(57)【要約】【課題】インク吐出特性の悪化や吐出不良を抑制するとともに省電力化を図る。【解決手段】インクジェットヘッドが、インク滴を吐出するノズルに対応する複数の圧力室と各圧力室内のインクにインク吐出エネルギーを付与するアクチュエータユニット２１とを有している。アクチュエータユニット２１は各圧力室に対向する個別電極１３５と共通電極１３４とに挟持された圧電シート１４１を含んでいる。ドライバＩＣ５２が、ノズルからインク滴を吐出させるパルスを含む吐出波形と、インク滴を吐出させないパルスを含む不吐出フラッシング波形とを選択的に各個別電極１３５に出力するパルス出力部５７ｂと、不吐出フラッシング波形の立ち上がり時間及び立ち下がり時間が吐出波形よりも短くなるようにパルスを調整するパルス調整回路５８とを含んでいる。【選択図】図７
2007313649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通インク室から圧力室を介してノズルに至る複数の個別インク流路が形成されている流路ユニットと、
前記圧力室に関連付けられた個別電極、基準電位が付与されたグランド電極及び前記個別電極と前記グランド電極との間に配置された圧電シートを含んでいるアクチュエータと、
前記ノズルからインク滴が吐出されるように前記アクチュエータを駆動するパルスを含む第１波形、及び、前記ノズルからインク滴が吐出されないように前記アクチュエータを駆動するパルスを含む第２波形を選択的に前記個別電極に出力する波形出力手段と、
前記第２波形のパルスにおける立ち上がり時間及び立ち下がり時間の少なくともいずれかを、前記第１波形のパルスにおける立ち上がり時間及び立ち下がり時間の少なくともいずれかより短くするパルス調整手段とを備えていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記パルス調整手段が、前記第２波形のパルスにおける立ち上がり時間及び立ち下がり時間の少なくともいずれかを、前記アクチュエータにおける固有振動周期の１／ｎ（ｎ＝自然数）にすることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記パルス調整手段が、前記波形出力手段から前記第２波形が出力されるときに、前記波形出力手段から前記第１波形が出力されるときよりも前記波形出力手段の出力端子と前記個別電極との間の抵抗値を小さく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プリンタ。
【請求項４】
前記パルス調整手段が、前記抵抗値と、前記アクチュエータにおける静電容量との時定数によって、パルスの立ち上がり時間及び立ち下がり時間を調整していることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記第２波形のパルス幅が前記第１波形のパルス幅よりも短くなっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】
前記第１波形のパルスの駆動電圧及び前記第２波形のパルスの駆動電圧が同じであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
【請求項７】
被記録媒体を搬送する搬送機構をさらに備えており、
前記波形出力手段は、前記搬送機構に搬送された前記被記録媒体が前記ノズルと対向していない場合にのみ前記第２波形を出力することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク滴を吐出して印刷を行うインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
記録用紙等の被記録媒体にインク滴を吐出するインクジェットプリンタが有するインクジェットヘッドとしては、インク滴を吐出するノズルとノズルに連通する圧力室とを備えた流路ユニットと、圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与するアクチュエータとを有するものがある。アクチュエータは、圧力室の容積を変化させることにより圧力室に圧力を付加するものであり、複数の圧力室に跨る圧電シートと、各圧力室に対向する複数の個別電極と、複数の個別電極に圧電シートを介して対向する基準電位が付与された共通電極（グランド電極）とを有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このアクチュエータは、個別電極にパルス状の駆動電圧が付与されることによって、その個別電極と共通電極との間に挟まれた圧電シートの部分に対してその厚み方向に電界が作用し、この部分の圧電シートが伸縮する。このとき、圧力室の容積が変化して圧力室内のインクに圧力（吐出エネルギー）が付与される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３６５６８号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インクジェットプリンタにおいては、印字速度の高速化が望まれている。印字速度の高速化を図るためにはインク滴の吐出周期を短くする必要があるが、インク滴の吐出周期を短くする場合には、記録用紙上に着弾したインク滴が瞬時に乾燥するような速乾性のインクを用いる必要がある。しかしながら、このような速乾性のインクを用いると、ノズル内のインクが乾燥により増粘して、インク吐出特性が悪化したり吐出不良を起こしたりすることがある。このような問題を回避するため、印字領域外において増粘したインクをノズルから吐出する吐出フラッシングを行うことがあるが、多量のインクが無駄に消費されることになる。そこで、ノズルからインク滴が吐出されない程度にアクチュエータを駆動することによってノズル内のインクを攪拌する不吐出フラッシングが行われることある。しかしながら、このような不吐出フラッシングは、吐出フラッシングの場合と比較してアクチュエータの駆動回数を多くする必要があるため、消費電力が大きくなってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、インク吐出特性の悪化や吐出不良を抑制するとともに、省電力化を図ることができるインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のインクジェットプリンタは、共通インク室から圧力室を介してノズルに至る複数の個別インク流路が形成されている流路ユニットと、前記圧力室に関連付けられた個別電極、基準電位が付与されたグランド電極及び前記個別電極と前記グランド電極との間に配置された圧電シートを含んでいるアクチュエータとを備えている。さらに、前記ノズルからインク滴が吐出されるように前記アクチュエータを駆動するパルスを含む第１波形、及び、前記ノズルからインク滴が吐出されないように前記アクチュエータを駆動するパルスを含む第２波形を選択的に前記個別電極に出力する波形出力手段と、前記第２波形のパルスにおける立ち上がり時間及び立ち下がり時間の少なくともいずれかを、前記第１波形のパルスにおける立ち上がり時間及び立ち下がり時間の少なくともいずれかより短くするパルス調整手段とを備えている。
【０００７】
本発明によると、パルス調整手段が、第２波形のパルスにおける立ち上がり時間及び立ち下がり時間の少なくともいずれかを記第１波形のパルスにおける立ち上がり時間及び立ち下がり時間の少なくともいずれかより短くするため、不吐出フラッシングを行うときに、アクチュエータが素早く駆動されて、圧力室からノズルに至る流路内に発生する圧力波の振幅が大きくなる。これにより、ノズル内の増粘したインクが効率よく攪拌される。このため、インク吐出特性の悪化や吐出不良を抑制しつつ波形出力手段が出力する第２波形のパルスの数を減らすことができ、インクジェットプリンタの省電力化を図ることができる。
【０００８】
本発明においては、前記パルス調整手段が、前記第２波形のパルスにおける立ち上がり時間及び立ち下がり時間の少なくともいずれかを、前記アクチュエータにおける固有振動周期の１／ｎ（ｎ＝自然数）にすることが好ましい。これによると、第２波形のパルスの立ち上がり及び立ち下がりの少なくともいずれかが、アクチュエータの固有振動と同調するため、ノズル内のインクをさらに効率よく攪拌することができる。
【０００９】
また、本発明においては、前記パルス調整手段が、前記波形出力手段から前記第２波形が出力されるときに、前記波形出力手段から前記第１波形が出力されるときよりも前記波形出力手段の出力端子と前記個別電極との間の抵抗値を小さくすることがより好ましい。これによると、第１波形と第２波形とで抵抗値を切り換えるという簡単な構成でパルス調整手段を実現することができる。
【００１０】
このとき、前記パルス調整手段が、前記抵抗値と、前記アクチュエータにおける静電容量との時定数によって、パルスの立ち上がり時間及び立ち下がり時間を調整していることがより一層好ましい。これによると、時定数を調整するためのコンデンサが不要になるため、さらに簡単な構成でパルス調整手段を実現することができる。
【００１１】
本発明においては、前記第２波形のパルス幅が前記第１波形のパルス幅よりも短くなっていることが好ましい。これによると、不吐出フラッシング時において、ノズルから確実にインク滴が吐出されないようにすることができる。
【００１２】
また、本発明においては、前記第１波形のパルスの駆動電圧及び前記第２波形のパルスの駆動電圧が同じであることが好ましい。これによると、昇圧回路や降圧回路が不要になるため、簡単な構成で波形出力手段を実現することができる。
【００１３】
さらに、本発明においては、被記録媒体を搬送する搬送機構をさらに備えており、前記波形出力手段は、前記搬送機構に搬送された前記被記録媒体が前記ノズルと対向していない場合にのみ前記第２波形を出力することが好ましい。これによると、被記録媒体が前記ノズルと対向していないときのみノズル内のインクの攪拌を行うため、誤ってノズルからインク滴が吐出された場合であっても、被記録媒体が汚れることがない。
【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】
図１は、本発明に係る実施形態であるインクジェットプリンタの全体的な構成を示す概略側面図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１０１は、４つのインクジェットヘッド１を有するカラーインクジェットプリンタである。このインクジェットプリンタ１０１には、図中左方に給紙部１１が、図中右方に排紙部１２がそれぞれ構成されている。
【００１６】
インクジェットプリンタ１０１の内部には、給紙部１１から排紙部１２に向かって用紙（被記録媒体）Ｐが搬送される用紙搬送経路が形成されている。給紙部１１のすぐ下流側には、用紙を狭持搬送する一対の送りローラ５ａ、５ｂが配置されている。一対の送りローラ５ａ、５ｂは、用紙Ｐを給紙部１１から図中右方に送り出すためのものである。用紙搬送経路の中間部には、２つのベルトローラ６、７と、両ローラ６、７の間に架け渡されるように巻き回されたエンドレスの搬送ベルト８と、搬送ベルト８によって囲まれた領域内においてインクジェットヘッド１と対向する位置に配置されたプラテン１５とを含むベルト搬送機構（用紙搬送機構）１３が設けられている。プラテン１５は、インクジェットヘッド１と対向する領域において搬送ベルト８が下方に撓まないように搬送ベルト８を支持するものである。ベルトローラ７と対向する位置には、ニップローラ４が配置されている。ニップローラ４は、給紙部１１から送りローラ５ａ、５ｂによって送り出された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａに押さえ付けるものである。
【００１７】
図示しない搬送モータがベルトローラ６を回転させることによって、搬送ベルト８が駆動される。これにより、搬送ベルト８が、ニップローラ４によって外周面８ａに押さえ付けられた用紙Ｐを粘着保持しつつ排紙部１２に向けて搬送する。
【００１８】
用紙搬送経路に沿って搬送ベルト８のすぐ下流側には、剥離機構１４が設けられている。剥離機構１４は、搬送ベルト８の外周面８ａに粘着されている用紙Ｐを外周面８ａから剥離して、図中左方の右方の排紙部１２に向けて送るように構成されている。
【００１９】
４つのインクジェットヘッド１は、４色のインク（マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック）に対応して、搬送方向に沿って４つ並べて設けられている。つまり、このインクジェットプリンタ１０１は、ライン式プリンタである。４つのインクジェットヘッド１は、その下端にヘッド本体２をそれぞれ有している。ヘッド本体２は、搬送方向に直交した方向に長尺な細長い直方体形状となっている。また、ヘッド本体２の底面が外周面８ａに対向するインク吐出面２ａとなっている。搬送ベルト８によって搬送される用紙Ｐが４つのヘッド本体２のすぐ下方側を順に通過する際に、この用紙Ｐの上面すなわち印刷面に向けてインク吐出面２ａから各色のインクが吐出されることで、用紙Ｐの印刷面に所望のカラー画像を形成できるようになっている。なお、本実施形態では、用紙検知センサ５９が、ニップローラ４の下流側近傍に配置されており、給紙の有無が検知可能となっている。用紙検知センサ５９は用紙Ｐの両端を検知し、この検知信号に基づくタイミングで、各インクジェットヘッド１からインク滴が吐出される。
【００２０】
次に、図２を参照しつつインクジェットヘッド１について詳細に説明する。図２は、インクジェットヘッド１の短手方向に沿った断面図である。図２に示すように、インクジェットヘッド１は、流路ユニット９とアクチュエータユニット２１とを含むヘッド本体２、ヘッド本体２の上面に配置されていると共にヘッド本体２にインクを供給するリザーバユニット７１、表面にアクチュエータユニット２１を駆動させる駆動信号を生成するドライバＩＣ５２が実装されたＣＯＦ（Chip On Film）５０、ＣＯＦ５０と電気的に接続された基板５４、並びに、アクチュエータユニット２１、リザーバユニット７１、ＣＯＦ５０及び基板５４を覆い、外部からインクやインクミストが浸入するのを防ぐためのサイドカバー５３及びヘッドカバー５５を有している。
【００２１】
リザーバユニット７１は、プレート９１〜９４の４枚のプレートが互いに位置合わせされて積層されたものであり、その内部に、図示しないインク流入流路、インクリザーバ６１、及び、１０個のインク流出流路６２が互いに連通するように形成されている。なお、図２においては、１つのインク流出流路６２のみが表れている。インク流入流路は図示しないインクタンクからのインクが流入するものである。インクリザーバ６１はインク流入流路及びインク流出流路６２と連通しており、インクを一時的に貯溜する。インク流出流路６２は、流路ユニット９の上面に形成されたインク供給口１０５ｂ（図３参照）を介して流路ユニット９と連通している。インクタンクからのインクがインク流入流路を介してインクリザーバ６１に流れ込む。インクリザーバ６１に流れ込んだインクはインク流出流路６２を通過し、インク供給口１０５ｂを介して流路ユニット９に供給される。
【００２２】
また、プレート９４には、凹部９４ａが形成されている。プレート９４の凹部９４ａが形成された部分では、流路ユニット９との間に空隙を形成しており、この空隙内に、アクチュエータユニット２１が配置されている。
【００２３】
ＣＯＦ５０は、表面に形成された図示しない配線が後述する個別電極１３５及び共通電極１３４と電気的に接続されるように、その一方端部近傍がアクチュエータユニット２１の上面に接着されている。さらに、ＣＯＦ５０は、アクチュエータユニット２１の上面からサイドカバー５３とリザーバユニット７１との間を通過するように上方に引き出されており、他方端部がコネクタ５４ａを介して基板５４に接続されている。このとき、ＣＯＦ５０のドライバＩＣ５２が、リザーバユニット７１の側面に貼り付けられたスポンジ８２によってサイドカバー５３に付勢されている。ドライバＩＣ５２は、放熱シート８１を介してサイドカバー５３の内側面と密着することによってサイドカバー５３と熱的に結合されている。これにより、ドライバＩＣ５２からの熱がサイドカバー５３を介して外部に放熱される。
【００２４】
基板５４は、図示しない上位の制御装置からの指示に基づいて、ＣＯＦ５０を介してアクチュエータユニット２１に駆動信号を出力することによって、アクチュエータユニット２１の駆動を制御するものである。
【００２５】
サイドカバー５３は、流路ユニット９の上面における短手方向両端部近傍から上方に延在するように取り付けられた金属製の板部材である。ヘッドカバー５５は、流路ユニット９より上方の空間を封止するようにサイドカバー５３の上方に取り付けられている。このように、２つのサイドカバー５３とヘッドカバー５５とにより囲まれる空間内に、リザーバユニット７１、ＣＯＦ５０及び基板５４が配置されている。サイドカバー５３と流路ユニット９との接続部、及び、サイドカバー５３とヘッドカバー５５との嵌合部にシリコン樹脂材料等からなる封止部材５６が塗布されている。これにより、外部からのインクやインクミストの浸入をより確実に防いでいる。
【００２６】
次に、図３〜図６を参照しつつ、ヘッド本体２について説明する。図３は、ヘッド本体２の平面図である。図４は、図３の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。なお、図４では説明の都合上、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１１０、アパーチャ１１２及びノズル１０８を実線で描いている。図５は、図４に示すV−V線に沿った部分断面図である。図６（ａ）はアクチュエータユニット２１の拡大断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）においてアクチュエータユニット２１の表面に配置された個別電極を示す平面図である。
【００２７】
ヘッド本体２は、図３に示すように、流路ユニット９、及び、流路ユニット９の上面９ａに固定された４つのアクチュエータユニット２１を含んでいる。図４に示すように、流路ユニット９は、圧力室１１０等を含むインク流路が内部に形成されている。アクチュエータユニット２１は、各圧力室１１０に対応した複数のアクチュエータを含んでおり、圧力室１１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する機能を有する。
【００２８】
流路ユニット９は、リザーバユニット７１のプレート９４とほぼ同じ平面形状を有する直方体形状となっている。流路ユニット９の上面９ａには、リザーバユニット７１のインク流出流路６２（図２参照）に対応して、計１０個のインク供給口１０５ｂが開口している。流路ユニット９の内部には、図３及び図４に示すように、インク供給口１０５ｂに連通するマニホールド流路１０５及びマニホールド流路１０５から分岐した副マニホールド流路１０５ａが形成されている。流路ユニット９の下面には、図４及び図５に示すように、多数のノズル１０８がマトリクス状に配置されたインク吐出面２ａが形成されている。圧力室１１０も流路ユニット９におけるアクチュエータユニット２１の固定面においてノズル１０８と同様マトリクス状に多数配列されている。
【００２９】
本実施形態では、等間隔に流路ユニット９の長手方向に並ぶ圧力室１１０の列が、短手方向に互いに平行に１６列配列されている。各圧力室列に含まれる圧力室１１０の数は、後述のアクチュエータユニット２１の外形形状（台形形状）に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。ノズル１０８も、これと同様の配置がされている。
【００３０】
流路ユニット９は、図５に示すように、上から順に、キャビティプレート１２２、ベースプレート１２３、アパーチャプレート１２４、サプライプレート１２５、マニホールドプレート１２６、１２７、１２８、カバープレート１２９、及び、ノズルプレート１３０、という９枚のステンレス鋼等の金属プレートから構成されている。これらプレート１２２〜１３０は、主走査方向に長尺な矩形状の平面を有する。
【００３１】
キャビティプレート１２２には、インク供給口１０５ｂ（図３参照）に対応する貫通孔、及び、圧力室１１０に対応する略菱形の貫通孔が多数形成されている。ベースプレート１２３には、各圧力室１１０について圧力室１１０とアパーチャ１１２との連絡孔及び圧力室１１０とノズル１０８との連絡孔が形成されていると共に、インク供給口１０５ｂとマニホールド流路１０５との連絡孔（図示せず）が形成されている。アパーチャプレート１２４には、各圧力室１１０についてアパーチャ１１２となる貫通孔及び圧力室１１０とノズル１０８との連絡孔が形成されていると共に、インク供給口１０５ｂとマニホールド流路１０５との連絡孔（図示せず）が形成されている。サプライプレート１２５には、各圧力室１１０についてアパーチャ１１２と副マニホールド流路１０５ａとの連絡孔及び圧力室１１０とノズル１０８との連絡孔が形成されていると共に、インク供給口１０５ｂとマニホールド流路１０５との連絡孔（図示せず）が形成されている。マニホールドプレート１２６、１２７、１２８には、各圧力室１１０について圧力室１１０とノズル１０８との連絡孔、及び、積層時に互いに連結してマニホールド流路１０５及び副マニホールド流路１０５ａとなる貫通孔が形成されている。カバープレート１２９には、各圧力室１１０について圧力室１１０とノズル１０８との連絡孔が形成されている。ノズルプレート１３０には、各圧力室１１０についてノズル１０８に対応する孔が形成されている。
【００３２】
これらプレート１２２〜１３０を互いに位置合わせしつつ積層することによって、流路ユニット９内に、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａ、そして副マニホールド流路１０５ａの出口から圧力室１１０を経てノズル１０８に至る多数の個別インク流路１３２が形成される。
【００３３】
次に、流路ユニット９におけるインクの流れについて説明する。図３〜図５に示すように、リザーバユニット７１からインク供給口１０５ｂを介して流路ユニット９内に供給されたインクは、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａに分岐される。副マニホールド流路１０５ａ内のインクは、各個別インク流路１３２に流れ込み、絞りとして機能するアパーチャ１１２及び圧力室１１０を介してノズル１０８に至る。
【００３４】
アクチュエータユニット２１について説明する。図３に示すように、４つのアクチュエータユニット２１は、それぞれ台形の平面形状を有しており、インク供給口１０５ｂを避けるよう千鳥状に配置されている。さらに、各アクチュエータユニット２１の平行対向辺は流路ユニット９の長手方向に沿っており、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９の幅方向（副走査方向）に関して互いにオーバーラップしている。
【００３５】
図６（ａ）に示すように、アクチュエータユニット２１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３枚の圧電シート１４１〜１４３から構成されている。最上層の圧電シート１４１上における圧力室１１０に対向する位置には、個別電極１３５が形成されている。最上層の圧電シート１４１とその下側の圧電シート１４２との間にはシート全面に形成された共通電極（グランド電極）１３４が介在している。個別電極１３５は、図６（ｂ）に示すように、圧力室１１０と相似な略菱形の平面形状を有する。平面視で、個別電極１３５の大部分は、圧力室１１０の領域内にある。略菱形の個別電極１３５における鋭角部の一方は圧力室１１０の外に延出され、その先端には個別電極１３５と電気的に接続された円形のランド１３６が設けられている。
【００３６】
共通電極１３４はすべての圧力室１１０に対応する領域において等しくグランド電位（基準電位）が付与されている。一方、個別電極１３５は、各ランド１３６及びＣＯＦ５０の内部配線を介してドライバＩＣ５２の各端子と電気的に接続されており、ドライバＩＣ５２からの駆動信号が選択的に入力されるようになっている。つまり、アクチュエータユニット２１において、個別電極１３５と圧力室１１０とで挟まれた部分が、個別のアクチュエータとして働き、圧力室１１０の数に対応した複数のアクチュエータが作り込まれている。
【００３７】
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。圧電シート１４１はその厚み方向に分極されており、個別電極１３５を共通電極１３４と異なる電位にして圧電シート１４１に対してその分極方向に電界を印加すると、圧電シート１４１における電界印加部分が圧電効果により歪む活性部として働く。例えば、分極方向と電界の印加方向とが同じであれば、活性部は分極方向に直交する方向（平面方向）に縮む。つまり、アクチュエータユニット２１は、圧力室１１０から離れた上側１枚の圧電シート１４１を活性部を含む層とし、且つ圧力室１１０に近い下側２枚の圧電シート１４２、１４３を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプのアクチュエータである。図６（ａ）に示すように、圧電シート１４１〜１４３は圧力室１１０を区画するキャビティプレート１２２の上面に固定されているため、圧電シート１４１における電界印加部分とその下方の圧電シート１４２、１４３との間で平面方向への歪みに差が生じると、圧電シート１４１〜１４３全体が圧力室１１０側へ凸になるように変形（ユニモルフ変形）する。これにより圧力室１１０内のインクに圧力（吐出エネルギー）が付与され、ノズル１０８からインク滴が吐出される。
【００３８】
なお、本実施形態においては、予め個別電極１３５に所定の電位を付与しておき、吐出要求があるごとに一旦個別電極１３５をグランド電位にした後、所定のタイミングで再び個別電極１３５に所定の電位を付与するような駆動信号をドライバＩＣ５２から出力させる。この場合、個別電極１３５がグランド電位となるタイミングで圧電シート１４１〜１４３が元の状態に戻り、圧力室１１０の容積は初期状態（予め電圧が印加された状態）と比較して増加し、副マニホールド流路１０５ａから個別インク流路１３２へとインクが吸い込まれる。その後、再び個別電極１３５に所定の電位が付与されたタイミングで圧電シート１４１〜１４３において活性領域と対向する部分が圧力室１１０側に凸となるように変形し、圧力室１１０の容積低下によりインクの圧力が上昇し、ノズル１０８からインクが吐出される。
【００３９】
インクジェットプリンタ１０１においては、速乾性のインクを用いることで、用紙Ｐに着弾したインク滴が瞬時に乾燥するようになっている。これにより、インク滴の吐出周期を短くすることができ、高速印字が可能となる。一方、速乾性のインクを用いるとノズル１０８内のインクが乾燥して増粘し易くなる。ノズル１０８内のインクが増粘するとインク吐出特性が悪化したり吐出不良を起こしたりすることがある。そこで、インクジェットプリンタ１０１においては、ノズル１０８からインク滴を吐出させる通常印刷と、ノズル１０８の開口に形成されたインクのメニスカスを振動させることによって、ノズル１０８内のインクを攪拌する不吐出フラッシングとが選択的に行われる。
【００４０】
具体的には、基板５４は、用紙検知センサ５９（図７参照）の検知結果に基づいて用紙Ｐがインク吐出面２ａと対向しているか否かを判断し、用紙Ｐがインクジェットヘッド１のインク吐出面２ａと対向したときにのみ通常印刷を行い、用紙Ｐがインク吐出面２ａと対向していないときにのみ不吐出フラッシングを行う。
【００４１】
次に、図７を参照しつつドライバＩＣ５２について詳細に説明する。図７は、ドライバＩＣ５２の内部構成を示す部分概略図である。図７には、１つのノズル１０８に対応する１つの個別電極１３５に駆動信号を出力する構成のみが模式的に示されている。従って、ドライバＩＣ５２の内部には、図７に示す構成が各アクチュエータユニット２１に形成された個別電極１３５の数だけ存在する。図７に示すように、ドライバＩＣ５２は、セレクタ５７ａとパルス出力部５７ｂとパルス調整回路５８とを含んでいる。セレクタ５７ａは、基板５４からの指示に基づいて、個別電極１３５に出力すべき駆動電圧の波形を、ノズル１０８からインク滴が吐出されるようにアクチュエータユニット２１を駆動するパルスを含む吐出波形（第１波形）及びノズル１０８からインク滴が吐出されないようにアクチュエータユニット２１を駆動するパルスを含む不吐出フラッシング波形（第２波形）のいずれかから選択するものである。吐出波形には、ノズル１０８から吐出させるインク滴の数によって複数種類存在している。具体的には、セレクタ５７ａは、基板５４から通常印刷を行うように指示されたとき、複数種類の吐出波形のいずれかを選択し、不吐出フラッシングを行うように指示されたとき、不吐出フラッシング波形を選択する。パルス出力部５７ｂは、セレクタ５７ａが選択した波形を有する駆動信号を生成し、各個別電極１３５に個別に出力するものである。パルス出力部５７ｂから出力された駆動信号は抵抗Ｒ１を介して各個別電極に出力される。抵抗Ｒ１は駆動信号の電流値を決定するものである。
【００４２】
パルス調整回路５８は、基板５４からの指示に基づいて、パルス出力部５７ｂから出力された駆動信号に含まれるパルスの立ち上がり時間及び立ち下がり時間を調整するものであり、抵抗Ｒ２とスイッチ５８ａとを含んでいる。スイッチ５８ａは、抵抗Ｒ２の抵抗Ｒ１との並列接続回路を開閉するものである。具体的には、基板５４から通常印刷行うように指示されたとき、パルス調整回路５８はスイッチ５８ａを開く（ＯＦＦする）。このとき、パルス出力部５７ｂからの吐出波形を有する駆動信号は、抵抗Ｒ１のみを介して個別電極１３５に出力される。一方、基板５４から不吐出フラッシングを行うように指示されたとき、パルス調整回路５８はスイッチ５８ａを閉じる（ＯＮする）。この場合、パルス出力部５７ｂからの不吐出フラッシング波形を有する駆動信号は、並列接続された抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して個別電極１３５に出力される。つまり、不吐出フラッシング波形を有する駆動信号を出力するとき（スイッチ５８ａが閉じたとき）のパルス出力部５７ｂの出力端子と個別電極１３５との間の抵抗値が、吐出波形を有する駆動信号を出力するとき（スイッチ５８ａが開いているとき）の抵抗値よりも小さくなる。
【００４３】
図８を参照しつつドライバＩＣ５２が出力する駆動信号の波形について説明する。図８は、ドライバＩＣ５２から出力される駆動信号の波形図である。なお、図８（ａ）は、吐出波形の一例を、図８（ｂ）は、不吐出フラッシング波形の一例をそれぞれ示している。図８（ａ）に示すように、吐出波形は、吐出するインク滴の数（例えば、本実施形態においては１〜３滴）と同数のパルスが連続したものである。図８（ｂ）に示すように、不吐出フラッシング波形は、所定数のパルスが連続したものである。不吐出フラッシング波形のパルス幅が、吐出波形のパルス幅より短くなっており、不吐出フラッシング波形の周期Ｔ１が吐出波形の周期Ｔ０より短くなっている。不吐出フラッシング波形のパルス幅は、ノズル１０８からインク滴が吐出されない範囲で決定されている。また、吐出波形と不吐出フラッシング波形との駆動電圧は同じになっている。
【００４４】
各波形のパルスの立ち上がり時間及び立ち下がり時間は、パルス出力部５７ｂの出力端子と個別電極１３５との間の抵抗値と、アクチュエータユニット２１の静電容量（共通電極１３５、個別電極１３５及びこれらに挟持される圧電シート１４１の構成で決定される）とで算出される時定数により決定されるが、本実施形態においては、アクチュエータユニット２１の静電容量が固定されているため、各波形のパルスの立ち上がり時間及び立ち下がり時間は、パルス出力部５７ｂの出力端子と個別電極１３５との間の抵抗値のみで調整される。つまり、パルス出力部５７ｂの出力端子と個別電極１３５との間の抵抗値が小さくなるに従って各波形のパルスの立ち上がり時間及び立ち下がり時間は短くなる。そして、パルスの立ち上がり時間及び立ち下がり時間が短くなるほど、アクチュエータユニット２１の変形速度が早くなる。
【００４５】
上述したように、不吐出フラッシング波形を有する駆動信号を出力するときのパルス出力部５７ｂの出力端子と個別電極１３５との間の抵抗値が、吐出波形を有する駆動信号を出力するときの抵抗値よりも小さいため、不吐出フラッシング波形の立ち上がり時間Ｔｒｆ及び立ち下がり時間Ｔｆｆが、吐出波形の立ち上がり時間Ｔｒｄ及び立ち下がり時間Ｔｆｄよりそれぞれ短くなっている。つまり、吐出波形を有する駆動信号が出力されたときよりも、不吐出フラッシング波形を有する駆動信号が出力されたときのほうがアクチュエータユニット２１の変形速度が早くなり、素早く駆動される。アクチュエータユニット２１が素早く駆動されると、個別インク流路１３２内に発生する圧力波の振幅が大きくなる。これにより、不吐出フラッシング時において個別インク流路１３２内のインクを効率よく攪拌することができる。なお、不吐出フラッシング波形の立ち上がり時間Ｔｒｆ及び立ち下がり時間Ｔｆｆが、アクチュエータユニット２１における固有振動周期の１／ｎ（ｎ＝自然数）となっている。
【００４６】
以上、説明した本実施形態によると、パルス調整回路５８が、不吐出フラッシング波形の立ち上がり時間Ｔｒｆ及び立ち下がり時間Ｔｆｆを、吐出波形の立ち上がり時間Ｔｒｄ及び立ち下がり時間Ｔｆｄよりそれぞれ短くするため、不吐出フラッシングを行うときに、アクチュエータユニット２１が素早く駆動されて、個別インク流路１３２内に発生する圧力波の振幅が大きくなる。これにより、ノズル１０８内の増粘したインクを効率よく攪拌することができる。このため、インク吐出特性の悪化や吐出不良を抑制しつつパルス出力部５７ｂが出力する駆動信号を有する不吐出フラッシング波形のパルスの数を減らすことができ、インクジェットプリンタ１０１の省電力化を図ることができる。
【００４７】
また、本実施形態においては、不吐出フラッシング波形の立ち上がり時間Ｔｒｆ及び立ち下がり時間Ｔｆｆが、アクチュエータユニット２１における固有振動周期の１／ｎとなっているため、不吐出フラッシング波形のパルスの立ち上がり及び立ち下がりが、アクチュエータユニット２１の固有振動と同調する。これにより、アクチュエータユニット２１に投入された電力が、効率よくアクチュエータユニット２１の機械的変位に変換されて、さらに省電力化に寄与するとともに、ノズル１０８内のインクをさらに効率よく攪拌することができる。
【００４８】
さらに、本実施形態においては、パルス調整回路５８が、吐出波形を有する駆動信号を出力するときと、不吐出フラッシング波形を有する駆動信号を出力するときとで、パルス出力部５７ｂの出力端子と個別電極１３５との間の抵抗値を切り換えることのみで時定数を調整しているため、時定数調整用のコンデンサなどを用いることなくパルス調整回路５８を簡単な構成で実現することができる。
【００４９】
加えて、本実施形態においては、パルス出力部５７ｂが、吐出波形のパルス幅よりも短いパルス幅の不吐出パルス波形を有する駆動信号を出力するため、不吐出フラッシング時において、ノズル１０８から確実にインク滴が吐出されないようにすることができる。
【００５０】
また、本実施形態においては、吐出波形のパルスの駆動電圧及び不吐出フラッシング波形のパルスの駆動電圧が同じであるため、昇圧回路や降圧回路が不要となり、簡単な構成でパルス出力部５７ｂを実現することができる。
【００５１】
さらに、本実施形態においては、パルス出力部５７ｂが、搬送ベルト８に搬送された用紙Ｐがノズル１０８と対向していない場合にのみ不吐出フラッシングを行うため、不吐出フラッシング時に誤ってノズル１０８からインク滴が吐出された場合であっても、用紙Ｐが汚れることがなくなる。
【００５２】
以上、本発明の好適な実施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、パルス調整回路５８が、不吐出フラッシング波形の立ち上がり時間Ｔｒｆ及び立ち下がり時間Ｔｆｆを、吐出波形の立ち上がり時間Ｔｒｄ及び立ち下がり時間Ｔｆｄよりそれぞれ短くする構成であるが、パルス調整回路は、不吐出フラッシング波形の立ち上がり時間Ｔｒｆ及び立ち下がり時間Ｔｆｆのいずれかを、吐出波形より短くする構成であってもよい。
【００５３】
また、上述の実施形態においては、不吐出フラッシング波形の立ち上がり時間Ｔｒｆ及び立ち下がり時間Ｔｆｆが、アクチュエータユニット２１における固有振動周期の１／ｎとなる構成であるが、不吐出フラッシング波形の立ち上がり時間及び立ち下がり時間の少なくともいずれかが、アクチュエータユニット２１における固有振動周期の１／ｎとならない構成であってもよい。
【００５４】
さらに、上述の実施形態においては、パルス調整回路５８が、パルス出力部５７ｂの出力端子と個別電極１３５との間の抵抗値を切り換えることで時定数を調整する構成であるが、時定数を調整する構成はこれに限定されるものではない、例えば、時定数調整用に別途備えたコンデンサなどを用いて時定数を調整する構成であってもよい。
【００５５】
加えて、上述の実施形態においては、パルス出力部５７ｂが、吐出波形のパルス幅よりも短いパルス幅の不吐出パルス波形を有する駆動信号を出力する構成であるが、不吐出パルス波形のパルス幅は任意のものであってよい。
【００５６】
また、上述の実施形態においては、吐出波形のパルスの駆動電圧及び不吐出フラッシング波形のパルスの駆動電圧が同じとなっているが、各波形の駆動電圧が互いに異なっていてもよい。
【００５７】
さらに、本実施形態においては、パルス出力部５７ｂが、搬送ベルト８に搬送された用紙Ｐがノズル１０８と対向していない場合にのみ不吐出フラッシングを行う構成であるが、用紙Ｐがインク吐出面２ａと対向しているときに、インク滴を吐出しないノズル１０８に関して不吐出フラッシングを行う構成であってもよい。この構成は、ロール紙を用いる場合に有効である。このとき、用紙検知センサ５９の信号の他に、画像データの切れ目を検知する検知手段や使用時間及び印刷時間を計測する計測手段からの出力信号に基づいて不吐出フラッシングを行うことになる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの外観側面図である。
【図２】図１に示すインクジェットヘッドの短手方向に沿った断面図である。
【図３】図２に示すヘッド本体の平面図である。
【図４】図３に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図５】図４に示すV−V線断面図である。
【図６】図４に示すアクチュエータユニットの拡大図である。
【図７】図２に示すドライバＩＣの内部構成を示す部分概略図である。
【図８】図２に示すドライバＩＣから出力される駆動信号の波形図である。
【符号の説明】
【００５９】
１        インクジェットヘッド
２        ヘッド本体
２ａ        インク吐出面
８        搬送ベルト
９        流路ユニット
２１        アクチュエータユニット
５０        ＣＯＦ
５２        ドライバＩＣ
５４        基板
５４ａ        コネクタ
５７ａ        セレクタ
５７ｂ        パルス出力部
５８        パルス調整回路
５８ａ        スイッチ
１０１        インクジェットプリンタ
１０８        ノズル
１１０        圧力室
１３２        個別インク流路
１３４        共通電極
１３５        個別電極
１３６        ランド
１４１〜１４３    圧電シート
【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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