JP3412682B2

JP3412682B2 - 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

Info

Publication number: JP3412682B2
Application number: JP26878698A
Authority: JP
Inventors: 俊華張
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1998-09-22
Publication date: 2003-06-03
Anticipated expiration: 2018-09-22
Also published as: JP2000094671A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク滴を吐出す
るノズル開口と連通する圧力発生室の一部に振動板を介
して圧電素子を形成して、圧電素子の変位によりインク
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
及びインクジェット式記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インク滴を吐出するノズル開口と連通す
る圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧
電素子により変形させて、圧力発生室のインクを加圧し
てノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット
式記録ヘッドには、圧電素子が軸方向に伸長、収縮する
縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、
たわみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したもの
の２種類が実用化されている。

【０００３】前者は圧電素子の端面を振動板に当接させ
ることにより圧力発生室の容積を変化させることができ
て、高密度印刷に適したヘッドの製作が可能である反
面、圧電素子をノズル開口の配列ピッチに一致させて櫛
歯状に切り分けるという困難な工程や、切り分けられた
圧電素子を圧力発生室に位置決めして固定する作業が必
要となり、製造工程が複雑であるという問題がある。

【０００４】これに対して後者は、圧電材料のグリーン
シートを圧力発生室の形状に合わせて貼付し、これを焼
成するという比較的簡単な工程で振動板に圧電素子を作
り付けることができるという利点を有する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、たわみ
モードの圧電アクチュエータは、縦振動モードの圧電ア
クチュエータと比較して大きな変位面積を必要として圧
力発生室の容積が大きくなり、吐出するインク滴のイン
ク量も多くなるため、グラフィック印刷等のように微小
サイズのドット形成が困難であるという不都合を抱えて
いる。

【０００６】また、インク滴吐出後のメニスカスの振動
の影響が次のインク滴吐出に影響するという問題もあ
る。このような問題を解決するものとして、振動を抑え
るための駆動方法を追加するものが提案されているが、
全体の駆動方法が長くなり高周波数印刷に対応できない
という問題がある。

【０００７】本発明はこのような事情に鑑み、駆動周期
を短く保ちつつインク吐出後のメニスカスの振動を回避
することができる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を提供することを課題
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様は、
ノズル開口及びリザーバに連通する圧力発生室に付設さ
れた圧電素子を駆動することにより前記圧力発生室を膨
張又は収縮させて前記ノズル開口からインク滴を吐出さ
せるインクジェット式記録ヘッドの駆動方法において、
前記圧力発生室を収縮させて前記ノズル開口からインク
を吐出させる第１の収縮工程と、この第１の収縮工程の
反動によるメニスカスの後退を低減するように前記圧力
発生室を収縮させる第２の収縮工程とを具備し、前記第
１の収縮工程が開始されてから前記第２の収縮工程が開
始されるまでの時間が、前記圧力発生室のヘルムホルツ
振動周期Ｔｃの１／４から３／４の間であることを特徴
とするインクジェット式記録ヘッドの駆動方法にある。

【０００９】かかる第１の態様では、インク吐出後のメ
ニスカスの引き込みを抑えて次のインク吐出に備えるこ
とができ、高速安定駆動が実現できる。

【００１０】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記第１の収縮工程の前に、前記圧力発生室を膨張
させてメニスカスを後退させ、インク吐出の準備を行う
準備工程を具備するインクジェット式記録ヘッドの駆動
方法にある。

【００１１】かかる第２の態様では、前記第１の収縮工
程の前に圧力発生室を膨張させることにより、ノズル開
口のメニスカスを下げて吐出の準備を行い、インク滴を
高速で吐出させることができる。

【００１２】本発明の第３の態様は、第１又は２の態様
において、前記第１の収縮工程の収縮量が前記準備工程
での膨張量の５０％以下であ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にある。

【００１３】かかる第３の態様では、小さなインク滴を
効果的に吐出することができる。

【００１４】

【００１５】

【００１６】本発明の第４の態様は、第１〜３の何れか
の態様において、前記第１の収縮工程が開始されてから
前記第２の収縮工程が開始されるまでの時間が、前記圧
力発生室のヘルムホルツ振動周期Ｔｃの１／２前後であ
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
方法にある。

【００１７】かかる第４の態様では、インク吐出後のメ
ニスカスの引き込みをさらに有効に抑えることができ、
高速安定駆動が実現できる。

【００１８】本発明の第５の態様は、第１〜４の何れか
の態様において、前記第２の収縮工程の開始時点は、前
記ノズル開口からインク滴の先端が吐出された後、メニ
スカスが後退し始める時点ｔ_１から最も深く後退する時
点ｔ_２までの間であ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にある。

【００１９】かかる第５の態様では、インク吐出後のメ
ニスカスの引き込みを有効に抑えることができ、高速安
定駆動が実現できる。

【００２０】本発明の第６の態様は、第５の態様におい
て、前記第２の収縮工程の開始時点は、前記ノズル開口
からインク滴の先端が吐出された後、メニスカスが後退
し始める時点ｔ_１から［ｔ_１+（ｔ_２-ｔ_１）×３／４］
の範囲にあることを特徴とするインクジェット式記録ヘ
ッドの駆動方法にある。

【００２１】かかる第６の態様では、インク吐出後のメ
ニスカスの引き込みをさらに有効に抑えることができ、
高速安定駆動が実現できる。

【００２２】本発明の第７の態様は、第６の態様におい
て、前記第２の収縮工程の開始時点は、前記ノズル開口
からインク滴の先端が吐出された後、メニスカスが後退
し始める時点ｔ_１から［ｔ_１+（ｔ_２-ｔ_１）／２］の範
囲にあることを特徴とするインクジェット式記録ヘッド
の駆動方法にある。

【００２３】かかる第７の態様では、インク吐出後のメ
ニスカスの引き込みをさらに有効に抑えることができ、
高速安定駆動が実現できる。

【００２４】本発明の第８の態様は、第１〜７の何れか
の態様において、前記第１の収縮工程での駆動信号の印
加時間及び前記第２の収縮工程での駆動信号の印加時間
が、それぞれ前記圧力発生室のヘルムホルツ振動周期Ｔ
ｃの１／３以下であ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にある。

【００２５】かかる第８の態様では、インク吐出後のメ
ニスカスの引き込みを有効に抑えることができ、且つ高
速安定駆動が実現できる。

【００２６】本発明の第９の態様は、第１〜８の何れか
の態様において、前記第２の収縮工程の後、インク吐出
後の振動を抑えるように前記圧力発生室を膨張させる第
１の膨張工程を具備するインクジェット式記録ヘッドの
駆動方法にある。

【００２７】かかる第９の態様では、インク吐出後のメ
ニスカスの振動を有効に抑えて次のインク吐出に備える
ことができる。

【００２８】本発明の第１０の態様は、第９の態様にお
いて、前記第１の収縮工程が開始されてから前記第１の
膨張工程が開始されるまでの時間が、実質的に前記圧力
発生室のヘルムホルツ振動周期Ｔｃであることを特徴と
するインクジェット式記録ヘッドの駆動方法にある。

【００２９】かかる第１０の態様では、インク吐出後の
メニスカスの振動を有効に抑えることができ、高速安定
駆動が実現できる。

【００３０】本発明の第１１の態様は、第９又は１０の
態様において、前記第１の膨張工程の開始時点は、前記
ノズル開口からインク滴の先端が吐出された後、メニス
カスが最も深く後退する時点ｔ_２であることを特徴とす
るインクジェット式記録ヘッドの駆動方法にある。

【００３１】かかる第１１の態様では、インク吐出後の
メニスカスの振動をさらに有効に抑えることができ、高
速安定駆動が実現できる。

【００３２】本発明の第１２の態様は、第９〜１１の何
れかの態様において、前記第１の膨張工程で前記圧力発
生室を膨張させるための駆動信号の印加時間が、前記圧
力発生室のヘルムホルツ振動周期Ｔｃの１／２以下であ
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
方法にある。

【００３３】かかる第１２の態様では、インク吐出後の
メニスカスの振動を有効に抑えて次のインク吐出に備え
ることができる。

【００３４】本発明の第１３の態様は、第９〜１２の何
れかの態様において、前記第１の膨張工程の後、インク
吐出後の振動を抑えるように前記圧力発生室を収縮させ
る第３の収縮工程を具備するインクジェット式記録ヘッ
ドの駆動方法にある。

【００３５】かかる第１３の態様では、インク吐出後の
メニスカスの振動をさらに有効に抑えて次のインク吐出
に備えることができる。

【００３６】本発明の第１４の態様は、ノズル開口及び
リザーバに連通する圧力発生室に付設された圧電素子を
駆動することにより前記圧力発生室を膨張又は収縮させ
て前記ノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェ
ット式記録ヘッドと、前記圧力発生室を収縮させて前記
ノズル開口からインクを吐出させる第１の収縮工程と、
この第１の収縮工程の反動によるメニスカスの後退を低
減するように前記圧力発生室を収縮させる第２の収縮工
程とを、前記第１の収縮工程が開始されてから前記第２
の収縮工程が開始されるまでの時間が、前記圧力発生室
のヘルムホルツ振動周期Ｔｃの１／４から３／４の間と
なるように実行する駆動信号を前記圧電素子に出力する
駆動手段とを具備することを特徴とするインクジェット
式記録装置にある。

【００３７】かかる第１４の態様では、インク吐出後の
メニスカスの引き込みを抑えて次のインク吐出に備える
ことができ、高速安定駆動が実現できる。

【００３８】本発明の第１５の態様は、第１４の態様に
おいて、前記駆動手段は前記第１の収縮工程の前に、前
記圧力発生室を膨張させてメニスカスを後退させ、イン
ク吐出の準備を行う準備工程を実行することを特徴とす
るインクジェット式記録装置にある。

【００３９】かかる第１５の態様では、前記第１の収縮
工程の前に圧力発生室を膨張させることにより、ノズル
開口のメニスカスを下げて吐出の準備を行い、インク滴
を高速で吐出させることができる。

【００４０】本発明の第１６の態様は、第１４又は１５
の態様において、前記第１の収縮工程の収縮量が前記準
備工程での膨張量の５０％以下であることを特徴とする
インクジェット式記録装置にある。

【００４１】かかる第１６の態様では、小さなインク滴
を効果的に吐出することができる。

【００４２】

【００４３】

【００４４】本発明の第１７の態様は、第１４〜１６の
何れかの態様において、前記第１の収縮工程が開始され
てから前記第２の収縮工程が開始されるまでの時間が、
前記圧力発生室のヘルムホルツ振動周期Ｔｃの１／２前
後であることを特徴とするインクジェット式記録装置に
ある。

【００４５】かかる第１７の態様では、インク吐出後の
メニスカスの引き込みをさらに有効に抑えることがで
き、高速安定駆動が実現できる。

【００４６】本発明の第１８の態様は、第１４〜１７の
何れかの態様において、前記第２の収縮工程の開始時点
は、前記ノズル開口からインク滴の先端が吐出された
後、メニスカスが後退し始める時点ｔ_１から最も深く後
退する時点ｔ_２までの間であることを特徴とするインク
ジェット式記録装置にある。

【００４７】かかる第１８の態様では、インク吐出後の
メニスカスの引き込みを有効に抑えることができ、高速
安定駆動が実現できる。

【００４８】本発明の第１９の態様は、第１８の態様に
おいて、前記第２の収縮工程の開始時点は、前記ノズル
開口からインク滴の先端が吐出された後、メニスカスが
後退し始める時点ｔ_１から［ｔ_１+（ｔ_２-ｔ_１）×３／
４］の範囲にあることを特徴とするインクジェット式記
録装置にある。

【００４９】かかる第１９の態様では、インク吐出後の
メニスカスの引き込みをさらに有効に抑えることがで
き、高速安定駆動が実現できる。

【００５０】本発明の第２０の態様は、第１９の態様に
おいて、前記第２の収縮工程の開始時点は、前記ノズル
開口からインク滴の先端が吐出された後、メニスカスが
後退し始める時点ｔ_１から［ｔ_１+（ｔ_２-ｔ_１）／２］
の範囲にあることを特徴とするインクジェット式記録装
置にある。

【００５１】かかる第２０の態様では、インク吐出後の
メニスカスの引き込みをさらに有効に抑えることがで
き、高速安定駆動が実現できる。

【００５２】本発明の第２１の態様は、第１４〜２０の
何れかの態様において、前記第１の収縮工程での駆動信
号の印加時間及び前記第２の収縮工程での駆動信号の印
加時間が、それぞれ前記圧力発生室のヘルムホルツ振動
周期Ｔｃの１／３以下であることを特徴とするインクジ
ェット式記録装置にある。

【００５３】かかる第２１の態様では、インク吐出後の
メニスカスの引き込みを有効に抑えることができ、且つ
高速安定駆動が実現できる。

【００５４】本発明の第２２の態様は、第１４〜２１の
何れかの態様において、前記第２の収縮工程の後、イン
ク吐出後の振動を抑えるように前記圧力発生室を膨張さ
せる第１の膨張工程を具備するインクジェット式記録装
置にある。

【００５５】かかる第２２の態様では、インク吐出後の
メニスカスの振動を有効に抑えて次のインク吐出に備え
ることができる。

【００５６】本発明の第２３の態様は、第２２の態様に
おいて、前記第１の収縮工程が開始されてから前記第１
の膨張工程が開始されるまでの時間が、前記圧力発生室
のヘルムホルツ振動周期Ｔｃ以下であることを特徴とす
るインクジェット式記録装置にある。

【００５７】かかる第２３の態様では、インク吐出後の
メニスカスの振動を有効に抑えることができ、高速安定
駆動が実現できる。

【００５８】本発明の第２４の態様は、第２２又は２３
の態様において、前記第１の膨張工程の開始時点は、前
記ノズル開口からインク滴の先端が吐出された後、メニ
スカスが最も深く後退する時点ｔ_２であることを特徴と
するインクジェット式記録装置にある。

【００５９】かかる第２４の態様では、インク吐出後の
メニスカスの振動をさらに有効に抑えることができ、高
速安定駆動が実現できる。

【００６０】本発明の第２５の態様は、第２２〜２４の
何れかの態様において、前記第１の膨張工程で前記圧力
発生室を膨張させるための駆動信号の印加時間が、前記
圧力発生室のヘルムホルツ振動周期Ｔｃの１／２以下で
あることを特徴とするインクジェット式記録装置にあ
る。

【００６１】かかる第２５の態様では、インク吐出後の
メニスカスの振動を有効に抑えて次のインク吐出に備え
ることができる。

【００６２】本発明の第２６の態様は、第２２〜２５の
何れかの態様において、前記第１の膨張工程の後、イン
ク吐出後の振動を抑えるように前記圧力発生室を収縮さ
せる第３の収縮工程を具備するインクジェット式記録装
置にある。

【００６３】かかる第２６の態様では、インク吐出後の
メニスカスの振動をさらに有効に抑えて次のインク吐出
に備えることができる。

【００６４】本発明の第２７の態様は、第１４〜２６の
何れかの態様において、前記駆動手段が実行する一連の
前記各工程の開始前後の状態では、前記圧電アクチュエ
ータに所定の電圧が印加されていることを特徴とするイ
ンクジェット式記録装置にある。

【００６５】かかる第２７の態様では、圧電素子への電
圧の印加又は解除による変形により、圧力発生室を収縮
させ、インクを吐出する。

【００６６】本発明の第２８の態様は、第１４〜２７の
何れかの態様において、前記圧力発生室の収縮は、前記
圧電アクチュエータに所定の電圧を印加して変形させる
ことにより行うことを特徴とするインクジェット式記録
装置にある。

【００６７】かかる第２８の態様では、圧電素子への電
圧の印加により膨張させた圧力発生室を、電圧の解除に
より収縮させることにより、インクを吐出する。

【００６８】本発明の第２９の態様は、第１４〜２７の
何れかの態様において、前記圧力発生室の収縮は、前記
圧電アクチュエータに印加した所定の電圧を解除して変
形させることにより行うことを特徴とするインクジェッ
ト式記録装置にある。

【００６９】かかる第２９の態様では、圧電素子への電
圧の印加により膨張させた圧力発生室を、電圧の解除に
より収縮させることにより、インクを吐出する。

【００７０】

【発明の実施の形態】以下に本発明を実施形態に基づい
て詳細に説明する。

【００７１】（実施形態１）図１には、本実施形態のイ
ンクジェット式記録装置の概略構成を示す。図１に示す
ように、インクジェット式記録装置は、プリンタコント
ローラ１０１とプリントエンジン１０２とから概略構成
してある。

【００７２】プリンタコントローラ１０１は、外部イン
ターフェース１０３（以下、外部Ｉ／Ｆ１０３という）
と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ１０４と、制
御プログラム等を記憶したＲＯＭ１０５と、ＣＰＵ等を
含んで構成した制御部１０６と、クロック信号を発生す
る発振回路１０７と、インクジェット式記録ヘッド１０
８へ供給するための駆動信号を発生する駆動信号発生回
路１０９と、駆動信号や印刷データに基づいて展開され
たドットパターンデータ（ビットマップデータ）等をプ
リントエンジン１０２に送信する内部インターフェース
１１０（以下、内部Ｉ／Ｆ１１０という）とを備えてい
る。

【００７３】外部Ｉ／Ｆ１０３は、例えば、キャラクタ
コード、グラフィック関数、イメージデータ等によって
構成される印刷データを、図示しないホストコンピュー
タ等から受信する。また、この外部Ｉ／Ｆ１０３を通じ
てビジー信号（ＢＵＳＹ）やアクノレッジ信号（ＡＣ
Ｋ）が、ホストコンピュータ等に対して出力される。

【００７４】ＲＡＭ１０４は、受信バッファ１１１、中
間バッファ１１２、出力バッファ１１３、及び、図示し
ないワークメモリとして機能する。そして、受信バッフ
ァ１１１は外部Ｉ／Ｆ１０３によって受信された印刷デ
ータを一時的に記憶し、中間バッファ１１２は制御部１
０６が変換した中間コードデータを記憶し、出力バッフ
ァ１１３はドットパターンデータを記憶する。なお、こ
のドットパターンデータは、階調データをデコード（翻
訳）することにより得られる印字データによって構成し
てある。なお、後述するように、本実施形態における印
字データは４ビットの信号により構成してある。

【００７５】また、ＲＯＭ１０５には、各種データ処理
を行わせるための制御プログラム（制御ルーチン）の他
に、フォントデータ、グラフィック関数等を記憶させて
ある。

【００７６】制御部１０６は、受信バッファ１１１内の
印刷データを読み出すと共に、この印刷データを変換し
て得た中間コードデータを中間バッファ１１２に記憶さ
せる。また、中間バッファ１１２から読み出した中間コ
ードデータを解析し、ＲＯＭ１０５に記憶させているフ
ォントデータ及びグラフィック関数等を参照して、中間
コードデータをドットパターンデータに展開する。そし
て、制御部１０６は、必要な装飾処理を施した後に、こ
の展開したドットパターンデータを出力バッファ１１３
に記憶させる。

【００７７】そして、インクジェット式記録ヘッド１０
８の１行分に相当するドットパターンデータが得られた
ならば、この１行分のドットパターンデータは、内部Ｉ
／Ｆ１１０を通じてインクジェット式記録ヘッド１０８
に出力される。また、出力バッファ１１３から１行分の
ドットパターンデータが出力されると、展開済みの中間
コードデータは中間バッファ１１２から消去され、次の
中間コードデータについての展開処理が行われる。

【００７８】プリントエンジン１０２は、インクジェッ
ト式記録ヘッド１０８と、紙送り機構１１４と、キャリ
ッジ機構１１５とを含んで構成してある。

【００７９】紙送り機構１１４は、紙送りモータと紙送
りローラ等から構成してあり、記録紙等の印刷記憶媒体
をインクジェット式記録ヘッド１０８の記録動作に連動
させて順次送り出す。即ち、この紙送り機構１１４は、
印刷記憶媒体を副走査方向に相対移動させる。

【００８０】キャリッジ機構１１５は、インクジェット
式記録ヘッド１０８を搭載可能なキャリッジと、このキ
ャリッジを主走査方向に沿って走行させるキャリッジ駆
動部とから構成してあり、キャリッジを走行させること
によりインクジェット式記録ヘッド１０８を主走査方向
に移動させる。なお、キャリッジ駆動部は、タイミング
ベルトを用いたもの等、キャリッジを走行させ得る機構
であれば任意の構成を採り得る。

【００８１】インクジェット式記録ヘッド１０８は、副
走査方向に沿って多数のノズル開口を有し、ドットパタ
ーンデータ等によって規定されるタイミングで各ノズル
開口からインク滴を吐出する。

【００８２】以下、かかるインクジェット式記録ヘッド
１０８について詳細に説明する。まず、要部断面を示す
図３を参照して、インクジェット式記録ヘッド１０８の
機械的構成について説明する。

【００８３】図示するように、圧力発生室を形成する基
板となるスペーサ１は、例えば、１５０μｍ程度の厚み
を有するジルコニア（ＺｒＯ₂）などのセラミックス板
で、圧力発生室２となる貫通孔を形成して構成される。

【００８４】スペーサ１の一方面は、例えば、厚さ１０
μｍのジルコニアの薄板からなる弾性板３により封止さ
れ、弾性板３の表面には下電極４が形成されている。ま
た、下電極４の上には、圧力発生室２毎に独立して圧電
体層５が固定されている。この圧電体層５は、圧電材料
からなるグリーンシートを貼付したり、圧電材料をスパ
ッタリングする等の方法により形成される。さらに、各
圧電体層５の表面には、それぞれ上電極６が形成されて
いる。従って、下電極４と、各圧力発生室２毎に設けら
れた圧電体層５上の上電極６との間に、印刷データに基
づいて電圧を印加することにより、各圧電体層５は弾性
板３と共にたわみ変形する。

【００８５】スペーサ１の他方面は、厚さ１５０μｍの
ジルコニアの薄板からなるインク供給口形成基板７によ
り封止されている。インク供給口形成基板７は、ノズル
プレートのノズル開口と圧力発生室２とを接続するノズ
ル連通孔８と、後述するリザーバ１１と圧力発生室２と
を接続するインク供給口９を穿設して構成されている。

【００８６】一方、リザーバ形成基板１０は、インク流
路を構成するに適した、例えば、１５０μｍのステンレ
ス鋼などの耐食性を備えた板材に、外部のインクタンク
からインクの供給を受けて圧力発生室２にインクを供給
するリザーバ１１と、圧力発生室２と後述するノズル開
口１３とを連通するノズル連通孔１２とを有する。リザ
ーバ形成基板１０のスペーサ１の反対側は、圧力発生室
２と同一の配列ピッチでノズル開口１３が形成されたノ
ズルプレート１４により封止されている。

【００８７】ここで、上述したセラミックス製の各部材
は積層された後焼結されて一体的に形成されており、リ
ザーバ形成基板１０及びノズルプレート１４は、接着剤
層１５及び１６を介して固着されている。なお、リザー
バ形成基板１０及びノズルプレート１４もセラミックス
として一体的に形成することもできる。

【００８８】このように形成されたインクジェット式記
録ヘッド１０８は、各圧力発生室２に対向してたわみ振
動モードの圧電素子１８を有する。また、この圧電素子
１８には、図示しないフレキシブルケーブルを介して電
気信号、例えば、後述する駆動信号（ＣＯＭ）や印字デ
ータ（ＳＩ）等を供給する。

【００８９】そして、このような構成を有するインクジ
ェット式記録ヘッド１０８では、充電されることにより
圧電素子１８は下に凸にたわみ変形して圧力発生室２が
収縮する。この収縮に伴って圧力発生室２におけるイン
ク圧力が高くなる。一方、放電することにより圧電素子
１８のたわみ変形が引き戻され、収縮した圧力発生室２
が膨張する。この膨張に伴ってリザーバ１１のインクが
インク供給口９を通って圧力発生室３１内に流入する。
このように、圧電素子１８を充放電させることにより圧
力発生室２の容積が変化するので、各圧電素子１８に対
して充放電を制御することにより、所望のノズル開口１
３から所望の大きさのインク滴を吐出させることができ
る。

【００９０】次に、このインクジェット式記録ヘッド１
０８の電気的構成について説明する。

【００９１】このインクジェット式記録ヘッド１０８
は、図１に示すように、シフトレジスタ１４１、ラッチ
回路１４２、レベルシフタ１４３、スイッチ１４４及び
圧電素子１８等を備えている。さらに、図２に示すよう
に、これらのシフトレジスタ１４１、ラッチ回路１４
２、レベルシフタ１４３、スイッチ１４４及び圧電素子
１８は、それぞれ、インクジェット式記録ヘッド１０８
の各ノズル開口１３毎に設けたシフトレジスタ素子１４
１Ａ〜１４１Ｎ、ラッチ素子１４２Ａ〜１４２Ｎ、レベ
ルシフタ素子１４３Ａ〜１４３Ｎ、スイッチ素子１４４
Ａ〜１４４Ｎ、圧電素子１８Ａ〜１８Ｎから構成してあ
り、シフトレジスタ１４１、ラッチ回路１４２、レベル
シフタ１４３、スイッチ１４４、圧電素子１８の順で電
気的に接続してある。

【００９２】なお、これらのシフトレジスタ１４１、ラ
ッチ回路１４２、レベルシフタ１４３及びスイッチ１４
４は、駆動信号発生回路１０９が発生した駆動信号から
駆動パルスを生成する。ここで、駆動パルスとは実際に
圧電素子１８に印加される印加パルスのことであり、そ
して、駆動信号とは駆動パルスを生成するために必要な
元波形により構成される一連のパルス信号（元駆動パル
ス）のことである。また、スイッチ１４４はスイッチ手
段としても機能する。

【００９３】このような電気的構成を有するプリントヘ
ッド１０８では、図４（ａ）に示すように、発振回路１
０７からのクロック信号（ＣＫ）に同期して、ドットパ
ターンデータを構成する印字データ(ＳＩ）が出力バッ
ファ１１３からシフトレジスタ１４１へシリアル伝送さ
れ、順次セットされる。この場合、まず、全ノズル開口
１３の印字データにおける最上位ビットのデータがシリ
アル伝送され、この最上位ビットのデータシリアル伝送
が終了したならば、上位から２番目のビットのデータが
シリアル伝送される。以下同様に、下位ビットのデータ
が順次シリアル伝送される。

【００９４】そして、当該ビットの印字データが全ノズ
ル分シフトレジスタ素子１４１Ａ〜１４１Ｎにセットさ
れたならば、制御部１０６は、所定のタイミングでラッ
チ回路１４２へラッチ信号（ＬＡＴ）を出力させる。こ
のラッチ信号により、ラッチ回路１４２は、シフトレジ
スタ１４１にセットされた印字データをラッチする。こ
のラッチ回路１４２がラッチした印字データ（ＬＡＴｏ
ｕｔ）は、電圧増幅器であるレベルシフタ１４３に印加
される。このレベルシフタ１４３は、印字データが例え
ば「１」の場合に、スイッチ１４４が駆動可能な電圧
値、例えば、数十ボルトまでこの印字データを昇圧す
る。そして、この昇圧された印字データはスイッチ素子
１４４Ａ〜１４４Ｎに印加され、スイッチ素子１４４Ａ
〜１４４Ｎは、当該印字データにより接続状態になる。

【００９５】そして、各スイッチ素子１４４Ａ〜１４４
Ｎには、駆動信号発生回路１０９が発生した基本駆動信
号（ＣＯＭ）も印加されており、スイッチ素子１４４Ａ
〜１４４Ｎが接続状態になると、このスイッチ素子１４
４Ａ〜１４４Ｎに接続された圧電素子１８Ａ〜１８Ｎに
駆動信号が印加される。

【００９６】このように、例示したインクジェット式記
録ヘッド１０８では、印字データによって圧電素子１８
に駆動信号を印加するか否かを制御することができる。
例えば、印字データが「１」の期間においてはラッチ信
号（ＬＡＴ）により、スイッチ１４４が接続状態となる
ので、駆動信号（ＣＯＭｏｕｔ）を圧電素子１８に供給
することができ、この供給された駆動信号（ＣＯＭｏｕ
ｔ）により圧電素子１８が変位（変形）する。また、印
字データが「０」の期間においてはスイッチ１４４が非
接続状態となるので、圧電素子１８への駆動信号（ＣＯ
Ｍｏｕｔ）の供給は遮断される。なお、この印字データ
が「０」の期間において、各圧電素子１８は直前の電荷
を保持するので、直前の変位状態が維持される。

【００９７】図４（ｂ）に詳細を示す駆動信号（ＣＯＭ
ｏｕｔ）の波形の一例は、ノーマルドットのインク滴を
吐出させる駆動波形である。この駆動信号は、下電極４
と上電極６との間の電圧を、印字状態に入る前に０Ｖか
ら第２中間電圧Ｖ_M2、例えば、１５Ｖ程度にゆっくり立
ち上げて電界を印加し、圧力発生室２が最も収縮した状
態と最も膨張した状態の略中間を保持する第１のホール
ド工程ａを有する。なお、この駆動信号は第２中間電圧
Ｖ_M2から始まり、後述するように印字中、必要に応じて
所定の電圧を印加し、印字終了後に第２中間電圧Ｖ_M2か
ら０Ｖに電圧を下げる。

【００９８】次に、駆動波形は、両電極間の電圧を最低
電圧Ｖ_L、例えば、０Ｖ程度に下げて図５（ａ）に示す
ように、ノズル開口１３のメニスカス１０１ａを圧力発
生室２側に最大限引き込む準備の膨張工程ｂと、この状
態を保持してインク滴の吐出のタイミングを図る第２の
ホールド工程ｃを有する。

【００９９】続いて、駆動波形は、第１の収縮工程ｄで
は、両電極間の電圧を第１中間電圧Ｖ_M1、例えば２５Ｖ
程度に上げて、圧力発生室２を収縮させる。この工程で
は、図５（ｂ）に示すように、メニスカス１０１ｂの引
き込みの反動と、圧力発生室２の収縮によってインク滴
が吐出される。

【０１００】そして、駆動波形は、第１の収縮工程ｄの
後、第３のホールド工程ｅを経て、両電極間の電圧を最
高電圧Ｖ_H、例えば３０Ｖ程度に上げて、圧力発生室２
を収縮させる第２の収縮工程ｆを有する。この工程で
は、図５（ｃ）に示すように、第１の収縮工程ｄの反動
によるメニスカス１０１ｃの引き込みが低減される。ま
た、図５（ｄ）に示すようにインク滴吐出後のメニスカ
ス１０１ｄの盛り上がりも小さい。これは、この盛り上
がりが主に引き込みの反動によって生じるためである。
なお、図５（ｃ'），（ｄ'）は第２の収縮工程ｆを有し
ない場合のメニスカスの引き込みと盛り上がりを示す図
であり、第１の収縮工程ｄの反動によるメニスカス１０
１ｃ'の引き込みが大きく、インク吐出後のメニスカス
１０１ｄ'の盛り上がりも大きい。

【０１０１】そして次に、駆動波形は、第２の収縮工程
ｆの後、第４のホールド工程ｇを経て、両電極間の電圧
を第２中間電圧Ｖ_M2に下げてメニスカスの振動を抑える
第１の膨張工程ｈを有する。

【０１０２】以上説明した駆動波形によると、インク滴
を吐出させる第１の収縮工程ｄの後に第２の収縮工程ｆ
を有するので、第１の収縮工程ｄの後に引き込まれるメ
ニスカス１０１ｃの引き込みを低減することができ、ノ
ズルからの気泡の混入などを排除でき、吐出の安定性を
大幅に改善できる。

【０１０３】ここで、第２の収縮工程ｆの開始時点は、
前記ノズル開口からインク滴の先端が吐出された後、メ
ニスカスが後退し始める時点ｔ₁から最も深く後退する
時点ｔ２までの間である。好ましくはｔ₁から〔ｔ₁＋
（ｔ₂−ｔ₁）×３／４〕までの間、さらに好ましくは、
ｔ₁から〔ｔ₁＋（ｔ₂−ｔ₁）／２〕までの間である。こ
のような時点で第２の収縮工程ｆを開始すれば、メニス
カスの引き込みを有効に抑えることができる。

【０１０４】また、第１の収縮工程ｄでの駆動信号の印
加時間及び前記第２の収縮工程ｆでの駆動信号の印加時
間は、それぞれ圧力発生室２のヘルムホルツ振動周期Ｔ
ｃの１／３以下であるのが好ましい。第１の収縮工程ｄ
が開始されてから第２の収縮工程ｆが開始されるまでの
時間は、前記圧力発生室２のヘルムホルツ振動周期Ｔｃ
の１／４から３／４の間であるのが好ましく、さらに好
ましくはＴｃの１／２前後である。これにより高周波数
でインク滴を吐出することができる。

【０１０５】また、本実施形態では、第２の収縮工程ｆ
の後に第１の膨張工程ｈを有することにより、吐出後の
メニスカスの振動を抑制している。

【０１０６】ここで、第１の収縮工程ｄが開始されてか
ら第１の膨張工程ｈが開始されるまでの時間は、圧力発
生室２のヘルムホルツ振動周期Ｔｃと実質的に同一、す
なわちＴｃの整数倍とすると効果が大きい。また、第１
の膨張工程ｈの開始時点は、前記ノズル開口からインク
滴の先端が吐出された後、メニスカスが最も深く後退す
る時点とするのが好ましい。さらにまた、第１の膨張工
程ｈの駆動信号の印加時間は、前記圧力発生室２のヘル
ムホルツ振動周期Ｔｃの１／２以下であるのが好まし
い。これは、有効に振動を抑えるためである。

【０１０７】また、このような駆動方法は、駆動信号の
波形の種類を制限するものではなく、図示した台形波形
の他、矩形の波形などでもよい。

【０１０８】また、本発明の駆動方法を実現できるイン
クジェット式記録ヘッドの構造も特に限定されない。例
えば、セラミック基板の代わりに、シリコン基板に薄膜
プロセスで圧電アクチュエータを形成するとともに異方
性エッチングにより圧力発生室を形成したインクジェッ
ト式記録ヘッドにも適応できるし、また、ノズル開口の
位置、リザーバの位置などのインク供給の構造なども特
に限定されない。

【０１０９】（実施形態２）図６は、実施形態２に係る
駆動信号の波形である。

【０１１０】この駆動波形は、下電極４と上電極６との
間の電圧を最低電圧Ｖ_L、例えば０Ｖ程度に維持し、圧
力発生室２が最も膨張した状態を保持する第１のホール
ド工程ａ１を有する。次に、準備の膨張工程ｂと第２の
ホールド工程ｃを省略し、両電極間の電圧を第１中間電
圧Ｖ_M1にあげて圧力発生室２を収縮させ、インク滴を吐
出する収縮工程ｄを実行する。その後、第３のホールド
工程ｅを経て、両電極間の電圧を最高電圧Ｖ_H、例えば
３０Ｖ程度に上げて第２の収縮工程ｆを行い、第４のホ
ールド工程ｇの後、第１の膨張工程ｈ１で両電極間の電
圧を最低電圧Ｖ_Lに下げ、再び圧力発生室２が最も膨張
した状態を保持するホールド工程ｉ１を有する。

【０１１１】この実施形態でも、インク滴を高速で吐出
することができると共に、インク吐出後のメニスカスの
振動を防止することができることにかわりはなく、実施
形態１に比べ形状のよいインク滴が得られ、インク滴の
飛翔速度は小さくなる。

【０１１２】（実施形態３）図７は、実施形態３に係る
駆動信号の波形である。

【０１１３】この駆動波形は、下電極４と上電極６との
間の電圧を最高電圧Ｖ_H、例えば３０Ｖ程度に維持し、
圧力発生室２が最も収縮した状態を保持する第１のホー
ルド工程ａ２を有する。次に、両電極間の電圧を最低電
圧Ｖ_L、例えば０Ｖ程度に下げてノズル開口１３のメニ
スカスを圧力発生室２側に最大限引き込む準備の膨張工
程ｂ２を実行する。

【０１１４】続いて、第２のホールド工程ｃの後、第１
の収縮工程ｄ２では、両電極間の電圧を第３中間電位Ｖ
_M3、例えば５Ｖ程度に上げて、メニスカス１０１ｂの引
き込みの反動と、圧力発生室２の収縮によってインク滴
が吐出される。その後、第３のホールド工程ｅ２を経
て、再び両電極間の電圧を最高電圧Ｖ_Hに上げて第２の
収縮工程ｆ２を行い、圧力発生室２が最も収縮した状態
を保持するホールド工程ｉ２を有する。

【０１１５】かかる駆動波形は、第１の収縮工程ｄ２で
の収縮量が準備の膨張工程ｂ２での膨張量の５０％以下
とすることにより、膨張の反動と収縮の力で比較的高速
で小さなインク滴を吐出するものである。また、この場
合、第１の収縮工程ｄ２の後に、第２の収縮工程ｆ２を
有するので、インク滴吐出後のメニスカスの引き込みを
低減することができる。

【０１１６】（実施形態４）図８は、実施形態４に係る
駆動信号の波形である。

【０１１７】この駆動波形は、実施形態３と同様な小さ
なインク滴を吐出してメニスカスの引き込みを防止した
後、振動防止の波形を加えたものである。すなわち、第
２の収縮工程ｆ３の後、両電極間の電圧を第１中間電位
Ｖ_M1、例えば２５Ｖ程度に維持する第４のホールド工程
ｇ３を経て、第１の膨張工程ｈ３１を実行し、両電極間
の電圧を第３中間電位Ｖ_M3に維持する第５のホールド工
程ｈ３２、両電極間の電圧を最高電圧Ｖ_Hに上げる第３
の収縮工程ｈ３３を実行することにより、インク滴吐出
後のメニスカスの引き込みを低減することができる。

【０１１８】（実施形態５）図９は、実施形態５に係る
駆動信号の波形である。

【０１１９】この駆動波形は、実施形態３と同様な小さ
なインク滴を吐出してメニスカスの引き込みを防止した
後、振動防止の波形を加えたものである。すなわち下電
極４と上電極６との間の電圧を第２中間電圧Ｖ_Ｍ２、例
えば１５Ｖ程度に維持し、圧力発生室２が最も収縮した
状態と最も膨張した状態の略中間を保持する第１のホー
ルド工程ａを有する。次に、両電極間の電圧を最高電圧
Ｖ_Ｈ、例えば３０Ｖ程度に上げて圧力発生室２を収縮さ
せる準備の収縮工程ｂ４１、準備のホールド工程ｂ４２
を経て、両電極間の電圧を最低電圧Ｖ_Ｌ、例えば０Ｖ程
度に下げて圧力発生室２を膨張させる準備の膨張工程ｂ
４３、第１のホールド工程ｃを実行する。続いて、両電
極間の電圧を第３中間電位Ｖ_Ｍ３、例えば５Ｖ程度に上
げる第１の収縮工程ｄ４を実行することによって小さな
インク滴を吐出し、さらに両電極間の電圧を第１中間電
位Ｖ_Ｍ１、例えば２５Ｖ程度に上げる第２の収縮工程ｆ
４を実行する。その後、第４のホールド工程ｇ、第１の
膨張工程ｈを経て、両電極間の電圧を第２中間電位Ｖ
_Ｍ２にして、圧力発生室２が最も収縮した状態と最も膨
張した状態の略中間を保持する第５のホールド工程ｉを
実行することにより、インク滴吐出後のメニスカスの引
き込みを低減することができる。

【０１２０】この実施形態では、第２中間電圧Ｖ_M2から
始まり、終わるので、駆動信号が印加されない場合、中
間の電圧しか印加されず、実施形態３，４に比べて印加
電圧が低く、圧電素子の信頼性及び長寿命に効果があ
る。

【０１２１】（他の実施形態）以上、本発明の各実施形
態を説明したが、本発明の実施形態は、たわみ変位型圧
電アクチュエータによるインクジェット式記録ヘッドに
限定されず、縦変位型インクジェット式記録ヘッドの駆
動にも適用できる。

【０１２２】図１０には、縦振動型圧電アクチュエータ
を有するインクジェット式記録ヘッドの一例を示す。図
示するように、スペーサ２１には、圧力発生室２２が形
成され、スペーサ２１の両側は、ノズル開口２３を有す
るノズルプレート２４と、弾性板２５とにより封止され
ている。また、スペーサ２１には、圧力発生室２２にイ
ンク供給口２６を介して連通するリザーバ２７が形成さ
れており、リザーバ２７には、図示しないインクタンク
が接続される。

【０１２３】一方、弾性板２５の圧力発生室２２とは反
対側には、圧電素子２８の先端が当接している。圧電素
子２８は、圧電材料２９と、電極形成材料３０及び３１
とを交互にサンドイッチ状に挟んで積層構造になるよう
に構成され、振動に寄与しない不活性領域が固定基板３
２に固着されている。なお、固定基板３２と、弾性板２
５，スペーサ２１及びノズルプレート２４とは、基台３
３を介して一体的に固定されている。

【０１２４】このように構成されたインクジェット式記
録ヘッドは、圧電素子２８の電極形成材料３０及び３１
に電圧が印加されると、圧電素子２８がノズルプレート
２４側に伸張するから、弾性板２５が変位し、圧力発生
室２２の容積が圧縮される。従って、例えば、予め電圧
を除去した状態から電圧を３０Ｖ程度印加し、圧電素子
２８を収縮させてインクをリザーバ２７からインク供給
口２６を介して圧力発生室２２に流れ込ませることがで
きる。また、その後、電圧を印加することにより、圧電
素子２８を伸張させて弾性板２５により圧力発生室２２
を収縮させ、ノズル開口２３からインク滴を吐出させる
ことができる。

【０１２５】よって、かかるインクジェット式記録ヘッ
ドを駆動する場合でも、上述した駆動方法を用いること
により、速度を低下させることなく、比較的小さなイン
ク滴を吐出することができる。

【０１２６】また、以上説明したインクジェット式記録
ヘッドでは、電圧を印加することにより、圧力発生室を
収縮させるものを例示したが、電圧を印加することによ
り、圧力発生室を膨張させるインクジェット式記録ヘッ
ドの駆動方法にも本発明の駆動方法を適用することがで
きる。

【０１２７】このような構造のインクジェット式記録ヘ
ッドの一例を図１１に示す。図１１のインクジェット式
記録ヘッドは、図１０の圧電素子２８の代わりに圧電素
子２８Ａを有する以外は同様な構造を有する。圧電素子
２８Ａは、圧電体材料２９Ａの中に電極形成材料３０Ａ
及び３１Ａを交互に縦に配置して積層したものである。
従って、両電極型性材料３０Ａ及び３１Ａに電圧を印加
すると圧電素子２８Ａが収縮して圧力発生室２２が膨張
し、この状態から電圧の印加を解除すると圧力発生室２
２が収縮し、ノズル開口２３からインク滴を吐出させる
ことができる。上述した駆動方法の収縮及び膨張の際の
電圧の印加及び解除を逆に行うことにより、同様な駆動
方法を実施できる。

【０１２８】図１２及び図１３には、かかるインクジェ
ット式記録ヘッドでの駆動信号の例を示す。図１２及び
図１３は、図４及び図６〜図９に対応し、同様の作用を
有する工程には同じ符号を付して説明は省略する。この
場合に異なるのは、例えば、準備の膨張工程ｂ及び第１
の膨張工程ｈでは、上述した場合と異なって電圧を印加
し、逆に、例えば、第１の収縮工程ｄでは、電圧の印加
を解除するという点であり、作用効果は上述した場合と
同様である。

【０１２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
インク滴を吐出させるための収縮工程の反動によるメニ
スカスの後退を低減するように前記圧力発生室を収縮さ
せる第２の収縮工程を有する。したがって、インク吐出
後のメニスカスの振動を抑えて次のインク吐出に備える
ことができるため、インク滴の飛行速度を低下させるこ
となく、インク滴を構成するインク量を可及的に少なく
してグラフィック印刷に適したドットを形成することが
でき、且つ残留振動を大幅に低減するという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記
録装置の概略構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記
録ヘッドの回路構成を示す回路図である。

【図３】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記
録ヘッドの断面図である。

【図４】本発明の実施形態１に係る駆動信号の波形の一
例を示す図である。

【図５】ノズル開口から吐出されるインク滴の形状を示
す断面図である。

【図６】本発明の実施形態２に係る駆動信号の波形の他
の例を示す図である。

【図７】本発明の実施形態３に係る駆動信号の波形の他
の例を示す図である。

【図８】本発明の実施形態４に係る駆動信号の波形の他
の例を示す図である。

【図９】本発明の実施形態５に係る駆動信号の波形の他
の例を示す図である。

【図１０】本発明の他の実施形態に係るインクジェット
式記録ヘッドの例を示す断面図である。

【図１１】本発明の他の実施形態に係るインクジェット
式記録ヘッドの例を示す断面図である。

【図１２】本発明の他の実施形態に係る駆動信号の波形
の一例を示す図である。

【図１３】本発明の他の実施形態に係る駆動信号の波形
の一例を示す図である。

【符号の説明】

１スペーサ２圧力発生室３弾性板５圧電体層７インク供給口形成基板１１リザーバ１３ノズル開口

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズル開口及びリザーバに連通する圧力
発生室に付設された圧電素子を駆動することにより前記
圧力発生室を膨張又は収縮させて前記ノズル開口からイ
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
方法において、前記圧力発生室を収縮させて前記ノズル開口からインク
を吐出させる第１の収縮工程と、この第１の収縮工程の
反動によるメニスカスの後退を低減するように前記圧力
発生室を収縮させる第２の収縮工程とを具備し、前記第
１の収縮工程が開始されてから前記第２の収縮工程が開
始されるまでの時間が、前記圧力発生室のヘルムホルツ
振動周期Ｔｃの１／４から３／４の間であることを特徴
とするインクジェット式記録ヘッドの駆動方法。
【請求項２】請求項１において、前記第１の収縮工程
の前に、前記圧力発生室を膨張させてメニスカスを後退
させ、インク吐出の準備を行う準備工程を具備するイン
クジェット式記録ヘッドの駆動方法。
【請求項３】請求項１又は２において、前記第１の収
縮工程の収縮量が前記準備工程での膨張量の５０％以下
であ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。
【請求項４】請求項１〜３の何れかにおいて、前記第
１の収縮工程が開始されてから前記第２の収縮工程が開
始されるまでの時間が、前記圧力発生室のヘルムホルツ
振動周期Ｔｃの１／２前後であ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。
【請求項５】請求項１〜４の何れかにおいて、前記第
２の収縮工程の開始時点は、前記ノズル開口からインク
滴の先端が吐出された後、メニスカスが後退し始める時
点ｔ_１から最も深く後退する時点ｔ_２までの間であるこ
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。
【請求項６】請求項５において、前記第２の収縮工程
の開始時点は、前記ノズル開口からインク滴の先端が吐
出された後、メニスカスが後退し始める時点ｔ_１から
［ｔ_１+（ｔ_２-ｔ_１）×３／４］の範囲にあることを特
徴とするインクジェット式記録ヘッドの駆動方法。
【請求項７】請求項６において、前記第２の収縮工程
の開始時点は、前記ノズル開口からインク滴の先端が吐
出された後、メニスカスが後退し始める時点ｔ_１から
［ｔ_１+（ｔ_２-ｔ_１）／２］の範囲にあることを特徴と
するインクジェット式記録ヘッドの駆動方法。
【請求項８】請求項１〜７の何れかにおいて、前記第
１の収縮工程での駆動信号の印加時間及び前記第２の収
縮工程での駆動信号の印加時間が、それぞれ前記圧力発
生室のヘルムホルツ振動周期Ｔｃの１／３以下であるこ
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。
【請求項９】請求項１〜８の何れかにおいて、前記第
２の収縮工程の後、インク吐出後の振動を抑えるように
前記圧力発生室を膨張させる第１の膨張工程を具備する
インクジェット式記録ヘッドの駆動方法。
【請求項１０】請求項９において、前記第１の収縮工
程が開始されてから前記第１の膨張工程が開始されるま
での時間が、実質的に前記圧力発生室のヘルムホルツ振
動周期Ｔｃであ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。
【請求項１１】請求項９又は１０において、前記第１
の膨張工程の開始時点は、前記ノズル開口からインク滴
の先端が吐出された後、メニスカスが最も深く後退する
時点ｔ_２であ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。
【請求項１２】請求項９〜１１の何れかにおいて、前
記第１の膨張工程で前記圧力発生室を膨張させるための
駆動信号の印加時間が、前記圧力発生室のヘルムホルツ
振動周期Ｔｃの１／２以下であ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。
【請求項１３】請求項９〜１２の何れかにおいて、前
記第１の膨張工程の後、インク吐出後の振動を抑えるよ
うに前記圧力発生室を収縮させる第３の収縮工程を具備
するインクジェット式記録ヘッドの駆動方法。
【請求項１４】ノズル開口及びリザーバに連通する圧
力発生室に付設された圧電素子を駆動することにより前
記圧力発生室を膨張又は収縮させて前記ノズル開口から
インク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドと、前記圧力発生室を収縮させて前記ノズル開口からインク
を吐出させる第１の収縮工程と、この第１の収縮工程の
反動によるメニスカスの後退を低減するように前記圧力
発生室を収縮させる第２の収縮工程とを、前記第１の収
縮工程が開始されてから前記第２の収縮工程が開始され
るまでの時間が、前記圧力発生室のヘルムホルツ振動周
期Ｔｃの１／４から３／４の間となるように実行する駆
動信号を前記圧電素子に出力する駆動手段とを具備する
ことを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項１５】請求項１４において、前記駆動手段
は、前記第１の収縮工程の前に、前記圧力発生室を膨張
させてメニスカスを後退させ、インク吐出の準備を行う
準備工程を実行することを特徴とするインクジェット式
記録装置。
【請求項１６】請求項１４又は１５において、前記第
１の収縮工程の収縮量が前記準備工程での膨張量の５０
％以下であることを特徴とするインクジェット式記録装
置。
【請求項１７】請求項１４〜１６の何れかにおいて、
前記第１の収縮工程が開始されてから前記第２の収縮工
程が開始されるまでの時間が、前記圧力発生室のヘルム
ホルツ振動周期Ｔｃの１／２前後であることを特徴とす
るインクジェット式記録装置。
【請求項１８】請求項１４〜１７の何れかにおいて、
前記第２の収縮工程の開始時点は、前記ノズル開口から
インク滴の先端が吐出された後、メニスカスが後退し始
める時点ｔ_１から最も深く後退する時点ｔ_２までの間で
あることを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項１９】請求項１８において、前記第２の収縮
工程の開始時点は、前記ノズル開口からインク滴の先端
が吐出された後、メニスカスが後退し始める時点ｔ_１か
ら［ｔ_１+（ｔ_２-ｔ_１）×３／４］の範囲にあることを
特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項２０】請求項１９において、前記第２の収縮
工程の開始時点は、前記ノズル開口からインク滴の先端
が吐出された後、メニスカスが後退し始める時点ｔ_１か
ら［ｔ_１+（ｔ_２-ｔ_１）／２］の範囲にあることを特徴
とするインクジェット式記録装置。
【請求項２１】請求項１４〜２０の何れかにおいて、
前記第１の収縮工程での駆動信号の印加時間及び前記第
２の収縮工程での駆動信号の印加時間が、それぞれ前記
圧力発生室のヘルムホルツ振動周期Ｔｃの１／３以下で
あることを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項２２】請求項１４〜２１の何れかにおいて、
前記第２の収縮工程の後、インク吐出後の振動を抑える
ように前記圧力発生室を膨張させる第１の膨張工程を具
備するインクジェット式記録装置。
【請求項２３】請求項２２において、前記第１の収縮
工程が開始されてから前記第１の膨張工程が開始される
までの時間が、前記圧力発生室のヘルムホルツ振動周期
Ｔｃ以下であることを特徴とするインクジェット式記録
装置。
【請求項２４】請求項２２又は２３において、前記第
１の膨張工程の開始時点は、前記ノズル開口からインク
滴の先端が吐出された後、メニスカスが最も深く後退す
る時点ｔ_２であることを特徴とするインクジェット式記
録装置。
【請求項２５】請求項２２〜２４の何れかにおいて、
前記第１の膨張工程で前記圧力発生室を膨張させるため
の駆動信号の印加時間が、前記圧力発生室のヘルムホル
ツ振動周期Ｔｃの１／２以下であることを特徴とするイ
ンクジェット式記録装置。
【請求項２６】請求項２２〜２５の何れかにおいて、
前記第１の膨張工程の後、インク吐出後の振動を抑える
ように前記圧力発生室を収縮させる第３の収縮工程を具
備するインクジェット式記録装置。
【請求項２７】請求項１４〜２６の何れかにおいて、
前記駆動手段が実行する一連の前記各工程の開始前後の
状態では、前記圧電アクチュエータに所定の電圧が印加
されていることを特徴とするインクジェット式記録装
置。
【請求項２８】請求項１４〜２７の何れかにおいて、
前記圧力発生室の収縮は、前記圧電アクチュエータに所
定の電圧を印加して変形させることにより行うことを特
徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項２９】請求項１４〜２７の何れかにおいて、
前記圧力発生室の収縮は、前記圧電アクチュエータに印
加した所定の電圧を解除して変形させることにより行う
ことを特徴とするインクジェット式記録装置。