(57)【要約】【課題】メインのインク液滴の吐出安定性を損ねることなくサテライト及びインクミストの発生を抑制する。【解決手段】インクジェットヘッド駆動装置は、インクを収容した圧力室に圧力振動を生じさせて圧力室に連通するノズルからインク液滴を吐出させ、吐出後に圧力室内の残留振動を減衰させる吐出パルスを圧力室に対するアクチュエータに印加する。そしてインクジェットヘッド駆動装置は、圧力室内の残留振動減衰後に、圧力室の容積をインクが吐出しない程度に拡張させるための拡張パルスをアクチュエータに印加する。【選択図】      図５
2018047674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを収容した圧力室に圧力振動を生じさせて前記圧力室に連通するノズルからインク液滴を吐出させ、吐出後に前記圧力室内の残留振動を減衰させる吐出パルスを前記圧力室に対するアクチュエータに印加する吐出パルス印加手段と、
前記圧力室内の残留振動減衰後に、前記圧力室の容積をインクが吐出しない程度に拡張させるための拡張パルスを前記アクチュエータに印加する拡張パルス印加手段と、
を具備するインクジェットヘッド駆動装置。
【請求項２】
前記拡張パルスの通電時間は、前記圧力室の固有振動周期の１／４以下である、請求項１記載のインクジェットヘッド駆動装置。
【請求項３】
前記拡張パルスの通電時間は、前記圧力室の固有振動周期である、請求項１記載のインクジェットヘッド駆動装置。
【請求項４】
インクを収容した圧力室に圧力振動を生じさせて前記圧力室に連通するノズルからインク液滴を吐出させ、吐出後に前記圧力室内の残留振動を減衰させる吐出パルスを発生する吐出パルス発生回路と、
前記圧力室内の残留振動減衰後に、前記圧力室の容積をインクが吐出しない程度に拡張させるための拡張パルスを発生する拡張パルス発生回路と、
前記ノズルから１ドット内に吐出するドロップ数を指定するドロップ数指定回路と、
前記吐出パルス発生回路から発生された前記吐出パルスを前記ドロップ数指定回路で指定されたドロップ数だけ選択した後、前記拡張パルス発生回路から発生された前記拡張パルスを選択する選択回路と、
前記選択回路で選択された前記吐出パルス及び前記拡張パルスを前記圧力室に対するアクチュエータに印加する駆動回路と、
を具備するインクジェットヘッド駆動装置。
【請求項５】
インクを収容した圧力室に圧力振動を生じさせて前記圧力室に連通するノズルからインク液滴を吐出させ、吐出後に前記圧力室内の残留振動を減衰させる吐出パルスを前記圧力室に対するアクチュエータに印加し、
前記圧力室内の残留振動減衰後に、前記圧力室の容積をインクが吐出しない程度に拡張させるための拡張パルスを前記アクチュエータに印加する、インクジェットヘッド駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インクジェットヘッドの駆動装置及び駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドにおいて、インク液滴がノズルから吐出される際、インク液滴は通常、尾を引いた状態でノズルから吐出される。そして、インク液滴がノズル内のインクと分離する際に、この尾を引いた部分、いわゆる液柱が、球形状のサテライトとなって、メインのインク液滴に続いて飛翔する。サテライトは、微小な液滴であるため、メインのインク液滴と比較して飛翔速度が遅い。このため、メインの液滴から離れてサテライトが記録媒体上に着弾して、濃度ムラやゴーストといった印字品質の低下を招く場合がある。また、サテライトの中には失速してインクジェットプリンタ内を浮遊する、いわゆるインクミストとなるものがある。インクミストがインクジェットヘッドやその周辺の回路部材等に付着すると、インクジェットプリンタの誤動作を引き起こす。このため、メインのインク液滴の吐出安定性を損ねることなくサテライト及びインクミストの発生を抑制する技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３‐０７５５０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態が解決しようとする課題は、メインのインク液滴の吐出安定性を損ねることなくサテライト及びインクミストの発生を抑制できるインクジェットヘッド駆動装置及び駆動方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態において、インクジェットヘッド駆動装置は、吐出パルス印加手段と、拡張パルス印加手段と、を備える。吐出パルス印加手段は、インクを収容した圧力室に圧力振動を生じさせて前記圧力室に連通するノズルからインク液滴を吐出させ、吐出後に前記圧力室内の残留振動を減衰させる吐出パルスを前記圧力室に対するアクチュエータに印加する。拡張パルス印加手段は、前記圧力室内の残留振動減衰後に、前記圧力室の容積をインクが吐出しない程度に拡張させるための拡張パルスを前記アクチュエータに印加する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】インクジェットヘッドの一部を分解して示す斜視図。
【図２】同インクジェットヘッドの前方部における横断面図。
【図３】同インクジェットヘッドの前方部における縦断面図。
【図４】同インクジェットヘッドの動作原理を説明するための模式図。
【図５】本実施形態においてインクジェットヘッドのアクチュエータに印加される駆動パルス信号Ｓ１，Ｓ２の波形図。
【図６】本実施形態におけるインクジェットヘッド駆動装置のブロック構成図。
【図７】本実施形態において、マルチドロップ方式でドット印字する際の駆動パルス波形を示すタイミング図。
【図８】駆動パルス信号Ｓ２の波形がアクチュエータに印加されたときのノズル内のインクのメニスカスの動きを示す模式図。
【図９】駆動パルス信号Ｓ１の波形がアクチュエータに印加されたときの圧力室の圧力波形とインクの流速波形とを示すタイミング図。
【図１０】サテライト除去時間を１／４ＡＬとした駆動パルス信号Ｓ２の波形がアクチュエータに印加されたときの圧力室の圧力波形とインクの流速波形とを示すタイミング図。
【図１１】サテライト除去時間を２ＡＬとした駆動パルス信号Ｓ２の波形がアクチュエータに印加されたときの圧力室の圧力波形とインクの流速波形とを示すタイミング図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、メインのインク液滴の吐出安定性を損ねることなくサテライト及びインクミストの発生を抑制できるインクジェットヘッド駆動装置及び駆動方法の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、この実施形態では、シェアードウォールタイプのインクジェットヘッド１００（図１を参照）を駆動する駆動装置及び駆動方法について例示する。
【０００８】
はじめに、インクジェットヘッド１００（以下、ヘッド１００と略称する）の構成について、図１乃至図３を用いて説明する。図１は、ヘッド１００の一部を分解して示す斜視図、図２は、ヘッド１００の前方部における横断面図、図３は、ヘッド１００の前方部における縦断面図である。なお、ヘッド１００は、長手方向を縦方向、長手方向に直交する方向を横方向とする。
【０００９】
図１に示すようにヘッド１００は、長方形のベース基板９を有する。ヘッド１００は、ベース基板９の前方側の上面に第１の圧電部材１を接合し、この第１の圧電部材１の上に第２の圧電部材２を接合する。接合された第１の圧電部材１と第２の圧電部材２とは、図２の矢印で示すように、板厚方向に沿って互いに相反する方向に分極する。
【００１０】
ベース基板９は、誘電率が小さく、かつ圧電部材１，２との熱膨張率の差が小さい材料を用いて形成する。ベース基板９の材料としては、例えばアルミナ（Al203）、窒化珪素（Si3N4）、炭化珪素（SiC）、窒化アルミニウム（AlN）、チタン酸ジルコン酸鉛（PZT）等がよい。一方、圧電部材１，２の材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（PZT）、ニオブ酸リチウム（LiNbO3）、タンタル酸リチウム（LiTaO3）等が用いられる。
【００１１】
ヘッド１００は、接合された圧電部材１，２の先端側から後端側に向けて、多数の長尺な溝３を設ける。各溝３は、間隔が一定でありかつ平行である。各溝３は、先端が開口し、後端が上方に傾斜する。このような多数の溝３の形成には、切削加工機を用いることができる。
【００１２】
図２，図３に示すようにヘッド１００は、各溝３の隔壁に電極４を設ける。電極４は、ニッケル（Ni）と金（Au）との二層構造となっている。電極４は、例えばメッキ法によって各溝３内に均一に成膜される。電極４の形成方法は、メッキ法に限定されない。他に、スパッタ法や蒸着法等を用いることもできる。
【００１３】
図１に示すようにヘッド１００は、各溝３の後端から第２の圧電部材２の後部上面に向けて引出し電極１０を設ける。引出し電極１０は、前記電極４から延出する。
【００１４】
図１，図３に示すようにヘッド１００は、天板６とオリフィスプレート７とを備える。天板６は、各溝３の上部を塞ぐ。オリフィスプレート７は、各溝３の先端を塞ぐ。ヘッド１００は、天板６とオリフィスプレート７とで囲まれた各溝３によって、複数の圧力室１５を形成する。圧力室１５は、例えば深さが３００μｍで幅が８０μｍの形状を有し、１６９μｍのピッチで平行に配列される。ただし、切削加工機の特性に起因する製造時のばらつき等により、各圧力室１５の形状が必ずしも均一になるとは限らない。例えば切削加工機は１６本の圧力室１５を一括して形成し、これを２０回繰り返すことによって３２０本の圧力室１５を形成する。このとき１６本の圧力室１５を形成する加工刃が個体差を持っていれば、各圧力室１５の形状は周期性をもつことになる。しかも圧力室１５の形状は、２０回の繰り返し加工の際の加工温度の変化等に起因して僅かずつ変化していく。これらの圧力室１５の微小な変化が最終的には印刷濃度の微小な周期的変化の原因のひとつとなる。
【００１５】
天板６は、その内側後方に共通インク室５を備える。オリフィスプレート７は、各溝３と対向する位置にノズル８を穿設する。ノズル８は、対向する溝３つまりは圧力室１５と連通する。ノズル８は、圧力室１５側から反対側のインク吐出側に向けて先細りの形状をなす。ノズル８は、隣り合う３つの圧力室１５に対応したものを１セットとし、溝３の高さ方向（図２の紙面の上下方向）に一定の間隔でずれて形成される。なお、図２では、ノズル８の位置がわかるようにノズル８を模式的に図示している。ノズル８は、例えば、レーザ加工機により形成することができる。レーザ加工機が所定の位置にノズル８を形成する際、各ノズル８の加工位置を決める方法として、レーザービームの位置を光学的に設定する方法と、ワーク、すなわちオリフィスプレート７側を機械的に移動する方法とがある。ノズル８の数が多い場合には、２つの方法を併用すると都合がよい。しかしながら、光学的位置決め方法と機械的位置決め方法とを併用した穴加工を行うと、それぞれの加工毎の穴形状の微小変化によって穴形状に周期性が生じる。この穴形状の周期性も印刷濃度の微小な周期的変化の原因のひとつとなる。
【００１６】
図１に示すようにヘッド１００は、ベース基板９の後方側の上面に、導電パターン１３が形成されたプリント基板１１を接合する。そしてヘッド１００は、このプリント基板１１に、後述するインクジェットヘッド駆動装置２０（図５を参照）を実装したドライブＩＣ１２を搭載する。ドライブＩＣ１２は、導電パターン１３に接続する。導電パターン１３は、各引出し電極１０とワイヤボンディングにより導線１４で結合する。ドライブＩＣ１２は、一つで全てのノズル８に対応する電極を駆動するものであってもよい。しかし、一つのドライバＩＣ当たりの回路数が多くなり過ぎると、いくつかのデメリットが生じる。例えば、チップサイズが大きくなり歩留まりが低下する、出力回路の配線が困難になる、駆動時の発熱が集中する、ドライバＩＣの数を増減してノズル数の増減に対応することができない等である。このため、例えばノズル８の数が３２０のヘッドに対しては、出力数が８０回路のドライバＩＣ１２を４つ使用すればよい。しかしながらその場合には、ドライバＩＣ１２内の配線抵抗の差異などに起因して出力波形がノズル８の並び方向に応じて空間的な周期を持つ。その周期性の強さはドライバドライバＩＣ１２の個体差などに依存して変化する。この出力波形の空間的周期性もまた印刷濃度の微小な周期的変化の原因のひとつとなる。
【００１７】
次に、上記の如く構成されたヘッド１００の動作原理について、図４及び図５を用いて説明する。
【００１８】
図４の（ａ）は、中央の圧力室１５ｂと、この圧力室１５ｂに隣接する両隣の圧力室１５ａ，１５ｃとの各壁面にそれぞれ配設された電極４の電位がいずれもグラウンド電位ＧＮＤである状態を示している。この状態では、圧力室１５ａと圧力室１５ｂとで挟まれた隔壁１６ａ及び圧力室１５ｂと圧力室１５ｃとで挟まれた隔壁１６ｂは、いずれも何ら歪み作用を受けない。本明細書では、図４の（ａ）の状態を定常状態と称する。
【００１９】
図４の（ｂ）は、中央の圧力室１５ｂの電極４に負極性の電圧−Ｖが印加され、両隣の圧力室１５ａ，１５ｃの電極４の電位がいずれもグラウンド電位ＧＮＤのままである状態を示している。この状態では、各隔壁１６ａ，１６ｂに対して、圧電部材１，２の分極方向と直交する方向に電圧Ｖの電界が作用する。この作用により、各隔壁１６ａ，１６ｂは、圧力室１５ｂの容積を拡張するようにそれぞれ外側に変形する。本明細書では、図４の（ｂ）の状態を拡張状態と称する。
【００２０】
図４の（ｃ）は、中央の圧力室１５ｂの電極４に正極性の電圧＋Ｖが印加され、両隣の圧力室１５ａ，１５ｃの電極４の電極４の電位がいずれもグラウンド電位ＧＮＤのままである状態を示している。この状態では、各隔壁１６ａ，１６ｂに対して、図４（ｂ）のときとは逆の方向に電圧Ｖの電界が作用する。この作用により、各隔壁１６ａ，１６ｂは、圧力室１５ｂの容積を収縮するようにそれぞれ内側に変形する。本明細書では、図４の（ｃ）の状態を収縮状態と称する。
【００２１】
さて、圧力室１５ｂに連通するノズル８からインク液滴を吐出させる場合、先ずヘッド１００は、ステップＳ１として、圧力室１５ｂを定常状態から拡張状態に変化させる。拡張状態になると、図４の（ｂ）に示すように、圧力室１５ｂの両側の隔壁１６ａ，１６ｂが、圧力室１５ｂの容積を拡大するようにそれぞれ外側に変形する。この変形により、圧力室１５ｂ内の圧力が低下して、共通インク室５から圧力室１５ｂ内にインクが流れ込む。
【００２２】
次にヘッド１００は、ステップＳ２として、圧力室１５ｂを拡張状態から定常状態に戻す。定常状態に戻ると、図４の（ａ）に示すように、圧力室１５ｂの両側の隔壁１６ａ，１６ｂが定常状態に復元される。この復元により、圧力室１５ｂ内の圧力が増大して、圧力室１５ｂに対応したノズル８からインク液滴が吐出される。かくして、圧力室１５ａ，１５ｂを隔てる隔壁１６ａと、圧力室１５ｂ，１５ｃを隔てる隔壁１６ｂとは、当該隔壁１６ａ，１６ｂを壁面とする圧力室１５ｂの内部に圧力振動を与えるためのアクチュエータ３０（図６を参照）となる。
【００２３】
次にヘッド１００は、ステップＳ３として、圧力室１５ｂを定常状態から収縮状態に変化させる。収縮状態になると、図４の（ｃ）に示すように、圧力室１５ｂの両側の隔壁１６ａ，１６ｂが、圧力室１５ｂの容積を縮小するようにそれぞれ内側に変形する。この変形により、圧力室１５ｂ内の圧力がさらに増大する。このため、インク液滴の吐出後に圧力室１５ｂ内に生じる圧力低下が緩和されて、圧力室１５ｂ内に残っていた圧力振動がキャンセルされる。
【００２４】
その後ヘッド１００は、ステップＳ４として圧力室１５ｂを収縮状態から定常状態に戻す。定常状態に戻ると、図４の（ａ）に示すように、圧力室１５ｂの両側の隔壁１６ａ，１６ｂが定常状態に復元される。
【００２５】
図５は、上述したステップＳ１〜Ｓ４の動作を実現させるために、圧力室１５ｂのアクチュエータ３０に印加される駆動パルス信号Ｓ１，Ｓ２の波形図である。駆動パルス信号Ｓ１は、１ドットを複数のインク液滴で形成するマルチドロップ方式でヘッド１００が駆動される場合において、途中のインク液滴を吐出させる際にアクチュエータ３０に印加される。駆動パルス信号Ｓ２は、マルチドロップ方式でヘッド１００が駆動される場合において、最後のインク液滴を吐出させる際にアクチュエータ３０に印加される。
【００２６】
図５において、時間Ｔ１，Ｔ２は、それぞれ１滴のインク液滴を吐出するのに必要な時間である。駆動パルス信号Ｓ１の時間Ｔ１は、インク引き込み時間Ｄと、インク吐出時間Ｒと、キャンセル時間Ｐとを含む。駆動パルス信号Ｓ２の時間Ｔ２は、インク引き込み時間Ｄ、インク吐出時間Ｒ及びキャンセル時間Ｐに加えて、サテライト除去時間Ｒｅを含む。
【００２７】
インク引き込み時間Ｄは、圧力室１５の固有振動周期の１／２の時間（以下、ＡＬ時間と称する）である。インク吐出時間Ｒは、ＡＬ時間から２ＡＬ時間までの間の任意の時間である。キャンセル時間Ｐは、ＡＬ時間以下の任意の時間である。インク引き込み時間Ｄ、インク吐出時間Ｒ及びキャンセル時間Ｐは、通常、ヘッド１００毎に、使用するインクや温度等の条件により適切な値に設定される。
【００２８】
一方、サテライト除去時間Ｒｅは、１／２ＡＬ時間以下の任意の時間、又は２ＡＬ時間である。サテライト除去時間Ｒｅが１／２ＡＬ時間以下の任意の時間の場合、サテライト除去時間Ｒｅが経過した後で圧力室１５ｂの両側の隔壁１６ａ，１６ｂが定常状態に復元されても、圧力室１５ｂに連通するノズル８からインク液滴が吐出されることはない（図１０を参照）。また、サテライト除去時間Ｒｅを２ＡＬ時間とした場合も、圧力室１５ｂに連通するノズル８からインク液滴が吐出されることはない（図１１を参照）。
【００２９】
このような駆動パルス信号Ｓ１，Ｓ２は、ドライブＩＣ１２に実装されたインクジェットヘッド駆動装置２０（以下、駆動装置２０と略称する）によって生成され、アクチュエータ３０に印加される。
【００３０】
図６は、駆動装置２０の回路構成を示すブロック図である。駆動装置２０は、吐出パルス波形発生回路２１、拡張パルス波形発生回路２２、ドロップ数指定回路２３、波形選択回路２４及び駆動回路２５を含む。波形選択回路２４及び駆動回路２５は、アクチュエータ３０毎に対になって設けられる。吐出パルス波形発生回路２１、拡張パルス波形発生回路２２及びドロップ数指定回路２３は、各アクチュエータ３０に対して共通に設けられる。
【００３１】
吐出パルス波形発生回路２１は、吐出パルス波形を生成する。吐出パルス波形は、インク引き込み時間Ｄだけアクチュエータ３０に電圧−Ｖを印加する第１パルスの波形と、この第１パルスの終わりからインク吐出時間Ｒだけアクチュエータ３０の電位をグラウンド電位ＧＮＤとする波形と、インク吐出時間Ｒ経過後にキャンセル時間Ｐだけアクチュエータ３０に電圧＋Ｖを印加する第２パルスの波形とからなる。
【００３２】
拡張パルス波形発生回路２２は、拡張パルス波形を生成する。拡張パルス波形は、１／２ＡＬ時間以下の任意の時間だけアクチュエータ３０に電圧−Ｖを印加する拡張パルスの波形、又は、２ＡＬ時間だけアクチュエータ３０に電圧−Ｖを印加する拡張パルスの波形である。
【００３３】
ドロップ数指定回路２３は、階調データに基づいてノズル８から１ドット内に吐出するインク液滴の数いわゆるドロップ数を指定する。階調データは、例えばプリンタのコントローラから与えられる。なお本実施形態では、最大７ドロップで一つのドットを形成するマルチドロップ方式の階調印字が可能な場合を示す。
【００３４】
波形選択回路２４は、ドロップ数指定回路２３から指定されたドロップ数に基づいて、吐出パルス波形と拡張パルス波形とを選択する。具体的には波形選択回路２４は、ドロップ数だけ連続して吐出パルス波形を選択し、選択し終えたならば、拡張パルス波形を１つだけ選択する。
【００３５】
駆動回路２５は、波形選択回路２４で選択された吐出パルス波形と拡張パルス波形とで生成される駆動パルス信号Ｓ１又はＳ２をアクチュエータ３０に出力して、当該アクチュエータ３０を駆動させる。  
ここに、吐出パルス波形発生回路２１、波形選択回路２４及び駆動回路２５は、吐出パルス印加手段を構成する。また、拡張パルス波形発生回路２２、波形選択回路２４及び駆動回路２５は、拡張パルス印加手段を構成する。
【００３６】
図７は、ドロップ数指定回路２３によって指定されたドロップ数が“１”の場合の駆動パルス波形Ｄ１と、ドロップ数が“２”の場合の駆動パルス波形Ｄ２と、ドロップ数が“７”の場合の駆動パルス波形Ｄ７とを示すタイミング図である。
【００３７】
ドロップ数が“１”の場合、波形選択回路２４は、吐出パルスを１回選択した後に拡張パルスを選択する。したがって、波形Ｄ１に示すように、駆動パルス信号Ｓ２の波形がアクチュエータ３０に印加される。
【００３８】
ドロップ数が“２”の場合、波形選択回路２４は、吐出パルスを２回選択した後に拡張パルスを選択する。したがって、波形Ｄ２に示すように、駆動パルス信号Ｓ１の波形に続いて駆動パルス信号Ｓ２の波形がアクチュエータ３０に印加される。
【００３９】
ドロップ数が“７”の場合、波形選択回路２４は、吐出パルスを７回選択した後に拡張パルスを選択する。したがって、波形Ｄ７に示すように、駆動パルス信号Ｓ１の波形が６回繰り返されてアクチュエータ３０に印加された後に駆動パルス信号Ｓ２の波形がアクチュエータ３０に印加される。
【００４０】
図８は、吐出パルスと拡張パルスとからなる駆動パルス信号Ｓ２（図５を参照）の波形がアクチュエータ３０に印加されたときのノズル８内のインクのメニスカスの動きを示す模式図である。  
図８の（ａ）は、駆動パルス信号Ｓ２が印加される前のメニスカスの状態を表している。この状態で、時点ｔ０にて吐出パルスによりアクチュエータ３０に電圧−Ｖが印加されて圧力室１５の容積が拡張すると、圧力室１５内に負の圧力が瞬間的に発生する。そしてこの状態は、インク引き込み時間Ｄ、つまりはＡＬ時間だけ継続し、その間に共通インク室５から圧力室１５内にインクが流入する。また、図８の（ｂ）に示すように、ノズル８の先端のメニスカスが圧力室１５側に後退する。
【００４１】
次いで、インク引き込み時間Ｄが経過し、時点ｔ１にて吐出パルスによりアクチュエータ３０に印加される電位がグラウンド電位ＧＮＤになって圧力室１５の容積が元の状態に復元されると、圧力室１５内に正の圧力が瞬間的に発生する。この圧力により発生する圧力波は、アクチュエータ３０に電圧−Ｖが印加されたことにより発生した圧力波と位相が一致するので、圧力波の振幅が急激に増大する。この振幅の増大により、図８の（ｃ）に示すように、ノズル８内のメニスカスが前進を始める。
【００４２】
メニスカスの前進は、インク吐出時間Ｒ、つまりはＡＬ時間から２ＡＬ時間までの間の任意の時間が経過するまで継続する。そしてその間に、図８の（ｄ）に示すように、インク液滴４０が尾を引いた状態で吐出されるとともに、その尾の部分であるインクの液柱がノズル８から分離する直前となる。この分離直前の時点ｔ２にて吐出パルスによりアクチュエータ３０に電圧＋Ｖが印加されたことにより圧力室１５の容積が収縮すると、圧力室１５内に正の圧力が瞬間的に発生する。この圧力によりインクの液滴を押し出す作用が働く。
【００４３】
次いで、キャンセル時間Ｐが経過し、時点ｔ３にて吐出パルス吐出パルスによりアクチュエータ３０に印加される電位がグラウンド電位ＧＮＤになって圧力室１５の容積が元の状態に復元されると、圧力室１５内には負の圧力が瞬間的に発生する。この圧力により圧力室１５内の残留振動が抑制される。
【００４４】
その後、時点ｔ４にて拡張パルスによりアクチュエータ３０に電圧−Ｖが印加されて圧力室１５の容積が拡張すると、圧力室１５内に負の圧力が瞬間的に発生する。この圧力により、図８の（ｅ）に示すようにインクの液柱の後端部がノズル８側へ引っ張られる。そして、サテライト除去時間Ｒｅが経過する間に、図８の（ｆ）に示すように液柱の後端部が先細りとなる。したがって、液柱が、球形状のサテライトとなって、メインのインク液滴４０に続いて飛翔することはない。また、サテライトが失速してインクジェットプリンタ内を浮遊する、いわゆるインクミストとなることもない。
【００４５】
図９は、吐出パルス波形に相当する駆動パルス信号Ｓ１がアクチュエータ３０に印加されたときの圧力室１５の圧力波形ＰＷとインクの流速波形ＶＷとを示すタイミング図である。図９に示すように、吐出パルス波形の立下りからインク引き込み時間Ｄが経過し、さらにインク吐出時間Ｒが経過し、さらにキャンセル時間Ｐが経過すると、圧力室１５内の圧力とインクの流速とがいずれもゼロとなる。すなわち、圧力室１５内の残留振動がキャンセルされる。しかし、サテライトやインクミストの発生については考慮されていない。
【００４６】
図１０は、サテライト除去時間Ｒｅを１／４ＡＬとした拡張パルスが吐出パルスに付加された駆動パルス信号Ｓ２がアクチュエータ３０に印加されたときの圧力室１５の圧力波形ＰＷとインクの流速波形ＶＷとを示すタイミング図である。この場合も、図９と同様に、キャンセル時間Ｐの経過により、圧力室１５内の圧力とインクの流速とがいずれもゼロとなるので、圧力室１５内の残留振動がキャンセルされる。図１０においてはその後、拡張パルスが発生する。この拡張パルスにより、圧力室１５内に負の圧力が発生し、かつインクの流速が負の方向に増加する。したがって、インクが圧力室１５側に引き込まれるので、サテライト及びインクミストの発生を抑制できる。しかも、サテライト除去時間Ｒｅ、すなわち１／４ＡＬ時間が経過して拡張パルスが元へ戻るタイミングでは、まだ圧力室１５内に負の圧力が生じており、インクの流速が負の方向なので、インク液滴が誤吐出されることはない。
【００４７】
一方、図１１は、サテライト除去時間Ｒｅを２ＡＬとした拡張パルスが吐出パルスに付加された駆動パルス信号Ｓ２がアクチュエータ３０に印加されたときの圧力室１５の圧力波形ＰＷとインクの流速波形ＶＷとを示すタイミング図である。この場合も、図９，図１０と同様に、キャンセル時間Ｐの経過により、圧力室１５内の圧力とインクの流速とがいずれもゼロとなるので、圧力室１５内の残留振動がキャンセルされる。また、図１０と同様にその後、拡張パルスが発生する。この拡張パルスにより、圧力室１５内に負の圧力が発生し、かつインクの流速が負の方向に増加する。したがって、インクが圧力室１５側に引き込まれるので、サテライト及びインクミストの発生を抑制できる。そして図１１においては、サテライト除去時間Ｒｅ、すなわち２ＡＬ時間が経過して拡張パルスが元へ戻るタイミングでは圧力室１５内の圧力が負であるとともにインクの流速がゼロである。したがって、やはりインク液滴が誤吐出されることはない。
【００４８】
このように本実施形態では、吐出パルスを圧力室１５に対するアクチュエータ３０に印加してインク液滴を吐出させ、さらに圧力室１５内の残留振動を減衰させた後に、拡張パルスを印加している。この拡張パルスにより、圧力室１５の容積が、インクが吐出しない程度に拡張する。その結果、ヘッド１００では、圧力室１５内に負の圧力が発生し、かつインクの流速が負の方向に増加して、インクが圧力室１５側に引き込まれる。したがって、本実施形態によれば、サテライト及びインクミストの発生を抑制できる。この場合において、吐出パルスの波形は従来と変わりない。したがって、メインのインク液滴の吐出安定性を損ねることはない。
【００４９】
特に本実施形態では、拡張パルスの通電時間を、圧力室１５の固有振動周期の１／４（１／２＊ＡＬ）以下としている。したがって、サテライト及びインクミストの発生を抑制するための拡張パルスの通電時間が短いので、高速印字に支障を来すことはない。
【００５０】
なお、拡張パルスの通電時間は、圧力室１５の固有振動周期（２＊ＡＬ）としてもよい。この場合、拡張パルスの終了時にインクの流速がゼロになるので、インクの誤吐出を確実に防止することができる。
【００５１】
ところで、マルチドロップ方式でドット印字する際にサテライト及びインクミストが影響するのは、最後のインク液滴を吐出するときだけである。そこで本実施形態では、マルチドロップ方式でドット印字する際には、最後のインク液滴を吐出するときだけ吐出パルスに拡張パルスを付加するようにしている。したがって、全てのインク液滴を吐出する際に拡張パルスを付加する場合と比べて１ドットの印字に要する処理時間を短縮できるメリットがある。
【００５２】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。  
例えば前記実施形態では、シェアードウォールタイプのヘッド１００を例示したが、本実施形態の駆動装置を適用できるヘッドはシェアードウォールタイプのヘッド１００に限定されない。例えばノズルを時分割せずに駆動するヘッドにも本実施形態を適用することができる。
【００５３】
また、インクジェットヘッド駆動装置２０の構成も、図６に示すものに限定されない。要は、圧力室１５に圧力振動を生じさせてノズル８からインク液滴を吐出させ、吐出後に圧力室１５内の残留振動を減衰させる吐出パルスをアクチュエータ３０に印加し、残留振動減衰後に、圧力室１５の容積をインクが吐出しない程度に拡張させるための拡張パルスをアクチュエータ３０に印加できればよい。
【００５４】
この他、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５５】
１００…ヘッド、２０…インクジェットヘッド駆動装置、２１…吐出パルス波形発生回路、２２…拡張パルス波形発生回路、２３…ドロップ数指定回路、２４…波形選択回路、２５…駆動回路、３０…アクチュエータ。
【図１】
2018047674.tif 000003
【図２】
2018047674.tif 000004
【図３】
2018047674.tif 000005
【図４】
2018047674.tif 000006
【図５】
2018047674.tif 000007
【図６】
2018047674.tif 000008
【図７】
2018047674.tif 000009
【図８】
2018047674.tif 000010
【図９】
2018047674.tif 000011
【図１０】
2018047674.tif 000012
【図１１】
2018047674.tif 000013