JPH11170524A - インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク滴吐出後のメニスカスの残留振動を抑
制して吐出周期を短縮化できるインクジェットプリン
タ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆
動装置および方法を提供する。 【解決手段】 ノズル１１８のインク室１１４に圧電素
子１１６を設け、この圧電素子１１６をインク室収縮方
向に変位させてインク滴を吐出する。インク滴の吐出
後、圧電素子１１６が固有の振動を起こすが、この振動
が収束した後においても、メニスカス（インク先端部）
は長周期のうねり状の振動を起こす。そこで、所定のタ
イミングでメニスカスの長周期振動を抑制可能な方向に
圧電素子１１６を変位させる。これにより、メニスカス
の長周期の残留振動が抑制される。インク滴の吐出間隔
を短くしても、前回の吐出動作によって次回の吐出動作
が影響を受けることが少なくなる。すなわち、印字品質
を損なうことなく吐出周期を短縮できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はノズル部からインク
滴を吐出して記録用紙に記録を行うインクジェットプリ
ンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの
駆動装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、インク室に連通したノズル部から
インク滴を吐出して記録用紙に記録を行うインクジェッ
トプリンタが普及している。この種のインクジェットプ
リンタの１つとして、ノズルにインクを供給するインク
室の外壁をなす振動板に圧電素子を固設すると共に、駆
動信号の印加により圧電素子を変位させて（撓ませて）
インク室の容積を変化させることで吐出圧力を生じさ
せ、この吐出圧力によってノズルからインク滴を吐出さ
せるようにしたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなインクジ
ェットプリンタでは、圧電素子を変位させてインク室内
に吐出圧力を生じさせるようになっているため、インク
滴の吐出後においても圧電素子に固有の振動が残り、こ
の固有振動がその後のインク滴吐出制御に影響を及ぼす
こととなる。したがって、印字速度の高速化のために吐
出周期を縮めようとするには、この残留振動をできるだ
け早く止めて次回の吐出動作に悪影響を及ぼさないよう
にする必要がある。

【０００４】ところが、本出願人は、吐出動作後の圧電
素子の残留振動が収束したのちにおいてもインク室内に
インクの圧力変動が残存することを確認している。本出
願人はまた、このようなインク室内の残留圧力変動が圧
電素子の固有振動周期に比べて相当長い周期のうねり状
の振動であって長期間継続するものであることも確認し
ている。このような残留圧力変動が長期間続くと、次回
のインク滴吐出動作に悪影響を与える原因となることか
ら、印字品質を損なわずに吐出周期を短縮することは不
可能である。すなわち、上記した圧電素子の固有振動を
抑制しただけでは、不十分と考えられる。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、インク滴吐出後の残留振動を抑制し
て吐出周期を短縮化することができるインクジェットプ
リンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッド
の駆動装置および方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るインクジェ
ットプリンタは、インク滴を吐出するためのノズル部
と、ノズル部にインクを供給するインク室と、変位する
ことによりインク室の容積を変化させてノズル部からイ
ンク滴を吐出させるための圧力を発生する圧力発生手段
と、圧力発生手段をインク室収縮方向に変位させてノズ
ル部からインク滴を吐出させると共に、インク滴の吐出
によりノズル部に生ずるインク先端部の振動を抑制可能
な方向に圧力発生手段を変位させる吐出制御手段とを備
えている。

【０００７】本発明に係る他のインクジェットプリンタ
は、インク滴を吐出するためのノズル部と、ノズル部に
インクを供給するインク室と、それぞれ変位することに
よりインク室の容積を変化させて圧力を発生する第１の
圧力発生手段および第２の圧力発生手段と、第１の圧力
発生手段をインク室収縮方向に変位させてノズル部から
インク滴を吐出させると共に、インク滴の吐出によりノ
ズル部に生ずるインク先端部の振動を抑制可能な方向に
第２の圧力発生手段を変位させる吐出制御手段とを備え
ている。ここで、吐出制御手段は、第１の圧力発生手段
をインク室収縮方向に変位させてインク滴を吐出させた
のちこの第１の圧力発生手段をインク室膨張方向に変位
させると共に、この第１の圧力発生手段のインク室膨張
方向への変位動作とほぼ並行して第２の圧力発生手段を
インク室収縮方向へ変位させたのち、第１の圧力発生手
段によるインク滴の吐出によりノズル部に生ずるインク
先端部の振動を抑制可能なタイミングで第２の圧力発生
手段をインク室膨張方向に変位させるように制御するこ
とが好適である。さらに、吐出制御手段は、第１の圧力
発生手段がインク室収縮方向に最も大きく変位した時点
またはその近傍において、この第１の圧力発生手段のイ
ンク室膨張方向への変位動作を開始させるように制御す
ることが好適である。

【０００８】本発明に係るインクジェットプリンタ用記
録ヘッドの駆動装置は、インク滴を吐出するためのノズ
ル部と、ノズル部にインクを供給するインク室と、変位
することによりインク室の容積を変化させてノズル部か
らインク滴を吐出させるための圧力を発生する圧力発生
手段とを備えたインクジェットプリンタ用記録ヘッドを
駆動する装置であって、圧力発生手段をインク室収縮方
向に変位させてノズル部からインク滴を吐出させると共
に、インク滴の吐出によりノズル部に生ずるインク先端
部の振動を抑制可能な方向に圧力発生手段を変位させる
吐出制御手段を備えたものである。

【０００９】本発明に係るインクジェットプリンタ用記
録ヘッドの駆動方法は、インク滴を吐出するためのノズ
ル部と、ノズル部にインクを供給するインク室と、変位
することによりインク室の容積を変化させてノズル部か
らインク滴を吐出させるための圧力を発生する圧力発生
手段とを備えたインクジェットプリンタ用記録ヘッドを
駆動する方法であって、圧力発生手段をインク室収縮方
向に変位させてノズル部からインク滴を吐出させる行程
と、インク滴の吐出によりノズル部に生ずるインク先端
部の振動を抑制可能な方向に圧力発生手段を変位させる
行程とを含むものである。

【００１０】本発明に係るインクジェットプリンタ、ま
たはインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置も
しくは方法では、圧力発生手段のインク室収縮方向への
変位が行われることでノズル部からインク滴が吐出され
る。そして、さらに、インク滴の吐出によりノズル部に
生ずるインク先端部の振動を抑制可能な方向に圧力発生
手段の変位が行われる。

【００１１】本発明に係る他のインクジェットプリン
タ、またはインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動
装置もしくは方法では、第１の圧力発生手段のインク室
収縮方向への変位が行われることでノズル部からインク
滴が吐出される。そして、さらに、インク滴の吐出によ
りノズル部に生ずるインク先端部の振動を抑制可能な方
向に第２の圧力発生手段の変位が行われる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１３】〔第１の実施の形態〕図１は本発明の一実
施の形態に係るインクジェットプリンタの要部の概略構
成を表すものである。本実施の形態では、複数のノズル
を有するマルチノズルヘッドを備えたインクジェットプ
リンタについて説明するが、本発明は単一のノズルを有
するシングルノズルヘッドを備えたインクジェットプリ
ンタについても適用可能である。なお、本発明の実施の
形態に係るインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動
装置および方法は本実施の形態に係るインクジェットプ
リンタによって具現化されるので、以下併せて説明す
る。

【００１４】このインクジェットプリンタ１は、記録用
紙２に対してインク滴を吐出して記録を行う記録ヘッド
１１と、この記録ヘッド１１にインクを供給するインク
カートリッジ１２と、記録ヘッド１１の位置と記録用紙
２の紙送りとを制御するヘッド位置・紙送りコントロー
ラ１３と、駆動信号２１により記録ヘッド１１のインク
滴吐出動作を制御するヘッドコントローラ１４と、入力
される画像データに所定の画像処理を行い、印画データ
２２としてヘッドコントローラ１４に供給する画像処理
部１５と、制御信号２３，２４，２５によってそれぞれ
ヘッド位置・紙送りコントローラ１３、ヘッドコントロ
ーラ１４および画像処理部１５を制御するシステムコン
トローラ１６とを備えている。ここで、ヘッドコントロ
ーラ１４が本発明における「吐出制御手段」に対応す
る。

【００１５】図２は図１における記録ヘッド１１の斜視
断面構造を表し、図３は図２における記録ヘッド１１を
矢印Ｚの方向から見た断面構造を表すものである。これ
らの図に示したように、記録ヘッド１１は、薄いノズル
プレート板１１１と、ノズルプレート１１１上に積層さ
れた流路プレート１１２と、流路プレート１１２上に積
層された振動プレート１１３とを備えて構成されてい
る。これらの各プレートは、例えば、図示しない接着剤
により相互に貼り合わされている。

【００１６】流路プレート１１２の上面側には選択的に
凹部が形成されており、これらの凹部と振動プレート１
１３とによって、複数のインク室１１４とこれらのイン
ク室に連通する共同流路１１５とを構成している。共同
流路１１５と各インク室１１４との連通部分は挟路とな
っており、ここから各インク室１１４の方向に向かうに
従って流路幅が拡がるような構造となっている。各イン
ク室１１４の真上部分の振動プレート１１３上には、そ
れぞれ、例えばピエゾ素子等からなる圧電素子１１６が
固着されている。各圧電素子１１６の上下面には、図示
しない電極がそれぞれ積層配置されており、これらの電
極にヘッドコントローラ１４（図１）からの駆動信号を
印加して各圧電素子１１６、ひいては振動プレート１１
３をたわませることで、インク室１１４の容積を増大
（膨張）させたり減少（収縮）させることができるよう
になっている。ここで、インク室１１４が本発明におけ
る「インク室」に対応し、圧電素子１１６が本発明にお
ける「圧力発生手段」に対応する。

【００１７】各インク室１１４における共同流路１１５
に連通した側と反対側の部分は、流路幅が次第に狭まっ
ていく構造になっており、その終端部の流路プレート１
１２には、厚み方向に穿たれた流路孔１１７が設けられ
ている。そして、この流路孔１１７は、最下層のノズル
プレート１１１に形成された微小なノズル１１８へと連
通しており、このノズル１１８からインク滴が吐出され
るようになっている。本実施の形態では、記録ヘッド１
１には、記録用紙２（図１）の紙送り方向（図２の矢印
Ｘ）に沿って、複数のノズル１１８が１列に等間隔で形
成されている。但し、その他の配列（例えば千鳥状の二
列配列）としてもよい。ここで、ノズル１１８が本発明
における「ノズル部」に対応する。

【００１８】共同流路１１５は、図１に示したインクカ
ートリッジ１２（図２および図３では図示せず）に連通
している。そして、このインクカートリッジ１２から共
同流路１１５を経て各インク室１１４に常時一定速度で
インクが供給されるようになっている。このインクの供
給は、例えば毛細管現象を利用して行うことができる
が、そのほか、インクカートリッジ１２に所定の加圧機
構を設けて加圧することで行うようにしてもよい。

【００１９】このような構成の記録ヘッド１１は、図示
しないキャリッジ駆動モータおよびこれに付随するキャ
リッジ機構によって記録用紙２の紙送り方向Ｘと直交す
る方向Ｙ（図２）に往復移動しながらインク滴を吐出す
ることにより、記録用紙２に画像を記録するようになっ
ている。

【００２０】図１に示したヘッドコントローラ１４は、
例えば、いずれも図示しないが、マイクロプロセッサ
と、このマイクロプロセッサが実行するプログラムが格
納されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、マイクロプロ
セッサによる所定の演算や一時的なデータ記憶等に用い
られるワークメモリとしてのＲＡＭ（Random Access Me
mory）と、不揮発性メモリからなる駆動波形記憶部と、
駆動波形記憶部から読み出されたディジタルデータをア
ナログに変換するためのディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）
コンバータと、Ｄ／Ａコンバータの出力を増幅するアン
プとを備えて構成される。ここで、駆動波形記憶部は、
記録ヘッド１１の各ノズルの圧電素子１１６（図２）を
それぞれ駆動するための駆動信号２１の各電圧波形を示
す波形データを複数記憶している。これらの波形データ
は、吐出すべきインク滴のサイズに応じて、図４に示し
た各種のパラメータ（時間パラメータおよび電圧パラメ
ータ）を様々な値に設定して作成されたものである。こ
れらの波形データはマイクロプロセッサによってそれぞ
れ読み出され、Ｄ／Ａコンバータでアナログ信号に変換
されたのちアンプで増幅される。そして、ノズル数ｎと
同数の駆動信号２１として出力され、それぞれ、対応す
るノズルに供給される。なお、ヘッドコントローラ１４
は、上記のような構成に限られることはなく、これと異
なる構成とすることも可能である。

【００２１】図４は駆動信号２１の一周期分（Ｔ）の波
形の一例を表すものである。ここで、縦軸は電圧、横軸
は時間を表し、時間は図の左から右方向へと進むものと
する。この図に示したように、駆動信号２１は、基準電
圧０Ｖのほかに、後述する引込電圧Ｖｐおよび吐出電圧
Ｖａを取り得るようになっている。

【００２２】ここで、図５を参照して、駆動信号２１の
波形の意義について説明する。この図５は、駆動信号の
波形と、この駆動信号が印加される圧電素子１１６の挙
動と、ノズル１１８内におけるインクの先端部（以下、
メニスカスという。）の位置変化との関係を表すもので
ある。この図の（ａ）は、駆動信号２１のほぼ１周期分
の波形を表し、同図（ｂ）は（ａ）のような波形の駆動
信号が圧電素子１１６に印加されたときのインク室１１
４の状態の変化を表し、同図（ｃ）はそのときのノズル
１１８内におけるメニスカス位置の変化を表す。

【００２３】図５（ａ）において、まず、駆動電圧を基
準電圧０Ｖから引込電圧Ｖｐに変化させる行程（Ａから
Ｂまで）を第１の前行程とし、引込電圧Ｖｐを一定時間
保持する行程（ＢからＣまで）を第２の前行程とする。
また、駆動電圧を引込電圧Ｖｐから基準電圧０Ｖに変化
させる行程（ＣからＤまで）を第１行程とし、これに要
する時間をｔ１とする。また、基準電圧０Ｖを保持して
待機する行程（ＤからＥまで）を第２行程とし、これに
要する時間をｔ２とする。さらに、基準電圧０Ｖから吐
出電圧Ｖａに変化させる行程（ＥからＦまで）を第３行
程とし、これに要する時間をｔ３とする。

【００２４】本実施の形態において、第３行程の開始時
点である時点Ｅは、吐出が開始されるタイミングであ
り、このタイミングに先立って第１の前行程、第２の前
行程、第１行程、および第２行程が行われるようになっ
ている。

【００２５】まず、時点Ａおよびそれ以前においては、
圧電素子１１６への印加電圧は０Ｖであるので、図５
（ｂ）の状態Ｐ_A のように、振動プレート１１３にたわ
みはなく、インク室１１４の容積は最大となっている。
時点Ａにおいて、ノズル１１８内におけるメニスカス位
置は、図５（ｃ）の状態Ｍ_A に示したように、ノズル開
口端から所定距離だけ後退した所に位置しているものと
する。

【００２６】次に、時点Ａの電圧０Ｖから時点Ｂの引込
電圧Ｖｐへと駆動電圧をゆっくりと増加させる第１の前
行程を行うと、振動プレート１１３が内側にたわみ、イ
ンク室１１４は収縮する（図５（ｂ）の状態Ｐ_B ）。こ
のときのインク室１１４の収縮速度はゆっくりとしたも
のなので、インク室１１４の容積の減少分は、ノズル１
１８内のメニスカス位置を前進させると同時に、図２に
示した共同流路１１５へのインクの逆流をも引き起こ
す。このときのインクの前進量と逆流量との比は、主と
して、ノズル１１８内の流路抵抗と、インク室１１４と
共同流路１１５とをつなぐ狭路における流路抵抗との比
によって決まるが、これを最適化することにより、図５
（ｃ）の状態Ｍ_B で示したように、時点Ｂでのメニスカ
ス位置がノズル開口端から突出することなく、ノズル開
口端とほぼ同じ位置にくるように設定することができ
る。

【００２７】次に、時点Ｂから時点Ｃまでの間、駆動電
圧を引込電圧Ｖｐに保持することでインク室１１４の容
積を一定に保つ第２の前行程を行う。ところが、この間
もインクカートリッジ１２からのインク供給は連続的に
行われているので、ノズル１１８内におけるメニスカス
位置はノズル開口端に向かって変位し、時点Ｃでは、例
えば図５（ｃ）の状態Ｍ_C で示したように、ノズル開口
端よりもやや突出した位置まで前進する。

【００２８】次に、時点Ｃの引込電圧Ｖｐから時点Ｂの
基準電圧０Ｖへと駆動電圧を減少させる第１行程を行う
と、圧電素子１１６への印加電圧が０になるので振動プ
レート１１３のたわみがなくなり、インク室１１４は膨
張する（図５（ｂ）の状態Ｐ_D ）。このため、ノズル１
１８内のメニスカスはインク室１１４の方向に引き込ま
れ、時点Ｄでは、例えば図５（ｃ）の状態Ｍ_D に示した
ように後退する（すなわち、ノズル開口端から遠ざか
る）。なお、時点Ｃと時点Ｄとの電位差である引込電圧
Ｖｐの大きさを変更することにより第１行程におけるメ
ニスカスの引き込み量が変化するので、これによりイン
ク滴のサイズを制御することが可能である。インク滴の
サイズは、吐出開始時点のメニスカス位置に依存し、メ
ニスカス位置が深いほど、インク滴サイズが小さくなる
からである。

【００２９】次に、時点Ｄから時点Ｅまでの時間ｔ２の
間、駆動電圧を基準電圧０Ｖに固定して振動プレート１
１３ｃをたわみがない状態に維持することでインク室１
１４の容積を一定に保つ第２行程を行う（図５（ｃ）の
状態Ｐ_D 〜Ｐ_E ）。ところが、この間もインクカートリ
ッジ１２からのインク供給は連続的に行われているの
で、ノズル１１８内のメニスカス位置はノズル開口端に
向かって変位し、時点Ｅでは、例えば図５（ｃ）の状態
Ｍ_E に示した位置まで前進する。なお、第２行程の所要
時間ｔ２を変更することによりメニスカス位置の前進量
が変化し、第３行程の開始時点におけるメニスカス位置
を調整することができるので、これにより、吐出される
インク滴のサイズを制御することが可能である。

【００３０】次に、時点Ｅの電圧０Ｖから時点Ｆの吐出
電圧Ｖａへと駆動電圧を急激に増大させる第３行程を行
う。ここで、時点Ｅは、上記したように、吐出開始タイ
ミングである。このとき、時点Ｆにおいて振動プレート
１１３は、図５（ｂ）の状態Ｐ_F に示したように内側に
大きくたわみ、インク室１１４は急激に収縮するので、
図５（ｃ）の状態Ｍ_F に示したように、ノズル１１８内
のメニスカスはノズル開口端に向かって一気に押され、
ここからインク滴として吐出される。吐出されたインク
滴は空気中を飛翔し、記録用紙２（図２）上に着弾す
る。

【００３１】その後、駆動電圧を吐出電圧Ｖａに保った
まま所定時間経過した時点Ｇで、再び基準電圧０Ｖまで
減少させる。これにより時点Ｈでは、図５（ｂ）の状態
Ｐ_Hに示したように、振動プレート１１３はたわみのな
い状態に戻る。この状態を次の吐出動作における第１前
行程の開始時点Ｉまで維持する。駆動電圧を再び０Ｖに
減少させた直後の時点Ｈにおいては、図５（ｃ）の状態
Ｍ_H に示したように、吐出されたインク滴の体積とイン
ク室１１４の容積の増加分とを加えた体積に相当する分
だけメニスカス位置が後退した状態となるが、その後も
行われるインクの充填（リフィル）により、次回の吐出
動作における第１の前行程の開始時点Ｉにおけるメニス
カス位置は、図５（ｃ）の状態Ｍ_I に示したように、当
初の時点Ａにおける状態Ｍ_A と同じになる。

【００３２】このようにして１回の吐出動作が終了す
る。以下、このようなサイクル動作を各ノズル１１８ご
とに並行してそれぞれ繰り返し行うことで、記録用紙２
（図２）への画像記録が連続的に行われる。

【００３３】なお、本実施の形態において、第２行程の
所要時間ｔ２は第１行程で引き込まれたメニスカスがノ
ズル開口端に到達するまでの所要時間以下であるとし、
第３行程の吐出電圧Ｖａはインク滴を吐出させるに足る
範囲に入っているものとしている。

【００３４】次に、再び図４に戻って、駆動信号２１の
波形について説明する。なお、図４において、上記（図
５）の第１行程ＣＤ，第２行程ＤＥ，第３行程ＥＦ以外
の行程の所要時間については、それぞれ、ＡＢ＝τ１，
ＢＣ＝τ２，ＦＧ＝ｔ４，ＧＨ＝ｔ５と表記する。本実
施の形態では、吐出開始タイミングｔｅ（時点Ｅ）を起
算点として、吐出電圧Ｖａから基準電圧０Ｖへの立ち下
がり開始時点Ｇまでの時間（ｔ３＋ｔ４）を所定の値に
設定するようにしている。ここで、吐出電圧Ｖａから基
準電圧０Ｖへの立ち下がり開始時点Ｇは、インク滴の吐
出後に生ずるメニスカスの長周期振動（うねり状の振
動）によってメニスカス位置が吐出方向に最初に大きく
変位する前の所定の時点とする。この時点は予め実験に
よって求めることが可能であり、そのような最適化され
た時点Ｇに対して時間（ｔ３＋ｔ４）が定まる。この点
が本発明の１つの特徴をなしているが、これについては
後述する。

【００３５】次に、図１のインクジェットプリンタ１の
全体動作を簡単に説明する。

【００３６】図１において、図示しないパーソナルコン
ピュータ等の情報処理装置から印刷データがインクジェ
ットプリンタ１に入力されると、画像処理部１５は、こ
の入力データに対して所定の画像処理（例えば圧縮され
たデータの伸長等）を行ったのち、これを印画データ２
２としてヘッドコントローラ１４に送出する。

【００３７】ヘッドコントローラ１４は、記録ヘッド１
１のノズル数に対応したｎドット分の印画データ２２を
取得すると、これらの印画データ２２を基に、ｎ個のノ
ズルのそれぞれについて、ドットを形成するためのイン
ク滴サイズを判定し、この判定結果から、各ノズルに供
給すべき駆動信号２１を選択する。例えば、高濃度を表
現する場合にはインク滴サイズを大きくし得るような駆
動波形（ｔ２，Ｖａが大きく、Ｖｐが小さい波形）を選
択し、低濃度を表現する場合や高解像度表現を行う場合
にはインク滴サイズを小さくし得るような駆動波形（ｔ
２，Ｖａが小さく、Ｖｐが大きい波形）を選択する。ま
た、例えば微妙な中間階調を表現する場合には、隣接す
るドット間でインク滴サイズを少しずつ異ならせるよう
にし、例えば、各ノズル間でインク吐出特性がばらつい
ている場合には、これを補正し得るような駆動波形を選
択する。

【００３８】さて、ヘッドコントローラ１４は、ｎドッ
ト分の駆動信号（すなわち、ｎ個のノズル１１８に供給
する駆動信号）を選択したのち、吐出周期の切替タイミ
ングにおいて、記録ヘッド１１における各ノズル１１８
の圧電素子１１６に対し、選択した駆動信号２１を供給
する。各ノズルにおける圧電素子１１６は、供給された
駆動信号２１の電圧波形に従って図５で説明したような
各行程をそれぞれ行い、これにより、各ノズルごとに指
定された通りのサイズのインク滴を吐出する。

【００３９】次に、図４および図６を参照して、本実施
の形態に係るインクジェットプリンタの特徴的な作用を
説明する。

【００４０】既に述べたように、圧電素子を変位させて
インク室内に吐出圧力を生じさせる方式のインクジェッ
トプリンタでは、吐出動作後に圧電素子の残留振動が収
束したのちにおいても、インク室内にはインクの圧力変
動が残存する。この残留圧力変動は圧電素子の固有振動
周期に比べて相当長い周期のうねり状の振動であって長
期間継続するものである。このため、この残留圧力変動
に伴ってインク室１１８内のメニスカス位置が長周期で
変動し、次回のインク滴吐出に悪影響を及ぼす。以下、
このような長周期のメニスカス変動をメニスカスの残留
振動という。

【００４１】本実施の形態では、このようなメニスカス
の残留振動を防止するため、図４に示したように、駆動
信号２１を時点Ｅ（吐出開始タイミングｔｅ）で基準電
圧０Ｖから吐出電圧Ｖａへと立ち上げて圧電素子１１６
をインク室収縮方向に変位させたのち、時点Ｅから所定
の時間（ｔ３＋ｔ４）が経過した時点Ｇにおいて圧電素
子１１６を復帰方向（インク室膨張方向）に変位させる
動作を開始させるようにしている。この点をさらに図６
を参照して説明する。

【００４２】図６は、本実施の形態に係るインクジェッ
トプリンタにおいて１回のインク滴吐出を行った場合に
おける駆動信号２１の電圧波形の変化とメニスカス位置
の変化との関係を、本実施の形態に対する比較例と対比
して表すものである。この図の（ａ）は駆動信号２１の
要部波形を表し、（ｂ）はメニスカス位置の変化を表
す。なお、横軸は時間を示し、（ａ）における縦軸は電
圧、（ｂ）における縦軸はメニスカス位置を示す。

【００４３】図６（ａ）における破線は比較例として
の駆動信号２１の電圧波形を表すもので、図４の各時間
パラメータおよび電圧パラメータを例えば次のように設
定したものである。なお、時間パラメータの単位はいず
れもμｓｅｃであり、電圧パラメータの単位はいずれも
ボルトである。

【００４４】τ１＝３０，τ２＝１０， ｔ１＝９，ｔ２＝２，ｔ３＝２，ｔ４＝２８，ｔ５＝９ Ｖｐ＝３５，Ｖａ＝２０ この場合、ＥＧ′＝ｔ３＋ｔ４＝３０である。

【００４５】一方、図６（ａ）における実線は本発明
の好適な実施の形態に係る駆動信号２１の電圧波形を表
すもので、図４の各時間パラメータおよび電圧パラメー
タを例えば次のように設定したものである。なお、単位
はいずれも上記と同様である。

【００４６】τ１＝３０，τ２＝１０， ｔ１＝９，ｔ２＝２，ｔ３＝２，ｔ４＝１４，ｔ５＝９ Ｖｐ＝３５，Ｖａ＝２０ この場合、ＥＧ＝ｔ３＋ｔ４＝１６である。

【００４７】すなわち、比較例に係る波形と本実施の形
態に係る波形とでは時間ｔ４の長さのみが異なり、他の
部分はすべて同一としている。

【００４８】また、図６（ｂ）において、破線は同図
（ａ）に示した比較例の波形（破線）に対応したメニ
スカス位置の変化を表し、実線は同図（ａ）に示した
本実施の形態の波形（実線）に対応したメニスカス位
置の変化を表す。

【００４９】まず、比較例について説明する。図６
（ａ）に示したように、時点Ｃにおいて駆動信号２１が
引込電圧Ｖｐから基準電圧０Ｖへと立ち下がり始める
と、圧電素子１１６は、駆動信号２１の電圧減少と共に
インク室膨張方向に変位する。これにより、同図（ｂ）
に示したように、メニスカス位置は変位０の位置（ノズ
ル開口端位置）から引込方向に変化する。そして、時点
Ｅで駆動信号２１が吐出電圧Ｖａへと立ち上がり始める
と、メニスカス位置はノズル開口端位置を越えて吐出方
向に大きく変化する。これにより、インク滴が吐出され
る。こののち、メニスカスは一旦インク室１１８の深い
位置まで戻るが、その後、再びノズル開口端位置を越え
て吐出方向に大きく突出する。この時点Ｇ′において駆
動信号２１が吐出電圧Ｖａから基準電圧０Ｖへと戻り始
めると、圧電素子１１６はインク室膨張方向に変位し、
メニスカスはインク室１１４の方向に引き戻される。

【００５０】ところが、この場合のメニスカスの引き戻
しは、メニスカスが既にノズル開口端位置から大きく吐
出方向に突出してしまってから行われているので、この
メニスカスの引き戻しによってその後のメニスカスの振
動を効果的に抑制することはできず、図６（ｂ）の破線
で示したような長周期・大振幅の残留振動が長期にわ
たって継続することとなる。なお、図示のように、この
残留振動には圧電素子１１６の固有振動に基づく短周期
の振動が重畳している。

【００５１】これに対して本実施の形態では、図６
（ａ）の実線で示したように、インク滴が吐出された
のちメニスカスが一旦インク室１１８の深い位置まで戻
るところまでは比較例と同じであるが、この後に生ずる
メニスカスの長周期振動を考慮して、この長周期振動の
位相と逆の位相となるようなタイミングでこの長周期振
動を抑える方向に圧電素子１１６を駆動している点が上
記比較例と異なる。すなわち、本実施の形態では、メニ
スカスが再びノズル開口端位置を越えて吐出方向に大き
く突出しようとする手前の時点Ｇにおいて駆動信号２１
を吐出電圧Ｖａから基準電圧０Ｖへと戻し、圧電素子１
１６をインク室膨張方向に変位させてメニスカスをイン
ク室１１４の方向に引き戻すようにしている。このた
め、同図（ｂ）の実線に示したようにメニスカスの突
出量が小さくなり、上記の比較例の場合に比べてメニス
カスの長周期の残留振動が効果的に抑制される。ここ
で、時点Ｇは、上記したように、ＥＧ＝ｔ３＋ｔ４で定
まる時点である。

【００５２】このように、本実施の形態によれば、イン
ク滴吐出後に生ずるメニスカスの長周期振動を抑制可能
な方向に圧電素子１１６を変位させるようにしたので、
メニスカスの長周期の残留振動を効果的に抑制すること
ができる。このため、インク滴の吐出間隔を短くして
も、前回の吐出動作によって次回の吐出動作が影響を受
けることが少なくなる。すなわち、印字品質を低下させ
ることなく吐出周期を短縮することが可能である。

【００５３】なお、本実施の形態では、吐出開始タイミ
ングｔｅ（時点Ｅ）からメニスカスの引き戻しタイミン
グ（時点Ｇ）までの時間を１６〔μｓｅｃ〕としたが、
この値に限定されるものではなく、使用する圧電素子１
１６の厚さ等の形状や大きさ、インク室１１４やノズル
１１８の形状やサイズ、さらには駆動信号２１の波形等
に応じて、最適値を設定することが可能である。

【００５４】〔第２の実施の形態〕次に、本発明の他の
実施の形態を説明する。なお、本実施の形態において、
上記実施の形態に係るインクジェットプリンタの構成要
素に対応する構成要素には同一の符号を付し、適宜説明
を省略するものとする。

【００５５】本実施の形態に係るインクジェットプリン
タは、記録ヘッド１１の各インク室１１４ごとに２つの
圧電素子を設け、これらのうちの一方の圧電素子によっ
てインク滴を吐出すると共に、他方の圧電素子によって
メニスカスの残留振動を抑制するようにしたものであ
る。以下、詳細に説明する。

【００５６】図７は本発明の他の実施の形態に係るイン
クジェットプリンタにおける記録ヘッド１１の斜視断面
構造を表すものである。図７に示したように、本実施の
形態に係る記録ヘッド１１の各インク室１１４は、それ
ぞれ独立して駆動可能な２つの圧電素子１１６ａ，１１
６ｂを備えている。これらの圧電素子１１６ａ，１１６
ｂは互いに一定距離を隔てて振動プレート１１３上に固
着されている。各圧電素子１１６ａ，１１６ｂの上下面
には、図示しない電極がそれぞれ積層配置されており、
これらの電極にそれぞれ異なる波形の駆動信号を印加す
ることによりインク室１１４内の圧力を個別に変化させ
ることができるようになっている。本実施の形態におい
て、圧電素子１１６ａ，１１６ｂは、材質、厚さおよび
面積を等しく形成され、これにより、同じ印加電圧に対
する変位量（以下、変位能力という。）が等しくなるよ
うに構成されている。但し、２つの圧電素子１１６ａ，
１１６ｂの面積や厚さ等を変えて、両者の変位能力を異
ならせるように構成してもよい。ここで、圧電素子１１
６ａが本発明における「第１の圧力発生手段」に対応
し、圧電素子１１６ｂが本発明における「第２の圧力発
生手段」に対応する。

【００５７】なお、本実施の形態に係るインクジェット
プリンタの全体構成は上記実施の形態における図１と同
様であり、この図を準用するものとする。また、上記実
施の形態における図３に対応する断面図については図示
を省略する。

【００５８】本実施の形態において、ヘッドコントロー
ラ１４（図１）の駆動波形記憶部は、記録ヘッド１１の
各ノズルの圧電素子１１６ａ，１１６ｂ（図７）をそれ
ぞれ駆動するための駆動信号２１ａ，２１ｂ（図８で後
述）の各電圧波形を示す波形データの組を複数組記憶し
ている。これらの波形データは、例えば図８に示した各
種のパラメータ（時間パラメータおよび電圧パラメー
タ）を様々な値に設定して作成されたものである。但
し、各組の駆動信号２１ａと駆動信号２１ｂとの間に
は、後述するような一定の関係が保たれている。これら
の波形データはマイクロプロセッサによってそれぞれ読
み出され、Ｄ／Ａコンバータでアナログ信号に変換され
たのちアンプで増幅され、ノズル数ｎと同数の駆動信号
２１ａ，２１ｂの組として出力される。なお、ヘッドコ
ントローラ１４は、上記のような構成に限られることは
なく、これと異なる構成とすることも可能である。

【００５９】これらの駆動信号の組のうち、各駆動信号
２１ａは対応するノズルの圧電素子１１６ａに印加さ
れ、各駆動信号２１ｂは対応するノズルの圧電素子１１
６ｂに印加されるようになっている。なお、本実施の形
態において準用する図１では、ｎ組の駆動信号２１ａ，
２１ｂをまとめて駆動信号２１として描いている。

【００６０】図８は駆動信号２１ａ，２１ｂの各一周期
分（Ｔ）の波形の一例を表すものである。この図の
（ａ）は駆動信号２１ａ、（ｂ）は駆動信号２１ｂを表
す。ここで、縦軸は電圧、横軸は時間を表し、時間は図
の左から右方向へと進むものとする。これらのうち、駆
動信号２１ａは、インク滴を吐出する圧力を発生させる
ための吐出用駆動信号であり、基準電圧０Ｖのほかに引
込電圧Ｖｐおよび吐出電圧Ｖａを取り得るようになって
いる。駆動信号２１ｂは、インク滴吐出時のサテライト
滴の発生を抑制する圧力を発生させると共にメニスカス
の残留振動を抑制するための補助駆動信号であり、基準
電圧０Ｖのほかに引込電圧Ｖｐおよび補助電圧Ｖｂを取
り得る。駆動信号２１ａ，２１ｂの組は、ヘッドコント
ローラ１４によって各吐出周期ごとに適宜切り替えられ
て、対応するノズルに供給されるようになっている。

【００６１】その他の構成は上記実施の形態と同様であ
る。

【００６２】次に、本実施の形態に係るインクジェット
プリンタの動作および作用について説明する。なお、本
実施の形態に係るインクジェットプリンタの全体動作
は、ヘッドコントローラ１４が各ノズル１１８について
１組の駆動信号２１ａ，２１ｂを出力する点を除いて上
記の実施の形態と同様であり、説明を省略する。また、
駆動信号２１ａの波形の意義は、上記実施の形態におけ
る図５の内容と同様であり、その説明も省略する。ここ
では、図８ないし図１０を参照して、本実施の形態に係
るインクジェットプリンタの特徴的な作用を説明する。

【００６３】まず、図８および図９を参照して、第１の
特徴的作用について説明する。

【００６４】本実施の形態では、メニスカスの残留振動
を防止するため、図８（ａ）に示したように、一方の駆
動信号２１ａを時点Ｅ（吐出開始タイミングｔｅ）で基
準電圧０Ｖから吐出電圧Ｖａへと立ち上げて圧電素子１
１６ａをインク室収縮方向に変位させると共に、この駆
動信号２１ａが時点Ｇにおいて吐出電圧Ｖａから基準電
圧０Ｖへと立ち下がって圧電素子１１６ａがインク室膨
張方向に変位するのとほぼ並行して、他方の駆動信号２
１ｂを基準電圧０Ｖから補助電圧Ｖｂへと立ち上げて圧
電素子１１６ｂをインク室収縮方向に変位させ、その
後、時点Ｅから所定の時間（ｔ３＋ｔ４＋ｔ７＋ｔ８）
が経過した時点Ｇ″において駆動信号２１ｂを基準電圧
０Ｖに立ち下げて、圧電素子１１６ｂを復帰方向（イン
ク室膨張方向）に変位させるようにしている。この点を
さらに図９を参照して説明する。

【００６５】図９は、本実施の形態に係るインクジェッ
トプリンタにおいて１回のインク滴吐出を行った場合に
おける駆動信号２１ａ，２１ｂの電圧波形の変化とメニ
スカス位置の変化との関係を、本実施の形態に対する比
較例と対比して表すもので、上記第１の実施の形態にお
ける図６に対応する。ここで、図９（ａ）は駆動信号２
１ａ，２１ｂの要部波形を表し、同図（ｂ）はメニスカ
ス位置の変化を表す。なお、これらの図で、横軸、縦軸
の意義は図６の場合と同様である。

【００６６】図９（ａ）における実線は駆動信号２１
ａの電圧波形を表し、一点鎖線は駆動信号２１ｂの電
圧波形を表すものである。これらの波形は、図８の各時
間パラメータおよび電圧パラメータを例えば次のように
設定したものである。なお、時間パラメータの単位はい
ずれもμｓｅｃであり、電圧パラメータの単位はいずれ
もボルトである。

【００６７】τ１＝３０，τ２＝１０， ｔ１＝９，ｔ２＝２，ｔ３＝２，ｔ４＝３，ｔ５＝１１ ｔ６＝７，ｔ７＝２，ｔ８＝９，ｔ９＝１１ Ｖｐ＝３５，Ｖａ＝２０，Ｖｂ＝２３ この場合、ＥＧ″＝ｔ３＋ｔ４＋ｔ７＋ｔ８＝１６であ
る。

【００６８】また、図９（ｂ）において、破線は、本
実施の形態に対する比較例として、圧電素子１１６ａに
駆動信号２１ａ（同図（ａ）の実線）を印加し圧電素
子１１６ｂには駆動信号２１ｂを印加しない場合のメニ
スカス位置の変化を表す。また、実線は、本実施の形
態の一具体例として、圧電素子１１６ａに駆動信号２１
ａを印加すると共に圧電素子１１６ｂに駆動信号２１ｂ
（同図（ａ）の一点鎖線）を印加した場合のメニスカ
ス位置の変化を表す。

【００６９】まず、比較例について説明する。時点Ｅで
駆動信号２１ａが吐出電圧Ｖａに立ち上がると共に時点
Ｇで駆動信号２１ａが元の基準電圧０Ｖへと立ち下がる
と、メニスカス位置はノズル開口端位置を越えて吐出方
向に大きく変化し、インク滴が吐出される。こののち、
メニスカスは一旦インク室１１８の深い位置まで戻る
が、その後、再びノズル開口端位置を越えて吐出方向に
大きく突出する。したがって、この場合には、図９
（ｂ）の破線で示したような長周期・大振幅の残留振
動が長期にわたって継続することとなる。なお、図示の
ように、この残留振動には圧電素子１１６ａの固有振動
に基づく短周期の振動が重畳している。

【００７０】これに対して本実施の形態では、図９
（ａ）に示したように、時点Ｇにおける駆動信号２１ａ
の立ち下がりと並行して他方の駆動信号２１ｂを補助電
圧Ｖｂに立ち上げると共に、インク滴吐出後に生ずるメ
ニスカスの長周期振動の位相と逆の位相となるようなタ
イミングでこの長周期振動を抑える方向に圧電素子１１
６ａを駆動するようにしている。すなわち、吐出後に一
旦深い位置まで戻ったメニスカスが再びノズル開口端位
置を越えて吐出方向に大きく突出しようとする手前の時
点Ｇ″において駆動信号２１ｂを補助電圧Ｖｂから基準
電圧０Ｖへと戻し、圧電素子１１６ｂをインク室膨張方
向に変位させてメニスカスをインク室１１４の方向に引
き戻すようにしている。このため、図９（ｂ）の実線
に示したようにメニスカスの突出量が小さくなり、上記
比較例の場合に比べてメニスカスの長周期の残留振動が
効果的に抑制される。ここで、時点Ｇ″は、上記したよ
うに、ＥＧ″＝ｔ３＋ｔ４＋ｔ７＋ｔ８で定まる時点で
ある。

【００７１】なお、本実施の形態では、圧電素子１１６
ａによる吐出開始タイミングｔｅ（時点Ｅ）から圧電素
子１１６ｂによるメニスカスの引き戻しタイミング（時
点Ｇ″）までの時間を１６〔μｓｅｃ〕としたが、この
値に限定されるものではなく、使用する圧電素子１１６
ａ，１１６ｂの厚さ等の形状や大きさ、インク室１１４
やノズル１１８の形状やサイズ、さらには駆動信号２１
ａ，２１ｂの波形等に応じて、最適値を設定することが
可能である。

【００７２】次に、図８および図１０を参照して、第２
の特徴的作用について説明する。

【００７３】本発明におけるインクジェットプリンタの
ように、圧電素子の変位により吐出圧力を発生させてイ
ンク滴吐出を行う方式のインクジェットプリンタにおい
ては、インク滴の吐出の際に付随的なインク小滴（以
下、サテライト滴という。）が発生する場合が多い。こ
れは、柱状になって飛翔するインクの先頭部分と後尾部
分との間に生ずる時間差や速度差に起因して先頭部分か
ら後尾部分が分離し、この後尾部分が微小なインク小滴
となったものと考えられる。

【００７４】本実施の形態では、このようなサテライト
滴の発生を防止するため、図８に示したように、一方の
駆動信号２１ａを時点Ｅ（吐出開始タイミングｔｅ）で
基準電圧０Ｖから吐出電圧Ｖａへと立ち上げて圧電素子
１１６ａをインク室収縮方向に変位させたのち、時点Ｇ
でこの駆動信号２１ａを立ち下げてインク室膨張方向に
圧電素子１１６ａを変位させると共に、この圧電素子１
１６ａのインク室膨張方向への変位動作とほぼ並行し
て、他方の駆動信号２１ｂを補助電圧Ｖｂへと立ち上げ
て圧電素子１１６ｂをインク室収縮方向へ変位させるよ
うにしている。この点をさらに図１０を参照して説明す
る。

【００７５】図１０は駆動信号２１ａ，２１ｂの電圧波
形の変化と圧電素子１１６ａ，１１６ｂの変位との関係
を表すものである。具体的には、この図の（ａ）は駆動
信号２１ａの要部波形を表し、（ｂ）は圧電素子１１６
ａの変位を表し、（ｃ）は駆動信号２１ｂの要部波形を
表し、（ｄ）は圧電素子１１６ｂの変位を表す。ここ
で、横軸は時間を示し、また、（ａ），（ｃ）における
縦軸は電圧を示し、（ｂ），（ｄ）における縦軸は変位
量を示す。

【００７６】図１０（ａ），（ｂ）に示したように、圧
電素子１１６ａは、時点Ｅから始まる駆動信号２１ａの
電圧増加と共にインク室収縮方向に変位し、慣性力によ
り、電圧が吐出電圧Ｖａに達した時点Ｆをオーバーラン
した時点Ｐで最大変位状態となり、ここでインク室１１
４は最収縮状態となる。そして、この時点Ｐ（同図
（ａ）では時点Ｇ）で駆動信号２１ａの立ち下げを開始
し、時点Ｈにおいて基準電圧０Ｖまで変化させる。これ
により、圧電素子１１６ａはインク室膨張方向に変位し
て、時点Ｈで元の状態に復帰する。一方、図１０
（ｃ），（ｄ）に示したように、駆動信号２１ｂは、駆
動信号２１ａの立ち下がり開始時点Ｇと同じ時点Ｅ″に
おいて、基準電圧０Ｖから補助電圧Ｖｂへの立ち上げを
開始し、これにより、圧電素子１１６ｂはインク室１１
４を収縮させる方向に変位する。そして、圧電素子１１
６ｂは、上記と同様の慣性力により、電圧が補助電圧Ｖ
ｂに達した時点Ｆ″をオーバーランした時点Ｐ′で最大
変位状態となる。

【００７７】このように、本実施の形態では、圧電素子
１１６ａがインク室膨張方向に変位するのと並行して圧
電素子１１６ｂをインク室収縮方向に変位させるように
している。すなわち、圧電素子１１６ａ，１１６ｂは、
並行して互いに相反する方向への変位動作を行うことと
なる。これにより、次のような作用が現出する。

【００７８】時点Ｅで駆動信号２１ａの吐出電圧Ｖａの
印加が開始された圧電素子１１６ａは、インク室収縮方
向に変位することによりインク室１１４内に圧力を発生
させ、この圧力によりノズル１１８からインクを押し出
す。この時点では、ノズル１１８から押し出されたイン
クはまだ尾を引いており、インク柱の状態をなしてい
る。次に、時点Ｐ（時点Ｇ）で圧電素子１１６ａがイン
ク室膨張方向に変位を開始すると、インク柱の後尾部分
は後ろに引き戻されて細くなる。そして、この時点Ｐ
（時点Ｅ″）で、今度は圧電素子１１６ｂがインク室収
縮方向に変位を開始してインク室１１４内に新たな圧力
を発生させるので、この新たな圧力により、今度はイン
ク柱が押し出されることとなり、インクの流れに不連続
性が発生する。これにより、インク柱がより早く断ち切
られて、インク柱の尾が長く伸びることが抑制されるの
で、サテライト滴の発生が抑制される。特に、圧電素子
１１６ａの復帰開始時点（インク室膨張方向への変位開
始時点）を、この圧電素子１１６ａのインク室収縮方向
の変位量がほぼ最大になる時点としたときには、インク
柱の後尾部分が早期に引き戻されることとなるため、イ
ンク滴のサイズが小さくなると共に、サテライト滴の発
生がより効果的に抑制される。

【００７９】なお、圧電素子１１６ａは、時点Ｈで変位
が０に戻り、さらに、次第に減衰する固有振動を行う。
同様に、圧電素子１１６ｂは、時点Ｈ″で変位が０に戻
り、さらに、次第に減衰する固有振動を行う。

【００８０】このように、本実施の形態によれば、一方
の圧電素子１１６ａによってインク滴の吐出を行うと共
に、このインク滴吐出後に生ずるメニスカスの長周期振
動を抑制可能な方向に他方の圧電素子１１６ｂを変位さ
せるようにしたので、メニスカスの長周期の残留振動を
効果的に抑制することができる。このため、インク滴の
吐出間隔を短くしても、前回の吐出動作によって次回の
吐出動作が影響を受けることが少なくなる。すなわち、
印字品質を低下させることなく吐出周期を短縮すること
が可能である。また、本実施の形態のように、吐出用の
圧電素子１１６ａとは別個にメニスカス残留振動抑制用
の圧電素子１１６ｂを設けるようにしたので、単一の圧
電素子のみを用いた場合には圧電素子の固有振動特性の
制約によってなし得ないような高速かつ自由度の高いタ
イミング制御が可能となる。

【００８１】また、本実施の形態によれば、各ノズルに
対応した各インク室１１４ごとに２つの圧電素子１１６
ａ，１１６ｂを設けると共に、一方の圧電素子１１６ａ
をインク室収縮方向に変位させてインク滴吐出動作を開
始させ、その後、この圧電素子１１６ａをインク室膨張
方向に戻すように変位させるのと並行して、他方の圧電
素子１１６ｂを変位０からインク室収縮方向に変位させ
るようにしたので、インク滴の尾を早期に断ち切ること
ができ、サテライト滴の発生を抑制することが可能とな
る。特に、圧電素子１１６ａのインク室収縮方向の変位
量が最大になった時点またはその近傍からこの圧電素子
１１６ａの復帰を開始することにより、インク滴の小滴
化と、より効果的なサテライト滴発生抑制とが可能とな
る。

【００８２】以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発
明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定さ
れず、種々変更可能である。

【００８３】例えば第２の実施の形態（図８）に示した
例では、圧電素子１１６ａのインク室膨張方向への変位
開始時点Ｇと、圧電素子１１６ｂのインク室収縮方向へ
の変位開始時点Ｅ″とを一致させるようにしたが、本発
明はこれに限定されるものではなく、より広く、圧電素
子１１６がをインク室膨張方向に変位するのとほぼ並行
して圧電素子１１６ｂがインク室収縮方向に変位するこ
ととなるのであれば、それ以外のタイミングで圧電素子
１１６ｂの変位を開始させるようにしてもよい。具体的
には、図４における時間パラメータが次の条件（１）お
よび（２）を共に満たすように設定すればよい。

【００８４】ｔ２＋ｔ３＋ｔ４＜ｔ６＋ｔ７ …（１） ｔ２＋ｔ３＋ｔ４＋ｔ５＞ｔ６ …（２）

【００８５】また、図８に示した例では、吐出開始後に
圧電素子１１６ａが最も大きく変位した時点でこの圧電
素子１１６ａを元の変位状態に戻し始めるようにした
が、本発明はこれに限定されるものではなく、それ以外
のタイミングで圧電素子１１６ａの変位復帰を開始させ
るようにしてもよい。但し、上記したように、圧電素子
１１６ａの変位復帰開始時点をその最大変位時点または
その近傍に設定したときの方がインク滴の尾をより早期
に細くすることができるので、インク滴の小滴化とサテ
ライト滴の発生の抑制とを図る上で有利である。

【００８６】また、図４および図８における各時間パラ
メータおよび電圧パラメータの設定値は、例示した値に
限定されるものではなく、適宜変更可能である。例え
ば、図８の例では、駆動信号２１ａ，２１ｂの双方にお
ける引込電圧を同じＶｐとしたが、両者を異ならせても
よい。

【００８７】また、上記第２の実施の形態では、吐出圧
力を発生させるためにインク供給側の圧電素子１１６ａ
を用いると共に、サテライト滴の発生の抑制およびメニ
スカスの残留振動の抑制のためにノズル側の圧電素子１
１６ｂを用いることとしたが、これとは逆にしてもよ
い。

【００８８】また、上記第２の実施の形態では、１つの
ノズルについて２つの圧電素子を設ける場合について説
明したが、１つのノズルについて３つ以上の圧電素子を
設け、これらの圧電素子を吐出用、メニスカス振動抑制
用およびサテライト滴抑制用に分け、それぞれの圧電素
子に各用途用の駆動信号を与えるようにしてもよい。こ
の場合、３つ以上の圧電素子の変位能力は、互いに等し
くしてもよいし、あるいは異ならせてもよい。

【００８９】また、上記第２の実施の形態では、１つの
ノズル１１８に対して１つのインク室１１４を設けると
共に、この１つのインク室１１４に対応して２つの圧電
素子１１６ａ，１１６ｂを設けるようにしたが、例え
ば、図１１に示したように、１つのノズル１１８に対し
て２つのインク室１１４ａ，１１４ｂを設けると共に、
これらの各インク室１１４ａ，１１４ｂに対応させて圧
電素子１１６ａ，１１６ｂを設けるようにしてもよい。
なお、図１１は、記録ヘッド１１の一部を真上から見た
状態を表すものであり、図７に示した要素と同一要素に
は同一の符号を付し、また、振動プレート１１３の図示
を省略している。この図に示した構成によれば、上記し
た作用に加えて、さらに、一方のインク室１１４ａにお
ける圧電素子１１６ａの挙動が他方のインク室１１４ｂ
の状態に与える影響が少ないので、圧電素子１１６ａ，
１１６ｂの相互間のクロストークを低減することがで
き、より高精度の印字品質を得ることができる。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載のイン
クジェットプリンタ、請求項５記載のインクジェットプ
リンタ用記録ヘッドの駆動装置、または請求項９記載の
インクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動方法によれ
ば、圧力発生手段をインク室収縮方向に変位させること
でノズル部からインク滴を吐出させ、さらに、インク滴
の吐出によりノズル部に生ずるインク先端部の振動を抑
制可能な方向に圧力発生手段を変位させるようにしたの
で、インク先端部の残留振動を効果的に抑制することが
できる。このため、インク滴の吐出間隔を短くしても、
各吐出動作の相互間の影響を少なくできる。したがっ
て、印字品質を損なわずに吐出周期の短縮化、すなわ
ち、印字動作の高速化が可能になるという効果がある。

【００９１】請求項２ないし請求項４のいずれかに記載
のインクジェットプリンタ、請求項６ないし請求項８の
いずれかに記載のインクジェットプリンタ用記録ヘッド
の駆動装置、または請求項１０ないし請求項１２のいず
れかに記載のインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆
動方法によれば、第１の圧力発生手段とは別個に第２の
圧力発生手段を設け、第１の圧力発生手段をインク室収
縮方向に変位させることでノズル部からインク滴を吐出
させると共に、インク滴の吐出によりノズル部に生ずる
インク先端部の振動を抑制可能な方向に第２の圧力発生
手段を変位させるようにしたので、単一の圧力発生手段
だけではその固有振動特性の制約によってなし得ないよ
うな高速かつ自由度の高いタイミング制御が可能になる
という効果がある。

【００９２】特に、請求項３記載のインクジェットプリ
ンタ、請求項７記載のインクジェットプリンタ用記録ヘ
ッドの駆動装置、または請求項１１記載のインクジェッ
トプリンタ用記録ヘッドの駆動方法によれば、第１の圧
力発生手段をインク室収縮方向に変位させてインク滴を
吐出させたのちこの第１の圧力発生手段をインク室膨張
方向に変位させると共に、この第１の圧力発生手段のイ
ンク室膨張方向への変位動作とほぼ並行して第２の圧力
発生手段をインク室収縮方向へ変位させたのち、第１の
圧力発生手段によるインク滴の吐出によりノズル部に生
ずるインク先端部の振動を抑制可能なタイミングで第２
の圧力発生手段をインク室膨張方向に変位させるように
したので、第１の圧力発生手段の変位によってノズル部
から押し出されたインクの後尾部分が第２の圧力発生手
段の変位によって後押しされると共にインクの流れに不
連続性が発生することとなり、インク滴が長く尾を引く
前に早期に断ち切ることができる。このため、さらに、
付随的なインク小滴の発生を抑制することができるとい
う効果がある。

【００９３】特に、請求項４記載のインクジェットプリ
ンタ、請求項８記載のインクジェットプリンタ用記録ヘ
ッドの駆動装置、または請求項１２記載のインクジェッ
トプリンタ用記録ヘッドの駆動方法によれば、第１の圧
力発生手段がインク室収縮方向に最も大きく変位した時
点またはその近傍において、この第１の圧力発生手段の
インク室膨張方向への変位動作を開始させるようにした
ので、さらに、記録に用いるインク滴のサイズをより小
さくすることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るインクジェットプ
リンタの概略構成を表すブロック図である。

【図２】このインクジェットプリンタの記録ヘッドの構
造を表す斜視断面図である。

【図３】このインクジェットプリンタの記録ヘッドの構
造を表す断面図である。

【図４】図１におけるヘッドコントローラから出力され
る駆動信号の波形の一例を表す図である。

【図５】図４に示した駆動信号波形と、インク室の状態
およびノズル内のメニスカス位置の変化との関係を説明
するための図である。

【図６】図４に示した駆動信号の波形とメニスカス位置
の変化との関係の一例を表す図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態に係るインクジェッ
トプリンタの記録ヘッドの構造を表す斜視断面図であ
る。

【図８】図７に示した記録ヘッドに供給される駆動信号
の波形の一例を表す図である。

【図９】図８に示した駆動信号の波形とメニスカス位置
の変化との関係の一例を表す図である。

【図１０】図８に示した駆動信号の波形と圧電素子の変
位との関係の一例を表す図である。

【図１１】本発明の第２の実施の形態に係るインクジェ
ットプリンタの記録ヘッドの変形例を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１…インクジェットプリンタ、１１…記録ヘッド、１４
…ヘッドコントローラ、２１，２１ａ，２１ｂ…駆動信
号、２２…印画データ、１１３…振動プレート、１１４
…インク室、１１５…共同流路、１１６，１１６ａ，１
１６ｂ…圧電素子、１１８…ノズル、Ｖｐ…引込電圧、
Ｖａ…吐出電圧、Ｖｂ…補助電圧、ｔｅ…吐出開始タイ
ミング

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク滴を吐出するためのノズル部と、 前記ノズル部にインクを供給するインク室と、 変位することにより前記インク室の容積を変化させて前
   記ノズル部からインク滴を吐出させるための圧力を発生
   する圧力発生手段と、 前記圧力発生手段をインク室収縮方向に変位させて前記
   ノズル部からインク滴を吐出させると共に、インク滴の
   吐出により前記ノズル部に生ずるインク先端部の振動を
   抑制可能な方向に前記圧力発生手段を変位させる吐出制
   御手段とを備えたことを特徴とするインクジェットプリ
   ンタ。
2. 【請求項２】 インク滴を吐出するためのノズル部と、 前記ノズル部にインクを供給するインク室と、 それぞれ変位することにより前記インク室の容積を変化
   させて圧力を発生する第１の圧力発生手段および第２の
   圧力発生手段と、 前記第１の圧力発生手段をインク室収縮方向に変位させ
   て前記ノズル部からインク滴を吐出させると共に、イン
   ク滴の吐出により前記ノズル部に生ずるインク先端部の
   振動を抑制可能な方向に前記第２の圧力発生手段を変位
   させる吐出制御手段とを備えたことを特徴とするインク
   ジェットプリンタ。
3. 【請求項３】 前記吐出制御手段は、前記第１の圧力発
   生手段をインク室収縮方向に変位させてインク滴を吐出
   させたのちこの第１の圧力発生手段をインク室膨張方向
   に変位させると共に、この第１の圧力発生手段のインク
   室膨張方向への変位動作とほぼ並行して前記第２の圧力
   発生手段をインク室収縮方向へ変位させたのち、前記第
   １の圧力発生手段によるインク滴の吐出により前記ノズ
   ル部に生ずるインク先端部の振動を抑制可能なタイミン
   グで前記第２の圧力発生手段をインク室膨張方向に変位
   させることを特徴とする請求項２記載のインクジェット
   プリンタ。
4. 【請求項４】 前記吐出制御手段は、前記第１の圧力発
   生手段がインク室収縮方向に最も大きく変位した時点ま
   たはその近傍において、この第１の圧力発生手段のイン
   ク室膨張方向への変位動作を開始させることを特徴とす
   る請求項３記載のインクジェットプリンタ。
5. 【請求項５】 インク滴を吐出するためのノズル部と、
   前記ノズル部にインクを供給するインク室と、変位する
   ことにより前記インク室の容積を変化させて前記ノズル
   部からインク滴を吐出させるための圧力を発生する圧力
   発生手段とを備えたインクジェットプリンタ用記録ヘッ
   ドを駆動する装置であって、 前記圧力発生手段をインク室収縮方向に変位させて前記
   ノズル部からインク滴を吐出させると共に、インク滴の
   吐出により前記ノズル部に生ずるインク先端部の振動を
   抑制可能な方向に前記圧力発生手段を変位させる吐出制
   御手段を備えたことを特徴とするインクジェットプリン
   タ用記録ヘッドの駆動装置。
6. 【請求項６】 インク滴を吐出するためのノズル部と、
   前記ノズル部にインクを供給するインク室と、それぞれ
   変位することにより前記インク室の容積を変化させて圧
   力を発生する第１の圧力発生手段および第２の圧力発生
   手段とを備えたインクジェットプリンタ用記録ヘッドを
   駆動する装置であって、 前記第１の圧力発生手段をインク室収縮方向に変位させ
   て前記ノズル部からインク滴を吐出させると共に、イン
   ク滴の吐出により前記ノズル部に生ずるインク先端部の
   振動を抑制可能な方向に前記第２の圧力発生手段を変位
   させる吐出制御手段を備えたことを特徴とするインクジ
   ェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置。
7. 【請求項７】 前記吐出制御手段は、前記第１の圧力発
   生手段をインク室収縮方向に変位させてインク滴を吐出
   させたのちこの第１の圧力発生手段をインク室膨張方向
   に変位させると共に、この第１の圧力発生手段のインク
   室膨張方向への変位動作とほぼ並行して前記第２の圧力
   発生手段をインク室収縮方向へ変位させたのち、前記第
   １の圧力発生手段によるインク滴の吐出により前記ノズ
   ル部に生ずるインク先端部の振動を抑制可能なタイミン
   グで前記第２の圧力発生手段をインク室膨張方向に変位
   させることを特徴とする請求項６記載のインクジェット
   プリンタ用記録ヘッドの駆動装置。
8. 【請求項８】 前記吐出制御手段は、前記第１の圧力発
   生手段がインク室収縮方向に最も大きく変位した時点ま
   たはその近傍において、この第１の圧力発生手段のイン
   ク室膨張方向への変位動作を開始させることを特徴とす
   る請求項７記載のインクジェットプリンタ用記録ヘッド
   の駆動装置。
9. 【請求項９】 インク滴を吐出するためのノズル部と、
   前記ノズル部にインクを供給するインク室と、変位する
   ことにより前記インク室の容積を変化させて前記ノズル
   部からインク滴を吐出させるための圧力を発生する圧力
   発生手段とを備えたインクジェットプリンタ用記録ヘッ
   ドを駆動する方法であって、 前記圧力発生手段をインク室収縮方向に変位させて前記
   ノズル部からインク滴を吐出させる行程と、 インク滴の吐出により前記ノズル部に生ずるインク先端
   部の振動を抑制可能な方向に前記圧力発生手段を変位さ
   せる行程とを含むことを特徴とするインクジェットプリ
   ンタ用記録ヘッドの駆動方法。
10. 【請求項１０】 インク滴を吐出するためのノズル部
    と、前記ノズル部にインクを供給するインク室と、それ
    ぞれ変位することにより前記インク室の容積を変化させ
    て圧力を発生する第１の圧力発生手段および第２の圧力
    発生手段とを備えたインクジェットプリンタ用記録ヘッ
    ドを駆動する方法であって、 前記第１の圧力発生手段をインク室収縮方向に変位させ
    て前記ノズル部からインク滴を吐出させる行程と、 インク滴の吐出により前記ノズル部に生ずるインク先端
    部の振動を抑制可能な方向に前記第２の圧力発生手段を
    変位させる行程とを含むことを特徴とするインクジェッ
    トプリンタ用記録ヘッドの駆動方法。
11. 【請求項１１】 前記第１の圧力発生手段をインク室収
    縮方向に変位させてインク滴を吐出させる行程ののち、
    前記第１の圧力発生手段をインク室膨張方向に変位させ
    る行程と、 前記第１の圧力発生手段のインク室膨張方向への変位動
    作とほぼ並行して、前記第２の圧力発生手段をインク室
    収縮方向へ変位させる行程と、 前記第１の圧力発生手段によるインク滴の吐出により前
    記ノズル部に生ずるインク先端部の振動を抑制可能なタ
    イミングで前記第２の圧力発生手段をインク室膨張方向
    に変位させる行程と含むことを特徴とする請求項１０記
    載のインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動方法。
12. 【請求項１２】 前記第１の圧力発生手段がインク室収
    縮方向に最も大きく変位した時点またはその近傍におい
    て、この第１の圧力発生手段のインク室膨張方向への変
    位動作を開始させることを特徴とする請求項１１記載の
    インクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動方法。