JPH09150506A - インクジェットヘッドの駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノズルに連通したインク室の容積を変化させ
ることによりインク液滴の吐出を行なう形式のインクジ
ェットヘッドにおいて、予備吐出駆動時のインク液滴の
吐出を適切に行なうことのできる駆動方法を提案するこ
と。 【解決手段】 インクジェットヘッドの予備吐出駆動時
には、押し打ち方式によりインク液滴の吐出が行なわれ
るように、共通電極１７（振動板）および個別電極３１
の間に、駆動電圧パルスＶを印加する。文字等を記録紙
に印刷する印刷用吐出駆動時には、引き打ち方式により
インク液滴の吐出が行なわれるように、電極間に駆動電
圧パルスＶを印加する。予備吐出駆動はインク粘度等の
インク特性に左右されずにインク液滴を吐出可能な押し
打ち方式を採用しているので、インク液滴を常に適正な
状態で吐出できる。従って、ノズルを確実に回復させる
ことができる。文字等の印刷時には引き打ち方式によっ
て、高速で安定したインク液滴の吐出を行なうことがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクノズルに連
通したインク室の容積を変化させてインク液滴の吐出を
行なうインクジェットヘッドの駆動方法に関するもので
ある。

【０００２】さらに詳しくは、本発明は、実際の印刷の
ためのインク液滴の吐出動作に先立って行なわれる予備
吐出動作を適切に行なうことの可能なインクジェットヘ
ッドの駆動方法に関するものである。

【０００３】

【従来の技術】インクジェットヘッドとしては、発熱素
子を利用してインクの体積変動を誘発させてインク液滴
の吐出を行なう形式の他に、本発明の対象であるインク
ノズルに連通したインク室の容積を変化させることによ
りインク液滴の吐出を行なう形式のものが知られてい
る。

【０００４】本発明の対象となるインクジェットヘッド
としては、例えば、特公平２−２４２１８号公報に記載
されているように、圧電素子等の電気機械変換素子を利
用するもがある。また、例えば、米国特許第４５２０３
７５号の明細書、特開平５−５０６０１号公報に開示さ
れているように、インク室の一部を形成している振動板
を静電気力を利用して変位させるものがある。

【０００５】これらのインクジェットヘッドにおけるイ
ンク液滴の吐出駆動形態としては、「押し打ち」方式お
よび「引き打ち」方式と呼ばれる形態が知られている。
押し打ち方式は、インク室容積が増加する方向に、イン
ク室の一部に形成され振動板等の変位板を変位させた後
にインクノズル開口にインクメニスカスが静止した時点
で、インク室容積を減少させる方向に変位板を変位させ
ることにより、インクノズルからインク液滴を吐出させ
るものである。これに対して、引き打ち方式は、上記の
特公平２−２４２１８号公報に記載されているように、
インク室容積が減少する方向に変位板を変位させてお
き、この状態でインク室容積が増加する方向に変位板を
変位させることによりインクメニスカスをノズル開口か
ら引込み、インクメニスカスが最も引き込まれた時点で
変位板を逆方向に変位させることにより、インクノズル
からインク液滴を吐出させるものである。

【０００６】ここで、インクジェットヘッドでは、ノズ
ルの不使用期間が長くなると、そこに充填されているイ
ンクの溶媒がノズル開口から蒸発してインク粘度が高く
なる。このため、文字等の印刷のためのインク液滴吐出
時には、インク粘度が高まりインク室内のインクの固有
振動数等が変動しているので、予め設定されている駆動
電圧パルスを駆動対象のノズル部分に印加しても適切な
吐出動作を直ちに行なうことができない場合がある。す
なわち、吐出するインク液滴が少なく、適切な大きさの
ドット印刷を形成できない場合がある。このような弊害
は、多数のノズルを備えたインクジェットヘッドにおい
て、印刷動作中においても、使用頻度の少ないノズルに
おいて発生するおそれがある。

【０００７】この弊害を回避するために、従来において
は、印刷の開始前、あるいは、印刷中においても、定期
的に、インクジェットヘッドを、印刷位置から離れた位
置に移動させて、各インクノズルを駆動してインク液滴
の無駄打ち、すなわち、予備吐出動作を一定の回数だけ
行なうようにしている。このような予備吐出について
は、例えば、特公平４−６４３１１号公報および特公平
６−３９１６３号公報に開示さている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の予備吐出のため
の駆動方法では、インク液滴の吐出が適切に行なわれ
ず、各ノズルの状態を、文字等を実際に印刷するのに適
した状態にまで回復させることができない場合がある。
また、上記の特公平６−３９１６３号公報に開示さてい
る駆動方法では、予備吐出時のヘッド駆動周波数とし
て、通常の文字等の印刷時の周波数よりも低いものを採
用し、駆動周波数を段階的にあるいは連続して増加させ
るようにしている。しかし、このように駆動周波数を変
更する方法は、静電気力を利用してインク室の振動板を
振動させることによりインク液滴の吐出を行なわせる形
式のインクジェットヘッドには適さない場合もある。

【０００９】本発明の課題は、予備吐出駆動を適切に行
なってインクノズルを確実に回復させることのできるイ
ンクジェットヘッドの駆動方法を提案することにある。

【００１０】特に、本発明の課題は、静電気力を利用し
てインクノズルに連通したインク室の一部を形成してい
る振動板を振動させてインク液滴の吐出を行なう形式の
インクジェットヘッドの予備吐出駆動に適した駆動方法
を提案することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、ノズルと、当該ノズルに連通するイン
ク室と、当該インク室の一部の設けられた変位板と、駆
動パルス電圧を用いて当該変位板を変位させて前記イン
ク室の容積を変化させることにより前記ノズルからイン
ク液滴を吐出させ、吐出したインク液滴により文字等の
印刷を行なうインクジェットヘッドにおいて、ノズル回
復のための予備吐出駆動における各インク液滴の吐出を
押し打ち方式により行なうようにしている。

【００１２】すなわち、ノズルを回復させるために行な
われるインク液滴の予備吐出駆動を、前記変位板を前記
インク室の容積が増加する方向に変位させ、当該容積の
増加に伴って移動する前記ノズルのインクメニスカスが
一旦引き込まれた後に当該ノズルの開口位置に実質的に
静止状態で復帰した時点で、前記変位板を当該インク室
の容積が減少する方向に変位させることにより行なうよ
うにしている。

【００１３】また、本発明の方法においては、文字等を
印刷するために行なわれるインク液滴の印刷用吐出駆動
を引き打ち方式により行なうようにしている。すなわ
ち、前記変位板を前記インク室の容積が増加する方向に
変位させ、当該容積の増加伴って前記ノズルのインクメ
ニスカスが実質的に最も引き込まれた時点で、前記変位
板を当該インク室の容積が減少する方向に変位させるこ
とにより行なうようにしている。

【００１４】上記の引き打ち方式は、変位板の変位方向
への運動エネルギーもインク液滴の吐出エネルギーとし
て利用されるので、押し打ち方式に比べて、多量のイン
ク液滴を高速で吐出することができる。本発明では、こ
の方式を文字等の印刷を行なうための通常のインク液滴
の吐出駆動のために採用しているので、高速でしかも安
定したインク液滴のドット印刷を実現できる。

【００１５】これに対して、上記の押し打ち方式は、変
位板の運動エネルギーを実質的に利用していないので、
インク液滴の吐出量、吐出速度は引き打ち方式に比べて
一般に劣っている。しかし、インク室内のインクの特
性、特に、その粘度の変動に伴う動的特性の変化のため
にインク液滴の吐出特性が変動してしまうことはない。
換言すると、引き打ち方式と異なり、インクの粘度変化
等に伴う動的特性の変動によってインク液滴の吐出特性
が劣化することはない。本発明では、この方式を、イン
ク粘度が増加した状態でのインク液滴の吐出動作がおこ
なわれる予備吐出駆動のために採用している。したがっ
て、インク粘度の変動に左右されずに、常に適切なイン
ク液滴の吐出を行なうことができるので、ノズルを確実
に回復状態に復帰させることができる。

【００１６】ここで、上記のようなインク粘度の変動に
よるインク液滴の吐出特性の変化は、特に、静電気力を
利用してインク室の一部を形成している振動板を振動さ
せることによりインク液滴を吐出させる方式のインクジ
ェットヘッドにおいては顕著である。したがって、本発
明の方法は、この形式のインクジェットヘッドの駆動方
法として採用するのに適している。

【００１７】また、振動板を静電気力を利用して振動さ
せてインク液滴の吐出を行なうインクジェットヘッドに
おいては、振動板と、これに対峙している対向電極の間
に、残留電荷が発生し易く、残留電荷が発生すると、振
動板の振動特性が変動して適切なインク液滴の吐出動作
を行なうことができない。したがって、予備吐出駆動時
には、文字等を印刷するための駆動時に印加される駆動
電圧パルスの極性とは逆の極性の駆動電圧パルスを印加
することが望ましい。このようにすれば、予備吐出駆動
時に、ノズルの回復動作と共に残留電荷の除去も行なわ
れる。したがって、この後に行なわれる文字等の印刷用
吐出動作を常に適正な状態で行なうことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
適用したインクジェットヘッドの駆動方法を説明する。

【００１９】まず、図１は、本発明を適用したインクジ
ェットプリンタの概要図である。本例のインクジェトプ
リンタ３１０の全体構造は一般的なものであり、記録紙
１０５を搬送するプラテン３００と、このプラテン３０
０に対峙したインクジェットヘッド１０と、このインク
ジェットヘッド１０をプラテン３００の軸線方向である
主走査方向に往復移動させるキャリッジ３０２と、この
インクジェットヘッド１０に対してインクチューブ３０
６を介してインクを供給するインクタンク３０１を有し
ている。３０３はポンプであり、インクジェットヘッド
１０にインク吐出不良等が発生した場合に、キャップ３
０４、廃インク回収チューブ３０８を介して、インクを
吸引して、廃インク溜め３０５に回収するために使用す
る。

【００２０】図２は上記のインクジェットヘッド１０の
分解斜視図である。図３は組立てられたインクジェット
ヘッド全体の断面構成図であり、図４は図３のＡ−Ａ線
矢視図である。

【００２１】本例のインクジェットヘッド１０は、静電
気力を利用して振動板を振動させることによりノズルに
連通したインク室の容積を変化させてインク液滴の吐出
を行なう形式のものである。勿論、圧電素子等を利用し
てノズルに連通したインク室の容積を変化させてインク
液滴の吐出を行なう形式のものを採用することもでき
る。また、本例では、インク液滴を基板の端部に設けた
ノズル孔から吐出させるエッジイジェクトタイプである
が、基板上面に設けたノズル孔からインク液滴を吐出さ
せるフェイスイジェクトタイプでもよい。

【００２２】これら図２、３、４を参照してインクジェ
ットヘッド１０の構造を説明する。本例のインクジェッ
トヘッド１０は、３枚の基板１、２、３を重ね合わせた
積層構造をしている。中間の基板２は、例えばシリコン
基板であり、複数のノズル孔４を構成するように、基板
２の表面に一端から平行に等しい間隔で形成された複数
本のノズル溝２１と、各々のノズル溝２１に連通し、底
壁が振動板５として機能する吐出室６（インク室）を構
成することになる凹部２２と、凹部２２の後部に設けら
れたオリフィス７を構成することになるインク流入口の
ための細溝２３と、各々の吐出室６にインクを供給する
ための共通のインクキャビティ８を構成することになる
凹部２４とを有する。

【００２３】また、振動板５の下部には後述する電極を
装着するための振動室９を構成することになる凹部２５
が設けられている。ノズル溝２１のピッチは２ｍｍ程度
であり、その幅は４０μｍ程度にされる。一方、中間基
板の上面には、共通電極１７が形成されている。中間基
板２の上面に接合される上側の基板１は、例えばガラス
またはプラスチックからなり、この上基板１の接合によ
って、前記ノズル孔４、吐出口６、オリフィス７および
インクキャビティ８が構成される。上基板１にはインク
キャビティ８に連通するインク供給口１４が形成されて
いる。インク供給口１４は、接続パイプ１６およびチュ
ーブ３０６介してインクタンク３０１（図１参照）に接
続される。

【００２４】中間基板２の下面に接合される下側基板３
は、例えばガラス、プラスチックからなり、この下基板
３の接合によって前記振動室９を構成すると共に、下基
板の表面に、各振動板５に対応する各々の位置に個別電
極３１を形成する。個別電極３１はリード部３２および
端子部３３を有する。さらに、端子部３３を除き電極３
１およびリード部３２の全体を絶縁膜３４で被覆してあ
る。各端子部３３にはリード線３５がボンディングされ
ている。

【００２５】このように基板を重ね合わせて構成したイ
ンクジェットヘッド１０は、更に、中間基板２に形成し
た共通電極１７と各個別電極３１の端子部３３との間に
ドライバ２２０が接続される。インク１１は、インクタ
ンク３０１からインク供給口１４を通して中間基板の内
部に供給され、インクキャビティ８、吐出口６等を満た
している。なお、電極３１と振動板５の間隔は、１μｍ
程度に保持されている。図２において、１３はノズル孔
４から吐出されたインク液滴である。

【００２６】なお、使用されるインクは、水、アルコー
ル、トルエン等の主溶媒にエチレングリコール等の界面
活性剤と、染料または顔料とを溶解または分散させるこ
とにより調製される。さらに、インクジェットヘッドに
ヒーター等を付設すれば、ホットメルトインクも使用で
きる。

【００２７】個別電極３１に対して、ドライバ２２０に
より、例えば、正の電圧パルスを印加して電極３１の表
面が正の電位に帯電すると、対応する振動板５の下面は
負の電位に帯電する。したがって、振動板５は静電気力
によって吸引されて下方へ撓む。次に、電極３１へ印加
している電圧パルスをオフにすると、振動板５は元の位
置に復帰する。この復帰動作によって、吐出室６の内圧
が急激に上昇して、ノズル孔４からインク液滴１３が記
録紙１０５に向けて吐出する。そして、振動板５が下方
に撓むことにより、インク１１がインクキャビティ８か
らオリフィス７を経由して吐出室６に補給される。

【００２８】図５には、本例のインクジェトプリンタの
制御系のうち、インクジェットヘッド１０の駆動制御系
の部分を示してある。図において、２０１はプリタン制
御回路であり、例えば１チップマイクロコンピュータに
より構成することができる。このプリンタ制御回路２０
１には、アドレスバスおよびデータバスを含む内部バス
２０２、２０３、２０４を介してＲＡＭ２０５、ＲＯＭ
２０６およびキャラクタージェネレータＲＯＭ（ＣＧ−
ＲＯＭ）２０７が接続されている。ＲＯＭ２０６内に
は、制御プログラムが予め格納されており、ここから呼
び出されて起動される制御プログラムに基づき、後述の
ようなインクジェットヘッド１０の駆動制御動作が実行
される。ＲＡＭ２０５は駆動制御におけるワーキング領
域として利用される。ＣＧ−ＲＯＭ２０７には入力文字
に対応したドットパターンが展開されている。

【００２９】２１０はヘッド駆動制御回路であり、プリ
ンタ制御回路２０１の制御の下に、ヘッドドライバ２２
０に対して駆動信号、クロック信号等を出力する。ま
た、データバス２１１を介して印刷データＤＡＴＡが供
給される。

【００３０】ヘッドドライバ２２０は、例えばＴＴＬア
レイから構成されており、入力される駆動信号に対応し
た駆動電圧パルスを生成して、これらを、駆動対象とな
る個別電極３１および共通電極１７に印加して、対応す
るノズル孔１４からインク液滴の吐出を行なわせる。駆
動電圧パルス信号を生成するために、ヘッドドライバ２
２０には、接地電圧ＧＮＤ、駆動電圧Ｖｎ等が供給され
ている。これらの電圧は電源回路２３０の駆動電圧Ｖｃ
ｃから生成されるものである。

【００３１】図６には、上記構成のインクジェットプリ
ンタ１の概略動作のフローチャートを示してあり、図７
（ａ）にはノズル回復動作のサブルーチン、図７（ｂ）
には印刷動作のサブルーチンを示してある。

【００３２】先ず全体の動作を説明すると、ステップＳ
Ｔ１において、プリンタ機構部分の初期化が実行され
る。次にステップＳＴ２において、電源投入直後のノズ
ル回復動作を行なう。このノズル回復動作は図７（ａ）
のステップＳＴ２１ないしステップＳＴ２３に示される
一連のステップからなる。

【００３３】このノズル回復動作においては、ステップ
ＳＴ２１においてインクジェットヘッド１０を搭載した
キャリッジ３０２を待機位置からキャップ３０４の位置
へ移動する。次に、ステップＳＴ２２においてノズルの
回復動作、すなわち予備吐出駆動を行なう。このノズル
の予備吐出駆動とは、インクジェットヘッド１０のノズ
ル孔部分にある粘度の高まったインク等のようなインク
吐出不良の原因となる不良インクを排出するために、全
てのノズルに対応する振動板５を駆動して、全てのノズ
ルからインク液滴を所定の回数だけ吐出させることであ
る。この後は、ステップＳＴ２３において再びキャリッ
ジ３０２を待機位置に復帰させる。

【００３４】再び図６のフローチャートに戻り、ステッ
プＳＴ３においては、前回のノズル回復動作からの時間
をカウントする。このカウントは、プリンタ制御回路２
０１に内蔵のカウンタを用いて行なう。ノズル回復動作
を行なう時間隔が経過すると、ステップＳＴ３からステ
ップＳＴ９に移行して、再度、ノズル回復動作を行な
う。そうでない場合には、ステップＳＴ４において印刷
を行なうか否かを判別し、印刷動作を行なう場合には、
ステップＳＴ５においてノズル回復動作期間のカウント
値をリセットした後に、ステップＳＴ６に進み、文字等
を記録紙１０５に印刷するための印刷動作を実行する。

【００３５】図７（ｂ）にはこの印刷動作を示してあ
る。この図に示すように、先ずステップＳＴ６１におい
て、計数値ｎを「１」に設定し、ステップＳＴ６２にお
いて、キャリッジ３０２を１ドット分だけ主走査方向に
移動する。ステップＳＴ６３、６４において、印字デー
タＤＡＴＡに基づいた指定ドットに対応するノズルの振
動板５を駆動することにより、当該ノズルのインクの吸
引および吐出動作を行なう。次に、ステップＳＴ６５に
おいて計数値ｎを「１」だけインクメントしてステップ
ＳＴ６６において計数値ｎが主走査方向の最終ドットで
あるか否かを判別する。最終ドットの場合には印刷動作
を終了し、そうでない場合には、ステップＳＴ６２に戻
って上記の動作を繰り返す。

【００３６】このようにして主走査方向の１行分の印字
動作を終了した後は、図６のステップＳＴ１０において
処理を継続するか否かを判別し、継続の場合には、ステ
ップＳＴ３に戻り、そうでない場合には、処理を終了す
る。

【００３７】ここで、本例のインクジェットプリンタに
おいては、図７（ｂ）に示す印刷動作、すなわち、文
字、記号等を記録紙上に印刷する場合にインクジェット
ヘッドを駆動する印刷用吐出駆動時には、引き打ち方式
によりインク液滴の吐出を行なっている。これに対し
て、図７（ａ）に示すノズル回復動作のための予備吐出
駆動時には、押し打ち方式によりインク液滴の吐出を行
なっている。

【００３８】図８（ａ）には、このような異なる駆動方
式によりインクジェットヘッドを駆動するために各振動
板５にそれぞれ付設されるヘッドドライバ２２０の部分
の回路例を示してある。また、図８（ｂ）には、ヘッド
駆動制御回路２１０の側から供給される通電パルスＰｗ
と、ヘッドドライバ２２０によって振動板５（共通電極
１７）および個別電極３１の間に印加される駆動電圧パ
ルスＶの波形を示してある。

【００３９】図８（ａ）において容量Ｃは振動板５と個
別電極３１の間に形成される容量を表している。この回
路において、通電パルスＰｗがオフ状態では、トランジ
スタ５１がオフ状態に保持されるのに対して、トランジ
スタ５２の側はノット回路５３を介してオン状態に保持
される。この結果、個別電極３１の側の電位Ｖ１はＶｎ
に保持され、共通電極１７の側の電位Ｖｃｏｍと同一に
保持され，電極間の電位差は零である。この状態で、通
電パルスＰｗがオンに立ち上がると、トランジスタ５１
がオン、トランジスタ５２がオフに切り換わり、共通電
極１７の電位ＶｃｏｍがＶｎに立ち上がり、個別電極３
１の電位Ｖ１は接地電位ＧＮＤとされる。この結果、電
極間の電位差Ｖは（Ｖｃｏｍ−Ｖ１）になる。通電パル
スＰｗが立ち下がると、電位差Ｖは再び零になる。

【００４０】図８（ｂ）に示すように、本例では、通電
パルスＰｗは、予備吐出駆動時には、パルス幅の大きな
通電パルスＰｗ０（ｉ）（ｉ＝１、２、３・・・）を一
定のタイミングで印加するようになっている。これによ
って発生する電極間の電位差を表す駆動電圧パルスＶに
よって、電極間に静電気力が発生して、振動板５が個別
電極３１の側に吸引されて吐出室６の容積が増加する。
通電パルスＰｗ０（ｉ）のパルス幅Ｗ０は押し打ち方式
によりインク液滴の吐出が行なわれるような幅に設定さ
れている。

【００４１】すなわち、駆動電圧パルスＶによって発生
した静電気力によって振動板５が個別電極３１の側に吸
引されると、ノズル孔４のインクメニスカスは吐出室６
の容積の増加に伴って内部に引き込まれる。振動板５が
静電気力によって最大限に変位した後は、この状態を保
持することにより、吐出室内のインク圧力の変動に伴っ
てノズル孔４のインクメニスカスは引き込まれた位置か
ら再び吐出側に向けて移動た後に再度引込み側に移動す
るという振動を繰り返して、インク粘性等によりその振
動が減衰する。この結果、インクメニスカスは実質的に
静的な状態でインクノズル４の開口位置に復帰する。こ
の時点において、振動板５がそれ自体の弾性力によって
元の状態に復帰できるように、通電パルスＰｗの立ち下
げ時点、すなわち、そのパルス幅Ｗ０が設定されてい
る。このようにパルス幅を設定してあるので、静電気力
が解除されて元の位置に復帰する振動板５によって吐出
室６の容積が減少し、これにより発生するインク圧力に
よってノズル孔４からインク液滴の吐出が行なわれる。

【００４２】これに対して、文字等を実際に記録紙に印
刷するための印刷用吐出駆動においては、通電パルスＰ
ｗ１（ｉ）（ｉ＝１、２、３・・・）は、上記の予備吐
出駆動時のパルス幅Ｗ０よりも狭いパルス幅Ｗ１に設定
されて、引き打ち方式によるインク液滴の吐出動作が行
なわれるようになっている。すなわち、この場合には、
駆動電圧パルスＶにより発生した静電気力によって振動
板５が個別電極３１の側に吸引されると、これにより吐
出室６の容積が減少して、ノズル孔４のインクメニスカ
スが吐出室４の側に引き込まれる。インクメニスカスが
最大に引き込まれた時点において、振動板５が元の状態
に復帰できるように、通電パルスＰｗ１（ｉ）のパルス
幅Ｗ１が設定されている。このように設定することによ
り、振動板５の復帰による吐出室４の容積の増加に伴う
インク圧力と、振動板自体の弾性復帰時の運動エネルギ
ーとによって、ノズル孔４からインク液滴の吐出が行な
われる。

【００４３】このように、本例の駆動方法では、文字等
の印刷を行なうための印刷用吐出駆動時には引き打ち方
式により行い、予備吐出駆動時には押し打ち方式により
行なっている。

【００４４】引き打ち方式は、振動板の弾性復帰時の運
動エネルギーもインク液滴の吐出エネルギーとして利用
しているので、押し打ち方式に比べて、多量のインク液
滴を高速で吐出することができる。本例では、この方式
を文字等の印刷を行なうための通常のインク液滴の吐出
駆動のために採用しているので、高速でしかも安定した
インク液滴のドット印刷を実現できる。

【００４５】これに対して、押し打ち方式は、振動板の
運動エネルギーを実質的に利用していないので、インク
液滴の吐出量、吐出速度は引き打ち方式に比べて一般に
劣っている。しかし、インク室内のインクの特性、特
に、その粘度の変動に伴う動的特性の変化のためにイン
ク液滴の吐出特性が大幅に影響されることがない。すな
ち、引き打ち方式と異なり、インクの粘度変化等に伴う
動的特性の変動によってインク液滴の吐出特性が劣化す
ることはない。本例では、この方式を、インク粘度が増
加した状態でのインク液滴の吐出動作がおこなわれる予
備吐出駆動のために採用している。したがって、インク
粘度の変動に左右されずに、常に適切なインク液滴の吐
出を行なうことができるので、ノズルを確実に回復状態
に復帰させることができる。

【００４６】（他の実施形態）図９（ａ）には、図８
（ａ）に示す各振動板５の駆動回路の別の例を示してあ
る。この回路構成においては、ヘッド駆動制御回路２１
０の側で生成される極性反転パルスＰｒがトランジスタ
５４に供給されると共に、ノット回路５６を介してトラ
ンジスタ５５に供給される。このパルスＰｒによって共
通電極１７の側の電位Ｖｃｏｍを制御して、予備吐出駆
動時には、通常の印刷用吐出駆動時とは逆極性の駆動電
圧を電極間に印加することにより、電極間の残留電荷を
除去するようにしている。

【００４７】極性反転パルスＰｒがオフの状態では、ト
ランジスタ５４がオフ、トランジスタ５５がオンとなる
ので、共通電極１７の電位Ｖｃｏｍの側がＶｎに保持さ
れる。逆に、パルスＰｒがオンに立ち上がると、トラン
ジスタ５４がオンに切り換わるので、共通電極の電位Ｖ
ｃｏｍは接地電位に保持される。

【００４８】図９（ｂ）に示すように、予備吐出時に供
給される各通電パルスＰｗ２（ｉ）間のオフ状態のパル
ス幅Ｗ２は、図８（ｂ）におけるパルスＰｗ０（ｉ）の
パルス幅Ｗ０と同様に設定されている。したがって、押
し打ち方式によるインク液滴の吐出動作が行なわれる。
また、予備吐出駆動時には、極性反転パルスＰｒはオン
状態に保持されるので、共通電極電位Ｖｃｏｍは接地電
位に保持される。

【００４９】これに対して、文字等を印刷するための印
刷用吐出駆動時には、通パルスＰｗ３（ｉ）のオン状態
のパルス幅Ｗ３は図８（ｂ）におけるパルスＰｗ１
（ｉ）のパルス幅Ｗ１と同様に設定される。したがっ
て、引き打ち方式によるインク液滴の吐出動作が行なわ
れる。また、この印刷用吐出駆動時には、極性反転パル
スＰｒはオフ状態に保持されるので、共通電極電位Ｖｃ
ｏｍはＶｎに保持される。この結果、電極間に印加され
る駆動電圧パルスＶの極性は、上記の予備吐出駆動時と
は逆極性に切り換わる。

【００５０】このように、本例の駆動方法においても予
備吐出駆動時には押し打ち方式によりインク液滴の吐出
を行い、印刷時の吐出駆動時には引き打ち方式によりイ
ンク液滴の吐出を行なっている。したがって、図８に示
す場合と同様に、インク特性が変化した状態においても
常に適切な予備吐出動作を行なうことができ、また、通
常の印刷時には高速で安定した液量のインク液滴の吐出
を行なうことができるという利点が得られる。

【００５１】また、本例では、予備吐出駆動時には、電
極間に印加する駆動電圧パルスの極性を、通常の印刷用
吐出駆動時の極性とは逆になるように設定してある。し
たがって、予備吐出駆動時において、電極間に発生した
残留電荷も除去することができるので、残留電荷に起因
した印刷不良等も回避できるという利点もある。

【００５２】次に、以上の説明は、本発明の駆動方法
を、静電気力を利用してインク液滴の吐出を行なうイン
クジェットヘッドに適用した場合である。しかし、本発
明の駆動方法は、圧電素子等の電気機械変換素子を用い
てインク室（上記の例における吐出室６）の容積を変化
させてインク液滴の吐出を行なう方式のインクジェット
ヘッドにも同様に適用することができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、インク
室の容積を変化させることによりインク液滴を吐出する
形式のインクジェットヘッドにおいて、ノズル回復のた
めの予備吐出駆動を押し打ち方式により行なうようにし
ている。したがって、予備吐出駆動を引き打ち方式で行
い場合とは異なり、インク特性の変動、特にインク粘度
の増加に起因した予備吐出駆動時のインク液滴の吐出不
良を回避できるので、確実にインクノズルを適正状態に
回復させることができる。

【００５４】また、本発明の駆動方法では、予備吐出駆
動を引き打ち方式で行なうと共に、通常の印刷用吐出駆
動時には引き打ち方式により行なうようにしている。し
たがって、本発明よれば、予備吐出駆動によりインクノ
ズルを確実に回復させることができる共に、通常の文字
等の印刷時には、高速で安定したインク液滴の吐出動作
を行なうことができる。

【００５５】さらに、本発明の駆動方法では、静電気力
を利用してインク室の容積を変化させてインク液滴を吐
出する形式のインクジェットヘッドにおいて、上記の駆
動方法を採用すると共に、予備吐出駆動時には、通常の
印刷用吐出駆動時において電極間に印加される駆動電圧
パルスの極性とは反対極性の電圧パルスを印加してイン
ク液滴の吐出を行なうようにしている。したがって、予
備吐出駆動時に、電極間に発生している残留電荷も除去
することができるという利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したインクジェットプリンタの全
体構成を示す概略構成図である。

【図２】図１のプリンタに搭載されているインクジェッ
トヘッドを示す分解斜視図である。

【図３】図２のインクジェットヘッドを示す概略断面図
である。

【図４】図３のＡ−Ａ線矢視図である。

【図５】図１のインクジェットプリンタにおけるインク
ジェットヘッドの制御系を示す概略ブロック図である。

【図６】図１のインクジェットプリンタの動作を示す概
略フローチャートである。

【図７】（ａ）はノズル回復動作のサブルーチンを示す
フローチャート、（ｂ）は１主走査ライン分のドット印
字動作を示すフローチャートである。

【図８】（ａ）はヘッドドライバの回路構成例を示す概
略回路図であり、（ｂ）は当該回路の各部分の動作を示
すタイミングチャートである。

【図９】（ａ）はヘッドドライバの回路構成の別の例を
示す概略回路図であり、（ｂ）は当該回路の各部分の動
作を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１、２、３ 基板 ４ ノズル孔 ５ 振動板 ６ 吐出室（インク室） １０ インクジェットヘッド １３ インク液滴 １７ 共通電極 ３１ 個別電極 ２０１ プリンタ制御回路 ２１０ ヘッド駆動制御回路 ２２０ ヘッドドライバ Ｖ１ 個別電極の電位 Ｖｃｏｍ 共通電極の電位 Ｐｗ 通電パルス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 博幸 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズルと、当該ノズルに連通するインク
   室と、当該インク室の一部に設けられた変位板と、当該
   変位板を変位させて前記インク室の容積を変化させるこ
   とにより前記ノズルからインク液滴を吐出させ、吐出し
   たインク液滴により文字等の印刷を行なうインクジェッ
   トヘッドの駆動方法において、 ノズルを回復させるために行なう予備吐出駆動時におけ
   る各インク液滴の吐出を、前記変位板を前記インク室の
   容積が増加する方向に変位させ、当該容積の増加に伴っ
   て移動する前記ノズルのインクメニスカスが一旦引き込
   まれた後に当該ノズルの開口位置に実質的に静止状態で
   復帰した時点で、前記変位板を当該インク室の容積が減
   少する方向に変位させることにより行なうことを特徴と
   するインクジェットヘッドの駆動方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、文字等を印刷するイ
   ンク液滴の印刷用吐出駆動時における各インク液滴の吐
   出を、前記変位板を前記インク室の容積が増加する方向
   に変位させ、当該容積の増加を伴って前記ノズルのイン
   クメニスカスが実質的に最も引き込まれた時点で、前記
   変位板を当該インク室の容積が減少する方向に変位させ
   ることにより行なうことを特徴とするインクジェットヘ
   ッドの駆動方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記変位板
   は前記インク室の一部に設けられた振動板であり、当該
   振動板に対向して電極が設けられており、当該電極と前
   記振動板の間に駆動電圧パルスを印加することにより、
   当該振動板を静電気力を用いて変形させることにより前
   記ノズルからインク液滴を吐出することを特徴とするイ
   ンクジェットヘッドの駆動方法。
4. 【請求項４】 請求項３において、前記印刷用吐出駆動
   においては、前記振動板および前記電極の間に第１の極
   性の前記駆動電圧パルスを印加し、 前記予備吐出駆動においては、前記振動板と前記電極の
   間に前記第１の極性とは逆の第２の極性の前記駆動パル
   ス電圧を印加することを特徴とするインクジェットヘッ
   ドの駆動方法。