JPH11268264A - インクジェットプリンタ用記録ヘッドおよびこれを用いる印画方法、並びに、インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、安定的にインク滴を吐出させるこ
とができるインクジェットプリンタ用記録ヘッドを提供
することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、インクジェットプリンタ用記
録ヘッドに関するものである。ここで、インク滴はノズ
ル部１から吐出される。また、インク室３はノズル部１
にインクを供給する。また、圧電素子５は、インク室３
の容積を変化させることによりインク室３内のインク２
に正または負の圧力を与える。ここで、圧電素子５は、
ノズル部１からインク滴を吐出させない範囲の圧力を発
生させ、その後にノズル部１からインク滴を吐出させる
ための圧力を発生させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタ用記録ヘッドおよびこれを用いる印画方法、並び
に、インクジェットプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェットプリンタは、メン
テナンスステーションを有しており、吐出の安定化を図
るため、メンテナンスの動きの中では、ポンプによる吸
引動作、ゴム等によるノズルプレート面のワイピング、
全ノズルからのインク滴の吐出によるフラッシング等の
動作を行っていた。

【０００３】また、多くのインクは、水系のインクを使
用しているため、ノズル部のインク先端面におけるイン
クの乾燥は避けられず、数秒〜数十秒でその先端面のイ
ンク組成が変化してしまい、例えば、インクの粘度が上
昇してしまうため、従来、印画中における、吐出の不安
定性の問題を解決するために、フラッシング動作を行
い、インク滴吐出の安定化を図っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、解像度
の向上を図るため、小液滴の吐出を行う場合、ノズル先
端部では、インク組成が変化し、粘度が上昇してしまっ
ているため、安定的に吐出しないという問題点があっ
た。

【０００５】また、インク滴の吐出に圧力発生手段を用
いる場合においては、チップ面積を小さくし、コストダ
ウンを図る上からも、電気回路を簡素化することが望ま
れていた。

【０００６】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであり、安定的にインク滴を吐出させることがで
きるインクジェットプリンタ用記録ヘッドおよびこれを
用いる印画方法、並びに、インクジェットプリンタを提
供することを目的とする。さらに、本発明は安定的にイ
ンクを吐出させることができるとともに、圧力発生手段
の電気回路を簡素化することができるインクジェットプ
リンタ用記録ヘッドおよびこれを用いる印画方法、並び
に、インクジェットプリンタを提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
プリンタ用記録ヘッドは、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、イ
ンク室の容積を変化させることによりインク室内のイン
クに正または負の圧力を与える圧力発生手段とを有する
インクジェットプリンタ用記録ヘッドにおいて、圧力発
生手段が、ノズル部からインク滴を吐出させない範囲の
圧力を発生させ、その後にノズル部からインク滴を吐出
させるための圧力を発生させるものである。

【０００８】また、本発明のインクジェットプリンタ用
記録ヘッドを用いる印画方法は、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、インク室の容積を変化させることによりインク室内
のインクに正または負の圧力を与える圧力発生手段とを
有するインクジェットプリンタ用記録ヘッドを用いる印
画方法において、圧力発生手段が、ノズル部からインク
滴を吐出させない範囲の圧力を発生させ、その後にノズ
ル部からインク滴を吐出させるための圧力を発生させる
ものである。

【０００９】また、本発明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、インク室の容積を変化さ
せることによりインク室内のインクに正または負の圧力
を与える圧力発生手段とを有する記録ヘッドを備えたイ
ンクジェットプリンタにおいて、圧力発生手段が、ノズ
ル部からインク滴を吐出させない範囲の圧力を発生さ
せ、その後にノズル部からインク滴を吐出させるための
圧力を発生させるものである。

【００１０】本発明によれば、圧力発生手段が、ノズル
部からインク滴を吐出させない範囲の圧力を発生させ、
その後にノズル部からインク滴を吐出させるための圧力
を発生させることにより、インク先端面に存在し、蒸発
して粘度が高くなっているインクが、インク室内のイン
クと混ざることによりその粘度が低下する。

【００１１】また、本発明のインクジェットプリンタ用
記録ヘッドは、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を有するインク
ジェットプリンタ用記録ヘッドにおいて、インクジェッ
トプリンタ用記録ヘッドが、インク室の容積を変化させ
ることによりインク室内のインクに正または負の圧力を
与える圧力発生手段を複数有し、これらのうち少なくと
も１つの圧力発生手段が、上記ノズル部からインク滴を
吐出させない範囲の圧力を発生させ、残りの少なくとも
１つの圧力発生手段が、ノズル部からインク滴を吐出さ
せるための圧力を発生させるものである。

【００１２】また、本発明のインクジェットプリンタ用
記録ヘッドを用いる印画方法は、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
とを有するインクジェットプリンタ用記録ヘッドを用い
る印画方法において、インクジェットプリンタ用記録ヘ
ッドが、インク室の容積を変化させることによりインク
室内のインクに正または負の圧力を与える圧力発生手段
を複数有し、これらのうち少なくとも１つの圧力発生手
段が、上記ノズル部からインク滴を吐出させない範囲の
圧力を発生させ、残りの少なくとも１つの圧力発生手段
が、ノズル部からインク滴を吐出させるための圧力を発
生させるものである。

【００１３】また、本発明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を有する記録ヘッドを備え
たインクジェットプリンタにおいて、インクジェットプ
リンタ用記録ヘッドが、インク室の容積を変化させるこ
とによりインク室内のインクに正または負の圧力を与え
る圧力発生手段を複数有し、これらのうち少なくとも１
つの圧力発生手段が、ノズル部からインク滴を吐出させ
ない範囲の圧力を発生させ、残りの少なくとも１つの圧
力発生手段が、ノズル部からインク滴を吐出させるため
の圧力を発生させるものである。

【００１４】本発明によれば、複数の圧力発生手段のう
ち少なくとも１つの圧力発生手段が、ノズル部からイン
ク滴を吐出させない範囲の圧力を発生させ、残りの少な
くとも１つの圧力発生手段が、ノズル部からインク滴を
吐出させるための圧力を発生させることにより、インク
先端面に存在し、蒸発して粘度が高くなっているインク
が、インク室内のインクと混ざることによりその粘度が
低下するとともに、安定化用圧電素子に入力する安定化
信号は、印画データによらず印画時のみオンするような
制御をすることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。まず、インクジェットプリンタ用記録ヘッ
ドに係る発明の実施の形態の例について図１〜図６を参
照しながら説明する。図１は、本発明に係るインクジェ
ットプリンタ用記録ヘッドを模式的に表現したものであ
る。図において、ノズル部１は、紙などに印画する際に
インク滴を吐出させるものであり、インクジェットプリ
ンタ用記録ヘッドにおいては、非常に重要な構成となる
ものである。また、ノズル部１に形成された孔には、ま
さに印画するために吐出されんとするインク２の面、す
なわちインク先端面２ａが外界に臨んでおり、外気と接
触している。

【００１６】図において、ノズル部１の上方に設けられ
た空間はインク室３であり、ノズル部１にインク２を供
給するために設けられている。このインク室３には、水
性インクが一時的に貯蔵されている。

【００１７】このインク室３の壁を介した上の部分に
は、圧力発生手段が設けられている。この圧力発生手段
は、圧電素子５を変位させることにより、インク室３の
容積を変化させてインク室３内に存在するインク２に正
または負の圧力を与えるものである。この圧力発生手段
は、大きく分けて、圧電素子５、振動板４、および圧電
素子の変位を制御する電気回路から構成されている。

【００１８】ここで、圧電素子５は、セラミックその他
の材料からなり、素子の軸方向またはその軸方向に対し
て直角の方向に電圧を印加することにより、軸方向また
は軸方向に対して直角方向に変位を生じさせるものであ
り、この変位を振動板４に伝達するものである。なお、
この圧電素子５は、単層型、積層型など種々の型のもの
が存在するが、一定範囲の型に限られるわけではなく、
種々の型のものを採用することができる。

【００１９】振動板４は、圧電素子５に生じた変位を、
振動板４自身が有する弾性特性を利用して、インク室３
に圧力の形として伝達するものである。この場合、圧電
素子５の変位の方向により、振動板４は、インク室３に
対して正の圧力すなわちインク室の容積を小さくするよ
うに働く圧力を生じさせたり、負の圧力すなわちインク
室の容積を大きくするように働く圧力を生じさせたりす
ることができる。インク室３に正の圧力が生じれば、イ
ンク室３内に存在するインク２の圧力が高くなり、この
圧力の発散を図るために、ノズル部１に存在するインク
先端面２ａは、インク２の圧力よりも圧力の小さな外界
に出ようとする働きが生じる。また、反対にインク室３
に負の圧力が生じると、ノズル部１に存在するインク先
端面２ａはインク室３内に引き込まれる方向の働きを受
ける。

【００２０】次に、圧力発生手段のもう一つの構成であ
る電気回路について図２を参照しながら説明する。図に
おいて、吐出信号発生回路１１は、記録ヘッドのノズル
部１からインク滴を吐出するのに必要な圧力を発生させ
るために、必要な圧電素子１５の変位を与えるのに十分
な電圧を発生させるための吐出信号を出力する回路であ
る。また、安定化信号発生回路１２は、後に述べるよう
に、ノズル部１のインク先端面２ａの乾燥を防止するの
に必要な圧力を生じさせるのに、必要な圧電素子１５の
変位を与えるための電圧を発生させるための安定化信号
を出力する回路である。また、停止信号発生回路１３
は、印画中に吐出信号または安定化信号を必要としない
ときに、圧電素子５の変位を生じさせないための停止信
号を出力する回路である。

【００２１】図において、上述した吐出信号、安定化信
号、および停止信号は、信号切り替え回路１４に入力す
る。この信号切り替え回路１４においては、入力した吐
出信号、安定化信号、または停止信号のうちどの信号を
出力するかを制御する回路である。この信号切り替え回
路１４から出力された吐出信号、安定化信号、または停
止信号が圧電素子１５に出力される。

【００２２】この圧電素子１５は、吐出信号または安定
化信号を入力したときは、入力した信号に応じて変位を
生じる。また、この圧電素子１５は停止信号を入力した
ときは変位を生じない。

【００２３】次に、圧力発生手段の動作について説明す
る。ここでは、記録ヘッドが１ドットを印画する場合に
ついて説明する。図２の電気回路において、まず、安定
化信号発生回路１２は、図３Ｂに示すようなパルス波形
の安定化信号を出力する。図３Ｂにおいて、パルス波形
の安定化信号は正の電圧を発生している。この正の電圧
の信号は、信号切り替え回路１４を経て圧電素子１５に
入力する。この結果、圧電素子１５に変位を生じ、この
変位によりインク室３内には正の圧力が生じる。ここで
インク室２内に発生した正の圧力は、ノズル部１に存在
するインク先端面２ａを動かすには十分な圧力ではある
が、ノズル部１からインク滴が吐出することがない圧力
の範囲とする。

【００２４】すなわちこの場合、圧力発生手段は、ノズ
ル部１からインク滴を吐出させない範囲の圧力を発生さ
せることになる。ここで、インク滴は吐出する前に、ノ
ズル部１のインク先端面２ａにインク滴が吐出しない程
度の予備的な振動を与えることになる。このインク先端
面２ａの振動により、インク先端面２ａに存在するイン
クはインク室３内に存在するインクと混合されることに
なり、インク先端面２ａで外気と接触していたインクの
一部がインク室３内に拡散し、これに代わりインク室３
内の新しいインクの一部がインク先端面２ａを形成する
ことになる。

【００２５】なお、ここでは、インク室３内に単一の正
の圧力を生じさせた場合について説明したが、この単一
の正の圧力だけに限るわけではない。すなわち、このほ
かに、例えば単一の負の圧力、複数の正の圧力、複数の
負の圧力、正負をサイクルとする一対の圧力、または正
負をサイクルとする複数の対の圧力を生じさせることも
できる。要するに、ノズル部１からインク滴を吐出させ
ない範囲の圧力を発生させるものであればその形式は問
わないのである。ただし、負の圧力を生じさせるとき
は、ノズル部１を通じてインク室３の中に空気が侵入し
ない程度の大きさとする必要がある。

【００２６】図２において、吐出信号発生回路１１から
の吐出信号は、信号切り替え回路１４に入力している。
この吐出信号に波形は、図３Ａに示すとおりである。図
３Ａにおいて、パルス波形の吐出信号は正の電圧を発生
している。この正の電圧の吐出信号は、信号切り替え回
路１４を経て圧電素子１５に入力する。この結果、圧電
素子１５に変位を生じ、この変位によりインク室３内に
は正の圧力が生じる。

【００２７】ここでインク室３内に発生した正の圧力
は、ノズル部１からインク滴を吐出するのに十分に大き
な圧力とする。すなわちこの場合、圧力発生手段は、ノ
ズル部１からインク滴を吐出させるための圧力を発生さ
せるのである。この結果、ノズル部１からはインク滴が
吐出され、印画されるべきもの例えば紙にこのインク滴
が到達する。また、信号切り替え回路１４から上述の吐
出信号または安定化信号が出力されている以外は、停止
信号が出力され圧電素子１５は変位を生じない。

【００２８】なお、ここでは、圧力発生手段の構成とし
て圧電素子５、振動板４、および圧電素子の変位を制御
する電気回路の構成について説明したが、この構成に限
るわけではない。すなわち、ノズル部１からインクを吐
出させるのに十分な圧力を発生する手段であり、さら
に、ノズル部１のインク先端面２ａの乾燥を防ぐのに十
分な振動を与えられるものであり、またさらに、これら
の場合のほかは圧電素子が変位しないよう制御できるも
のであれば、その他の構成をも採用することができるこ
とはもちろんである。

【００２９】また、上述した例では、圧電素子が単一の
場合について説明したが、これに限るわけではない。例
えば複数の圧電素子を形成して、上述した動作、すなわ
ち、少なくとも１つの圧電素子が安定化信号を入力して
振動した後に、少なくとも他の１つの圧電素子が、吐出
信号を入力してインクを吐出する圧力を発生するなどの
構成を採ることができることはもちろんである。

【００３０】次に、この記録ヘッドを用いた場合の印画
方法について説明する。ここでは、１のノズルを有する
記録ヘッドでシリアル印画を行う場合について説明す
る。すなわち、記録ヘッドは１ラインを１ドットごと印
画する。次に紙を１ライン送り、上と同様に次のライン
を印画する。これを繰り返し、画像を形成していくので
ある。

【００３１】以下図５および６に、従来の方法による場
合のドットの状態と、本発明に係る記録ヘッドを用いた
場合のドットの状態を示す。図５は、従来の方法による
印画状態を模式的に示したものであり、印画しないとき
は圧電素子に変位を与える信号を一切入力せず、印画す
る場合のみに吐出信号形を入力する。

【００３２】図４は、本発明に係る記録ヘッドを用いた
場合の印画状態を模式的に示したのである。この場合、
印画しないときは圧電素子に吐出信号を入力しないのだ
が、印画する場合は、その直前の印画しない数ドット
に、インク滴が吐出しない程度の予備滴な振動を与える
安定化信号を入力しておき、それに続くドットに通常の
吐出信号を入力する。この図の例では、予備的な振動を
させるドット数は、２ドットである。

【００３３】このように印画する場合は、その直前の印
画しない数ドットに、インク滴が吐出しない程度の予備
滴な振動を与える安定化信号を入力しておき、それに続
くドットに通常の吐出信号を入力することにより、常に
安定的にインク滴を吐出させることができる。すなわ
ち、通常印画を休止している状態では、ノズル部に存在
するインク先端面は蒸発してインクの粘度が高くなって
いる。このときインク先端面に予備的な振動を与えるこ
とによって、インク先端面に存在するインクがインク室
内のインクと混ざることによりインク先端面に存在する
インクの粘度が低下する。これにより、インク先端面に
存在するインクを、ノズル部から吐出させることが容易
になる。

【００３４】以上のことから、ノズル部からインク滴を
吐出させる前に、ノズル部のインク先端面にインク滴が
吐出しない範囲の予備的な振動を与えることによって、
ノズル部のインクが撹拌され、その部分のインクの乾燥
が防止でき、インクの粘度上昇が抑えられるため、常に
安定したインク物性の状態を保つことができ、それによ
って、常に安定的にインク滴を吐出させることができる
とともに、フラッシングによるインクの無駄遣いの低減
ができる。

【００３５】なお、上述の例では、予備的な振動を２ド
ットしたが、これに限るわけではなく、例えば３ドット
以上とすることもできる。ここで、鮮明な印画ができる
ようにするため、ドット数を最適なものとすることがで
きるが、この数は、記録ヘッドの構造、インクの性状な
どにより決めるものである。すなわち、インクの混ざり
易さ、ノズル先端部におけるインクの乾き易さなどによ
り決定される。

【００３６】また、圧電素子に吐出信号を入力するとき
以外は、全て安定化信号を圧電素子に入力することもで
きる。すなわち、ノズル部からインク滴を吐出する前に
一定のドット数について安定化信号を入力することを行
うためには、あらかじめ、データをスキャンし、印画の
直前のドットをあらかじめ検出しておく必要がある。こ
のためデータ処理の時間がかかるので、印画しないドッ
トすべてに、インク滴が吐出しない程度の予備滴な振動
を与える安定化信号を入力すれば、その処理もいらなく
なるという大きな利点がある。

【００３７】なお、上述して例では、１のノズルを有す
る記録ヘッドにより印画する例を説明したが、これに限
るわけではない。すなわち、マルチノズルを有する記録
ヘッドの場合でも適用することができることはもちろん
である。すなわち、１行ずつ印画する１のノズルを有す
る記録ヘッドによる印画ばかりでなく、数行の印画を同
時に行いながら印画するマルチノズルを有する記録ヘッ
ドの場合でも適用することができる。

【００３８】次に、本発明に係る記録ヘッドを用いた方
法により、実際に印画した場合について図６を参照しな
がら説明する。ただし、本発明はこの実際に印画した例
に限定されないことはもちろんである。図６Ｂは、従来
の方法により印画した結果である。ここでは、印画しな
いときは圧電素子に変位を与える信号を一切入力せず、
印画する場合のみ吐出信号を入力している。

【００３９】ここで記録ヘッドは、図面上縦方向の１行
を印画しながら、図面上左から右の方向に移動してい
る。図からわかるように、印画の初めの部分を見ると圧
電素子が各ドットについて吐出信号を入力しているにも
かかわらず、実際にインクが吐出されているのはわずか
である。これは印画する前に予備的振動がないのでノズ
ル部に存在するインク先端面が乾燥し粘度が高くなって
おり、インク滴が出たり出なかったりするためである。
しかし、印画が進むにつれインク滴が吐出する数が増加
しており、途中からは全てのドットにおいてインク滴が
吐出されている。これは印画が進むにつれ、乾燥して粘
度が高くなったインクが吐出されて少なくなると同時
に、印画中に吐出の圧力がノズル部のインク先端部に多
数回作用することにより、インク先端面に存在するイン
クがその圧力により徐々にインク室内に存在するインク
と混ざることによりインク先端面に存在するインクの粘
度が小さくなり、インクが吐出しやすくなったためであ
る。

【００４０】これに対して、本発明に係る記録ヘッドを
用いた印画状態は、図６Ａに示すような結果となってい
る。この場合、印画しないときは圧電素子を変位させる
信号を入力しないのだが、印画する場合、その直前の印
画しない数ドットに、インク滴が吐出しない程度の予備
滴な振動を与える安定化信号を入力しておき、それに続
くドットに通常の吐出信号を入力している。ここでは、
吐出信号を入力する前に安定化信号を入力し、インク先
端面に予備的振動を与えているので、印画においては最
初の部分から鮮明な印画状態となっている。

【００４１】なお、本発明に係るインクジェットプリン
タ用記録ヘッドを用いる印画方法は、紙ばかりでなく、
オーバーヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）用フィルム、ま
たは布などにも適用することができる。すなわち、一般
的なインクジェットプリンタ用記録ヘッドが適用できる
ものに対しても十分な範囲で適用できる。また、本発明
に係るインクジェットプリンタ用記録ヘッドは、一般的
に存在する全てのインクジェットプリンタに適用できる
ことはもちろんである。

【００４２】次に、インクジェットプリンタ用記録ヘッ
ドに係る発明の実施の形態の他の例について図７〜図９
を参照しながら説明する。図７は、本発明に係るインク
ジェットプリンタ用記録ヘッドの他の例を模式的に表現
したものである。図において、インク滴を吐出するため
のノズル部１と、ノズル部１にインク２を供給するイン
ク室３は、上述した例と同様である。

【００４３】本例のインクジェットプリンタ用記録ヘッ
ド７においては、インク室３の容積を変化させることに
よりインク室３内のインク２に正または負の圧力を与え
る圧力発生手段を２個設けたことが特徴となっている。
すなわち、この２個の圧力発生手段がそれぞれの圧電素
子を変位させることにより、インク室３の容積を変化さ
せてインク室３内に存在するインクに対して圧力を発生
させるのである。

【００４４】２つの圧力発生手段のうち１つの圧力発生
手段は、ノズル部１からインク滴を吐出させない範囲の
圧力を発生させるものである。ここで、圧電素子と振動
板は上述した例と同様であり、また圧電素子は、単層
型、積層型いずれでも良い。また、もう１つの圧力発生
手段は、ノズル部１からインク滴を吐出させるための圧
力を発生させるものである。ここでも、圧電素子と振動
板は上述した例と同様である。

【００４５】次に、圧力発生手段のもう一つの構成であ
る電気回路について図８を参照しながら説明する。図に
おいて、吐出信号発生回路１１は、上述の例と同様に、
記録ヘッドのノズル部１からインク滴を吐出するのに必
要な圧力を発生させるために、必要な圧電素子１５の変
位を与えるのに十分な電圧を発生させるための吐出信号
を出力する回路である。また、停止信号発生回路１３
は、上述の例と同様に、印画中に吐出信号を必要としな
いときに、圧電素子１５の変位を生じさせないための停
止信号を出力する回路である。

【００４６】図において、上述の吐出信号および停止信
号は、信号切り替え回路１４に入力する。この信号切り
替え回路１４においては、入力した吐出信号または停止
信号のうちどの信号を出力するかを制御する回路であ
る。

【００４７】この信号切り替え回路１４から出力された
吐出信号または停止信号は圧電素子１５に入力する。こ
の圧電素子１５は、吐出信号を入力したときは、入力し
た信号に応じて変位を生じる。また、停止信号を入力し
たときは変位を生じない。

【００４８】図において、安定化信号発生回路１２は、
上述した例と同様に、ノズル部１のインク先端面２ａの
乾燥を防止するのに必要な圧力を生じさせるのに、必要
な圧電素子１６に変位を与えるための電圧を発生させる
ための安定化信号を出力する回路である。圧電素子１６
は、安定化信号を入力したときは、入力した信号に応じ
て、変位を生じる。

【００４９】次に、圧力発生手段の動作について説明す
る。図８の電気回路において、安定化信号発生回路１２
は、図９Ｂに示すようなパルス波形の安定化信号を出力
している。図９Ｂにおいて、パルス波形の安定化信号は
正の電圧を発生している。この正の電圧の信号は圧電素
子１６に入力する。この結果、圧電素子１６に変位を生
じ、この変位によりインク室３内には正の圧力が生じ
る。ここで発生した正の圧力は、ノズル部１に存在する
インク先端面２ａを動かすには十分な圧力ではあるが、
ノズル部１からインク滴が吐出することがない範囲とす
る。すなわち、この圧力発生手段は、ノズル部１からイ
ンク滴を吐出させない範囲の圧力を発生させることにな
る。

【００５０】このように２つの圧力発生手段のうち１つ
の圧力発生手段は、ノズル部１のインク先端面２ａにイ
ンク滴が吐出しない程度の振動を与えることになる。す
なわち、１つの圧電素子１６に、ノズル部１のインク先
端面２ａに存在するインク滴が吐出しない程度の振動を
与える安定化信号を印画プロセス中は常時入力してお
き、ノズル部１のインク先端面２ａの状態を安定化させ
ておくのである。

【００５１】このインク先端面２ａにインク滴が吐出し
ない程度の振動を与えるにより、インク先端面２ａに存
在するインクはインク室３内に存在するインクと混合さ
れることになり、インク先端面２ａで外気と接触してい
たインクがインク室内に拡散し、新しいインクがインク
先端面を形成することになる。

【００５２】なお、ここでは、インク室内に単一の正の
圧力を生じさせた場合について説明したが、この単一の
正の圧力だけに限るわけではない。すなわち、このほか
に、例えば単一の負の圧力、複数の正の圧力、複数の負
の圧力、正負をサイクルとする一対の圧力、または正負
をサイクルとする複数の対の圧力を生じさせることもで
きる。このように、ノズル部からインク滴を吐出させな
い範囲の圧力を発生させるものであればその形式は問わ
ないのである。ただし、負の圧力を生じさせるときは、
ノズル部１を通じてインク室３の中に空気が侵入しない
程度の大きさとする必要がある。

【００５３】また、安定化信号発生回路１２から出力さ
れる安定化信号は、常時発生させている。すなわち、イ
ンク滴を吐出していないときはもちろん、インク滴を吐
出しているときも同時に安定化信号を出力している。し
たがって、この場合は圧電素子１６は、常時圧力を発生
している。ただし、この発生された圧力は、印画の際の
吐出圧力にマイナスの影響を出さない範囲のものとする
必要がある。

【００５４】また、安定化信号回路１２から出力する安
定化信号は、このように常時発生させる場合に限定され
ない。すなわち、例えば１ドットおきに発生させると
か、数ドットごとに発生させるとか、または、その他の
パターンにより出力することもできる。要するに、吐出
信号発生回路１１から出力される吐出信号とは独立に安
定化信号を発生し、その発生した安定化信号に応じて圧
電素子により圧力を発生させ、この圧力がノズル部での
インクの乾燥を防止するのに十分なものであればどのよ
うな形式の安定化信号を出力しても、目的を達成するこ
とができるのである。

【００５５】図８において、吐出信号発生回路１１から
吐出信号が信号切り替え回路１４に入力している。この
吐出信号の波形は図９Ａに示すとおりである。図９Ａに
おいて、パルス波形の吐出信号は正の電圧を発生してい
る。この正の電圧の信号は、信号切り替え回路１４を経
て圧電素子１５に入力する。この結果、圧電素子１５に
変位を生じ、この変位によりインク室２内には正の圧力
が生じる。ここで発生した正の圧力は、ノズル部１から
インク滴を吐出するのに十分大きな圧力とする。すなわ
ち、この場合、２つの圧力発生手段のうち残りの１つの
圧力発生手段は、ノズル部からインク滴を吐出させるた
めの圧力を発生させるのである。この結果、ノズル部１
からは、インク滴が吐出され印画されるべきもの例えば
紙に到達する。また、信号切り替え回路１４から上述の
吐出信号が出力されている以外は停止信号が出力され、
圧電素子１５は変位を生じない。

【００５６】なお、ここでは、圧力発生手段の構成とし
て圧電素子５、振動板４、および圧電素子の変位を制御
する電気回路の構成について説明したが、この構成に限
るわけではない。すなわち、インクを吐出させるのに十
分な圧力発生手段であり、さらに、ノズル部１のインク
先端面２ａに振動を与えるものであり、さらにまた、こ
れらの場合の他は圧電素子が変位しないよう制御できる
ものであれば、その他の構成をも採用することができる
ことはもちろんである。

【００５７】また、上述した例では、安定化の圧力を発
生する圧力発生手段が１つで、また吐出する圧力を発生
する圧力発生手段が１つの場合について説明したが、こ
れに限るわけではない。例えば安定化の圧力を発生する
圧力発生手段が２つ以上で、かつ（または）、吐出する
圧力を発生する圧力発生手段が２つ以上であっても良
い。すなわち、複数の圧力発生手段があり、これらのう
ち少なくとも１つの圧力発生手段が、ノズル部１からイ
ンク滴を吐出させない範囲の圧力を発生させ、残りの少
なくとも１つの圧力発生手段が、ノズル部１からインク
滴を吐出させるための圧力を発生させるようにしても良
いことはもちろんである。

【００５８】このように、ノズル部からインク滴を吐出
させるのとは独立に、ノズル部のインク先端面にインク
滴が吐出しない範囲の振動を与えることによって、ノズ
ル部のインクが撹拌され、その部分のインクの乾燥が防
止でき、インクの粘度上昇が抑えられるため、常に安定
したインク物性の状態を保つことができる。

【００５９】この構成にすると、吐出用圧電素子の駆動
は通常と同じ印画データによりオン／オフ制御をする
が、安定化用圧電素子に入力する安定化信号は、印画デ
ータによらず印画時のみオンするような制御でよいの
で、マルチノズルにした場合は、すべての安定化用圧電
素子で共通化できる。したがって、上述した例のような
安定化信号と吐出信号を切り替える場合よりよも、駆動
回路を簡素化できる。すなわち、図２の例で示した電気
回路に比較して、本例の電気回路は簡素化できるのであ
る。

【００６０】このように本発明では、２個以上の圧力発
生手段を用いることで、少なくとも１つの圧力発生手段
を、吐出用圧力発生手段と独立した補助圧力発生手段と
して用いることができる。その補助圧力発生手段によっ
て、ノズル部のインク先端面にインク滴が吐出しない程
度の振動を与えることで、ノズル先端部のインクが撹拌
され、その部分のインクの乾燥が防止でき、インクの粘
度上昇が抑えられるため、残りの少なくとも１つの圧力
発生手段で、常に安定的にインクを吐出させることがで
きるとともに、フラッシングによるインクの無駄遣いを
低減できる。

【００６１】また、吐出用の圧力発生手段と安定化用の
圧力発生手段が独立しているので、駆動回路が簡素化で
きる。それによって、信号切り換えのチャンネル数が減
るので、チップ面積が小さくでき、コストダウンを図る
ことができる。また、吐出用圧電素子と安定化用圧電素
子を分けることで、吐出と安定化振動を１枚の圧電素子
で行うよりも、圧電素子の寿命を長くすることができ
る。

【００６２】なお、上述して例では、１のノズルを有す
る記録ヘッドにより印画する例を説明したが、これに限
るわけではなく、マルチノズルを有する記録ヘッドの場
合でも適用することができることはもちろんである。す
なわち、１行ずつ印画する１のノズルを有する記録ヘッ
ドによる印画ばかりでなく、数行の印画を同時に行いな
がら印画するマルチノズルを有する記録ヘッドの場合で
も適用することができる。この場合は上述したように、
安定化信号を、安定化振動を発生する圧電素子に共通に
入力することができ、回路上の簡素化の利点を大きく生
かすことができる。

【００６３】次に、この方法により、実際に印画した場
合について説明する。ただし、本発明はこの実際の例に
限定されることではない。本発明の記録ヘッドを用いた
印画は、図６Ａで説明したと同様な結果となっている。
この場合、印画するときは、常時インク滴が吐出しない
程度の振動を与える安定化信号を入力しているので、印
画においては最初の部分から鮮明な印画状態となってい
る。

【００６４】なお、本発明に係るインクジェットプリン
タ用記録ヘッドを用いる印画方法は、紙ばかりでなく、
オーバーヘッドプロジェクタ（ＯＨＰ）用フィルム、ま
たは布などにも適用することができる。すなわち、一般
的なインクジェットプリンタ用記録ヘッドが適用できる
ものに対しても十分な範囲で適用できる。また、本発明
に係るインクジェットプリンタ用記録ヘッドは、一般的
に存在する全てのインクジェットプリンタに適用できる
ことはもちろんである。

【００６５】なお、本発明は上述の実施の形態に限らず
本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採
り得ることはもちろんである。

【００６６】

【発明の効果】本発明は、以下に記載されるような効果
を奏する。圧力発生手段が、ノズル部からインク滴を吐
出させない範囲の圧力を発生させ、その後にノズル部か
らインク滴を吐出させるための圧力を発生させることに
より、安定的にインク滴を吐出させることができる。

【００６７】また、複数の圧力発生手段のうち少なくと
も１つの圧力発生手段が、ノズル部からインク滴を吐出
させない範囲の圧力を発生させ、残りの少なくとも１つ
の圧力発生手段が、ノズル部からインク滴を吐出させる
ための圧力を発生させることにより、安定的にインクを
吐出させることができるとともに、圧力発生手段の電気
回路を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェットプリンタ用記録ヘッドに係る発
明の実施の形態の例を示す断面図である。

【図２】本発明に係るインクジェットプリンタ用記録ヘ
ッドに用いる電気回路の構成を示す図である。

【図３】本発明に係るインクジェットプリンタ用記録ヘ
ッドの電気回路において、出力する吐出信号および安定
化信号の波形を示す図である。

【図４】本発明に係るインクジェットプリンタ用記録ヘ
ッドを用いた場合の印画状態を模式的に示した図であ
る。

【図５】従来のインクジェットプリンタ用記録ヘッドを
用いた場合の印画状態を模式的に示した図である。

【図６】本発明に係る記録ヘッドを用いた方法により実
際に印画した場合の印画状態、および従来の方法により
印画した場合の印画状態を示す図である。

【図７】インクジェットプリンタ用記録ヘッドに係る発
明の実施の形態の他の例を示す断面図である。

【図８】本発明に係るインクジェットプリンタ用記録ヘ
ッドの他の例に用いる電気回路の構成を示す図である。

【図９】本発明に係るインクジェットプリンタ用記録ヘ
ッドの他の例の電気回路において、出力する吐出信号お
よび安定化信号の波形を示す図である。

【符号の説明】

１‥‥ノズル部、２‥‥インク、２ａ‥‥インク先端
面、３‥‥インク室、４‥‥振動板、５，６‥‥圧電素
子、７‥‥インクジェットプリンタ用記録ヘッド、１１
‥‥吐出信号発生回路、１２‥‥安定化信号発生回路、
１３‥‥停止信号発

Claims (6)

【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、 ノズル部にインクを供給するインク室と、 インク室の容積を変化させることによりインク室内のイ
   ンクに正または負の圧力を与える圧力発生手段とを有す
   るインクジェットプリンタ用記録ヘッドにおいて、 上記圧力発生手段は、上記ノズル部からインク滴を吐出
   させない範囲の圧力を発生させ、その後にノズル部から
   インク滴を吐出させるための圧力を発生させることを特
   徴とするインクジェットプリンタ用記録ヘッド。
2. 【請求項２】 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を有するインク
   ジェットプリンタ用記録ヘッドにおいて、 上記インクジェットプリンタ用記録ヘッドは、インク室
   の容積を変化させることによりインク室内のインクに正
   または負の圧力を与える圧力発生手段を複数有し、 これらのうち少なくとも１つの圧力発生手段が、上記ノ
   ズル部からインク滴を吐出させない範囲の圧力を発生さ
   せ、 残りの少なくとも１つの圧力発生手段が、ノズル部から
   インク滴を吐出させるための圧力を発生させることを特
   徴とするインクジェットプリンタ用記録ヘッド。
3. 【請求項３】 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、インク室の容
   積を変化させることによりインク室内のインクに正また
   は負の圧力を与える圧力発生手段とを有するインクジェ
   ットプリンタ用記録ヘッドを用いる印画方法において、 上記圧力発生手段は、上記ノズル部からインク滴を吐出
   させない範囲の圧力を発生させ、その後にノズル部から
   インク滴を吐出させるための圧力を発生させることを特
   徴とするインクジェットプリンタ用記録ヘッドを用いる
   印画方法。
4. 【請求項４】 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を有するインク
   ジェットプリンタ用記録ヘッドを用いる印画方法におい
   て、 上記インクジェットプリンタ用記録ヘッドは、インク室
   の容積を変化させることによりインク室内のインクに正
   または負の圧力を与える圧力発生手段を複数有し、 これらのうち少なくとも１つの圧力発生手段が、上記ノ
   ズル部からインク滴を吐出させない範囲の圧力を発生さ
   せ、 残りの少なくとも１つの圧力発生手段が、ノズル部から
   インク滴を吐出させるための圧力を発生させることを特
   徴とするインクジェットプリンタ用記録ヘッドを用いる
   印画方法。
5. 【請求項５】 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、インク室の容
   積を変化させることによりインク室内のインクに正また
   は負の圧力を与える圧力発生手段とを有する記録ヘッド
   を備えたインクジェットプリンタにおいて、 上記圧力発生手段は、上記ノズル部からインク滴を吐出
   させない範囲の圧力を発生させ、その後にノズル部から
   インク滴を吐出させるための圧力を発生させることを特
   徴とするインクジェットプリンタ。
6. 【請求項６】 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を有する記録ヘ
   ッドを備えたインクジェットプリンタにおいて、 上記インクジェットプリンタ用記録ヘッドは、インク室
   の容積を変化させることによりインク室内のインクに正
   または負の圧力を与える圧力発生手段を複数有し、 これらのうち少なくとも１つの圧力発生手段が、上記ノ
   ズル部からインク滴を吐出させない範囲の圧力を発生さ
   せ、 残りの少なくとも１つの圧力発生手段が、ノズル部から
   インク滴を吐出させるための圧力を発生させることを特
   徴とするインクジェットプリンタ。