JPH10250066A - プリンタ装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低濃度の印画時においても適切なインク濃度
のドット形成を可能とし、低濃度から高濃度まで確実な
混合吐出動作を行うことを可能とする。 【解決手段】 定量媒体が導入される第１の圧力室とこ
れに連通される第１のノズルと、吐出媒体が導入される
第２の圧力室とこれに連通する第２のノズルと、定量媒
体を押し出す第１の圧力印加手段と吐出媒体を吐出させ
る第２の圧力印加手段とを有するプリンタ装置の第１の
圧力印加手段に定常状態から押し出し動作を行わせ、第
１のノズルから第２のノズルに向けて定量媒体を滲み出
させて当該定量媒体を第２のノズルの先端近傍の吐出媒
体に接触させた後、第２の圧力印加手段に定常状態から
吐出動作を行わせて定量媒体と吐出媒体とを混合吐出す
るに際して、第１の圧力印加手段の押し出し動作の押し
出し量変化の割合を、押し出し量が小さくなるほど大き
くなるように変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、定量媒体と吐出媒
体を混合吐出するプリンタ装置の駆動方法に関する。詳
しくは、定量媒体と吐出媒体の混合動作において、定量
動作の駆動方法を規定することにより、確実な混合吐出
動作を行うことを可能としたプリンタ装置の駆動方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、特にオフィス等においてデスクト
ップパブリッシングと称されるコンピュータを使用した
文書作成が盛んに行われるようになってきており、最近
では文字や図形だけでなく、写真のようなカラーの自然
画像を文字，図形とともに出力するといった要求も増加
してきている。そして、これに伴い、高品位な自然画像
をプリントすることが要求され、中間調の表示による階
調表現が重要となっている。

【０００３】また、記録信号に応じた制御信号に応じて
印刷時に必要な時だけインク液滴をノズルより吐出して
紙，フィルム等の被記録材に被着させて記録する、いわ
ゆるオンデマンド型のプリンタ装置は、小型化，低コス
ト化の可能性を有するため、近年急速に普及しつつあ
る。

【０００４】このように、インク液滴をノズルより吐出
させる方法としては、様々な方法が提案されているが、
ピエゾ素子を用いる方法または発熱素子を用いる方法が
一般的である。前者はピエゾ素子の変形によりインクに
圧力を加えて吐出させる方法である。後者は、発熱素子
によりインクを加熱気化させて発生する泡の圧力でイン
クを吐出させる方法である。

【０００５】そして、上記のような中間調の表示による
階調表現を上述のインク液滴を吐出するオンデマンド型
のプリンタ装置で疑似的に行う方法としては、様々な方
法が提案されている。すなわち、第１の方法としてはピ
エゾ素子或いは発熱素子に与える電圧パルスの電圧やパ
ルス幅を変化させて吐出する液滴サイズを制御し、印刷
ドットの径を可変として階調を表現するものが挙げられ
る。

【０００６】しかし、上記第１の方法においては、ピエ
ゾ素子或いは発熱素子に与える電圧やパルス幅を下げす
ぎるとインクが吐出しなくなるため最小液滴径に限界が
あり、表現可能な階調段数が少なく、特に低濃度の表現
が非常に困難であるという欠点を有している。従って、
自然画像のプリントアウトには不満足なものである。

【０００７】また、第２の方法としては、ドット径は変
化させずに１画素を例えば４×４のドットよりなるマト
リクスで構成し、このマトリクス単位でいわゆるディザ
法等を用いて階調表現を行う方法が挙げられる。

【０００８】しかし、この第２の方法においても、１画
素を４×４のマトリクスで構成した場合、１７階調の濃
度を表現することができるが、例えば上記第１の方法と
同じドット密度で印刷した場合には解像度が１／４に劣
化してしまい、荒さが目立つため、これも自然画像のプ
リントアウトには不満足なものである。

【０００９】そこで、本発明者等は、従来のインクのみ
を吐出するオンデマンド型のプリンタ装置の問題点を原
理的に解明するために、例えば特開平５−２０１０２４
号公報に示されるように、インクと透明溶媒である希釈
液を所定の混合比で吐出直前に混合して希釈インクと
し、この希釈インクを直ちにノズルより吐出して被記録
材に被着させて記録を行う２液混合型のプリンタ装置を
提案してきた。なお、以下、このような方式のうち、イ
ンクを定量媒体とし、希釈液を吐出媒体とし、定量媒体
であるインクを吐出媒体である希釈液に混合して希釈イ
ンクとし、吐出媒体を吐出することにより記録を行う方
式をキャリアジェット方式と称するが、上記プリンタ装
置においては、希釈液を定量媒体とし、インクを吐出媒
体としても何等問題はない。

【００１０】このようなキャリアジェット方式のプリン
タ装置においては、吐出される希釈インク液滴の濃度を
制御し、印刷されるドット毎に濃度を変更することが可
能であり、解像度の劣化を発生させることなく中間階調
が豊富な自然画像をプリントアウトすることが可能であ
る。

【００１１】なお、このような２液混合型のプリンタ装
置としては、定量媒体が導入される第１の圧力室と、吐
出媒体が導入される第２の圧力室とを有し、上記第１の
圧力室に連通する第１のノズル及び第２の圧力室に連通
する第２のノズルとを互いに隣合うように開口して有
し、第１のノズルから所定量の定量媒体をノズル開口面
を伝わらせて第２のノズルに向けて滲み出させ、第２の
ノズル先端近傍にて充填されている吐出媒体と接触さ
せ、一定量の吐出媒体を第２のノズルから吐出すること
により定量媒体と吐出媒体を混合溶液として吐出するプ
リンタ装置が挙げられる。すなわち、このプリンタ装置
においては、定量媒体となるインク或いは希釈液の定量
する量を変化させながら一定量の吐出媒体となる希釈液
或いはインクに混合することにより、混合液滴のインク
濃度をドット毎に変化させて階調を表す。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】さて、このようなプリ
ンタ装置においては、第１の圧力室内の定量媒体に圧力
を印加する第１の圧力印加手段と第２の圧力室内の吐出
媒体に圧力を印加する第２の圧力印加手段を有してお
り、この第１の圧力印加手段により第１の圧力室内の定
量媒体に圧力を印加することでこれと連通する第１のノ
ズルから定量媒体を滲み出せ、第２の圧力印加手段によ
り第２の圧力室内の吐出媒体に圧力を印加することでこ
れと連通する第２のノズルから吐出媒体を吐出させてい
る。

【００１３】ところで、このような第１及び第２の圧力
印加手段としては、駆動電圧を変化させることにより伸
縮して第１の圧力室及び第２の圧力室に圧力を印加し
て、これらの中に充填されている定量媒体及び吐出媒体
に圧力を印加するピエゾ素子等が挙げられる。このよう
な圧力印加手段においては駆動電圧の電圧の大きさ、パ
ルス幅、第１及び第２の圧力室に圧力を印加するタイミ
ング等により第１及び第２のノズルに向けて滲み出させ
る定量媒体及び吐出される吐出媒体の量等を規制してい
る。

【００１４】その内の第１のノズルから滲み出させる定
量媒体の量であるが、具体的には第１の圧力印加手段を
待機状態から変形させる量を調節することにより行う。
すなわち、最大でない中間調の濃度を得るためには、最
大濃度を得るために必要な最大定量媒体量を滲み出させ
るために必要な変形量までいかない内に、圧力印加手段
を止めてその状態を保持した後、また元の待機状態に戻
していくという動作を行う。つまり、圧力印加手段の変
形量の変化率は、滲み出させる定量媒体の量に関わらず
一定ということになる。

【００１５】ところで、定量媒体には表面張力等により
第１のノズル内に残ろうとする力が働く。そのため、低
い濃度を得ようとしてわずかしか定量媒体を滲み出させ
ない場合には、第１のノズル内に残ろうとする力が滲み
出させようとする力に対して相対的に大きくなり、定量
媒体の吐出媒体への確実な混合動作ができなくなってし
まう。すなわち、低濃度における適切なインク濃度のド
ット形成が不可能となってしまう。

【００１６】そこで本発明は、このような実情に鑑み
て、定量媒体をわずかしか滲み出させない低濃度印画の
場合においても確実に定量媒体を吐出媒体と混合させ、
低濃度から高濃度まで確実な混合吐出動作を行うことを
可能とするプリンタ装置の駆動方法を提供することを目
的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明のプリンタ装置の駆動方法は、定量媒体が
導入される第１の圧力室と、吐出媒体が導入される第２
の圧力室とを有し、上記第１の圧力室に連通する第１の
ノズル及び第２の圧力室に連通する第２のノズルとを互
いに隣合うように開口して有し、且つ第１の圧力室内の
定量媒体に圧力を加えて定量媒体を押し出す第１の圧力
印加手段と第２の圧力室内の吐出媒体に圧力を加えて吐
出媒体を吐出させる第２の圧力印加手段とを有するプリ
ントヘッドを有するプリンタ装置の第１の圧力印加手段
に定常状態から押し出し動作を行わせ、第１のノズルか
ら第２のノズルに向けて定量媒体を滲み出させて当該定
量媒体を第２のノズルの先端近傍の吐出媒体に接触させ
た後、第２の圧力印加手段に定常状態から吐出動作を行
わせ、第２のノズルから吐出媒体を吐出させて定量媒体
と吐出媒体を混合吐出するプリンタ装置の駆動方法にお
いて、第１の圧力印加手段の押し出し動作の押し出し量
変化の割合を、押し出し量が小さくなるほど大きくなる
ように変化させることを特徴とする。

【００１８】本発明に係るプリンタ装置の駆動方法は、
これにより、印画する濃度が低くなればなるほど、すな
わち押し出し量が小さくなればなるほど、第１の圧力印
加手段の押し出し量変化の割合が大きくなって第１のノ
ズルからの液滴の変形率も高くなる。このため、印画す
る濃度が低くなっても、定量媒体を第１のノズルより滲
み出させる力が、表面張力等により第１のノズル内に残
ろうとする力に対して相対的に小さくならずにすむ。し
たがって、低濃度の印画時においても適切なインク濃度
のドット形成が可能となり、低濃度から高濃度まで確実
な混合吐出動作を行うことができるようになる。

【００１９】なお、第１の圧力印加手段の押し出し動作
の押し出し量変化の割合は、多角形的に変化させても、
曲線的に変化させても、多角形と曲線を組み合わせた形
であってもよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態を図面を参照しながら詳細に説明する。先ず、本発明
の駆動方法が適用可能なプリンタ装置について述べる。
ただし、ここでは希釈液にインクを混合しながらこれら
を混合吐出する、いわゆるキャリアジェット方式のプリ
ンタ装置のプリントヘッドの例について述べ、複数のノ
ズル組を有するプリントヘッドの例について述べるもの
とする。上記プリントヘッドは、図１に示すように、イ
ンク及び希釈液を混合吐出させ、２つの圧力室を有する
圧力室ユニット１と、上記２つの圧力室に対応する第２
のピエゾユニット２及び第１のピエゾユニット３により
主に構成されるものである。

【００２１】上記圧力室ユニット１は、上述のようにイ
ンク及び希釈液を混合吐出させるものであり、図２に拡
大して示すように内部に希釈液の吐出口とされる第２の
ノズル４とこれに連通される第２の導入口５とインクの
吐出口となる第１のノズル６とこれに連通される第１の
導入口７とが略中央に形成される板状のオリフィスプレ
ート８と、図１に示すように圧力室側壁９ａ，９ｂ，９
ｃ，９ｄ，９ｅが隔壁となって形成されて希釈液の流路
となる第２の圧力室１０とインクの流路となる第１の圧
力室１１と、振動板１２により構成される。

【００２２】そして、上記オリフィスプレート８におい
ては、図２に拡大して示すように、第１及び第２のノズ
ル６，４の一端が印字面となる一主面８ａに臨み、上記
第１及び第２のノズル６，４に連通する第１及び第２の
導入口７，５の一端が上記一主面８ａに対向する裏面８
ｂに臨むようになされている。従って、第２の導入口５
と第２のノズル４は全体としてオリフィスプレート８を
貫通し、第１の導入口７と第１のノズル６も全体として
オリフィスプレート８を貫通することとなる。また、上
記第１及び第２のノズル６，４は図２中θで示すこれら
の開口方向間の角度が４５°をなすように形成されてお
り、これらはノズル組となされる。

【００２３】さらに、上記オリフィスプレート８におい
ては、図１中に示すように、第１及び第２のノズル６，
４、第１及び第２の導入口７，５を挟むように希釈液溜
まりとなる断面略コ字状の第２の供給室１３とインク溜
まりとなる断面略コ字状の第１の供給室１４が、その開
口部が印字面となる一主面８ａに対向する裏面８ｂに臨
むようにして形成されている。

【００２４】このとき、上記オリフィスプレート８の裏
面８ｂ側に隔壁として圧力室側壁９ａ，９ｂ，９ｃ，９
ｄ，９ｅが積層形成され、上記圧力室側壁９ａ，９ｂ，
９ｃ，９ｄ，９ｅの形成されていない部分により第２の
供給室１３の開口部と第２の導入口５の開口部をつな
ぎ、流路となる第２の圧力室１０が形成されるととも
に、第１の供給室１４の開口部と第１の導入口７の開口
部をつなぎ、流路となる第１の圧力室１１が形成されて
いる。

【００２５】そして、上記圧力室側壁９ａ，９ｂ，９
ｃ，９ｄ，９ｅ上に振動板１２が積層形成され、上記第
１及び第２の圧力室１１，１０が密閉されている。

【００２６】また、上記第２のピエゾユニット２は、圧
電材と導電材とを交互に積層した板状の第２の積層ピエ
ゾ素子１５と、上記第２の積層ピエゾ素子１５の一方の
端部を固定する第２の支持体１６と、上記第２の積層ピ
エゾ素子１５の固定された第２の支持体１６を圧力室ユ
ニット１に対して固定する第２のホルダー１７とにより
構成される。一方の第１のピエゾユニット３においても
同様であり、第１の積層ピエゾ素子１８が第１の支持体
１９にその一端が固定され、これらは第１のホルダー２
０により圧力室ユニット１に対して固定されている。

【００２７】上記第１及び第２の積層ピエゾ素子１８，
１５としては、圧電材と導電材を第１及び第２の圧力室
１１，１０の長手方向に直交する方向に積層したもの、
或いは長手方向に平行な方向に積層したもののどちらを
使用しても良い。積層ピエゾ素子は電圧を加えられると
その積層方向に伸びる特性を有している。

【００２８】このため、前者の積層ピエゾ素子は、電圧
の印加により第１及び第２の圧力室１１，１０の長手方
向に伸びる一方で、これと直交する方向には縮むことと
なる。従って、この積層ピエゾ素子は、圧力室に圧力を
付与しないようになる。このような積層ピエゾ素子をｄ
₃₁モードの積層ピエゾ素子と称する。

【００２９】一方の後者の積層ピエゾ素子においては、
電圧を加えると第１及び第２の圧力室１１，１０の長手
方向と直交する方向に伸び、圧力室に圧力を付与するよ
うになる。このような積層ピエゾ素子をｄ₃₃モードの積
層ピエゾ素子と称する。

【００３０】そして、上記第２の積層ピエゾ素子１５は
振動板１２を介して第２の圧力室１０に対向するように
配されており、第１の積層ピエゾ素子１８も振動板１２
を介して第１の圧力室１１に対向するように配されてい
る。

【００３１】従って、上記のような構成のプリントヘッ
ドにおいては、希釈液２１が、図示しない希釈液タンク
から図示しない供給管や供給溝を通って第２の供給室１
３に供給され、ここから図２に示すように第２の圧力室
１０を通って第２の導入口５に連通する第２のノズル４
に充填され、該希釈液２１により第２のノズル４の先端
部に第２のメニスカスＤ₂ が形成される。

【００３２】一方のインク２２においても同様であり、
図示しないインクタンクから図示しない供給管や供給溝
を通って第１の供給室１４に供給され、ここから図２に
示すように第１の圧力室１１を通って第１の導入口７に
連通する第１のノズル６に充填され、インク２２により
第１のノズル６の先端部に第１のメニスカスＤ₁ が形成
される。

【００３３】さらに、このプリントヘッドにおいては、
前述のように第１のノズル６と第２のノズル４よりなる
複数のノズル組が隣合って配列されている。すなわち、
図３に示すように、プリントヘッドのオリフィスプレー
ト８の一主面８ａ側から見ると、第１及び第２のノズル
６，４よりなる複数のノズル組３０が第２のノズル４同
士、第１のノズル６同士が隣合うようにして隣合って配
列されている。

【００３４】また、プリントヘッドを図３中Ａ−Ａ´で
示す線において切断した断面図を図４に示すが、オリフ
ィスプレート８には第２の導入口５と連通された第２の
ノズル４が隣合って複数配列され、これらと連通される
第２の圧力室１０も隣合って複数配列されている。さら
には、複数の第２の圧力室１０に対向する第２の積層ピ
エゾ素子１５も隣合って複数配列され、前述の第２の支
持体１６にその一端が保持され、さらには第２の支持体
１６は第２のホルダー１７に固定されている。

【００３５】なお、このプリントヘッドには、これら第
２の圧力室１０に例えば希釈液２１を供給する第１の供
給管３２と、この第１の供給管３２と外部の図示しない
希釈液タンクを接続する第２の供給管２３も形成されて
いる。また、プリントヘッドの第１のノズル６側におい
ても同様の構成となる。

【００３６】次に、オリフィスプレート８を第１及び第
２の圧力室１１，１０近傍で切断した断面図を図５に示
すが、第２の供給室１３が複数の第２の圧力室１０に対
応するような大きさで、対応する位置に形成され、これ
ら第２の圧力室１０は第２の供給室１３にそれぞれ接続
されており、第２の供給室１３と第１の供給管３２は第
１の供給溝２４により接続されている。

【００３７】一方、第１の供給室１４が複数の第１の圧
力室１１に対応するような大きさで、対応する位置に形
成される。これら第１の圧力室１１は第１の供給室１４
にそれぞれ接続されており、第１の供給室１４と第３の
供給管２５とは第２の供給溝２６により接続されてい
る。このとき、第３の供給管２５は、図示しない第４の
供給管により外部のインクタンクと第１の供給管３２と
同様に接続されている。

【００３８】次に、上記プリントヘッドをオリフィスプ
レート８の一主面８ａ側から見た図を図６に示すが、例
えば第２の圧力室１０の一主面８ａ側に第２の導入口５
を介して第２のノズル４が連通され、上記第２の圧力室
１０の第２のノズル４と反対側に第２の積層ピエゾ素子
１５が配されることとなる。

【００３９】従って、図示しない希釈液タンクから第２
の供給管２３及び第１の供給管３２を介し、第１の供給
溝２４を介して第２の供給室１３に供給された希釈液２
１は、複数の第２の圧力室１０にそれぞれ供給され、各
第２の圧力室１０に対応し、第２の導入口５に連通する
第２のノズル４に充填されることとなる。そして、各第
２の圧力室１０に対応する各第２の積層ピエゾ素子１５
を変形させて第２の圧力室１０をそれぞれ加圧すると、
第２の積層ピエゾ素子１５と反対側において第２の圧力
室１０に連通される第２のノズル４からそれぞれ希釈液
２１が吐出されることとなる。

【００４０】すなわち、複数の第２の積層ピエゾ素子１
５の全てを変形させて複数の第２の圧力室１０に加圧す
れば、複数の第２のノズル４から希釈液２１が一度に吐
出し、選択された第２の積層ピエゾ素子１５を変形させ
れば、これに対応した選択された第２のノズル４から希
釈液２１が吐出されることとなる。

【００４１】このことは、第１の圧力室１１側において
も同様であり、第１の圧力室１１の一主面８ａ側に第１
の導入口７を介して第１のノズル６が連通され、上記第
１の圧力室１１の第１のノズル６と反対側に第１の積層
ピエゾ素子１８が配されることとなる。

【００４２】従って、図示しないインクタンクから第４
の供給管２７及び第３の供給管２５を介し、第２の供給
溝２６を介して第１の供給室１４に供給されたインク２
２は、複数の第１の圧力室１１にそれぞれ供給され、各
第１の圧力室１１に対応し、第１の導入口７に連通する
第１のノズル６に充填されることとなる。そして、各第
１の圧力室１１に対応する各第１の積層ピエゾ素子１８
を変形させて第１の圧力室１１をそれぞれ加圧すると、
第１の積層ピエゾ素子１８と反対側において第１の圧力
室１１に連通される第１のノズル６からそれぞれインク
２２が吐出されることとなる。

【００４３】すなわち、複数の第１の積層ピエゾ素子１
８の全てを変形させて複数の第１の圧力室１１に加圧す
れば、複数の第１のノズル６からインク２２が一度に吐
出し、選択された第１の積層ピエゾ素子１８を変形させ
れば、これに対応した選択された第１のノズル６からイ
ンク２２が吐出されることとなる。

【００４４】次に、図７に示すように、上述したような
プリンタ装置の動作について、最大駆動電圧を９Ｖとす
る駆動電圧波形と合せて述べる。なお、ここでは、第１
及び第２の積層ピエゾ素子１８，１５としていわゆるｄ
₃₁モードの積層ピエゾ素子を使用している場合について
述べる。

【００４５】すなわち、図７（ａ）に示すように、印刷
前の待機時、図７中（Ａ）で示す時点において、予め第
２の積層ピエゾ素子１５に例えば９［Ｖ］を印加し、図
７（ｂ）に示すように、印刷前の待機時、図７中（Ａ）
で示す時点において、予め第１の積層ピエゾ素子１８に
例えば９［Ｖ］を印加しておく。

【００４６】なお、この時、図８に示すように、オリフ
ィスプレート８に形成される第２のノズル開口部４ａに
は、第２のメニスカスＤ₂が形成され、第１のノズル開
口部６ａには、第１のメニスカスＤ₁が形成されてい
る。

【００４７】そして、印刷時には、プリンタ装置に備え
られているヘッドドライブ，ヘッド送り制御，ドラム回
転制御等からの信号に基づいて、先ず第１のノズル６か
らインク２２を押し出してしみ出させるべく、図７
（ｂ）中（Ｂ）で示す時点から図７（ｂ）中（Ｃ）で示
す時点までにおいて第１の積層ピエゾ素子１８の電圧を
３０［μｓｅｃ］かけて例えば０［Ｖ］まで徐々に下げ
る。すると、第１の積層ピエゾ素子１８が長手方向に除
々に伸長し、図９に模式的に示すように振動板１２を介
して第１の圧力室１１が徐々に加圧され、第１のノズル
６に内圧が加わり、インク２２が第１のノズル開口部６
ａから第２のノズル開口部４ａ付近までしみ出し、第２
のノズル４の希釈液２１に合わさる。

【００４８】なお、図７（ｂ）中（Ｂ）で示す時点から
図７（ｂ）中（Ｃ）で示す時点までの押し出し動作（駆
動電圧波形）については、後で詳細に説明する。

【００４９】また、図７（ａ）に示すように、図７
（ｂ）中（Ｂ）で示す時点で第１の積層ピエゾ素子１８
の電圧を下げ始めた後、図７（ａ）中（Ｄ）で示す時点
から第図７（ａ）中（Ｅ）で示す時点まで第２の積層ピ
エゾ素子１５の電圧を１０［μｓｅｃ］かけて例えば０
［Ｖ］まで徐々に下げ始める。すると、第２の積層ピエ
ゾ素子１５が長手方向に伸長し始め、振動板１２を介し
て第２の圧力室１０が加圧され、第２のノズル４に内圧
が加わり始める。そして、図１０に示すように第２のノ
ズル開口部４ａから希釈液２１が押し出され、これに押
される形でインク２２を含有する混合液４０が第２のノ
ズル４から押し出される。そして、第１の積層ピエゾ素
子１８によるインク２２の押し出し動作が終了してから
第２の積層ピエゾ素子１５の吐出動作が終了するように
する。

【００５０】そして、第１の積層ピエゾ素子１８の電圧
を図７（ｂ）中（Ｃ）で示す時点から図７（ｂ）中
（Ｆ）で示す時点まで３０［μｓｅｃ］かけて保持す
る。また、第２の積層ピエゾ素子１８の電圧を図７
（ａ）中（Ｅ）で示す時点から図７（ａ）中（Ｈ）で示
す時点まで２０［μｓｅｃ］かけて保持する。この間
に、図１１に示すように、混合溶液４０にくびれ４１が
生じる。さらにこの状態を続けると、図１２及び図１３
に示すように、混合溶液４０と希釈液２１とが分離し、
混合溶液４０が第２のノズル４から吐出し、混合溶液４
０が球形をなして被記録材に向かって飛翔を続け、被記
録材上に被着して記録がなされる。

【００５１】そして、図７（ｂ）で示すように、図７
（ｂ）中（Ｆ）で示す時点から図７（ｂ）中（Ｇ）で示
す時点まで３０［μｓｅｃ］かけて元の電圧まで徐々に
戻す。すると、第１の積層ピエゾ素子１８が収縮し始
め、第１の供給室１４内のインク２２が第１の圧力室１
１内に取り込まれ、元の状態にもどる。また、図７
（ａ）に示すように、図７（ａ）中（Ｈ）で示す時点か
ら図７（ａ）中（Ｊ）で示す時点まで３０［μｓｅｃ］
かけて元の電圧まで徐々に戻す。すると、第２の積層ピ
エゾ素子１５が収縮し始め、第２の供給室１３内の希釈
液２１が第２の圧力室１０内に取り込まれ、元の状態に
もどる。

【００５２】なお、第１の積層ピエゾ素子１８及び第２
の積層ピエゾ素子１５の駆動電圧を元の状態に戻った状
態としておくと、毛細管現象によって第１のノズル６に
はインク２２が再度充填され、第２のノズル４には希釈
液２１が再度充填されてメニスカスがそれぞれ形成さ
れ、図８の状態に戻る。

【００５３】ところで、図７中（Ｂ）で示される時点か
ら図中（Ｃ）で示される時点における第１の積層ピエゾ
素子１８の駆動電圧波形（以下、定量波形と称する。）
は、第１の積層ピエゾ素子１８の押し出し動作の押し出
し量の動作が小さくなるほど、押し出し量変化の割合を
大きくなるようにすることを特徴とする。すなわち、駆
動電圧が小さくなるほど、駆動電圧変化率が大きくな
る。

【００５４】したがって、駆動最大電圧を９Ｖとし、駆
動電圧９Ｖとして、第１のノズル６からインク２２を押
し出してしみ出させるには、予め９［Ｖ］に印加してお
く。そして、図１４に示すように、まず図中（Ｂ）で示
す時点から図中（Ｃ２）で示す時点までにおいて５［μ
ｓｅｃ］をかけて６［Ｖ］まで徐々に下げる。次に、図
中（Ｃ２）で示す時点から図中（Ｃ１）で示す時点まで
において１０［μｓｅｃ］をかけて３［Ｖ］まで徐々に
下げる。最後に、図中（Ｃ１）で示す時点から図中
（Ｃ）で示す時点までにおいて１５［μｓ］をかけて０
［Ｖ］まで徐々に下げる。この間が、図７（ｂ）中
（Ｂ）で示す時点から図中（Ｃ）で示す時点までの間に
おけるプリンタ装置の動きに対応する。

【００５５】つぎに、、駆動電圧が７［Ｖ］となる場合
には、以下のような定量波形により混合吐出動作が行わ
れる。この場合、駆動電圧９［Ｖ］の場合における流れ
と、図１４中（Ｃ１）で示す時点までは同じである。図
１５中（Ｃ１）で示す時点から図中（Ｃ'）で示す時点
までは、５［μｓ］をかけて２［Ｖ］まで徐々に下げ
る。結局、図中（Ｂ）で示す時点から図中（Ｃ'）で示
す時点に至るまでに要する時間は計２０［μｓ］であ
る。そして、この間が、図７（ｂ）中（Ｂ）で示す時点
から図中（Ｃ）で示す時点までの間におけるプリンタ装
置の動きに対応する。因みに、元の状態を示す時点図１
５中（Ｇ）には、図中（Ｆ'）を経て戻っていく。この
間が、図７（ｂ）中（Ｃ）で示す時点から図中（Ｆ）で
示す時点を経て図中（Ｇ）で示す時点に戻っていく間の
プリンタ装置の動きに対応する。

【００５６】なお、駆動電圧が６［Ｖ］以上９［Ｖ］以
下となる場合の定量波形は、駆動電圧７［Ｖ］の場合の
流れと同様にするのが好ましい。

【００５７】次に、駆動電圧４．５［Ｖ］の場合の定量
波形について述べる。この場合、駆動電圧９［Ｖ］の場
合における流れと、図１４中（Ｃ２）で示す時点までは
同じである。図１６中（Ｃ２）で示す時点から図中
（Ｃ''）で示す時点までは５［μｓ］をかけて４．５
［Ｖ］まで徐々に下げる。結局、図中（Ｂ）で示す時点
から図中（Ｃ''）で示す時点に至るまでに要する時間は
計１０［μｓ］である。そして、この間が、図７（ｂ）
中（Ｂ）で示す時点から図中（Ｃ）で示す時点までの間
におけるプリンタ装置の動きに対応する。因みに、元の
状態を示す時点図１６中（Ｇ）には、図中（Ｆ''）を経
て戻っていく。この間が図７（ｂ）中（Ｃ）で示す時点
から図中（Ｆ）で示す時点を経て図中（Ｇ）で示す時点
に戻っていく間のプリンタ装置の動きに対応する。

【００５８】なお、駆動電圧が３［Ｖ］以上６［Ｖ］以
下となる場合の定量波形は、駆動電圧４．５［Ｖ］の場
合における流れと同様にするのが好ましい。

【００５９】最後に、駆動電圧２．４［Ｖ］の場合の定
量波形について述べる。この場合、駆動電圧９［Ｖ］の
場合における流れと図１４中（Ｃ２）で示す時点に至る
途中までは同じである。図１７中（Ｂ）で示す時点から
図中（Ｃ'''）で示す時点に至るまでに要する時間は４
［μｓ］である。そして、この間が、図７（ｂ）中
（Ｂ）で示す時点から図中（Ｃ）で示す時点までの間に
おけるプリンタ装置の動きに対応する。因みに、元の状
態を示す時点図１７中（Ｇ）には、図中（Ｆ'''）を経
て戻っていく。この間が図７（ｂ）中（Ｃ）で示す時点
から図中（Ｆ）で示す時点を経て図中（Ｇ）で示す時点
に戻っていく間のプリンタ装置の動きに対応する。

【００６０】なお、駆動電圧が０［Ｖ］以上３［Ｖ］以
下となる場合の定量波形は、駆動電圧２．４［Ｖ］の場
合の流れと同様にするのが好ましい。

【００６１】以上述べた駆動電圧Ｖと、図７（ｂ）中
（Ｂ）で示す時点から図中（Ｃ）で示す時点までのプリ
ンタ装置の動きに対応する動きに要する時間ｔとの間の
関係は、次のようになる。

【００６２】 ｔ ＝ Ｖ ／ ３ ＊ ５ ０ ≦ Ｖ ≦ ３ ｔ ＝ １０ ＊ Ｖ ／ ３ − ５ ３ ≦ Ｖ ≦ ６ ｔ ＝ ５ ＊ Ｖ − １５ ６ ≦ Ｖ ≦ ９ 但し、 Ｖ［Ｖ］ ： 駆動電圧 ｔ［μｓ］：図７（ｂ）中（Ｂ）で示す時点から図中
（Ｃ）で示す時点までのプリンタ装置の動きに対応する
動きに要する時間 である。すなわち、 Ｖ ／ ｔ ＝ ３ ／ ５ ０ ≦ Ｖ ≦ ３ Ｖ ／ ｔ ＝ （１ ＋ ５ ／ ｔ） ＊ ０．３ ３ ≦ Ｖ ≦ ６ Ｖ ／ ｔ ＝ （１ ＋ １５ ／ ｔ） ＊ ０．２ ６ ≦ Ｖ ≦ ９ となる。

【００６３】このように、駆動電圧が小さくなればなる
ほど、駆動電圧変化率 Ｖ ／ ｔ が大きくなるのであ
る。因みに、上述の駆動電圧９［Ｖ］，７［Ｖ］，４．
５［Ｖ］，２．４［Ｖ］の場合の駆動電圧変化率は、そ
れぞれ０．３［Ｖ／μs］，０．３５［Ｖ／μs］，０．
４５［Ｖ／μs］，０．６［Ｖ／μs］となる。

【００６４】ここで、インク２２の動きを説明する。イ
ンク２２は、第１の積層ピエゾ素子１８を変形させるこ
とにより、第１のノズル６からしみ出させられようとす
る。しかし、同時にインク２２は、表面張力等により第
１のノズル６内に留まらせようとする力も受ける。この
インク２２のノズル６内に留まろうとする力は、しみ出
させられようとするインク２２の量によってそれほど大
きくは変わらない。すなわち、しみ出させられるインク
２２の量が少なければ少ないほど相対的に留まらせよう
とする力が大きくなってしまい、それだけ第２のノズル
４から吐出される希釈液２１との混合も不安定になって
しまう。

【００６５】しかし、上述したような駆動電圧波形によ
り混合吐出動作を行えば、しみ出させるインク２２の量
が小さいときには、駆動電圧変化率が大きくなり、ひい
ては第１の積層ピエゾ素子１８の変形率も大きくなり、
しみ出させようとする力も大きくなる。そのため、しみ
出させるインク２２の量が小さいときにも、第１のノズ
ル内に留まらせようとする力に比較して相対的にしみ出
させようとする力が小さくならないため、安定した混合
吐出動作が可能となる。

【００６６】このように、本発明を適用したプリンタ装
置の駆動方法は、第１の圧力印加手段の駆動電圧波形の
押し出し動作に対して、駆動電圧が小さいほど駆動電圧
変化率を大きくしている。したがって、滲み出させる定
量媒体の量が小さくなっても、第１の圧力印加手段の変
形率が大きくなるため、定量媒体を第１のノズル内に留
まらせようとする力に比較して定量媒体を滲み出させよ
うとする力が相対的に小さくならずにすむ。

【００６７】したがって、本発明に係るプリンタ装置の
駆動方法は、低濃度の印画時においても、すなわち、押
し出し量（駆動電圧）が小さくなっても、押し出し量の
変化の割合（駆動電圧変化率）が多くなることから、確
実な混合吐出動作を行うことができる。

【００６８】ところで、本発明における第１の積層ピエ
ゾ素子１８の駆動電圧波形であるが、上述した図１４の
ように折り返し点が２点の場合のみであってもよいし、
図１８に示すように折り返し点が１点のみでも何等問題
がない。また、図１９に示すように折り返し点が３点以
上であっても何等問題がない。さらに、図２０に示すよ
うに、図中（Ｂ）に示す時点から図中（Ｃ）に示す時点
まで滑らかな曲線を描いても、同様に問題がない。ま
た、多角形と曲線の組み合せであっても問題がないのは
言うまでもない。

【００６９】なお、以上の説明は、第１の積層ピエゾ素
子１８が引かれた状態を定常とした場合について述べた
ものである。したがって、図１４において（Ｇ）〜
（Ａ）〜（Ｂ）の区間に対応する状態を定常とした場合
である。

【００７０】しかし、本発明の駆動電圧波形は、第１の
積層ピエゾ素子１８が引かれた状態が定常である場合に
限る必要はない。本発明の駆動電圧波形は、第１の積層
ピエゾ素子１８が押された状態が定常である場合におい
ても適用可能である。

【００７１】ここで、上述した図１４〜図２０に対応し
て、第１の積層ピエゾ素子１８が押された状態を定常と
する定量波形を図２１〜図２７に示す。

【００７２】まず、第１の積層ピエゾ素子１８が押され
た状態を定常とする定量波形を示す図２１〜図２７と、
引かれた状態を定常とする定量波形を示す図１４〜図２
０との異なる点としては、まず図１７等においては
（Ｇ）〜（Ａ）〜（Ｂ）の区間において定常状態である
のに対し、図２１等においては（Ｃ）〜（Ｆ）の区間に
おいて定常であるという点である。

【００７３】すなわち、図２１〜図２４中（Ｃ）で示す
時点から図中（Ｆ）で示す時点の間は、各駆動電圧に関
わらず共通である。これに対し、第１の積層ピエゾ素子
１８の引き込み動作終了時点は、図２１〜図２４でそれ
ぞれ図中（Ｇ）で示す時点、図中（Ｇ'）で示す時点、
図中（Ｇ''）で示す時点、図中（Ｇ'''）で示す時点と
なり、結果的に第１の積層ピエゾ素子１８の押し出し動
作開始時点が図２１〜図２４でそれぞれ図中（Ｂ）で示
す時点、図中（Ｂ'）で示す時点、図中（Ｂ''）で示す
時点、図中（Ｂ'''）で示す時点となり、各駆動電圧に
よって異なっている。

【００７４】さらに、第１の積層ピエゾ素子１８が押さ
れた状態を定常とする定量波形を示す図２１〜図２７に
おいては、図中（Ｂ）または（Ｂ'）または（Ｂ''）ま
たは（Ｂ'''）で示す時点から図中（Ｃ）で示す時点に
対応する第１の積層ピエゾ素子１８の押し出し動作が、
始めが急で徐々に緩やかになるのに対し、引かれた状態
を定常とする定量波形を示す図１４〜図２０において
は、第１の積層ピエゾ素子１８の押し出し動作が、初め
が緩やかで徐々に急になっている。

【００７５】図２１中（Ｂ）で示す時点から図中（Ｃ）
で示す時点までの区間を代表させて、そのことについて
述べる。図１７で説明した例同様、例えば駆動電圧最大
値を９Ｖとし、予め図中（Ｆ）で示す時点から図中
（Ｇ）で示す時点までにおいて電圧を９［Ｖ］まで上
げ、その電圧を図中（Ｂ）で示す時点まで保持する。そ
して、まず、図中（Ｂ）で示す時点から図中（Ｃ２）で
示す時点までにおいて１５［μｓｅｃ］をかけて６
［Ｖ］まで徐々に下げる。次に、図中（Ｃ２）で示す時
点から図中（Ｃ１）で示す時点までにおいて１０［μｓ
ｅｃ］をかけて３［Ｖ］まで徐々に下げる。最後に、図
中（Ｃ１）で示す時点から図中（Ｃ）で示す時点までに
おいて５［μｓ］をかけて０［Ｖ］まで徐々に下げる。
この間が、図１７同様、図７（ｂ）中（Ｂ）で示す時点
から図中（Ｃ）で示す時点までの間におけるプリンタ装
置の動きに対応する。結局、図中（Ｂ）で示す時点から
図中（Ｃ）で示す時点までに対応する第１の積層ピエゾ
素子１８の押し出し動作が初めが緩やかで徐々に急にな
るのである。

【００７６】以上が、第１の積層ピエゾ素子１８が押さ
れた状態を定常とする定量波形を示す図２１〜図２７
と、引かれた状態を定常とする定量波形を示す図１４〜
図２０との異なる点である。しかし、図２１〜２４の
（Ｂ）及び（Ｂ'）及び（Ｂ''）及び（Ｂ'''）で示す時
点から図中（Ｃ）で示す時点に至るまでに要する時間は
それぞれ３０［μｓ］、２０［μｓ］、１０［μｓ］、
４［μｓ］であり、図１７で説明した例と同様、駆動電
圧が小さくなるほど駆動電圧変化率は大きくなるのであ
る。

【００７７】結局、第１の積層ピエゾ素子１８が押され
た状態を定常とした場合においても、本発明のような定
量波形を用いれば、しみ出させるインク２２の量が小さ
いときには、駆動電圧変化率が大きくなり、ひいては第
１の積層ピエゾ素子１８の変形率も大きくなり、しみ出
させようとする力も大きくなる。そのため、しみ出させ
るインク２２の量が小さいときにも、第１のノズル内に
留まらせようとする力に比較して相対的にしみ出させよ
うとする力が小さくならないため、安定した混合も可能
になる。

【００７８】ところで、第１の積層ピエゾ素子１８が引
かれた状態が定常である場合と同様、第１の積層ピエゾ
素子１８が押された状態が定常である場合においても、
折り返し点が２点の場合のみに限るわけではない。図２
５に示すように折り返し点が１点であっても、図２６に
示すように折り返し点が３点以上であっても何等問題が
ない。さらに、多角形と曲線の組み合せであっても問題
がないのは言うまでもない。

【００７９】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係るプリンタ装置の駆動方法は、第１の圧力手段に
より押し出される定量媒体と第２の圧力手段により押し
出される吐出媒体とを混合吐出するプリンタ装置の駆動
方法において、第１の圧力印加手段の押し出し動作の押
し出し量変化の割合を、押し出し量が小さくなるほど大
きくなるように変化させてなることから、押し出し量が
小さくなればなるほど第１のノズルからの液滴の変形率
も高くなるため、押し出し量が小さくなっても定量媒体
を第１のノズルより滲み出させる力が、表面張力等によ
り第１のノズル内に残ろうとする力に対して相対的に小
さくならずにすむ。したがって、本発明のプリンタ装置
の駆動方法においては、押し出し量が小さくなっても、
すなわち印画する濃度が低くなっても適切なインク濃度
のドット形成が可能となり、低濃度から高濃度まで確実
な混合吐出動作を行うことができるようになるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法が適
用可能なプリンタ装置のプリントヘッドの一例を示す要
部概略断面図である。

【図２】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法が適
用可能なプリンタ装置のプリントヘッドの一例のオリフ
ィスプレート近傍を拡大して示す要部概略断面図であ
る。

【図３】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法が適
用可能なプリンタ装置のプリントヘッドの一例を示す平
面図である。

【図４】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法が適
用可能なプリンタ装置のプリントヘッドの一例を示す断
面図である。

【図５】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法が適
用可能なプリンタ装置のプリントヘッドの一例のオリフ
ィスプレートを示す断面図である。

【図６】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法が適
用可能なプリンタ装置のプリントヘッドの一例を模式的
に示す平面図である。

【図７】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法の一
例の駆動電圧波形を示す図である。

【図８】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法が適
用可能なプリンタ装置のプリントヘッドの印刷時の動作
を動作順に示すものであり、第１及び第２のノズルに第
１及び第２のメニスカスが形成されている状態を模式的
に示す断面図である。

【図９】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法が適
用可能なプリンタ装置のプリントヘッドの印刷時の動作
を動作順に示すものであり、インクが第２のノズルの希
釈液に合わさった状態を模式的に示す断面図である。

【図１０】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法が
適用可能なプリンタ装置のプリントヘッドの印刷時の動
作を動作順に示すものであり、希釈液とインクの混合溶
液が形成された状態を模式的に示す断面図である。

【図１１】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法が
適用可能なプリンタ装置のプリントヘッドの印刷時の動
作を動作順に示すものであり、混合溶液にくびれが生じ
た状態を模式的に示す断面図である。

【図１２】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法が
適用可能なプリンタ装置のプリントヘッドの印刷時の動
作を動作順に示すものであり、混合溶液が第２のノズル
から吐出した状態を模式的に示す断面図である。

【図１３】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法が
適用可能なプリンタ装置のプリントヘッドの印刷時の動
作を動作順に示すものであり、混合溶液が球形の液滴と
して飛翔した状態を模式的に示す断面図である。

【図１４】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法に
おける駆動電圧による定量側駆動電圧波形の変化の一例
を示す図である。

【図１５】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法に
おける駆動電圧による定量側駆動電圧波形の変化の一例
を示す図である。

【図１６】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法に
おける駆動電圧による定量側駆動電圧波形の変化の一例
を示す図である。

【図１７】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法に
おける駆動電圧による定量側駆動電圧波形の変化の一例
を示す図である。

【図１８】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法に
おける定量側駆動電圧波形の変形例を示す図である。

【図１９】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法に
おける定量側駆動電圧波形の変形例を示す図である。

【図２０】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法に
おける定量側駆動電圧波形の変形例を示す図である。

【図２１】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法に
おける駆動電圧による定量側駆動電圧波形の変化の一例
を示す図である。

【図２２】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法に
おける駆動電圧による定量側駆動電圧波形の変化の一例
を示す図である。

【図２３】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法に
おける駆動電圧による定量側駆動電圧波形の変化の一例
を示す図である。

【図２４】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法に
おける駆動電圧による定量側駆動電圧波形の変化の一例
を示す図である。

【図２５】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法に
おける定量側駆動電圧波形の変形例を示す図である。

【図２６】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法に
おける定量側駆動電圧波形の変形例を示す図である。

【図２７】本発明を適用したプリンタ装置の駆動方法に
おける定量側駆動電圧波形の変形例を示す図である。

【符号の説明】

４ 第２のノズル、６ 第１のノズル、１０ 第２の圧
力室、１１ 第１の圧力室、１５ 第２の積層ピエゾ素
子、１８ 第１の積層ピエゾ素子、２１ 希釈液、２２
インク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 定量媒体が導入される第１の圧力室と、
   吐出媒体が導入される第２の圧力室とを有し、上記第１
   の圧力室に連通する第１のノズル及び第２の圧力室に連
   通する第２のノズルとを互いに隣合うように開口して有
   し、且つ第１の圧力室内の定量媒体に圧力を加えて定量
   媒体を押し出す第１の圧力印加手段と第２の圧力室内の
   吐出媒体に圧力を加えて吐出媒体を吐出させる第２の圧
   力印加手段とを有するプリントヘッドを有するプリンタ
   装置の第１の圧力印加手段に定常状態から押し出し動作
   を行わせ、第１のノズルから第２のノズルに向けて定量
   媒体を滲み出させて当該定量媒体を第２のノズルの先端
   近傍の吐出媒体に接触させた後、第２の圧力印加手段に
   定常状態から吐出動作を行わせ、第２のノズルから吐出
   媒体を吐出させて定量媒体と吐出媒体を混合吐出するプ
   リンタ装置の駆動方法において、 第１の圧力印加手段の押し出し動作の押し出し量変化の
   割合を、押し出し量が小さくなるほど大きくなるように
   変化させることを特徴とするプリンタ装置の駆動方法。
2. 【請求項２】 第１の圧力印加手段の押し出し動作の押
   し出し量変化の割合を、押し出し量が小さくなるほど大
   きくなるように、多角形的に変化させることを特徴とす
   る請求項１記載のプリンタ装置の駆動方法。
3. 【請求項３】 第１の圧力印加手段の押し出し動作の押
   し出し量変化の割合を、押し出し量が小さくなるほど大
   きくなるように、曲線的に変化させることを特徴とする
   請求項１記載のプリンタ装置の駆動方法。