JPH10278256A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産コストを低減させることができるインク
ジェットプリンタを提供する。 【解決手段】 本インクジェットプリンタは、パルス電
圧を印加して圧電素子を駆動することにより、画像デー
タに応じた複数の大きさのインクドロップを飛翔させて
画像を記録する。本インクジェットプリンタの制御部か
ら画像データに対応して圧電素子に印加されるパルス電
圧３５０は、複数の微小パルス３５１、３５２を含んで
いる。これらの微小パルスの数を画像データに応じて増
減させることによって、大きさの異なるインクドロップ
が飛翔され画像の階調が表現される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置に関し、特に、圧電素子を用いてインクドロップ
を飛翔させることにより画像を記録するインクジェット
記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インクジェットプリンタのプ
リントヘッドに圧電素子（ＰＺＴ）を用いたものが知ら
れている。このようなプリントヘッドでは、圧電素子に
画像データに応じたパルス電圧が印加され、このパルス
電圧の印加によって生じる圧電素子のひずみにより、所
定の容器（インクチャンネル）内のインクが加圧され、
インクチャンネルに設けられたノズルから記録シートに
向かってインクドロップが飛翔する。記録シート上に
は、これらのインクドロップの飛翔によって画像データ
に基づいた画像が形成される。

【０００３】上述のようなインクジェットプリンタで
は、圧電素子に印加するパルス電圧のパルス振幅を変化
させることにより圧電素子に大きさの異なるひずみを生
じさせ、飛翔させるインクドロップの液適量が調節され
る。このようにインクドロップの液滴量を調節すること
により、記録シートに付着するインクのドット径を複数
得ることができる。これらの複数のドット径のうち、ド
ット径の大きいものは画像の濃い部分を表現し、ドット
径の小さいものは画像の淡い部分を表現する。

【０００４】図１５は、このような従来のインクジェッ
トプリンタでのインクのドット径の制御を説明するため
の図である。図１５（ａ）は圧電素子に印加されるパル
ス電圧を示す図であり、図１５（ｂ）はこのパルス電圧
に対応するインクのドットを示す図である。

【０００５】図１５（ａ）では、縦軸を電圧、横軸を電
圧印加開始からの時間とする座標上に電圧印加開始時間
をそろえてパルス電圧の波形を表示し、図１５（ｂ）で
は、実際のドット径の大きさに対応するスケールをドッ
トとともに表示する。また、図１５（ａ）に示すパルス
電圧の波形の上側に示す番号 〜 は、図１５（ｂ）に
示すドットに付された番号 〜 にそれぞれ対応する。
さらに、図１６は、図１５（ａ）に示すパルス電圧のパ
ルス振幅と、図１５（ｂ）に示すドットのドット径との
関係を示す図である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１
５、図１６を参照して明らかなように、より大きな径を
有するドットを得るためには、より大きなパルス振幅を
有するパルス電圧を圧電素子に印加する必要がある。

【０００７】このため、ドライバＩＣを用いて圧電素子
を駆動し大径のドットを印字させるには、ドライバＩＣ
の耐電圧を上昇させなくてはならない。また、このよう
な駆動回路ではパルス振幅を変化させる回路が必要とな
り、この回路のためのスペースが多く割かれている。こ
れらの耐電圧の高いドライバＩＣ、スペースを多く割く
パルス振幅を変化させる回路等は生産コストを増大させ
る原因となっている。

【０００８】本発明は、これらのような問題点を解決す
るためになされたもので、その目的は、ドット径変調を
行なうインクジェットヘッドを、駆動回路を複雑化させ
ることなく、また、安定したドットの吐出が可能なよう
に構成することを目的とする。また、その結果として、
生産コストを低減させることができさらに小型化された
ドット径変調が可能なインクジェット記録装置を提供す
ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、電圧を印加して圧電素子を駆動することにより複数
の大きさのインクドロップを飛翔させて画像を記録する
インクジェット記録装置であり、圧電素子に印加する電
圧のパルスの数によってインクドロップの複数の大きさ
を制御することを特徴としている。

【００１０】請求項１に記載の発明によると、インクド
ロップの複数の大きさは圧電素子に印加される電圧のパ
ルスの数によって制御される。これにより、従来のよう
に耐電圧の高いドライバＩＣ、スペースを多く割くパル
ス振幅を変化させる回路等を用いる必要がなくなる。結
果として、回路全体の小型化が可能となり、また、高電
圧を使用しないことで回路周辺からの発熱を防止するこ
とができ、駆動回路や圧電素子の特性を安定化させるこ
とができる。また、最終的に上記の結果として、生産コ
ストを低減させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
における第１の実施の形態であるインクジェットプリン
タについて説明する。

【００１２】図１は、本発明における第１の実施の形態
であるインクジェットプリンタ１の概略構成を示す斜視
図である。

【００１３】インクジェットプリンタ１は、用紙やＯＨ
Ｐシートなどの記録媒体である記録シート２に印字を行
なう、インクジェット方式のプリントヘッドであるイン
クジェットヘッド３と、インクジェットヘッド３を保持
するキャリッジ４と、キャリッジ４を記録シート２の記
録面に平行に往復移動させるための揺動軸５、６と、キ
ャリッジ４を揺動軸５、６に沿って往復駆動する駆動モ
ータ７と、駆動モータ７の回転をキャリッジ４の往復運
動に変えるためのタイミングベルト９、アイドルプーリ
８とを含んでいる。

【００１４】また、インクジェットプリンタ１は、記録
シート２を搬送経路に沿って案内するガイド板を兼ねる
プラテン１０と、プラテン１０との間の記録シート２を
抑えて浮きを防止する紙押さえ板１１と、記録シート２
を排出するための排出ローラ１２、拍車ローラ１３と、
インクジェットヘッド３のインクを吐出するノズル面を
洗浄しインク吐出不良を良好な状態に回復させる回復系
１４と、記録シート２を手動で搬送するための紙送りノ
ブ１５とを含んでいる。

【００１５】記録シート２は、図示しない手差しあるい
はカットシートフィーダ等の給紙装置によって、インク
ジェットヘッド３とプラテン１０とが対向する記録部へ
送り込まれる。この際、図示しない紙送りローラの回転
量が制御され、記録部への搬送が制御される。

【００１６】インクジェットヘッド３には、インク飛翔
用のエネルギ発生源として圧電素子（ＰＺＴ）が用いら
れる。圧電素子には電圧が印加され、ひずみが生じる。
このひずみは、インクで満たされたチャンネルの容積を
変化させる。このチャンネルの容積の変化により、チャ
ンネルに設けられたノズルからインクが吐出され、記録
シート２への記録が行なわれる。

【００１７】キャリッジ４は、駆動モータ７、アイドル
プーリ８、タイミングベルト９により、記録シート２を
横方向に主走査し、キャリッジ４に取り付けられたイン
クジェットヘッド３は１ライン分の画像を記録する。１
ライン分の記録が終わるごとに、記録シート２は縦方向
に送られ副走査され、次のラインが記録される。

【００１８】記録シート２にはこのように画像が記録さ
れ、記録部を通過した記録シート２は、その搬送方向下
流側に配置された排出ローラ１２とこれに一定の圧力で
接するされる拍車ローラ１３とによって排出される。

【００１９】次に、図２〜図５を用いて、インクジェッ
トヘッド３とその周辺の構成とを説明する。

【００２０】図２〜図４は、インクジェットヘッド３の
構成を説明するための図である。図２はインクジェット
ヘッド３のノズルを有する面の平面図であり、図３は図
２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図であり、図４は図３のＩＶ
−ＩＶ線断面図である。

【００２１】インクジェットヘッド３は、ノズルプレー
ト３０１、隔壁３０２、振動板３０３、基板３０４を一
体に重ねた構成となっている。

【００２２】ノズルプレート３０１は、金属またはセラ
ミックなどからなり、ノズル３０７を有し、表面３１８
には撥インク層を有する。隔壁３０２には、薄肉フィル
ムが使用されており、ノズルプレート３０１と振動板３
０３との間に固定されている。

【００２３】また、ノズルプレート３０１と隔壁３０２
との間には、インク３０５を収容する複数のインクチャ
ンネル３０６と、各インクチャンネル３０６をインク供
給室３０８に連結するインクインレット３０９が形成さ
れている。インク供給室３０８は図示しないインクタン
クに接続されており、インク供給室３０８内のインク３
０５はインクチャンネル３０６へと供給される。

【００２４】振動板３０３には、各インクチャンネル３
０６に対応した複数の圧電素子３１３が含まれる。振動
板３０３の加工は、まず、振動板３０３が配線部３１７
を有する基板３０４に絶縁接着剤で固定され、その後、
ダイシングによりセパレート溝３１５、３１６が形成さ
れ振動板３０３が分断されることにより行なわれる。ま
た、この分断によって各インクチャンネル３０８に対応
する圧電素子３１３と、隣接する圧電素子３１３との間
に位置する圧電素子柱部３１４と、これらを囲む周囲壁
３１０とが分離される。

【００２５】基板３０４上の配線部３１７は、アースに
接続されインクジェットヘッド３内の圧電素子３１３に
共通に接続される共通電極側配線部３１１とインクジェ
ットヘッド３内の各圧電素子３１３に個別に接続される
個別電極側配線部３１２とを有する。この基板３０４上
の共通電極側配線部３１１は圧電素子３１３内の共通電
極に接続され、個別電極側配線部３１２は圧電素子３１
３内の個別電極に接続される。

【００２６】これらのような構成のインクジェットヘッ
ド３の動作は、インクジェットプリンタ１の制御部によ
ってコントロールされる。制御部のヘッド吐出駆動部１
０５（図６参照）からは、圧電素子３１３内部に設けら
れた共通電極と個別電極との間に、印字信号である所定
の電圧が印加され、圧電素子は隔壁３０２を押す方向に
変形する。圧電素子３１３の変形は隔壁３０２に伝えら
れ、これによりインクチャンネル３０６内のインク３０
５が加圧され、ノズル３０７を介してインクドロップが
記録シート２（図１参照）に向かって飛翔する。

【００２７】図５は、キャリッジ４周辺の構成を説明す
るための斜視図である。キャリッジ４周辺には、インク
を収容し通気口４０４を有するインクカートリッジ４０
３と、インクカートリッジ４０３を収納するケーシング
４０１、ケーシング蓋４０５と、インクカートリッジ４
０３を着脱可能にしつつインクをインクジェットヘッド
３に受給するインク受給ピン４０２と、ケーシング蓋４
０５を閉じた際ケーシング４０１にケーシング蓋４０５
を固定するための付勢クラッチ４０６、付勢クラッチ止
め４０７と、インクカートリッジ４０３を収納する向き
（矢印Ｄ３の向き）とは反対の向きにインクカートリッ
ジ４０３を押しつつインクカートリッジ４０３をケーシ
ング蓋４０６とともに保持する板ばね４０８とが含まれ
る。図に示す矢印Ｄ１方向にキャリッジ４が移動するこ
とにより記録シートは主走査され、矢印Ｄ２方向にイン
クドロップは吐出される。

【００２８】インクカートリッジ４０３内のインクに
は、溶剤として水を８０．９％、多価アルコール／ジエ
チレングリコールを１１．０％、増粘剤／ポリエチレン
グリコール＃４００を２．５％含み、色剤として染料／
Ｂａｙｅｒ ＢＫ−ＳＰを４．６％含み、添加剤として
界面活性剤／オルフィンＥ１０１０を０．８％、ｐＨ調
整剤／ＮａＨＣＯ３を０．２％含むものを用いる。ま
た、この組成を有するインク３０５は２５［℃］におい
て表面張力３６［ｄｙｎ／ｃｍ］、粘度２．０［ｃｐ］
であり、記録紙（記録シート２）にはエプソン社製スー
パーファイン紙を用いる。

【００２９】続いて、インクジェットプリンタ１の制御
部について説明する。図６は、インクジェットプリンタ
１の制御部の構成を説明するためのブロック図である。

【００３０】インクジェットプリンタ１の制御部は、Ｃ
ＰＵ１０１と、ＲＡＭ１０２と、ＲＯＭ１０３と、デー
タ受信部１０４と、ヘッド吐出駆動部１０５と、ヘッド
移動駆動部１０６と、紙送りモータ駆動部１０７と、回
復系モータ駆動部１０８と、各種センサ部１０９とを含
んでいる。

【００３１】全体を制御するＣＰＵ１０１は、必要に応
じてＲＡＭ１０２を用い、ＲＯＭ１０３に記憶されてい
るプログラムを実行する。このプログラムには、ホスト
コンピュータ等に接続され記録すべき画像データを受信
する、データ受信部１０４から読み込まれる画像データ
に基づいて、ヘッド吐出駆動部１０５、ヘッド移動駆動
部１０６、紙送りモータ駆動部１０７、各種センサ部１
０９を制御し記録シート２上に画像を記録するための部
分と、必要な際に、回復系モータ駆動部１０８、各種セ
ンサ部１０９を制御しインクジェットヘッド３のノズル
面を良好な状態に回復させるための部分とが含まれる。

【００３２】ＣＰＵ１０１の制御に基づいて、ヘッド吐
出駆動部１０５はインクジェットヘッド３の圧電素子３
１３を駆動し、ヘッド移動駆動部１０６はインクジェッ
トヘッド３を保持するキャリッジ４を移動させる駆動モ
ータ７を駆動し、紙送りモータ駆動部１０７は紙送りロ
ーラを駆動する。また、ＣＰＵ１０１の制御に基づい
て、回復系モータ駆動部１０８は、インクジェットヘッ
ド３のノズル面を良好な状態に回復させるために必要な
モータ等を駆動する。

【００３３】図７は、ヘッド吐出駆動部１０５の構成と
動作とを説明するための図である。ヘッド吐出駆動部１
０５は、ランプ波形用放電回路２０１と、反転回路２０
２と、反転増幅回路２０３とを含んでいる。画像信号に
応じた入力信号である信号Ｖはランプ波形用放電回路２
０１と反転回路２０２とによって信号Ｖ０とされ、信号
Ｖ０は反転増幅回路２０３によって出力信号である信号
Ｖｈとされる。信号Ｖｈが圧電素子に印加されることに
より、圧電素子が駆動される。

【００３４】信号Ｖは階調に関わらず一定の振幅を有す
る矩形状のパルス電圧であり、画像ソースの階調に応じ
た画像データである。図７には１つのパルスを有する信
号Ｖに対応して１つの（微小）パルスを有する信号Ｖｈ
を示しているが、階調数が大きくなるに従って信号Ｖに
含まれる矩形状のパルスの数は増加され、信号Ｖｈに含
まれる微小パルスの数も信号Ｖに応じて増加される。こ
こでは、信号Ｖは１０階調を有するものとし、信号Ｖと
この信号Ｖが反転された信号Ｖ０のパルス振幅は５
［Ｖ］、信号Ｖｈのパルス振幅は８［Ｖ］とする。

【００３５】２５６階調を有する画像ソースにはインク
ジェットプリンタ１のデータ受信部１０４に接続される
パソコンのデバイスドライバ等によって階調補正、ディ
ザ処理などが施され、１０階調を有する画像データとさ
れた後、階調に応じて微小パルスを複数含む信号Ｖｈ
（以下では、パルス電圧Ｖｈともいう）へと変換され
る。

【００３６】図８は、上述のようなパルス電圧Ｖｈを説
明するための図である。図８（ａ）は実際に圧電素子に
印加されるパルス電圧Ｖｈの概略を示す図であり、図８
（ｂ）はこのパルス電圧Ｖｈの詳細を説明するための図
である。

【００３７】画像データに対応するパルス電圧Ｖｈ３５
０は、一定の周期で圧電素子に印加され、１つの画像デ
ータに対応するパルス電圧Ｖｈ３５０に含まれる微小パ
ルスの数は、画像ソースの階調数の大小に従って増減さ
れる。パルス電圧Ｖｈ３５０に含まれる微小パルス３５
１、３５２は同じ波形を有し、２［μｓｅｃ］で立ち上
げられ、８［Ｖ］のパルス振幅が３［μｓｅｃ］の間保
たれた後、５［μｓｅｃ］で立ち下げられる。１つのパ
ルスと次のパルスまでの時間間隔は８〜１０［μｓｅ
ｃ］である。この値は、プリントされる画像の階調数に
応じて数μｓｅｃから２０μｓｅｃ付近まで変化させ調
整させることができる。

【００３８】以上のようにして圧電素子に印加されるパ
ルス電圧Ｖｈにより、次に図９、図１０に説明するよう
なインクドロップが飛翔する。

【００３９】図９は、上述のような微小パルスを複数含
むパルス電圧Ｖｈによるインクドロップのノズルからの
飛翔を説明するための図である。図９（ａ）はパルス電
圧Ｖｈに含まれる微小パルスの数が１である場合のイン
クドロップの飛翔を示す図であり、図９（ｂ）はパルス
電圧Ｖｈに含まれる微小パルスの数が３である場合のイ
ンクドロップの飛翔を示す図である。

【００４０】パルス電圧Ｖｈに含まれる微小パルスの数
が１である場合、図９（ａ）に示すように、圧電素子が
パルス電圧に応じて駆動されることにより、ノズル３０
７からインク溜りを１つ有する飛翔インク柱３６０が形
成され、インクドロップが飛翔する。パルス電圧Ｖｈに
含まれる微小パルスの数が３である場合、図９（ｂ）に
示すように、圧電素子がパルス電圧に応じて駆動される
ことにより、ノズル３０７からインク溜りを３つ有する
飛翔インク柱３６１が形成され、インクドロップが飛翔
する。

【００４１】このように、圧電素子にパルス電圧Ｖｈが
印加されると、パルス電圧Ｖｈに含まれる微小パルスに
応じた数のインク溜りを有する飛翔インク柱が形成され
て、インクドロップが飛翔する。

【００４２】図１０は、上述のようなパルス電圧Ｖｈに
含まれる微小パルスの数と、このパルス電圧Ｖｈを圧電
素子に印加することにより、記録シートに付着するドッ
トの径との関係を示す図である。これらの印字には図５
とともに説明したインクと記録紙とを用いており、付着
ドット径のデータは、圧電素子を２００［ｋＨｚ］の駆
動周波数で駆動し、この圧電素子を有するインクジェッ
トヘッドから記録紙上に１００ドット印字した際、記録
紙上に付着したドット径を読み取り平均したものであ
る。なお、圧電素子には、１層当たり２２［μｍ］の素
子を２０層積層したものを用いている。また、駆動周波
数はプリントされる画像の階調数と、圧電素子の駆動回
路や情報伝達系などの能力とから決定されるものであ
り、ここに示した数値に限定されるものではない。

【００４３】微小パルスを１つ含むパルス電圧Ｖｈが圧
電素子に印加されると、これに応じて約３２［μｍ］の
ドットが記録シートに印字される。微小パルスの数を１
から徐々に増加させていくと、微小パルスの数が５、６
程度となるまでは、微小パルスの数を１増加させるごと
に、記録シートに付着するドットの径は約１０［μｍ］
増加する。微小パルスの数を７から１０へと増加させて
いくと、微小パルスの数を１増加させるごとに、付着ド
ット径はその増分を徐々に小さくしながらも増加してい
く。さらに、微小パルスの数を１１、１２、…と増加さ
せていくと、付着ドット径は約１１０［μｍ］で収束し
ていく。

【００４４】これらのようにして、微小パルスを複数含
むパルス電圧を圧電素子に印加し、微小パルスの数によ
りこの圧電素子によって飛翔されるインクドロップの径
を制御することによって、従来のように耐電圧の高いド
ライバＩＣ、スペースを多く割くパルス振幅を変化させ
る回路等を用いる必要がなくなり、生産コストを低減さ
せることができる。

【００４５】さらに、従来のインクジェットプリンタで
の圧電素子を駆動するためのこれらの回路では、用いら
れる電圧が高いため、高い電力が消費され、回路周辺で
の温度が上昇し動作が不安定となることがあったが、本
発明のパルス電圧を用いる圧電素子の駆動回路は、高い
電圧を必要とせず、回路周辺で消費される電力が小さ
く、温度上昇により回路の動作が不安定になるというこ
とがなくなる。

【００４６】以下、第２〜第１２の実施の形態であるイ
ンクジェットプリンタの、インクジェットヘッドの圧電
素子に印加されるパルス電圧について説明する。これら
の説明においては、パルス電圧の波形以外の、インクジ
ェットプリンタの全体構成、インクジェットヘッドの構
成、制御部の構成等は、第１の実施の形態であるインク
ジェットプリンタ１と同様であるものとし説明を省略す
る。

【００４７】また、以下においては、第１〜第１２の実
施の形態であるインクジェットプリンタの、インクジェ
ットヘッドの圧電素子に印加されるパルス電圧の波形を
それぞれ波形１〜波形１２とする。以下の波形では、微
小パルスの数は３または４である場合を示しているが、
これらは勿論画像データの階調に応じて変化される。

【００４８】図１１は、波形２、波形３を説明するため
の図である。図１１（ａ）は波形２を説明するための図
であり、図１１（ｂ）は波形３を説明するための図であ
る。

【００４９】波形１に比較して、波形２のパルス振幅の
継続時間は短く、波形３のパルス振幅の継続時間は長い
が、これらの波形を用いることもできる。また、図１１
（ｂ）の拡大図に示すように、これらの波形２、波形３
では、パルスの立ち上がりが終了する際なだらかに電圧
が変化される（以下、波形４〜波形１２について同様で
ある）。このようになだらかに電圧を変化させることに
よって、吐出されるインクドットに伴って発生するサテ
ライトドットやドットの途切れを防止することができ、
これらのようにパルス振幅の継続時間を調節することに
より、記録シートに付着するドットの径を調整すること
ができる。

【００５０】図１２は、波形４〜波形６を説明するため
の図である。図１２（ａ）は波形４を説明するための図
であり、図１２（ｂ）は波形５を説明するための図であ
り、図１２（ｃ）は波形６を説明するための図である。

【００５１】波形４は、画像データに対応して印加され
るパルス電圧の連続する微小パルスのうち、最も早く印
加される微小パルス５０１のパルス振幅を他の微小パル
ス５０２、５０３よりも大きくしたものである。波形５
は、画像データに対応して印加されるパルス電圧の連続
する微小パルスのうち、最も早く印加される微小パルス
５１１のパルス振幅の継続時間を他の微小パルス５１
２、５１３よりも長くしたものである。波形６は、画像
データに対応して印加されるパルス電圧の連続する微小
パルスのうち、最も早く印加される微小パルス５２１の
立ち上がり時間を他の微小パルス５２２、５２３よりも
短くしたものである。

【００５２】圧電素子に対して、ある微小パルス（以
下、第１パルスということがある）と第１パルスとは別
の微小パルス（以下、第２パルスということがある）と
を続けて印加する場合、第１パルスはインクの揺れ（イ
ンク表面の波）が小さい状態か全くない状態かから圧電
素子に印加されるのに対して、第２パルスは第１パルス
によってインクが吐出された直後でインクの揺れがある
状態から圧電素子に印加される。このため、第１パルス
の波形と第２パルスの波形とが同じものである場合、第
１パルスを圧電素子に印加することによって吐出される
インクと第２パルスを圧電素子に印加することによって
吐出されるインクとを比較すると、第１パルスを圧電素
子に印加することによるインク吐出量は、第２パルスを
圧電素子に印加することによるインク吐出量より多い。

【００５３】このように同じ波形の微小パルスを続けて
印加してもこれによって吐出されるインクのドットは異
なることがあるために、図１０に示した微小パルスの数
とドットの径との関係を示すグラフの、微小パルスの数
が小さい部分での関係のリニアリティが崩れることにな
り、濃度再現が正しく行なわれないことがある。

【００５４】そこで、波形４〜波形６のように、第１パ
ルスのみのパルス振幅を大きくしたりパルス振幅の継続
時間を長くしたり立ち上がり時間を短くしたりして、イ
ンクをより多く吐出させる第１パルスを有する波形を用
いることによって、インクの揺れにかかわらず各微小パ
ルスにおいてのインク吐出量を均一に保つようにするこ
とができる。

【００５５】また、これらのような波形４〜波形６の特
徴である、パルス電圧の第１パルスの、パルス振幅を大
きくするという要素、パルス振幅の継続時間を長くする
という要素、立ち上がり時間を短くするという要素を複
合して有するパルスを用いることも可能である。

【００５６】図１３は、波形７〜波形１０を説明するた
めの図である。図１３（ａ）は波形７を説明するための
図であり、図１３（ｂ）は波形８を説明するための図で
あり、図１３（ｃ）は波形９を説明するための図であ
り、図１３（ｄ）は波形１０を説明するための図であ
る。

【００５７】波形７は、画像データに対応して印加され
るパルス電圧の連続する微小パルスのうち、第１パルス
のみのパルス振幅を大きくしパルス振幅の継続時間を長
くしたものである。波形８は、画像データに対応して印
加されるパルス電圧の連続する微小パルスのうち、第１
パルスのみのパルス振幅を大きくし立ち上がり時間を短
くしたものである。波形９は、画像データに対応して印
加されるパルス電圧の連続する微小パルスのうち、第１
パルスのみのパルス振幅の継続時間を長くし立ち上がり
時間を短くしたものである。また、波形１０は、画像デ
ータに対応して印加されるパルス電圧の連続する微小パ
ルスのうち、第１パルスのみのパルス振幅を大きくしパ
ルス振幅の継続時間を長くし立ち上がり時間を短くした
ものである。

【００５８】これらの波形７〜波形１０を用いることに
よって、波形４〜波形６を用いることにより得られる各
微小パルスによるインク吐出量の均一化という効果が増
大される。

【００５９】次に示すように、微小パルス振幅の後に、
極性を逆転させた小さなパルスを印加することもでき
る。

【００６０】図１４は、波形１１、波形１２を説明する
ための図である。図１４（ａ）は波形１１を説明するた
めの図であり、図１４（ｂ）は波形１２を説明するため
の図である。

【００６１】波形１１は、３つの微小パルス５３１と、
これらの微小パルス５３１よりパルス振幅が１／１２程
度大きい微小パルス５３２と、極性を逆転させパルス振
幅の大きさが微小パルス５３１の１／５程度である後パ
ルス５３３とからなる。波形１２は、微小パルス５４１
と、微小パルス５４１よりパルス振幅が１／１２程度小
さい２つの微小パルス５４２と、微小パルス５４１とパ
ルス振幅の大きさが等しい微小パルス振幅５４３と、極
性を逆転させパルス振幅の大きさが微小パルス５４２の
１／５程度である後パルス５４４とからなる。

【００６２】ドットを連続して印字する場合、先に印字
されるドットに対応するインクドロップを吐出した後に
インクの揺れが残っていると、次に印字されるドットに
対応するインクドロップの吐出に影響を生ずる。インク
の揺れは時間の経過とともに自然に減衰していくが、こ
のような減衰を待っていたのでは駆動周波数を低下させ
ることとなってしまう。

【００６３】これらの波形１１、１２のように後パルス
５３３、５４４をそれぞれ用いると、画像データに対応
する微小パルス５３１、あるいは、微小パルス５４１と
微小パルス５４２によって生じるインクチャンネル内の
インクの揺れを抑制することができ、次の画像データに
対応するパルス電圧を早く圧電素子に印加することがで
きるようになる。これによって、印字速度を上昇させる
ことができる。

【００６４】また、圧電素子に最後に印加される微小パ
ルスの直後に後パルスを印加すると、インク表面は吐出
する方向とは反対の方向に急激に引き込まれるため、イ
ンク表面からのインクドロップの離脱が早くなり吐出量
が小さくなることがある。１つのドットに対応して最後
に圧電素子に印加される微小パルス５３２、５４３のパ
ルス振幅を大きくしているのは、それぞれ、後パルス５
３３、５４４によって、微小パルス５３２、５４３によ
るインクの吐出量が減少することを防止するためであ
る。

【００６５】さらに、階調数が大きくなる（パルス数が
増える）と、ノズル周辺へのインクの供給が追いつかな
くなることがある。そのため、一定の階調以上では最後
の微小パルスに対応するインク吐出量を増やす必要があ
る。上述のように最後の微小パルスのパルス振幅を大き
くすることは、ノズル周辺へのインクの供給を早める効
果もある。このような効果は特に１０階調を超える場合
に有効であるが、図４に示すように階調４の場合でも、
より厳密にドット径を制御するために有効である。

【００６６】以上のようにして、必要に応じ、画像デー
タに対応して最初に印加される微小パルスを調整した
り、逆極性のパルスを印加したりしつつ、微小パルスを
複数含むパルス電圧を圧電素子に印加し、微小パルスの
数によりこの圧電素子によって飛翔されるインクドロッ
プの径を制御することによって、従来のように耐電圧の
高いドライバＩＣ、スペースを多く割くパルス振幅を変
化させる回路等を用いる必要がなくなり、生産コストを
低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第１の実施の形態であるインク
ジェットプリンタの概略構成を示す斜視図である。

【図２】インクジェットヘッド３のノズルを有する面の
平面図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図５】キャリッジ４周辺の構成を説明するための斜視
図である。

【図６】インクジェットプリンタ１の制御部の構成を説
明するためのブロック図である。

【図７】ヘッド吐出駆動部１０５の構成と動作とを説明
するための図である。

【図８】パルス電圧Ｖｈを説明するための図である。

【図９】微小パルスを複数含むパルス電圧Ｖｈによるイ
ンクドロップのノズルからの飛翔を説明するための図で
ある。

【図１０】パルス電圧Ｖｈに含まれる微小パルスの数
と、このパルス電圧Ｖｈを圧電素子に印加することによ
り、記録シートに付着するドットの径との関係を示す図
である。

【図１１】波形２、波形３を説明するための図である。

【図１２】波形４〜波形６を説明するための図である。

【図１３】波形７〜波形１０を説明するための図であ
る。

【図１４】波形１１、波形１２を説明するための図であ
る。

【図１５】従来のインクジェットプリンタでのインクの
ドット径の制御を説明するための図である。

【図１６】図１５（ａ）に示すパルス電圧のパルス振幅
と、図１５（ｂ）に示すドットのドット径との関係を示
す図である。

【符号の説明】

１ インクジェットプリンタ ３ インクジェットヘッド １０５ ヘッド吐出駆動部 ３０４ 基板 ３０５ インク ３０７ ノズル ３１３ 圧電素子 ３５０ パルス電圧Ｖｈ ３５１、３５２ パルス電圧Ｖｈに含まれる微小パルス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧を印加して圧電素子を駆動すること
   により複数の大きさのインクドロップを飛翔させて画像
   を記録する、インクジェット記録装置であって、 前記圧電素子に印加する電圧のパルスの数によって前記
   インクドロップの複数の大きさを制御することを特徴と
   する、インクジェット記録装置。