(57)【要約】【課題】  インクを無駄に消費せずに、インクメニスカスが乾燥することに起因したノズルの目詰まりを生じにくくする。【解決手段】  ドライバＩＣ８０は、予備振動電圧パルス列信号の波形に基づいて、複数の個別電極に予備振動電圧パルス列信号を供給し、圧力室の容積を第１の状態から第２の状態とした後再び第１の状態に変化させる。波形は、吐出電圧パルス列信号中の１つのパルスのパルス幅をＡＬとしたとき、予備振動電圧パルス列信号中の１つのパルスのパルス幅が２／３ＡＬ以下または（２ｎ−１）ＡＬ＋１／２ＡＬ（ｎ：自然数）〜（２ｎ＋１）ＡＬ−１／３ＡＬの間とし、さらに、最後に第２の状態から第１の状態へと移行し始める時点から印字周期が終了するまでの時間が印字周期の１／２以上になるように構成されている。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを被記録媒体に吐出するノズルと、前記ノズルに連通した圧力室と、前記圧力室の容積をＶ１とする第１の状態及び前記圧力室の容積をＶ１よりも大きいＶ２とする第２の状態の２つの状態を取り得るアクチュエータとを含み、前記被記録媒体に対して相対移動することで印字を行うインクジェットヘッドと、
前記アクチュエータが前記第１の状態から前記第２の状態を経て再び前記第１の状態となることによって前記ノズルからインクが吐出されるように、前記アクチュエータに電圧パルス列信号を供給するアクチュエータ制御手段とを備えており、
前記アクチュエータ制御手段は、前記ノズルからインクが吐出されない期間において、
(a)前記アクチュエータが、少なくとも１回、前記第１の状態から前記第２の状態を経て前記第１の状態に戻り、
(b)前記アクチュエータが前記第１の状態から前記第２の状態へと移行し始める時点Ｔ１から、前記アクチュエータが前記第２の状態から前記第１の状態へと移行し始める時点Ｔ２までの時間Ｔｗ１が、前記ノズルから吐出されるインクの吐出速度が最大となるときのパルス幅をＡＬとして、パルス幅ＡＬの２／３倍以下またはパルス幅ＡＬの（２ｎ−１／２）（ｎ：自然数）倍とパルス幅ＡＬの（２ｎ＋２／３）倍との間であり、
(c)前記相対移動において、前記被記録媒体及び前記インクジェットヘッドのいずれか一方が、前記印字の解像度に対応する単位距離だけ移動されるのに要する時間を印字周期Ｔ０としたとき、前記アクチュエータが最後に前記第２の状態から前記第１の状態へと移行し始める時点から前記ノズルからインクが吐出されない期間が終了する時点までの時間が、前記印字周期Ｔ０の１／２以上である、
の３つを満たすような電圧パルス列信号を前記アクチュエータに供給することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記アクチュエータ制御手段は、前記ノズルからインクが吐出されない期間において、
(d)前記アクチュエータが前記第１の状態から前記第２の状態へと移行し始める時点Ｔ１から、当該時点Ｔ１から数えて２回目に前記アクチュエータが前記第２の状態から前記第１の状態へと移行し始める時点Ｔ４までの時間Ｔｗ２が、パルス幅ＡＬの２／３倍以下またはパルス幅ＡＬの（２ｍ−１／２）（ｍ：自然数）倍とパルス幅ＡＬの（２ｍ＋２／３）倍との間となっている、
をさらに満たすような電圧パルス列信号を前記アクチュエータに供給することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記インクジェットヘッドが、前記ノズル、前記圧力室及び前記アクチュエータをそれぞれ複数備えており、
前記アクチュエータ制御手段は、印字期間中の各印字周期Ｔ０において、
インクを吐出すべき前記ノズルに係る前記アクチュエータには、当該ノズルからインクが吐出されるような電圧パルス列信号を供給し、インクを吐出すべきでない前記ノズルに係る前記アクチュエータには、前記(c)に代えて、
(c')前記アクチュエータが前記印字周期Ｔ０中において最後に前記第２の状態から前記第１の状態へと移行し始める時点から当該印字周期Ｔ０が終了する時点までの時間が、前記印字周期Ｔ０の１／２以上である、
を満たすような同じ電圧パルス列信号を供給することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記アクチュエータ制御手段は、前記ノズルからインクが吐出されない期間において、前記(b)に代えて、
(b')前記アクチュエータが前記第１の状態から前記第２の状態へと移行し始める時点Ｔ１から、前記アクチュエータが前記第２の状態から前記第１の状態へと移行し始める時点Ｔ２までの時間Ｔｗ１が、前記ノズルから吐出されるインクの吐出速度が最大となるときのパルス幅をＡＬとして、パルス幅ＡＬの２／３倍以下である、
を満たすような電圧パルス列信号を前記アクチュエータに供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記アクチュエータ制御手段は、前記ノズルからインクが吐出されない期間において、前記(b')に代えて、
(b")前記アクチュエータが前記第１の状態から前記第２の状態へと移行し始める時点Ｔ１から、前記アクチュエータが前記第２の状態から前記第１の状態へと移行し始める時点Ｔ２までの時間Ｔｗ１が、前記ノズルから吐出されるインクの吐出速度が最大となるときのパルス幅をＡＬとして、パルス幅ＡＬの１／６倍〜１／４倍である、
を満たすような電圧パルス列信号を前記アクチュエータに供給することを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記アクチュエータが、
一定電位に保持された第１の電極と、
前記圧力室に対向した位置にあって、前記アクチュエータ制御手段から電圧パルス列信号が供給される第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極とによって挟み込まれた圧電層とを含んでいることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被記録媒体にインクを吐出して印刷を行うインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタにおいて、インクジェットヘッドは、インクタンクから供給されたインクを複数の圧力室に分配し、各圧力室に選択的に圧力を付与することによりノズルからインクを吐出する。圧力室に選択的に圧力を付与するための一つの手段として、セラミックからなる積層された複数の圧電シートが用いられることがある。
【０００３】
かかるインクジェットヘッドの一例として、マトリクス状に二次元配列された複数の圧力室に跨る複数枚の連続平板状の圧電シートが積層され、その少なくとも一枚の圧電シートを、多数の圧力室に共通であって接地電位に保持される共通電極と、各圧力室に対向する位置に配置された多数の個別電極とで挟み込んだ１つのアクチュエータユニットを有するものが知られている（特許文献１参照）。このようなインクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタにおいては、いわゆる引き打ちによってインクが吐出される。つまり、予めすべての個別電極を一定の正電位とすることですべての圧力室の容積を減少させた状態（第１の状態）としておき、インク吐出に係る個別電極だけを一旦接地電位とする。すると、対応する圧力室の容積が元の状態（すなわち、圧力室の容積が初期状態から増大した状態：第２の状態）になって、圧力室内に負圧の圧力波が発生する。そして、この圧力波が正圧の圧力波として圧力室の中心に戻ってくるタイミングで再び個別電極を正電位として第１の状態にすることで、圧力室の容積が減少する。このときに対応するノズルからインクが吐出される。かかる引き打ちを行うことによって、インク吐出速度を高めることが可能になる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０５８５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に記載の技術において、ノズルからインクが吐出されない状態が続き、ノズル付近のインク（インクメニスカス）がその溶媒分の蒸発により粘度が増加してノズルの目詰まりを起こした場合などでは、メンテナンスユニットによってノズルから増粘インクを吸引したり、ヘッドから予備吐出（フラッシング）動作を行って増粘インクを外部に排出している。しかしながら、増粘インクをノズルから繰り返し吸引又は排出すると、印字に寄与しないインクの無駄が生じる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、インクを無駄に消費せずに、インクメニスカスが乾燥することに起因したノズルの目詰まりを生じにくくするインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
本発明のインクジェット記録装置は、インクを被記録媒体に吐出するノズルと、前記ノズルに連通した圧力室と、前記圧力室の容積をＶ１とする第１の状態及び前記圧力室の容積をＶ１よりも大きいＶ２とする第２の状態の２つの状態を取り得るアクチュエータとを含み、前記被記録媒体に対して相対移動することで印字を行うインクジェットヘッドと、前記アクチュエータが前記第１の状態から前記第２の状態を経て再び前記第１の状態となることによって前記ノズルからインクが吐出されるように、前記アクチュエータに電圧パルス列信号を供給するアクチュエータ制御手段とを備えている。そして、前記アクチュエータ制御手段は、前記ノズルからインクが吐出されない期間において、
(a)前記アクチュエータが、少なくとも１回、前記第１の状態から前記第２の状態を経て前記第１の状態に戻り、
(b)前記アクチュエータが前記第１の状態から前記第２の状態へと移行し始める時点Ｔ１から、前記アクチュエータが前記第２の状態から前記第１の状態へと移行し始める時点Ｔ２までの時間Ｔｗ１が、前記ノズルから吐出されるインクの吐出速度が最大となるときのパルス幅をＡＬとして、パルス幅ＡＬの２／３倍以下またはパルス幅ＡＬの（２ｎ−１／２）（ｎ：自然数）倍とパルス幅ＡＬの（２ｎ＋２／３）倍との間であり、
(c)前記相対移動において、前記被記録媒体及び前記インクジェットヘッドのいずれか一方が、前記印字の解像度に対応する単位距離だけ移動されるのに要する時間を印字周期Ｔ０としたとき、前記アクチュエータが最後に前記第２の状態から前記第１の状態へと移行し始める時点から前記ノズルからインクが吐出されない期間が終了する時点までの時間が、前記印字周期Ｔ０の１／２以上である、の３つを満たすような電圧パルス列信号を前記アクチュエータに供給する。
【０００８】
これによると、ノズルからインクが吐出されない期間にノズル近傍のインクを予備振動させることができるので、インクが吐出されない期間が長くなっても、インクメニスカスが乾燥することに起因したノズルの目詰まりが生じにくくなる。また、ノズルからインクが吐出されないために、インクを無駄に消費することがない。さらに、(c)により、消費電力を抑えることができ、しかも予備振動終了からインク吐出開始までの時間を十分に確保することができるために印字に悪影響が生じにくい。また、アクチュエータに電圧パルス列信号を与えるだけで、ノズルからインクを吐出させるか、ノズルからインクを吐出させることなくノズル近傍のインクを予備振動させるかを制御することが可能であるので、制御を簡略なものとすることができる。また、電圧パルスの高さをインク吐出時とインク予備振動時とで変更する必要がないので、装置構造が簡略化される。また、被記録媒体にロール紙を適用した場合でも、ロール紙上にインク吐出させずにノズル近傍のインクを予備振動させることが可能になる。また、ヘッドが本体に固定されたラインヘッドの場合でも、別部材（メンテナンスユニットなど）をヘッドに対向する位置に配置させなくても、ノズル近傍のインクを予備振動させることが可能になる。
【０００９】
本発明において、前記アクチュエータ制御手段は、前記ノズルからインクが吐出されない期間において、
(d)前記アクチュエータが前記第１の状態から前記第２の状態へと移行し始める時点Ｔ１から、当該時点Ｔ１から数えて２回目に前記アクチュエータが前記第２の状態から前記第１の状態へと移行し始める時点Ｔ４までの時間Ｔｗ２が、パルス幅ＡＬの２／３倍以下またはパルス幅ＡＬの（２ｍ−１／２）（ｍ：自然数）倍とパルス幅ＡＬの（２ｍ＋２／３）倍との間となっている、をさらに満たすような電圧パルス列信号を前記アクチュエータに供給することが好ましい。これによると、確実にノズルからインクが吐出されないようにすることができる。
【００１０】
また、本発明において、前記インクジェットヘッドが、前記ノズル、前記圧力室及び前記アクチュエータをそれぞれ複数備えている。そして、前記アクチュエータ制御手段は、印字期間中の各印字周期Ｔ０において、インクを吐出すべき前記ノズルに係る前記アクチュエータには、当該ノズルからインクが吐出されるような電圧パルス列信号を供給し、インクを吐出すべきでない前記ノズルに係る前記アクチュエータには、前記(c)に代えて、
(c')前記アクチュエータが前記印字周期Ｔ０中において最後に前記第２の状態から前記第１の状態へと移行し始める時点から当該印字周期Ｔ０が終了する時点までの時間が、前記印字周期Ｔ０の１／２以上である、を満たすような同じ電圧パルス列信号を供給することが好ましい。これによると、印字期間中においても印字に寄与しないノズル近傍のインクを予備振動させることができるので、印字期間のほかに予備振動のための期間を別途設ける必要がなくなる。
【００１１】
また、本発明において、前記アクチュエータ制御手段は、前記ノズルからインクが吐出されない期間において、前記(b)に代えて、
(b')前記アクチュエータが前記第１の状態から前記第２の状態へと移行し始める時点Ｔ１から、前記アクチュエータが前記第２の状態から前記第１の状態へと移行し始める時点Ｔ２までの時間Ｔｗ１が、前記ノズルから吐出されるインクの吐出速度が最大となるときのパルス幅をＡＬとして、パルス幅ＡＬの２／３倍以下である、を満たすような電圧パルス列信号を前記アクチュエータに供給することが好ましい。これによると、１パルスの時間が比較的短くなるので、より多くのパルスをアクチュエータに与えることができる。そのため、インクメニスカスが乾燥することに起因したノズルの目詰まりがさらに生じにくくなる。
【００１２】
また、このとき、前記アクチュエータ制御手段は、前記ノズルからインクが吐出されない期間において、前記(b')に代えて、
(b")前記アクチュエータが前記第１の状態から前記第２の状態へと移行し始める時点Ｔ１から、前記アクチュエータが前記第２の状態から前記第１の状態へと移行し始める時点Ｔ２までの時間Ｔｗ１が、前記ノズルから吐出されるインクの吐出速度が最大となるときのパルス幅をＡＬとして、パルス幅ＡＬの１／６倍〜１／４倍である、を満たすような電圧パルス列信号を前記アクチュエータに供給していてもよい。これによると、確実にノズルからインクを吐出させずに、より多くのパルスをアクチュエータに与えることができる。
【００１３】
また、本発明において、前記アクチュエータが、一定電位に保持された第１の電極と、前記圧力室に対向した位置にあって、前記アクチュエータ制御手段から電圧パルス列信号が供給される第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極とによって挟み込まれた圧電層とを含んでいることが好ましい。これによると、圧電層を用いることにより、高精度の制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
まず、本発明の一実施形態によるインクジェットプリンタについて説明する。図１は、本発明の一実施形態によるカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。図１に示すプリンタ１は、印刷用紙Ｐの搬送方向に沿って固定された４つのインクジェットヘッド２を有するラインヘッド型カラーインクジェットプリンタである。各インクジェットヘッド２は、同図において、紙面と直交する方向に細長い矩形の外形を有している。プリンタ１には、図中下方に給紙装置１１４が、図中上方に紙受け部１１６が、図中中央部に搬送ユニット１２０がそれぞれ設けられている。さらに、プリンタ１には、これらの動作を制御する制御部１００が備えられている。
【００１６】
給紙装置１１４は、積層された複数の矩形印刷用紙（被記録媒体）Ｐを収容可能な用紙収容部１１５と、用紙収容部１１５内において最も上にある印刷用紙Ｐを１枚ずつ搬送ユニット１２０に向けて送り出す給紙ローラ１４５とを有している。用紙収容部１１５内には、印刷用紙Ｐがその長辺と平行な方向に給紙されるように収容されている。用紙収容部１１５と搬送ユニット１２０との間には、搬送経路に沿って、二対の送りローラ１１８ａ、１１８ｂ、１１９ａ、１１９ｂが配置されている。給紙装置１１４から排出された印刷用紙Ｐは、その一方の短辺を先端として、送りローラ１１８ａ、１１８ｂによって図１中上方へ送られ、その後送りローラ１１９ａ、１１９ｂによって搬送ユニット１２０に向けて左方へと送られる。
【００１７】
搬送ユニット１２０は、エンドレスの搬送ベルト１１１と、搬送ベルト１１１が巻き掛けられた２つのベルトローラ１０６、１０７とを備えている。搬送ベルト１１１の長さは、２つのベルトローラ１０６、１０７間に巻き掛けられた搬送ベルト１１１に所定の張力が発生するような長さに調整されている。２つのベルトローラ１０６、１０７に巻き掛けられることによって、搬送ベルト１１１には、ベルトローラ１０６、１０７の共通接線をそれぞれ含む互いに平行な２つの平面が形成されている。これら２つの平面のうちインクジェットヘッド２と対向する方が印刷用紙Ｐの搬送面１２７となる。搬送ユニット１２０は、印刷用紙Ｐの搬送方向に関する印字解像度に対応した単位距離だけ印刷用紙Ｐが搬送されるのに要する時間を一印字周期として、給紙装置１１４から送り出された印刷用紙Ｐをインクジェットヘッド２と対向する位置及び紙受け部１１６側に搬送する。印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１によって形成された搬送面１２７上で搬送され、インクジェットヘッド２と対向する位置に搬送されたときにその上面（印刷面）にインクジェットヘッド２によって印刷が施され、紙受け部１１６に到達する。紙受け部１１６では、印刷が施された複数の印刷用紙Ｐが重なり合うように載置される。
【００１８】
４つのインクジェットヘッド２は、図１紙面における左右方向に沿って互いに近接配置されている。各インクジェットヘッド２は、その下端にヘッド本体１３を有している。ヘッド本体１３は、後述するように、ノズル８に連通した圧力室１０を含む個別インク流路３２が多数形成された流路ユニット４に、所望の圧力室１０内のインクに圧力を与えることができる４つのアクチュエータユニット２１が接着剤を介して貼り合わされたものである（図２及び図４参照）。そして、各アクチュエータユニット２１には、これに後述の各電圧パルスを伝達するＦＰＣ（Flexible Printed Circuit：図示せず）が貼り合わされている。
【００１９】
各ヘッド本体１３の底面（インク吐出面）には、微小径を有する多数のノズル８が設けられている（図３参照）。ノズル８から吐出されるインク色は、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれかであって、１つのヘッド本体１３から吐出されるインク色は同じである。なおかつ、４つのヘッド本体１３により、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの４色のインクが吐出される。
【００２０】
ヘッド本体１３の底面と搬送ベルト１１１の搬送面１２７との間には、僅かな隙間が形成されている。印刷用紙Ｐは、この隙間を貫通する搬送経路に沿って図１中右から左へと搬送される。この隙間を通過する際に、ノズル８から印刷用紙Ｐの上面に向けてインクが吐出される。さらに、印刷用紙Ｐが４つのヘッド本体１３の下方を順次通過することで、印刷用紙Ｐ上面には画像データに基づくカラー画像が形成される。
【００２１】
搬送ベルト１１１が巻き掛けられたベルトローラ１０６、１０７のうち、搬送経路の下流側に位置するベルトローラ１０６には、搬送モータ１７４が接続されている。この搬送モータ１７４が回転駆動されると、回転力がベルトローラ１０６に伝えられ、搬送ベルト１１１上に載置された印刷用紙Ｐが搬送される。なお、搬送モータ１７４は、制御部１００の制御に基づいて駆動される。また、他方のベルトローラ１０７は、ベルトローラ１０６の回転に伴って搬送ベルト１１１から付与される回転力によって回転する従動ローラである。
【００２２】
ベルトローラ１０７の近傍にはニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１を挟むように配置されている。ニップローラ１３８は、搬送ユニット１２０に供給された印刷用紙Ｐを搬送面１２７に押し付けることができるように、図示しないばねによって下方に付勢されている。そしてニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１と共に印刷用紙Ｐを挟み込む。本実施形態では、搬送ベルト１１１の外周面１１３には、粘着性のシリコンゴムによる処理が施されており、印刷用紙Ｐは搬送面１２７に確実に粘着させられる。
【００２３】
搬送ユニット１２０の図１中左方には剥離プレート１４０が設けられている。剥離プレート１４０は、その右端が印刷用紙Ｐと搬送ベルト１１１との間に入り込み、印刷用紙Ｐを搬送面１２７から剥離する。
【００２４】
搬送ユニット１２０と紙受け部１１６との間には、二対の送りローラ１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂが配置されている。剥離された印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１により送りローラ１２１ａ、１２１ｂ側に排出される。さらに、送りローラ１２１ａ、１２１ｂによって図１中上方へ送られ、送りローラ１２２ａ、１２２ｂによって紙受け部１１６へ送られる。
【００２５】
ニップローラ１３８と最も上流側にあるインクジェットヘッド２との間には、搬送経路上における印刷用紙Ｐの先端位置を検出するために、発光素子と受光素子とから構成された紙面センサ１３３が配置されている。この紙面センサ１３３からの出力は、制御部１００（後述する）に送られ、印刷用紙Ｐの搬送に同期した画像形成動作のための制御信号（動作データの一部）として用いられる。
【００２６】
次に、ヘッド本体１３の詳細について説明する。図２は、図１に示したヘッド本体１３の平面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれたブロックの拡大平面図である。ヘッド本体１３は、上述したように、流路ユニット４とこれに接合された４つのアクチュエータユニット２１とを有している。図２及び図３に示すように、流路ユニット４の上面には、これらのアクチュエータユニット２１が千鳥状になって２列に配列されている。各アクチュエータユニット２１は、台形平面形状を有し、その平行対向辺（上辺及び下辺）が流路ユニット４の長手方向に沿うように配置されている。一方、隣接するアクチュエータユニット２１の斜辺同士は、流路ユニット４の幅方向にオーバーラップしている。また、流路ユニット４には、４つのアクチュエータユニット２１に対応して、４つの圧力室群９が形成されている。各圧力室群９は、図３に示すように、多数の圧力室１０から構成されている。多数のノズル８も形成されており、対応する圧力室１０にそれぞれ連通している。
【００２７】
流路ユニット４において、１つのアクチュエータユニット２１が接着される領域（接着領域）内に、１つの圧力室群９が形成されている。ここでは、多数の圧力室１０がマトリクス状に配列されている。後述するように、各圧力室１０には、アクチュエータユニット２１に形成された個別電極３５がそれぞれ対向している。一方、図３に示すように、この接着領域に対向する流路ユニット４の下面が、インク吐出領域となっており、多数のノズル８が規則的に配列されている。
【００２８】
流路ユニット４内には、共通インク室であるマニホールド流路５及びその分岐流路である副マニホールド流路５ａが形成されている。１つのインク吐出領域には、流路ユニット４の長手方向に延在した４本の副マニホールド流路５ａが対向している。流路ユニット４の上面には、マニホールド流路５の開口部５ｂが設けられており、図示しないインク流出流路と接合されている。また、図示しないインクタンクからインク流出流路を介してマニホールド流路５及び副マニホールド流路５ａにインクが供給されるようになっている。
【００２９】
各ノズル８は、インク吐出領域内で流路ユニット４の長手方向に延びる複数のノズル列を形成している。さらに、隣接する４つのノズル列が、同じ副マニホールド流路５ａを挟むようにして配設されている。これら４つのノズル列に含まれるノズル８は、この同じ副マニホールド流路５ａに対して、平面形状がほぼ菱形の圧力室１０及びアパーチャ１２を介して連通している。本実施の形態では、図３に示すように、全部で１６列のノズル列が形成されている。なお、図３において、図面を分かりやすくするために、アクチュエータユニット２１を二点鎖線で描いていると共に、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１０（圧力室群９）、アパーチャ１２を実線で描いている。
【００３０】
さらに、これらのノズル８は、各ノズル８を流路ユニット４の長手方向に延びた仮想線上にこの仮想線と直交する方向から射影した射影点が、６００ｄｐｉで等間隔に並ぶような位置に形成されている。
【００３１】
ヘッド本体１３の断面構造について説明する。図４は、図３のIV−IV線における断面図である。流路ユニット４は、上から、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６、２７、２８、カバープレート２９及びノズルプレート３０が積層された積層構造を有している。各プレート２２〜３０は、いずれも金属製である。
【００３２】
キャビティプレート２２は、圧力室１０となるほぼ菱形の孔が多数形成されている。ベースプレート２３には、各圧力室１０とこれに対応するアパーチャ１２とを連通させるための連通孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が多数形成されている。アパーチャプレート２４には、各圧力室１０について、これに対応するノズル８と連通させるための連通孔及びアパーチャ１２となる孔が多数形成されている。サプライプレート２５には、各圧力室１０について、アパーチャ１２と副マニホールド流路５ａとを連通させるための連通孔及び圧力室１０に対応するノズル８と連通させるための連通孔が多数形成されている。マニホールドプレート２６、２７、２８には、副マニホールド流路５ａとなる孔及び各圧力室１０にそれぞれ対応するノズル８と連通させるための多数の連通孔が形成されている。カバープレート２９には、各圧力室１０にそれぞれ対応するノズル８と連通させるための連通孔が多数形成されている。ノズルプレート３０は、各圧力室１０について、ノズル８が多数形成されている。これら９枚の金属プレートは、ノズル８から副マニホールド流路５ａに至る個別インク流路３２が形成されるように、互いに位置合わせして積層されている。
【００３３】
図４に示すように、アクチュエータユニット２１は、４枚の圧電シート４１、４２、４３、４４が積層された積層構造を有している。これら圧電シート４１〜４４は、すべて厚みが１５μｍ程度であり、アクチュエータユニット２１として６０μｍ程度となっている。いずれの圧電シート４１〜４４も、１つのインク吐出領域内に形成された多数の圧力室１０に跨って配置されている。これらの圧電シート４１〜４４は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなるものである。
【００３４】
最上層の圧電シート４１上には、厚みが１μｍ程度の個別電極３５が形成されている。この個別電極３５は、アクチュエータユニット２１の部分拡大平面図である図５に示すように、圧力室１０に対向して配置されている。したがって、図３に示すように、最上層の圧電シート４１上には、そのほぼ全域にわたって多数の個別電極３５がマトリクス状に二次元配列されている。また、最上層の圧電シート４１とその下側の圧電シート４２との間には、シート全面に形成された厚み２μｍ程度の共通電極３４が介在している。これらの電極３４、３５は、共に、例えばＡｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる。なお、図４に示すように、各個別電極３５が配置されている部分が、圧力室１０内のインクに圧力を付与する圧力発生部Ｇに相当する。本実施形態では、個別電極３５がアクチュエータユニット２１の表面だけに形成されている。つまり、アクチュエータユニット２１は、最外層である圧電シート４１だけが活性部を含み、他の圧電シート４２〜４４を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。また、このようにアクチュエータユニット２１は、個別電極３５と、圧電シート４１〜４４の個別電極３５と対向する領域と、共通電極３４とからなる複数のアクチュエータから構成されている。
【００３５】
さらに、個別電極３５は、図５に示すように、圧力室１０と相似な略菱形の平面形状を有している。平面視において、個別電極３５の大部分が、圧力室１０内に収まるように形成されている。しかし、この個別電極３５において、一方の鋭角部は圧力室１０外にまで延出され、その先端部上面にはランド３６が形成されている。このランド３６は、ちょうどキャビティプレート２２に形成された桁部（キャビティプレート２２において圧力室１０が形成されていない部分でアクチュエータユニット２１との接着領域）４１ａ上に位置している。すなわち、ランド３６は圧力室１０に重ならない位置に形成され、ＦＰＣに設けられたコンタクトと電気的に接合される。なお、ランド３６は、厚みが１５μｍ程度で約１６０μｍの径を有している。また、その外形は円形で、例えばガラスフリットを含む金からなる。
【００３６】
共通電極３４は、図示しない領域において接地されている。これにより、共通電極３４は、すべての圧力室１０に対向する領域において等しくグランド電位に保たれている。一方、多数の個別電極３５は、個別に電位の制御ができるように、個別電極３５毎に独立した配線を含むＦＰＣを介して制御部１００の一部であるドライバＩＣ８０（図６参照）に電気的に接続されている。
【００３７】
ここで、アクチュエータユニット２１の制御について、図６を参照しつつ説明する。図６に示されている制御部１００は、演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵが実行するプログラム及びプログラムに使用されるデータが記憶されているＲＯＭ（Read Only Memory）、及び、プログラム実行時にデータを一時記憶するためのＲＡＭ（Random Access Memory：共に図示せず）とを備えており、これらによって以下に説明する各機能部が構築されている。
【００３８】
制御部１００は、印刷制御部１０１と動作制御部１０８とを備えている。動作制御部１０８は、紙面センサ１３３やＰＣ（パーソナルコンピューター）１３５などから送信された印刷に係る画像データ及び動作データに基づいて、給紙ローラ１４５を駆動するモータ、送りローラ１１８ａ、１１８ｂ、１１９ａ、１１９ｂ、１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂを駆動するモータ、及び、搬送モータ１７４等を駆動制御する。
【００３９】
印刷制御部１０１は、画像データ記憶部１０２と、波形パターン記憶部１０３と、印刷信号生成部１０４と、予備振動信号生成部１０５とを備えている。画像データ記憶部１０２は、ＰＣなどから送信された印刷に係る画像データを記憶している。波形パターン記憶部１０３は、複数種類の吐出パルス列波形１５５（図７参照）及び予備振動パルス列波形１５７（図９参照）を記憶している。吐出パルス列波形１５５は、画像の階調を表現する基本の波形で、それぞれ階調に対応した量のインクを吐出させるものである。一方、予備振動パルス列波形１５７は、ノズル８近傍のインクに振動を与えるための波形で、インクは吐出しない。印刷信号生成部１０４は、画像データに基づいたシリアルの印刷データを生成し各アクチュエータユニット２１に対応するドライバＩＣ８０に出力する。予備振動信号生成部１０５は、印字期間中においてインクが吐出されないノズル８に対する予備振動データを生成し、各アクチュエータユニット２１に対応するドライバＩＣ８０に出力する。また、予備振動信号生成部１０５は、ＰＣなどから送信された予備振動指示信号に基づいて、予備振動データを生成し各アクチュエータユニット２１に対応するドライバＩＣ８０に出力する。
【００４０】
ドライバＩＣ８０は、シフトレジスタ、マルチプレクサ、およびドライブバッファ（共に図示せず）を備えている。シフトレジスタは、印刷信号生成部１０４から出力されたシリアルの印刷データ及び予備振動信号生成部１０５から出力されたシリアルの予備振動データをパラレルデータに変換し、各アクチュエータ（各圧力室１０）に対する個別のデータを出力する。マルチプレクサは、シフトレジスタから出力された各データに基づいて、インク吐出に係る複数種類の吐出パルス列波形１５５のデータ及びインクの予備振動に係る予備振動パルス列波形１５７のデータの中から適切なものを選択し、当該データをドライブバッファに出力する。ドライブバッファは、マルチプレクサから出力された吐出パルス列波形１５５のデータ及び予備振動パルス列波形１５７のデータに基づいて、所定のレベルを有する吐出電圧パルス列信号及び予備振動電圧パルス列信号を生成し、各アクチュエータに対応する個別電極３５にＦＰＣを介して供給する。これらのパルス列信号により、アクチュエータユニット２１が駆動される。具体的には、吐出電圧パルス列信号に基づいて、用紙Ｐ上に所望の画像が形成される。また、予備振動電圧パルス列信号に基づいて、ノズル８近傍のインクが吐出しない程度に振動される。この予備振動電圧パルス列信号は、１つの画像データに係る印字期間中において、インク吐出しない印字周期に該当する個別電極３５に供給される。このようなデータの加工とこれに基づくアクチュエータユニット２１の駆動は、紙面センサ１３３からの出力信号に合わせて行われる。これにより、すべてのノズル８近傍のインクは、印字期間中は何らかの振動を常に受けることになるので、インクの増粘を未然に防ぐことができる。さらに、印字期間の前後に予備振動のための期間を別途設ける必要もなくなる。
【００４１】
次に、図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照しつつ、ドライバＩＣ８０から出力される吐出電圧パルス列信号の波形１５５、および、この吐出電圧パルス列信号を受けた個別電極３５における電圧変化について説明する。図７（ａ）は、ドライバＩＣ８０からアクチュエータユニット２１に供給される吐出電圧パルス列信号の波形１５５を概略的に示すグラフである。図７（ｂ）は、図７（ａ）の吐出電圧パルス列信号を受けた個別電極３５における電圧変化を示す図７（ａ）に対応するグラフである。なお、図７（ａ）、（ｂ）に示す吐出電圧パルス列信号の波形１５５は、印字期間中における一印字周期Ｔ０において、１滴のインクをノズル８から吐出させるための波形の一例である。
【００４２】
図７（ａ）に示す吐出電圧パルス列信号の波形１５５において、時刻ゼロから時点Ｋ１までの時間Ｋａ及び時点Ｋ２以降の時間Ｋｃは電圧Ｖ０、時点Ｋ１から時点Ｋ２までの時間Ｋｂは電圧ゼロとなっている。そしてこの時間Ｋｂが、本実施の形態における吐出電圧パルス列信号中の１つのパルス（以下、「吐出電圧パルス」と称する）のパルス幅Ｋｗである。このような吐出電圧パルス列信号を受ける個別電極３５は、図４に示すようなコンデンサを形成しているとも言える。そのため、この個別電極３５における電圧は、コンデンサの充放電時間に相当する遅延を生じさせながら、図７（ｂ）に示すような変化を示す。図７（ａ）に示す時点Ｋ１、Ｋ２及び時間Ｋｗはそれぞれ図７（ｂ）に示す時点Ｋ１、Ｋ２及び時間Ｋｗに対応するものとする。印字期間は１以上の印字周期Ｔ０からなる。また、印字周期Ｔ０において吐出電圧パルス列信号の最後の時点、ここでは時点Ｋ２から当該印字周期Ｔ０が終了するまでの時間が印字周期Ｔ０の１／２以上の時間となっている。これにより、印字周期Ｔ０中の吐出動作による圧力波の影響が、次の印字周期Ｔ０におけるインク吐出に影響をほとんど与えず、所望のインク吐出特性が得られる。すなわち、印字周期Ｔ０中に発生した圧力波が、次の印字周期までには弱まり、その残留圧力波による影響がほとんど生じなくなる。
【００４３】
ここで、アクチュエータユニット２１の駆動方法について述べる。まず、個別電極３５に電圧が印加されたときのアクチュエータの動きについて説明する。本実施形態におけるアクチュエータユニット２１においては、最上層の圧電シート４１だけが個別電極３５から共通電極３４に向かう方向に分極されている。したがって、個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にして圧電シート４１に対してその分極方向に電界を印加すると、この電界が印加された部分が厚み方向すなわち積層方向には伸長又は収縮し、積層方向と垂直な方向すなわち面方向には収縮又は伸長しようとする。一方、残りの３枚の圧電シート４２〜４４は、分極されていない非活性層であり、自発的に変形することができない。
【００４４】
この構成において、電界と分極とが同方向となるように、ドライバＩＣ８０を制御して個別電極３５を共通電極３４に対して正又は負の所定電位とすると、圧電シート４１の電極に挟まれた部分（活性部）が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電シート４２〜４４は電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがない。このように、圧電シート４１と圧電シート４２〜４４との間で歪み方に差が生じるので、全体として各アクチュエータは圧力室１０側へ凸となるように変形（ユニモルフ変形）する。
【００４５】
さらに、図８（ａ）〜図８（ｃ）を参照しつつ、図７（ｂ）に示す吐出電圧パルス列信号を受けたアクチュエータユニット２１の駆動について説明する。図８（ａ）〜図８（ｃ）は、アクチュエータユニット２１の駆動によりノズル８からインク滴が吐出される様子を経時的に示した図である。
【００４６】
図８（ａ）は、個別電極３５に所定の電圧Ｖ０が印加されている図７（ｂ）の時間Ｋａに対応するものである。このとき、アクチュエータユニット２１は、一種の緊張状態にあり、図４に示す圧力発生部Ｇの領域が圧力室１０側へ凸状に変形している。このときの圧力室１０の容積はＶ１であり、この状態をアクチュエータユニット２１における第１の状態とする。
【００４７】
図８（ｂ）は、図７（ｂ）の時間Ｋｂに対応して個別電極３５の電位がゼロとなったときの状態を示すものである。このときアクチュエータユニット２１は、図８（ａ）に示す凸状から応力が解放されて弛緩している。このときの圧力室１０の容積Ｖ２は、図８（ａ）に示す圧力室１０の容積Ｖ１に比べて増大している。この状態をアクチュエータユニット２１における第２の状態とする。このような圧力室１０の容積の増大の結果、インクが副マニホールド流路５ａから圧力室１０に吸い込まれる。
【００４８】
図８（ｃ）は、図７（ｂ）の時間Ｋｃに対応して個別電極３５が再び電位Ｖ０とされたときの状態を示すものである。このときアクチュエータユニット２１は、図８（ａ）と同様に圧力室１０側へ凸となるように変形している。つまり、このときアクチュエータユニット２１は上記第１の状態となっている。このように、第２の状態から第１の状態に変化することで、圧力室１０内のインクに圧力が加えられ、ノズル８先端のインク吐出口８ａからインク滴が吐出される。インク滴は用紙Ｐの印刷面に着弾し、ドットを形成する。
【００４９】
このように、本実施形態におけるアクチュエータユニット２１の駆動は、一旦圧力室１０の容積を増大させて（図８（ａ）から図８（ｂ）へ）、負の圧力波を発生させた上で、この圧力波が流路ユニット４内のインク流路端部に反射してノズル８側に進行する正の圧力波として帰ってきたときに再び圧力室１０の容積を減少させるようにする（図８（ｂ）から図８（ｃ）へ）。これはいわゆる「引き打ち(fill before fire)」と呼ばれる手法である。このようなインク吐出に係る吐出電圧パルスのパルス幅Ｋｗは、圧力室１０内において圧力波がアパーチャ１２からノズル８まで伝播する時間長さであるＡＬ（Acoustic  Length）が理想的である。これによると、上記のようにして反射してきた正の圧力波とアクチュエータユニット２１の変形により生じた正の圧力波とを重畳させて強い圧力をインクに付与することができる。そのため、同じ量のインク滴を吐出するにしても、アクチュエータユニット２１の駆動電圧を低くすることができる。したがって、圧力室１０の高集積化、インクジェットヘッド２のコンパクト化、および、インクジェットヘッド２の駆動の際のランニングコストの点で有利である。
【００５０】
次に、図９（ａ）及び図９（ｂ）を参照しつつ、ドライバＩＣ８０から出力される予備振動電圧パルス列信号の波形１５７、および、この予備振動電圧パルス列信号を受けた個別電極３５における電圧変化について説明する。図９（ａ）は、ドライバＩＣ８０からアクチュエータユニット２１に供給される予備振動電圧パルス列信号の波形１５７を概略的に示すグラフである。図９（ｂ）は、図９（ａ）の予備振動電圧パルス列信号を受けた個別電極３５における電圧変化を示す図９（ａ）に対応するグラフである。
【００５１】
図９（ａ）に示す予備振動電圧パルス列信号の波形１５７において、時刻ゼロから時点Ｔ１までの時間Ｔａ、時点Ｔ２から時点Ｔ３までの時間Ｔｃ及び最初の印字周期Ｔ０における時点Ｔ４から次の印字周期Ｔ０´（時点Ｔ１´）までの時間Ｔｅは電圧Ｖ０となっている。また、時点Ｔ１から時点Ｔ２までの時間Ｔｂ、時点Ｔ３から時点Ｔ４までの時間Ｔｄは電圧ゼロとなっている。なお、次の印字周期Ｔ０´における時点Ｔ１´から時点Ｔ２´までの時間Ｔｂ´や時点Ｔ２´以降の時間Ｔｃ´は、最初の印字周期Ｔ０の時間Ｔｂ、時間Ｔｃに対応している。なお、最初の印字周期Ｔ０中の時間Ｔａに相当する時間は、アクチュエータユニット２１がスタンバイ状態（吐出電圧パルス信号の供給を受けるための待ち受け状態）に保持される時間である。そして、これら時間Ｔｂ、Ｔｄ、Ｔｂ´は、互いに同じ時間であるとともに本実施の形態における予備振動電圧パルス列信号中の１つのパルス（以下、「予備振動電圧パルス」と称する）のパルス幅Ｔｗ１、Ｔｗ３、Ｔｗ１´である。このような予備振動電圧パルス列信号を受けた個別電極３５では、上述と同様にコンデンサの充放電時間に相当する遅延を生じさせながら、図９（ｂ）に示すような電圧の変化を示す。図９（ａ）に示す時点Ｔ１〜Ｔ４、Ｔ１´、Ｔ２´及び時間Ｔｗ１〜Ｔｗ３、Ｔｓ、Ｔｗ１´はそれぞれ図９（ｂ）に示す時点Ｔ１〜Ｔ４、Ｔ１´、Ｔ２´及び時間Ｔｗ１〜Ｔｗ３、Ｔｓ、Ｔｗ１´に対応するものとする。
【００５２】
ここで、本実施形態において、１つの印字周期Ｔ０中に生じた圧力波が、次の印字周期のインク吐出特性に与える影響について説明する。この圧力波は、アクチュエータユニット２１を駆動（インク吐出や予備振動）することにより発生する。さらに、この圧力波が次の印字周期に残留していると、インク吐出速度の変化、インク滴の細分化等が発生することがある。いずれも、吐出タイミングとの兼ね合いになるが、印字結果に乱れが生じる。
【００５３】
表１に、圧力波の発生時間と印字乱れの有無との関係を示す。この場合、１つの印字周期Ｔ０は、圧力波が起こされる時点Ｔ１から時点Ｔ４までの時間Ｔｗ２と、圧力波を起こさない時点Ｔ４から次の印字周期Ｔ０´（時点Ｔ１´）までの時間Ｔｓとを合わせた期間としている。なお、表１中の評価で、「○」は印字に乱れがないとき、「×」は乱れがあるときを示している。
【００５４】
【表１】
2006150817.tif 000003
【００５５】
表１に示すように、時間Ｔｗ２と印字周期Ｔ０との時間比が４／８以下のときが、すべて「○」の評価となり、時間比が５／８以上のときに、すべて「×」の評価となっている。このように、時間比が１／２を超えると印字が乱れてしまうのは、印字周期Ｔ０における予備振動電圧パルス列信号による発生する圧力波の影響が、次の印字周期Ｔ０´におけるインクを吐出するための圧力波に及ぶからである。一方、時間比が１／２以下であれば、印字は乱れない。つまり、時間Ｔｗ２が時間Ｔｓ以下となるように、時間Ｔｗ２を印字周期Ｔ０の１／２以下にすると、印字周期Ｔ０中に発生する圧力波の影響が、次の印字周期Ｔ０´中に発生する圧力波に影響を与えることがなくなる。したがって、良好な印字結果が得られる。
【００５６】
ところで、予備振動電圧パルス列信号１５７が個別電極３５に供給されたときでも、アクチュエータユニット２１の状態変化は、図８を用いて説明することができる。つまり、図９において時間Ｔａのときに、アクチュエータユニット２１は、図８（ａ）に示すように圧力室１０側に凸状に変形する。このとき、圧力室１０の容積はＶ１であり、この状態がアクチュエータユニット２１における第１の状態となる。そして、図９において時間Ｔｂのときに、図８（ｂ）に示すように、凸状の変形がなくなる。このときの圧力室１０の容積Ｖ２は、容積Ｖ１と比べて増大しており、この状態がアクチュエータユニット２１における第２の状態となる。次に、図９において時間Ｔｃのときに、アクチュエータユニット２１は、図８（ｃ）に示すように、再び圧力室１０側に凸状に変形する。そして、時間Ｔｄ、時間Ｔｅのときにも、その印加電圧に応じてアクチュエータユニット２１が第２の状態や第１の状態に変化する。なお、予備振動電圧パルスのパルス幅は後述のようにインクを吐出しない範囲内に設定されているので、アクチュエータユニット２１が第１の状態→第２の状態→第１の状態・・・というように変化してもノズル８からインクが吐出されない。しかし、アクチュエータユニット２１の変化に伴う圧力波によって、ノズル８近傍のインクが振動し撹拌される。
【００５７】
ここで、供給される電圧パルスのパルス幅とインクの吐出速度との関係について、図１０を参照しつつ説明する。図１０の縦軸はインク吐出速度、横軸はパルス幅である。また、同図の曲線Ｒ１、Ｒ２は、電圧パルスのパルス幅を種々変更し、それぞれにおけるインク吐出速度をプロットして得たものである。曲線Ｒ１は、上方に凸の曲線で、インク吐出速度のピーク位置がパルス幅の基準となる時間ＡＬである。曲線Ｒ２は、パルス幅３ＡＬで吐出速度が最大となる曲線である。また、図１０には描かれていないが、曲線Ｒ１、Ｒ２と同様に、パルス幅５ＡＬ、７ＡＬ、・・・での吐出速度をピークとして上方に膨らんだ曲線Ｒ３、Ｒ４、・・・が存在する。このように、吐出速度とパルス幅との関係がＡＬの奇数（２ｎ−１）（ｎ：自然数）倍をピークとした離散した複数の曲線として現れる。これは、圧力室１０において、圧力波の状態に対してアクチュエータユニット２１が状態変化するタイミングにより、インクが吐出しようとする傾向が変わるためである。例えば、曲線Ｒ１において、時間ＡＬに近いパルス幅の電圧パルスを供給する。時間Ｔ１（図９参照）において圧力室１０に発生した負の圧力波は、反転して正の圧力波として戻ってくるが、このタイミングに近い時点で、アクチュエータユニット２１の状態が変化することになる。このとき、圧力室１０の容積は小さくなり、戻ってきた圧力波の正圧と容積変化により生まれた正圧とが重なる。これにより、それぞれのタイミング（例えば、正圧同士の重なり具合）に応じた速度でインクが吐出する。しかし、そのタイミング（例えば、圧力室１０中の圧力波が負の状態にあるとき）によっては、圧力室１０の容積が小さくなっても、インクが吐出されなくなる。このような変化全体は、ＡＬの奇数倍時間毎に切り替わる。
【００５８】
図１０において、曲線Ｒ１，Ｒ２が描かれていない範囲は、圧力室１０の容積が小さくなってもインクがノズル８から吐出されない範囲である。つまり、時間ＡＬの２／３倍以下、及び、時間ＡＬの（２ｎ−１／２）倍と（２ｎ＋２／３）倍との間が不吐出領域となっている。一方、曲線Ｒ１，Ｒ２が描かれた範囲、すなわち（２ｎ−１）ＡＬ−１／３ＡＬと（２ｎ−１）ＡＬ＋１／２ＡＬとの間がノズル８からインクが吐出される吐出領域となっている。本実施形態では、図１０に示された曲線Ｒ１におけるインク吐出速度のピーク位置を吐出電圧パルスのパルス幅ＡＬとしている。つまり、時間Ｋｗに対応したパルス幅をＡＬとすることによって、強い圧力をインクに付与することが可能になる。なお、単にインクを吐出するためならば、曲線Ｒ１、Ｒ２等の描かれた範囲である（２ｎ−１）ＡＬ−１／３ＡＬと（２ｎ−１）ＡＬ＋１／２ＡＬとの間の範囲内であればどの値でもよい。
【００５９】
次に、予備振動の駆動条件が、インクの吐出特性に及ぼす影響について説明する。表２は、予備振動から切り替えてインク吐出したときの、予備振動条件と印字乱れ（ばらつき）との関係を示す。予備振動条件として、図９（ｂ）に示すパルス列振動について、時間（パルス幅）Ｔｗ１及び時間（パルス幅）Ｔｗ２を種々変更している。また、個別電極３５に対して、ある印字周期で予備振動電圧パルス列信号を供給し、次の印字周期で吐出電圧パルス列信号を供給する。このときの印字結果の評価は、表２に示したように、３段階である。このうち、「○」が吐出電圧パルス列信号を供給したときに所望のインク吐出が得られたとき、「△」が吐出電圧パルス列信号を供給したときにノズル８からインク吐出されるが若干ばらついた印字結果になったとき、「×」が予備振動パルス列信号を供給したときにインクが吐出されてしまうときを示す。また、表２において、Ｘが時間Ｔｗ１、Ｙが時間Ｔｗ２を表している。また、ＹはＸよりも大きくなければならないので、表２中の「−」の欄はインク吐出評価の対象外となっている。なお、このとき、印字周期Ｔ０をＹの最大値（１０μｓ）の２倍よりも大きくしている。また、本実施形態のインクジェットヘッド２は、ＡＬ≒６μｓという特性を有している。
【００６０】
【表２】
2006150817.tif 000004
【００６１】
表２に示すように、時間Ｘが６μｓ（ＡＬ値）の２／３倍、すなわち４μｓを超える場合、及び、時間Ｙが６μｓの２／３倍〜１．５倍、すなわち４μｓを超えて９μｓ未満の場合では、「×」の評価となっている。さらに、時間Ｘが６μｓの１／６倍〜１／４倍、すなわち１μｓ〜１．５μｓの範囲であって、時間Ｙが４μｓを超えて９μｓ未満の範囲外、すなわち２／３ＡＬと１．５ＡＬとの間を除く範囲において、「○」の評価となっている。それ以外の欄では「△」となっている。これにより、予備振動電圧パルス幅を１／６ＡＬ〜１／４ＡＬの範囲内とすることで、次の印字周期に所望のインク吐出が得られるような予備振動をノズル８近傍のインクに与えることができることが分かる。さらに、確実にノズル８からインクを吐出させずに１つの印字周期においてより多くの予備振動電圧パルスを個別電極３５に与えることができる。
【００６２】
本実施形態において、予備振動電圧パルスのパルス幅は、不吐出領域における最も好適な１／６ＡＬ〜１／４ＡＬの範囲の値となっている。しかし、２／３ＡＬ以下、または、（２ｎ−１）ＡＬ＋１／２ＡＬ〜（２ｎ＋１）ＡＬ−１／３ＡＬの範囲、好ましくは２／３ＡＬ以下の不吐出領域内であれば、どの値であってもよい。これにより、予備振動電圧パルス列信号を個別電極３５に供給したときに、ノズル８からインクを吐出させずにノズル８近傍のインクを予備振動させることができる。さらに、予備振動電圧パルスのパルス幅が２／３ＡＬ以下であれば、印字周期に対するパルス幅が比較的短くなるので、その分より多くの予備振動電圧パルスを個別電極３５に与えることができる。そのため、インクメニスカスが乾燥することに起因したノズルの目詰まりがさらに生じにくくなる。
【００６３】
また、予備振動パルス列信号の波形１５７における時間Ｔｗ２は、本実施形態において、（２ｍ−１）ＡＬ＋１／２ＡＬ（ｍ：自然数）〜（２ｍ＋１）ＡＬ−１／３ＡＬの間の不吐出領域内としている。このような不吐出領域内に時間Ｔｗ２が入っていると、時間Ｔｗ１が４μｓ以下であれば、表２に示すように、少なくとも評価が「△」以上となる。加えて、予備振動電圧パルス列信号中の２回目の予備振動電圧パルス（時点Ｔ３から時点Ｔ４間のパルス）の供給によっても不吐出領域内であるためノズル８からインクが吐出されない。また、時間Ｔｗ２は、予備振動電圧パルスのパルス幅が本実施形態のように２／３ＡＬ以下の不吐出領域内にあれば、同じ２／３ＡＬ以下の不吐出領域内にあってもよい。これにおいても、上述と同様の効果を得る。
【００６４】
以上のように、本実施の形態におけるインクジェットプリンタ１によると、ノズル８からインクが吐出されない期間にノズル８近傍のインクを予備振動させることができるので、インクが吐出されない期間が長くなっても、インクメニスカスが乾燥することに起因したノズル８の目詰まりが生じにくくなる。また、ノズル８からインクが吐出されないために、インクを無駄に消費することがない。さらに、印字周期Ｔ０における時点Ｔ４から、インクが吐出されない期間が終了する時点（次の印字周期開始時点）までの時間が当該印字周期Ｔ０の１／２以上であるため、印字周期Ｔ０中にインク吐出あるいは予備振動により生じた圧力波の影響が次の印字周期での動作（印字や予備振動）に悪影響が生じにくい。また、個別電極３５に吐出電圧パルス列信号又は予備振動電圧パルス列信号を与えるだけで、ノズル８からインクを吐出させるか、ノズル８からインクを吐出させることなく予備振動させるかを制御することが可能であるので、制御を簡略なものとすることができる。また、吐出電圧パルスと予備振動電圧パルスの高さをインク吐出時とインク予備振動時とで変更する必要がないので、装置構造が簡略化される。また、被記録媒体にロール紙を適用した場合でも、ロール紙上にインク吐出させずにノズル近傍のインクの乾燥や増粘を防ぐことが可能になる。また、本実施形態のような固定されたラインヘッドの場合でも、キャリッジにより往復移動するシリアルヘッドの場合であっても、予備振動動作中にインクが吐出されてしまう心配がないので、例えば、別部材（メンテナンスユニットなど）をヘッドに対向する位置に配置させなくても、ノズル近傍のインクを振動させることができる。さらに、インクの乾燥や増粘の進行が抑制されることから、フラッシングやパージングのようなメンテナンス動作を実行する頻度も少なくて済み、印字効率の向上に寄与する。また、アクチュエータユニット２１が複数のアクチュエータからなるので、高精度の制御が可能となる。
【００６５】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述した実施形態においては、予備振動電圧パルス列信号の波形１５７の時間Ｔｗ２が印字周期Ｔ０の１／２以下となっているが、もし予備振動電圧パルス列信号がノズル８に供給された印字周期の次の印字周期も当該ノズル８からインクが吐出されないのであれば、時間Ｔｗ２を印字周期Ｔ０の１／２を超える長さにしてもよい。つまり、あるノズル８に係る個別電極３５に供給された予備振動電圧パルス列信号において電位が最後に０からＶ０に移行する時点から、当該ノズル８に関して次にインク吐出が始まるまでの時間が、印字周期Ｔ０の１／２以上あれば、乱れのない良好な印字結果を得ることができる。また、予備振動電圧パルス列信号が一印字周期において１パルスだけを含んでいてもよい。また、上述の実施形態においては、印字期間中においてもインクを吐出しないノズル８に係る個別電極３５に予備振動電圧パルスが供給されているが、印字期間中には予備振動電圧パルスを個別電極に供給せず、印字期間とは別の期間において予備振動電圧パルスを個別電極に供給してもよい。このときは、上述した実施の形態のようにインク吐出に係らない個別電極３５だけに選択的に予備振動電圧パルス列信号が供給されるのではなく、すべての個別電極３５に同時に又は所定のタイムラグを隔てて予備振動電圧パルス列信号が供給される。
【００６６】
また、インクジェットヘッド２は、圧電方式のアクチュエータユニット２１によって駆動され、インクがノズル８から吐出されるが、供給された吐出電圧パルス及び予備振動電圧パルスによって各圧力室内のインクを加熱し、圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与する方式のインクジェットヘッドであっても適用可能である。つまり、制御部１００、ドライバＩＣ８０から個別電極３５までは同じ構成とし、各圧力室に加熱体を設けて、各圧力室に対応する個別電極と加熱体とを接続しておれば、ドライバＩＣからの各電圧パルスの供給によって加熱体を加熱することが可能となり、このようなインクジェットヘッドにも適用可能となる。また、上述したインクジェットプリンタ１は、ヘッドが固定されたラインプリンタであるが、ヘッドが往復移動するシリアルプリンタでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態によるカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。
【図２】図１に示すヘッド本体の平面図である。
【図３】図２に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】図２に描かれたアクチュエータユニットの部分拡大平面図である。
【図６】図１のインクジェットプリンタにおける概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図７】（ａ）は、ドライバＩＣからアクチュエータユニットに供給される吐出電圧パルス列信号の波形を概略的に示すグラフである。（ｂ）は、図７（ａ）の吐出電圧パルス列信号を受けた個別電極における電圧変化を示す図７（ａ）に対応するグラフである。
【図８】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、アクチュエータユニットの駆動によりノズルからインクが吐出される様子を経時的に示した図である。
【図９】（ａ）は、ドライバＩＣからアクチュエータユニットに供給される予備振動電圧パルス列信号の波形を概略的に示すグラフである。（ｂ）は、図９（ａ）の予備振動電圧パルス列信号を受けた個別電極における電圧変化を示す図９（ａ）に対応するグラフである。
【図１０】本発明の一実施形態のインクジェットプリンタに採用されたインクジェットヘッドにおけるインク吐出速度とパルス幅比との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  インクジェットプリンタ
２  インクジェットヘッド
８  ノズル
１０  圧力室
２１  アクチュエータユニット
８０  ドライバＩＣ（アクチュエータ制御手段の一部）
１００  制御部（アクチュエータ制御手段の一部）
１０１  印刷制御部
１０４  印刷信号生成部
１０５  予備振動信号生成部
１０８  動作制御部
１５５  波形
１５７  波形
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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