(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが充填された圧力室と対向するアクチュエータに、駆動パルス信号を印加することにより、前記圧力室の容積を変化させてインク滴を、１ドットについて複数滴、被記録媒体に吐出するインク滴吐出装置において、
１ドットを形成する前記駆動パルス信号が、吐出動作を行うための間隔をおいて連なった複数のメインパルスと、それらのメインパルスの間に挿入されその前に位置するメインパルスによって生じた前記圧力室内のインクの残留振動を抑える安定化パルスとを含み、  前記１ドットを形成するメインパルスのうち最後のメインパルスは、前記圧力室の容積変化にともない、前記圧力室が含まれるインク流路内のインクに発生した圧力波がそのインク流路内の長手方向を片道伝播する時間ＡＬよりも短いパルス幅であって、且つインク滴を吐出可能なパルス幅を有しており、
前記最後のメインパルスは吐出動作を行うとともにその吐出によって生じた前記圧力室内のインクの残留振動を抑えることを特徴とするインク滴吐出装置。
【請求項２】
前記複数のメインパルスは、第１、第２及び第３のメインパルスからなり、前記安定化パルスは、第１のメインパルスと第２のメインパルスとの間に位置す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】
前記第２及び第３のメインパルスは、前記片道伝播時間ＡＬよりも短いパルス幅であることを特徴とする請求項２に記載のインク滴吐出装置。
【請求項４】
前記片道伝播時間ＡＬに対して、前記安定化パルスのパルス幅Ｔｓ１は、０．１５ＡＬ≦Ｔｓ１≦０．４０ＡＬであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインク滴吐出装置。
【請求項５】
前記各メインパルスは、前記アクチュエータの駆動に設定された２つの電圧値のうちの、前記アクチュエータに印加する電圧が一方の電圧値から他方の電圧値に到達するのに十分なパルス幅が設定されたパルスであり、前記安定化パルスは、前記電圧が一方の電圧値から他方の電圧値に到達しないようにパルス幅が短く設定されたパルスであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインク滴吐出装置。
【請求項６】
前記片道伝播時間ＡＬに対して、前記安定化パルスのパルス幅Ｔｓ１は、１．７ＡＬ≦Ｔｓ１≦１．８ＡＬであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインク滴吐出装置。
【請求項７】
前記メインパルス及び安定化パルスは、前記圧力室の容積をそのパルスの始端で拡大しその後パルスの終端で縮小するように前記アクチュエータを駆動することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のインク滴吐出装置。
【請求項８】
前記アクチュエータは、電圧の印加により前記圧力室に対して変位する圧電素子であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のインク滴吐出装置。
【請求項９】
前記第２及び第３のメインパルスの下限のパルス幅は、前記片道伝播時間ＡＬの０．５であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のインク滴吐出装置。
【請求項１０】
前記メインパルス及び安定化パルスは、方形波であることを特徴とする請求項１から９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、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】
インク滴吐出装置であるインクジェットプリンタに備えられるヘッドとして、従来から駆動パルス信号を印加することによって、圧電素子などの電気機械変換素子を変位させ、インクが充填された圧力室の容積を変化させて、ノズルからインク滴を吐出させるものが知られている。
【０００３】
前記インクジェットヘッドにおいては、ドット径を変化させる階調制御が行われており、１つのドットを複数のインク滴で形成するために、複数のパルスを連続して印加するように駆動パルス信号を設定することがおこなわれる。また、インク滴を吐出した後にインクに残る振動が次の吐出に影響するのを抑制するために、インクを吐出するメインパルスの後に、安定化パルス（キャンセルパルス）が出力される。例えば、特許文献１では、１つのドットを形成するために、１滴目の吐出パルス、２滴目の吐出パルス、安定化パルス、３滴目の吐出パルス、４滴目の吐出パルス、安定化パルスを順次出力し、それらのパルスを一組にして駆動することが記載されている。
【特許文献１】特開２００１−１８３８８号公報（図４、段落００３５参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年のインクジェットプリンタでは、記録速度の高速化が求められており、そのために、駆動周波数を高める、すなわち１ドットを形成するための駆動周期を短くすることが要望されている。特許文献１に記載のように複数の吐出パルスの中間に安定化パルスを挿入するだけでなく、末尾にも安定化パルスを付加するものでは、複数のパルス信号からなる全体のパルス幅が長くなる。その結果、駆動周期が長くなり、記録速度をあげることができない。
【０００５】
駆動周期を短くするには、複数のパルス信号の個々のパルスの幅にかかわる、圧電アクチュエータの変位によってインクに生じた圧力波がインク流路を片道伝播する時間ＡＬを短くする必要があるが、そのためには、圧力室を含むインク流路を短くすることが考えられる。そうすると、アクチュエータからの変位を受ける圧力室の長さも短くなり、その結果、同じ吐出圧力を与えるためには、圧電アクチュエータに印加する駆動電圧を上昇させなければならず、これには限界がある。
【０００６】
本発明は、１ドットについて複数滴吐出するものにおいて、全体のパルス幅を短くして駆動周波数を高め、記録速度の高速化を可能にするインク滴吐出装置の実現を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明におけるインク滴吐出装置は、インクが充填された圧力室と対向するアクチュエータに、駆動パルス信号を印加することにより、前記圧力室の容積を変化させてインク滴を、１ドットについて複数滴、被記録媒体に吐出するインク滴吐出装置において、１ドットを形成する前記駆動パルス信号が、吐出動作を行うための間隔をおいて連なった複数のメインパルスと、それらのメインパルスの間に挿入されその前に位置するメインパルスによって生じた前記圧力室内のインクの残留振動を抑える安定化パルスとを含み、前記１ドットを形成するメインパルスのうち最後のメインパルスは、前記圧力室の容積変化にともない、前記圧力室が含まれるインク流路内のインクに発生した圧力波がそのインク流路内の長手方向を片道伝播する時間ＡＬよりも短いパルス幅であって、且つインク滴を吐出可能なパルス幅を有しており、前記最後のメインパルスは吐出動作を行うとともにその吐出によって生じた前記圧力室内のインクの残留振動を抑えることを特徴とするものである。
【０００８】
また、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、前記複数のメインパルスは、第１、第２及び第３のメインパルスからなり、前記安定化パルスは、第１のメインパルスと第２のメインパルスとの間に位置することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のインク滴吐出装置において、前記片道伝播時間ＡＬに対して、前記第２及び第３のメインパルスは、短いパルス幅であることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載のインク滴吐出装置において、前記片道伝播時間ＡＬに対して、前記安定化パルスのパルス幅Ｔｓ１は、０．１５ＡＬ≦Ｔｓ１≦０．４０ＡＬであることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載のインク滴吐出装置において、前記各メインパルスは、前記アクチュエータの駆動に設定された２つの電圧値のうちの、前記アクチュエータに印加する電圧が一方の電圧値から他方の電圧値に到達するのに十分なパルス幅が設定されたパルスであり、前記安定化パルスは、前記電圧が一方の電圧値から他方の電圧値に到達しないようにパルス幅が短く設定されたパルスであることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載のインク滴吐出装置において、前記片道伝播時間ＡＬに対して、前記安定化パルスのパルス幅Ｔｓ１は、１．７ＡＬ≦Ｔｓ１≦１．８ＡＬであることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれかに記載のインク滴吐出装置において、前記メインパルス及び安定化パルスは、前記圧力室の容積をそのパルスの始端で拡大しその後パルスの終端で縮小するように前記アクチュエータを駆動することを特徴とするものである。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれかに記載のインク滴吐出装置において、前記アクチュエータは、電圧の印加により前記圧力室に対して変位する圧電素子であることを特徴とするものである。
請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれかに記載のインク滴吐出装置において、前記第２及び第３のメインパルスの下限のパルス幅は、前記片道伝播時間ＡＬの０．５ （半分）であることを特徴とするものである。
そして、請求項１０に記載の発明は、請求項１から９のいずれかに記載のインク滴吐出装置において、前記メインパルス及び安定化パルスは、方形波であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、１ドットを形成するに際して、前後して複数のメインパルスによって複数滴の吐出動作をおこない、その際に、メインパルスの間で安定化パルスによってインクの残留振動を抑え、さらに、複数のメインパルスのうち最後のメインパルスは、片道伝播時間ＡＬよりも短いパルス幅であって、且つインク滴を吐出可能なパルス幅を有しており、且つ吐出動作を行うとともにその吐出によって生じたインクの残留振動を抑えるので、メインパルスの数に比して少ない数の安定化パルスによってインクの残留振動を効果的に抑えることができ、その結果、全体のパルス幅を短くして短周期で駆動することが可能になり、記録速度を高速化することができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、複数のメインパルスを、第１、第２及び第３のメインパルスから構成し、安定化パルスを、第１のメインパルスと第２のメインパルスとの間に配置することで、インクの残留振動を効果的に抑え、全体のパルス幅を短くできる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、片道伝播時間ＡＬに対して、前記第２及び第３のメインパルスを、短いパルス幅とすることで、複数滴吐出後にインクの残留振動を効果的に抑えることができ、また全体のパルス幅を短くできる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、圧力波の片道伝播時間ＡＬに対して、安定化パルスのパルス幅Ｔｓ１を、０．１５ＡＬ≦Ｔｓ１≦０．４０ＡＬとすることで、吐出途中でのインクの残留振動を効果的に抑え、複数滴吐出後の残留振動を早期に抑えることができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、各メインパルスを、アクチュエータの駆動に設定された２つの電圧値のうちの、アクチュエータに印加する電圧が一方の電圧値から他方の電圧値に到達するのに十分なパルス幅が設定されたパルスとし、安定化パルスを、電圧が一方の電圧値から他方の電圧値に到達しないようにパルス幅が短く設定されたパルスとすることで、安定化パルスをその直前のメインパルスに対して接近した位置に置いて、吐出途中でのインクの残留振動を短時間に効果的に抑え、前のメインパルスと後続するメインパルスとで１つのドットを良好に形成することができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、片道伝播時間ＡＬに対して、安定化パルスのパルス幅Ｔｓ１を、１．７ＡＬ≦Ｔｓ１≦１．８ＡＬとすることで、吐出途中でのインクの残留振動を効果的に抑え、複数滴吐出後の残留振動を早期に抑えることができる。
【００２７】
請求項７に記載の発明によれば、メインパルス及び安定化パルスは、圧力室の容積をそのパルスの始端で拡大しその後パルスの終端で縮小するように前記アクチュエータを駆動することで、請求項１から９の発明による効果を容易に実現することができる。
【００２８】
請求項８に記載の発明によれば、上記各請求項の構成において、電圧の印加により圧力室に対して変位する圧電素子をアクチュエータとして使用することで、好適に実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明の基本的な実施形態について図１〜図８を用いて説明する。
【００３０】
図１は、インク滴吐出装置に用いられるインクジェットヘッド１００の分解斜視図であり、複数枚のプレートを備えるキャビティユニット１にプレート型の圧電アクチュエータ２が接合され、このプレート型の圧電アクチュエータ２の上面に制御装置との接続のためのフレキシブルフラットケーブル３が接合されている。そして、キャビティユニット１の下面側に開口されたノズル４（図３参照）から、下向きにインクが吐出される。
【００３１】
前記キャビティユニット１は、図２に示すように、ノズルプレート１１、スペーサプレート１２、ダンパープレート１３、２枚のマニホールドプレート１４ａ、１４ｂ、サプライプレート１５、ベースプレート１６、及びキャビティプレート１７の合計８枚の薄い平板を、その各平板面が対向するように接着剤を介して積層し接合した構造となっている。
【００３２】
各プレート１１〜１７は４０〜１５０μｍ程度の厚さを有し、ノズルプレート１１はポリイミド等の合成樹脂製で、その他のプレート１２〜１７は４２％ニッケル合金鋼板製である。前記ノズルプレート１１には、微小径（２０μｍ程度）のノズル４が微小間隔で多数個穿設されている。このノズル４は、当該ノズルプレート１１における長辺方向（Ｘ方向）に沿って５列に配列されている。
【００３３】
ノズル４は、図３に示すように、スペーサプレート１２、ダンパープレート１３、２枚のマニホールドプレート１４ａ、１４ｂ、サプライプレート１５、ベースプレート１６に穿設されている貫通路３８を介して、キャビティプレート１７の圧力室３６に接続されている。
【００３４】
キャビティプレート１７には、図２に示すように、複数の圧力室３６がキャビティプレート１７の長辺（Ｘ方向）と平行な５列に配列されている。各圧力室３６は、平面視細長形状でその長手方向がキャビティプレート１７の短辺方向（Ｙ方向）に沿うようにしてキャビティプレート１７の板厚を貫通して穿設されている。各圧力室３６は、インクの流れる方向に沿って長い細長形状に形成され、その長手方向の一端３６ａは、図３に示すように、後述する連通孔３７及び接続流路４０を介して共通インク室７と連通し、各圧力室３６の長手方向の他端３６ｂには前記貫通路３８が接続されている。
【００３５】
キャビティプレート１７の下面にベースプレート１６を介して隣接するサプライプレート１５には、共通インク室７から各圧力室３６へインクを供給するための接続流路４０が設けられる。各接続流路４０には、図３に示すように、共通インク室７からインクが入る入口孔と、ベースプレート１６の連通孔３７を介して圧力室３６に接続する出口孔と、入口孔と出口孔との間にあって、接続流路４０中で最も大きな流路抵抗となるように断面積を小さくして形成された絞り部とが備えられている。この絞り部は、ノズル４からインクを吐出させるために、圧力室３６が吐出圧力を受けたときに、共通インク室７側へのインクの後退を防止し、効率よくインクをノズル４側に前進させるために設けたものである。
【００３６】
２枚のマニホールドプレート１４ａ，１４ｂには、その長辺方向（Ｘ方向）に沿って長い５つの共通インク室７が前記ノズル４の各列に沿って延びるように板厚を貫通して形成されている。すなわち、図３に示すように、２枚のマニホールドプレート１４ａ、１４ｂを積層し、かつその上面をサプライプレート１５にて覆い、下面をダンパープレート１３にて覆うことにより、合計５つの共通インク室（マニホールド室）７が形成されている。各共通インク室７は、各プレートの積層方向から平面視したときに、前記圧力室３６の一部と重なって圧力室３６の列方向（ノズル４の列方向）に沿って長く延びている。
【００３７】
図２及び図３に示すように、マニホールドプレート１４ａの下面に隣接するダンパープレート１３の下面側には、共通インク室７と隔絶されたダンパー室４１が凹み形成されている。この各ダンパー室４１の位置および形状は、図２に示すように、前記各共通インク室７と一致させている。このダンパープレート１３のダンパー室４１上部の薄い板状の天井部は、共通インク室７側にも、ダンパー室４１側にも自由に弾性振動することができる。インク吐出時に、圧力室３６内のインクに発生した圧力変動が共通インク室７に伝播しても、前記天井部が弾性変形することにより、前記圧力変動を吸収減衰させるというダンパー効果を奏し、圧力変動が他の圧力室３６へ伝播するというクロストークを抑制する。
【００３８】
また、図２に示すように、キャビティプレート１７の一方の短辺側の端部には、キャビティユニット１へのインクの入口として４つのインク供給口４２が穿設され、これら４つのインク供給口４２と上下の位置を対応させて、ベースプレート１６とサプライプレート１５とにそれぞれ４つの接続口４３が穿設されており、インク供給源からのインクが、インク供給口４２及び接続口４３を介して、共通インク室７の長手方向の一方端部に接続される。４つのインク供給口４２には、それぞれの開口に対応する濾過部２０ａを有するフィルタ体２０が接着剤等で貼着されている。
【００３９】
この実施形態では、インク供給口４２及び接続口４３がそれぞれ４つ設けられているのに対して、共通インク室７が５つ設けられており、図２における左端に位置するインク供給口４２だけが、２つの共通インク室７，７にインクを供給するように構成されている。このインク供給口４２には、ブラックインクが供給されるように設定されており、ブラックインクがその他のカラーインクに比べて使用頻度が高いことを考慮したものである。他のインク供給口４２には、イエロー、マゼンタ、シアンの各インクがそれぞれ単独に供給される。
【００４０】
前記圧電アクチュエータ２は、特開２００２−２５４６３４号公報等に開示された公知のものと同様に、全ての圧力室３６にわたる大きさを有する扁平形状のセラミックス層を、個別電極４６と共通電極４７とを交互に挟んでその扁平な方向と直交する方向に複数枚積層して構成されている。複数のセラミックス層は、個別電極４６と共通電極４７との間に挟まれる部分がその両電極の対向する方向に分極された活性部５４として形成されたベース圧電層５１の複数と、その上面のトップ層５３と、下面のボトム層５２とからなり、ボトム層５２の下面とキャビティプレート１７との間に接着剤層を介挿してキャビティユニット１上に固着されている。個別電極４６は、各圧力室３６と対応して位置し、共通電極４７は複数の圧力室３６に跨って位置しており、その両電極４６、４７間に電圧を印加することにより、その間に挟まれるセラミックス層が圧力室の容積を変える方向に変形する。
【００４１】
トップ層５３の上面には、個別電極４６及び共通電極４７と電気的なスルーホールを介して接続された表面電極４８（図１）が形成され、その上にフレキシブルフラットケーブル３が接続される。
【００４２】
各電極に印加する駆動パルス信号を生成するための制御装置の構成を、図４に基づいて説明する。この制御装置は、フレキシブルフラットケーブル３上に配置されるＬＳＩチップ６０（図１参照）を含んで構成されている。これに、個別電極４６及び共通電極４７のそれぞれに対応する表面電極４８が接続されている。また、ＬＳＩチップ６０には、本体回路（図示せず）から延びるクロックライン６１、データライン６２、電圧ライン６３及びアースライン６４も接続されている。クロックライン６１から供給されるクロックパルスに同期して、データライン６２上に各ノズル４に対応するデータがシリアル供給され、本体回路（図示せず）から電圧ライン６３によって供給される複数の駆動波形データのうち１つが、前記データにもとづいて選択され、活性部５４を駆動するのに適した電圧値の駆動パルス信号が生成され、対応する圧力室３６に印加される。
【００４３】
駆動パルス信号は、図５（ａ）に示すように、電圧値Ｖ１とＶ２との間で変化するパルスで構成されており、この実施形態では、Ｖ１は任意の正の電圧値（例えば約２２Ｖ）、Ｖ２はゼロＶに設定されている。インク吐出前は、全個別電極４６に正の電圧Ｖ１が印加され、共通電極４７が接地されているから、個別電極４６と共通電極４７との間の活性部５４が伸長し、全圧力室３６の容積が縮小された状態にある。インクを吐出しようとする圧力室３６に対応する、積層方向の各個別電極４６への電圧印加を停止する（Ｖ２に切り替える）と、活性部５４が縮小状態に復帰して圧力室３６の容積を拡大する。すると、圧力室３６内のインクが負圧になり圧力波が発生する。この圧力波の圧力が反転して正圧になるタイミングで前記各個別電極４６に再び電圧を印加すると、活性部５４の伸長による圧力と、正圧に反転した圧力とが重畳され、インク滴がノズル４から吐出される。
【００４４】
パルスは、前述したように、あらかじめ設定した電圧Ｖ１とＶ２との間で変化するが、実際には、図５（ｂ）に示すように、波形の立ち下がりや立ち上がりに遅延時間が発生する。これは、個別電極４６と共通電極４７とで挟まれた圧電層がコンデンサ（Ｃ）として作用するとともに、駆動パルス信号を出力する制御装置から個別電極４６までの経路には抵抗（Ｒ）があることから、制御装置が駆動パルス信号として矩形波を出力しても、前記ＣＲによって積分回路が形成され、個別電極４６におけるパルスの立ち上がりと立ち下がりとになまり（遅延）が生じるからである。そこでパルスＰｍはなまり分を含めた十分なパルス幅Ｔｍに設定することで、アクチュエータに印加する電圧を電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に到達させることができる。一方、パルスＰｓは短いパルス幅Ｔｓに設定することで、電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に到達しない、つまりアクチュエータに印加する電圧の変化を低電圧差にすることができる。
【００４５】
なお、上述とは逆に、特開２００１−３０１１６１号公報に開示されているアクチュエータのように、駆動電極に電圧を印加することで、圧力室の容積を拡大して圧力波を発生し、圧力波が反転した時点で電圧の印加を停止することで、圧力室の容積を縮小してインク滴を吐出するようにしてもよい。
【００４６】
このインク滴吐出装置では、被記録媒体に形成されるドットの径（面積）を変化させる階調表現を行うために、１ドット当たりのインク体積が異なる複数の駆動波形データ信号をあらかじめ設定している。ドット径を制御する場合には、公知のようにインク滴を吐出するパルス数を増減するが、その１つとして、図６に、１ドットの形成について複数のインク滴を吐出する駆動波形を示す。
【００４７】
図６において、駆動パルス信号は、３つのメインパルスを含む４つのパルスで構成され、これら４つのパルスが、第１メインパルスＰｍ１、安定化パルスＰｓ１、第２メインパルスＰｍ２、第３メインパルスＰｍ３の順に印加される。各パルスは、図５で説明したとおり、それぞれ圧力室の容積を拡大し、その後縮小するように圧電アクチュエータ２を駆動する。この構成の駆動パルス信号では、まず、第１メインパルスＰｍ１によって圧力室内のインクに大きな圧力を与えてインク滴を吐出し、その後に安定化パルスＰｓ１によって、圧力室内のインクの残留振動を抑え、続いて、第２メインパルスＰｍ２と第３メインパルスＰｍ３によって、再び、インク滴を連続して吐出する。第３メインパルスＰｍ３は、吐出動作を行うとともにその吐出によって生じた圧力室内のインクの残留振動を抑える作用も有する。安定化パルスＰｓ１は、インク滴を吐出することはない。
【００４８】
第１メインパルスＰｍ１、安定化パルスＰｓ１、第２メインパルスＰｍ２、第３メインパルスＰｍ３の各パルス幅を順（時系列）に、Ｔｍ１、Ｔｓ１、Ｔｍ２、Ｔｍ３とし、第１メインパルスＰｍ１の終端と安定化パルスＰｓ１の始端との間隔をＷ１、安定化パルスＰｓ１の終端と第２メインパルスＰｍ２の始端との間隔をＷ２、第２メインパルスＰｍ２の終端と第３メインパルスＰｍ３の始端との間隔をＷ３とし、これらの値（単位：μｓｅｃ）を種々変えて発明者が実験を行った結果を図７に示す。このとき、図６の一連のパルスを一組として、これを２６ＫＨｚの駆動周波数で、複数周期連続して駆動し、連続吐出したときの安定性を診た。
【００４９】
図７において、「安定性」は、吐出状態におけるしぶきやインクミストの発生の有無を観察して、連続吐出しても残留振動の影響がよく抑えられてしぶきやインクミストが無く最も安定性の高い状態を「○」、それに比較して多少安定性は劣るが実用的には問題ないものを「△」、安定性が劣り実用にはならないものを「×」とした。
【００５０】
パルス幅及び間隔は、圧力室３６の上記の容積拡大にともない、圧力室３６が含まれるインク流路内のインクに発生した圧力波がそのインク流路内の長手方向を片道伝播する時間（つまりインクの圧力変動の周期の１／２）ＡＬを用いて表すことができる。上記の実験に用いたインクジェットヘッド１００はＡＬ＝４μｓｅｃであるので、実験の結果から、マージン等も考慮した実用に適した範囲は以下のとおりに表すことができる。
【００５１】
０．７ＡＬ≦Ｔｍ１≦１．３ＡＬ（２．８μｓｅｃ≦Ｔｍ１≦５．２μｓｅｃ）
０．８ＡＬ≦Ｗ１≦２．２ＡＬ  （３．２μｓｅｃ≦Ｗ１≦８．８μｓｅｃ）
０．１５ＡＬ≦Ｔｓ１≦０．４ＡＬ（０．６μｓｅｃ≦Ｔｓ１≦１．６μｓｅｃ）
０．８ＡＬ≦Ｗ２≦１．８ＡＬ  （３．２μｓｅｃ≦Ｗ２≦７．２μｓｅｃ）
０．４ＡＬ≦Ｔｍ２≦０．８ＡＬ（１．６μｓｅｃ≦Ｔｍ２≦３．２μｓｅｃ）
０．８ＡＬ≦Ｗ３≦１．４ＡＬ  （３．２μｓｅｃ≦Ｗ３≦５．６μｓｅｃ）
０．５ＡＬ≦Ｔｍ３≦１．０ＡＬ（２．０μｓｅｃ≦Ｔｍ３≦４．０μｓｅｃ）
第１〜第３メインパルスＰｍ１、Ｐｍ２、Ｐｍ３は、図５（ｂ）のパルスＰｍと同様に、圧電アクチュエータ２に印加する電圧を電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に到達させることができる十分な時間を持っている。安定化パルスＰｓ１は、図５（ｂ）のパルスＰｓと同様に、電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に到達しない、つまり圧電アクチュエータに印加する電圧を低電圧にしている。なお、安定化パルスＰｓ１が、２μｓｅｃを下回る範囲にあるときは、電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に完全には到達しない。
【００５２】
また、図７に示す実験結果に基づいて、本出願人が、さらに実験を行ったところ、図８のＡ〜Ｅに示す駆動パルス信号で、さらに好適な結果が得られることがわかったので、この図８のＡ〜Ｅの結果に、マージン等も考慮して一層最適な範囲を導出した。以下に示す範囲は、片道伝播時間ＡＬを用いて表したものである。
【００５３】
０．９ＡＬ≦Ｔｍ１≦１．０５ＡＬ  （３．６μｓｅｃ≦Ｔｍ１≦４．２μｓｅｃ）
１．０ＡＬ≦Ｗ１≦２．０ＡＬ      （４．０μｓｅｃ≦Ｗ１≦８．０μｓｅｃ）
０．２ＡＬ≦Ｔｓ１≦０．３５ＡＬ  （０．８μｓｅｃ≦Ｔｓ１≦１．４μｓｅｃ）
１．０ＡＬ≦Ｗ２≦１．５ＡＬ      （４．０μｓｅｃ≦Ｗ２≦６．０μｓｅｃ）
０．５ＡＬ≦Ｔｍ２≦０．７５ＡＬ  （２．０μｓｅｃ≦Ｔｍ２≦３．０μｓｅｃ）
０．９５ＡＬ≦Ｗ３≦１．１ＡＬ    （３．８μｓｅｃ≦Ｗ３≦４．４μｓｅｃ）
０．６５ＡＬ≦Ｔｍ３≦０．８ＡＬ  （２．６μｓｅｃ≦Ｔｍ３≦３．２μｓｅｃ）
また、本出願人は、実験を繰り返したところ、図８のＦ〜Ｉに示すように、比較的長いパルス幅の安定化パルスＰｓ１を含む駆動パルス信号でも、良好な結果が得られることが判明したので、この図８のＦ〜Ｉの結果に、マージン等も考慮して、上述とは別の最適な範囲を導出した。以下に示す範囲は、片道伝播時間ＡＬを用いて表したものである。
【００５４】
０．９５ＡＬ≦Ｔｍ１≦１．２５ＡＬ（３．８μｓｅｃ≦Ｔｍ１≦５．０μｓｅｃ）
１．０ＡＬ≦Ｗ１≦１．２５ＡＬ    （４．０μｓｅｃ≦Ｗ１≦５．０μｓｅｃ）
１．７ＡＬ≦Ｔｓ１≦１．８８ＡＬ    （６．８μｓｅｃ≦Ｔｓ１≦７．５μｓｅｃ）
０．８７ＡＬ≦Ｗ２≦１．１３ＡＬ  （３．４８μｓｅｃ≦Ｗ２≦４．５μｓｅｃ）
０．５ＡＬ≦Ｔｍ２≦０．８８ＡＬ  （２．０μｓｅｃ≦Ｔｍ２≦３．５μｓｅｃ）
１．１２ＡＬ≦Ｗ３≦１．３８ＡＬ  （４．４８μｓｅｃ≦Ｗ３≦５．５μｓｅｃ）
０．７５ＡＬ≦Ｔｍ３≦０．８８ＡＬ（３．０μｓｅｃ≦Ｔｍ３≦３．５μｓｅｃ）
上記実験結果で最適な範囲を導出した駆動パルス信号では、第１メインパルスＰｍ１、第２メインパルスＰｍ２、及び第３メインパルスＰｍ３が、いずれもインクに大きな圧力波を生じさせてインク滴を吐出させるためのものであるが、そのうち、第２及び第３メインパルスＰｍ２、Ｐｍ３のパルス幅は、片道伝播時間ＡＬに対して短く設定することによって、吐出による残留振動を抑制する機能も併せ持たせることができることがわかった。加えて、第２及び第３メインパルスＰｍ２、Ｐｍ３のパルス幅が短いことで、駆動パルス信号全体の長さを短くすることができ、複数のインク滴を吐出する駆動パルス信号でありながら、駆動周期が長くならないという効果も奏する。
【００５５】
安定化パルスＰｓ１は、インクの吐出後の圧力室３６内の圧力波をほぼ相殺する位相で印加して、インクの残留振動を抑えるためのものであるが、そのパルス幅を、好ましくは、アクチュエータに印加される電圧が一方の電圧値から他方の電圧値に到達しないように短く設定することで、さらに、駆動パルス信号全体の長さが長くなることを避けることができ、駆動周波数を高め、記録速度の高速化を図ることができる。また、パルス幅が短くなることで、アクチュエータの発熱や疲労を抑えることができ、長期間安定に高品質の記録動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明のインク滴吐出装置に適用されるインクジェットヘッドの斜視図である。
【図２】インクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。
【図４】制御装置のブロック図である。
【図５】駆動パルス信号におけるパルスと電圧との関係を示す模式図である。
【図６】駆動パルス信号を示す模式図である。
【図７】駆動パルス信号の実験結果を示す図である。
【図８】駆動パルス信号の他の実験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１        キャビティユニット
２        圧電アクチュエータ
３        フレキシブルフラットケーブル
４        ノズル
３６      圧力室
４６      個別電極
４７      共通電極
４８      表面電極
５４      活性部
６０      ＬＳＩチップ
１００    インクジェットヘッド
【図１】
0004793563.tif 000002
【図２】
0004793563.tif 000003
【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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