JP2011177920A

JP2011177920A - 液滴吐出装置

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Publication number: JP2011177920A
Application number: JP2010041785A
Authority: JP
Inventors: Asayo Nishimura; 亜紗代西村
Original assignee: Riso Kagaku Corp
Current assignee: Riso Kagaku Corp
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2011-09-15
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Abstract

【課題】ノズルからのインクの吐出性能を阻害することなくサテライト発生の抑制効率を向上させること。
【解決手段】インク室にインクを引き込み加圧するための駆動パルスＰ１１（第１膨張パルス）のオンオフ後に、駆動パルスＰ１１のパルス幅の２／５の長さのインターバルを挟んで、駆動パルスＰ１１のパルス幅の３／５の長さで駆動パルスＰ１２をオンオフする。この駆動パルスＰ１２のオンオフにより、正圧のピークから通常圧力を経て負圧に変化するインク圧の負圧のピークＣを増幅させて、インク室へのインク引き込み力を増加させる。インク引き込み力の増加により吐出されたインクにサテライトが発生するのを抑制する。
【選択図】図６

Description

本発明は、インク室内のインクの圧力を増減させることでインク室に連通するノズルからインク室内のインクの液滴を吐出させる液滴吐出装置に関する。

インクジェットプリンタでは、インクジェットヘッドに設けられたインク室に圧力を付与して、インク室内のインクの液滴をノズルから吐出する（例えば、特許文献１参照）。ノズルから吐出されたインクの液滴は尾を引く形で飛翔し、この飛翔する液滴の先頭部分と後尾部分との間に時間差や速度差が生じる。このため、先行する主たる液滴に付随して、不要な微小液滴（サテライト）が発生することがある。サテライトは、記録媒体上に付着して印刷品質を低下させたり、装置内に付着して装置を汚したりする。

このようなサテライトによる印刷品質の低下や装置の汚損を防止する技術として、インクジェットヘッドを駆動する駆動信号中に、インク室を膨張乃至復元させるパルス信号を２つ含めることが提案されている。この駆動信号でインクジェットヘッドを駆動すると、１つ目のパルス信号によって、インク室からインクを吐出させるのに必要な圧力変化がインク室内のインクに発生する。また、２つ目のパルス信号によって、１つ目のパルス信号により発生した圧力変化と同位相の圧力変化がインク室内のインクに発生する。

上述した駆動信号によりインクジェットヘッドを駆動すると、２つ目のパルス信号によりインク室内のインクに発生する圧力変化が、インク室内のインクの残響圧力変化を増幅させる。このため、メニスカスからのインク液滴の分離を良好にし、サテライトの発生防止を図ることができる（例えば、特許文献１）。

特開２００７−５５１４７号公報

上述した２つのパルス信号を含む駆動信号によりインクジェットヘッドを駆動するのに当たっては、ノズルからのインクの吐出性能を阻害することなく、インク室内のインクの残響圧力変化を増幅させる上で、２つ目のパルス信号の立ち上がりや立ち下がりのタイミングが重要となる。即ち、適切な波形の駆動信号を出力できないと吐出に問題を起こす虞がある。

本発明は前記事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、ノズルからのインクの吐出性能を阻害することなくサテライト発生の抑制効率を向上させることができる液滴吐出装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載した本発明の液滴吐出装置は、
駆動信号により駆動され、ノズルに連通するインク室の容積を変更させる容積変更手段を備え、該インク室の容積変更により前記インク室内のインクの圧力を増減させることで、前記インクの液滴を前記ノズルから吐出させる液滴吐出装置であって、
前記容積変更手段により前記インク室の容積を一定期間増加させる第１膨張パルスと、該第１膨張パルスの終了後所定のインターバルを挟んで前記容積変更手段により前記インク室の容積を再び一定期間増加させる第２膨張パルスとを含む前記駆動信号を生成して、該生成した駆動信号を前記容積変更手段に供給する駆動手段を備えており、
前記駆動手段は、前記第１膨張パルスのオンオフによる前記インク室の容積の増加及び復元により前記インク室内のインクに生じる圧力増減における圧力増加のピークから、これに連続して前記インク室内のインクに生じる圧力減少のピークまでの期間において、前記第２膨張パルスをオンさせると共に、該第２膨張パルスをオンさせる前記期間中に前記インク室内のインクに生じる圧力減少のピークからこれに連続して前記インク室内のインクに生じる圧力増加のピークまでの期間において、前記第２膨張パルスをオフさせる、
ことを特徴とする。

また、請求項２に記載した本発明の液滴吐出装置は、請求項１に記載した本発明の液滴吐出装置において、前記駆動手段が、前記容積変更手段により前記インク室の容積を一定期間減少させる収縮パルスを前記第２膨張パルスのオフ後に含む前記駆動信号を生成し、オンさせた前記収縮パルスを、前記第２膨張パルスをオフさせる前記期間中に前記インク室内のインクに生じる圧力増加のピークからこれに連続して前記インク室内のインクの圧力が通常圧力に戻るまでの期間において、前記収縮パルスをオフさせることを特徴とする。

さらに、請求項３に記載した本発明の液滴吐出装置は、請求項２に記載した本発明の液滴吐出装置において、前記駆動手段が、前記インクの液滴の吐出後に同一のドットに対する前記インクの液滴の吐出が継続されるマルチドロップ動作中に限って、前記収縮パルスを含む前記駆動信号を生成することを特徴とする。

また、請求項４に記載した本発明の液滴吐出装置は、請求項１、２又は３に記載した本発明の液滴吐出装置において、前記駆動手段が、前記インク室の音響的共振周期の半分の周期であるＡＬに基づいて決定した前記第１膨張パルスのパルス幅の２／５の期間を前記所定のインターバルの期間とした前記駆動信号を生成することを特徴とする。

さらに、請求項５に記載した本発明の液滴吐出装置は、請求項４に記載した本発明の液滴吐出装置において、前記駆動手段が、前記第１膨張パルスのパルス幅の３／５のパルス幅とした前記第２膨張パルスを含む前記駆動信号を生成することを特徴とする。

また、請求項６に記載した本発明の液滴吐出装置は、請求項１、２、３、４又は５に記載した本発明の液滴吐出装置において、前記駆動手段が、前記容積変更手段により前記インク室の容積を一定期間減少させる予備パルスを前記第１膨張パルスのオン前に含む前記駆動信号を生成することを特徴とする。

さらに、請求項７に記載した本発明の液滴吐出装置は、請求項１、２、３、４、５又は６に記載した本発明の液滴吐出装置において、前記インク室の周辺の環境温度又は前記インク室の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動信号のパルス幅又はパルス間隔を補正する波形補正手段とをさらに備えることを特徴とする。

また、請求項８に記載した本発明の液滴吐出装置は、請求項１、２、３、４、５、６又は７に記載した本発明の液滴吐出装置において、前記駆動信号の内容に通常パターンと変更パターンとが存在し、前記インク室の周辺の環境温度又は前記インク室の温度と、変更可能な前記ノズルから前記記録紙までの距離と、前記記録紙の種類とのうち少なくとも１つの内容に基づいて、前記駆動信号の内容を前記通常パターンと前記変更パターンとのうちいずれにするかを決定するパターン決定手段をさらに備えており、前記駆動手段が、前記パターン決定手段が前記変更パターンを前記駆動信号の内容とすることを決定したときに、前記第１膨張パルスと前記第２膨張パルスとを含む前記駆動信号を生成することを特徴とする。

本発明の請求項１に記載した液滴吐出装置によれば、インク吐出後に発生するインクの負圧のピークを第２膨張パルスのオンにより増幅させて、インク室へのインクの引き込み力を増大させ、さらに、その増大が第２膨張パルスのオフにより阻害されないようにして、ノズルからのインクの吐出性能を阻害することなくサテライト発生の抑制効率を向上させることができる。

本発明の請求項２に記載した液滴吐出装置によれば、第２膨張パルスのオン後におけるインク圧の減少のピーク（負圧のピーク）から通常圧力に早く戻るようにして、第２膨張パルスのオンオフによるインク圧の変動の振幅増加でインク圧の変動周期が長くなるのを防ぐことができる。これにより、次のインク吐出動作の開始を早めることができる。

本発明の請求項３に記載した液滴吐出装置によれば、同一のドットに対する次のインク吐出動作が存在せず、次のインク吐出動作の開始を早める必要がない場合に、収縮パルスのオンオフにより無駄な電力消費が行われるのを防ぐことができる。

本発明の請求項４に記載した液滴吐出装置によれば、第１膨張パルスのオンによりインク圧が正圧のピークから通常圧力に戻るタイミングで第２膨張パルスがオンされるようにして、インク吐出後のインク引き込み力の増幅を効率的に実現することができる。

本発明の請求項５に記載した液滴吐出装置によれば、第２膨張パルスのオンオフによるインク圧の変動の振幅増加でインク圧の変動周期が長くならないように、第２膨張パルスのオン後におけるインク圧を、減少のピーク（負圧のピーク）から通常圧力に効率良く早く戻すことができる。

本発明の請求項６に記載した液滴吐出装置によれば、予備パルスのオンによりインク室のインクを一旦加圧することで、その反動でインク吐出時のインク圧（正圧のピーク）を上げて吐出性能を向上させるようにすることができる。

本発明の請求項７に記載した液滴吐出装置によれば、インク又はインク室の温度変化に伴うインクの粘度の変化に応じて、サテライトの発生抑制が効率的に行われるように駆動信号の波形を調整することができる。

本発明の請求項８に記載した液滴吐出装置によれば、インクの吐出時に発生するサテライトによる印刷品質の低下に影響を与えることがあるプリンタの使用環境や使用態様の状況に応じて、サテライト発生を抑制する駆動信号によるインクの吐出を実行させるようにして、的確なサテライトの発生抑制を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの概略構成を一部断面で示す斜視図である。図１に示すインクジェットヘッドのインク供給部を示す図１のＡ−Ａ線断面図である。（ａ）〜（ｃ）は図１に示すインクジェットヘッドのインク吐出動作時におけるインク室内の状態変化を示す図１のＢ−Ｂ線断面図である。図１のインクジェットヘッドを備えるインクジェットプリンタの機能構成を示すブロック図である。（ａ）は通常波形の駆動信号とこれにより駆動された図１のインクジェットヘッドのインク室内におけるインクの圧力変化との関係を示す説明図、（ｂ）はインクの液滴形状の変遷を示す説明図である。（ａ）はサテライト対策波形の駆動信号の第１実施形態とこれにより駆動された図１のインクジェットヘッドのインク室内におけるインクの圧力変化との関係を示す説明図、（ｂ）はインクの液滴形状の変遷を示す説明図である。第１及び第２膨張パルスのインターバルを固定し第２膨張パルスの幅を変更した場合のインク吐出に関係する特性を比較して示す説明図である。インク温度に応じた各駆動パルスやそのインターバルの補正内容を示す説明図である。サテライト対策波形の駆動信号の第２実施形態とこれにより駆動された図１のインクジェットヘッドのインク室内におけるインクの圧力変化との関係を示す説明図である。サテライト対策波形の駆動信号の第３実施形態とこれにより駆動された図１のインクジェットヘッドのインク室内におけるインクの圧力変化との関係を示す説明図である。本実施形態に係るインクジェットプリンタにおける記録時の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。

図１は本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの概略構成を一部断面で示す斜視図、図２は図１に示すインクジェットヘッドのインク供給部を示す図１のＡ−Ａ線断面図、図３（ａ）〜（ｃ）は図１に示すインクジェットヘッドのインク吐出動作時におけるインク室内の状態変化を示す図１のＢ−Ｂ線断面図である。図１に示すインクジェットヘッドは、シェアモード型のインクジェットヘッドである。

なお、本実施形態において、後述のインク室に関する構成は全インク室で共通であるので、個々のインク室を示す符号のアルファベット等の添え字を省略して総括的に表記することがある。

図１〜図３に示すように、インクジェットヘッド１には、セラミック等からなる基板２とカバープレート３との間に、２つの圧電部材４ａ，４ｂ（請求項中の容積変更手段に相当）からなる複数の隔壁４が配置されている。圧電部材４ａ，４ｂは、例えば、ＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ３ −ＰｂＴｉＯ３）等の公知の圧電材料からなり、図３中の矢印で示すように互いに異なる方向に分極している。

基板２、カバープレート３、および隔壁４の先端には、ノズルプレート５が固定されている。これにより、基板２、カバープレート３、隔壁４、およびノズルプレート５に囲まれた複数のインク室６が並ぶように形成される。ノズルプレート５には、複数のノズル７が設けられており、インク室６の一端側はノズル７に連通されている。インク室６の他端側は、全インク室６に連通するインク流入口８、インク供給口９を経て、インクチューブ１０によってインクタンク（図示せず）に接続されている。このインク流入口８、インク供給口９、およびインクチューブ１０によりインク供給部が構成される。

インク室６の側面を構成する隔壁４および底面を構成する基板２の表面には、電極（可変手段）１１が密着形成されている。インク室６内の電極１１は、圧電部材４ａの後部側表面まで延びている。各電極１１には、この後部側表面において異方導電性フィルム（図示せず）を介してフレキシブルケーブル１２が接続されており、このフレキシブルケーブル１２を介して電極１１に駆動電圧が印加されるようになっている。

電極１１に駆動電圧が印加されると、隔壁４がせん断変形してインク室６の容積およびインク室６内の圧力を変化させる。これにより、ノズル７からインク室６内のインクが吐出される。

図４は図１のインクジェットヘッドを備えるインクジェットプリンタの機能構成を示すブロック図である。図４に示すように、本実施形態に係るインクジェットプリンタは、インクジェットヘッド１を駆動させるヘッド駆動部２１と、温度検知部２２と、加温部２３と、駆動波形格納部２４と、制御部２６とを備える。

ヘッド駆動部２１は、フレキシブルケーブル１２を介してインクジェットヘッド１の電極１１に駆動電圧を印加することにより、隔壁４を変形させてインク室６の容積およびインク室６内の圧力を変化させ、ノズル７からインクを吐出させる吐出駆動を行う。

温度検知部２２は、インクジェットヘッド１に供給されるインクの温度を検知する。インクタンク（図示せず）からインクジェットヘッド１に供給されるインクの温度が検知できれば、温度検知部２２はどこに配置されていてもよい。

加温部２３は、インクジェットヘッド１に供給されるインクを加温する。インクタンクからインクジェットヘッド１に供給されるインクを加温できれば、加温部２３はどこに配置されていてもよい。

駆動波形格納部２４は、インクジェットヘッド１を駆動させる電圧の通常波形およびサテライト対策波形の波形データを格納する。通常波形およびサテライト対策波形については後述する。

制御部２６は、温度検知部２２の検知結果や、操作パネル（図示せず）等から入力される印刷用紙の種類等を用いて、駆動信号の波形として通常波形（請求項中の通常パターンに相当）とサテライト対策波形とのどちらを使用するかを選択する。そして、制御部２６は、選択した波形の駆動信号をインクジェットヘッド１の電極１１に出力するようにヘッド駆動部２１を制御する。この駆動信号は、インクを１ドロップ吐出させる毎にヘッド駆動部２１からインク室６Ｂの電極１１Ｂに出力される。また、制御部２６は、加温部２３の駆動を制御する。

次に、インク吐出の基本的な動作について説明する。なお、以下の説明において、パルス信号のオンを印加開始、オフを印加終了と言う場合がある。

図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、圧電部材４ａ，４ｂからなる隔壁４Ａ〜４Ｄで隔てられた３つのインク室６Ａ〜６Ｃのうちのインク室６Ｂからインクを吐出させる場合について説明する。図５（ａ）は通常波形の駆動信号とこれにより駆動された図１のインクジェットヘッドのインク室内におけるインクの圧力変化との関係を示す説明図である。図５（ａ）において、実線は駆動信号の波形を示し、破線はインク室内におけるインクの圧力を示す。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）の駆動信号によってインクジェットヘッドを駆動した場合に吐出されるインクの液滴形状の変遷を示す説明図である。

図３（ａ）に示す定常状態において、図４のヘッド駆動部２１からインクジェットヘッド１に、図５（ａ）の実線で示す駆動信号が供給されると、図５（ａ）における時刻ｔ１において、インク室６Ａ，６Ｃの電極１１Ａ，１１Ｃが接地されるとともに、インク室６Ｂの電極１１Ｂに負電圧（−ＶＡ）の駆動パルスＰ１が印加される。すると、隔壁４Ｂ，４Ｃを構成する圧電部材４ａ，４ｂの分極方向に垂直な方向の電界が生じる。これにより、圧電部材４ａ，４ｂの接合面にズリ変形が生じ、図３（ｂ）に示すように、隔壁４Ｂ，４Ｃは互いに離反する方向に変形し、インク室６Ｂの容積が拡大する。この結果、インク室６Ｂ内のインクの圧力が減少し、インク流入口８からインク室６Ｂにインクが流れ込む。

駆動パルスＰ１の印加時間は時刻ｔ１から時刻ｔ２までの１ＡＬである。ＡＬ（Acoustic Length ）は、容積が拡大したインク室６にインクが流入することによる圧力波が、インク室６の全域を伝播してノズル７に達するまでの時間、即ち、インク室６の音響的共振周期の１／２である。このＡＬは、インクジェットヘッド１の構造や、インクの密度等に依存して決まるものである。

続いて、図３（ｂ）の状態から、図５（ａ）における時刻ｔ２において、インク室６Ｂの電極１１Ｂに印加する電圧が接地電位に戻される。すると、隔壁４Ｂ，４Ｃは、図３（ａ）に示した中立位置に戻る。これにより、インク室６Ｂ内のインクが加圧され、対応するノズル７からインクが吐出される。

インク室６Ｂの電極１１Ｂに印加する電圧を接地電位に戻してから１．０ＡＬが経過すると、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの１．０ＡＬの期間、インク室６Ｂの電極１１Ｂに正電圧（ＶＡ）の駆動パルスＰ２が印加される。これにより、図３（ｃ）に示すように、隔壁４Ｂ，４Ｃは互いに接近する方向に変形し、インク室６Ｂの容積が縮小する。

駆動パルスＰ２の印加後、時刻ｔ４から時刻ｔ５の間においてインク室６Ｂの電極１１Ｂに印加する電圧を接地電位とし、図３（ａ）の状態に戻す。

このように、通常波形は、インク室６の容積を拡大させた後、元の容積に戻し、その後容積を縮小させてから再度元の容積に戻すように隔壁４を変形させるように電極１１に印加する電圧の波形である。

なお、シェアモード型のインクジェットヘッド１では、上述のように隔壁４の変形を利用してインク吐出を行うので、隣接したインク室６を同時に吐出駆動することはできない。このため、記録動作時においては、インクジェットヘッド１が有する全インク室６を、互いに隣接しないインク室６からなる複数のグループに分割し、グループごとにインク室６を吐出駆動させる時分割駆動が行われる。

上述したインクジェットプリンタでは、通常波形の他に、通常波形を用いた場合よりもサテライトの発生を抑制するように電極１１を駆動する電圧の波形であるサテライト対策波形を用意する。このサテライト対策波形の第１実施形態を図６（ａ）に示す。図６（ａ）はサテライト対策波形の駆動信号とこれにより駆動された図１のインクジェットヘッドのインク室内におけるインクの圧力変化との関係を示す説明図である。図６（ａ）において、実線は駆動信号の波形を示し、破線はインク室内におけるインクの圧力を示す。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）の駆動信号によってインクジェットヘッドを駆動した場合に吐出されるインクの液滴形状の変遷を示す説明図である。

このサテライト対策波形を用いる場合、図３（ａ）に示す定常状態において、図４のヘッド駆動部２１からインクジェットヘッド１に、図６（ａ）の実線で示す駆動信号が供給されると、図６（ａ）における時刻ｔ１１において、インク室６Ａ，６Ｃの電極１１Ａ，１１Ｃが接地されるとともに、インク室６Ｂの電極１１Ｂに正電圧（ＶＡ）の駆動パルスＰ０（請求項中の予備パルスに相当）が印加される。これにより、図３（ｃ）に示すように、隔壁４Ｂ，４Ｃは互いに接近する方向に変形し、インク室６Ｂの容積が縮小する。

続いて、図３（ｃ）の状態から、図６（ａ）における時刻ｔ１２において、インク室６Ｂの電極１１Ｂに印加する電圧が接地電位に戻される。すると、隔壁４Ｂ，４Ｃは、図３（ａ）に示した中立位置に戻る。

この時刻ｔ１２の直後の図６（ａ）における時刻ｔ１３において、インク室６Ａ，６Ｃの電極１１Ａ，１１Ｃが接地されるとともに、インク室６Ｂの電極１１Ｂに負電圧（−ＶＡ）の駆動パルスＰ１１（請求項中の第１膨張パルスに相当）が印加される。これにより、図３（ｂ）に示すように、隔壁４Ｂ，４Ｃは互いに離反する方向に変形し、インク室６Ｂの容積が拡大する。この結果、インク室６Ｂ内のインクの圧力が減少し、インク流入口８からインク室６Ｂにインクが流れ込む。

なお、サテライト対策波形の駆動信号における駆動パルスＰ１１の印加時間は、通常波形の駆動信号における駆動パルスＰ１の場合と同様に、時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの１．０ＡＬである。

続いて、図３（ｂ）の状態から、図６（ａ）における時刻ｔ１４において、インク室６Ｂの電極１１Ｂに印加する電圧が接地電位に戻される。すると、隔壁４Ｂ，４Ｃは、図３（ａ）に示した中立位置に戻る。これにより、インク室６Ｂ内のインクが加圧され、対応するノズル７からインクが吐出される。

インク室６Ｂの電極１１Ｂに印加する電圧を接地電位に戻してから０．４ＡＬが経過すると、図６（ａ）における時刻ｔ１５から時刻ｔ１６までの０．６ＡＬの期間、インク室６Ｂの電極１１Ｂに負電圧（−ＶＡ）の駆動パルスＰ１２（請求項中の第２膨張パルスに相当）が印加される。これにより、図３（ｂ）に示すように、隔壁４Ｂ，４Ｃは互いに離反する方向に変形し、インク室６Ｂの容積が拡大する。

続いて、図３（ｂ）の状態から、図６（ａ）における時刻ｔ１６において、インク室６Ｂの電極１１Ｂに印加する電圧が接地電位に戻される。すると、隔壁４Ｂ，４Ｃは、図３（ａ）に示した中立位置に戻る。

インク室６Ｂの電極１１Ｂに印加する電圧を接地電位に戻した時刻ｔ１６からごく短時間後の時刻ｔ１７から、０．７５ＡＬ後の時刻ｔ１８までの期間、インク室６Ｂの電極１１Ｂに正電圧ＶＢの駆動パルスＰ１３が印加される。これにより、図３（ｃ）に示すように、隔壁４Ｂ，４Ｃは互いに接近する方向に変形し、インク室６Ｂの容積が縮小する。

インク室６Ｂの電極１１Ｂに正電圧ＶＢの駆動パルスＰ１３が印加される前、インク室６Ｂ内のインク圧の減少の度合いは、インク室６Ｂの電極１１Ｂに対する駆動パルスＰ１２の印加によって増幅されている。そこで、駆動パルスＰ１３を印加してインク室６Ｂ内の容積を縮小させて加圧力を発生させることで、インク吐出後にサテライトの発生抑制のため減少の度合いが増幅されたインク室６Ｂ内の圧力変動の振幅が抑えられ、インク室６Ｂ内におけるインクの残留振動が抑制される。これにより、次回の吐出動作を安定して行うことができる。

駆動パルスＰ１３の印加後、時刻ｔ１８から時刻ｔ１９の間においてインク室６Ｂの電極１１Ｂに印加する電圧を接地電位とし、図３（ａ）の状態に戻す。

このように、サテライト対策波形は、インク室６の容積を拡大させた後、元の容積に戻し、その後容積を再度拡大させてから再度元の容積に戻し、その上で、容積を縮小させてから再び元の容積に戻すように隔壁４を変形させるように電極１１に印加する電圧の波形である。

上述した通常波形の駆動信号では、図５（ａ）の破線で示すように、インク室６Ｂの電極１１Ｂに対する駆動パルスＰ１の印加開始により負圧となったインク室６Ｂ内のインクの圧力が、負圧のピークを越えて増加に転じて通常圧力を越え正圧のピークに達する時刻ｔ２において、駆動パルスＰ１の印加が終了する。これにより、インクの吐出が開始される。そして、インクが吐出されてインク室６内に生じた減圧によりインク室６Ｂ内のインクの圧力が、減少に転じて通常圧力を越え負圧のピークに達する時刻ｔ３において、駆動パルスＰ２の印加が開始される。これにより、インク吐出後のインク室６内のインクに加圧力が発生してインク圧の減圧が抑えられ、インクの残留振動が抑制される。このように残留振動を抑制させることで、前述のように、次回の吐出動作を安定して行うことができる。

一方、上述したサテライト対策波形の駆動信号では、図６（ａ）の破線に示すように、インク室６Ｂの電極１１Ｂに対する駆動パルスＰ０の印加開始により正圧となったインク室６Ｂ内のインクの圧力は、インク室６Ｂに対応するノズル７からインクを吐出させるには不十分な程度のものである。即ち、駆動パルスＰ０は、次の駆動パルスＰ１１をインク室６Ｂの電極１１Ｂに対して印加するのに伴いインク室６Ｂの容積が拡大してインク室６Ｂ内のインクに負圧が生じるときに、大きな負圧が生じるよう反動を付けるためのものである。

そして、インク室６Ｂの電極１１Ｂに対する駆動パルスＰ０の印加開始により正圧となったインク室６Ｂ内のインクの圧力が、正圧のピークを越えて減少に転じて通常圧力に戻る時刻ｔ１２において、駆動パルスＰ０の印加が終了する。続いて、その直後の時刻ｔ１３において、インク室６Ｂの電極１１Ｂに対する駆動パルスＰ１１の印加が開始される。これにより、駆動パルスＰ０の印加によって正圧となった反動でインク室６Ｂ内のインクの圧力に大きな負圧が生じる。さらに、インク室６Ｂの電極１１Ｂに対する駆動パルスＰ１１の印加開始により負圧となったインク室６Ｂ内のインクの圧力が、負圧のピークＡを越えて増加に転じ、通常圧力を越え正圧のピークＢに達する時刻ｔ１４において、駆動パルスＰ１１の印加が終了する。これにより、インクの吐出が開始される。

このように、時刻ｔ１３においてインク室６Ｂの電極１１Ｂに負電圧（−ＶＡ）の駆動パルスＰ１１を印加するのに先立って、上述した時刻ｔ１１からｔ１２の期間、正電圧（ＶＡ）の駆動パルスＰ０をインク室６Ｂの電極１１Ｂに印加しておくことで、インク室６Ｂ内のインクに生じる負圧のピークＡが増大される。したがって、時刻ｔ１３以後に、負圧のピークＡを越えたインク室６Ｂ内のインクの圧力が増加に転じ通常圧力を経て正圧側に変化する際に、負圧のピークＡが増大された反動で、駆動パルスＰ０を前もって印加しない場合に比べて、インク圧の増加の度合いが大きくなる。したがって、時刻ｔ１４に到来するインク圧の正圧のピークＢが高くなり、インクの吐出性能が向上することになる。

その後、インクが吐出されてインク室６内に生じた負圧によりインク室６Ｂ内のインクの圧力が、減少に転じて通常圧力に戻る時刻ｔ１５において、インク室６Ｂの電極１１Ｂに対する駆動パルスＰ１２の印加が開始される。これにより、インク室６Ｂ内の減圧の度合いが増幅される。

減少するインク室６Ｂ内のインクの圧力が負圧のピークＣとなる時点におけるインクの液滴は、図６（ｂ）の一番左に示すように、先端が僅かに膨らんだ楕円の先頭部分に後尾部分が続く形状となる。この液滴形状を、図５（ａ）の通常波形による駆動信号でインクを吐出した場合の対応する時点における、図５（ｂ）の一番左に示す液滴形状と比較すると、通常波形に比べてサテライト対策波形の方が先頭部分の膨らみが細くなっている。これは、インクの吐出開始後におけるインク室６Ｂ内へのインク引き込み力の増加によるものである。これにより、インク吐出時のサテライトの発生が抑えられ、印刷品質の低下や装置の汚損を抑制することができる。

また、駆動パルスＰ１２の印加によりインク圧の減圧の度合いを増幅させても、その前の段階で、駆動パルスＰ０とそれに続く駆動パルスＰ１１との印加によりインク圧の負圧のピークＡとそれに続く正圧のピークＢとを増大させておくので、インクを適正に吐出させることができる。

そして、インク室６Ｂの電極１１Ｂに対する駆動パルスＰ１２の印加開始後、インク室６Ｂ内のインクの圧力が、負圧のピークＣを越えて増加に転じて通常圧力に戻る時刻ｔ１６の直後の時刻ｔ１７において、インク室６Ｂの電極１１Ｂに対する駆動パルスＰ１３の印加が開始される。この駆動パルスＰ１３の印加により、インク室６Ｂに対応するノズル７において、インクのメニスカスの振動が１回発生することになる。即ち、駆動パルスＰ１３の印加によりノズル７からインクが吐出されることはない。

増加するインク室６Ｂ内のインクの圧力が正圧のピークＤとなる時点におけるインクの液滴は、図６（ｂ）の中央に示すような形状となる。この液滴形状を、図５（ａ）の通常波形による駆動信号でインクを吐出した場合の対応する時点における、図５（ｂ）の中央に示す液滴形状と比較すると、通常波形に比べてサテライト対策波形の方が後尾部分の太さが細くなっている。これは、インクの吐出開始後におけるインク室６Ｂ内へのインク引き込み力の増加により細くなったインクの尾が、その後さらに伸びたことによるものである。さらに、駆動パルスＰ１３の印加開始から０．６ＡＬ後の時刻ｔ１８において駆動パルスＰ１３の印加を終了することで、正圧のピークＤを越えて減少に転じたインク室６Ｂ内のインクの圧力が通常圧力に戻るタイミングが早まる。これにより、駆動パルスＰ１２の印加による負圧のピークＣの増大によって変動の振幅が増したインク圧の変動周期を短縮し、次のインク吐出動作の開始を早めることができる。

サテライト対策波形の駆動信号における駆動パルスＰ１３の印加終了後におけるインクの液滴は、図６（ｂ）の一番右に示すような形状となる。この液滴形状を、図５（ａ）の通常波形による駆動信号でインクを吐出した場合の対応する時点における、図５（ｂ）の中央に示す液滴形状と比較すると、通常波形に比べてサテライト対策波形の方が後尾部分の太さが明らかに細くなっている。これも、インクの吐出開始後におけるインク室６Ｂ内へのインク引き込み力の増加によるものである。このようにインクの液滴の後尾部分の太さが細くなることで、その後におけるサテライトの発生が抑制される。具体的には、インクの液滴の後尾部分が細くなることで、サテライトとなるインクの液量が減り、後尾部分が分断されて発生するサテライトの粒径が小さくなる。したがって、記録紙上におけるサテライトの存在が目立たなくなり、視覚的にもサテライトの発生が抑制されたことを実感できるようになる。

なお、上述したサテライト対策波形の駆動信号では、駆動パルスＰ１１の幅（時刻ｔ１３〜時刻ｔ１４）を１．０ＡＬ、駆動パルスＰ１２の幅（時刻ｔ１５〜時刻ｔ１６）を０．６ＡＬ、駆動パルスＰ１３の幅（時刻ｔ１７〜時刻ｔ１８）を０．７５ＡＬ、駆動パルスＰ１１の印加終了から駆動パルスＰ１２の印加終了までの時間幅（時刻ｔ１４〜時刻ｔ１６）を１．０ＡＬとした。しかし、駆動パルスＰ１１の幅は０．９ＡＬ〜１．２ＡＬ、駆動パルスＰ１２の幅は０．５ＡＬ〜０．７ＡＬ、駆動パルスＰ１３の幅は０．６ＡＬ〜０．８ＡＬ、駆動パルスＰ１１の印加終了から駆動パルスＰ１２の印加終了までの時間幅は０．８ＡＬ〜１．１ＡＬの各範囲から選択することができる。

また、駆動パルスＰ１２と駆動パルスＰ１３との中間どうしの時間幅は、０．６ＡＬ〜０．８ＡＬの範囲から選択することができる。

駆動パルスＰ１２の印加開始が駆動パルスＰ１１の印加終了にあまり近づくと、インクの吐出速度の低下や不吐出といった吐出不良を招いてしまうので好ましくない。また、駆動パルスＰ１３の幅があまり短いと、駆動パルスＰ１１，Ｐ１２の印加でインク室６Ｂのインクに発生した残留振動の抑制が不十分となり、次の駆動信号の電圧を高くする必要が生じてしまう。

さらに、上述したサテライト対策波形の駆動信号では、駆動パルスＰ１１の印加終了によりインク室６Ｂ内のインク圧が正圧のピークＢとなった後、減少に転じて通常圧力となった時刻ｔ１５において、駆動パルスＰ１２の印加を開始するものとした。しかし、正圧のピークＢから次の負圧のピークＣに達するまでのインク圧の減少中であれば、時刻ｔ１５以外のタイミングで駆動パルスＰ１２の印加を開始するようにしてもよい。そうすることで、駆動パルスＰ１１の印加終了後に減少に転じたインク室６Ｂ内のインク圧が到達する負圧のピークＣを大きくして、インク引き込み力の増大によるサテライト発生の抑制を実現することができる。

また、上述したサテライト対策波形の駆動信号では、駆動パルスＰ１２の印加開始後にインク圧が負圧のピークＣを越えて通常圧力に戻る時刻ｔ１６において、駆動パルスＰ１２の印加を終了し、その直後の時刻ｔ１７において、駆動パルスＰ１３の印加を開始するものとした。しかし、駆動パルスＰ１２の印加開始後の負圧のピークＣから次の正圧のピークＤに達するまでのインク圧の増加中であれば、時刻ｔ１６、ｔ１７以外のタイミングで駆動パルスＰ１２の印加終了と駆動パルスＰ１３の印加開始とを行うようにしてもよい。そうすることで、駆動パルスＰ１２の印加開始による負圧のインク圧の増幅が駆動パルスＰ１２の印加終了によって阻害されないようにすることができる。

ちなみに、駆動パルスＰ１２の印加を開始するサテライト対策波形の駆動信号において、駆動パルスＰ１１と駆動パルスＰ１２とのインターバル（時刻ｔ１４〜時刻ｔ１５）は、駆動パルスＰ１１の幅の２／５であることが望ましい。したがって、駆動パルスＰ１２の印加を開始するタイミングは、この関係を満たすタイミングとするのが望ましい。また、そのようにした場合、駆動パルスＰ１２の幅は駆動パルスＰ１１の幅の３／５であることが望ましい。このような関係とすることが望ましいことを示すのが、図７の説明図である。

図７は第１及び第２膨張パルスのインターバルを固定し第２膨張パルスの幅を変更した場合のインク吐出に関係する特性を比較して示す説明図である。この説明図では、具体的には、第１及び第２膨張パルスのインターバルに相当する、駆動パルスＰ１１と駆動パルスＰ１２とのインターバル（時刻ｔ１４〜時刻ｔ１５）を、駆動パルスＰ１１の幅の２／５とした場合の、駆動パルスＰ１２の幅と、サテライト発生防止、インク吐出性能、総合評価との対応を示している。

図７に示すように、駆動パルスＰ１１の幅を２５００ｎｓとし、駆動パルスＰ１１と駆動パルスＰ１２とのインターバルをその２／５の１０００ｎｓとした場合、駆動パルスＰ１２の幅を８００，１０００，１２００，１４００，１５００，１６００，１８００，２０００ｎｓとして、サテライト抑制性能、インク吐出性能のそれぞれについて評価してみた。

その結果、サテライト抑制性能については、駆動パルスＰ１２の幅が１４００ｎｓ以上の場合に良好で、特に１５００ｎｓ以上の場合は非常に良好であった。また、１０００ｎｓの場合もまずまずの結果が得られた。しかし、駆動パルスＰ１２の幅が８００〜１２００の場合は、インク吐出後のインクの引き込み力不足（インク圧の負圧のピークＣが不足）で良好な結果が得られなかった。

一方、インク吐出性能については、駆動パルスＰ１２の幅が１５００ｎｓ以下では良好な結果が得られた。また、１６００ｎｓでもまずまずの結果が得られた。しかし、駆動パルスＰ１２の幅が１８００ｎｓ以上になると、インクの吐出速度不足が発生して良好な結果を得られなかった。また、駆動パルスＰ１２の幅が１８００，２０００ｎｓの場合は、引き込み力過多（インク圧の負圧のピークＣが大き過ぎ）による空気吸い込みの発生で良好な結果が得られなかった。

以上のサテライト抑制性能とインク吐出性能とを総合した場合、駆動パルスＰ１２の幅が１５００ｎｓの場合が最も好ましい結果が得られることが分かった。

なお、インクの粘度はインク温度によって変化する。そこで、インクの温度又はインクジェットヘッド１の環境温度に応じて、各駆動パルスＰ０，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３の幅や、駆動パルスＰ１１と駆動パルスＰ１２とのインターバル（時刻ｔ１４〜時刻ｔ１５）を、補正するようにしてもよい。インクの温度又はインクジェットヘッド１の環境温度は、例えば、温度検知部２２によって検知される温度とすることができる。

即ち、インク温度が低いとインクの粘度が高くなり、インクの流路抵抗が高くなってインクの流動性が低くなる。反対に、インク温度が高いとインクの粘度が低くなり、インクに生じた残留振動が減衰しにくくなる。そこで、具体的には、図８の説明図で示すように、駆動パルスＰ０については、インク温度が標準よりも低い場合にパルス幅を長めに補正し、標準よりも高い場合にパルス幅を短めに補正するようにしてもよい。反対に、他の駆動パルスＰ１１，Ｐ１２，Ｐ１３や駆動パルスＰ１１，Ｐ１２のインターバルについては、インク温度が標準よりも低い場合にパルス幅やインターバルを短めに補正し、標準よりも高い場合にパルス幅やインターバルを長めに補正するようにしてもよい。これにより、インク温度に応じたインクの流動性やインクの残留振動の減衰度に合わせて、サテライトの発生が適切に抑制されるようにインクの吐出をコントロールすることができる。

また、上述した実施形態において、サテライト対策波形の駆動信号から駆動パルスＰ０，Ｐ１３のどちらか一方又は両方を省略してもよい。また、駆動パルスＰ１３は、同じドットに対するインクの吐出を以後も繰り返すマルチドロップ動作中に限って用いることとし、そうでない場合は省略するようにしてもよい。

ちなみに、上述したサテライト対策波形の駆動信号では、駆動パルスＰ１２を用いてインク吐出直後のインクの負圧のピークＣを増幅させ、これにより、インク吐出後のインクの引き込み力を増すことで、サテライトの発生を抑制することとした。しかし、駆動パルスＰ１２を用いる代わりに、通常波形における駆動パルスＰ１，Ｐ２のパルス幅や、駆動パルスＰ１，Ｐ２間のインターバルを変えることで、サテライトの発生を抑制する構成とすることもできる。以下、そのように構成した実施形態について説明する。

インクジェットプリンタにおいては、低温環境下では、インクの粘度が高くなる。そこで、所望量のインクを吐出するためにインクジェットヘッドの駆動電圧を大きくすると、ノズルから吐出されるインクの尾が長くなる。長い尾は切れやすく、かつ、長い分だけ多くの滴に分断するため、サテライトが発生しやすくなる。

サテライトは、記録媒体上に付着して印刷品質を低下させたり、装置内に付着して装置を汚したりする。このため、従来、サテライトが発生しやすい低温環境下では記録動作を行わずに、インクジェットヘッドを加温するウォームアップ動作を行った後に記録を開始することが行われていた（例えば、特開２０００−２５５０５５号公報）。

上述のように、従来のインクジェット記録装置においては、サテライトが発生しやすい低温環境下では、ウォームアップ動作を行った後で記録を開始するため、画像の記録に長時間を要していた。

以下に説明する実施形態は、上記に鑑みてなされたもので、低温環境下でもサテライトの発生を軽減しつつ、短時間で画像の記録を行うことができるインクジェット記録装置を提供することを目的とするものである。この目的を達成するインクジェットプリンタは、図１乃至図４の各図に示す構成を有しており、かつ、図３（ａ）〜（ｃ）に示す動作をインクジェットヘッドが行う。そして、インクジェットヘッドの駆動の際に、上述した図６（ａ）に示す通常波形の駆動信号と、以下に説明するサテライト対策波形の駆動信号とを使い分ける。そこで、サテライト対策波形の駆動信号の第２及び第３実施形態を、図９及び図１０の説明図を参照して説明する。

図９はサテライト対策波形の駆動信号の第２実施形態とこれにより駆動されたインクジェットヘッドのインク室内におけるインクの圧力変化との関係を示す説明図である。この図９に示す駆動波形では、通常波形の駆動信号における駆動パルスＰ１のパルス幅と、駆動パルスＰ１，Ｐ２間のインターバルとを、通常波形の場合よりも長くしている。具体的には、駆動パルスＰ１のパルス幅と駆動パルスＰ１，Ｐ２間のインターバルとの合計時間を、通常波形の場合の２．０ＡＬから２．４〜２．５ＡＬに延長している。このようにすることで、インク吐出後にインク圧が負圧となる時間を長くし、これにより、インク吐出後のインク引き込み力を通常波形よりも高めて、サテライトの発生を抑制することができる。

また、図１０はサテライト対策波形の駆動信号の第３実施形態とこれにより駆動されたインクジェットヘッドのインク室内におけるインクの圧力変化との関係を示す説明図である。この図１０に示す駆動波形では、駆動パルスＰ１のパルス幅を短くすると共に、駆動パルスＰ１，Ｐ２のインターバルを短くし、かつ、駆動パルスＰ２のパルス幅を長くしている。これにより、駆動パルスＰ１の印加開始後にインク圧の正圧のピークが２段階で発生するようになる。このようにすれば、駆動パルスＰ１の印加終了が通常波形よりも早まる分、インク圧が負圧のピークから急激に通常圧力を経て正圧側に変化し、インク吐出時のインク圧の変動周期が短くなる。かつ、駆動パルスＰ１の印加終了により負圧から正圧に変化した直後の駆動パルスＰ２の印加開始によって、インク吐出後のインク圧が正圧から通常圧力を経て負圧側に変化する度合いも急激となる。これによって、インクの吐出周期を短くし、かつ、インク吐出後のインク引き込み力を通常波形よりも高めて、サテライトの発生を抑制することができる。

なお、図９及び図１０の各説明図でも、実線は駆動信号の波形を示し、破線はインク室内におけるインクの圧力を示す。また、図９及び図１０にそれぞれ示すサテライト対策波形の駆動信号でも、図６（ａ）の実線で示すサテライト対策波形の駆動信号と同様の理由から、駆動パルスＰ１の前に駆動パルスＰ０を用いるようにしている。

以上に説明したサテライト対策波形の駆動信号は、例えば、図１１のフローチャートを参照して説明する制御部２６の以下の動作によって、画像データの印刷に使用することができる。図１１に示す制御部２６の動作では、印刷に使用する記録紙の種類やインクの温度によって、通常波形の駆動信号とサテライト対策波形の駆動信号とのどちらを使用するかを決定するようにしている。なお、以下の説明において「ギャップ」とは、インクジェットヘッド１と搬送されて来る記録媒体との距離をいう。

記録対象の画像データが入力されると、ステップＳ１０において、制御部２６は、入力された画像データの印刷に使用する記録紙として指定された種類が、インクジェットヘッド１と記録紙とのギャップを通常のギャップよりも拡げる設定に該当する種類であるか否かを確認する（ステップＳ１０）。ギャップを通常よりも拡げる設定に該当する記録紙の種類としては、例えば、封筒等の袋状の記録紙がある。なお、記録紙の種類を確認する代わりに、インクジェットヘッド１と記録紙とのギャップを拡げる印刷であるかどうかを、ステップＳ１０において直接確認するようにしてもよい。

ギャップを通常よりも拡げる設定に該当する記録紙の種類である場合は（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、後述するステップＳ６０に進む。ギャップを通常よりも拡げる設定に該当する記録紙の種類でない場合は（ステップＳ１０：ＮＯ）、温度検知部２２で検知されるインクの温度Ｔが、ヘッド使用可能温度Ｔ１よりも高いか否かを判断する（ステップＳ２０）。温度Ｔがヘッド使用可能温度Ｔ１以下である場合（ステップＳ２０：ＮＯ）、そのままではインクジェットヘッド１による記録動作を行わず、ステップＳ３０において、制御部２６は、インクジェットヘッド１に供給されるインクを加温するウォームアップを行うよう加温部２３を駆動させる。その後、ステップＳ２０に戻る。ヘッド使用可能温度Ｔ１は、例えば２０℃程度である。

温度Ｔがヘッド使用可能温度Ｔ１より高い場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、ステップＳ４０において、制御部２６は、温度Ｔが通常使用可能温度Ｔ２よりも高いか否かを判断する。通常使用可能温度Ｔ２は、ヘッド使用可能温度Ｔ１よりも高い温度であり、温度Ｔが通常使用可能温度Ｔ２より高い場合（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、ステップＳ５０に進み、温度Ｔが通常使用可能温度Ｔ２以下である場合（ステップＳ４０：ＮＯ）、ステップＳ６０に進む。通常使用可能温度Ｔ２は、例えば２５℃程度である。

ステップＳ５０では、制御部２６は、駆動波形格納部２４から通常波形の波形データ読み出し、入力された画像データおよび通常波形の波形データに基づいて、インクジェットヘッド１の駆動対象となるインク室６を駆動してインク吐出動作を行わせるようにヘッド駆動部２１を制御する。画像データには各画素におけるドロップ数が設定されており、このドロップ数に応じて、それぞれのインク室６で前述の図３を用いて説明した吐出動作が行われる。

ステップＳ６０では、制御部２６は、駆動波形格納部２４からサテライト対策波形の波形データ読み出し、入力された画像データおよびサテライト対策波形の波形データに基づいて、インクジェットヘッド１の駆動対象となるインク室６を駆動してインク吐出動作を行わせるようにヘッド駆動部２１を制御する。このとき、図６（ａ）のサテライト対策波形の駆動信号以外に、図９や図１０のサテライト対策波形の駆動信号を用いることもできる。

なお、ステップＳ１０でＮＯの場合に、無条件にステップＳ５０に進むようにしてもよく、ステップＳ１０を省略してステップＳ２０からの動作を行うようにしてもよい。また、図１１のフローチャートに示す動作を一切省略し、画像データが入力される度に無条件に、図１１のステップＳ６０に示す動作を一律に行うようにしてもよい。

このように、上述した第１実施形態によれば、駆動信号中の駆動パルスＰ１１の印加により発生したインク圧の正圧のピークＢとそれに続くインク圧の負圧のピークＣとの間で、第２の膨張パルスである駆動パルスＰ１２を印加開始し、この負圧のピークＣとこれに続くインク圧の正圧のピークＤとの間で、駆動パルスＰ１２の印加を終了する構成の、サテライト対策波形の駆動信号を印刷に用いるようにした。このため、ノズル７からのインクの吐出性能を阻害することなくサテライト発生の抑制効率を向上させることができる。

１インクジェットヘッド
２基板
３カバープレート
４，４Ａ〜４Ｄ隔壁
４ａ，４ｂ圧電部材
５ノズルプレート
６，６Ａ〜６Ｃインク室
７ノズル
８インク流入口
９インク供給口
１０インクチューブ
１１，１１Ａ〜１１Ｃ電極
１２フレキシブルケーブル
２１ヘッド駆動部
２２温度検知部
２３加温部
２４駆動波形格納部
２６制御部

上記目的を達成するために、請求項１に記載した本発明の液滴吐出装置は、
駆動信号により駆動され、ノズルに連通するインク室の容積を変更させる容積変更手段を備え、該インク室の容積変更により前記インク室内のインクの圧力を増減させることで、前記インクの液滴を前記ノズルから吐出させる液滴吐出装置であって、
前記容積変更手段により前記インク室の容積を一定期間増加させる第１膨張パルスと、該第１膨張パルスの終了後所定のインターバルを挟んで前記容積変更手段により前記インク室の容積を再び一定期間増加させる第２膨張パルスとを含む前記駆動信号を生成して、該生成した駆動信号を前記容積変更手段に供給する駆動手段を備えており、
前記駆動手段は、前記第１膨張パルスのオンオフによる前記インク室の容積の増加及び復元により前記インク室内のインクに生じる圧力増減における圧力増加のピークから、これに連続して前記インク室内のインクに生じる圧力減少のピークまでの期間において、前記第２膨張パルスをオンさせると共に、該第２膨張パルスのオン中に前記インク室内のインクに生じる圧力減少のピークからこれに連続して前記インク室内のインクに生じる圧力増加のピークまでの期間において、前記第２膨張パルスをオフさせる、
ことを特徴とする。

また、請求項２に記載した本発明の液滴吐出装置は、請求項１に記載した本発明の液滴吐出装置において、前記駆動手段が、前記容積変更手段により前記インク室の容積を一定期間減少させる予備パルスを前記第１膨張パルスのオン前に含む前記駆動信号を生成することを特徴とする。

さらに、請求項３に記載した本発明の液滴吐出装置は、請求項１又は２に記載した本発明の液滴吐出装置において、前記駆動手段が、前記容積変更手段により前記インク室の容積を一定期間減少させる収縮パルスを前記第２膨張パルスのオフ後に含む前記駆動信号を生成し、オンさせた前記収縮パルスを、前記第２膨張パルスのオフ中に前記インク室内のインクに生じる圧力増加のピークからこれに連続して前記インク室内のインクの圧力が通常圧力に戻るまでの期間において、前記収縮パルスをオフさせることを特徴とする。

また、請求項４に記載した本発明の液滴吐出装置は、請求項３に記載した本発明の液滴吐出装置において、前記駆動手段が、前記インクの液滴の吐出後に同一のドットに対する前記インクの液滴の吐出が継続されるマルチドロップ動作中に限って、前記収縮パルスを含む前記駆動信号を生成することを特徴とする。

さらに、請求項５に記載した本発明の液滴吐出装置は、請求項１、２、３又は４に記載した本発明の液滴吐出装置において、前記駆動手段が、前記インク室の音響的共振周期の半分の周期であるＡＬに基づいて決定した前記第１膨張パルスのパルス幅の２／５の期間を前記所定のインターバルの期間とした前記駆動信号を生成することを特徴とする。

また、請求項６に記載した本発明の液滴吐出装置は、請求項５に記載した本発明の液滴吐出装置において、前記駆動手段が、前記第１膨張パルスのパルス幅の３／５のパルス幅とした前記第２膨張パルスを含む前記駆動信号を生成することを特徴とする。

本発明の請求項２に記載した液滴吐出装置によれば、予備パルスのオンによりインク室のインクを一旦加圧することで、その反動でインク吐出時のインク圧（正圧のピーク）を上げて吐出性能を向上させるようにすることができる。

本発明の請求項３に記載した液滴吐出装置によれば、第２膨張パルスのオン後におけるインク圧の減少のピーク（負圧のピーク）から通常圧力に早く戻るようにして、第２膨張パルスのオンオフによるインク圧の変動の振幅増加でインク圧の変動周期が長くなるのを防ぐことができる。これにより、次のインク吐出動作の開始を早めることができる。

本発明の請求項４に記載した液滴吐出装置によれば、同一のドットに対する次のインク吐出動作が存在せず、次のインク吐出動作の開始を早める必要がない場合に、収縮パルスのオンオフにより無駄な電力消費が行われるのを防ぐことができる。

本発明の請求項５に記載した液滴吐出装置によれば、第１膨張パルスのオンによりインク圧が正圧のピークから通常圧力に戻るタイミングで第２膨張パルスがオンされるようにして、インク吐出後のインク引き込み力の増幅を効率的に実現することができる。

本発明の請求項６に記載した液滴吐出装置によれば、第２膨張パルスのオンオフによるインク圧の変動の振幅増加でインク圧の変動周期が長くならないように、第２膨張パルスのオン後におけるインク圧を、減少のピーク（負圧のピーク）から通常圧力に効率良く早く戻すことができる。

図１〜図３に示すように、インクジェットヘッド１には、セラミック等からなる基板２とカバープレート３との間に、２つの圧電部材４ａ，４ｂ（請求項中の容積変更手段に相当）からなる複数の隔壁４が配置されている。圧電部材４ａ，４ｂは、例えば、ＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ _３−ＰｂＴｉＯ _３）等の公知の圧電材料からなり、図３中の矢印で示すように互いに異なる方向に分極している。

上記目的を達成するために、請求項１に記載した本発明の液滴吐出装置は、
駆動信号により駆動され、ノズルに連通するインク室の容積を変更させる容積変更手段を備え、該インク室の容積変更により前記インク室内のインクの圧力を増減させることで、前記インクの液滴を前記ノズルから吐出させる液滴吐出装置であって、
前記容積変更手段により前記インク室の容積を一定期間増加させる第１膨張パルスと、該第１膨張パルスの終了後所定のインターバルを挟んで前記容積変更手段により前記インク室の容積を再び一定期間増加させる第２膨張パルスとを含む前記駆動信号を生成して、該生成した駆動信号を前記容積変更手段に供給する駆動手段を備えており、
前記駆動手段は、前記第１膨張パルスのオンオフによる前記インク室の容積の増加及び復元により前記インク室内のインクに生じる圧力増減における圧力増加のピークから、これに連続して前記インク室内のインクに生じる圧力減少のピークまでの期間において、前記第２膨張パルスをオンさせると共に、該第２膨張パルスのオン中に前記インク室内のインクに生じる圧力減少のピークからこれに連続して前記インク室内のインクに生じる圧力増加のピークまでの期間において、前記第２膨張パルスをオフさせ、
また、前記駆動手段は、前記容積変更手段により前記インク室の容積を一定期間減少させる予備パルスを前記第１膨張パルスのオン前に含む前記駆動信号を生成し、
さらに、前記駆動手段は、前記インクの液滴の吐出後に同一のドットに対する前記インクの液滴の吐出が継続されるマルチドロップ動作中に、前記容積変更手段により前記インク室の容積を一定期間減少させる収縮パルスを前記第２膨張パルスのオフ後に含む前記駆動信号を生成し、前記第２膨張パルスのオン中に前記インク室内のインクに生じる圧力減少のピークからこれに連続して前記インク室内のインクに生じる圧力増加のピークまでの期間において、前記第２膨張パルスのオフ後に前記収縮パルスをオンさせると共に、オンさせた前記収縮パルスを、前記収縮パルスのオン中に前記インク室内のインクに生じる圧力増加のピークからこれに連続して前記インク室内のインクの圧力が通常圧力に戻るまでの期間においてオフさせる、
ことを特徴とする。

さらに、請求項２に記載した本発明の液滴吐出装置は、請求項１に記載した本発明の液滴吐出装置において、前記インク室の周辺の環境温度又は前記インク室の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動信号のパルス幅又はパルス間隔を補正する波形補正手段とをさらに備えることを特徴とする。

また、請求項３に記載した本発明の液滴吐出装置は、請求項１又は２に記載した本発明の液滴吐出装置において、前記駆動信号の内容に通常パターンと変更パターンとが存在し、前記インク室の周辺の環境温度又は前記インク室の温度と、変更可能な前記ノズルから前記記録紙までの距離と、前記記録紙の種類とのうち少なくとも１つの内容に基づいて、前記駆動信号の内容を前記通常パターンと前記変更パターンとのうちいずれにするかを決定するパターン決定手段をさらに備えており、前記駆動手段が、前記パターン決定手段が前記変更パターンを前記駆動信号の内容とすることを決定したときに、前記第１膨張パルスと前記第２膨張パルスとを含む前記駆動信号を生成することを特徴とする。

また、本発明の請求項１に記載した液滴吐出装置によれば、予備パルスのオンによりインク室のインクを一旦加圧することで、その反動でインク吐出時のインク圧（正圧のピーク）を上げて吐出性能を向上させるようにすることができる。

さらに、本発明の請求項１に記載した液滴吐出装置によれば、第２膨張パルスのオン後におけるインク圧の減少のピーク（負圧のピーク）から通常圧力に早く戻るようにして、第２膨張パルスのオンオフによるインク圧の変動の振幅増加でインク圧の変動周期が長くなるのを防ぐことができる。これにより、次のインク吐出動作の開始を早めることができる。

本発明の請求項２に記載した液滴吐出装置によれば、インク又はインク室の温度変化に伴うインクの粘度の変化に応じて、サテライトの発生抑制が効率的に行われるように駆動信号の波形を調整することができる。

本発明の請求項３に記載した液滴吐出装置によれば、インクの吐出時に発生するサテライトによる印刷品質の低下に影響を与えることがあるプリンタの使用環境や使用態様の状況に応じて、サテライト発生を抑制する駆動信号によるインクの吐出を実行させるようにして、的確なサテライトの発生抑制を図ることができる。

インク室６Ｂの電極１１Ｂに正電圧ＶＢの駆動パルスＰ１３が印加される前、インク室６Ｂ内のインク圧の減少の度合いは、インク室６Ｂの電極１１Ｂに対する駆動パルスＰ１２の印加によって増幅されている。

増加するインク室６Ｂ内のインクの圧力が正圧のピークＤとなる時点におけるインクの液滴は、図６（ｂ）の中央に示すような形状となる。この液滴形状を、図５（ａ）の通常波形による駆動信号でインクを吐出した場合の対応する時点における、図５（ｂ）の中央に示す液滴形状と比較すると、通常波形に比べてサテライト対策波形の方が後尾部分の太さが細くなっている。これは、インクの吐出開始後におけるインク室６Ｂ内へのインク引き込み力の増加により細くなったインクの尾が、その後さらに伸びたことによるものである。さらに、駆動パルスＰ１３の印加開始から０．７５ＡＬ後の時刻ｔ１８において駆動パルスＰ１３の印加を終了することで、正圧のピークＤを越えて減少に転じたインク室６Ｂ内のインクの圧力が通常圧力に戻るタイミングが早まる。これにより、駆動パルスＰ１２の印加による負圧のピークＣの増大によって変動の振幅が増したインク圧の変動周期を短縮し、次のインク吐出動作の開始を早めることができる。

駆動パルスＰ１２の印加開始が駆動パルスＰ１１の印加終了にあまり近づくと、インクの吐出速度の低下や不吐出といった吐出不良を招いてしまうので好ましくない。

即ち、インク温度が低いとインクの粘度が高くなり、インクの流路抵抗が高くなってインクの流動性が低くなる。反対に、インク温度が高いとインクの粘度が低くなる。そこで、具体的には、図８の説明図で示すように、駆動パルスＰ０については、インク温度が標準よりも低い場合にパルス幅を長めに補正し、標準よりも高い場合にパルス幅を短めに補正するようにしてもよい。反対に、他の駆動パルスＰ１１，Ｐ１２，Ｐ１３や駆動パルスＰ１１，Ｐ１２のインターバルについては、インク温度が標準よりも低い場合にパルス幅やインターバルを短めに補正し、標準よりも高い場合にパルス幅やインターバルを長めに補正するようにしてもよい。これにより、インク温度に応じたインクの流動性に合わせて、サテライトの発生が適切に抑制されるようにインクの吐出をコントロールすることができる。

また、駆動パルスＰ１３は、同じドットに対するインクの吐出を以後も繰り返すマルチドロップ動作中に限って用いることとし、そうでない場合は省略するようにしてもよい。

Claims

駆動信号により駆動され、ノズルに連通するインク室の容積を変更させる容積変更手段を備え、該インク室の容積変更により前記インク室内のインクの圧力を増減させることで、前記インクの液滴を前記ノズルから吐出させる液滴吐出装置であって、
前記容積変更手段により前記インク室の容積を一定期間増加させる第１膨張パルスと、該第１膨張パルスの終了後所定のインターバルを挟んで前記容積変更手段により前記インク室の容積を再び一定期間増加させる第２膨張パルスとを含む前記駆動信号を生成して、該生成した駆動信号を前記容積変更手段に供給する駆動手段を備えており、
前記駆動手段は、前記第１膨張パルスのオンオフによる前記インク室の容積の増加及び復元により前記インク室内のインクに生じる圧力増減における圧力増加のピークから、これに連続して前記インク室内のインクに生じる圧力減少のピークまでの期間において、前記第２膨張パルスをオンさせると共に、該第２膨張パルスをオンさせる前記期間中に前記インク室内のインクに生じる圧力減少のピークからこれに連続して前記インク室内のインクに生じる圧力増加のピークまでの期間において、前記第２膨張パルスをオフさせる、
ことを特徴とする液滴吐出装置。
前記駆動手段は、前記容積変更手段により前記インク室の容積を一定期間減少させる収縮パルスを前記第２膨張パルスのオフ後に含む前記駆動信号を生成し、オンさせた前記収縮パルスを、前記第２膨張パルスをオフさせる前記期間中に前記インク室内のインクに生じる圧力増加のピークからこれに連続して前記インク室内のインクの圧力が通常圧力に戻るまでの期間において、前記収縮パルスをオフさせることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出装置。
前記駆動手段は、前記インクの液滴の吐出後に同一のドットに対する前記インクの液滴の吐出が継続されるマルチドロップ動作中に限って、前記収縮パルスを含む前記駆動信号を生成することを特徴とする請求項２記載の液滴吐出装置。
前記駆動手段は、前記インク室の音響的共振周期の半分の周期であるＡＬに基づいて決定した前記第１膨張パルスのパルス幅の２／５の期間を前記所定のインターバルの期間とした前記駆動信号を生成することを特徴とする請求項１、２又は３記載の液滴吐出装置。
前記駆動手段は、前記第１膨張パルスのパルス幅の３／５のパルス幅とした前記第２膨張パルスを含む前記駆動信号を生成することを特徴とする請求項４記載の液滴吐出装置。
前記駆動手段は、前記容積変更手段により前記インク室の容積を一定期間減少させる予備パルスを前記第１膨張パルスのオン前に含む前記駆動信号を生成することを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の液滴吐出装置。
前記インク室の周辺の環境温度又は前記インク室の温度を検出する温度検出手段と、該温度検出手段の検出結果に基づいて、前記駆動信号のパルス幅又はパルス間隔を補正する波形補正手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載の液滴吐出装置。
前記駆動信号の内容には通常パターンと変更パターンとが存在し、前記インク室の周辺の環境温度又は前記インク室の温度と、変更可能な前記ノズルから前記記録紙までの距離と、前記記録紙の種類とのうち少なくとも１つの内容に基づいて、前記駆動信号の内容を前記通常パターンと前記変更パターンとのうちいずれにするかを決定するパターン決定手段をさらに備えており、前記駆動手段は、前記パターン決定手段が前記変更パターンを前記駆動信号の内容とすることを決定したときに、前記第１膨張パルスと前記第２膨張パルスとを含む前記駆動信号を生成することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の液滴吐出装置。