(57)【要約】  【課題】吐出パルス信号及び相殺パルス信号のパルス幅や間隔を設定することにより、吐出周期に対して任意の間隔をおいて吐出する場合にも、インク滴を安定して吐出させる。  【解決手段】制御装置は、隣接する２つのうち現在の吐出周期Ｔｏにおけるドット情報がインク吐出で、且つ次回の吐出周期におけるドット情報がインク不吐出の場合、隣接する２つの吐出周期に跨がる以下の第２駆動波形を出力する。即ち、第１吐出パルス信号ＰＦ１と第１相殺パルス信号ＰＳ１と、第２吐出パルス信号ＰＦ２と第２相殺パルス信号ＰＳ２との順序で出力し、ＰＳ１とＰＳ２は、インク流路内を圧力波が片道伝播する時間ＡＬに対して、０．８ＡＬ〜１．２ＡＬの範囲で、ＰＳ１の波幅は、１．３ＡＬ〜１．８ＡＬの範囲で、ＰＳ２の波幅は、０．３ＡＬ〜０．７ＡＬの範囲であり、且つＰＳ１の立ち下がりからＰＦ２の立ち上がりまでの時間間隔を３．０ＡＬ〜４．５ＡＬに設定する。  【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を吐出させるノズルと、このノズルから吐出するためのインクが充填された圧力室と、この圧力室の容積を変化させるアクチュエータと、該アクチュエータを駆動して前記圧力室内に圧力波振動発生させて前記ノズルからインク滴を吐出すべく、１ドットの印字指令に対して複数回の吐出動作を行うための駆動波形を出力する制御装置とが備えられたインク滴吐出装置において、
前記制御装置は、隣接する２つの吐出周期のうち現在及び次回の吐出周期におけるドット情報がインク吐出である場合には、現在の吐出周期内に収まる時間長さの第１の駆動波形を出力し、
隣接する２つの吐出周期のうち現在の吐出周期におけるドット情報がインク吐出であり、且つ次回の吐出周期におけるドット情報がインク不吐出である場合には、隣接する２つの吐出周期に跨がる第２の駆動波形を出力するものであって、
この第２の駆動波形は、第１吐出パルス信号と第１相殺パルス信号と、第２吐出パルス信号と第２相殺パルス信号とをこの順序で出力し、
前記第１及び第２吐出パルス信号は、その波幅が前記圧力室を含みノズルまでのインク流路内を圧力波が片道伝播する時間ＡＬに対して、約０．８ＡＬ〜１．２ＡＬの範囲に設定され、
前記第１相殺パルス信号の波幅は、約１．３ＡＬ〜１．８ＡＬの範囲に設定され、
前記第２相殺パルス信号の波幅は、約０．３ＡＬ〜０．７ＡＬの範囲に設定され、
且つ前記第１相殺パルス信号の立ち下がりから第２吐出パルス信号の立ち上がりまでの時間間隔が約３．０ＡＬ〜４．５ＡＬに設定されていることを特徴とするインク滴吐出装置。
【請求項２】
前記第１及び第２吐出パルス信号は、前記圧力室の容積を増大させて後減少させてその圧力室内に圧力波を生じさせるように出力されることを特徴とする請求項１に記載のインク滴吐出装置。
【請求項３】
前記各相殺パルス信号は、その直前の吐出パルス信号の立ち下がり時点から約２．２ＡＬ〜２．８ＡＬの経過時間を中心にして出力されることを特徴とする請求項１または２に記載のインク滴吐出装置。  
【請求項４】
前記ノズルはその吐出側直径が約１８μｍ〜２２μｍであり、且つ前記片道伝播時間ＡＬは約５μ秒であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のインク滴吐出装置。
【請求項５】
前記吐出周波数は、約１８ｋＨｚ〜２６．４ｋＨｚの範囲に設定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のインク滴吐出装置。
【請求項６】
前記インクの粘度は約２．５ｍＰａ・秒以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のインク滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータを駆動して、圧力室に圧力波振動を発生させることにより、ノズルからインクを吐出するように構成したインクジェット方式によるインク滴吐出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インクが吐出されるノズルと、ノズルの背後に設けられ、インクが充填された圧力室（インク室）と、この圧力室の容積を変化させるアクチュエータを駆動して、前記圧力室に圧力波振動を発生させて、ノズルからインクを吐出する動作を行う駆動手段とを備えたインク吐出装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１や２等で開示されているように、駆動電圧の印加により弾性変形する圧電素子の原理を適用した圧電アクチュエータでは、個別電極が表面に形成された圧電シート（圧電セラミックスシート）とコモン電極（共通電極）が形成された圧電シート（圧電セラミックスシート）とを交互に積層し、その個別電極とコモン電極との間に高電圧を印加して圧電シートに分極処理を施すことにより、当該個別電極とコモン電極との間の圧電シート部を活性部としておく。印字指令に従って、所定の個別電極とコモン電極との間に低電圧の駆動パルスを印加すると、所定箇所の活性部が積層方向に弾性変形し、対応する圧力室の容積を変化させる。
【０００４】
また、特許文献３には、圧力室（インク室）の両側のアクチュエータ壁を圧電厚みすべり変形（シェアモード変形）させて、圧力室の容積を変化させる構成が開示されている。
【０００５】
この場合、圧力室内のインクへの圧力の印加、除去のタイミングが圧力室内の長手方向をインクの圧力波が片道伝播する周期と一致、すなわちインクの圧力波の上昇点と一致して圧力を印加し、圧力波の降下点と一致して圧力を除去していると、１滴目より２滴目、２滴目より３滴目の吐出時のインクに発生する圧力波が段々と増幅され、圧力効率の良いインク吐出が行われる。
【０００６】
特許文献２では、１回の印字指令に対して駆動パルス信号を繰り返し印加することにより、複数滴のインクを吐出して、用紙等の被記録媒体の表面に、多量のインクによる１ドットを形成することができ、濃色の画像を形成することが開示されている。
【０００７】
また、特許文献３では、１ドットについてインク吐出動作を２回行って、２滴のインクを吐出させる場合に、第１の吐出パルス信号を印加して１滴目を吐出させ、その吐出動作によって発生した圧力波を第１の非吐出パルス信号の印加で相殺する。そして圧力室内の圧力がほぼ安定した状態で、第２吐出パルス信号を印加して２滴目を吐出し、同様にその吐出動作によって発生した圧力波動を第２の非吐出パルス信号の印加で相殺する。これにより、駆動周波数が多少変動した場合でも安定した、良好な印字品質を得ることができるとしている。
【特許文献１】特開２００３−２３１２６３号公報
【特許文献２】特開２００３−１４５７５０号公報
【特許文献３】特開２０００−０５２５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、最近のインクジェット式の画像記録装置では、画像記録の速度が高速化が要求された結果、各ドットを吐出する駆動周波数が高いアクチュエータが要求されている。
【０００９】
また、写真のプリントのように、多色で、且つ高階調、つまり１パルスのインク滴量が小さく、記録される被記録媒体の単位面積当りに吐出されるドット数が多い（解像度が高い）画質が要求されようになってきた。その結果、アクチュエータにおけるノズルの直径も小さくする必要がある。
【００１０】
特に、各吐出周期に対して吐出命令が断続する場合には、吐出命令の無い箇所にインク滴が吐出されると、画質が大幅に悪化することになるので、特許文献３に開示されているように、吐出パルス信号の印加後に相殺パルス信号を印加することにより、吐出命令の無い箇所にインク滴が吐出しないように制御する必要があった。
【００１１】
さらに、環境温度、ひいてはインクの温度が高いと当該インクの粘度が低くなる。他方、環境温度（インク温度）が低いとそのインクの粘度が高くなるので、その場合に、インクが出過ぎる（１滴中のインク吐出体積（量）が多過ぎる）あるいはインク量が少な過ぎることがないようにするため、吐出パルス信号の印加後の相殺パルス信号の印加のタイミングやそのパルス幅（波幅）の大小の制御も厳密にする必要があった。
【００１２】
本発明は上記のような要求や課題を解決するためになされたものであり、本発明者の種々の実験の結果に基づいて、吐出パルス信号及び相殺パルス信号の波幅（パルス幅）や印加の間隔を片道伝播時間の係数により調節することにより、より一層安定した画質の画像形成ができるインク滴吐出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明のインク滴吐出装置は、インク滴を吐出させるノズルと、このノズルから吐出するためのインクが充填された圧力室と、この圧力室の容積を変化させるアクチュエータと、該アクチュエータを駆動して前記圧力室内に圧力波振動発生させて前記ノズルからインク滴を吐出すべく、１ドットの印字指令に対して複数回の吐出動作を行うための駆動波形を出力する制御装置とが備えられたインク滴吐出装置において、前記制御装置は、隣接する２つの吐出周期のうち現在及び次回の吐出周期におけるドット情報がインク吐出である場合には、現在の吐出周期内に収まる時間長さの第１の駆動波形を出力し、隣接する２つの吐出周期のうち現在の吐出周期におけるドット情報がインク吐出であり、且つ次回の吐出周期におけるドット情報がインク不吐出である場合には、隣接する２つの吐出周期に跨がる第２の駆動波形を出力するものであって、この第２の駆動波形は、第１吐出パルス信号と第１相殺パルス信号と、第２吐出パルス信号と第２相殺パルス信号とをこの順序で出力し、前記第１及び第２吐出パルス信号は、その波幅が前記圧力室を含みノズルまでのインク流路内を圧力波が片道伝播する時間ＡＬに対して、約０．８ＡＬ〜１．２ＡＬの範囲に設定され、前記第１相殺パルス信号の波幅は、約１．３ＡＬ〜１．８ＡＬの範囲に設定され、前記第２相殺パルス信号の波幅は、約０．３ＡＬ〜０．７ＡＬの範囲に設定され、且つ前記第１相殺パルス信号の立ち下がりから第２吐出パルス信号の立ち上がりまでの時間間隔が約３．０ＡＬ〜４．５ＡＬに設定されているものである。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインク滴吐出装置において、前記第１及び第２吐出パルス信号は、前記圧力室の容積を増大させて後減少させてその圧力室内に圧力波を生じさせるように出力されるものである。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のインク滴吐出装置において、前記各相殺パルス信号は、その直前の吐出パルス信号の立ち下がり時点から約２．２ＡＬ〜２．８ＡＬの経過時間を中心にして出力されるものである。
【００１６】
請求項４に記載の発明のインク滴吐出装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載のインク滴吐出装置において、前記ノズルはその吐出側直径が約１８μｍ〜２２μｍであり、且つ前記片道伝播時間ＡＬは約５μ秒であることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のインク滴吐出装置において、前記吐出周波数は、約１８ｋＨｚ〜２６．４ｋＨｚの範囲に設定されているものである。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載のインク滴吐出装置において、前記インクの粘度は約２．５ｍＰａ・秒以下であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、第２の駆動波形における第１及び第２吐出パルス信号や第１及び第２相殺パルス信号の波幅（パルス幅）やその出力間隔の数値を設定すると、各吐出周期に対して吐出命令が断続する場合であっても、インク不吐出やインク曲がりが発生せず、安定した吐出が得られるという効果を奏するのである。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、アクチュエータにて印加する吐出パルス信号により、先に前記圧力室の容積を拡大してその圧力室内に圧力波を生じさせ、その後、前記圧力室を含むインク流路内を圧力波が片道伝播する時間後、復帰するものであるから、圧力室の変位に対してほぼ高い効率のインク吐出を維持しながら、上記のように吐出命令が断続す場合であっても、安定した吐出が得られる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、前記各相殺パルス信号は、その直前の吐出パルス信号の立ち下がり時点から約２．２ＡＬ〜２．８ＡＬの経過時間を中心にして出力されるものであるから、１回目のインク吐出及び２回目のインク吐出がそれぞれ歯切れ良く実行され、インク吐出が安定して、画質の悪化を防止できる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、前記ノズルはその吐出側直径が約１８μｍ〜２２μｍであり、且つ前記片道伝播時間ＡＬは約５μ秒であり、このように、ノズル直径が従来のものより小径であり、且つ片道伝播時間が従来のものより短い小型のインク吐出装置に本発明を適用することで、インク吐出が安定して、画質の悪化を防止できる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、吐出周波数が約１８ｋＨｚ．〜２６．４ｋＨｚ．の範囲に設定されている高速駆動のインク吐出装置に本発明を適用することで、インク吐出が安定して、画質の悪化を防止できる。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、インク粘度の低い高温環境下でもインク吐出が安定して、画質の悪化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明のインク滴吐出装置の一例としてのインクジェット記録ヘッドのヘッドユニット１におけるキャビティユニット１１と圧電アクチュエータ１２との斜視図、図２はキャビティユニットの各プレートの分解斜視図、図３は図１の III−III 線矢視拡大断面図、図４はインク滴吐出装置の駆動回路を示す図、図５は本実施形態における第１及び第２駆動波形の使用例を示す図、図６は本実施形態における第１及び第２駆動波形を示す図である。
【００２６】
本実施形態に係るカラー記録用のヘッドユニット１は、図示しないが、主走査方向（以下第１の方向またはＸ方向という）に往復移動するキャリッジに搭載されるものである。そして、被記録媒体である用紙の搬送方向（副走査方向、以下第２の方向またはＹ方向という）は主走査方向と直交する方向である。このヘッドユニット１上には、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のカラーインクがぞれぞれ充填されたインクカートリッジが着脱可能に搭載されるか、または画像形成装置の本体に静置されたインクカートリッジから図示しない供給パイプ及びキャリッジに搭載されたダンパー室（図示せず）を介して各色のインクが供給されるように構成されている。
【００２７】
ヘッドユニット１は、図２に示すように、前面（図２における下面）に複数個のノズル１１ａ（図２参照）を備えたキャビティユニット１０と、その上面に対して接着剤または接着シートを介して接着し積層されるプレート型の圧電アクチュエータ１２と、その背面（上面）に外部機器との電気的接続のために重ね接合された配線基板の１例としてのフレキシブルフラットケーブル４０とにより構成されている。
【００２８】
キャビティユニット１０は図２に示すように構成されている。すなわち、下層から順にノズルプレート１１、カバープレート１５、ダンパープレート１６、二枚のマニホールドプレート１７，１８、２枚のスペーサプレート１９，２０及び圧力室２３が形成されているベースプレート２１の合計８枚の扁平な板をそれぞれ接着剤にて重ね接合して積層した構成である。合成樹脂製のノズルプレート１１を除き、各プレート１５〜２１は、４２％ニッケル合金鋼板製であり、それらの板厚さを５０μｍ〜１５０μｍ程度の厚さを有する。
【００２９】
前記ノズルプレート１１には、微小径（実施形態では２５μｍ程度）の多数のインク吐出用のノズル１１ａが、当該ノズルプレート１１における第２の方向（キャビティユニット１０の長辺方向であり、Ｙ方向）に沿って千鳥配列状に設けられている。また各ノズル列ＮはＸ方向（主走査方向）に適宜間隔で５列（個別の列には、符号Ｎ１〜Ｎ５を付する、但し、Ｎ４，Ｎ５は図示せず）に配列されている。実施形態では、第１列〜第５列の各々のノズル列Ｎの長さは１インチ、各々のノズル１１ａの数は７５個で、つまり配列密度は７５（ｄｐｉ［ドット・パー・インチ］）である。
【００３０】
そして、図２において、右から順番にノズル列Ｎ１〜Ｎ５（但し、Ｎ４，Ｎ５は図示せず）とするとき、ノズル列Ｎ１はシアンインク（Ｃ）用であり、ノズル列Ｎ２はイエローインク（Ｙ）用であり、ノズル列Ｎ３はマゼンタインク（Ｍ）用であり、ノズル列Ｎ４及びＮ５はブラックインク（ＢＫ）用とする。
【００３１】
上下マニホールドプレート１７，１８には、Ｙ方向に長いインク通路が各ノズル列Ｎ１〜Ｎ５に対応して板厚方向に貫通するように形成され、上側の第１スペーサプレート１９と下側のダンパープレート１６とに挟まれて積層されることにより、前記インク通路が５列の共通インク室（マニホールド室）２６となる。そして、図２において、右から順に共通インク室２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅとするとき、共通インク室２６ａはシアンインク（Ｃ）用であり、共通インク室２６ｂはイエローインク（Ｙ）用であり、共通インク室２６ｃはマゼンタインク（Ｍ）用であり、第４番目と第５番目の共通インク室２６ｄ，２６ｅの対はブラックインク（ＢＫ）用となる。
【００３２】
図２において、ベースプレート２１のＹ方向の一端部にＸ方向に適宜間隔で穿設された４つのインク供給口を右から順に符号３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄとするとき、インク供給口３１ａ，３１ｂ，３１ｃは、右端から順の共通インク室２６ａ，２６ｂ，２６ｃに対応し、右から４番目のインク供給口３１ｄは、２つの共通インク室２６ｄ，２６ｅの互いに近接した端部に共通に対応している。そして、図２に示すように、インク供給口３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄの位置に対応して、第２スペーサプレート２０及び第１スペーサプレート１９の一端部に穿設されたインク供給通路３２が配置され、対応する共通インク室２６ａ，２６ｂ，２６ｃや２６ｄ，２６ｅの一端部に連通している。
【００３３】
また、下側のマニホールドプレート１７の下面に接着されるダンパープレート１６の下面側には、各共通インク室２６に対応する位置にＹ方向に長いダンパー室２７が下面方向にのみ開放するように凹み形成され、その下面側のカバープレート１５にて塞がれて完全な密閉状のダンパー室２７が構成される。
【００３４】
この構成により、後に詳述する圧電アクチュエータ１２の駆動で圧力室２３に作用する圧力波のうち、インクにより伝播されて共通インク室２６の方向に向かう後退成分を、板厚の薄いダンパー室２７の天井部の振動により吸収し、いわゆるクロストークが発生することを防止するのである。
【００３５】
また、ベースプレート２１には、各ノズル列Ｎ毎に、Ｘ方向に沿って延びる細幅の圧力室２３（各圧力室の列を符合２３−１，２３−２，２３−３，２３−４，２３−５とする）がノズル１１ａの個数に対応してベースプレート２１を厚さ方向に貫通して形成されている。そして、各圧力室２３の長手方向（Ｘ方向）の一端は、第２スペーサプレート２０に穿設された連通孔２９、第１スペーサプレート１９に形成された絞り部２８、を介して対応する列の共通インク室２６に連通している。各圧力室２３の長手方向の他端は、ベースプレート２１とノズルプレート１１間の各プレート２０、１９、１８、１７、１６、１５、１１に穿設された連通路２５を介してノズル１１ａに連通している。
【００３６】
これにより、各インク供給口３１ａ〜３１ｄから各共通インク通路２６内に流入したインクは、絞り部２８、連通孔２９を通って各圧力室２３内に分配されたのち、この各圧力室２３内から連通路２５を通って、この圧力室２３に対応するノズル１１ａに至るという構成になっている。
【００３７】
次に、圧電アクチュエータ１２の構成について説明する。圧電アクチュエータ１２は、特許文献１に記載されたものと同様に、複数の圧電シート３３を積層し、その圧電シート３３間に個別電極３６とコモン電極３７とを交互に挿入した構成で、個別電極３６とコモン電極３７間に積層方向に挟んだ圧電シートの部分を活性部として有する。なお、活性部は公知のように個別電極３６とコモン電極３７との間に高電圧を印加してその電極間の圧電シートを分極することで形成される。任意の個別電極３６とコモン電極３７との間に、分極方向と平行に電圧を印加することにより、その印加された個別電極３６に対応した圧電シートの活性部に、当該積層方向に圧電縦効果による歪みを発生する。各個別電極３６すなわち活性部は、圧力室２３の数と同一の数で同一の列にてその上方に対応して位置する。
【００３８】
個別電極３６及びコモン電極３７は、フレキシブル配線基板４０に形成した信号パターンに、圧電シート３３を積層方向に貫通する公知の導電材料を介して接続されている。
【００３９】
次に、上述のインクジェットヘッドにおいて、アクチュエータ１２を駆動してノズル１１ａからインク滴を吐出させる制御装置及び制御態様について説明する。
【００４０】
図４に示す駆動制御装置１００はパルスコントロール回路１２０と充電回路１２１と放電回路１２２とから構成されている。圧電アクチュエータ１２の各活性部（個別電極３６とコモン電極３７を含む）は、等価的にコンデンサ１４０で表される。１４０Ａと１４０Ｂはその端子である。
【００４１】
入力端子１３１と１３３は、それぞれ電極に与える電圧をＥ（Ｖ）、０（Ｖ）にするためのパルス信号を入力する入力端子である。充電回路１２１は、抵抗Ｒ１０１、Ｒ１０２、Ｒ１０３、Ｒ１０４、Ｒ１０５、トランジスタＴＲ１０１、ＴＲ１０２から構成されている。
【００４２】
入力端子１３１にオン信号（＋５Ｖ）が入力されると、抵抗Ｒ１０１を介して、トランジスタＴＲ１０１が導通し、正の電源１８７から抵抗Ｒ１０３を介して電流がトランジスタＴＲ１０１のコレクタからエミッタ方向に流れる。したがって、正の電源１３７に接続されている抵抗Ｒ１０４及びＲ１０５にかかる電圧の分圧が上昇し、トランジスタＴＲ１０２のベースに流れる電流が増加し、トランジスタＴＲ１０２のエミッタとコレクタ間が導通する。正の電源１３７からの２０（Ｖ）の電圧がトランジスタＴＲ１０２のコレクタ及びエミッタ、抵抗Ｒ１２０を介してコンデンサ１４０に印加され、コンデンサ１４０の静電容量に対応した電荷が端子１４０Ａに蓄積される。
【００４３】
次に、放電用回路１２２について説明する。放電用回路１２２は抵抗Ｒ１０６、Ｒ１０７、トランジスタＴＲ１０３から構成される。入力端子１３３にオン信号（＋５Ｖ）が入力されると、抵抗Ｒ１０６と抵抗Ｒ１０７とで分圧された電圧がトランジスタＴＲ１０３に印加されることになる。これにより、抵抗Ｒ１０６を介してトランジスタＴＲ１０３が導通し、抵抗Ｒ１２０を介してコンデンサ１４０の端子１４０Ａがアースされる。したがって、個別電極３６及びコモン電極３７に印加されていた電荷は放電される。
【００４４】
次に、充電回路１２１の入力端子１３１及び放電用回路１２２の入力端子１３３に入力されるパルス信号を発生するパルスコントロール回路１２０について説明する。パルスコントロール回路１２０には、各種の演算処理を行うＣＰＵ１２３が設けられ、ＣＰＵ１２３には、印字データや各種のデータを記憶するＲＡＭ１２４とパルスコントロール回路１２０の制御プログラム及び所定のタイミングでオン、オフ信号を発生するシーケンスデータを記憶しているＲＯＭ１２５が接続されている。ここで、ＲＯＭ１２５には、インク滴吐出制御プログラム記憶エリアと、第１及び第２の駆動波形ＤＷ１，ＤＷ２等の波形データを記憶する波形データ記憶エリアとが設けられている（共に図示せず）。このうち、後に詳述する吐出パルス信号及び相殺パルス信号のシーケンスデータ及び各温度毎（低温域、常温域、高温）のパルス幅（波幅）、パルス間隔は、波形データ記憶エリアに記憶されている。
【００４５】
駆動制御装置１００は、ヘッドユニット１の周囲温度等のインクに係る温度（環境温度）を検出する手段１３０を備えている。制御プログラム記憶エリアには、ＣＰＵ１２３が、検出された環境温度を所定の複数の範囲（低温域、常温域、高温域）にあるか否かを判断し、その判断結果に基づいて、波形データ記憶エリアに記憶された各パルス幅（波幅）、パルス間隔の値を選択するプログラムが記憶されている。
【００４６】
さらに、ＣＰＵ１２３は各種のデータをやりとりするＩ／Ｏバス１２６に接続され、当該Ｉ／Ｏバス１２６には、印字データ受信回路１２７とパルスジェネレータ１２８及び１２９、温度検出手段１３０が接続されている。パルスジェネレータ１２８の出力は充電回路１２１の入力端子１３１に接続され、パルスジェネレータ１２９の出力は放電用回路１２２の入力端子１３３に接続されている。
【００４７】
ＣＰＵ１２３はＲＯＭ１２５の波形データ記録エリアに記憶されているシーケンスデータにしたがって、パルスジェネレータ１２８及び１２９を制御する。したがって、吐出パルス信号の駆動波形の各種パターンを予めＲＯＭ１２５内の波形データ記憶エリアに記憶させておくことによって、所定の駆動波形の吐出パルス信号及び相殺パルス信号を与えることができる。
【００４８】
なお、パルスジェネレータ１２８、１２９及び充電回路１２１及び放電回路１２２はノズル数と同じ数だけ設けられている。上記説明では、代表して一つのノズル１１ａの制御について説明したが、他のノズル１１ａの制御についても同様に行われる。
【００４９】
なお、本実施形態では、常態において全ての個別電極３６とコモン電極３７との間に駆動電圧Ｅ（Ｖ）を印加して、全ての活性部の分極方向と平行な電界を発生させ、その活性部を積層方向に伸長し、全ての圧力室２３の内容積を縮小した状態にある。したがって、以下に詳述するように、実施形態のパルス信号は、個別電極に対して印加電圧を０（Ｖ）にするように立ち下がり、その後印加電圧をＥ（Ｖ）に戻すように立ち上がる動作をする。特許文献３に記載のように、電圧の印加で圧力室の容積を拡大する形式のインクジェットヘッドでは、パルス信号の立ち上がり、立ち下がりを逆にすることができる。
【００５０】
本発明の制御では、図５に示すように、隣接する２つの吐出周期Ｔｏのうち現在及び次回の吐出周期Ｔｏにおけるドット情報がインク吐出である（すなわち吐出命令がある）場合には、現在の吐出周期Ｔｏ内に収まる時間長さの第１の駆動波形ＤＷ１を出力する。そして、隣接する２つの吐出周期Ｔｏのうち現在の吐出周期Ｔｏにおけるドット情報がインク吐出であり、且つ次回の吐出周期Ｔｏにおけるドット情報がインク不吐出である場合には、隣接する２つの吐出周期Ｔｏに跨がる第２の駆動波形ＤＷ２を出力するものである。
【００５１】
本実施形態における第１の駆動波形ＤＷ１は、１ドット情報につき、１回目の吐出パルス信号ＰＦ３の次に２回目の吐出パルス信号ＰＦ３、その後相殺パルス信号ＰＳ３を所定の吐出周期Ｔｏ内で出力する。これらをさらに詳述すると、図６の上段に示すごとく、１回目及び２回目の吐出パルス信号ＰＦ３，ＰＦ４は、そのパルス幅（波幅）ＷＦがそれぞれ後述する片道伝播時間ＡＬの約１．２倍であり、吐出パルス信号ＰＦ３の立ち上がりＦＥ３から吐出パルス信号ＰＦ４の立ち下がりＦＳ４までの時間間隔が約０．８ＡＬとする。また、２回目の吐出パルス信号ＰＦ４の立ち上がりＰＥ４から相殺パルス信号ＰＳ３のパルス幅の中心ＳＣ３までの時間間隔が約２．２ＡＬ〜２．８ＡＬとする。
【００５２】
そして、本実施の形態では、上記のように、常態において全ての個別電極３６とコモン電極３７との間に基準の駆動電圧Ｅ（Ｖ）を印加し、全ての圧力室２３の内容積を縮小した状態にあるから、任意の個別電極３６に対し、１回目の吐出パルス信号ＰＦ３を立ち下げる（０（Ｖ）にする）と、前記基準の駆動電圧による活性部の伸長状態が解除され、対応する圧力室２３が縮小状態から内容積を拡大する。その拡大にともない圧力室２３内のインクに発生した圧力波は、圧力室２３を含むインク流路（実施形態では、このインク流路とは、絞り部２８−連通路２９−圧力室２３−ノズル１１ａへの連通路２５のインクの流れ方向に沿う流路をいう）を長手方向に片道伝播する時間（片道伝播時間ＡＬ）後、正に反転するので、そのほぼ反転するタイミングに合わせて、１回目の吐出パルス信号ＰＦ３をを立ち上げる。即ち駆動電圧Ｅ（Ｖ）を再び前記個別電極３６に印加すると、活性部が伸長する。すると、正に反転したインクの圧力波と活性部の伸長による圧力とが重畳され、圧力室２３内のインクが、ノズル１１ａから液滴状に吐出される。
【００５３】
さらに、その後、インクに発生した圧力波がインク流路を片道伝播する時間後、圧力波がほぼ負に反転したタイミングで、再び２回目の吐出パルス信号ＰＦ４を立ち下げると、圧力室２３の拡大による負圧と、負に転じたインクの圧力波とが重畳される。そして、さらに圧力波の片道伝播時間後、吐出パルス信号ＰＦ４を立ち上げると、上述のように増幅した圧力波が正に反転した状態に、さらに活性部の伸長による圧力が重畳される。これにより、先行して吐出されたインク滴よりも後続のインク滴の吐出速度が速くなり、複数のインク滴が飛翔中に合体しまたは記録媒体上のほぼ同一点に重なって着弾する。
【００５４】
２回目の吐出パルス信号ＰＦ４の立ち上がり後、所定時間経過後にインクの圧力波がほぼ正に反転するタイミングで、相殺パルス信号ＰＳ３を立ち下げ、活性部を伸長状態から収縮させる。すると、圧力室２３の容積の拡大によって、圧力波の正の圧力がほぼ相殺され、インク流路内の残留圧力波振動が減衰される。好ましくは、その後インクの圧力波がほぼ負に反転するタイミングで、相殺パルス信号ＰＳ３を立ち上げることで、活性部を伸長させ、圧力波の負の圧力をさらに相殺し、残留圧力波振動の減衰効果を高めることができる。これにより、次の吐出周期でのインクの残留圧力波振動の影響を最小限に抑えるのである。
【００５５】
このように、第１の駆動波形ＤＷ１は、隣接する２つの吐出周期Ｔｏのうち現在及び次回の吐出周期Ｔｏにおけるドット情報がインク吐出である場合に適用されるものであり、現在の吐出周期Ｔｏにおけるドット情報に基づいて第１の駆動波形ＤＷ１を出力した結果、万一、次回の吐出周期Ｔｏにおけるインク着弾箇所に不所望のサテライト滴が着弾したとしても、インク着弾箇所が連続的であると（例えば、主走査方向に沿って連続的な直線の画像のような場合）、その画質の悪化に与える悪影響は少ないのである。
【００５６】
隣接する２つの吐出周期Ｔｏのうち現在の吐出周期Ｔｏにおけるドット情報がインク吐出であり、且つ次回の吐出周期Ｔｏにおけるドット情報がインク不吐出である場合には、本発明では、隣接する２つの吐出周期Ｔｏに跨がる第２の駆動波形ＤＷ２を出力する。この第２の駆動波形ＤＷ２は、第１吐出パルス信号ＰＦ１と第１相殺パルス信号ＰＳ１と、第２吐出パルス信号ＰＦ２と第２相殺パルス信号ＰＳ２とをこの順序で出力するのであり、これらの４つのパルス信号は隣接する２つの吐出周期Ｔｏに跨がって出力されるものである。
【００５７】
この態様をさらに詳述すると、図６の下段に示すように、本実施形態における第２駆動波形ＤＷ２は、第１吐出パルス信号ＰＦ１及び第２吐出パルス信号ＰＦ２のパルス幅（波幅）ＷＦがそれぞれ片道伝播時間ＡＬの約１．０倍であり、第１相殺パルス信号ＰＳ１のパルス幅は約１．３ＡＬ〜１．８ＡＬ、第２相殺パルス信号ＰＳ２のパルス幅は約０．３ＡＬ〜０．４ＡＬである。そして、第１吐出パルス信号ＰＦ１の立ち上がりＦＥ１から第１相殺パルス信号ＰＳ１のパルス幅の中心ＳＣ１までの時間間隔及び、第２吐出パルス信号ＰＦ２の立ち上がりＦＥ２から第２相殺パルス信号ＰＳ２のパルス幅の中心ＳＣ２までの時間間隔が約２．２ＡＬ〜２．８ＡＬとし、第１相殺パルス信号ＰＳ１の立ち上がりＳＥ１から第２吐出パルス信号ＰＦ２の立ち下がりＦＳ２までの時間間隔が約３．０ＡＬ〜４．５ＡＬとする。
【００５８】
このように、第２駆動波形ＤＷ２は２つの吐出パルスの間に相殺パルスを挟むものであるが、現実には記録媒体上でほほ重なって１つのドットを形成する。また、第２駆動波形ＤＷ２は２つの吐出周期に跨るものであるが、記録媒体上に第１駆動波形ＤＷ１によって吐出されるドットのピッチは、微小なものであるので、そのドットピッチに対し、第２駆動波形ＤＷ２によって吐出されるドットのずれが認識されることはない。
【００５９】
さらに、第２駆動波形ＤＷ２は、２つのインク滴をそれぞれほぼ１．０ＡＬのパルス幅による効率のよい吐出により大きな体積としているのに対し、第１駆動波形ＤＷ１は、２つのインク滴をそれぞれほぼ１．２ＡＬのパルス幅によりやや効率が劣るが、圧力波が重畳することにより、合計体積を第２駆動波形ＤＷ２と実質的に差のないものとしている。
【００６０】
第１駆動波形ＤＷ１をできるだけ高い吐出周波数で出力しようとすると、第１駆動波形ＤＷ１の長さを含む最小限の吐出周期内には、第１駆動波形ＤＷ１よりも長い第２駆動波形ＤＷ２は収まらない。しかし、現在の吐出周期にインク吐出があって、次の吐出周期にはインク吐出がないときに第２駆動波形ＤＷ２を用いることによって、第１駆動波形ＤＷ１を最小限の吐出周期で用いることを可能にし、しかも次の吐出周期にはインク吐出がないときに、第２駆動波形ＤＷ２により各吐出パルスごとに相殺動作を実行することで、より安定にインクを吐出して高画質の印字を実現することができる。
【００６１】
また、吐出命令が吐出周期に対して１つおき、２つおきあるいは３つおきのように間隔を置いて表れる場合、各駆動波形に相殺パルス信号があるとしても、残留圧力波振動に重畳する状態がそれぞれにおいて変わるため、常に安定に吐出することが難しい。上述の第２駆動波形ＤＷ２は、こういう場合にも安定にインクを吐出することができる。図７は、第２駆動波形ＤＷ２が吐出周期に対して表れる割合（デューティ）を変化させ、且つ前述の第２駆動波形ＤＷ２における第１相殺パルス信号ＰＳ１のパルス幅及び第２相殺パルス信号ＰＳ２のパルス幅及び第１相殺パルス信号ＰＳ１と第２吐出パルス信号ＰＦ２との間隔を種々変更した条件での実験例を示す。
【００６２】
また、図７の実験例では、第２駆動波形ＤＷ２における第１吐出パルス信号ＰＦ１及び第２吐出パルス信号ＰＦ２のパルス幅を１．０ＡＬで同じ、第１吐出パルス信号ＰＦ１の立ち上がりＦＥ１から第１相殺パルス信号ＰＳ１のパルス幅の中心ＳＣ１までの時間間隔及び、第２吐出パルス信号ＰＦ２の立ち上がりＦＥ２から第２相殺パルス信号ＰＳ２のパルス幅の中心ＳＣ２までの時間間隔が共に２．２ＡＬ〜２．８ＡＬとした。
【００６３】
片道伝播時間ＡＬは、圧力室２３を含むインク流路内をインクが流れるときの抵抗の大きさ、インクの粘性、インク流路を構成するプレート１１、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１の剛性（または縦弾性率）等のファクターを有するが、インクの粘性に大きく影響される。一般的には、インクの粘性は高温では低く、低温になる程高くなる（図９参照）。インク粘度は高温域の値、約２．５ｍＰａ・ｓ（メガパスカル・秒）とした。
【００６４】
高温域で且つ印字速度が高速である（吐出周波数が高い）場合に、インク滴が吐出すべき箇所に続いてインク滴が吐出すべきでない箇所にもインク吐出したり、不安定になりやすいので、後述する実験例では、環境温度が高温域（３０℃より高い温度域）の片道伝播時間ＡＬH ＝約５μｓ（マイクロ秒）の値を採用した。また、駆動周波数は約２０ｋＨｚ±１０％の範囲及び約２４ｋＨｚ±１０％の範囲で行った。
【００６５】
図７において、成績における○印は、全てのノズルで安定なインク吐出が行われたものを示す。△印は被記録媒体（用紙）に吐出されたインクの吐出方向がずれる、いわゆる曲がりが発生したものを示し、×印は、ノズルから吐出されたインク滴が被記録媒体（用紙）に到達しなかった、或いは、途中で飛沫となったものである。
【００６６】
図７において、各吐出周期に対する吐出命令がある割合（印字デューティ、duty）が50.0％、33.0％、25.0％、12.5％の４つ場合について実験した結果を示す。図８に示すように、印字デューティ50.0％では、１つおきの吐出周期のタイミング（２回に１回の割合）でインク吐出される。同様に印字デューティ33.0％では、２つおきの吐出周期のタイミング（３回に１回の割合）でインク吐出される。印字デューティ25.0％では、４つおきの吐出周期のタイミング（４回に１回の割合）でインク吐出される。印字デューティ12.5％では、８つおきの吐出周期のタイミング（８回に１回の割合）でインク吐出される。
【００６７】
実験例−１では、第１吐出パルス信号ＰＦ１及び第２吐出パルス信号ＰＦ２のパルス幅（波幅）ＷＦがそれぞれ１．０ＡＬである（以下の実験例も同じ）。第１相殺パルス信号ＰＳ１及び第２相殺パルス信号ＰＳ２のパルス幅は１．３ＡＬ〜１．８ＡＬである。そして、第１相殺パルス信号ＰＳ１の立ち上がりＳＥ１から第２吐出パルス信号ＰＦ２の立ち下がりＦＳ２までの時間間隔は３．０ＡＬ〜４．５ＡＬとする。この実験例の成績は、印字デューティ50.0％及び25.0％では、駆動周波数１８kHz.〜２６．４kHz.の全ての範囲で、インクの吐出が不良（×）であった。印字デューティ12.5％では駆動周波数の全ての範囲で、インクの吐出が良好であるが、33.0％では、駆動周波数２５．２kHz.〜２６．４kHz.の範囲でインク吐出に曲がりが発生している。
【００６８】
実験例−２では、第１相殺パルス信号ＰＳ１及び第２相殺パルス信号ＰＳ２のパルス幅は共に０．３ＡＬ〜０．４ＡＬであり、且つ第１相殺パルス信号ＰＳ１の立ち上がりＳＥ１から第２吐出パルス信号ＰＦ２の立ち下がりＦＳ２までの時間間隔は３．０ＡＬ〜４．５ＡＬとする。この場合の成績は、印字デューティ12.5％では、駆動周波数１８kHz.〜２６．４kHz.の全ての範囲で、インクの吐出が良好であったが、印字デューティ50.0％及び33.0％では、駆動周波数１８kHz.〜２６．４kHz.の全ての範囲で、インクの吐出が不良（×）であった。また、印字デューティ25.0％では、駆動周波数２４．０kHz.〜２６．４kHz.の範囲でインク吐出に曲がりが発生している。
【００６９】
実験例−３では、第１相殺パルス信号ＰＳ１のパルス幅は０．３ＡＬ〜０．４ＡＬであり、第２相殺パルス信号ＰＳ２のパルス幅は１．３ＡＬ〜１．８ＡＬであり、且つ第１相殺パルス信号ＰＳ１の立ち上がりＳＥ１から第２吐出パルス信号ＰＦ２の立ち下がりＦＳ２までの時間間隔は３．０ＡＬ〜４．５ＡＬとする。この場合の成績は、印字デューティ12.5％では、駆動周波数１８kHz.〜２６．４kHz.の全ての範囲で、インクの吐出が良好であるが、印字デューティ50.0％では、駆動周波数２１kHz.〜２６．４kHz.の広い範囲で、インク吐出に曲がりが発生している。印字デューティ33.0％では、駆動周波数２１kHz.〜２６．４kHz.の広い範囲で、インク吐出に曲がりが発生したり、インクの吐出が不良（×）であった。また、印字デューティ25.0％では、駆動周波数１８．０kHz.〜２０．０kHz.の範囲でインクの吐出が不良（×）であった。
【００７０】
実験例−４では、第１相殺パルス信号ＰＳ１のパルス幅は１．３ＡＬ〜１．８ＡＬであり、第２相殺パルス信号ＰＳ２のパルス幅は０．３ＡＬ〜０．４ＡＬであり、且つ第１相殺パルス信号ＰＳ１の立ち上がりＳＥ１から第２吐出パルス信号ＰＦ２の立ち下がりＦＳ２までの時間間隔は０．５ＡＬ〜２．５ＡＬとする。この場合の成績は、印字デューティ12.5％では、駆動周波数１８kHz.〜２６．４kHz.の全ての範囲で、インクの吐出が良好であるが、印字デューティ50.0％では、駆動周波数２１kHz.〜２６．４kHz.の広い範囲で、インク吐出に曲がりが発生したり、インクの吐出が不良（×）であった。印字デューティ33.0％では、駆動周波数２２kHz.〜２６．４kHz.の広い範囲で、インク吐出に曲がりが発生したり、インクの吐出が不良（×）であった。また、印字デューティ25.0％では、駆動周波数１８．０kHz.〜２０．０kHz.の範囲でインク吐出に曲がりが発生したり、インクの吐出が不良（×）であった。
【００７１】
実験例−５では、第１相殺パルス信号ＰＳ１のパルス幅は１．３ＡＬ〜１．８ＡＬであり、第２相殺パルス信号ＰＳ２のパルス幅は０．３ＡＬ〜０．４ＡＬであり、且つ第１相殺パルス信号ＰＳ１の立ち上がりＳＥ１から第２吐出パルス信号ＰＦ２の立ち下がりＦＳ２までの時間間隔は５．０ＡＬ〜６．０ＡＬとする。この場合の成績は、印字デューティ12.5％では、駆動周波数１８kHz.〜２６．４kHz.の全ての範囲で、インクの吐出が良好であるが、印字デューティ50.0％では、駆動周波数２１．６kHz.〜２６．４kHz.の広い範囲で、インク吐出に曲がりが発生したり、インクの吐出が不良（×）であった。印字デューティ33.0％では、駆動周波数１８kHz.〜２６．４kHz.の全ての範囲で、インクの吐出に曲がりが発生した。印字デューティ25.0％では、駆動周波数２２．０kHz.〜２６．４kHz.の範囲でインク吐出に曲がりが発生した。
【００７２】
実験例−６では、第１相殺パルス信号ＰＳ１のパルス幅は１．３ＡＬ〜１．８ＡＬであり、第２相殺パルス信号ＰＳ２のパルス幅は０．３ＡＬ〜０．４ＡＬであり、且つ第１相殺パルス信号ＰＳ１の立ち上がりＳＥ１から第２吐出パルス信号ＰＦ２の立ち下がりＦＳ２までの時間間隔は３．０ＡＬ〜４．５ＡＬとする。この場合の成績は、印字デューティ50.0％、33.0％、25.0％、12.5％の全ての場合について、駆動周波数１８kHz.〜２６．４kHz.の全ての範囲で、インクの吐出は良好であった。
【００７３】
このように第２駆動波形の各数値を設定すると、吐出周期に対して任意の間隔をおいて吐出する場合であって、環境温度が高く、且つ高速印字動作を実行しても、インク不吐出やインク曲がりが発生せず、安定した画質が得られるという効果を奏するのである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】インクジェット式のヘッドユニットのキャビティユニットと圧電ア    クチュエータと、フラットケーブルとを分離して示す斜視図である。
【図２】キャビティユニットの分解斜視図である。
【図３】図１の III−III 線矢視拡大断面図である。
【図４】インク滴吐出装置の駆動制御装置のブロック図である。
【図５】液滴を形成するための第１及び第２駆動波形を示す図である。
【図６】第１及び第２駆動波形の詳細を示す図である。
【図７】第２駆動波形の波幅及び間隔を変更した実験例の成績（記録画像の品質の良否）を示す図である。
【図８】印字デューティの相違によるドット情報の有無を示す図である。
【図９】環境温度に対するインクの粘度の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１    ヘッドユニット
１０    キャビティユニット
１１    ノズルプレート
１１ａ    ノズル
１２    圧電アクチュエータ
２３    圧力室
３３、３４    圧電シート
３６    個別電極
３７    コモン電極
１００    駆動制御装置
１２０    パルスコントロール回路
１２１    充電回路
１２２    放電回路
【図１】
2006110857.tif 000003
【図２】
2006110857.tif 000004
【図３】
2006110857.tif 000005
【図４】
2006110857.tif 000006
【図５】
2006110857.tif 000007
【図６】
2006110857.tif 000008
【図７】
2006110857.tif 000009
【図８】
2006110857.tif 000010
【図９】
2006110857.tif 000011