JPH10286948A - インクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録装置

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JPH10286948A
JPH10286948A JP9111866A JP11186697A JPH10286948A JP H10286948 A JPH10286948 A JP H10286948A JP 9111866 A JP9111866 A JP 9111866A JP 11186697 A JP11186697 A JP 11186697A JP H10286948 A JPH10286948 A JP H10286948A
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ink chamber
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pulse signal
actuator
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動周波数が変化した場合であっても、記録
ヘッドのノズルから吐出されるインク液滴の吐出速度の
変動を抑制して記録品質を高めることができるインクジ
ェット記録装置を実現する。 【解決手段】 第１の駆動パルスＡを記録ヘッド２０に
印加した後に、第１の駆動パルスＡと波高値が同じであ
り、かつ、パルス幅βが圧力波のインク室２０５内での
片道伝播時間Ｔの０．２ないし０．４倍である第２の駆
動パルスＢを、そのパルスの立ち下がりタイミングＴ２
ｅが第１の駆動パルスＡの立ち下がりタイミングＴ１ｅ
から片道伝播時間Ｔの２．６ないし２．８倍の範囲内に
収まるタイミングで記録ヘッド２０に印加する。これに
より、駆動周波数が変化した場合であっても、残留圧力
波振動を効果的に抑え、インク液滴の吐出速度の変動を
抑制して記録品質を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インク液滴を被記
録媒体へ吐出して記録を行うインクジェット記録装置で
あって、インク液滴吐出性能の安定化を図ることができ
るインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、上記インクジェット記録装置のう
ち、ドロップ・オン・デマンド型として圧電セラミック
スを利用したせん断モード型のものが知られている（特
開昭６３−２４７０５１号公報）。このものに用いられ
る記録ヘッドを図８および図９に示し、記録ヘッドに印
加される駆動パルス信号の波形を図１０に示す。図８
（Ａ）は記録ヘッドの一部をインク室の長手方向に対し
て直角に断面した説明図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示す
記録ヘッドを長手方向に断面した説明図である。図９
は、図８（Ａ）に示す記録ヘッドのインク室の容積が増
大した状態を示す断面説明図である。
【０００３】図８（Ａ）に示すように、記録ヘッド２１
には、カバープレート２０１が設けられており、このカ
バープレート２０１と相対向してベースプレート２０２
が設けられている。カバープレート２０１とベースプレ
ート２０２との間は、圧電セラミックスで形成され、図
中矢印Ｆ３、Ｆ４で示す方向に分極された複数のせん断
モードアクチュエータ壁２０３によって仕切られてお
り、各せん断モードアクチュエータ壁２０３の間には、
インク室２０５および空気室２１２が交互に形成されて
いる。各せん断モードアクチュエータ壁２０３の両側面
には膜状の電極２０４，２１４が形成されている。
【０００４】また、図８（Ｂ）に示すように、せん断モ
ードアクチュエータ壁２０３の前端には、インク室２０
５に連通するノズル２０６が形成されたノズルプレート
２０７が取付けられており、後端には、インク流路２１
３内のインクが空気室２１２に浸入するのを防止する目
止め部２０８を有するマニホールド部材２０９が設けら
れている。マニホールド部材２０９は、インクタンク
（インク供給源）からのインクを各インク室２０５に分
配供給するものである。各電極２０４，２１４は、イン
クと絶縁するための絶縁層（図示省略）で覆われてお
り、空気室２１２に面している電極２１４は、アース２
１１に接続されている。インク室２０５内に形成されて
いる電極２０４は、電極２０４，２１４にアクチュエー
タ駆動信号を印加するヘッドドライバＩＣ８３に接続さ
れている。
【０００５】そして、上記構成の記録ヘッド２１は、ヘ
ッドドライバＩＣ８３から図１０に示す波形の駆動パル
ス信号１１０を電極２０４に印加することにより、各せ
ん断モードアクチュエータ壁２０３がインク室２０５の
容積を増加させる方向に圧電厚みすべり変形する。たと
えば、図９に示すように、インク室２０５に駆動電圧が
印加されると、インク室左側のせん断モードアクチュエ
ータ壁２０３に矢印Ｆ１の方向の電界が、インク室右側
のせん断モードアクチュエータ壁２０３に矢印Ｆ２の方
向の電界がそれぞれ発生し、両せん断モードアクチュエ
ータ壁２０３がインク室２０５の容積を増大する方向に
圧電厚みすべり変形する。このとき、ノズル２０６付近
を含むインク室２０５内の圧力が減少する。この状態を
圧力波のインク室２０５内での片道伝播時間Ｔだけ維持
する。すると、その間共通インク流路２１３からインク
が供給される。
【０００６】なお、駆動パルス信号のパルス幅は、圧力
波のインク室２０５内での片道伝播時間Ｔに等しい。片
道伝播時間Ｔは、インク室２０５内の圧力波が、インク
室２０５の長手方向に伝播するために必要な時間であ
り、インク室２０５の長手方向の長さＬ（図８（Ｂ）参
照）とこのインク室２０５内部のインク中での音速ａと
により決まり、Ｔ＝Ｌ／ａである。
【０００７】圧力波の伝播理論によると、上記の駆動電
圧の印加からちょうどＴ時間が経過するとインク室２０
５内の圧力が逆転し、正の圧力に転じるが、このタイミ
ングに合わせてインク室２０５の電極２０４に印加され
ている駆動電圧を０に戻す。すると、両せん断モードア
クチュエータ壁２０３が変形前の状態（図８（Ａ）参
照）に戻り、インクに圧力が加えられる。そのとき、上
記正に転じた圧力と、両せん断モードアクチュエータ壁
２０３が変形前の状態に戻ることにより発生した圧力と
が加え合わされ、比較的高い圧力がインク室２０５のノ
ズル２０６付近の部分に生じてインクがノズル２０６か
ら所定の速度で吐出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記記録ヘ
ッドは、たとえば、本発明実施形態のインクジェット記
録装置の内部構造の一部を取り出して説明する図１に示
すように、キャリッジ２９に搭載されており、このキャ
リッジ２９は、プラテンローラ１２の軸線と平行に設け
られたキャリッジ軸１３上をベルト１７を介してキャリ
ッジモータ１４の駆動により矢印Ｆ７およびＦ８方向に
スライドする。また、キャリッジ２９の移動方向にエン
コーダ部材８８が設けられており、キャリッジ２９に設
けられた検出手段により、キャリッジ２９の移動にとも
ないエンコーダ部材８８のマークを読み取り、駆動周波
数を決定する基準になる信号が形成される。
【０００９】したがって、記録ヘッドは、キャリッジモ
ータ１４により移動をするため、キャリッジモータ１４
の回転開始から定速になるまでの加速区間、および回転
を停止する際の減速区間においては、移動速度が変化す
る。また、キャリッジモータ１４は、回転精度にばらつ
きがあったり、キャリッジ２９とキャリッジ軸１３との
間の摩擦にむらがある。さらには、プラテンローラ１２
に装填される記録用紙１１の記録面が平坦でない場合が
ある。つまり、駆動パルス信号の周波数が一定であって
も、記録ヘッドの記録用紙１１に対する相対速度が変化
する部分においては、駆動パルス信号１１０の周波数が
変動する。
【００１０】そこで、本発明者は、駆動パルス信号１１
０の周波数の変動に対するインクの吐出速度の変化につ
いて実験を行った。その実験結果を図１１に示す。図１
１に示すように、インク吐出速度の最大値は、吐出間隔
１１０μｓｅｃ（５．５ＫＨｚ）のときの９．０ｍ／ｓ
ｅｃであり、最小値は、吐出間隔１２５μｓｅｃ（６．
２５ＫＨｚ）のときの６．２５ｍ／ｓｅｃである。した
がって、インク吐出速度の変動の最大幅は、９．０−
６．２５＝２．７５（ｍ／ｓｅｃ）である。つまり、上
記従来のインクジェット記録装置では、駆動パルス信号
１１０の周波数が変動すると、インク室２０５内の残留
圧力波振動の影響でインク液滴の吐出速度が変化するた
め、記録品質が低下する問題があることが判明した。
【００１１】そこで、本発明は、記録ヘッドを駆動する
駆動パルス信号の周波数が変動した場合であっても、ノ
ズルから吐出されるインク液滴の吐出速度の変動が小さ
いインクジェット記録装置を実現することを目的とす
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、請求項１に記載の発明では、インクの供給
源から供給されるインクが収容されるインク室と、この
インク室に連通するとともに、そのインク室内のインク
を被記録媒体に対して吐出するノズルと、前記インク室
内の容積を変化させるアクチュエータとが設けられた記
録ヘッドと、前記アクチュエータに第１の駆動パルス信
号を印加することにより、前記インク室の容積を増大さ
せて前記インク室内に圧力波を発生させ、前記インク室
内を前記圧力波がほぼ片道伝播する時間Ｔ、または、そ
の奇数倍時間後、前記インク室の容積が増大状態から自
然状態に減少させることにより前記インク室内のインク
に圧力を加えて前記インク室内のインクを前記ノズルか
ら吐出させる駆動手段と、が備えられたインクジェット
記録装置において、前記駆動手段は、前記第１の駆動パ
ルス信号を前記アクチュエータに印加した後に、前記第
１の駆動パルス信号と波高値が同じであり、かつ、パル
ス幅が前記片道伝播時間Ｔの０．２ないし０．４倍の第
２の駆動パルス信号を、そのパルスの立ち下がりタイミ
ングが前記第１の駆動パルス信号の立ち下がりタイミン
グから前記片道伝播時間Ｔの２．６ないし２．８倍の範
囲内に収まるタイミングで前記アクチュエータに印加す
るものであるという技術的手段を採用する。
【００１３】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載のインクジェット記録装置において、前記アクチュエ
ータは、前記インク室を構成する少なくとも１つの壁部
であり、この壁部の少なくとも一部は機械的振動を発生
する部材で形成されているという技術的手段を採用す
る。
【００１４】
【作用】請求項１または請求項２に記載の発明では、上
記駆動手段により、インクの供給源から供給されるイン
クが収容されるインク室内の容積を変化させるアクチュ
エータに第１の駆動パルス信号が印加されると、インク
室の容積が増大され、インク室内に圧力波が発生する。
続いて、上記駆動手段により、第１の駆動パルス信号と
波高値が同じであり、かつ、パルス幅が前記片道伝播時
間Ｔの０．２ないし０．４倍の第２の駆動パルス信号
を、そのパルスの立ち下がりタイミングが前記第１の駆
動パルス信号の立ち下がりタイミングから前記片道伝播
時間Ｔの２．６ないし２．８倍の範囲内に収まるタイミ
ングでアクチュエータに印加する。
【００１５】つまり、アクチュエータに第１の駆動パル
ス信号を印加した後に、第１の駆動パルス信号と波高値
が同じであり、かつ、パルス幅が上記片道伝播時間Ｔの
０．２ないし０．４倍の第２の駆動パルス信号を、その
パルスの立ち下がりタイミングが前記第１の駆動パルス
信号の立ち下がりタイミングから前記片道伝播時間Ｔの
２．６ないし２．８倍の範囲内に収まるタイミングでア
クチュエータに印加することにより、後述する実験結果
に示すように、駆動周波数が変化した場合のノズルから
吐出されるインク液滴の吐出速度の変動を小さくするこ
とができる。したがって、記録品質を高めることができ
る。
【００１６】特に、請求項１に記載の技術的手段は、請
求項２に記載の発明のように、上記アクチュエータが、
上記インク室を構成する少なくとも１つの壁部であり、
この壁部の少なくとも一部は機械的振動を発生する部材
で形成されているインクジェット記録装置に好適に用い
られる。つまり、そのようなインクジェット記録装置で
は、インク室の壁部を形成する部材を振動させることに
より、インク室内の圧力を変化させ、インク室に連通す
るノズルからインク液滴を吐出させて被記録媒体に記録
を行うものであることから、上記駆動電圧の波形により
インク室内の圧力が変化し、その圧力の変化がインクの
吐出速度に影響するためである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明のインクジェット記
録装置の第１実施形態について図を参照して説明する。
図１は、本第１実施形態のインクジェット記録装置の内
部構造の一部を取り出して示す説明図である。なお、本
実施形態では、インクジェット記録装置のうち、ドロッ
プ・オン・デマンド型のインクジェット記録装置として
知られている、圧電セラミックスを利用したせん断モー
ド型のインクジェット記録装置（以下、記録装置と略称
する）を代表に説明する。
【００１８】記録装置１０には、図中矢印Ｆ１０で示す
方向から給紙された被記録媒体たる記録用紙１１を矢印
Ｆ１１で示す方向へ紙送りするプラテンローラ１２が備
えられている。このプラテンローラ１２の下方には、プ
ラテンローラ１２の軸線と平行にキャリッジ軸１３が設
けられており、このキャリッジ軸１３には、記録ヘッド
２０が搭載されたキャリッジ２９が支持されている。キ
ャリッジ軸１３の左下にはキャリッジモータ１４が設け
られており、キャリッジ軸１３の右下にはプーリ１６が
設けられている。キャリッジモータ１４の回転軸には、
プーリ１５が取付けられており、このプーリ１５とプー
リ１６には、無端状のベルト１７が掛け渡されている。
【００１９】このベルト１７には、キャリッジ２９が取
付けられており、キャリッジ２９は、キャリッジモータ
１４の駆動により、キャリッジ軸１３上を矢印Ｆ７およ
びＦ８方向にスライドする。キャリッジ２９の移動方向
にエンコーダ部材８８が設けられており、キャリッジ２
９に設けられたエンコーダセンサ８７（図２）により、
キャリッジ２９の移動にともないエンコーダ部材８８の
マークを読み取る。記録ヘッド２０には、ブラックイン
クを吐出するブラック用ヘッド２１と、イエローインク
を吐出するイエロー用ヘッド２２と、シアンインクを吐
出するシアン用ヘッド２３と、マゼンタインクを吐出す
るマゼンタ用ヘッド２４とが備えられている。各ヘッド
２１ないし２４には、各ヘッドへインクを供給するイン
ク供給源たるインクカートリッジ２５ないし２８がそれ
ぞれ設けられている。なお、各ヘッド２１ないし２４の
基本的な内部構造は、図８および図９に示した従来のも
のと同じであるため、説明を省略する。
【００２０】記録用紙１１に対して記録範囲外となるプ
ラテンローラ１２の左側の所定箇所には、フラッシング
を実行する際に各ヘッド２１ないし２４から吐出される
インクを吸収するインク吸収パッド３０が設けられてい
る。また、記録範囲外となるプラテンローラ１２の右側
には、各ヘッド２１ないし２４の不吐出、または、吐出
不良を回復するパージ装置４０が配置されている。この
パージ装置４０は、各ヘッド２１ないし２４のノズル形
成面を択一的に覆う吸引キャップ４１を備えており、カ
ム４２の回転により吸引キャップ４１をパージングポジ
ションに到達したヘッドに向けて、図中矢印Ｆ１２で示
す方向に進出させ、ヘッドのノズル形成面を覆う。そし
て、ポンプ４３が駆動し、このポンプ４３により発生し
た負圧により、各ヘッド２１ないし２４のインク室内の
気泡を含んだ不良インクをノズルから吸引して各ヘッド
の吐出機能を回復させる。
【００２１】吸引キャップ４１の左側には、パージング
を行った各ヘッド２１ないし２４のノズル形成面に付着
したインクや異物を払拭するワイパ部材５０が設けられ
ている。このワイパ部材５０は、各ヘッドのパージング
が完了したタイミングで図中矢印Ｆ１３で示す方向に進
出し、記録領域へ移動する各ヘッド２１ないし２４のノ
ズル形成面を払拭する。これにより、ノズル形成面のイ
ンクなどが払拭され、記録用紙１１の記録面が、余分な
インクで汚れるのが防止される。
【００２２】吸引キャップ４１の右側には、ホームポジ
ションに復帰した記録ヘッド２０の各ヘッド２１ないし
２４のノズル形成面にキャップ６１により蓋をするキャ
ッピング装置６０が設けられている。キャップ６１は、
記録ヘッド２０がホームポジションに復帰した際に、図
中矢印Ｆ５で示す方向に進出し、各ヘッド２１ないし２
４のノズル形成面を覆う。これにより、記録装置１０を
使用していない間の各ヘッド２１ないし２４のインクの
乾きが防止される。
【００２３】次に、記録装置１０の主な制御系の構成に
ついて、それをブロックで示す図２を参照して説明す
る。図２に示すように、記録装置１０は、記録ヘッド２
０への記録動作指令、フラッシング、パージングなどの
メンテナンス指令の出力を行い、ならびにその他の上記
各装置を制御するＣＰＵ７０と、ホストコンピュータ７
１から送信された記録データをインターフェース７２を
介して受信し、記録データの展開の制御を行うゲートア
レイ７３とを備えている。ＣＰＵ７０とゲートアレイ７
３との間には、作業プログラムなどが記憶されているＲ
ＯＭ７４、およびゲートアレイ７３がホストコンピュー
タ７１から受信した上記記録データを一時的に記憶する
ためのＲＡＭ７５とを備え、これらとの間で必要なデー
タの入出力を行う。
【００２４】また、ＣＰＵ７０には、記録用紙１１の有
無を検出するペーパセンサ７６、記録ヘッド２０がホー
ムポジションにあることを検出する原点センサ７７、キ
ャリッジモータ１４を駆動するための第１のモータドラ
イバ７８、プラテンローラ１２回転用のラインフィード
モータ７９を駆動するための第２のモータドライバ８
０、各種の信号をＣＰＵ７０に与える操作パネル８１な
どが接続されている。また、ゲートアレイ７３には、ホ
ストコンピュータ７１から受信した記録データをイメー
ジデータとして一時的に記憶するイメージメモリ８２が
接続されている。ヘッドドライバＩＣ８３は、ゲートア
レイ７３から出力された記録データ８４、転送クロック
８５、および記録クロック８６に基づいて動作し、記録
ヘッド２０を駆動する。ゲートアレイ７３には、エンコ
ーダセンサ８７が接続されており、ゲートアレイ７３
は、キャリッジ２９の移動にともないエンコーダセンサ
８７が出力した信号に基づいて記録クロック８６を生成
する。そして、記録ヘッド２０の駆動周波数は、記録ク
ロック８６によって決定される。
【００２５】次に、ヘッドドライバＩＣ８３から各ヘッ
ドに供給される駆動パルス信号の構成について図を参照
して説明する。図４は、本実施形態の記録装置に用いる
駆動パルス信号の波形を示す説明図である。駆動パルス
信号１００は、インクを吐出させるための第１の駆動パ
ルスＡと、吐出後のインク室２０５内の残留圧力変動を
補償するための第２の駆動パルスＢとからなり、第１の
駆動パルスＡおよび第２の駆動パルスＢは、いずれも波
高値は同じＶである。
【００２６】第１の駆動パルスＡのパルス幅は、インク
室２０５内の圧力波の片道伝播時間Ｔ（Ｌ／ａ）に一致
し、第２の駆動パルスＢのパルス幅βは、インク室２０
５内の圧力波の片道伝播時間Ｔ（Ｌ／ａ）の０．２ない
し０．４倍である。また、第２の駆動パルスＢは、その
パルスの立ち下がりタイミングが第１の駆動パルスＡの
立ち下がりタイミングＴ１ｅから、インク室２０５内の
圧力波の片道伝播時間Ｔの２．６ないし２．８倍の範囲
内に収まるタイミングで供給される（Ｔ２ｓ）。つま
り、図４において、α＝２．６Ｔないし２．８Ｔの範囲
で立ち上がる。また、第２の駆動パルスＢは、第１の駆
動パルスＡにより生じたインク室２０５内の残留圧力波
振動を抑制するものであり、それ自体でインクを吐出す
るものではない。なお、本実施形態では、パルスＡおよ
びＢの波高値は、１９Ｖである。また、Ｔ＝１７μｓｅ
ｃであり、α＝４４．２ないし４７．６μｓｅｃであ
る。
【００２７】次に、上記駆動パルス信号１００を実現す
るための駆動回路の一実施形態についてそれを示す図３
の回路図を参照して説明する。図３に示す入力信号Ｘ、
Ｙは、それぞれインク室２０５の電極２０４に印加する
駆動電圧をＶ、または、０にするための信号である。入
力信号ＸがＯＮになると駆動電圧Ｖを発生し、出力信号
ＹがＯＮになると駆動電圧が０になる。コンデンサＣ１
は、インク室２０５のせん断モードアクチュエータ壁２
０３と、その両側に形成された電極２０４、２１４によ
って構成される。
【００２８】駆動回路は、吐出用充電回路９０および放
電用回路９１から構成される。そして、入力信号ＸがＯ
Ｎすると、その入力信号Ｘが抵抗Ｒ５を介してトランジ
スタＱ２のベースに流れるため、トランジスタＱ２が導
通し、このトランジスタＱ２の導通により、トランジス
タＱ１のベース電位が低下するため、トランジスタＱ１
が導通し、抵抗Ｒ６を介してコンデンサＣ１の電圧Ｅに
正の電源９２から電圧Ｖ、たとえば、２２Ｖが印加され
る。また、入力信号ＹがＯＮすると、その入力信号Ｙが
抵抗Ｒ７を介してトランジスタＱ３のベースに流れるた
め、トランジスタＱ３が導通し、抵抗Ｒ６を介してコン
デンサＣ１の電圧Ｅをアースする。
【００２９】次に、駆動パルス信号１００を発生する場
合の入力信号Ｘ、Ｙの発生タイミングと、電圧Ｅの波形
との関係をそれらを示す図５を参照して説明する。入力
信号Ｘは、入力信号Ｘのタイミングチャート９３に示す
ように、通常ＯＦＦの状態にあり、インクを吐出するタ
イミングＴ１にてＯＮされ、タイミングＴ２にてＯＦＦ
される。その後、タイミングＴ３にてＯＮされ、タイミ
ングＴ４にてＯＦＦされる。入力信号Ｙは、入力信号Ｙ
のタイミングチャート９４に示すように、入力信号Ｘが
ＯＮのときＯＦＦされ、入力信号ＸがＯＦＦのときＯＮ
される。
【００３０】また、電圧Ｅの波形９５は、通常０Ｖであ
るが、タイミングＴ１にてコンデンサＣ１に電荷が充電
され、トランジスタＱ１、抵抗Ｒ６およびコンデンサＣ
１にて決まる充電時間Ｔａ後に電圧Ｖ（たとえば２２
Ｖ）になる。また、タイミングＴ２にてコンデンサＣ１
の電荷が放電され、トランジスタＱ３、抵抗Ｒ６および
コンデンサＣ１にて決まる放電時間Ｔｂ後に０Ｖにな
る。続いて、タイミングＴ３にてコンデンサＣ１に電荷
が充電され、放電時間Ｔｂ後に０Ｖになる。なお、上記
αおよびβは、充放電時間Ｔａ、Ｔｂの中間をとって決
定した。
【００３１】ここで、駆動周波数の変化に対するインク
の吐出速度の変動について本発明者が行った実験につい
て図６および図７を参照して説明する。なお、本実験で
用いた駆動パルス信号１００および従来の駆動パルス信
号の波高値は１９Ｖである。また、本実験で使用した記
録ヘッドには、図８（Ｂ）に示すインク室２０５の長さ
Ｌが１２ｍｍ、ノズル２０６の径がインク吐出側で３５
μｍ、インク室２０５側で７２μｍ、長さが１００μｍ
のものを用いた。本実験は、環境温度が２５゜Ｃの条件
下で行い、インクの環境温度２５°Ｃにおける粘度は、
４．５ｍＰａ・ｓであり、表面張力は、４０ｍＮ／ｍで
ある。インク室２０５内のインク中における音速ａとイ
ンク室２０５の長さＬとの比Ｌ／ａ（＝Ｔ）は、１７μ
ｓｅｃであった。
【００３２】本実験は、上記駆動パルス信号１００を用
いて駆動周波数を５ＫＨｚ（吐出間隔１００μｓｅｃ）
から１０ＫＨｚ（吐出間隔２００μｓｅｃ）まで変化さ
せ、かつ、第２の駆動パルスＢのパルス幅βを２．５Ｔ
（４２．５μｓｅｃ）ないし２．９Ｔ（４９．３μｓｅ
ｃ）に、間隔αを０．１５Ｔ（２．６μｓｅｃ）ないし
０．５Ｔ（８．５μｓｅｃ）にそれぞれ変化させた場合
のインク吐出速度（ｍ／ｓｅｃ）の変動の大きさを評価
した。
【００３３】その評価は、インク液滴の吐出速度の変動
Ｖが、Ｖ≦１．０ｍ／ｓｅｃの場合を最も速度変動が少
ない場合として◎を、速度変動Ｖが、１．０＜Ｖ≦１．
５ｍ／ｓｅｃである場合に○を、１．５＜Ｖ≦２．０ｍ
／ｓｅｃである場合に△を、２．０ｍ／ｓｅｃ＜Ｖであ
る場合に×をそれぞれ記して評価した。この評価結果を
まとめたものを図６に示す。つまり、駆動周波数の変化
に対して、インク室２０５内の残留圧力波振動を抑制す
るのに効果的な第２の駆動パルスの幅βおよび間隔αが
あることが分かる。
【００３４】図７は、上記評価が◎であった駆動パルス
信号のうち、パルス幅が１７μｓｅｃ（片道伝播時間
Ｔ）の第１の駆動パルスＡと、波高値が第１の駆動パル
スＡと同じであり、かつ、パルス幅βが５．１μｓｅｃ
（０．３Ｔ）であり、上記間隔αが４５．９μｓｅｃ
（２．７Ｔ）の第２の駆動パルスＢからなる駆動パルス
信号を用いた場合の実験結果と、従来の駆動パルス信号
を用いた場合の実験結果とを示すグラフである。図中、
測定ポイントを□で示すグラフが、駆動パルス信号１０
０を用いた場合の実験結果を示すグラフであり、○で示
すグラフが、従来の駆動パルス信号１１０を用いた場合
の実験結果を示すグラフである。
【００３５】図７のグラフから分かるように、駆動パル
ス信号１００を用いた場合のインク吐出速度の最大値
は、吐出間隔１２０μｓｅｃ（６ＫＨｚ）のときの７．
５ｍ／ｓｅｃであり、最小値は、吐出間隔２００μｓｅ
ｃ（１０ＫＨｚ）のときの６．８ｍ／ｓｅｃである。し
たがって、インク吐出速度の変動の最大幅は、７．５−
６．８＝０．７（ｍ／ｓｅｃ）である。これに対して、
従来の駆動パルス信号１１０を用いた場合のインク吐出
速度の最大値は、吐出間隔１１０μｓｅｃ（５．５ＫＨ
ｚ）のときの９．０ｍ／ｓｅｃであり、最小値は、吐出
間隔１２５μｓｅｃ（６．２５ＫＨｚ）のときの６．２
５ｍ／ｓｅｃである。したがって、インク吐出速度の変
動の最大幅は、９．０−６．２５＝２．７５（ｍ／ｓｅ
ｃ）である。
【００３６】つまり、駆動パルス信号１００を用いた場
合の方が、従来の駆動パルス信号１１０を用いた場合よ
りも、２．７５−０．７＝２．０５（ｍ／ｓｅｃ）もイ
ンク吐出速度の変動が小さい。そして、本発明者は、速
度変動Ｖが、２．０ｍ／ｓｅｃ以下である場合、つま
り、図７に示す実験結果において、×の評価でない場合
であれば、駆動周波数の変化によるインク吐出速度の変
動が小さく、記録品質の低下を招かないものとし、第２
の駆動パルスＢが、０．２Ｔ≦β≦０．４Ｔであり、か
つ、２．６Ｔ≦α≦２．８Ｔである駆動パルス信号１０
０を用いるのが最も望ましいという結論に達した。
【００３７】以上のように、本実施形態の記録装置１０
を用いれば、駆動周波数が変化した場合であっても、イ
ンク室２０５内の残留圧力波振動を効果的に抑え、イン
ク吐出速度の変動を小さくできるため、記録品質を高め
ることができる。
【００３８】ところで、上記各実施形態では、正の電源
９２を用いたが、せん断モードアクチュエータ壁２０３
の分極方向を図８に示す矢印Ｆ３、Ｆ４とは逆にして、
負の電源を用いることもできる。また、上記各実施形態
では、せん断モードアクチュエータ壁２０３の上部壁２
０３ａおよび下部壁２０３ｂの圧電厚みすべり変形によ
りインク室２０５の容積を変化させてインク液滴を吐出
させる構成を採ったが、上部壁２０３ａおよび下部壁２
０３ｂの一方を圧電厚みすべり変形しない材料で形成
し、変形する方の壁の圧電厚みすべり変形にともなって
インク室２０５の容積を変化させてインク液滴を吐出す
る構成、その他機械的な振動によりインクを吐出する各
種の構成を採ることもできる。また、上記各実施形態で
は、インク室２０５の両側に空気室２１２を設けたが、
空気室を設けずに、インク室が隣接する構成を採ること
もできる。さらに、記録ヘッドの駆動周期は、キャリッ
ジの移動に基づいて決定するだけでなく、キャリッジが
固定の場合には、記録媒体の移動に基づいて決定した
り、その他各種の信号に基づいて決定することができ
る。
【００３９】
【発明の効果】以上のように、発明によれば、記録ヘッ
ドを駆動する駆動パルス信号の周波数が変動した場合で
あっても、ノズルから吐出されるインク液滴の吐出速度
の変動を小さくすることができるインクジェット記録装
置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態の記録装置の内部構造の一部を
を取り出して示す説明図である。
【図２】図１に示す記録装置の制御系を示すブロック図
である。
【図３】駆動回路の説明図である。
【図４】本発明実施形態の駆動パルス信号の波形を示す
説明図である。
【図５】駆動パルス信号１００を発生する場合の入力信
号Ｘ、Ｙの発生タイミングと、電圧Ｅの波形との関係を
示す説明図である。
【図６】本発明実施形態の駆動パルス信号と従来の駆動
パルス信号とを用いて、駆動周波数の変化に対するイン
ク吐出速度の変動について行った実験結果を表にまとめ
た説明図である。
【図７】パルス幅がＴの第１の駆動パルスＡと、波高値
が第１の駆動パルスＡと同じであり、かつ、パルス幅β
が０．３Ｔであり、間隔αが２．７Ｔの第２の駆動パル
スＢからなる駆動パルス信号を用いた場合の実験結果
と、従来の駆動パルス信号を用いた場合の実験結果とを
示すグラフである。
【図８】（Ａ）は記録ヘッドをの一部をインク室の長手
方向に対して直角に断面した説明図であり、（Ｂ）は
（Ａ）に示す記録ヘッドを長手方向に断面した説明図で
ある。
【図９】図８（Ａ）に示す記録ヘッドのインク室の容積
が増大した状態を示す断面説明図である。
【図１０】従来の駆動パルス信号の波形を示す説明図で
ある。
【図１１】従来の駆動パルス信号を用いた場合の駆動周
波数とインク吐出速度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 記録装置 １１ 記録用紙 １２ プラテンローラ ２０ 記録ヘッド ７０ ＣＰＵ ８３ ヘッドドライバＩＣ ８７ エンコーダセンサ ８８ エンコーダ部材 ９０ 吐出用充電回路 ９１ 放電用回路 ９２ 正の電源 １００ 駆動パルス信号 １１０ 駆動パルス信号 ２０３ せん断モードアクチュエータ壁 ２０４ 電極 ２０５ インク室 ２０６ ノズル ２０９ マニホールド ２１１ アース ２１２ 空気室 ２１３ インク流路 Ａ 第１の駆動パルス Ｂ 第２の駆動パルス Ｌ インク室の長さ α 第１の駆動パルスＡの立ち下がりタイミングから
第２の駆動パルスＢの立ち下がりタイミングまでの間隔 β 第２の駆動パルスＢのパルス幅

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インクの供給源から供給されるインクが
    収容されるインク室と、 このインク室に連通するとともに、そのインク室内のイ
    ンクを被記録媒体に対して吐出するノズルと、 前記インク室内の容積を変化させるアクチュエータとが
    設けられた記録ヘッドと、 前記アクチュエータに第１の駆動パルス信号を印加する
    ことにより、前記インク室の容積を増大させて前記イン
    ク室内に圧力波を発生させ、前記インク室内を前記圧力
    波がほぼ片道伝播する時間Ｔ、または、その奇数倍時間
    後、前記インク室の容積が増大状態から自然状態に減少
    させることにより前記インク室内のインクに圧力を加え
    て前記インク室内のインクを前記ノズルから吐出させる
    駆動手段と、が備えられたインクジェット記録装置にお
    いて、 前記駆動手段は、 前記第１の駆動パルス信号を前記アクチュエータに印加
    した後に、前記第１の駆動パルス信号と波高値が同じで
    あり、かつ、パルス幅が前記片道伝播時間Ｔの０．２な
    いし０．４倍の第２の駆動パルス信号を、そのパルスの
    立ち下がりタイミングが前記第１の駆動パルス信号の立
    ち下がりタイミングから前記片道伝播時間Ｔの２．６な
    いし２．８倍の範囲内に収まるタイミングで前記アクチ
    ュエータに印加するものであることを特徴とするインク
    ジェット記録装置。
  2. 【請求項２】 前記アクチュエータは、 前記インク室を構成する少なくとも１つの壁部であり、
    この壁部の少なくとも一部は機械的振動を発生する部材
    で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のイ
    ンクジェット記録装置。
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