JPH1158729A - インクジェット式記録装置及びその駆動信号調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録ヘッド毎にヘルムホルツ周期がばらつい
ても、マイクロドットのインク滴速度とインク滴重量を
一定に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。 【解決手段】 ヘルムホルツ周期が大きい（Ｔｃ＝８．
０μｓ）記録ヘッドではＴｗｄ１をＴｃの３／４である
６．０μｓに調整し、ヘルムホルツ周期が小さい（Ｔｃ
＝７．０μｓ）記録ヘッドではＴｗｄ１をＴｃに等しい
７．０μｓに調整する。これにより、Ｔｃ＝８．０μｓ
の記録ヘッドはインク滴の速度が大きくなり、Ｔｃ＝
７．０μｓの記録ヘッドはインク滴の速度が小さくな
る。その後、２点の違った電圧を印加することによって
記録ヘッドからインク滴を吐出させ、それぞれの吐出さ
れたインク滴重量を測定し、インク滴重量が電圧よって
線形的に変化するものとみなして各ヘッドのインク滴重
量が一定になるように電圧を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同一のノズルから
異なる大きさのインク滴を吐出するインクジェット式記
録ヘッドを備えるインクジェット式記録装置に関するも
のであり、特に微小のインク滴を吐出する駆動信号の調
整方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェト式記録装置は、ホストコン
ピュータから送られた記録データを展開してなるドット
パターンデータに基づいて、記録ヘッドの各ノズルから
それぞれ所定のタイミングでインク滴が吐出され、これ
らの各インク滴が記録用紙等の記録媒体の表面にドット
を形成することにより記録を行う構成となっている。こ
のようにインクジェット式記録装置は、インク滴を吐出
するかしないか、つまりドットのオンオフ制御を行うも
のであるため、このままでは中間階調を記録出力するこ
とができない。

【０００３】そこで、同一のノズルから異なる重量のイ
ンク滴を吐出させ階調表現を可能とする技術も提案され
ている。そのようなインクジェット式記録装置として、
インクを収容した圧力発生室を膨張させてインクのメニ
スカスを大きく後退させてから圧力発生室を収縮させて
インク滴を吐出させることによりノーマルドットを生成
し、インクを収容した圧力発生室をインクが吐出しない
ように収縮させてから膨張させることによりノーマルド
ットの場合よりもインクのメニスカスを大きく後退さ
せ、その後圧力発生室を収縮させることによりノーマル
ドットよりも微小のインク滴を吐出させてマイクロドッ
トを生成するものが知られている。

【０００４】圧力発生室が形成されるアクチュエータユ
ニットは、記録ヘッド毎に製造時のばらつきが存在する
ので、従来は圧力発生室を膨張、収縮させるためにアク
チュエータユニットの圧電振動子に印加する電圧の大き
さを変化させて、吐出されるインク滴重量が一定になる
ようにヘッド毎に調整を行っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マイク
ロドットを生成する駆動方法においては、インク滴重量
が一定になるように印加する電圧の大きさを調整するだ
けでは、メニスカスの振動の周期であるヘルムホルツ周
期Ｔｃが大きい記録ヘッドの場合は、圧力発生室のコン
プライアンスが大きく、圧力変化がなだらかであるため
インク滴速度が上がらず飛行曲がりしやすいインク滴の
吐出となってしまう。Ｔｃの小さい記録ヘッドでは、イ
ンク滴速度が大きすぎて吐出状態が不安定になる。

【０００６】マイクロドットのインク滴重量とインク滴
速度を一定にするためには記録ヘッドのＴｃの精度を高
くする必要があり、製造コストが高くなる、あるいは製
品の歩留りが低くなるという問題があった。

【０００７】本発明の目的は、記録ヘッドのヘルムホル
ツ周期Ｔｃがばらついてもマイクロドットのインク滴速
度とインク滴重量を一定にすることができるインクジェ
ット式記録装置及びその駆動信号の調整方法を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
のインクジェット式記録装置または請求項３に記載のの
駆動信号調整方法によれば、圧力発生室を膨張させる膨
張信号とノズル開口からインク滴を吐出するように圧力
発生室を収縮させる収縮信号とを含む駆動信号を圧力発
生手段に出力する駆動手段と、膨張信号の継続時間を変
更することにより収縮信号で吐出されるインク滴の速度
を調整する手段とを備え、膨張信号によってインクのメ
ニスカスが振動する記録ヘッド毎に固有の周期Ｔｃが大
きいほど膨張信号の継続時間を小さくするため、Ｔｃが
大きいヘッドのインク滴速度を大きくし、Ｔｃが小さい
ヘッドのインク滴速度を小さくすることができる。

【０００９】本発明の請求項２に記載のインクジェット
式記録装置または請求項４に記載のの駆動信号調整方法
によれば、膨張信号の継続時間はＴｃとＴｃの３／４と
の間で設定するため、信号の継続時間の小さな変化で大
きくインク滴速度を調整することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて詳細に説明する。

【００１１】図２は、情報処理及びヘッド駆動電力の供
給を行うプリンタ本体（以下本体と記す。）１と、制御
対象となる記録ヘッド２との関係を説明するブロック図
である。本体１は、インクを吐出するノズルを決定する
ためのデータの作成及びタイミングをとるための制御論
理１０１と、ヘッドのアクチュエータを駆動するための
電圧波形を生成し駆動するのに十分な電力を供給する駆
動回路１０２と、コネクタ１０３とを備える。

【００１２】記録ヘッド２は、インクを吐出させるため
の運動エネルギーを発生させる圧電素子からなる複数の
アクチュエータ２１１〜２１３と、そのアクチュエータ
に本体からの駆動電圧を印加したりしなかったりするた
めのアナログスイッチ２２１〜２２３と、本体１内の制
御論理からのデータに従い、アクチュエータ２１１〜２
１３を振動させるかさせないかをアナログスイッチ２２
１〜２２３のＯＮ／ＯＦＦにより制御する制御論理２０
１とを備える。記録ヘッド２は、プリンタ機構内のキャ
リッジ軸上をヘッド走査方向に移動し、ヘッド走査方向
の位置に応じたデータを本体１より送られ、それにより
インク滴を吐出し、印刷を行う。本体１と記録ヘッド２
はフレキシブル・フラット・ケーブル（以下ＦＦＣと記
す。）３で接続されている。

【００１３】図３は、記録ヘッド２の機械的構造を示す
断面図である。第１の蓋部材３０は、厚さ６μｍ程度の
ジルコニアの薄板から構成され、その表面に一方の極と
なる共通電極３１が形成され、その表面に圧力発生室３
２に対向するようにＰＺＴ等からなる圧電振動子３３が
固定され、さらにその表面にＡｕ等の比較的柔軟な金属
の層からなる駆動電極３４が形成されている。

【００１４】ここで、圧電振動子３３は第１の蓋部材３
０とによりたわみ振動型のアクチュエータを形成してお
り、圧電振動子３３が充電されると収縮して圧力発生室
３２の体積を縮める変形をし、圧電振動子が放電される
と伸長して圧力発生室の体積を拡大する方向に変形する
ようになっている。

【００１５】スペーサ３５は、圧力発生室３２を形成す
るのに適した厚さ、例えば１００μｍのジルコニアなど
のセラミックス板に通孔を設けて構成され、第２の蓋部
材３６と第１の蓋部材３０とにより両面を封止されて圧
力発生室３２を形成している。

【００１６】第２の蓋部材３６は、ジルコニアなどのセ
ラミックス板にインク供給口３７と圧力発生室３２とを
接続する連通孔３８と、ノズル開口２５と圧力発生室の
端部とを接続するノズル連通孔３９とを設けて構成さ
れ、スペーサ３５の一面に固定されている。

【００１７】これら第１の蓋部材３０、スペーサ３５及
び第２の蓋部材３６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
を構成している。

【００１８】インク供給口形成基板４０は、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、圧力発
生室３２側の一端側にリザーバ４１と圧力発生室３２と
を接続するインク供給口３７が設けられ、他端側にはノ
ズル開口２５に接続するノズル連通孔４２が設けられて
いる。

【００１９】リザーバ形成基板４３は、図示しないイン
クカートリッジからのインク流入を受けるリザーバ４１
と、ノズル開口２５と接続するノズル連通孔４４を設け
て構成され、一方の面をノズルプレート４５により封止
されてリザーバ４１を形成している。

【００２０】これらインク供給口形成基板４０、リザー
バ形成基板４３及びノズルプレート４５は、各々の間に
熱溶着フィルムや接着剤等の接着層４６、４７により固
定され、流路ユニット２２を構成している。

【００２１】この流路ユニット２２とアクチェエータユ
ニット２１とは、熱溶着フィルムや接着剤などの接着層
４８により固定され記録ヘッド１０が構成されている。

【００２２】上記の記録ヘッド１０の構成により、圧電
振動子３３を放電すると、圧力発生室３２が膨張し、圧
力発生室３２内の圧力が低下してリザーバ４１から圧力
発生室内にインクが流入する。圧電振動子３３を充電さ
せると、圧力発生室３２が縮小し、圧力発生室３２内の
圧力が上昇して圧力発生室３２内のインクがノズル開口
２５から外部に吐出される。

【００２３】以上のような構成により印字するときの手
順を図４と図５を用いて説明する。紙が固定された状態
で、記録ヘッド２はヘッド走査方向に移動する。そのと
き、図５のＡとＢに示すようなパルス列が、図２のＦＦ
Ｃ３を通じて本体１から記録ヘッド２に送られる。Ａは
微小のインク滴を吐出させてマイクロドットを生成させ
る駆動パルスであり、Ｂはマイクロドットよりも大きい
ノーマルドットを生成させる駆動パルスである。Ａまた
はＢのいずれかの駆動パルスと同期してアナログスイッ
チ２２１〜２２３の開閉を規定するデータも本体１から
記録ヘッド２に送られており、特定のパルスに対して、
アナログスイッチ２２１〜２２３のうちで閉じられたも
のに接続しているアクチュエータのみが変位する。駆動
されたアクチュエータに対応する圧力発生室内のインク
圧力が高められる結果、図４のノズル２５１〜２５３の
うち、これに対応するノズルのみからインクが吐出され
る。

【００２４】図５のＡに示すマイクロドットの駆動パル
スは、その電圧値が中間電位ＶｍＭからスタートし（１
１１）、最大電位ＶＰＭまで所定の時間Ｔｗｃ０の間に
一定の勾配で上昇し（１１２）、最大電位ＶＰＭを所定
時間Ｔｗｈ０だけ維持する（１１３）。次に、マイクロ
ドット駆動パルスは第１の最低電位ＶＬＳまで所定の時
間Ｔｗｄ１の間に一定の勾配で下降し（１１４）、最低
電位ＶＬＳを所定時間Ｔｗｈ１だけ維持する（１１
５）。そしてマイクロドット駆動パルスの電圧値は最大
電位ＶＰＭまで所定の時間Ｔｗｃ１の間に一定の勾配で
再び上昇し（１１６）、最大電位ＶＰＭを所定時間Ｔｗ
ｈ２だけ維持する（１１７）。その後、マイクロドット
駆動パルスは中間電位ＶｍＭまで所定の時間Ｔｗｄ２の
間に一定の勾配で下降する（１１８）。

【００２５】ここで、充電パルス１１２が圧電振動子３
３に印加されると、図３の圧電振動子３３は圧力発生室
３２の容積を収縮させる方向にたわみ、圧力発生室３２
内に正圧を発生させる。その結果、メニスカスはノズル
開口から盛り上がる。充電パルス１１２の電位差が大き
く、電圧勾配が大きい場合には、充電パルス１１２によ
ってインク滴を吐出することも可能であるが、本実施例
においては充電パルス１１２によってインク滴を吐出し
ない範囲に充電パルス１１２の電位差を設定している。
本実施例においては更に、充電パルス１１２の充電時間
Ｔｗｃ０は、メニスカスヘルムホルツ周期Ｔｃの振動を
奮起しないようにＴｃ以上に設定されている。

【００２６】充電パルス１１２で盛り上がったメニスカ
スは、ホールドパルス１１３が印加されている間に、イ
ンクの表面張力により周期Ｔｍの振動でノズル開口２５
内へ戻る動きに転ずる。

【００２７】放電パルス１１４を印加すると圧電振動子
３３は圧力発生室３２の容積を膨張させる方向にたわ
み、圧力発生室３２内に負圧が生じる。その結果、メニ
スカスのノズル開口２５の内部に向かう動きが重畳され
て、メニスカスはノズル開口２５の内部に大きく引き込
まれる。このように、メニスカスがノズル開口２５の内
部に向かうタイミングで放電パルスを印加することで、
比較的小さな放電パルス１１４の電位差でもメニスカス
をノズル開口２５の内部に大きく引き込むことができ
る。

【００２８】充電パルス１１６が印加されると圧力発生
室３２に正圧が発生してメニスカスがノズル開口２５か
ら盛り上がる。このとき、メニスカスがノズル開口２５
の内部に大きく引き込まれた状態で、正圧方向の圧力変
化が発生するため、吐出されるインク滴は微小なインク
滴となり、マイクロドットを生成する。

【００２９】放電パルス１１８は、放電パルス１１４と
充電パルス１１６で励起されたメニスカスのＴｃ振動を
抑えるための放電パルスであり、Ｔｃ振動がノズル開口
２５の出口に向かうタイミングでメニスカスをノズル開
口２５の内部へと向かわせる放電パルス１１８を印加す
る。

【００３０】図５のＢに示すノーマルドットの駆動パル
スは、中間電位ＶｍＮからスタートし（１２０）、第２
の最低電位ＶＬＬまで一定の勾配で下降し（１２１）、
最低電位ＶＬＬを所定時間だけ維持する（１２２）。そ
して、ノーマルドット駆動パルスの電圧値は最大電位Ｖ
ＰＮまで一定の勾配で上昇し（１２３）、最大電位ＶＰ
Ｎを所定時間だけ維持する（１２４）。その後、ノーマ
ルドット駆動パルスは中間電位ＶｍＮまで一定の勾配で
下降する。

【００３１】放電パルス１２１を印加すると、圧力発生
室内に負圧が生じてメニスカスはノズル開口２５の内部
に引き込まれる。ここで、放電パルス１２１の電位差
を、マイクロドット駆動パルスの放電パルス１１４の電
位差よりも小さく設定することで、マイクロドット駆動
パルスに比べてメニスカスがノズル開口２５の内部に大
きく引き込まれることはない。

【００３２】充電パルス１２３が印加されると圧力発生
室３２に正圧が発生してメニスカスがノズル開口２５か
ら盛り上がる。このとき、メニスカスがノズル開口２５
の内部にそれほど引き込まれない状態で正圧方向の圧力
変化が発生するため、吐出されるインク滴はマイクロド
ットに比べて大きなインク滴となる。

【００３３】放電パルス１２５は、放電パルス１２１と
充電パルス１２３で励起されたメニスカスのＴｃ振動を
抑えるための放電パルスであり、Ｔｃ振動がノズル開口
２５の出口に向かうタイミングでメニスカスをノズル開
口２５の内部へと向かわせる放電パルス１２５を印加す
る。

【００３４】記録ヘッド２がヘッド走査方向の一端から
他端に移動し終わると、紙送り方向にノズル２５１〜２
５３の距離分だけ紙送りを行う。このようにして、プリ
ンタの分解能によって規定される紙面上の任意の点にイ
ンクの吐出・非吐出を、記録媒体である紙の先端からの
移動量、ヘッドの走査方向の位置すなわち吐出するパル
スのタイミング及びノズル２５１〜２５３を指定するこ
とによって定めることができる。

【００３５】ところで、前述の記録ヘッド２において、
圧力発生室３２のインクの圧縮性に起因する流体コンプ
ライアンスをＣｉ、また圧力発生室３２を形成している
第１の蓋部材３０、圧電振動子３３等の材料による剛性
コンプライアンスをＣｖ、ノズル開口２５のイナータン
スをＭｎ、インク供給口３７のイナータンスをＭｓとす
ると、圧力発生室３２のヘルムホルツ共振周波数Ｆは次
式で示される。

【００３６】Ｆ＝１／（２π）×√｛（Ｍｎ＋Ｍｓ）／
（Ｍｎ×Ｍｓ）／（Ｃｉ＋Ｃｖ）｝ また、メニスカスのコンプライアンスをＣｎとすると、
インク流路の粘性抵抗を無視できる場合には、メニスカ
スの固有振動周期Ｔｍは次式で示される。

【００３７】Ｔｍ＝２π×√｛（Ｍｎ＋Ｍｓ）Ｃｎ｝ また、圧力発生室３２の体積をＶ、インクの密度をρ、
インク中での音速をｃとすると、流体コンプライアンス
Ｃｉは次式で示される。

【００３８】Ｃｉ＝Ｖ／ρｃ^２ さらに、圧力発生室３２の剛性コンプライアンスＣｖ
は、圧力発生室３２に単位圧力を印加したときの圧力発
生室３２の静的な変形率に一致する。

【００３９】圧電振動子３３の収縮、伸長によりメニス
カスに励起される振動の周期Ｔｃは、ヘルムホルツ共振
周波数Ｆの逆数で得られる周期と同一である。具体例を
挙げると、流体コンプライアンスＣｉが１×１０^−２０
ｍ^５Ｎ^−１、剛性コンプライアンスＣｖが１．５×１０
^−２０ｍ^５Ｎ^−１、イナータンスＭｎが２×１０^８ｋｇ
ｍ^−４、イナータンスＭｓが１×１０^８ｋｇｍ^−４のと
きのヘルムホルツ共振周波数Ｆは１２５ｋＨｚであり、
ヘルムホルツ周期Ｔｃは８μｓとなる。

【００４０】ヘルムホルツ周期Ｔｃは、実験室レベルで
は直接測定することができるが、量産レベルで直接測定
することは時間がかかるため困難である。そこで、圧力
発生室３２にインクが入っていない状態でインピーダン
スアナライザによって素子の共振周波数を測定する。イ
ンクが入っていない状態の共振周波数とヘルムホルツ周
期Ｔｃとの間には図６に示すように比例関係があるた
め、共振周波数の測定値からからＴｃを計算することが
できる。

【００４１】記録ヘッドの製造工程において、圧力発生
室３２を形成している第１の蓋部材３０、圧電振動子３
３等の材料による剛性コンプライアンスＣｖ等の値に
は、ばらつき生じる。そのため、ヘルムホルツ周期Ｔｃ
もヘッド毎にばらつく。

【００４２】記録ヘッドのノズルから吐出されるインク
滴の重量を各ヘッドで一定にするためには、一般にヘッ
ド圧電振動子に印加する電圧の大きさを変化させて、吐
出されるインク滴重量が一定になるようにヘッド毎に調
整を行っている。具体的には２点の違った電圧でインク
滴を吐出させ、それぞれの吐出されたインク滴重量を測
定し、インク滴重量の変化量が電圧の変化量に比例する
ものとして適切なインク滴重量になるように電圧を調整
する。

【００４３】しかし、マイクロドットを吐出させるとき
は、インク滴重量が一定になるように印加する電圧の大
きさを調整するだけでは、ヘルムホルツ周期Ｔｃが大き
い記録ヘッドの場合は、圧力発生室のコンプライアンス
が大きく、圧力変化がなだらかであるためインク滴速度
が上がらず飛行曲がりしやすいインク滴の吐出となって
しまう。Ｔｃの小さい記録ヘッドでは、インク滴速度が
大きすぎて吐出状態が不安定になる。

【００４４】本実施例においては、マイクロドット駆動
パルスの放電パルス１１４の継続時間Ｔｗｄ１をヘルム
ホルツ周期Ｔｃに応じて変更することにより、インク滴
の吐出速度を調整する。その原理を以下に説明する。

【００４５】図７は、ヘルムホルツ周期Ｔｃが８．０μ
ｓの記録ヘッドにおいて、Ｔｗｄ１＝４．０μｓ、Ｔｗ
ｄ１＝６．０μｓ、Ｔｗｄ１＝８．０μｓの３つの条件
で放電パルスを圧電振動子に送り、そのまま電圧を保持
したときのインクのメニスカスの振動の様子を示す図で
ある。

【００４６】これらの記録ヘッドを用いてマイクロドッ
トを吐出させる場合、Ｔｗｈ１を２．０μｓとすると、
Ｔｗｄ１＝４．０μｓのときには、図７のＸで示すポイ
ントで圧力発生室を収縮させる充電パルス１１６が開始
される。ここでは引き込み量は最大となるが、ノズルの
吐出方向に向かう速度は０となるため、インク滴速度は
最大とはならない。

【００４７】Ｔｗｄ１＝６．０μｓのとき、すなわちＴ
ｗｄ１がＴｃの３／４のときには、図７のＹで示すポイ
ントで圧力発生室を収縮させる充電パルス１１６が開始
される。ここでは、振動のノズルの吐出方向に向かう速
度が最大となり、このポイントで充電パルス１１６が開
始されることによる重畳効果で、インク滴重量に対する
インク滴速度は最大となる。

【００４８】Ｔｗｄ１＝８．０μｓのとき、すなわちＴ
ｗｄ１とＴｃが等しい場合には、図７のＺで示すポイン
トで圧力発生室を収縮させる充電パルス１１６が開始さ
れる。ここでは、メニスカスの引き込み量が小さくな
り、インク滴速度は遅くなる。Ｔｗｄ１がＴｃよりも大
きい場合には、メニスカスの引き込み量がさらに小さく
なるので、メニスカスを大きく後退させて小さいインク
滴を大きな速度で吐出させるというマイクロドットの打
ち方ができなくなる。

【００４９】上記のような理由から、Ｔｗｄ１を変更し
たときのインク滴重量に対するインク滴速度の比は、図
８に示すようにＴｗｄ１がＴｃの３／４のときに最大と
なる。Ｔｗｄ１がＴｃの３／４からＴｃの間では、ほぼ
一定の勾配でＴｗｄ１が大きいほどインク滴速度は小さ
くなる。Ｔｗｄ１がＴｃより大きくなると、インク滴速
度はＴｗｄ１に依らずほぼ一定となる。したがって、Ｔ
ｗｄ１の長さを変更してインク滴速度を調整しようとす
る場合、Ｔｗｄ１をＴｃの３／４からＴｃの間で変更す
ると小さなＴｗｄ１の変更でインク滴速度を大きくする
ことができる。また、Ｔｗｄ１の最大値をＴｃ、最小値
をＴｃの３／４とすることにより、インク滴速度の調整
幅を大きくすることができる。

【００５０】ここでは一例として、表１に示すように、
記録ヘッドのアクチュエータ素子の共振周波数を抜き取
り測定した測定値ｆのばらつきの範囲がｆ０±１．５で
あり、そのときのＴｃのばらつきの範囲が６．９μｓか
ら８．１μｓの間である場合を考える。

【００５１】

【表１】

【００５２】表１に示すように、共振周波数の測定値ｆ
の値によって記録ヘッドをＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆとラ
ンク分けし、ヘルムホルツ周期Ｔｃの値を予想して記録
ヘッドのＴｗｄ１を決定する。

【００５３】ここで、Ｔｗｄ１はヘルムホルツ周期Ｔｃ
が大きいほどＴｗｄ１が小さくなるように、かつＴｃが
最も大きいランクＡにおいてはＴｃの３／４になり、Ｔ
ｃが最も小さいランクＦにおいてはＴｃとほぼ等しくな
るように決定している。

【００５４】図１は本実施例の効果を概念的に示す図で
ある。Ｔｃ＝７．０μｓの記録ヘッド、Ｔｃ＝８．０μ
ｓの記録ヘッドにおいて、Ｔｗｄ１を例えば６．５μｓ
に固定してインク滴重量が一定になるように電圧を調整
すると、インク滴速度に大きな差ｄ_０が生じる。

【００５５】本実施例によれば、Ｔｃ＝８．０μｓの記
録ヘッドではＴｗｄ１をＴｃの３／４である６．０μｓ
に調整し、Ｔｃ＝７．０μｓの記録ヘッドではＴｗｄ１
をＴｃに等しい７．０μｓに調整する。これにより、Ｔ
ｃ＝８．０μｓの記録ヘッドはインク滴の速度が大きく
なり、Ｔｃ＝７．０μｓの記録ヘッドはインク滴の速度
が小さくなる。

【００５６】その後、各ヘッドから吐出されるインク滴
重量が一定になるように、従来より行われている方法に
より、２点の違った電圧でインク滴を吐出させ、それぞ
れの吐出されたインク滴重量を測定し、インク滴重量が
電圧に対して線形的に変化するものとみなして適切なイ
ンク滴重量になるように電圧を調整する。

【００５７】このようにして、Ｔｃにばらつきがある複
数の記録ヘッドにおいて、インク滴重量を一定にしたと
きの記録ヘッド毎のインク滴の速度の差は図１にｄ_１と
示すように小さくすることができる。

【００５８】以下に、本実施例において図５のＡに示す
放電パルス１１４の継続時間Ｔｗｄ１を変更する方法に
ついて説明する。一般に、図９のような構成を用いるこ
とによって、図１０に示すような波形を生成することが
できる。図９の回路では駆動波形生成用の電源電圧であ
るＶkに振幅がほぼ等しい波形を作り、Ｖkのみを変更す
ることによって振幅を変更する。

【００５９】４００は波形生成装置であり、駆動波形の
元になる波形を生成する。波形生成装置４００は例えば
図１０のようにＶk／２を中心とした振幅Ｖk／３の波形
を生成する。オペアンプ３０１の非反転端子に波形生成
装置４００の出力が接続されており、波形生成装置４０
０の出力をＶk／２を中心にして３倍の非反転電圧増幅
をしてトランジスタ３０２、３０３のベースに出力す
る。トランジスタ３０２、３０３はオペアンプ３０１に
より生成された電圧を電流増幅するためにプッシュプル
接続をしたトランジスタであり、駆動波形が立ち上がる
場合はトランジスタ３０２が負荷に応じた電流を流し、
駆動波形が立ち下がる場合はトランジスタ３０３が電流
を吸い込む。

【００６０】これらの抵抗が形成する回路を図１１に示
す。ここで抵抗３０４と抵抗３０５は同じ大きさとし、
各抵抗値をＲ３０４、Ｒ３０５、Ｒ３０６、Ｒ３０７と
すれば、図１１の回路は図１２の回路と等価になる。よ
って、Ｒ３０７＝２×（Ｒ３０４／２＋Ｒ３０６）とす
れば、駆動波形は、Ｖk ／２を中心として、波形生成装
置４００の出力を３倍した波形となり、図１０に示すよ
うになる。

【００６１】波形生成装置４００は例えば図１３に示す
ようなデジタル・アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）であ
る。ここで、４０１、４０２、４０３は抵抗ですべて同
じ抵抗値をもち、Ｖkを３等分に分圧する。４０４、４
０５はボルテージフォロワ接続されたオペアンプで、抵
抗４０１、４０２、４０３により分圧された電位を出力
する。抵抗４１１、４１２、…、４１４は等しい抵抗値
をもつ抵抗である。４２１、４２２、…、４２４はスイ
ッチであり、制御信号によりそれらのいずれか一つがＯ
Ｎになり、抵抗４１１、４１２、…、４１４により分圧
された電圧のいずれかをオペアンプ４３１の非反転端子
に出力する。オペアンプ４３１はボルテージフォロワで
あり、スイッチ４２１、４２２、…、４２４のいずれか
により発生された電圧をＤＡＣの出力とし、動的に閉じ
るスイッチを変化させて出力波形を得る。

【００６２】以上のようなＤＡＣによる波形生成装置４
００の構成にあっては、任意のＶkに対し、図１３のス
イッチ４２１が閉じた時に、最大の駆動電位であるＶk
が、スイッチ４２４を閉じたときに最小の駆動電位であ
るＧＮＤが駆動波出力として出力される。

【００６３】図５のＡのような駆動波形において、放電
パルス１１４の立ち下がりの傾斜を変化させたい場合に
も、時間ステップに対するスイッチ４２１、４２２、
…、４２４のスイッチングのタイミングを変えることに
より、任意の立ち下がりの傾斜をもった出力波形が波形
生成装置４００から得られる。このようにして、マイク
ロドット駆動パルスの放電パルス１１４の継続時間Ｔｗ
ｄ１を変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の効果を概念的に示す図である。

【図２】本発明実施例におけるプリンタ本体と記録ヘッ
ドとの関係を示すブロック図である。

【図３】本発明実施例における記録ヘッドの機械的構造
を示す断面図である。

【図４】本発明実施例において記録ヘッドにより印刷す
る行程を説明する模式図である。

【図５】Ａは本発明実施例におけるマイクロドットの駆
動波形であり、Ｂは本発明実施例におけるノーマルドッ
トの駆動波形である。

【図６】本発明実施例における記録ヘッドのアクチュエ
ータの共振周波数と、ヘルムホルツ周期の関係を示す図
である。

【図７】本発明実施例においてＴｗｄ１を変更したとき
のインクのメニスカスの振動の様子を示す図である。

【図８】本発明実施例においてＴｗｄ１とインク滴重量
に対するインク滴速度の比との関係を示す図である。

【図９】本発明実施例の駆動波形を出力する回路を示す
回路図である。

【図１０】図９の回路により出力される波形の一例を示
す図である。

【図１１】図９の回路のうち抵抗が形成する回路を示す
回路図である。

【図１２】本発明実施例において図１１の回路と等価に
なる回路を示す回路図である。

【図１３】本発明実施例における波形生成装置を示す回
路図である。

【符号の説明】

１ プリンタ本体 ２ 記録ヘッド ３ フレキシブル・フラット・ケーブル １０ 記録ヘッド ２１ アクチュエータユニット ２２ 流路ユニット ２５ ノズル開口 ３２ 圧力発生室 ３３ 圧電振動子（圧力発生手段） １１２ 充電パルス １１４ 放電パルス（収縮信号） １１６ 充電パルス（膨張信号） １１８ 放電パルス

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力発生手段を作動させることにより圧
   力発生室を収縮させ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と、 前記圧力発生室を膨張させる膨張信号と、前記ノズル開
   口からインク滴を吐出するように前記圧力発生室を収縮
   させる収縮信号とを含む駆動信号を前記圧力発生手段に
   出力する駆動手段と、 前記膨張信号の継続時間を変更することにより前記収縮
   信号で吐出されるインク滴の速度を調整する手段とを備
   え、 前記膨張信号によってインクのメニスカスが振動する記
   録ヘッド毎に固有の周期Ｔｃが大きいほど前記膨張信号
   の継続時間を小さくすることを特徴とするインクジェッ
   ト式記録装置。
2. 【請求項２】 前記膨張信号の継続時間はＴｃとＴｃの
   ３／４との間で設定することを特徴とする請求項１に記
   載のインクジェット式記録装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のインクジェット式記録
   装置の駆動信号を調整する方法であって、 前記膨張信号によってインクのメニスカスが振動する記
   録ヘッド毎に固有の周期Ｔｃを測定する工程と、 Ｔｃが大きいほど前記膨張信号の継続時間を小さくする
   工程とを含むことを特徴とするインクジェット式記録装
   置の駆動信号調整方法。
4. 【請求項４】 前記膨張信号の継続時間はＴｃとＴｃの
   ３／４との間で設定することを特徴とする請求項３に記
   載のインクジェット式記録装置の駆動信号調整方法。