別電極４４とコモン電極４６との間に高電圧を印加することで、両電極間に位置する圧電シートの部分が分極され、活性部として形成される。

そして、このプレート型の圧電アクチュエータ２における下面（圧力室３６と対向する広幅面）全体に、接着剤としてのインク非浸透性の合成樹脂からなる接着剤シート（図示せず）を予め貼着し、次いで、前記キャビティユニット１に対して、圧電アクチュエータ２が、その各個別電極４４を前記キャビティユニット１における各圧力室３６の各々に対向配置させて接着・固定される。また、この圧電アクチュエータ２における上側の表面には、前記フレキシブルフラットケーブル３が重ね押圧されることにより、このフレキシブルフラットケーブル３における各種の配線パターン（図示せず）が、前記各表面電極に電気的に接合される。

次に、各電極に印加する駆動電圧を制御するための制御装置の構成を、図６に基づいて説明する。この制御装置は、フレキシブルフラットケーブル３上に配置されるＬＳＩチップ５０として設けられている。これに、個別電極４４及びコモン電極４６のそれぞれに対応する表面電極が接続されている。また、ＬＳＩチップ５０には、クロックライン５１、データライン５２、電圧ライン５３及びアースライン５４も接続されている。ＬＳＩチップ５０は、クロックライン５１から供給されるクロックパルスに基づいて、データライン５２上に現れるデータから、どのノズル４にてインクを吐出するべきかを判断し、インクを吐出させる活性部に印加する駆動波形の制御を行う。すなわち、コモン電極４６にアースライン５４を接続するとともに、インクの吐出の有無に応じて、対応する活性部の個別電極４４に対して、電圧ライン５３に基づく駆動パルス信号（駆動電圧）の印加を選択的に行う。

そして、この制御装置により、任意の活性部に対応する個別電極４４に駆動波形を出力すると、活性部が変位し、この活性部に対応する圧力室３６のインクに吐出圧力が加えられる。そして、圧力室３６からノズル４に至る圧力波の前進成分により、ノズル４からインク滴が吐出する。

このように構成されたインクジェットヘッド１００が搭載されたインクジェットプリンタにおいて、発明者は当初、従来技術で記載したように、高いエネルギー（圧力）を有する非吐出パルス信号を用いる駆動波形（図８（ａ）参照）について検討したが、この場合には、ミストが発生することがわかった（図８（ｃ）参照）。この現象は、高いエネルギー（圧力）を有する非吐出パルス信号が、吐出の安定化には効果を有する（図８（ｂ）参照）ものの、かえってインク滴が分離する際に極小のインク滴すなわちミストを発生させていると考えられる。

そこで、本実施形態では、図７（ａ）に示すように、安定化パルス信号Ｐｓのエネルギーを極めて小さくした駆動波形を採用した。この駆動波形は、図８（ａ）と同様に、メインパルス信号Ｐｍと安定化パルス信号Ｐｓの２つのパルス信号で構成しているが、安定化パルス信号Ｐｓを極めて短いパルス幅に設定することで、これを略三角波形状にしている。この安定化パルス信号Ｐｓの形状については後述する。メインパルス信号Ｐｍのパルス幅Ｔｍは、従来と同様に、エネルギー効率良くインク滴を吐出するために、圧力波の片道伝播時間ＡＬに一致（Ｔｍ＝１．００ＡＬ）させている。また、メインパルス信号Ｐｍの終端から安定化パルス信号Ｐｓの始端までの間隔Ｗｍは、前記ＡＬよりも短い値（Ｗｍ＜ＡＬ）に設定している。

なお、この実施形態では、制御装置は、各駆動信号の電圧が立ち上がったとき、個別電極４４には電圧の印加が停止され、各駆動信号の電圧が立ち下がったとき、個別電極４４には電圧が印加されるように、個別電極４４への電圧を制御する。つまり、個別電極４４には図７（ａ）の状態とは反転した電圧が印加される。

したがって、インク吐出前は、全個別電極４４に正の電圧が印加され、コモン電極４６が接地されており、その間の活性部が伸長し、全圧力室３６の容積が収縮された状態にある。インクを吐出しようとする圧力室に対応する、積層方向の各個別電極４４への電圧印加を停止すると、活性部が収縮状態に復帰して圧力室３６の容積を拡大する。すると、圧力室３６内のインクが負圧になり圧力波が発生する。この圧力波の圧力が反転して正圧になるタイミングで前記各個別電極４４に再び電圧を印加すると、活性部の伸長による圧力と、正圧に反転した圧力とが重畳され、インク滴がノズル４から吐出される。

なお、上述とは逆に、特開２００１−３０１１６１号公報に開示されているアクチュエータのように、駆動電極に電圧を印加することで、圧力室の容積を拡大して圧力波を発生し、圧力波が反転した時点で電圧の印加を停止することで、圧力室の容積を縮小してインク滴を吐出するようにしてもよい。

インクの圧力波が、負圧から正圧になるまでの時間は、圧力室３６、連通孔３７及び貫通孔３８を含む各ノズル毎のインク流路を圧力波が片道伝播する時間ＡＬで決まる。この片道伝播時間ＡＬは、インクの固有振動数及びインク流路の長さだけでなく、流路抵抗、流路を構成する各プレートの剛性などにも影響される。

次に、安定化パルス信号Ｐｓの略三角波形状について説明する。安定化パルス信号Ｐｓやメインパルス信号Ｐｍ等の駆動パルス信号は、圧電シート（圧電層）を挟んで対面する個別電極４４とコモン電極４６との間に印加されるので、前記圧電シート（圧電層）がコンデンサ（Ｃ）として作用し、また、駆動パルス信号を出力する制御装置から個別電極４４までの経路には抵抗（Ｒ）があるから、制御装置が駆動パルス信号として矩形波を出力しても、前記ＣＲによって積分回路が形成され、個別電極４４における駆動波形の始端と終端にはなまり（遅延）が生じる。すなわち、傾斜をもって立ち上がり及び立ち下がることになる。

そのため、図７（ａ）に点線で示す駆動波形は、個別電極４４においては、厳密には実線で示したように、パルスの立ち上がりは、パルスの印加が開始してから設定された駆動電圧値に達するまでに時間を要し、パルスの立ち下がりは、パルスの印加が終了してから駆動電圧が常態（この実施形態では０Ｖ）に下がるまでに時間を要することになる。これら立ち上がり時間Ｔｕと立ち下がり時間は、圧電アクチュエータ２のＣＲ値に応じて決まる値である。本実施形態においてＴｕは、約１．８μｓｅｃである。

そこで、本発明では、安定化パルス信号Ｐｓのパルス幅Ｔｓを、その立ち上がり時間Ｔｕよりも短い値に設定し、これにより、安定化パルス信号Ｐｓが、予め設定された駆動電圧値に到達する前に、電圧の印加が終了して、全体が略三角波形状となるようにしている。但し、定義上では、パルス幅は、パルス波の前縁で駆動電圧の５０％に達するときから後縁で５０％になるときまでの時間を指し、パルスの立ち上がり時間は、パルス波の前の部分で振幅の１０％から９０％に達するまでの時間を指すが、図７（ａ）（及び図８（ａ））では省略して記載している。

このように、本発明では、メインパルス信号Ｐｍの後の安定化パルス信号Ｐｓを、略三角波形状となるように設定して、その保有するエネルギー（圧力）を小さくさせており、このエネルギーは、メインパルス信号Ｐｍによる残留圧力波を抑制するが、ミストの発生を抑えることが望ましい。そして、この条件を満たすようなパルス幅Ｔｓ及び間隔Ｗｍについて最適化の実験を行なった。

実験結果を図７（ｂ）及び図７（ｃ）に示す。メインパルス信号Ｐｍのパルス幅Ｔｍは、Ｔｍ＝１．００ＡＬに固定し、ＴｓとＷｍの値をそれぞれ複数種類ずつ用意して、これらを組み合わせて吐出させ、その状態を観察した。図７（ｂ）は、吐出安定性を評価した結果を示したもので、被記録媒体における記録状態に、しぶき、よれ、ぬけ等の不良箇所があるか否かを判断したものである。図７（ｃ）は、ミスト抑制の良否を評価した結果を示したものである。いずれも、結果が良好な場合を○、不良の場合を×、その中間を△で示している。

図７（ｃ）からわかるように、０．１３ＡＬ≦Ｔｓ≦０．３１ＡＬ、０．６０ＡＬ≦Ｗｍ≦１．０７ＡＬの範囲内でＴｓとＷｍの値を組み合わせると、いずれの組み合わせでも、ミストの発生のない良好な結果が得られた。このとき、本実施形態においてＴｕは約１．８μｓｅｃ、ＡＬは約５．０μｓｅｃであるから、上記安定化パルス信号Ｐｓの電圧値は、パルス幅Ｔｓの時間内では、本来の駆動電圧の約２０〜９０％である。一方、図７（ｂ）からわかるように、０．１１ＡＬ≦Ｔｓ≦０．３３ＡＬ、０．６０ＡＬ≦Ｗｍ≦１．１１ＡＬの範囲内でＴｓとＷｍを組み合わせると、Ｔｓが０．３３ＡＬのときと、Ｗｍが１．０３ＡＬと１．１１ＡＬのときの組み合わせに、不良の結果（×）が生じた。

以上の結果をまとめると、０．１ＡＬ≦Ｔｓ≦０．３ＡＬ、０．６ＡＬ≦Ｗｍ≦１．０ＡＬの範囲内でＴｓとＷｍの値を組み合わせると、ミストの発生を抑制し且つ吐出安定性において優れた結果が得られることがわかった。また、メインパルス信号Ｐｍのパルス幅Ｔｍについては、上記実験結果には示していないが、パルス幅のバラツキ等を考慮すると、０．８ＡＬ≦Ｔｍ≦１．２ＡＬに設定することが望ましい。

また、図７（ｂ）の結果からは、ＷｍとＴｓが、Ｗｍ＋Ｔｓ≦１．２２ＡＬの関係を満たしている場合に良好な結果（○）が得られることが導出され、特にＷｍ＋Ｔｓ≦１．１０ＡＬであることが望ましい。

このように、Ｔｍ、Ｔｓ、Ｗｍが前記範囲を満たすように駆動波形を構成することで、インク滴を安定的に吐出できるとともに、インクミストの発生も抑制できるインクジェットヘッドを実現することができる。

本発明のインク滴吐出装置に適用されるインクジェットヘッドの斜視図である。 インクジェットヘッドの分解斜視図である。 キャビティユニットの拡大分解斜視図である。 図１のIV−IV線矢視拡大断面図である。 図１のＶ−Ｖ線矢視拡大断面図である。 制御装置のブロック図である。 （ａ）は実施形態の駆動波形を示すタイムチャート、（ｂ）は吐出安定性についてＴｓとＷｍの組み合わせを変えた実験結果を示す図、（ｃ）はミスト抑制についてＴｓとＷｍの組み合わせを変えた実験結果を示す図である。 （ａ）は従来例の駆動波形を示すタイムチャート、（ｂ）は吐出安定性についてＴｓとＷｍの組み合わせを変えた実験結果を示す図、（ｃ）はミスト抑制についてＴｓとＷｍの組み合わせを変えた実験結果を示す図である。

符号の説明

１ キャビティユニット
２ 圧電アクチュエータ
３ フレキシブルフラットケーブル
４ ノズル
７ 共通インク室
３６ 圧力室
４１〜４３ 圧電シート
４４ 個別電極
４６ コモン電極
４８ 表面電極
５０ ＬＳＩチップ
１００ インクジェットヘッド

Claims (2)

1. インクが充填された圧力室の容積を変化させるアクチュエータに、駆動パルス信号を印加することにより、インク滴を被記録媒体に吐出させるインク滴吐出装置において、
   インク滴を吐出する駆動波形は、前記駆動パルス信号として、インク滴を吐出するメインパルス信号Ｐｍと、前記メインパルス信号Ｐｍの後に印加されるインク滴を吐出しない安定化パルス信号Ｐｓとを有し、
   前記安定化パルス信号Ｐｓは、そのパルス幅Ｔｓがパルスの立ち上がり時間よりも短く設定され、
   前記メインパルス信号Ｐｍのパルス幅Ｔｍ、前記安定化パルス信号Ｐｓのパルス幅Ｔｓ、前記メインパルス信号Ｐｍの終端と前記安定化パルス信号Ｐｓの始端との間隔Ｗｍとがそれぞれ、前記圧力室が含まれるインク流路内を圧力波が片道伝播する時間ＡＬに対して、０．８ＡＬ≦Ｔｍ≦１．２ＡＬ、０．１ＡＬ≦Ｔｓ≦０．３ＡＬ、０．６ＡＬ≦Ｗｍ≦１．０ＡＬの関係を満たしていることを特徴とするインク滴吐出装置。
2. 前記ＷｍとＴｓは、Ｗｍ＋Ｔｓ≦１．２２ＡＬの関係を満たしていることを特徴とする請求項１に記載のインク滴吐出装置。

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