(57)【要約】【課題】比較的高速で安定した噴射によって小さな体積の液滴が得られるようにする。【解決手段】液体が充填された液体収容室及びその液体収容室の長手方向一端と連通する噴射口を含む流路ユニットと、液体収容室の上に配置されたアクチュエータとを備えた液滴噴射装置において、微小玉１ドットの印刷命令に対して印加されるパルス波形２００が噴射パルス信号Ｘ及び付加パルス信号Ｙからなる。噴射パルス信号Ｘの印加後液体収容室の容積が増大して元に戻るとき、噴射口から液体が噴射され始めようとなる。ここでまだ噴射口に液体が接続した状態のときに付加パルスＹを印加すると、液体の尾部が引き戻されて小型化した液体が噴射される。液体の圧力波が液体収容室の長手方向を片道伝播する時間をＴとしたとき、噴射パルス信号Ｘの印加を０．８Ｔの間維持し、０．５Ｔの間隔をおいて付加パルス信号Ｙを印加する。そして付加パルス信号Ｙの印加を０．４Ｔの間維持した後常態に戻す。【選択図】      図４
2004154962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が充填される液体収容室及びその液体収容室の長手方向一端と連通する噴射口を含む流路ユニットと、
前記液体収容室の容積を変化させるアクチュエータと、
前記液体収容室の容積を増大させる噴射パルス信号、及び、その噴射パルス信号の印加後前記液体収容室の容積が元に戻ることにより前記噴射口から突出した液体の一部が前記液体収容室に引き戻されるタイミングで前記液体収容室の容積を増大させる付加パルス信号を、１ドットの印刷命令に対して順次前記アクチュエータに印加するための信号印加手段とを備えた液滴噴射装置において、
前記信号印加手段は、前記噴射パルス信号のパルス幅を、前記液体の圧力波が前記液体収容室の長手方向を片道伝播する時間ＴのＡ倍（Ａは１未満の正の定数）とすることを特徴とする液滴噴射装置。
【請求項２】
前記信号印加手段が、前記噴射パルス信号と前記付加パルス信号との離隔時間を前記時間ＴのＢ倍（Ｂは正の定数）とすると共に、前記定数Ａと前記定数Ｂとの合計値を１．１〜１．５の間とすることを特徴とする請求項１に記載の液滴噴射装置。
【請求項３】
前記信号印加手段が、前記付加パルス信号のパルス幅を前記時間ＴのＣ倍（Ｃは０．４〜０．５の間の定数）とすることを特徴とする請求項２に記載の液滴噴射装置。
【請求項４】
前記時間Ｔが５μｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液滴噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクチュエータで液体収容室の容積を変化させることにより液体収容室と連通する噴射口から液滴を噴射させる液滴噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧電素子からなるアクチュエータにより液体が充填された液体収容室の容積を変化させ、容積減少時に液体収容室内の液体を噴射口から噴射する装置が知られている。特に、高解像度用の小さな液滴を得ることのできる液滴噴射装置として、１ドットの印刷命令に対して、噴射パルス信号とその噴射パルス信号に付随する付加パルス信号とを順次アクチュエータに印加するもの（特許文献１参照）が開示されている。
【０００３】
上記特許文献に係る滴噴射装置において、噴射パルス信号の印加時には、インク室の容積が増大することにより、インク供給手段からインク室内にインクが供給される。そして噴射パルス信号の印加終了時には、液体収容室の容積が元に戻ることにより、ノズルからインクの一部が突出し、液滴として噴射され始めようとする。ここで、噴射されかけたインクがノズルにまだ接続している状態で、続いて付加パルス信号を印加し、再び液体収容室の容積を増大させることで、ノズルから突出したインクの尾部をノズル内へと引き戻す。このように噴射されかけたときにまだ噴射口と接続されているインクの尾部をノズル内に引き戻すことで、実際噴射される液滴の体積を小さくすることができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１７０５１５号公報  （第４頁、図６）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献における装置では、圧力波がインク室の長手方向に片道伝播する時間Ｔとするとき、噴射パルス信号のパルス幅をＴ、付加パルス信号のパルス幅を０．２Ｔ〜０．６Ｔ、噴射パルス信号と付加パルス信号との離間時間を０．３Ｔ〜０．７Ｔとそれぞれ設定しており、この場合、液滴噴射速度の低下の抑制に限界がある。噴射速度が遅いと、安定して液滴を噴射することが困難になってしまう。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、比較的高速で安定した噴射によって小さな体積の液滴が得られる噴射液滴噴射装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の液滴噴射装置は、液体が充填される液体収容室及びその液体収容室の長手方向一端と連通する噴射口を含む流路ユニットと、前記液体収容室の容積を変化させるアクチュエータと前記液体収容室の容積を増大させる噴射パルス信号、及び、その噴射パルス信号の印加後前記液体収容室の容積が元に戻ることにより前記噴射口から突出した液体の一部が前記液体収容室に引き戻されるタイミングで前記液体収容室の容積を増大させる付加パルス信号を、１ドットの印刷命令に対して順次前記アクチュエータに印加するための信号印加手段とを備えた液滴噴射装置において、前記信号印加手段は、前記噴射パルス信号のパルス幅を、前記液体の圧力波が前記液体収容室の長手方向を片道伝播する時間ＴのＡ倍（Ａは１未満の正の定数）とすることを特徴とする。
【０００８】
請求項１における「液体収容室」とは、例えば流路ユニット内に、アクチュエータにより直接的に容積が変化させられる圧力室と、その圧力室の長手方向一端から延長して噴射口に至るように形成されたノズルと、その圧力室の長手方向他端からインクを供給するインク供給源と、インク供給源と圧力室との接続部に形成された絞りとが含まれる場合、その絞りの圧力室側端部からノズル先端にある噴射口までの、インクが充填される空間をいう。なお、絞りが形成されていない場合は、インク供給源の圧力室側出口から噴射口までのインクが充填される空間を「液体収容室」と定義する。
【０００９】
上記構成によると、噴射パルス信号のパルス幅を、液体の圧力波が液体収容室の長手方向を片道伝播する時間Ｔ未満とすることによって、噴射パルス信号の印加によって噴射口から噴射されそうになって突出する液体の体積を、より小さくすることができる。そして噴射口から突出した液体の一部は、付加パルス信号の印加によって、液体収容室に引き戻される。ここで、噴射パルス信号のパルス幅以外の諸条件（例えば、噴射パルス信号と付加パルス信号との離隔時間など）を適正に設定することにより、噴射パルス信号のパルス幅が時間Ｔ以上の場合と比較して、噴射口から噴射され飛翔する液滴の体積をより小さくすることができる。つまり、より高い記録解像度を得ることができる。また、このとき液滴は比較的高速で噴射されるので、安定した噴射が可能となる。
【００１０】
請求項２の液滴噴射装置は、請求項１において、前記信号印加手段が、前記噴射パルス信号と前記付加パルス信号との離隔時間を前記時間ＴのＢ倍（Ｂは正の定数）とすると共に、前記定数Ａと前記定数Ｂとの合計値を１．１〜１．５の間とすることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によると、噴射パルス信号のパルス幅と、噴射パルス信号と付加パルス信号との離隔時間との合計値が所定の範囲の値になるように設定されることにより、噴射パルス信号のパルス幅が時間Ｔ以上の場合と比較して、噴射口から噴射され飛翔する液滴の体積をより確実に小さくすることができる。つまり、より確実に高い記録解像度を得ることができる。また、このとき液滴はより効率よく高速噴射されることになり、安定した噴射の実現がより確実なものとなる。
【００１２】
請求項３の液滴噴射装置は、請求項２において、前記信号印加手段が、前記付加パルス信号のパルス幅を前記時間ＴのＣ倍（Ｃは０．４〜０．５の間の定数）とすることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によると、噴射パルス信号の後引き続いて印加される付加パルス信号のパルス幅を所定の範囲の値に設定することにより、噴射パルス信号の印加により噴射口から突出した液体の一部が、飛翔液滴の小型化を達成するのにより効果的に引き戻される。したがって、噴射口から噴射され飛翔する液滴の体積をより確実に小さくすることができる。つまり、より高い記録解像度をより確実に得ることができる。
【００１４】
請求項４の液滴噴射装置は、請求項１〜３のいずれか１項において、前記時間Ｔが５μｓｅｃ以下であることを特徴とする。
【００１５】
上記構成のように、液体の圧力波が液体収容室の長手方向を片道伝播する時間Ｔが５μｓｅｃ以下のとき、諸条件（例えば、噴射パルス信号のパルス幅、噴射パルス信号と付加パルス信号との離隔時間など）を適正に設定することにより、飛翔される液滴の小型化、高速・安定噴射など、請求項１〜３のいずれかにおける効果をより確実に得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
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。なお、本実施の形態では、本発明に係る液滴噴射装置をインクジェットプリンタとして用いた場合について述べる。
【００１７】
図１は、本実施の形態によるカラーインクジェットプリンタの内部構成を描いた概略斜視図である。インクジェットプリンタ１内には、ヘッドユニット６３が配置されており、ヘッドユニット６３の本体フレーム６８には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（黒色）のインクをそれぞれ噴射する４個の圧電式のインクジェットヘッド６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが固着されている。さらにヘッドユニット６３の本体フレーム６８には、カラーインクがそれぞれ充填される計４個のインクカートリッジ６１が脱着可能に取り付けられている。また、ヘッドユニット６３の本体フレーム６８は、駆動機構６５により直線方向に往復駆動されるキャリッジ６４に固着されている。用紙を送るためのプラテンローラ６６は、その軸線がキャリッジ６４の往復移動方向に沿うよう配置され、インクジェットヘッド６ａ〜６ｄと対向している。
【００１８】
キャリッジ６４は、プラテンローラ６６の支軸と平行に配設されるガイド軸７１及びガイド板７２によって、摺動自在に支持されている。ガイド軸７１の両端部の近傍にはプーリー７３、７４が支持され、これらのプーリー７３、７４の間に無端ベルト７５が架け渡されている。キャリッジ６４は、この無端ベルト７５に固定されている。
【００１９】
このような駆動機構６５の構成において、一方のプーリー７３がモータ７６の駆動により正逆回転すると、キャリッジ６４がガイド軸７１及びガイド板７２に沿って直線方向に往復駆動するため、これに伴ってヘッドユニット６３も往復移動する。
【００２０】
用紙６２は、インクジェットプリンタ１の側方に設けられた給紙カセット（図示せず）から給紙され、インクジェットヘッド６ａ〜６ｄとプラテンローラ６６との間の空間に導かれて、インクジェットヘッド６ａ〜６ｄから噴射されるインクにより印刷が施された後に排紙される。なお、図１においては、用紙６２の給紙機構及び排紙機構を省略している。
【００２１】
プラテンローラ６６の側方には、各インクジェットヘッド６ａ〜６ｄの内部に溜まる気泡やゴミなどを含んだ不良インクを強制的に吸引して除去するためのパージ機構６７が設けられている。パージ機構６７の位置は、駆動機構６５によってヘッドユニット６３がリセット位置に至ったときに４つのインクジェットヘッド６ａ〜６ｄのいずれかに順次対向するように定められている。パージ機構６７はパージキャップ８１を備えており、各インクジェットヘッド６ａ〜６ｄの下面に設けられる多数の噴射口１０９（図２、図３参照）を覆うように、インクジェットヘッド６ａ〜６ｄのいずれか１つの下面に当接する。
【００２２】
このような構成により、ヘッドユニット６３がリセット位置にあるときに、いずれか１つのインクジェットヘッド６ａ〜６ｄに対して、その噴射口１０９がパージキャップ８１で覆われ、内部に溜まる気泡などを含む不良インクがカム８３の駆動によりポンプ８２によって吸引されて廃インク溜め８４へ廃棄されることにより、インクジェットヘッド６ａ〜６ｄの復旧が行われる。このような動作が４つのインクジェットヘッド６ａ〜６ｄに対して順次行われる。これにより、インクジェットヘッド６ａ〜６ｄに対するインクの初期導入時において気泡を除去でき、また、印刷に伴う内部の気泡の成長などによって陥っていた吐出不良状態からインクジェットヘッド６ａ〜６ｄを正常状態へ復帰させることができる。
【００２３】
なお、図１に示す４つのキャップ８５は、印刷が終了してリセット位置に戻されるキャリッジ６４上の対応するインクジェットヘッド６ａ〜６ｄにおける多数の噴射口１０９を覆って、インクの乾燥を防止するためのものである。
【００２４】
図２は、図１のインクジェットプリンタ１に含まれるヘッドユニット６３を上下逆さまにした状態の分解斜視図である。ヘッドユニット６３の本体フレーム６８は、その上面側（図２においては下方を向くように描かれている）が開放された略箱状に形成されることにより、その開放された側から図１に示した４つのインクカートリッジ６１を着脱自在に装着できるような搭載部を形成している。
【００２５】
本体フレーム６８の搭載部の一側部位には、本体フレーム６８の底板５の下面（インクジェットヘッド６ａ〜６ｄが固着される側の面：図２においては上方を向くように描かれている）側から上面側まで連通しており、各インクカートリッジ６１のインク放出部に接続できる４つのインク供給通路５１が設けられている。底板５の下面には、各インク供給通路５１に対応させて、各インクジェットヘッド６ａ〜６ｄのインク供給口（図示せず）と密接できるようにしたゴム製等のジョイント部材４７が取り付けられている。
【００２６】
底板５の下面側には、４つのインクジェットヘッド６ａ〜６ｄを並列に配置するための４つの支持部８が段付き状の凹部として形成されている。各支持部８には、対応するインクジェットヘッド６ａ〜６ｄをＵＶ接着材にて固定するための複数の空所９ａ、９ｂが、上下に貫通するように形成されている。
【００２７】
底板５の支持部８に支持されたインクジェットヘッド６ａ〜６ｄは、多数の噴射口１０９全体を囲う領域に対応した開口を有するカバー部材４４で覆われる。なお、各インクジェットヘッド６ａ〜６ｄには、これに後述するパルス波形の信号（噴射パルス信号及び付加パルス信号を含み、グランド電位及び正の所定電位のいずれかを選択的にとる）を与えるためのフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）４０がそれぞれ貼付されている。
【００２８】
次いで、図３及び図４を参照しつつ、図１のインクジェットプリンタ１に含まれるインクジェットヘッド６ａの構成について説明する。図３及び図４は、それぞれ図１のインクジェットプリンタ１に含まれるインクジェットヘッド６ａにおける、圧力室の短手方向及び長手方向に沿った部分断面図である。なお、他の３つのインクジェットヘッド６ｂ〜６ｄについては、インクジェットヘッド６ａと同様であるものとし、説明を省略する。本実施の形態では、インクジェットヘッド６ａからイエロー（Ｙ）のインク、インクジェットヘッド６ｂからマゼンタ（Ｍ）のインク、インクジェットヘッド６ｃからシアン（Ｃ）のインク、インクジェットヘッド６ｄからブラック（Ｋ）のインクがそれぞれ噴射される。
【００２９】
インクジェットヘッド６ａは、後述の制御部１１（図５参照）で生成されたパルス波形の信号により駆動されるアクチュエータユニット１０６と、インク流路を形成する流路ユニット１０７とが積層されることによって構成されている。これらアクチュエータユニット１０６及び流路ユニット１０７は、例えばエポキシ系の熱硬化性の接着剤によって、互いに接着されている。また、アクチュエータユニット１０６の上面には図２に示したＦＰＣ４０が接合されているが、図３及び図４においては図を簡略にするためにＦＰＣ４０を描いていない。
【００３０】
流路ユニット１０７は、金属材料からなる薄板状の３枚のプレート（キャビティプレート１０７ａ、スペーサプレート１０７ｂ、マニホールドプレート１０７ｃ）と、インクが噴射される噴射口１０９を備えたポリイミド等の合成樹脂製のノズルプレート１０７ｄとが積層されることによって構成されている。最上層のキャビティプレート１０７ａは、アクチュエータユニット１０６と接着されている。
【００３１】
キャビティプレート１０７ａには、インクが充填される複数の圧力室１１０が長手方向に沿って２列に形成されている。複数の圧力室１１０は、図３に示すように、隔壁１１０ａによって相互に隔てられ、その長手方向を平行に並べて配列されている。また、スペーサプレート１０７ｂには、圧力室１１０の一端を噴射口１０９に連通させる連通孔１１１と、圧力室１１０の他端を図４に示すマニホールド流路１１５に連通させる連通孔１１４とがそれぞれ形成されている。
【００３２】
マニホールドプレート１０７ｃには、図４に示すように、圧力室１１０の一端を噴射口１０９に連通させる連通孔１１３と、インクを各圧力室１１０に供給するマニホールド流路１１５とが形成されている。このマニホールド流路１１５の一端は、図２に示したインク供給通路５１を介してインクカートリッジ６１に接続されている。これにより、マニホールド流路１１５から連通孔１１４、圧力室１１０、連通孔１１１、連通孔１１３を経て噴射口１０９に至るインク流路が形成されている。なお、連通孔１１１、連通孔１１３、及び噴射口１０９によってノズル１１２が構成されている。
【００３３】
一方、アクチュエータユニット１０６は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のセラミックス材料からなる６枚の圧電セラミックスプレート１０６ａ〜１０６ｆが積層されることによって構成されている。そして、圧電セラミックスプレート１０６ｂと圧電セラミックスプレート１０６ｃとの間、及び、圧電セラミックスプレート１０６ｄと圧電セラミックスプレート１０６ｅとの間にはそれぞれ共通電極１２１、１２３が、流路ユニット１０７の圧力室１１０に対応した範囲内のみに配置されている。一方、圧電セラミックスプレート１０６ｃと圧電セラミックスプレート１０６ｄとの間、及び、圧電セラミックスプレート１０６ｅと圧電セラミックスプレート１０６ｆとの間にはそれぞれ個別電極１２２、１２４が、流路ユニット１０７の圧力室１１０に対応した範囲内にのみ配置されている。
【００３４】
図３に示すように、共通電極１２１、１２３は常にグランド電位に保持される。一方、個別電極１２２、１２４は、後述のパルス波形の信号が印加されることにより、グランド電位及び正の所定電位のいずれかを選択的にとる。共通電極１２１、１２３と個別電極１２２、１２４とによって挟まれた圧電セラミックスプレート１０６ｃ〜１０６ｅの当該挟まれた領域は、予めこれら電極によって電界が印加されることによって積層方向に分極した活性部１２５となっている。
【００３５】
ここで、アクチュエータユニット１０６の変形について、図３を参照して説明する。本実施の形態では、個別電極１２２、１２４の電位が正の所定電位であるとき、図３に示された２つの圧力室１１０のうち左側のように、アクチュエータユニット１０６は圧力室１１０側が凸となるように湾曲する。より詳細には、圧電セラミックスプレート１０６ｃ〜１０６ｅの活性部１２５は電界の印加により積層方向に伸びようとするが、圧電セラミックスプレート１０６ａ、１０６ｂにはこのような現象が現れないので、アクチュエータユニット１０６の活性部１２５に対応した部分は全体として圧力室１１０側に伸びるように膨らむ。このとき、アクチュエータユニット１０６の各プレート１０６ａ〜１０６ｆが平坦である場合に比べ、圧力室１１０の容積が小さくなっている。
【００３６】
一方、図３の右側は、個別電極１２２、１２４が共通電極１２１、１２３の電位と同じくグランド電位に保持されている状態を示す。このときアクチュエータユニット１０６はほぼ平坦で、圧力室１１０の容積は、図３左側に示す状態よりも大きくなっている。
【００３７】
図５は、後述のパルス波形データ記憶部２４（図６参照）に記憶されたパルス波形のうち、微小玉形成に用いられるパルス波形２００の基本単位、即ち１ドットの印刷命令に対して印加されるパルス信号の波形を描いたものである。このパルス波形２００の基本単位は、離隔時間ｚを介して順次印加される噴射パルス信号Ｘ及び付加パルス信号Ｙの２つの信号から構成されている。これら２つの噴射パルス信号Ｘ及び付加パルス信号Ｙが印加されている間は個別電極１２２、１２４がグランド電位（０（Ｖ））に維持され、印加されていない間は個別電極１２２、１２４が正の所定電圧Ｅ（Ｖ）（例えば２０（Ｖ））に維持される。
【００３８】
ここで、図４に示す流路ユニット１０７内の矢印区間をインクの圧力波が片道伝播する時間をＴ（本実施の形態では４．５μｓｅｃ）としたとき、図６に示すように、噴射パルス信号Ｘのパルス幅ｘ、噴射パルス信号Ｘと付加パルス信号Ｙとの離間時間ｚ、及び付加パルス信号Ｙのパルス幅ｙは、その０．８倍、０．５倍、０．４倍に設定されている。本実施の形態において、上記矢印区間は、マニホールド流路１１５と連通孔１１４との境界、即ちスペーサプレート１０７ｂの下面から、圧力室１１０の長手方向を通ってノズル１１２先端の噴射口１０９に至るまでの区間とされている。
【００３９】
次に、図３〜図５を参照しつつ、インクジェットヘッド６ａ〜６ｄにおけるインクの噴射方法について説明する。本実施の形態では、圧力室１１０内に生じる圧力を重ね合わせて比較的小さな駆動電圧で大きなインク噴射速度を得ることができる、いわゆる“引き打ち”を行うと共に、インク液滴を小型化させるため、主となる噴射パルス信号Ｘを印加した後付加パルス信号Ｙを印加するという手法を採用する。なお、以下はインクジェットヘッド６ａに関する説明であるが、他のインクジェットヘッド６ｂ〜６ｄも同様である。
【００４０】
先ず、噴射パルス信号Ｘ及び付加パルス信号Ｙのいずれも印加されていないとき、即ち常態において、全ての個別電極１２２、１２４が正の所定電圧Ｅ（Ｖ）に保持されており、図３の左側に示すように、アクチュエータユニット１０６の圧力室１１０側が凸となるように湾曲し、全ての圧力室１１０の容積が縮小されている。このとき、流路ユニット１０７内のインクは噴射口１０９から噴射されずにノズル１１２内に収まっている。
【００４１】
次に、適切なタイミングで、インクを噴射しようとする圧力室１１０に対応する個別電極１２２、１２４に噴射パルス信号Ｘが印加されることにより当該個別電極１２２、１２４が０（Ｖ）になって、図３の右側に示すように、アクチュエータユニット１０６がほぼ平坦になり、圧力室１１０の容積が常態より増大する。このとき流路ユニット１０７において、インクがマニホールド流路１１５（図４参照）から連通孔１１４を通って圧力室１１０へと供給される。また、このとき圧力室１１０内では圧力波が生じ、それが流路ユニット１０７内の矢印区間を伝播する。
【００４２】
このような噴射パルス信号Ｘの印加が０．８Ｔの間維持され、その印加が終了すると、０（Ｖ）に保持されていた個別電極１２２、１２４が再び常態と同様の正の所定電位Ｅ（Ｖ）に戻り、再び図３の左側に示すような状態になる。噴射パルス信号Ｘの印加終了時（図５における噴射パルス信号Ｘの右側の立ちあがりタイミング）には、圧力室１１０の容積が図３右側の増大した状態から左側の元の状態へと急変するため、アクチュエータユニット１０６が圧力室１１０の容積を縮小する圧力とインクの圧力波が正に転じたときに生じる圧力とが重なる。これにより、当該圧力室１１０に連通したノズル１１２先端の噴射口１０９からインクが噴射され始める。
【００４３】
続いて、噴射パルス信号Ｘの印加終了時（図５における噴射パルス信号Ｘの右側の立ちあがりタイミング）から０．５Ｔの離隔時間を経て付加パルス信号Ｙが印加されることにより、当該個別電極１２２、１２４、即ち噴射パルス信号Ｘが既に印加された個別電極１２２、１２４が再び０（Ｖ）となり、図３の右側に示すような、圧力室１１０の容積が増大した状態になる。このとき、圧力室１１０内が負圧になり、噴射口１０９にまだ接続しているインクの尾部はノズル１１２内に引き戻される。
【００４４】
これにより、実際に噴射口１０９から噴射されるインク液滴の体積が、噴射パルス信号Ｘの印加終了時（図５における噴射パルス信号Ｘの右側の立ちあがりタイミング）に噴射されかけたインク液滴の体積よりも小さくなる。なお、この付加パルス信号Ｙの印加は０．４Ｔの間維持され、付加パルス信号Ｙの印加終了時（図５における付加パルス信号Ｙの右側の立ちあがりタイミング）においてインクが噴射口１０９から噴射されることはない。そしてこれら２つのパルス信号印加後は、再び常態に戻る。
【００４５】
ここで、上述の実施形態で説明したインクジェットプリンタにおいて、インク温度を４０℃、インクの圧力波が流路ユニット１０７内の矢印区間を片道伝播する時間Ｔを４．５μｓｅｃ、付加パルス信号Ｙのパルス幅ｙを２．０μｓｅｃ（即ち上記時間Ｔの略０．４４倍）に設定した上で、噴射パルス信号Ｘのパルス幅ｘ、及び、噴射パルス信号Ｘと付加パルス信号Ｙとの離隔時間ｚを変化させて、インク液滴の噴射の乱れについて検討した。
【００４６】
実験結果を表１に示す。表１の縦及び横方向にはそれぞれ、噴射パルス信号Ｘのパルス幅ｘ、及び、噴射パルス信号Ｘと付加パルス信号Ｙとの離隔時間ｚについて、上記時間Ｔで除した値（ｘ／Ｔ，ｚ／Ｔ）が配されている。そして各場合における液滴噴射後の用紙に現れた印刷品質を目視で観察することにより、×、△、○、◎という４段階の評価を付けた。より詳細には、噴射され用紙上に付着した多数のインク液滴について、目視で乱れが確認された場合、乱れの程度により劣悪な程度から順に×、△、○と３段階評価とし、乱れが確認されなかった場合は◎とした。
【００４７】
【表１】
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【００４８】
ここで、表１の行列における左下から右上にかけて◎が集中しており、その◎が集中した軸から離れるにつれて、評価が低くなっているのがわかる。表１では横方向のｘ／Ｔを０．９８までとして１．０以上について示していないが、上述した◎の分布状況から、ｚ／Ｔが表１に示される範囲内（０．４４〜０．８９）において、ｘ／Ｔが１．０以上の場合は◎の評価が得られないものと推測できる。（実際、ｘ／Ｔが１．０２の場合は◎の評価がなかった。）
【００４９】
◎が集中する範囲は、ｘ／Ｔとｚ／Ｔとの合計値が１．１〜１．５の間に当たることから、噴射パルス信号Ｘのパルス幅ｘ及び噴射パルス信号Ｘと付加パルス信号Ｙとの離隔時間ｚをこの範囲に設定することにより、液滴に乱れの少ない高品質な印刷結果が得られるといえる。また、ｘ／Ｔが１未満の範囲において、ｚ／Ｔを適切な値に設定することで、高品質な印刷結果を得ることもできるといえる。
【００５０】
次いで、上述のような噴射方法を行うためのインクジェットヘッド６ａ〜６ｄの制御について、図６のブロック図を参照して説明する。各インクジェットヘッド６ａ〜６ｄは制御部１１によって制御され、本発明における信号印加手段がこれに該当する。
【００５１】
制御部１１には、パーソナルコンピュータなどの外部から供給された印刷データを記憶するための印刷データ記憶部１２が含まれている。印刷データ記憶部１２には、印刷データとして、画像データを構成する各画素の階調値（８ビット（２５６階調））のビットマップデータがＹＭＣＫの各色ごとに記憶される。また、制御部１１には、図５に示したような、インク滴を噴射する際にアクチュエータユニット１０６の個別電極１２２、１２４に与えられるパルス波形が記憶された、パルス波形データ記憶部２４が含まれている。
【００５２】
本実施の形態のパルス波形データ記憶部２４には、パルス波形として、大玉（４５ｐｌ）、中玉（３０ｐｌ）、小玉（１５ｐｌ）、微小玉（８ｐｌ）の４種類のインク合計体積に係るパターンが記憶されている。より具体的には、図５に示したパルス波形２００を微小玉形成に用いる一方、大玉、中玉、小玉の形成には公知のように噴射パルス信号の回数を変えることにより用紙上で重ね合わせるインク液滴の数を変えて、ドットの大きさを変化させる。
【００５３】
また、制御部１１は、ＹＭＣＫの各色ごとにインク体積決定部１３、１４、１５、１６を有している。インク体積決定部１３〜１６は、インクジェットヘッド６ａ〜６ｄの各噴射口１０９から用紙上の１ドットに対応して噴射される各色インク液滴の体積を、印刷データ記憶部１２に記憶された印刷に係る画素の各色の階調値に基づいて、大玉、中玉、小玉、微小玉、噴射なしの５種類のいずれかに決定する。
【００５４】
さらに、制御部１１は、ＹＭＣＫの各色ごとにパルスジェネレータ１７、１８、１９、２０を有している。各パルスジェネレータ１７〜２０は、対応するインク体積決定部１３〜１６が決定した合計体積のインクが用紙上の１ドットに対応して噴射口１０９から噴射されるように、パルス波形データ記憶部２４に記憶されたパルス波形を参照しつつ、各インクジェットヘッド６ａ〜６ｄに供給されるパルス波形の信号を生成する。パルスジェネレータ１７〜２０で生成されたパルス波形の信号は、対応するインクジェットヘッド６ａ〜６ｄに供給される。
【００５５】
制御部１１内の各部は、図示しないＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭなどの部材から構成されている。ＲＯＭは、上述のようなパルス波形が記憶されたパルス波形データ記憶部２４を格納しているほか、制御部１１を動作させるプログラムやデータなどのソフトウェアを格納している。
【００５６】
以上に述べたように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１によると、微小玉を形成するためのパルス波形２００において、噴射パルス信号Ｘのパルス幅ｘが、図４に示す流路ユニット１０７内の矢印区間をインクの圧力波が片道伝播する時間Ｔの０．８倍に設定されている。この場合、噴射パルス信号Ｘの印加終了時に噴射口１０９から突出して噴射されそうになるインク液滴の体積を、パルス幅ｘが上記時間Ｔ以上に設定された場合に比べて、より小さくすることができる。
【００５７】
また、本実施の形態では、噴射パルス信号Ｘのパルス幅ｘと、噴射パルス信号Ｘと付加パルス信号Ｙとの離隔時間ｚとの合計値（ｘ＋ｚ）が上記時間Ｔの１．３倍に設定されている。噴射パルス信号Ｘの印加終了後、噴射口１０９から突出しているがまだ噴射口に接続しているインクの尾部は、付加パルス信号Ｙを続いて印加することによってノズル１１２内に引き戻されるが、噴射パルス信号Ｘのパルス幅ｘを上記所定値に設定した上で、さらに噴射パルス信号Ｘのパルス幅ｘと、噴射パルス信号Ｘと付加パルス信号Ｙとの離隔時間ｚとの合計値を所定値に設定することで、実施例において後述するように、噴射パルス信号Ｘのパルス幅ｘが上記時間Ｔ以上の場合と比較して、噴射口１０９から噴射され飛翔するインク液滴の体積をより確実に小さくすることができる。つまり、より確実に高い記録解像度を得ることができる。また、このときインク液滴はより効率よく高速噴射されることになり、安定した噴射の実現がより確実なものとなる。
【００５８】
また、付加パルス信号Ｙのパルス幅ｙが上記時間Ｔの０．４倍に設定されていることから、噴射パルス信号Ｘの印加終了時に噴射口１０９から突出して噴射されそうになったインクの尾部が効果的に引き戻される。そして、引き戻されずに噴射口１０９から突出したままのインクのみが液滴として噴射される。したがって、噴射口１０９から噴射され飛翔するインク液滴の体積をより確実に小さくすることができる。つまり、より高い記録解像度をより確実に得ることができる。
【００５９】
また、本実施の形態では上記時間Ｔが４．５μｓｅｃであり、上記のような諸条件（例えば、噴射パルス信号Ｘのパルス幅ｘ、噴射パルス信号Ｘと付加パルス信号Ｙとの離隔時間ｚなど）を適正に設定することにより、飛翔されるインク液滴の小型化、高速且つ安定した噴射などの効果をより確実に得ることができる。
【００６０】
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設計変更が可能なものである。
【００６１】
例えば、上述した実施の形態のインクジェットプリンタ１には４つのヘッド６ａ〜６ｄが設けられているが、１以上であればヘッドの数は限定されるものではない。
【００６２】
また、ヘッド６ａ〜６ｄにおけるアクチュエータユニット１０６について、その活性部１２５の湾曲方向が逆であったり、圧電素子が厚み方向に積層されるものではなくいわゆる圧電厚み滑り変形をするせん断モード型であったり、その他様々に設計変更可能である。また、インクが充填される圧力室１１０の容積を可変させることができるものであれば、圧電材料に限らず様々な材料からなるアクチュエータとして用いてよい。
【００６３】
なお、上述の実施の形態は、本発明に係る液滴噴射装置をインクジェットプリンタ１のヘッド６ａ〜６ｄとして用いた場合であるが、噴射される液体はインクに限定されず、また、液体が収容された液体収容室の容積をアクチュエータにより変化させ、液体収容室と連通するノズルから液体収容室の液体を液滴として噴射する装置であれば、インクジェットプリンタのヘッドに限定されず、様々な装置として用いてよい。
【００６４】
また、上述した実施の形態のパルス波形２００は共通電極の電位を０（Ｖ）としているが、これに限定されるものではない。
【００６５】
また、図４に示す流路ユニット１０７内の矢印区間をインクの圧力波が片道伝播する時間Ｔは、上述の実施形態において設定された４．５μｓｅｃなど、高周波数の印刷に対応した５μｓｅｃ以下であることが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００６６】
また、上述した実施の形態では圧力室１１０とそのインク供給源であるマニホールド流路１１５との間には絞りが形成されていないので、上記時間Ｔが導出される区間を図４の矢印区間としている。これに対し、絞りが形成されている場合は、当該絞りの圧力室１１０側端部から圧力室１１０の長手方向を通ってノズル１１２先端の噴射口１０９に至るまでの区間を、上記時間Ｔが導出される区間とする。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によると、噴射パルス信号のパルス幅を液体の圧力波が液体収容室の長手方向を片道伝播する時間Ｔの１倍未満とし、その噴射パルス信号により噴射され始めようとする液滴の一部を付加パルス信号により引き戻されるようにしているため、噴射パルス信号のパルス幅が時間Ｔ以上の場合と比較して、噴射される液滴の体積をより確実に小さくでき、より高速で安定した噴射が可能となる。
【００６８】
請求項２によると、液滴の体積をより確実に小さくすることができると共に、高速且つ安定した噴射の実現がより確実なものとなる。
【００６９】
請求項３によると、液滴の体積をより確実に小さくすることができる。
【００７０】
請求項４によると、飛翔される液滴の小型化、高速・安定噴射など、請求項１〜３のいずれかにおける効果をより確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるカラーインクジェットプリンタの内部構成を描いた概略斜視図である。
【図２】図１のインクジェットプリンタに含まれるヘッドユニットを上下逆さまにした状態の分解斜視図である。
【図３】図１のインクジェットプリンタに含まれるインクジェットヘッドにおける圧力室の短手方向に沿った部分断面図である。
【図４】図１のインクジェットプリンタに含まれるインクジェットヘッドにおける圧力室の長手方向に沿った部分断面図である。
【図５】インクジェットヘッドに与えられるパルス波形のパターンを描いた図面である。
【図６】図１のインクジェットプリンタにおける電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  インクジェットプリンタ
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ  インクジェットヘッド（液滴噴射装置）
１１  制御部（信号印加手段）
１０６  アクチュエータユニット（アクチュエータ）
１０７  流路ユニット
１０９  噴射口
１１０  圧力室（液体収容室）
１１２  ノズル（液体収容室）
２００  パルス波形
Ｘ  噴射パルス信号
Ｙ  付加パルス信号
【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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