(57)【要約】【課題】安定して液滴を吐出することが可能なインクジェット記録装置及びインクジェット式記録ヘッドの駆動方法を提供することを目的としている。【解決手段】ノズル開口に連通した圧力室及び前記圧力室内の圧力を変化させる圧電振動子を有するインクジェット式記録ヘッドと、複数の駆動パルスを含む駆動波形を発生する駆動信号発生手段と、前記ノズル開口から吐出させるインクの液滴の大きさに合わせて前記駆動波形から前記駆動パルスを選択し、前記圧電振動子に供給するパルス供給手段と、を備えるインクジェット記録装置であって、前記複数の駆動パルスは、前記ノズル開口から前記液滴を吐出させる複数の吐出パルスと、前記吐出パルスによる残留振動を制振させる非吐出パルスと、を含み、前記パルス供給手段は、前記ノズル開口から大きさが最大の液滴を吐出させる場合に、１以上の前記吐出パルスと前記非吐出パルスを選択する。【選択図】図６
2014019050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル開口に連通した圧力室及び前記圧力室内の圧力を変化させる圧電振動子を有するインクジェット式記録ヘッドと、
複数の駆動パルスを含む駆動波形を発生する駆動信号発生手段と、
前記ノズル開口から吐出させるインクの液滴の大きさに合わせて前記駆動波形から前記駆動パルスを選択し、前記圧電振動子に供給するパルス供給手段と、を備えるインクジェット記録装置であって、
前記複数の駆動パルスは、
前記ノズル開口から前記液滴を吐出させる複数の吐出パルスと、
前記吐出パルスによる残留振動を制振させる非吐出パルスと、を含み、
前記パルス供給手段は、
前記ノズル開口から大きさが最大の液滴を吐出させる場合に、１以上の前記吐出パルスと前記非吐出パルスを選択するインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記非吐出パルスは、前記吐出パルスの後に前記圧電振動子に供給される請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記複数の駆動パルスは、
前記駆動波形の最後に現れ、前記液滴を吐出させる波形を含む最終パルスを含み、
前記パルス供給手段は、
前記最大の液滴を吐出させる場合に、前記最終パルスを選択する請求項１又は２記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記複数の駆動パルスは、
前記非吐出パルスと前記最終パルスとの間に現れ、前記液滴が吐出しない範囲で前記圧力室を加圧する微振動パルスを含み、
前記パルス供給手段は、
前記最大の液滴を吐出させる場合に、前記微振動パルスを選択する請求項３記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記パルス供給手段は、
前記最小の液滴を吐出させる場合に、前記最終パルスを選択する請求項３又は４記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
ノズル開口に連通した圧力室及び前記圧力室内の圧力を変化させる圧電振動子を有するインクジェット式記録ヘッドの駆動方法であって、
前記インクジェット式記録ヘッドを有するインクジェット記録装置は、
複数の駆動パルスを含む駆動波形を発生する駆動信号発生手順と、
前記ノズル開口から吐出させるインクの液滴の大きさに合わせて前記駆動波形から前記駆動パルスを選択し、前記圧電振動子に供給するパルス供給手順と、を備え
前記複数の駆動パルスは、
前記ノズル開口から前記液滴を吐出させる複数の吐出パルスと、
前記吐出パルスによる残留振動を制振させる非吐出パルスと、を含み、
前記パルス供給手順において、
前記ノズル開口から大きさが最大の液滴を吐出させる場合に、１以上の前記吐出パルスと前記非吐出パルスを選択するインクジェット式記録ヘッドの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口に連通した圧力室及び前記圧力室内の圧力を変化させる圧電振動子を有するインクジェット式記録ヘッドを有するインクジェット記録装置及びインクジェット式記録ヘッドの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通するインク流路と、このインク流路内のインクを加圧する圧力発生手段とを備えた液滴吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置がある。インクジェットヘッドには、圧力発生手段に圧電素子を用い、圧電素子に駆動パルスを印加して液滴を吐出させる圧電型のものが知られている。
【０００３】
圧電型のインクジェットヘッドでは、画質の維持等を目的として、安定してインクの液滴を吐出させる工夫がなされている。
【０００４】
例えば特許文献１には、後のパルスによるインクメニスカス振動が先のパルスによるインクメニスカス振動と共振するように且つこれらパルスにより吐出された複数のインク滴が飛翔中に合体するように駆動信号の複数のパルスを設定することが記載されている。特許文献１では、この構成により異なる液滴の着弾位置を同じ位置にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１記載の発明では、パルス数が増えるとメニスカスの引き込みが強くなりすぎて、吐出の安定性が悪くなり、吐出曲り等が発生しやすくなる。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑みてこれを解決すべく成されたものであり、安定して液滴を吐出することが可能なインクジェット記録装置及びインクジェット式記録ヘッドの駆動方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成すべく以下の如き構成を採用した。
【０００８】
本発明は、ノズル開口に連通した圧力室及び前記圧力室内の圧力を変化させる圧電振動子を有するインクジェット式記録ヘッドと、複数の駆動パルスを含む駆動波形を発生する駆動信号発生手段と、前記ノズル開口から吐出させるインクの液滴の大きさに合わせて前記駆動波形から前記駆動パルスを選択し、前記圧電振動子に供給するパルス供給手段と、を備えるインクジェット記録装置であって、前記複数の駆動パルスは、前記ノズル開口から前記液滴を吐出させる複数の吐出パルスと、前記吐出パルスによる残留振動を制振させる非吐出パルスと、を含み、前記パルス供給手段は、前記ノズル開口から大きさが最大の液滴を吐出させる場合に、１以上の前記吐出パルスと前記非吐出パルスを選択する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、安定して液滴を吐出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態のインクジェット記録装置の構成の概略を説明する第１の図である。
【図２】本実施形態のインクジェット記録装置の構成の概略を説明する第２の図である。
【図３】本実施形態の記録ヘッドを説明する図である。
【図４】本実施形態の駆動制御部の一例を示す図である。
【図５】本実施形態の駆動波形を説明する図である。
【図６】大滴を吐出させる場合の例を示す第１の図である。
【図７】大滴の駆動周波数とその液滴速度の関係を示す図である。
【図８】大滴を吐出させる場合の例を示す第２の図である。
【図９】中滴を吐出させる場合の例を示す図である。
【図１０】中滴の駆動周波数と液滴速度の関係を示す図である。
【図１１】小滴を吐出させる場合の例を示す図である。
【図１２】中滴の駆動周波数と液滴速度の関係を示す図である。
【図１３】微振動パルスの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本実施形態のインクジェット記録装置の構成の概略を説明する第１の図である。図２は本実施形態のインクジェット記録装置の構成の概略を説明する第２の図である。
【００１２】
本実施形態のインクジェット記録装置１００は、内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ１１０、インクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッド）１２０、インクカートリッジ１３０等で構成される印字機構部１４０を有する。また本実施形態のインクジェット記録装置１００は、給紙カセット１５１或いは手差しトレイ１５２から給送される用紙１５３を取り込み、印字機構部１４０によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ１５４に排紙する。
【００１３】
印字機構部１４０は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１６１と従ガイドロッド１６２とでキャリッジ１１０を主走査方向（図２で紙面垂直方向）に摺動自在に保持する。本実施形態のキャリッジ１１０は、記録ヘッド１２０がインク滴吐出方向を下方に向けて装着されている。記録ヘッド１２０は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する。キャリッジ１１０の上側には、インクカートリッジ１３０が交換可能に装着されており、記録ヘッド１２０に各色のインクを供給する。
【００１４】
キャリッジ１１０は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド１６１に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド１６２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ１１０は、主走査モータ１６３で回転駆動される駆動プーリ１６４と従動プーリ１６５との間に設けられたタイミングベルト１６６により固定され、主走査モータ１６３の正逆回転によりキャリッジ１１０が主走査方向に往復駆動される。
【００１５】
本実施形態では、各色の記録ヘッド１２０を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘッドでもよい。さらに記録ヘッド１２０としては、後述するように、インク流路の壁面の少なくとも一部を形成する振動板と、この振動板を圧電素子で変形させるピエゾ型インクジェットヘッドを用いている。
【００１６】
図３は、本実施形態の記録ヘッドを説明する図である。本実施形態の記録ヘッド１２０は、流路基板２１０とフレーム２２０と圧力発生部２３０から主に構成されている。
【００１７】
本実施形態の流路基板２１０は、ノズルプレート２１１と、リストリクタプレート２１２と、ダイアフラムプレート２１３と、マニホールドプレート２１４とを有する。
【００１８】
ノズルプレート２１１は、ノズル開口２４０を紙面に対して直交する方向に多数個有する。リストリクタプレート２１２は、ノズル開口２４０へ連通する圧力室２４１と、圧力室２４１への液流入量を制御する流体抵抗部２４２を有する。ダイアフラムプレート２１３は、圧力発生部２３０の圧力を効率よく圧力室２４１に伝達するための振動板２４３が形成されている。マニホールドプレート２１４は、共通インク室２２１のインクを各ノズル開口２４０へ分流させる。
【００１９】
本実施形態のフレーム２２０は、流路基板２１０を保持し、かつ外部からのインクを導入して貯留する共通インク室２２１を有し、その開口部がマニホールドプレート２１４に面している。
【００２０】
本実施形態の圧力発生部２３０は、導電材料と圧電材料が交互に積層された圧電振動子２３１の一端が支持部材２３２に固着され、圧電振動子２３１の他端は接着剤によりダイアフラムプレート２１３に接着されている。本実施形態の圧電振動子２３１は、電極が形成されており、駆動制御部３００に電気的に接続されている。インクは図示しないインク供給管あるいはヘッド接続管から供給され、共通インク室２２１に入り、マニホールドプレート２１４を通過して、流体抵抗部２４２、圧力室２４１、ノズル開口２４０へと順に流れる。
【００２１】
本実施形態の駆動制御部３００は、所定の駆動パルスを印加することにより圧電振動子２３１を伸縮させる。圧電振動子２３１は、駆動パルスの印加を止めると伸縮前の状態に戻る。本実施形態では、このような圧電振動子２３１の変形により圧力室２２１内のインクに瞬間的に圧力が加わり、ノズル開口２４０からインクが液滴となって被着媒体上に着弾する。
【００２２】
以上のように構成された本実施形態の記録ヘッド１２０は、固有振動周期Ｔｃ、いわゆるヘルムホルツ周期を有している。固有振動周期Ｔｃ、いわゆるヘルムホルツ周期は、ノズル開口２４０から流体抵抗部２４２までのノズル開口２４０、圧力室２４１、流体抵抗部２４２の形状などにより決まるコンプライアンスやイナータンスに支配される。
【００２３】
次に図４を参照して本実施形態の駆動制御部３００について説明する。図４は、本実施形態の駆動制御部の一例を示す図である。
【００２４】
本実施形態の駆動制御部３００は、主制御部３１０、駆動信号発生回路３２０、ヘッド駆動回路３３０を有する。主制御部３１０は、例えば本実施形態のインクジェット記録装置１００に入力された画像データから記録ヘッド１２０を動作させるための信号を生成し、インク液滴を吐出させる。駆動信号発生回路３２０は、記録ヘッド１２０の駆動波形を発生させる。ヘッド駆動回路３３０は、駆動信号発生回路３２０により発生した駆動波形を用いて圧電振動子２３０を駆動させる。
【００２５】
本実施形態の駆動波形発生回路３２０は、記憶部３２１、波形生成回路３２２、アンプ３２３を有する。記憶部３２１は、駆動波形（駆動信号）Ｐｖのパターンデータが格納されている。波形生成回路３２２は、記憶部３２１から読み出される駆動波形のデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器を含む。
【００２６】
本実施形態のヘッド駆動回路３３０は、シフトレジスタ３３１、３３２、ラッチ回路３３３、３３４、セレクタ３３５、レベル変換回路３３６、スイッチアレイ３３７を有する。
【００２７】
シフトレジスタ３３１は、主制御部３１０からの階調信号０及びクロック信号ＣＬＫが入力される。シフトレジスタ３３２は、主制御部３１０からの階調信号１及びクロック信号ＣＬＫが入力される。
【００２８】
ラッチ回路３３３は、シフトレジスタ３３１のレジスト値を主制御部３１０からのラッチ信号ＬＡＴでラッチする。ラッチ回路３３４は、シフトレジスタ３３２のレジスト値を主制御部３１０からのラッチ信号ＬＡＴでラッチする。
【００２９】
セレクタ３３５は、ラッチ回路３３４の出力値とラッチ回路３３５の出力値に基づいて、主制御部３１０からの制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３のいずれかを選択してレベル変換回路３３６に出力させる。レベル変換回路３３６は、セレクタ３３５の出力値をレベル変化する。スイッチアレイ３３７は、レベル変換回路３３６でオン／オフが制御されるアナログスイッチアレイである。
【００３０】
このスイッチ回路３３４は、駆動信号発生回路３２０からの駆動波形Ｐｖを入力するスイッチＡＳ１〜ＡＳｎのアレイからなり、各スイッチＡＳ１〜ＡＳｎは記録ヘッド１２０の各ノズルに対応する圧電振動子２３１にそれぞれ接続されている。
【００３１】
本実施形態のスイッチ回路３３７の入力側には、駆動信号発生回路３２０からの駆動波形（駆動信号）Ｐｖが印加されており、スイッチ回路３３７の出力側には圧力発生部２３０としての圧電振動子２３１が接続されている。したがって、例えばスイッチ回路３３７に加わる印字データが「１」である期間中は、駆動波形Ｐｖから得られる駆動パルスが圧電振動子２３１に印加され、この駆動パルスに応じて圧電振動子２３１は伸縮を行う。一方、スイッチ回路３３４に加わる印字データが「０」の期間中は、圧電振動子２３１への駆動パルスの供給が遮断される。
【００３２】
本実施形態の駆動制御部３００は、主制御部３１０からのクロック信号ＣＬＫ、階調信号０、１、ラッチ信号ＬＡＴが与えられると、制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３のいずれかを階調データ０、１に基づいて選択する。すなわち本実施形態の駆動制御部３００は、制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３を選択することで、大滴のときには大滴に対応する駆動パルスを選択し、中滴のときには大滴に対応する駆動パルスを選択し、小滴のときには小敵に対応する駆動パルスを選択する。本実施形態では、このように駆動パルスを選択することにより、それぞれ大滴、中滴、小滴を選択的に吐出させることができる。
【００３３】
ここで本実施形態の駆動波形Ｐｖについて説明する。本実施形態の駆動波形Ｐｖは、駆動信号発生回路３２０の記憶部３２１に格納されている。尚記憶部３２１は駆動信号発生回路３２０に設けられていなくても良い。記憶部３２１は、例えば主制御部３１０内に設けられていても良いし、駆動制御部３００の外部に設けられていても良い。
【００３４】
本実施形態の駆動波形Ｐｖは、１印刷周期内に複数の駆動パルスを含み、選択する駆動パルスと駆動パルスの数を変えることで、異なる量の液滴を同じ位置に着弾させることができる。また本実施形態の駆動波形Ｐｖは、記録ヘッド１２０の有する固有振動周期Ｔｃによる振動の残留振動を抑制するパルスを含む。
【００３５】
図５は、本実施形態の駆動波形を説明する図である。
【００３６】
本実施形態の駆動波形Ｐｖには、駆動パルスＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを含む。本実施形態のヘッド駆動回路３３０は、制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３に基づき、駆動波形Ｐｖに含まれる駆動パルスから圧電振動子２３１に印加する駆動パルスを選択して出力する。
【００３７】
本実施形態の駆動波形Ｐｖには、５つの駆動パルスＡ〜Ｅを含む。駆動パルスＡ、Ｂは、大滴を形成するために液滴を吐出させる吐出パルスである。
【００３８】
本実施形態の駆動パルスＣは、記録ヘッド１２０の有する固有振動周期Ｔｃによる振動の残留振動を抑制するパルスである。駆動パルスＣは、液滴は吐出せず、駆動パルスＡ，Ｂの２つの吐出パルスによる残留振動を制振させ、次の吐出パルスにおいて安定した吐出を得る目的で使用している。本実施形態において、共振を利用して複数の液滴を吐出させる場合、共振を利用することにより電圧を大きくしないで吐出出来る利点がある。しかしながら、吐出パルス数を増やしていくとメニスカスの引込が強くなりすぎて、滴揺れ等の不安定な吐出が発生しやすくなる。
【００３９】
そこで本実施形態では、吐出パルスである駆動パルスＡ，Ｂを続けた後、２つの出パルスによる残留振動を制振させる位置に非吐出パルスである駆動パルスＣをおき、一旦残留振動を低減させてメニスカスの動きを小さくしている。尚メニスカスとは、界面張力によってノズル開口２４０の液体（インク）の表面がつくる凸状または凹状の曲面である。
【００４０】
本実施形態の駆動パルスＤは、実際には液滴が吐出しない微駆動パルスである。本実施形態では、液滴を吐出させないノズルに対して駆動パルスＤを加えて、液滴が吐出しない程度に電圧の立下り部Ｄ１で圧力室２４１の体積を膨張させる。そして所定時間その状態を保持した後、電圧の立上り部Ｄ２で圧力室２４１の体積を収縮させる。
【００４１】
本実施形態では、液滴を吐出させないノズルに対し、駆動パルスＤを印加して上記の動作をさせることで、ノズル付近のインクを攪拌する。インクを攪拌することで、ノズル表面付近のインクの流動を滑らかにすることができ、インクが増粘して次の駆動パルスの印加で正常に吐出しない現象の発生を抑制できる。
【００４２】
本実施形態の駆動パルスＥは、小滴を形成するために液滴を吐出させる吐出パルスである。また本実施形態の駆動パルスＥは、サテライトの長さを短縮させる目的も有している。通常、サテライトの長さを短縮させる場合には、１つ吐出パルスに対して、その後段に電圧の立上げ部と電圧の立下げ部を有するパルス（以下、短縮用パルス）を設けることが考えられる。しかしながら、１つの吐出パルスに対して、その後段に短縮用パルスを設けると、駆動波形Ｐｖの波形長が長くなるという問題がある。
【００４３】
また複数の液滴を吐出させて飛翔中にひとつに合体させる場合には、最後の液滴のサテライトの長さが重要となる。そこで、本実施形態では、駆動波形Ｐｖの最後の吐出パルスである駆動パルスＥのみ、吐出パルスの後段に短縮用パルスを設けた。本実施形態の駆動パルスＥは、吐出パルスＥ１と、電圧の立上げ部Ｅ２と電圧の立下げ部Ｅ３を有する短縮用パルスＥ４を有する波形とした。
【００４４】
本実施形態では、このように駆動波形Ｐｖの最後の駆動パルスＥにのみ、サテライトの長さを短縮させる短縮用パルスを設けた。よって本実施形態では、他の吐出パルスである駆動パルスＡ，Ｂのそれぞれの後段に短縮用パルスを設けた場合に比べ、駆動波形Ｐｖの波形長を短くできる。
【００４５】
次に、本実施形態のインクジェット記録装置１００において大滴、中滴、小滴を吐出させる場合について説明する。
【００４６】
図６は、大滴を吐出させる場合の例を示す第１の図である。本実施形態では、図６に示す駆動波形Ｐｖ６により、最大滴の液滴（大滴）を得ることができる。図６の例では、駆動波形Ｐｖから、駆動パルスＡ，Ｂ，Ｃ，Ｅの４つの駆動パルスを選択している。すなわち本実施形態の駆動制御部３００は、駆動パルスＡ〜Ｃが出力される期間Ｔ１１は圧電振動子２３１に駆動波形Ｐｖを供給し、駆動パルスＤが出力される期間Ｔ１２は圧電振動子２３１に駆動波形Ｐｖを供給しない。また駆動制御部３００は、駆動パルスＥが出力される期間Ｔ１３は圧電振動子２３１に駆動波形Ｐｖを供給する。
【００４７】
すなわち本実施形態の駆動制御部３００は、大滴を吐出させるノズル開口２４０と対応する圧電振動子２３１と接続されたスイッチを、期間Ｔ１１と期間Ｔ１３はオンさせ、期間Ｔ１２はオフさせるように大滴用の制御信号ＭＮ３により制御する。
【００４８】
大滴では、全ノズルを最大駆動周波数で吐出してベタ画像が得られるかどうかが重要となるため、本実施形態では最大周波数での液滴量を基準にした。本実施形態では、大滴を形成するインクの量として９ｐｌが得られた。
【００４９】
以下に本実施形態の駆動パルスＣの位置について説明する。本実施形態では、駆動波形Ｐｖにおいて、駆動パルスＢの電圧の立上り開始から駆動パルスＣの電圧の立下がり開始までの期間Ｔ１をヘルムホルツ周期Ｔｃ×ｎとになるようにした。また本実施形態では、駆動波形Ｐｖにおいて、駆動パルスＣの電圧の立下り開始から電圧の立上り開始までの期間Ｔ２をヘルムホルツ周期Ｔｃ×ｎとした。尚本実施形態では、ｎは整数であれば良いが、駆動波形Ｐｖの波形長を考慮すれば、ｎ＝１であることが好ましい。
【００５０】
本実施形態では、期間Ｔ１と期間Ｔ２とをヘルムホルツ周期Ｔｃ×ｎとすることで、駆動パルスＣを非吐出パルスとすることができる。
【００５１】
本実施形態の記録ヘッド１２０では、圧電振動子２３１に印加する電圧を下げるときにインクの液面をノズル開口２４０内部に引き込み、圧電振動子２３１に印加する電圧を上げるときにインクをノズル開口２４０からインクの液面を押し出して吐出する動作を行う。
【００５２】
以下では、期間Ｔ１＝期間Ｔ２＝ヘルムホルツ周期Ｔｃとし場合について説明する。図６において、期間Ｔ１が終わるタイミングＴｓ１で駆動パルスＣの立ち下がりを行うことにより、タイミングＴｓ１の１周期後にノズル開口２４０内部にインクの液面を引き込むことになる。よって本実施形態では、駆動パルスＣによる制振効果が得られる。
【００５３】
本実施形態では、期間Ｔ１が終わるタイミングＴｓ１では、インクの液面速度が外側方向に最も大きくなっている。したがってタイミングＴｓ１でノズル開口２４０内部にインクを引きこむ（内側への力を与える）と、より液面の振動を抑えることができる。
【００５４】
また本実施形態では、タイミングＴｓ１においてインクの液面をノズル開口２４０内部に引き込む方向に力が加えられ、液面の振動を開始する。本実施形態では、この液面の振動の変位の速度方向が内側方向に最も大きくなるタイミングＴｓ２で、駆動パルスＣの電圧を立ち上げ、インクの液面を外側に押し出す方向に力を加える。このため本実施形態では、駆動パルスＢの後に駆動パルスＣを入れることで、液面が内側に引き込まれる力と、インクの液面を外側に押し出す力とが、互いに相殺され、液滴が吐出されない。
【００５５】
図７は、大滴の駆動周波数とその液滴速度の関係を示す図である。図７では、非吐出パルスである駆動パルスＣがある場合とない場合で示している。図７では、高周波数での液滴速度の変動は存在しているが、駆動パルスＣがある方が液滴速度の変動が小さくなっている。また駆動パルスＣがある方、電圧を上げて液滴速度を早くしたときの吐出安定性がましていることがわかる。
【００５６】
図８は、大滴を吐出させる場合の例を示す第２の図である。図８の例では、駆動波形Ｐｖに含まれる全ての駆動パルスＡ〜Ｅの５つの駆動パルスを選択している。すなわち本実施形態の駆動制御部３００は、大滴を吐出させるノズル開口２４０と対応する圧電振動子２３１と接続されたスイッチを、期間Ｔ２１をオンさせるように大滴用の制御信号ＭＮ３により制御する。
【００５７】
図６では、大滴を吐出させる場合は、吐出パルスである駆動パルスＢと、最終パルスである駆動パルスＥの間に非吐出パルスである駆動パルスＣを入れて制振するため、先行して吐出された液滴と駆動パルスＥにより吐出された液滴との合体が若干遅くなる。そこで図８の例では、微駆動パルスである駆動パルスＤをいれ、駆動パルスＤの電圧の立上り開始から最終パルスの電圧の立上り開始までの期間Ｔ３をヘルムホルツ周期Ｔｃとした。
【００５８】
本実施形態では、これにより最終パルスの液滴速度を若干早めることができ、先行して吐出された液滴と駆動パルスＥにより吐出された液滴との合体を確実に行なうことができる。
【００５９】
図９は、中滴を吐出させる場合の例を示す図である。図９の例では、駆動波形Ｐｖに含まれる駆動パルスＣ，Ｅを選択している。すなわち本実施形態の駆動制御部３００は、中滴を吐出させるノズル開口２４０と対応する圧電振動子２３１と接続されたスイッチを、期間Ｔ３２，Ｔ３４をオンさせ、期間Ｔ３１，Ｔ３３をオフさせるように中滴用の制御信号ＭＮ２により制御する。
【００６０】
図９の駆動波形Ｐｖ９により形成される中滴では、最大駆動周波数時に４ｐｌを得るようにした。駆動周波数が高周波数の場合、低周波数時に比べて液滴量が増加する。低周波数での小滴２ｐｌの場合、吐出パルスを２パルスとすると高周波数では、４ｐｌを超えてしまう。そこで、大滴で用いた制振用の非吐出パルスを用いることで、メニスカスの位置が若干盛上り、押し打ちに近い形で液滴を吐出させることになるので、１パルス分より少ない液滴増加量を得ることが出来る。
【００６１】
図１０は、中滴の駆動周波数と液滴速度の関係を示す図である。駆動周波数を高周波とした場合、液滴速度が若干変動しているが、低周波ではほぼ７ｍ／ｓであり、小滴、中滴、大滴の低周波での液滴速度はほぼ同じとなっている。
【００６２】
図１１は、小滴を吐出させる場合の例を示す図である。図１１の例では、駆動波形Ｐｖに含まれる駆動パルスＥを選択している。すなわち本実施形態の駆動制御部３００は、小滴を吐出させるノズル開口２４０と対応する圧電振動子２３１と接続されたスイッチを、期間Ｔ４２をオンさせ、期間Ｔ４１をオフさせるように小滴用の制御信号ＭＮ１により制御する。
【００６３】
図１１の例では、0usecを基準として200usec後にノズル開口２４０から１．４ｍｍの位置にある被着媒体に着弾するように電圧を調整している。図１１に示す小滴の駆動波形Ｐｖ１１は、電圧の立下り部Ｅ１１でインクをノズル開口２４０から内部に引き込み、電圧の立上り部Ｅ１２で圧力室２４１を加圧してインクを液滴としてノズル開口２４０から吐出させる、いわゆる引き打ちを用いている。
【００６４】
駆動波形Ｐｖ１１では、その後一旦電圧を保持した後、再び電圧の立上げ部Ｅ２を設けている。この立ち上げ部Ｅ２は、液滴の吐出に伴って発生するサテライトの長さを短縮するためのものである。
【００６５】
このように本実施形態では、１段目の電圧の立上り部Ｅ１２によって液滴を吐出させた後に、２段目の電圧の立上り部Ｅ２を適切に設けることで、インクがノズルまでつながった状態から、早くインクにくぼみ部を形成させることができる。したがって本実施形態てば、速やかに表面張力による液体の分離を発生させて液滴とすることができ、サテライトの長さを短縮させることが出来る。図１１の例で得られる小滴の液滴量は約２ｐｌとした。
【００６６】
図１２は、中滴の駆動周波数と液滴速度の関係を示す図である。駆動周波数が高いと、前の液滴による残留振動の影響を受けて、液滴速度が若干変動するが、低い駆動周波数では、ほぼ７ｍ／ｓで一定である。
【００６７】
図１３は、微振動パルスの例を示す図である。図１３の例では、駆動波形Ｐｖに含まれる駆動パルスＤを選択している。すなわち本実施形態の駆動制御部３００は、微振動パルスを印加する圧電振動子２３１と接続されたスイッチを、期間Ｔ５２をオンさせ、期間Ｔ５１，Ｔ５３をオフさせるように微振動パルス用の制御信号ＭＮ０により制御する。
【００６８】
本実施形態では、図１３に示す駆動パルスＤを加えて、液滴が吐出しない程度に電圧の立下り部Ｄ１で圧力室２４１の体積を膨張させ、所定時間その状態を保持した後、電圧の立上り部Ｄ２で圧力室２４１の体積を収縮させることで、次の吐出パルスの印加で正常に液滴を吐出させる。
【００６９】
以上のように本実施形態では、記憶部３２１に格納された駆動波形Ｐｖにおいて、吐出パルスである駆動パルスＡ，Ｂの後段に、吐出パルスにより生じる残留振動を抑制するための非吐出パルスである駆動パルスＣを設けた。本実施形態では、この駆動波形Ｐｖを用いることで、残留振動の影響を低減させるための特別な駆動波形を予め用意する必要がなくなる。さらに液滴の吐出における残留振動の影響を低減でき、安定した液滴の吐出を行うことができる。
【００７０】
尚本実施形態は、例えば液晶ディスプレイのカラーフィルタに用いられる色材液や、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ等の電極膜形成に用いられる電極材料液などの特殊な液体を吐出する液滴吐出装置にも適用できる。
【００７１】
以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１００  インクジェット記録装置
１２０  記録ヘッド
２３１  圧電振動子
３００  駆動制御部
３１０  主制御部
３２０  駆動信号発生回路
３３０  ヘッド駆動回路
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７３】
【特許文献１】特開２００４−０１７６３０号公報
【図１】
2014019050.tif 000003
【図２】
2014019050.tif 000004
【図３】
2014019050.tif 000005
【図４】
2014019050.tif 000006
【図５】
2014019050.tif 000007
【図６】
2014019050.tif 000008
【図７】
2014019050.tif 000009
【図８】
2014019050.tif 000010
【図９】
2014019050.tif 000011
【図１０】
2014019050.tif 000012
【図１１】
2014019050.tif 000013
【図１２】
2014019050.tif 000014
【図１３】
2014019050.tif 000015