(57)【要約】【課題】液滴の分離やサテライトを十分に抑制することである。【解決手段】インクジェット記録装置は、インクジェットヘッドと、駆動回路と、を備える。駆動信号Ｐは、基準電圧から開始して圧力室の容積を膨張させる第１膨張パルスＰ１と、圧力室の容積を収縮させてノズルからインクを吐出させる第１収縮パルスＰ２と、圧力室の容積を膨張させる第２膨張パルスＰ３と、圧力室の容積を収縮させる第２収縮パルスＰ４と、を順に含み、第１収縮パルスＰ２のトップ電圧が基準電圧よりも高い電圧であり、第２膨張パルスＰ３は、第１収縮パルスＰ２の開始から１ＡＬ以内に印加され、第２収縮パルスＰ４は、第２膨張パルスＰ３の開始から１ＡＬ以内に印加される。【選択図】図４
2018015974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧電素子に駆動信号を印加することにより、当該複数の圧電素子に対応する複数の圧力室の容積を膨張又は収縮させ、当該複数の圧力室のインクを複数のノズルから吐出させて、記録媒体に画像形成するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドの前記複数の圧電素子に対してそれぞれ駆動信号を生成して印加する駆動回路と、を備えるインクジェット記録装置であって、
前記駆動信号は、
基準電圧から開始して前記圧力室の容積を膨張させる第１膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させて前記ノズルからインクを吐出させる第１収縮パルスと、
前記圧力室の容積を膨張させる第２膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させる第２収縮パルスと、
を順に含み、
前記第１収縮パルスのトップ電圧が基準電圧よりも高い電圧であり、
前記第２膨張パルスは、前記第１収縮パルスの開始から１ＡＬ以内に印加され、
前記第２収縮パルスは、前記第２膨張パルスの開始から１ＡＬ以内に印加されることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記第２収縮パルスのトップ電圧は、前記基準電圧よりも高い電圧であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記基準電圧と前記第１膨張パルスのボトム電圧との差の電圧と、前記第１収縮パルスの開始電圧及びトップ電圧の差の電圧との電圧比は、１：１．５であ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】
前記基準電圧と前記第１膨張パルスのボトム電圧との差の電圧と、前記第２収縮パルスのトップ電圧と前記基準電圧との差の電圧との電圧比は、２：１であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記第１収縮パルスのパルス幅と、前記第２膨張パルスのパルス幅とのパルス幅比は、０．４ＡＬ：０．６ＡＬ〜０．６ＡＬ：０．４ＡＬであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記基準電圧と前記第１膨張パルスのボトム電圧との差の電圧と、前記第２膨張パルスの最も高い電圧とボトム電圧との差の電圧から、前記第２収縮パルスのトップ電圧と前記基準電圧との差の電圧を引いた電圧との電圧比は、１：０．５〜１：１．５であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
複数の圧電素子に駆動信号を印加することにより、当該複数の圧電素子に対応する複数の圧力室の容積を膨張又は収縮させ、当該複数の圧力室のインクを複数のノズルから吐出させて、記録媒体に画像形成するインクジェットヘッドの前記複数の圧電素子に対してそれぞれ駆動信号を生成して印加する工程を含み、
前記駆動信号は、
基準電圧から開始して前記圧力室の容積を膨張させる第１膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させて前記ノズルからインクを吐出させる第１収縮パルスと、
前記圧力室の容積を膨張させる第２膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させる第２収縮パルスと、
を順に含み、
前記第１収縮パルスのトップ電圧が基準電圧よりも高い電圧であり、
前記第２膨張パルスは、前記第１収縮パルスの開始から１ＡＬ以内に印加され、
前記第２収縮パルスは、前記第２膨張パルスの開始から１ＡＬ以内に印加されることを特徴とするインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットヘッドのノズルからインク（液滴）を吐出して記録媒体に画像形成するインクジェットプリンター等のインクジェット記録装置が知られている。また、吐出されたインクは、最初液柱として吐出され後に液滴として飛翔する。この液柱の分離等により、メインの液滴と、当該メインの液滴に付随するサテライト（の液滴）と、に分かれて飛翔することが知られている。このため、吐出される液滴は厳しく管理されるようになっている。
【０００３】
例えば、インクジェットヘッドの圧電素子に供給する駆動パルスとして、第１充電要素（圧力室の容積を収縮させる収縮要素）、第１放電要素（圧力室の容積を膨張させる膨張要素）、第２充電要素、第２放電要素、第３充電要素、第３放電要素を有する駆動パルスを生成する液滴噴射装置が知られている（特許文献１参照）。第１放電要素の第１放電時間を圧力室の固有振動周期の１／２以下とし、第２充電要素を駆動電圧（最低電位から最高電位までの電位差）の６０％以下とすることで、吐出される液滴の量を減らし、第３充電要素を駆動電圧の７５％以上とすることで、メインの液滴とサテライトとの着弾位置を近づけている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１３８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の液滴噴射装置では、第２充電要素の駆動電圧が低いため、液柱の分離によるサテライトよりも大きい液滴の分離やサテライトを十分に抑制できなかった。
【０００６】
本発明の課題は、液滴の分離やサテライトを十分に抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
複数の圧電素子に駆動信号を印加することにより、当該複数の圧電素子に対応する複数の圧力室の容積を膨張又は収縮させ、当該複数の圧力室のインクを複数のノズルから吐出させて、記録媒体に画像形成するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドの前記複数の圧電素子に対してそれぞれ駆動信号を生成して印加する駆動回路と、を備えるインクジェット記録装置であって、
前記駆動信号は、
基準電圧から開始して前記圧力室の容積を膨張させる第１膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させて前記ノズルからインクを吐出させる第１収縮パルスと、
前記圧力室の容積を膨張させる第２膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させる第２収縮パルスと、
を順に含み、
前記第１収縮パルスのトップ電圧が基準電圧よりも高い電圧であり、
前記第２膨張パルスは、前記第１収縮パルスの開始から１ＡＬ以内に印加され、
前記第２収縮パルスは、前記第２膨張パルスの開始から１ＡＬ以内に印加されることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェット記録装置において、
前記第２収縮パルスのトップ電圧は、前記基準電圧よりも高い電圧であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置において、
前記基準電圧と前記第１膨張パルスのボトム電圧との差の電圧と、前記第１収縮パルスの開始電圧及びトップ電圧の差の電圧との電圧比は、１：１．５であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記基準電圧と前記第１膨張パルスのボトム電圧との差の電圧と、前記第２収縮パルスのトップ電圧と前記基準電圧との差の電圧との電圧比は、２：１であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記第１収縮パルスのパルス幅と、前記第２膨張パルスのパルス幅とのパルス幅比は、０．４ＡＬ：０．６ＡＬ〜０．６ＡＬ：０．４ＡＬであることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記基準電圧と前記第１膨張パルスのボトム電圧との差の電圧と、前記第２膨張パルスの最も高い電圧とボトム電圧との差の電圧から、前記第２収縮パルスのトップ電圧と前記基準電圧との差の電圧を引いた電圧との電圧比は、１：０．５〜１：１．５であることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明のインクジェット記録方法は、
複数の圧電素子に駆動信号を印加することにより、当該複数の圧電素子に対応する複数の圧力室の容積を膨張又は収縮させ、当該複数の圧力室のインクを複数のノズルから吐出させて、記録媒体に画像形成するインクジェットヘッドの前記複数の圧電素子に対してそれぞれ駆動信号を生成して印加する工程を含み、
前記駆動信号は、
基準電圧から開始して前記圧力室の容積を膨張させる第１膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させて前記ノズルからインクを吐出させる第１収縮パルスと、
前記圧力室の容積を膨張させる第２膨張パルスと、
前記圧力室の容積を収縮させる第２収縮パルスと、
を順に含み、
前記第１収縮パルスのトップ電圧が基準電圧よりも高い電圧であり、
前記第２膨張パルスは、前記第１収縮パルスの開始から１ＡＬ以内に印加され、
前記第２収縮パルスは、前記第２膨張パルスの開始から１ＡＬ以内に印加されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、液滴の分離やサテライトを十分に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態のインクジェット記録装置を示す概略構成図である。
【図２】インクジェットヘッドの断面図である。
【図３】インクジェット記録装置の電気的構成のブロック図である。
【図４】（ａ）は、駆動回路により生成される第１の駆動信号の波形を示すタイミングチャートである。（ｂ）は、第１の駆動信号に応じたインクのメニスカス速度の時間特性を示す図である。（ｃ）は、第１の駆動信号、標準波形に応じたインクのメニスカス速度の時間特性を示す図である。
【図５】（ａ）は、第２の駆動信号の波形を示すタイミングチャートである。（ｂ）は、第２の駆動信号に応じたインクのメニスカス速度の時間特性を示す図である。
【図６】第３の駆動信号の波形を示すタイミングチャートである。
【図７】（ａ）は、第４の駆動信号の波形を示すタイミングチャートである。（ｂ）は、第４の駆動信号に応じたインクのメニスカス速度の時間特性を示す図である。
【図８】第５の駆動信号の波形を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
添付図面を参照して、本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるものではない。
【００１７】
図１〜図３を参照して、本実施の形態のインクジェット記録装置１の装置構成を説明する。先ず、図１を参照して、インクジェット記録装置１の全体構成を説明する。図１は、本実施の形態のインクジェット記録装置１を示す概略構成図である。
【００１８】
図１に示すように、インクジェット記録装置１は、４つのインクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄを備える。本実施形態では、例えばＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）のインク色毎の４つのインクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄが、図示Ｘ方向（主走査方向）に並設されているが、インクジェットヘッドの数は４つに限定されない。
【００１９】
各インクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄは、ノズル面側が記録媒体５０と対向するように共通のキャリッジ２０に搭載され、フレキシブルケーブル３０を介して、インクジェット記録装置１に設けられた制御装置（図１において図示略）に電気的に接続されている。
【００２０】
キャリッジ２０は、主走査モーター（図１において図示略）によって、ガイドレール４０に沿う主走査方向に往復移動可能である。また、記録媒体５０は、副走査モーター（図１において図示略）の駆動によって、主走査方向と直交する図示Ｙ方向に沿って所定量ずつ間欠搬送されるようになっている。
【００２１】
インクジェット記録装置１は、各インクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄがキャリッジ２０の移動によって主走査方向に移動する過程で、各インクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄのノズルから記録媒体５０に向けてインクを吐出する。そして、このインクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの主走査方向の移動と記録媒体５０の副走査方向の間欠的な搬送との協働によって、記録媒体５０上に所定の画像を印画する。
【００２２】
次いで、インクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの構成について、図２を参照して説明する。図２は、インクジェットヘッド１０Ａの断面図である。各インクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄが同一構成であるため、図２では、代表してインクジェットヘッド１０Ａの構成について説明する。
【００２３】
インクジェットヘッド１０Ａは、ヘッド基板１１と、配線基板１２と、接着樹脂層１３と、を備える。ヘッド基板１１、接着樹脂層１３、配線基板１２、は、図中下層側から順に積層されている。配線基板１２の上面には、インクマニホールド１４が接合されている。インクマニホールド１４の内部は、配線基板１２との間でインクが貯留される共通インク室１４ａとなっている。
【００２４】
ヘッド基板１１は、Ｓｉ（シリコン）基板によって形成されたノズルプレート１１ａと、ガラス基板によって形成された中間プレート１１ｂと、Ｓｉ（シリコン）基板によって形成された圧力室プレート１１ｃと、ＳｉＯ２薄膜によって形成された振動板１１ｄと、を備える。ノズルプレート１１ａ、中間プレート１１ｂ、圧力室プレート１１ｃ、振動板１１ｄは、図中下層側から順に積層されている。ノズルプレート１１ａの下面には複数のノズル１１ｅが開口している。
【００２５】
圧力室プレート１１ｃには、それぞれインクが収容される複数の圧力室１５が形成されている。圧力室１５の上壁は、振動板１１ｄによって構成され、下壁が中間プレート１１ｂによって構成されている。各圧力室１５は、中間プレート１１ｂを介してノズル１１ｅと連通している。
【００２６】
振動板１１ｄの上面には、各圧力室１５に１対１に対応して、アクチュエーター１６が積層されている。アクチュエーター１６は、薄膜ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電素子が、駆動電極としての上部電極と下部電極（いずれも図示略）とで挟まれた構造をしている。上部電極は、アクチュエーター１６本体の上面に配置され、下部電極が、圧電素子の下面に配置されている。下部電極は、振動板１１ｄの上面に広がっており、全てのアクチュエーター１６に共通の共通電極を構成している。下部電極は接地されている。
【００２７】
配線基板１２は、インクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ毎に設けられた駆動回路（図１、図２において図示略）からの駆動信号を各アクチュエーター１６の駆動電極に対して印加するための配線を備えた基板である。
【００２８】
接着樹脂層１３は、例えば熱硬化性の感光性接着樹脂シートによって形成され、ヘッド基板１１と配線基板１２との間でヘッド基板１１及び配線基板１２を一体に接着している。ヘッド基板１１と配線基板１２との間には、この接着樹脂層１３の厚み分の間隔が設けられている。接着樹脂層１３は、アクチュエーター１６及びその周囲に相当する領域が露光、現像によって除去されている。各アクチュエーター１６は、この接着樹脂層１３が除去された空間内にそれぞれ配置されている。
【００２９】
接着樹脂層１３には、上下に貫通する貫通孔１３ａが各圧力室１５に対応して形成されている。各貫通孔１３ａの一端（上端）は、配線基板１２に形成されたインク供給路１２ａと連通し、他端（下端）は、圧力室１５の内部と連通している。インク供給路１２ａは共通インク室１４ａに開口している。
【００３０】
インクジェットヘッド１０Ａにおいて、共通インク室１４ａからインク供給路１２ａ、貫通孔１３ａを介して、各圧力室１５内にインクが供給される。そして、駆動回路から各アクチュエーター１６の駆動電極に、後述するように膨張パルスと収縮パルスとを含む駆動信号が印加されると、アクチュエーター１６が変形動作して振動板１１ｄが振動し、対応する圧力室１５の容積が膨張、収縮する。これにより、圧力室１５内のインクに圧力変化が付与され、記録媒体５０に向けてノズル１１ｅからインクが吐出する。
【００３１】
次いで、図３を参照して、インクジェット記録装置１の電気的構成を説明する。図３は、インクジェット記録装置１の電気的構成のブロック図である。
【００３２】
図３に示すように、インクジェット記録装置１は、ホストコンピューター２００に電気的に接続されている。インクジェット記録装置１は、制御装置１００と、インクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄと、インクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄに１対１に対応する駆動回路６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄと、を備える。
【００３３】
制御装置１００は、インターフェースコントローラー１０１、画像メモリー１０２、転送部１０３、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０４、主走査モーター１０５、副走査モーター１０６、入力操作部１０７、駆動信号発生回路１０８等を含む。
【００３４】
インターフェースコントローラー１０１は、通信回線を介して接続されるホストコンピューター２００から、記録媒体５０に印画すべき画像情報を受信する。
【００３５】
画像メモリー１０２は、インターフェースコントローラー１０１を介して受信される画像情報を、一時的に記憶する。画像メモリー１０２の画像情報は、駆動回路６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄに入力される。
【００３６】
転送部１０３は、画像メモリー１０２から各駆動回路６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄに、各インクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの複数ノズルからの一回の吐出で記録される部分画像情報を転送する。転送部１０３は、タイミング発生回路１０３ａ及びメモリー制御回路１０３ｂを含む。タイミング発生回路１０３ａは、例えば不図示のエンコーダセンサー等によってキャリッジ２０の位置情報を求める。メモリー制御回路１０３ｂは、この位置情報から、インクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ毎に必要とされる部分画像情報のアドレスを求める。そして、メモリー制御回路１０３ｂは、この部分画像情報のアドレスを用いて、画像メモリー１０２からの読み出し、駆動回路６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄへの転送を行う。
【００３７】
ＣＰＵ１０４は、インクジェット記録装置１を統括する制御部であり、記録媒体５０の搬送、キャリッジ２０の移動、各インクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄからのインクの吐出等を制御する。
【００３８】
主走査モーター１０５は、図１に示すキャリッジ２０を主走査方向に移動させるモーターである。副走査モーター１０６は、記録媒体５０を副走査方向に搬送するモーターである。これら主走査モーター１０５、副走査モーター１０６の駆動は、ＣＰＵ１０４によって制御される。
【００３９】
入力操作部１０７は、ＣＰＵ１０４がオペレーターによる各種の入力操作を受け付ける部分であり、例えばタッチパネルによって構成される。
【００４０】
駆動信号発生回路１０８は、インクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄからインクを吐出させるための駆動信号の信号波形を生成する。この信号波形は、タイミング発生回路１０３ａの画像情報のラッチ信号に同期し、ラッチ信号毎に生成され、駆動回路６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄに出力される。
【００４１】
駆動回路６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄは、対応するインクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの各アクチュエーター１６を駆動する。この駆動回路６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄは、インクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄと共にキャリッジ２０に搭載されており、フレキシブルケーブル３０によって制御装置１００と電気的に接続されている。
【００４２】
駆動回路６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄは、それぞれ電圧設定部６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄを有する。電圧設定部６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄは、駆動信号発生回路１０８から入力される駆動信号の信号波形に対して所定の電圧を設定する。駆動回路６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄは、電圧設定部６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄによって電圧設定された駆動信号を、画像メモリー１０２から送られる画像情報に基づいて、対応するインクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄの各アクチュエーター１６の駆動電極に印加する。この電圧設定部６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄによって設定される電圧値は、ＣＰＵ１０４によって駆動回路６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ毎に独立して制御可能としてもよい。
【００４３】
次に、図４〜図８を参照して、駆動回路６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄにより生成されてインクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄに入力される駆動信号Ｐについて説明する。図４（ａ）は、駆動回路６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄにより生成される駆動信号Ｐ，Ｐａの波形を示すタイミングチャートである。
【００４４】
図４（ａ）に示すように、駆動信号Ｐは、基準電圧から開始して圧力室１５の容積を膨張させる第１膨張パルスＰ１と、圧力室１５の容積を収縮させてノズルからインクを吐出させる第１収縮パルスＰ２と、圧力室１５の容積を膨張させる第２膨張パルスＰ３と、圧力室１５の容積を収縮させる第２収縮パルスＰ４と、第２収縮パルスＰ４のトップ電圧から基準電圧に戻すパルスＰ５と、を順に含んでいる。図４（ａ）において、縦軸は電圧を示し、横軸は、時間を示す。
【００４５】
基準電圧とは、インクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄに波形が入力されないときに印加される電圧であり、圧力室１５の容積を一定量収縮させた待機状態にさせる電圧である。また、駆動信号Ｐの各パルスの振動の最上位の電圧をトップ電圧とし、各パルスの振動の最下位の電圧をボトム電圧とする。
【００４６】
また、第１膨張パルスＰ１の時間的なパルス幅を、パルス幅Ｗ１とする。第１収縮パルスＰ２の時間的なパルス幅を、パルス幅Ｗ２とする。第２膨張パルスＰ３の時間的なパルス幅を、パルス幅Ｗ３とする。第２収縮パルスＰ４の時間的なパルス幅を、パルス幅Ｗ４とする。また、基準電圧と第１膨張パルスＰ１のボトム電圧との電位差を電圧Ｖ１とする。第１収縮パルスＰ２の最も低い電圧（開始電圧）と第１収縮パルスＰ２のトップ電圧との電位差を電圧Ｖ２とする。第２膨張パルスＰ３の最も高い電圧（開始電圧）とボトム電圧との電位差を電圧Ｖ３とする。第２収縮パルスＰ４のトップ電圧と基準電圧との電位差を電圧Ｖ４とする。
【００４７】
第１膨張パルスＰ１は、基準電圧からボトム電圧に下げる膨張パルスＰ１１と、膨張パルスＰ１１のボトム電圧を維持する維持パルスＰ１２と、を有する。第１収縮パルスＰ２は、第１膨張パルスＰ１のボトム電圧からトップ電圧に上げる収縮パルスＰ２１と、収縮パルスＰ２１のトップ電圧を維持する維持パルスＰ２２と、を有する。第２膨張パルスＰ３は、第１収縮パルスＰ２のトップ電圧からボトム電圧に下げる膨張パルスＰ３１と、膨張パルスＰ３１のボトム電圧を維持する維持パルスＰ３２と、を有する。第２収縮パルスＰ４は、第２膨張パルスＰ３のボトム電圧からトップ電圧に上げる収縮パルスＰ４１と、収縮パルスＰ４１のトップ電圧を維持する維持パルスＰ４２と、を有する。
【００４８】
なお、維持パルスＰ１２，Ｐ２２，Ｐ３２，Ｐ４２は、本実施の形態では平坦なパルスとしているが、必ずしも平坦なパルスに限定されず、インク吐出に支障がない程度に、僅かに上り傾斜していてもよい。
【００４９】
駆動信号Ｐは、各パルスＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の立ち上がり、立ち下がりを傾斜状としたスロープ波形からなる。スロープ波形とすることにより、サテライト、速度異常、曲がり等の不安定吐出を抑制する効果があるため、本発明において好ましい態様である。
【００５０】
駆動信号Ｐが、インクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄのアクチュエーター１６の駆動電極に印加されると、先ず、第１膨張パルスＰ１の膨張パルスＰ１１によって、圧力室１５の容積は、待機状態から膨張し始める。これによって、共通インク室１４ａから圧力室１５内にインクが流れ込む。この膨張状態は維持パルスＰ１２の期間維持される。
【００５１】
そして、第１収縮パルスＰ２の収縮パルスＰ２１によって、膨張状態にある圧力室１５の容積が収縮し始める。圧力室１５の容積の収縮により、圧力室１５内に正の圧力波が発生する。これにより、インクがノズル１１ｅから押し出され、インクが吐出する。この収縮状態は維持パルスＰ２２の期間維持される。
【００５２】
そして、第２膨張パルスＰ３の膨張パルスＰ３１によって、圧力室１５の容積は再び膨張し始める。維持パルスＰ２２の後、膨張パルスＰ３１によって開始される第２膨張パルスＰ３は、圧力室１５の容積が膨張することにより、圧力室１５内に負の圧力波が発生する。これにより、第１収縮パルスＰ２によって圧力室１５内に発生した正の圧力波との合成波が発生する。
【００５３】
これと同時に、膨張パルスＰ３１によって、ノズル１１ｅから押し出されたインクの尾部が、ノズル１１ｅ側に引っ張られる。これにより、第１収縮パルスＰ２によってノズル１１ｅから吐出されたインクが、ノズル１１ｅ内部のインクと強制的に分離される。インクの尾部が引っ張られることで、尾部は短くなるため、吐出されるインクに付随するサテライトも抑制される。分離したインクは、記録媒体５０に着弾してドットを形成する。膨張パルスＰ３１による膨張状態は、維持パルスＰ３２の期間維持される。
【００５４】
そして、第２収縮パルスＰ４の収縮パルスＰ４１によって、圧力室１５の容積は再び収縮して、ノズル１１ｅ内部のインクが再び押される。この収縮状態は維持パルスＰ４２の期間維持され、パルスＰ５により基準電圧に戻ることにより、圧力室１５の容積は、待機状態に復帰する。
【００５５】
次いで、図４（ａ）〜図８を参照して、駆動信号Ｐの具体的な実施例を説明する。図４（ｂ）は、駆動信号Ｐａに応じたインクのメニスカス速度の時間特性を示す図である。図４（ｃ）は、駆動信号Ｐａ、標準波形に応じたインクのメニスカス速度の時間特性を示す図である。図５（ａ）は、駆動信号Ｐｂの波形を示すタイミングチャートである。図５（ｂ）は、駆動信号Ｐｂに応じたインクのメニスカス速度の時間特性を示す図である。図６は、駆動信号Ｐｃの波形を示すタイミングチャートである。図７（ａ）は、駆動信号Ｐｄの波形を示すタイミングチャートである。図７（ｂ）は、駆動信号Ｐｄに応じたインクのメニスカス速度の時間特性を示す図である。図８は、駆動信号Ｐｅの波形を示すタイミングチャートである。なお、図において示したメニスカス速度は、駆動パルスの電圧変化が生じるエッジで発生する圧力波の合成により、算出することができる。
【００５６】
図４（ａ）において、Ｗ１＝１ＡＬ（Acoustic Length）、Ｗ２＝０．５ＡＬ、Ｗ３＝０．５ＡＬ、Ｗ４＝１ＡＬ、Ｖ２＝Ｖ３＝１．５Ｖ１、Ｖ４＝０．５Ｖ１に設定された駆動信号Ｐを、第１実施例としての駆動信号Ｐａとする。ここで、ＡＬは、チャネル（圧力室１５）の固有振動周期の半分の値（半周期）である。ボトム電圧は、理想的には０［Ｖ］であるが、回路構成上、１［Ｖ］等、所定の値を有する電圧である。但し、駆動信号では他の電圧との差圧が重要になるため、ボトム電圧を５、１０［Ｖ］等としてもよい。
【００５７】
図４（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄへの駆動信号Ｐａの印加に応じたノズル１１ｅにおけるインクのメニスカス速度の時間特性が得られる。基準電圧に対応するメニスカス速度を基準メニスカス速度とし、図４（ｂ）に点線で示す。駆動信号Ｐａに応じたインクのメニスカス速度において、１番目のメニスカス速度の最大値の時刻と、２番目のメニスカス速度の最小値の時刻との差を、時間Ｔ１とする。２番目のメニスカス速度の最小値と、基準メニスカス速度との差を、メニスカス速度Ｒ２とする。１番目のメニスカス速度の最大値の時刻と、２番目のメニスカス速度の最大値の時刻との差を、時間Ｔ３とする。１番目のメニスカス速度の最大値の時刻と、３番目のメニスカス速度の最小値の時刻との差を、時間Ｔ４とする。２番目のメニスカス速度の最大値と、基準メニスカス速度との差を、メニスカス速度Ｒ５とする。
【００５８】
図５（ａ）に示すように、Ｗ１＝１ＡＬ、Ｗ２＝０．５ＡＬ、Ｗ３＝０．５ＡＬ、Ｗ４＝１．３ＡＬ、Ｖ２＝Ｖ３＝１．４０Ｖ１、Ｖ４＝０．５０Ｖ１とし、パルスＰ５をパルスＰ５ｂに代えた駆動信号Ｐを、第２実施例としての駆動信号Ｐｂとする。パルスＰ５ｂは、第２収縮パルスＰ４のトップ電圧から、基準電圧との電位差が０．３５Ｖ１である中間電圧を介して、基準電圧に段階的に戻すパルスである。パルスＰ５ｂは、第２収縮パルスＰ４のトップ電圧から中間電圧へ移行するパルスＰ５１ｂと、中間電圧の維持パルスＰ５２ｂと、中間電圧から基準電圧へ戻すパルスＰ５３ｂと、を順に有する。パルスＰ５１ｂ、維持パルスＰ５２ｂの時間を１．１ＡＬとしている。図５（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄへの駆動信号Ｐｂの印加に応じたノズル１１ｅにおけるインクのメニスカス速度の時間特性が得られる。
【００５９】
図６に示すように、Ｗ１＝１ＡＬ、Ｗ２＝０．５ＡＬ、Ｗ３＝０．５ＡＬ、Ｗ４＝２．４ＡＬ、Ｖ２＝Ｖ３＝１．５Ｖ１、Ｖ４＝０．３Ｖ１とした駆動信号Ｐを、第３実施例としての駆動信号Ｐｃとする。インクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄへの駆動信号Ｐｂの印加に応じたノズル１１ｅにおけるインクのメニスカス速度の時間特性は、図５（ｂ）と同じである。
【００６０】
図７（ａ）に示すように、Ｗ１＝１ＡＬ、Ｗ２＝０．６ＡＬ、Ｗ３＝０．４ＡＬ、Ｗ４＝０．６５ＡＬ、Ｖ２＝Ｖ３＝１．５Ｖ１、Ｖ４＝０とし、パルスＰ５をパルスＰ５ｄに代えた駆動信号Ｐを、第４実施例としての駆動信号Ｐｄとする。パルスＰ５ｄは、第２収縮パルスＰ４のトップ電圧から、基準電圧との電位差が０．３Ｖ１である中間電圧を介して、基準電圧に戻すパルスである。パルスＰ５ｄは、第２収縮パルスＰ４のトップ電圧から中間電圧へ移行するパルスＰ５１ｄと、中間電圧の維持パルスＰ５２ｄと、中間電圧から基準電圧へ戻すパルスＰ５３ｄと、を順に有する。パルスＰ５１ｄ、維持パルスＰ５２ｄの時間を１ＡＬとしている。図７（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄへの駆動信号Ｐｄの印加に応じて吐出されるインクの圧力の時間特性が得られる。
【００６１】
図８に示すように、Ｗ１＝１ＡＬ、Ｗ２＝０．５ＡＬ、Ｗ３＝０．５ＡＬ、Ｗ４＝１ＡＬ、Ｖ２＝１．２５Ｖ１、Ｖ３＝１．０Ｖ１、Ｖ４＝０．２５Ｖ１とした駆動信号Ｐを、第５実施例としての駆動信号Ｐｅとする。
【００６２】
ここで、駆動信号Ｐの各種条件を説明する。先ず、駆動信号Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅにおいて、第１収縮パルスＰ２のトップ電圧を、基準電圧よりも高くしている。この構成により、基準電圧で吐出させた液滴と比較して大きな液滴を吐出することができ、サテライトが発生し難い。
【００６３】
また、駆動信号Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｅにおいて、第２収縮パルスＰ４のトップ電圧を、基準電圧よりも高くしている。この構成により、液滴（液柱）の後端速度上昇により尾引きを低減でき、液滴をまとまりやすくして液滴分離やサテライトを抑制できる。
【００６４】
また、駆動信号Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄのように、電圧比Ｖ１：Ｖ２は、１：１．５が好ましい。この構成により、第１収縮パルスＰ２によるインクの押しと第２膨張パルスＰ３によるインクの引きとにより、吐出させる液滴を効果的に切ってサテライトを低減させることが可能となる。なお、Ｖ１：Ｖ２＝１：αにおけるαの数値が大きくなればなるほど、インクの振動が大きくなり、制御が難しくなる。また、インク物性等に合せて、Ｖ１：Ｖ２の比率を変える場合がある。
【００６５】
また、駆動信号Ｐａ，Ｐｂのように、電圧比Ｖ１：Ｖ４は、２：１が好ましい。この構成により、液滴（液柱）の後端速度上昇により、吐出させる液滴を効果的に切ってサテライトを低減させることが可能となる。なお、インク物性等に合せて、Ｖ４を使用しない構成としてもよい。
【００６６】
また、駆動信号Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅにおいて、第１膨張パルスＰ１のパルス幅Ｗ１は、１ＡＬとしている。この構成であると、駆動効率が最も高くなり好ましい。また、第１膨張パルスＰ１のパルス幅Ｗ１は、例えば１ＡＬ〜１．５ＡＬのようにある程度延ばすこととしてもよい。同様に、駆動信号Ｐａ，Ｐｅにおいて、第２収縮パルスＰ４のパルス幅Ｗ４は、１ＡＬとしている。この構成により、駆動効率が最も高くなり好ましい。
【００６７】
また、駆動信号Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅにおいて、第２膨張パルスＰ３の開始タイミングを、第１収縮パルスＰ２の開始から１ＡＬ以内にしている。この構成により、液滴の尾引きを切って短くできる。
【００６８】
また、駆動信号Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅにおいて、第２収縮パルスＰ４の開始タイミングを、第２膨張パルスＰ３の開始から１ＡＬ以内にしている。この構成により、液滴（液柱）の後端速度上昇により尾引きを低減できる。
【００６９】
また、駆動信号Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅのように、パルス幅比Ｗ２：Ｗ３は、０．４ＡＬ：０．６ＡＬ〜０．６ＡＬ：０．４ＡＬとすることが好ましい。この構成により、第１収縮パルスＰ２印加後のノズル１１ｅにおけるインクのメニスカス速度が最大に達してから、第２膨張パルスＰ３印加後にメニスカス速度が最小（吐出と反対方向に最大）となる時間Ｔ１が、０．７〜０．８ＡＬとなる。よって、時間Ｔ１を１ＡＬから短くすることで、少ないエネルギーで吐出させた液滴を効果的に切ってサテライトを低減させることが可能となる。
図４（ｃ）は、図４（ｂ）の図に上述した時間Ｔ１が１ＡＬとなるような標準波形を印加したものを記載したものである。図４（ｃ）において、本実施例の駆動信号Ｐａに対応するメニスカス速度の波形を実線で示し、標準波形に対応するメニスカス速度の波形を破線で示す。本実施例において、標準波形と比較して、第１収縮パルスＰ２印加後のノズル１１ｅにおけるインクのメニスカス速度が最大に達してから、第２膨張パルスＰ３印加後にメニスカス速度が最小（吐出と反対方向に最大）（Ｒ２）となる時間Ｔ１を０．７〜０．８ＡＬとすることでＲ２に達するまでの時間を短くすることができ、電圧を印加する時間を短くすることができる。また、電圧を印加する時間を短くすることができるため、標準波形と比較して引き込む際のメニスカス速度を抑えつつ、効果的に吐出させた液滴を切ることができ、サテライトを低減させることができる。
【００７０】
また、駆動信号Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅのように、第２膨張パルスＰ３印加後のノズル１１ｅにおけるインクのメニスカス速度Ｒ２は、メニスカス引き込みが許容される範囲で最小（吐出と反対方向に最大）であることが好ましい。この構成により、吐出させる液滴を効果的に切ってサテライトを低減させることが可能となる。
【００７１】
また、駆動信号Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅに示すように、電圧比Ｖ１：（Ｖ３−Ｖ４）は、インク物性等に合せて変化するが、１：０．５〜１：１．５が好ましい。この構成により、インクのサテライトを低減させつつ安定射出が可能となる。
【００７２】
また、第２膨張パルスＰ３によって強制的に分離される際に尾部に追従するように生じるサテライトをより減少させる観点で、発明者が鋭意検討した結果、尾部に追従するようにサテライトを駆動信号Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅのように、第１収縮パルスＰ２印加後のノズル１１ｅにおけるインクのメニスカス速度が最大に達してから第２収縮パルスＰ４印加後にメニスカス速度が最大となる時間Ｔ３が、１．３〜１．７ＡＬとなることが好ましい。この構成により、液滴（液柱）の後端速度上昇により尾引きを低減でき、液滴をまとまりやすくして液滴分離やサテライトを抑制できる。
【００７３】
また、駆動信号Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅのように、第１収縮パルスＰ２印加後のノズル１１ｅにおけるインクのメニスカス速度が最大に達してから第２収縮パルスＰ４印加後の残響によるメニスカス速度が最小（吐出と反対方向に最大）となる時間Ｔ４が、２．１〜２．６ＡＬとなることが好ましい。この構成により、第２収縮パルスＰ４によるインクを再度押した後に、吐出させる液滴を効果的に切ってサテライトを低減させることが可能となる。
【００７４】
また、駆動信号Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅのように、第２収縮パルスＰ４印加後のノズル１１ｅにおけるインクのメニスカス速度Ｒ５は、メニスカス溢れが発生しない範囲で速い方が好ましい。この構成により、インクの後滴の速度を向上させてサテライトを低減させ、かつ次の液滴への影響を小さくして安定に射出させることができる。
【００７５】
また、駆動信号Ｐｂ，Ｐｃ（図５（ｂ））のように、第２収縮パルスＰ４印加後の残響によるノズル１１ｅにおけるインクのメニスカス速度（圧力）が最小（吐出と反対方向に最大）になった後は、残響が抑制されていることが好ましい。この構成によれば、連続で液滴を射出する場合に次の液滴への影響を小さくして安定に射出させることができる。
【００７６】
また、駆動信号Ｐｄ（図７（ｂ））のように、第２収縮パルスＰ４印加後の残響によるノズル１１ｅにおけるインクのメニスカス速度（圧力）が０になるように残響が抑制されていることが好ましい。この構成により、駆動信号の波形長を短くすることができ、より高速駆動が可能となる。但し、サテライトの低減効果は、駆動信号Ｐｂ，Ｐｃよりは小さい。
【００７７】
また、インクは一般的に表面張力が高い方が一般的にまとまりやすい。表面張力が低いようなインクでも、本実施の形態の波形の駆動信号を用いることで、液滴分離やサテライトを低減できるので、表面張力が低いインクに対してより効果を発揮する。具体的には、インクの表面張力が２０〜３５［ｍＮ／ｍ］の範囲で特に効果が期待できる。インクの種類は、表面張力が比較的高い水系のインクよりも、溶剤系のインクや、ＵＶインクが好ましい。
【００７８】
以上、本実施の形態によれば、インクジェット記録装置１は、インクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄと、駆動信号Ｐを生成してインクジェットヘッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄに印加する駆動回路６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄと、を備える。駆動信号Ｐは、基準電圧から開始して圧力室１５の容積を膨張させる第１膨張パルスＰ１と、圧力室１５の容積を収縮させてノズル１１ｅからインクを吐出させる第１収縮パルスＰ２と、圧力室１５の容積を膨張させる第２膨張パルスＰ３と、圧力室１５の容積を収縮させる第２収縮パルスＰ４と、を順に含む。駆動信号Ｐにおいて、第１収縮パルスＰ２のトップ電圧が基準電圧よりも高い電圧であり、第２膨張パルスＰ３が、第１収縮パルスＰ２の開始から１ＡＬ以内に開始され、第２収縮パルスＰ４が、第２膨張パルスＰ３の開始から１ＡＬ以内に開始される。
【００７９】
このため、基準電圧で吐出させた液滴と比較して大きな液滴を吐出することができ、液滴の尾引きを切って短くでき、液滴の後端速度上昇により尾引きを低減でき、液滴の分離やサテライトを十分に抑制できる。
【００８０】
また、駆動信号Ｐにおいて、第２収縮パルスＰ４のトップ電圧は、基準電圧よりも高い電圧である。このため、液滴の後端速度上昇による尾引きを低減でき、液滴をまとまりやすくして液滴分離やサテライトを抑制できる。
【００８１】
また、駆動信号Ｐにおいて、電圧比Ｖ１：Ｖ２は、１：１．５である。このため、第１収縮パルスＰ２によるインクの押しと第２膨張パルスＰ３によるインクの引きとにより、吐出させる液滴を効果的に切ってサテライトを低減させることが可能となる。
【００８２】
また、駆動信号Ｐにおいて、電圧比Ｖ１：Ｖ４は、２：１である。このため、液滴の後端速度上昇により、吐出させる液滴を効果的に切ってサテライトを低減させることが可能となる。
【００８３】
また、駆動信号Ｐにおいて、パルス幅比Ｗ２：Ｗ３は、０．４ＡＬ：０．６ＡＬ〜０．６ＡＬ：０．４ＡＬである。このため、時間Ｔ１を１ＡＬから短くすることで、少ないエネルギーで吐出させた液滴を効果的に切ってサテライトを低減させることが可能となる。
【００８４】
また、駆動信号Ｐにおいて、電圧比Ｖ１：（Ｖ３−Ｖ４）は、１：０．５〜１：１．５である。このため、インクのサテライトを低減させつつ安定射出が可能となる。
【００８５】
なお、上記実施の形態における記述は、本発明に係る好適なインクジェット記録装置及びインクジェット記録方法の一例であり、これに限定されるものではない。
【００８６】
例えば、上記実施の形態の駆動信号Ｐにおいて、第２収縮パルスＰ４のトップ電圧を、第１収縮パルスＰ２のトップ電圧よりも高くする構成としてもよい。この構成により、液滴（液柱）の後端速度上昇による尾引きを低減でき、液滴をまとまりやすくして液滴分離やサテライトを抑制できる。
【００８７】
また、以上の実施の形態におけるインクジェット記録装置１を構成する各部の細部構成及び細部動作に関して本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１  インクジェット記録装置
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ  インクジェットヘッド
１１  ヘッド基板
１１ａ  ノズルプレート
１１ｂ  中間プレート
１１ｃ  圧力室プレート
１１ｄ  振動板
１１ｅ  ノズル
１２  配線基板
１３  接着樹脂層
１４  インクマニホールド
１５  圧力室
１６  アクチュエーター
５０  記録媒体
１００  制御装置
１０１  インターフェースコントローラー
１０２  画像メモリー
１０３  転送部
１０３ａ  タイミング発生回路
１０３ｂ  メモリー制御回路
１０４  ＣＰＵ
１０５  主走査モーター
１０６  副走査モーター
１０７  入力操作部
１０８  駆動信号発生回路
６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ  駆動回路
６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ  電圧設定部
２００  ホストコンピューター
【図１】
2018015974.tif 000003
【図２】
2018015974.tif 000004
【図３】
2018015974.tif 000005
【図４】
2018015974.tif 000006
【図５】
2018015974.tif 000007
【図６】
2018015974.tif 000008
【図７】
2018015974.tif 000009
【図８】
2018015974.tif 000010