JPH09201960A

JPH09201960A - インクジェット式記録装置

Info

Publication number: JPH09201960A
Application number: JP3433796A
Authority: JP
Inventors: Kazunaga Suzuki; 一永鈴木; Kenji Tsukada; 憲児塚田; Yoshiyuki Koike; 佳之小池; Takero Seino; 健朗情野; Yasuhiro Oki; 康弘黄木
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-01-29
Filing date: 1996-01-29
Publication date: 1997-08-05
Anticipated expiration: 2016-01-29
Also published as: JP3613297B2

Abstract

(57)【要約】【課題】圧電振動子の疲労やまた騒音を低減しつつ、
非印刷状態におけるノズル開口の目詰まりを防止するこ
と。【解決手段】ノズル開口からインク滴を吐出させる台
形状の第１の駆動信号とノズル開口からインク滴が吐出
しない程度にメニスカスを振動させる第２の駆動信号を
発生する駆動信号発生回路３１と、休止状態において第
２の駆動信号を間欠的に圧電振動子１３に印加する第１
のモードと、印刷が開始される直前に第１のモードにお
ける印加時間よりも長い時間連続して第２の駆動信号を
圧電振動子に印加する第２のモードとを選択する制御手
段３０とを備える。休止時には微小振動を間欠的に発生
させて、圧電振動子１３の振動回数を可及的に少なくし
て圧電振動子の疲労と騒音を低減する。また印刷開始直
前には微小振動を連続的に行わせてノズル開口の目詰ま
りを確実に解消してから印字動作に入る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、オンデマンド型
インクジェット記録ヘッドを用いた記録装置のノズル開
口の目詰まり防止技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】オンデマンド型インクジェット記録ヘッ
ドは、複数のノズル開口と、各ノズル開口に連通する圧
力発生室とを備え、印刷信号に対応して圧力発生室を膨
張、収縮させてインク滴を発生させるように構成されて
いる。このような記録ヘッドは、印刷動作をおこなって
いるノズル開口では新しいインクが順次供給されるた
め、目詰まりの虞がほとんどないものの、例えば上下端
等のノズル開口のようにインク滴吐出の機会が極めて低
いものや、また休止状態におかれると目詰まりが生じや
すい。

【０００３】このため、印刷動作を一定時間継続した場
合には、記録ヘッドを非印刷領域のキャッピング手段ま
で待避させ、ここで圧電振動子に駆動信号を印加してキ
ャップに向かってすべてのノズル開口からインク滴を強
制的に噴出させる、いわゆるフラッシング動作を行わせ
ることが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような対
策を講じると印刷動作が中断されて印刷速度の低下や、
またインクの消費を招くため、印刷動作中にインク滴を
発生しないノズル開口に連通する圧力発生室に設けられ
た圧電振動子に、インク滴を吐出させない程度の微小な
駆動信号を印加して、ノズル開口近傍のメニスカスを微
小振動させて目詰まりを防止する技術が数多く提案され
ている（特開昭５５−１２３４７６号公報、特開昭５７
−６１５７６号公報、米国特許第４３５０９８９号明細
書）。

【０００５】これらによればフラッシング動作の回数を
減らして印刷速度の低下やインクの消費を防止できるも
のの、微小振動に起因する可聴音が騒音となったり、ま
た圧電振動子の振動回数が飛躍的に多くなるため、記録
ヘッドの寿命を短縮するという問題がある。本発明はこ
のような問題に鑑みてなされたものであって、その目的
とするところは、圧電振動子の振動回数を減らしつつ、
ノズル開口の目詰まりを確実に防止することができるイ
ンクジェット式記録装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために、ノズル開口が穿設されたノズルプレートと、
圧電振動子の変位により変形する振動板とにより形成さ
れた圧力発生室を備えたインクジェット記録ヘッドと、
前記ノズル開口からインク滴を吐出させる台形状の第１
の駆動信号と、ノズル開口からインク滴が吐出しない程
度にメニスカスを振動させる第２の駆動信号を発生する
駆動信号発生手段と、前記記録ヘッドが印刷領域に存在
する状態では、印刷周期に一致して前記第２の駆動信号
を連続的に前記圧電振動子に印加する第１のモードと、
印刷が開始される直前に前記第１のモードにおける印加
時間よりも長い時間連続して前記第２の駆動信号を前記
圧電振動子に印加する第２のモードとを選択する手段と
を備えるようにした。

【０００７】

【作用】休止状態ではメニスカスを必要最低限の周期で
微小振動させて圧電振動子の疲労を低減しつつ目詰まり
を防止する。また印刷開始直前には微小振動を連続的に
行わせてノズル開口の目詰まりを確実に解消し、かつノ
ズル開口近傍のインクを圧力発生室のインクと交換させ
てから印刷動作に入る。

【０００８】

【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図１は、本発明のプリ
ンタの印刷機構周辺の構造を示すものであって、図中符
号１は、キャリッジで、タイミングベルト２を介してパ
ルスモータ３に接続されていて、ガイド部材４に案内さ
れて記録用紙５の紙幅方向に往復動するように構成され
ている。

【０００９】キャリッジ１には記録用紙５と対向する
面、この実施例では下面に後述するインクジェット式記
録ヘッド６が取り付けられている。インクジェット式記
録ヘッド６は、キャリッジ１の上部に載置されているイ
ンクカートリッジ７からインクの補給を受けてキャリッ
ジ１の移動に合わせて記録用紙５にインク滴を吐出して
ドットを形成して、記録用紙に画像や文字を印刷する。

【００１０】８は、キャッピング装置で、非印刷領域に
設けられていて、休止中に記録ヘッド６のノズル開口を
封止する一方、印刷動作中に行なわれるフラッシング動
作による記録ヘッド６からのインク滴を受けるものであ
る。なお、図中符号９は、クリーニング手段を示す。

【００１１】図２は、記録ヘッド６の一実施例を示すも
のであって、図中符号１０は第１の蓋板で、厚さ１０μ
ｍ程度のジルコニアの薄板から構成され、その表面に、
後述する圧力発生室１１に対向するように駆動電極１２
が形成されている。この駆動電極１２の表面にＰＺＴ等
からなる圧電振動板１３が形成されている。

【００１２】圧力発生室１１は、圧電振動板１３のたわ
み振動を受けて収縮、膨張してノズル開口１４からイン
ク滴を吐出し、またインク供給口１５を介して共通のイ
ンク室１６のインクを吸引する。

【００１３】１７は、スペーサで、圧力発生室１１を形
成するのに適した厚さ、例えば１５０μｍのジルコニア
（ＺｒＯ2）などのセラミックス板に通孔を穿設して構
成されていて、後述する第２の蓋体１８と第１の蓋体１
０とにより両面を封止されて前述の圧力発生室４を形成
している。

【００１４】１８は、第２の蓋体で、やはりジルコニア
等のセラミック板に後述するインク供給口１５と圧力発
生室１１とを接続する連通孔１９と、圧力発生室１１の
インクをノズル開口１４に向けて吐出するインク吐出口
２０を穿設して構成され、スペーサ１７の他面に固定さ
れている。

【００１５】これら各部材１０、１７、１８は、粘土状
のセラミックス材料を所定の形状に成形し、これを積層
して焼成することにより接着剤を使用することなくアク
チュエータユニット２１に纏められている。

【００１６】２２は、インク供給口形成基板で、アクチ
ュエータユニット２１の固定基板を兼ねるとともに、イ
ンクカートリッジとの接続部材も設けることができるよ
うに、耐インク性を備えた不錆鋼等の金属やセラミック
スにより構成されている。

【００１７】このインク供給口形成基板２２には、圧力
発生室１１側の一端側に後述する共通のインク室１６と
圧力発生室１１とを接続するインク供給口１５が設けら
れ、また圧力発生室１１の他端側にはノズル開口１４と
アクチュエータユニット２１のインク吐出口２０とを接
続する連通孔２３が設けられている。

【００１８】２４は、共通のインク室形成基板で、共通
のインク室１６を形成するに適した厚み、例えば１５０
μｍのステンレス鋼などの耐蝕性を備えた板材に、共通
のインク室１６の形状に対応する通孔と、ノズルプレー
ト２５のノズル開口１４とインク吐出口２０とを接続す
る連通孔２６を穿設して構成されている。

【００１９】これらインク供給口形成基板２２、共通の
インク室形成基板２４、及びノズルプレート２５は、そ
れぞれの間に熱溶着フィルムや接着剤等からなる接着層
Ｓ，Ｓにより流路ユニット２７に纏められている。

【００２０】この流路ユニット２７のインク供給口形成
基板２２の表面に、接着剤によりアクチュエータユニッ
ト１を固定することにより記録ヘッドが構成されてい
る。

【００２１】このような構成により、圧電振動子１３へ
の充電が行われて、圧電振動子１３がたわむと、圧力発
生室１１が収縮する。これにより圧力発生室１１のイン
クが加圧されてノズル開口１４からインク滴として吐出
し、記録用紙にドットを形成できる。

【００２２】所定時間の経過後に圧電振動子１３の電荷
が放電されると、圧電振動子１３が元の状態に戻る。こ
れにより、圧力発生室１１が膨張して、共通のインク室
１６のインクがインク供給口１５を経由して圧力発生室
１１に流れ込み、次の印字のためのインクが圧力発生室
１１に補給される。

【００２３】一方、圧電振動子１３にインク滴を吐出さ
せない程度の微小な電圧で圧電振動子１３を充電して圧
電振動子１３を微小量たわませると、圧力発生室１１も
少し収縮する。これにより、ノズル開口１４近傍のメニ
スカスがノズル開口１４側に微小量押し出される。

【００２４】ついで圧電振動子１３の電荷を放電させて
元の状態に復帰させると、圧力発生室１１が微小量膨張
してノズル開口側に押し出されていたメニスカスが圧力
発生室１１側に引き戻される。

【００２５】このように圧電振動子１３を印刷タイミン
グと同一の周期で微小量たわませたり、また元の状態に
復帰させると、ノズル開口近傍のメニスカスも微小量振
動して、ノズル開口近傍のインクが圧力発生室１１のイ
ンクと置換されて目詰まりを防止するのに役立つ。

【００２６】図３は、上述の記録ヘッド６を駆動する制
御装置の一実施例を示すもので、図中符号３０は、制御
手段で、ホストからの印刷指令信号や印刷データを受け
て後述する駆動信号発生回路３１、ヘッド駆動回路３
２、及びキャリッジ駆動回路３３を制御して印刷動作を
実行させるとともに、後述する印刷タイマ３６の計時デ
ータにより、キャッピング位置でフラッシングを行わせ
たり、前述したメニスカスを微小振動させるための第
２、第３の駆動信号の大きさや印加周期や時間を制御す
るものである。

【００２７】駆動信号発生回路３１は、ノズル開口１１
からインク滴を吐出させるのに必要な電圧値ＶHの台形
状の第１の駆動信号（図４（イ））を発生するように構
成されている。第１の駆動信号は、その継続時間Ｔ1が
圧力発生室１３の固有振動周期Ｔｃ、つまりノズル開口
１１のイナータンスをＬn、インク供給口のイナータン
スをＬi、振動板のコンプライアンスをＣv、インクのコ
ンプライアンスをＣinkとしたとき、Ｔc＝２π√〔（ＣV＋Ｃink）×Ｌn×Ｌi〕／（Ｌn＋Ｌ
i）により表される値に一致させて設定されている。これに
より圧電振動子１３の変位をメニスカスの運動に有効に
変換することが可能となる。

【００２８】駆動回路３２は、印刷データに対応する圧
電振動子１３に駆動信号発生回路３１の第１の駆動信号
（図４（イ））を選択的に印加し、また待機状態では第
１の駆動信号の１／２程度の第２の駆動信号（図４
（ロ））を、さらに印刷期間中は印刷のためのインク吐
出（第１の駆動信号によるインク吐出）の有無に関わり
なく、第１の駆動信号の１／５程度の第３の駆動信号
（図４（ハ））を印加するように構成されている。

【００２９】すなわち、記録ヘッドが印刷領域に存在し
てかつ印刷データが存在する圧電振動子１３には、イン
ク滴吐出前に第３の駆動信号（図４（ハ））をついで第
１の駆動信号（図４（イ））とを対として印加し、また
記録ヘッド６が印刷領域に存在してかつ印刷データが存
在しない圧電振動子１３には第３の駆動信号（図４
（ハ））だけを印加する。

【００３０】３５は、第２、第３の駆動信号の電圧値、
第２の駆動信号の勾配を温度に対応して調整するための
データ、及び印刷時に消費されたインク量に対応して第
２の駆動信号のレベルを調整するためのデータを格納す
るものである。３６は、印刷動作の継続時間を計時する
印刷タイマで、印刷動作の開始により起動し、フラッシ
ング動作によりリセットされるものである。

【００３１】３７は印刷量カウンタで、印刷時に印刷さ
れたドット数を計数してインク消費量を検出するもので
ある。なお、図中３８は、記録ヘッド周辺の温度を検出
する温度検出手段を示す。

【００３２】図５は前述の駆動信号発生回路３１の一実
施例を示すもので、図中符号４０は、外部装置からのタ
イミング信号を一定幅のパルス信号に変換するワンショ
ットマルチバイブレータで、タイミング信号に同期して
出力端子から正信号、負信号を出力する。一方の端子に
はＮＰＮ型トランジスタ４１のベースが接続され、これ
にはＰＮＰ型トランジスタ４２が接続されていて、タイ
ミング信号が入力した時点で、電源電圧ＶHに到達する
までコンデンサ５３を一定電流Ｉrで充電する。

【００３３】ワンショットマルチバイブレータ４０の他
方の端子にはＮＰＮ型トランジスタ４８が接続されてい
て、タイミング信号が切り替わった時点で、トランジス
タ４２をオフとさせる一方、トランジスタ４８をオンに
させて、コンデンサ４３に充電されている電荷が略電圧
零ボルトに低下するまで一定電流Ｉfで放電させる。

【００３４】すなわちトランジスタ４４のベースーエミ
ッタ間電圧をＶBE44、抵抗４６の抵抗値をＲrとする
と、充電電流ＩrはＩr＝Ｖbe44／Ｒr となり、またコンデンサ４３の容量をＣ0とすると、充
電電圧の立ち上がり時間Ｔrは、Ｔr≒Ｃ0×ＶH／Ｉr となる。

【００３５】一方、駆動信号の放電電流Ｉfは、トラン
ジスタ４５のベースーエミッタ間電圧をＶBE45、抵抗４
７の抵抗値をＲfとすると、Ｉf＝Ｖbe45／Ｒr となり、また立ち下がり時間は、Ｔf≒Ｃ0×ＶH／Ｉf となる。

【００３６】この結果、コンデンサ４３の端子電圧は、
図４（イ）に示したように一定の勾配αで上昇する領域
と、一定値を保持する飽和領域と、一定の勾配βで降下
する領域を備えた台形状の波形となり、トランジスタ４
９，５０により電流増幅されて、端子５１から各圧電振
動子１３、１３、１３‥‥に源駆動信号として出力され
る。

【００３７】つぎに上述した駆動信号発生回路３１の動
作について説明する。後述する駆動回路３２からの信号
により全てのスイッチングトランジスタＴ，Ｔ，Ｔ‥‥
が短時間だけオンとなる。これにより駆動信号発生回路
３１からの電圧により全ての圧電振動子１３、１３、１
３が充電を受けるが、その途中でパルス信号が立ち下が
るため、スイッチングトランジスタＴ，Ｔ，Ｔ‥‥がオ
フとなってしまい、この時点までの時間により決まる電
圧で充電が終了する。

【００３８】このため、充電時間を制御することにより
印刷休止中や印刷期間中に微小振動を生じさせるのに適
した第２の駆動信号ＶH／２や、第３の駆動信号Ｖh／５
を発生させることが可能となる。

【００３９】この結果、圧電振動子１３は図４（ロ）、
（ハ）に示したように印刷時と同一の勾配αを有し、か
つインク滴吐出のための駆動信号ＶHの１／２や１／５
程度の小さな電圧でノズル開口１４からインク滴を飛翔
させるには至らないたわみ振動を起こして、圧力発生室
１１を微小膨張、収縮させてノズル開口１４近傍のメニ
スカスに微小な振動を与える。

【００４０】そして、その周期Ｔ１がインク滴を吐出さ
せるための第１の駆動信号と同一であるため、圧力発生
室１１の固有振動周期に一致することになり、可及的に
少ない変位で目詰まりを防止できる振幅でメニスカスを
効率的に微小振動させることができる。

【００４１】一方、制御手段３０から印字信号が入力す
ると、トランジスタ４２、４８をオンーオフさせて台形
状の電圧、つまり第１の駆動信号を出力する。そして印
刷対象となっている圧電振動子１３に接続されているス
イッチングトランジスタＴ，Ｔ，Ｔ‥‥は、後述する駆
動回路３２によりオンにされているから、駆動信号によ
り電圧ＶHまで充電されることになる。

【００４２】この結果、駆動信号生回路３１で発生した
駆動信号が圧電振動子１３に流れ込み、圧電振動子１３
を一定電流で充電する。これにより印刷のためにインク
滴を放出すべき圧電振動子１３，１３，１３‥‥が圧力
発生室１１側にたわんで圧力発生室１１を収縮させて、
ノズル開口１４からインク滴が吐出する。

【００４３】そして一定時間が経過すると、トランジス
タ４８がオンになってコンデンサ４３が放電されるの
で、これに伴って圧電振動子１３，１３，１３‥が放電
して元の状態に復帰し、圧力発生室１１が膨張して共通
のインク室１６のインクが圧力発生室１１に流れ込む。

【００４４】以下、タイミング信号に合わせてドットを
形成すべきノズル開口に属する圧電振動子１は、インク
滴吐出の前に微小振動を誘起させることができる第３の
駆動信号の印加をうけてから、インク滴を発生させるこ
とができる第１の駆動信号の印加を受け、またドットを
形成しない圧電振動子１３には第３の駆動信号だけが印
加されるため、全てのノズル開口１４のメニスカスが印
刷周期に一致して微小振動する。

【００４５】また、記録ヘッドが非印刷領域に移動した
場合には、第１の駆動信号の１／２程度の第２の駆動信
号が圧電振動子１３に印加されて、この電圧により充放
電されて、印刷領域に存在する場合よりも大きな駆動力
で微小振動が行なわれる。

【００４６】このように構成された装置の動作を図６、
７のタイミング図に基づいて説明する。休止状態でかつ
記録ヘッド６がキャッピング装置８で封止されていない
状態では、制御手段３０は、データ記憶手段３５から休
止期間中の微小振動を規定するデータを読出し、通常の
印刷周期の複数分の時間Ｔ、例えば７５５ミリ秒を１周
期として所定期間ΔＴ、例えば７５ミリ秒の間に１０８
０回の微小振動を行わせ、その後６８０ミリ秒の間微小
振動を中止させるというサイクルを休止期間中繰り返
す。

【００４７】このようにノズル開口１４が目詰まりを生
じる時間よりも短い周期でメニスカスを連続的に所定時
間だけ連続的に微小振動させることにより、ノズル開口
近傍のインクと圧力発生室１１のインクとの交流を促し
て、ノズル開口近傍のインクの粘度を下げて目詰まりを
防止する。

【００４８】そして、微小振動を実行した時間ΔＴのほ
ぼ９倍の時間の間、つまり微小振動後にノズル開口が目
詰まりを生じる時間よりも短い時間の間、微小振動を停
止することにより、ジュール熱により温度上昇した圧電
振動子１３を冷却を促すとともに、常時微小振動を継続
することに起因する圧電振動子１３の疲労を可及的に少
なくする。

【００４９】このような間欠的な複数回の微小振動によ
り待機している状態で、印刷信号が入力してキャリッジ
１が移動を開始すると、制御手段３０は、一定周期Ｔで
の間欠的な微小振動を停止させてキャリッジ１を印刷可
能速度に向けて加速しつつ、印刷速度に到達する直前に
再び微小振動を休止期間中よりも長い時間、例えば７５
ミリ秒以上の時間を連続して実行させる。これにより、
ノズル開口近傍のインクが、粘度上昇を来していない圧
力発生室１１のインクに置換されて、印刷時に確実に吐
出可能となる。

【００５０】このようにして印刷動作が行なわれる直
前、例えば印刷信号が入力する１００ミリ秒以前に第２
の駆動信号の出力を停止して、駆動信号発生回路３１が
インク滴の吐出に必要なレベルの信号を出力できるよう
に体制を整える。キャリッジ１が印刷速度に到達して印
刷データが入力すると、印刷タイマ３６をスタートさせ
て印刷データの入力を待つ。この状態では、全ての圧電
振動子１３に第３の駆動信号を印加してノズル開口１４
のメニスカスを微小振動させる。すなわち、第３の駆動
信号は、インク滴を吐出させるための第１の駆動信号に
比較して、ＶH／５と低いから、圧電振動子１３がたわ
み振動を行っても、インク滴を吐出させるまでには至ら
ず、ただノズル開口１４近傍のメニスカスを微小振動さ
せることになる。

【００５１】このように印刷のために印刷領域で待機状
態におかれている記録ヘッド６は、印刷周期に一致して
インク滴吐出のための第１の駆動信号の１／５程度の電
圧で圧電振動子１３が駆動されて（図７（III））、ノ
ズル開口１４の目詰まりが防止される。

【００５２】この状態で印刷信号が入力すると、キャリ
ッジ１により記録ヘッド６を記録用紙５の幅方向に走査
しながら、第３の駆動信号に引き続いて印刷を行うべき
圧電振動子１３を第１の駆動信号の上昇電圧でたわま
せ、圧力発生室１３を収縮させてノズル開口１４からイ
ンク滴を吐出させる。そして所定時間が経過した時点で
第１の駆動信号の降下電圧で圧電振動子１３を元の状態
に復帰させ、圧力発生室１３を膨張させて共通のインク
室１６のインクを圧力発生室１１に流入させる。

【００５３】第１の駆動信号の印加が停止し、次の印刷
周期が到来すると、前述と同様に第３の駆動信号を全て
の圧電振動子１３に印加して、インク滴を吐出しなかっ
たノズル開口１４の目詰まりを防止する。

【００５４】印刷中に印刷タイマ３６の計時が所定時
間、例えば１０秒になると、制御手段３０は、記録ヘッ
ド６をフラッシング位置、つまりキャッピング装置８に
対向する位置に移動させ、所定数、例えば数千ドット分
のインク滴を吐出させる、定期フラッシング動作を実行
させる。フラッシング動作が終了した時点で、印刷タイ
マ３６をリセットして再び計時動作を実行させ、上述の
工程により再び印刷動作を開始する。

【００５５】以後、印刷タイマ３６が所定時間を計時す
るごとに定期フラッシング動作を実行して、全てのノズ
ル開口１４から強制的にインクを吐出させて目詰まりを
防止する。

【００５６】なお、上述の実施例においては非印字領域
で休止期間中にメニスカスを微小振動させるために圧電
振動子１３に印加する第２の駆動信号のレベルを一定値
ＶH／２に維持しているが、印刷量カウンタ３７からの
データに基づいて記録ヘッド６が印刷領域や、また定期
フラッシングで吐出したインク量を検出し、吐出したイ
ンク量が多い場合には、第２の駆動信号の電圧値を下
げ、また少ない場合にはインク滴を吐出しない範囲内で
電圧値を上昇させて、圧力発生室１１のインクの粘度を
考慮しながら微小振動を行わせるようにすると、休止期
間中の圧電振動子１３の負担を可及的に軽くしつつ、目
詰まりを確実に防止することができる。

【００５７】これら印刷期間中におけるインク滴の吐出
量に対応する第２の駆動信号のレベルの設定は、吐出量
と電圧値の関係を予め記憶手段３５に格納しておき、印
刷量カウンタ３７の吐出量データに対応する電圧値を読
み出すことにより簡単に実現できる。

【００５８】また、インクは温度によりその粘度が大き
く変化するため、圧電振動子１３に低い電圧の信号を印
加してメニスカスに微小振動を行わせる場合には、微小
振動の振幅値が温度により大きな変化を受ける。

【００５９】このような問題を解消するため、電圧レベ
ルを調整することも考えられるが、充電時間の制御が必
要となるため、回路構成が複雑となる。このため、第２
の駆動信号の電圧値は一定（ＶH／２）に維持しつつ、
立ち上がり勾配、及び立ち下がり勾配だけを環境温度に
対応させて調整するように構成されている。

【００６０】すなわち、室温（２５°Ｃ）に対しては立
ち上がり勾配αを４Ｖ／μ秒、立ち下がり勾配βを６．
７Ｖ／μ秒とし、また温度１０°Ｃの低温に対しては立
ち上がり勾配α1を５Ｖ／μ秒、立ち下がり勾配β1を
８．４Ｖ／μ秒とし、さらに高温に対しては立ち上がり
勾配α2を３Ｖ／μ秒、立ち下がり勾配β2を５Ｖ／μ秒
として、圧電振動子１７のたわみ速度、及び復帰速度
を、温度が低くなるほど高速度化させて、低温で粘度が
高くなったインクの運動を助けるようにした。

【００６１】これら各温度における立ち上がり勾配α、
α1、α2、及び立ち下がり勾配β、β1、β２の調整
は、記憶手段３５に予め温度と勾配α、α1、α2、β、
β1、β２との関係を示すデータを格納しておき、温度
検出手段３８からの温度信号により読み出すことにより
簡単に実現できる。

【００６２】また、上述の実施例では第３の駆動信号が
室温、例えば２５°Ｃを基準として駆動信号の２０％程
度の一定値に設定されているが、温度による粘度変化の
大きなインクに対しては、１０°Ｃ程度の低温では駆動
信号の１０％程度に、また４０°Ｃ程度の高温では駆動
信号の３０％程度に調整すると、メニスカスを温度の変
化に対応して十分に微小振動させることができる。

【００６３】さらに、図９に示したように黒インク吐出
用のノズル開口列Ｂ、シアンインク吐出用のノズル開口
列Ｃ，マゼンタインク吐出用のノズル開口列Ｍ、及びイ
エロインク吐出用のノズル開口列Ｙというようにそれぞ
れ独立して駆動されるノズル開口列を備えた記録ヘッド
６０、６１に対しては、ノズル開口列Ｂ，Ｃ，Ｍ，Ｙを
第１の組６２、第２の組６３との複数の組に分け、休止
期間中に印加する第２の駆動信号を図１０に示したよう
に各組６２、６３との間で時間差ΔＴ１を設定するのが
望ましい。

【００６４】この実施例によれば微小振動に起因する可
聴音のレベルを、組数分の１に減少させることが可能と
なり、記録装置の騒音を低減することができる。また上
述の実施例においては、休止状態の解除をキャリッジの
移動により検知するようにしているが、外部装置からの
印刷信号の入力を検出して検知するようにしても同様の
作用を奏する。

【００６５】図１０は、本発明が適用可能な縦振動モー
ドの圧電振動子を用いた記録ヘッドの一実施例を示すも
ので、図において、符号７１は、振動板で、圧電振動子
７２の先端に当接して弾性変形する薄板からなり、流路
形成板７３を挟んでノズルプレート７４と液密に一体に
固定されて流路ユニット７５を構成している。

【００６６】７６は基台で、圧電振動子７２を振動可能
に収容する収容室７７と、流路ユニット７５を支持する
開口７８とを備え、圧電振動子７２の先端を振動板７１
のアイランド部７１ａに当接させるように流路ユニット
７５を固定して記録ヘッドを構成している。

【００６７】このような構成により、圧電振動子７２が
充電を受けて収縮すると、圧力発生室８３が膨張する。
これにより、共通のインク室８０、８０のインクがイン
ク供給口８１、８１を経由して圧力発生室８３に流れ込
む。

【００６８】所定時間の経過後に圧電振動子７２の電荷
が放電されて圧電振動子７２が元の状態に復帰すると、
圧力発生室８３が収縮して圧力発生室８３のインクが圧
縮されてノズル開口８２からインク滴として吐出して記
録用紙にドットを形成する。

【００６９】そして、圧電振動子７２にインク滴を吐出
させない程度の小パルスを印加して圧電振動子７２を微
小量収縮させると、圧力発生室８３も少し膨張するか
ら、ノズル開口８２近傍のメニスカスが圧力発生室８３
側に引き込まれる。ついで圧電振動子７２を元の状態に
復帰させると、圧力発生室８３が収縮してメニスカスが
ノズル開口８２側に若干押し戻される。

【００７０】このように圧電振動子７２を印刷タイミン
グと同一の周期で微小量伸縮させると、ノズル開口８２
近傍のメニスカスも微小量振動するから、前述の実施例
と同様にノズル開口近傍のインクが圧力発生室８３のイ
ンクと置換されてノズル開口の目詰まりが防止できる。

【００７１】なお、上述の実施例のおいては、記録ヘッ
ドの印字動作を、第３の駆動信号を印加してから第１の
駆動信号を印加するようにしているが、第１の駆動信号
を印加した後、第３の駆動信号を印加するようにしても
同様の作用を奏する。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
ノズル開口が穿設されたノズルプレートと、圧電振動子
の変位により変形する振動板とにより形成された圧力発
生室を備えたインクジェット記録ヘッドと、ノズル開口
からインク滴を吐出させる台形状の第１の駆動信号と、
ノズル開口からインク滴が吐出しない程度にメニスカス
を振動させる第２の駆動信号を発生する駆動信号発生手
段と、記録ヘッドが印刷領域に存在する状態では、印刷
周期に一致して第２の駆動信号を連続的に前記圧電振動
子に印加する第１のモードと、印刷が開始される直前に
第１のモードにおける印加時間よりも長い時間連続して
第２の駆動信号を圧電振動子に印加する第２のモードと
を選択する手段とを備えるようにしたので、休止状態で
はノズル開口の目詰まりが生じない時間よりも短い周期
で一定時間、メニスカスを微小振動させて圧電振動子の
振動回数を可及的に少なくして圧電振動子の疲労と騒音
を低減しつつ、目詰まりを防止し、また印刷開始直前に
は微小振動を連続的に行わせてノズル開口の目詰まりの
確実な解消と、ノズル開口近傍のインクを粘度が低い圧
力発生室のインクと置換させて印刷動作とを保証するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるインクジェット記録装置の
一実施例を示す図である。

【図２】インクジェット記録ヘッドの一実施例を示す断
面図である。

【図３】本発明の一実施例を示す装置のブロック図であ
る。

【図４】図（イ）乃至（ハ）は、それぞれ圧電振動子に
印加される第１、第２、第３の駆動信号を示す波形図で
ある。

【図５】駆動信号発生回路の一実施例を示す図である。

【図６】図（I）、（II）は、それぞれ休止期間中の圧
電振動子に印加される駆動信号をキャリッジの移動に対
応させて示す図である。

【図７】図（I）乃至（III）は、それぞれ印刷期間中の
インク吐出、及び非インク吐出の圧電振動子に印加され
る駆動信号を示す波形図である。

【図８】本発明が適用可能なインクジェット式記録ヘッ
ドの一実施例を、ノズル開口の配列形態で示す図であ
る。

【図９】図（I）乃至（III）は、それぞれ本発明の他の
実施例を、休止期間中に印加する第２の駆動信号の印加
形態でもって示す図である。

【図１０】本発明が適用できる他の形式の記録ヘッドの
一実施例を示す図である。

【符号の説明】

６インクジェット式記録ヘッド８キャッピング装置９クリーニング装置１１圧力発生室１３圧電振動子１４ノズル開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者情野健朗長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (72)発明者黄木康弘長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズル開口が穿設されたノズルプレート
と、圧電振動子の変位により変形する振動板とにより形
成された圧力発生室を備えたインクジェット記録ヘッド
と、前記ノズル開口からインク滴を吐出させる台形状の第１
の駆動信号と、ノズル開口からインク滴が吐出しない程
度にメニスカスを振動させる第２の駆動信号を発生する
駆動信号発生手段と、前記記録ヘッドが印刷領域に存在する状態では、印刷周
期に一致して前記第２の駆動信号を連続的に前記圧電振
動子に印加する第１のモードと、印刷が開始される直前
に前記第１のモードにおける印加時間よりも長い時間連
続して前記第２の駆動信号を前記圧電振動子に印加する
第２のモードとを選択する手段と、を備えてなるインクジェット式記録装置。
【請求項２】前記第２の駆動信号の継続時間が前記圧
力発生室の固有振動周期に一致するように設定されてい
る請求項１のインクジェット式記録装置。
【請求項３】ノズル開口が穿設されたノズルプレート
と、圧電振動子の変位により変形する振動板とにより形
成された圧力発生室を備えたインクジェット記録ヘッド
と、外部からのタイミング信号に同期して台形状の第１の駆
動信号とノズル開口からインク滴が吐出しない程度にメ
ニスカスを振動させる第２の駆動信号と、前記ノズル開
口のメニスカスを振動させることができ、かつ前記第２
の駆動信号の電圧よりも小さな第３の駆動信号とを発生
する駆動信号発生回路と、前記第２の駆動信号を間欠的に前記圧電振動子に印加す
る第１のモードと、印刷が開始される直前に前記第１の
モードにおける印加時間よりも長い時間連続して前記第
２の駆動信号を前記圧電振動子に印加する第２のモード
と、前記記録ヘッドが印刷領域に存在する場合に前記第
１の駆動信号の有無に関わりなく前記圧電振動子に前記
第３の駆動信号を印加する手段と、を備えてなるインクジェット式記録装置。
【請求項４】前記第２の駆動信号、及び第３の駆動信
号の継続時間が前記圧力発生室の固有振動周期に一致す
るように設定されている請求項３のインクジェット式記
録装置。
【請求項５】前記第２の駆動信号、及び第３の駆動信
号が環境温度に対応して立ち上がり勾配、及び立ち下が
り勾配が変化する請求項１、３のインクジェット式記録
装置。
【請求項６】前記第２の駆動信号、及び第３の駆動信
号が印刷時のインク滴の吐出量に応じてその電圧が変更
される請求項１、３のインクジェット式記録装置。
【請求項７】前記第２の駆動信号が、複数のノズル開
口列に一定の時間差をおいて印加される請求項１、３の
インクジェット式記録装置。