JP2007253618A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル近傍のインクの増粘が解消された状態でインク吐出を行う。
【解決手段】インクジェットプリンタは、印字及び動作を制御する制御部を有している。制御部に含まれた印字信号供給部が、印字開始時点Ｔ０からノズルにおいて最初のインク吐出に係る吐出波形信号が供給される時点Ｔ１までの時間Ｓ１が所定時間Ｔｗ１以上であるときに、時間Ｓ１中に第１予備振動波形信号を割り当てたシリアルの印字信号をドライバＩＣに供給する。そして、ドライバＩＣがシリアルの印字信号をパラレルの信号に変換するとともに、吐出電圧パルス列信号及び予備振動電圧パルス列信号を生成し、個別電極３５に供給する。
【選択図】図９

Description

本発明は、記録媒体に対してインクを吐出して印字を行うインクジェット記録装置に関する。

特許文献１に記載のインクジェット式記録装置は、個別電極に出力される駆動波形としてノズルからインク滴を吐出させる第１の駆動波形とノズルからインク滴を吐出させずにメニスカスを振動させる第２の駆動波形とのいずれかを発生させる駆動波形発生手段を有する。当該インクジェット式記録装置においては、印字中、吐出タイミング信号の入力回数を数えて、一定期間メニスカスの振動及びインク滴の吐出がないノズルに対応する個別電極に対して定期的に第２の駆動波形を出力し、メニスカスを振動させる。さらに、印字開始直前に第２の駆動波形を出力し、メニスカスを振動させる。これにより、印字中及び印字開始直前にインクの増粘が生じるのを防ぐ。

特開２００５−１４３６７号公報

しかしながら、特許文献１に記載のインクジェット式記録装置では、印字開始直前、今回の印字においてインク吐出を行うノズル、インク吐出を行わないノズル、全てのノズル、のいずれに対応する個別電極に対して第２の駆動波形を出力するのかが不明である。また、印字開始直前にメニスカスを振動させると記載されてはいるが、印字開始のタイミングがどのタイミングであるかが明記されていない。仮に、第２の駆動波形の出力がインク吐出を行うノズル又は全てのノズルに対応する個別電極に対して行われ、制御手段から駆動回路に駆動信号が入力されるときを印字開始のタイミングとした場合、印字開始から実際にノズルからインク滴が吐出されるまでの時間が長いと、インクの増粘を抑制する効果が小さくなり、ノズルからのインク吐出が安定しない。

本発明の目的は、ノズル内のインクの増粘が解消された状態でインク吐出を行うことが可能なインクジェット記録装置を提供することである。

本発明のインクジェット記録装置は、複数のノズルが形成されたインク吐出面と、前記ノズルにそれぞれ連通した複数の圧力室と、前記圧力室の容積をＶ１とする第１の状態及び前記圧力室の容積をＶ１よりも大きいＶ２とする第２の状態の２つの状態を取り得る複数のアクチュエータとを含み、記録媒体に対して相対移動することで印字を行うインクジェットヘッドと、前記アクチュエータを前記２つの状態間で適宜切り換えることによって前記ノズルからインクを吐出させる吐出パルス信号、及び、前記アクチュエータを前記２つの状態間で適宜切り換えつつも前記ノズルからインクを吐出させず当該ノズル内のインクを振動させる振動パルス信号を、前記アクチュエータに供給するアクチュエータ制御手段(actuator controller)と、を備えている。そして、前記アクチュエータ制御手段が、前記ノズルからのインク吐出方向に関して記録媒体の少なくとも一部が前記インク吐出面と対向し始める印字開始時点Ｔ０から、印字データに基づいてインク吐出が行われるｎ個（ｎ：任意の自然数）の前記ノズルのそれぞれに対応するアクチュエータに対して最初に前記吐出パルス信号が供給される時点Ｔｉ（ｉ＝１，２，・・ｎ）までの時間Ｓｉ（ｉ＝１，２，・・ｎ）の長さが所定時間Ｔｗ１以上であるとき、前記時間Ｓｉ中に、前記振動パルス信号を当該アクチュエータのそれぞれに供給する。

本発明によると、振動パルス信号がアクチュエータに供給されると、ノズル内のインクが振動して撹拌される。振動パルス信号は、記録媒体の一部がインク吐出面と対向している時間Ｓｉ中にアクチュエータに供給される。アクチュエータに振動パルス信号が供給されてから比較的短い間に吐出パルス信号が供給されるので、ノズル内のインクの増粘が解消された状態でノズルからインクを吐出することができ、インク吐出の安定化が実現される。

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。

図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタ１の概略構成図である。プリンタ１は、固定された４つのインクジェットヘッド２を有するライン型のカラーインクジェットプリンタである。各インクジェットヘッド２は、図１紙面と直交する方向に細長い形状を有している。プリンタ１には、図中下方に給紙部１１４、図中上方に紙受け部１１６、図中央に搬送ユニット１２０がそれぞれ設けられている。プリンタ１は、給紙部１１４、紙受け部１１６、及び搬送ユニット１２０の動作を制御する制御部(controller)１００を有する。制御部１００は、ドライバＩＣ８０（図６参照）を介してインクジェットヘッド２の駆動を制御する。

給紙部１１４は、積層された矩形用紙Ｐを収容する用紙収容部１１５と、用紙収容部１１５において最も上にある用紙Ｐを１枚ずつ搬送ユニット１２０に向けて送り出す給紙ローラ１４５と、を有している。用紙収容部１１５には、用紙Ｐがその長辺と平行な方向に沿って送り出されるように収容されている。給紙部１１４と搬送ユニット１２０との間には、用紙Ｐの搬送経路に沿って、二対の送りローラ１１８ａ，１１８ｂ及び１１９ａ，１１９ｂが配置されている。給紙部１１４から送り出された用紙Ｐは、その一方の短辺を先端として、送りローラ１１８ａ，１１８ｂによって図１中上方へ送られ、その後送りローラ１１９ａ，１１９ｂによって搬送ユニット１２０に向けて送られる。

搬送ユニット１２０は、エンドレスの搬送ベルト１１１と、搬送ベルト１１１が巻き掛けられた２つのベルトローラ１３６、１３７とを含む。搬送ベルト１１１の長さは、搬送ベルト１１１に所定の張力が発生するように調整されている。搬送ベルト１１１は、２つのベルトローラ１３６、１３７に巻き掛けられることによって、ベルトローラ１３６、１３７の共通接線をそれぞれ含む互いに平行な２つの平面を形成している。当該２つの平面のうちインクジェットヘッド２と対向する方が用紙Ｐの搬送面１２７となる。給紙部１１４から送り出された用紙Ｐは、搬送面１２７上において搬送されつつ、その上面にインクジェットヘッド２によって印刷が施された後、紙受け部１１６に到達する。紙受け部１１６では、印刷が施された用紙Ｐが重なり合うように載置される。

４つのインクジェットヘッド２は、用紙Ｐの搬送経路に沿って、即ち図１紙面における左右方向に沿って、互いに近接配置されている。各インクジェットヘッド２は、下端にヘッド本体１３を有している。ヘッド本体１３は、個別インク流路３２（図４参照）が多数形成された流路ユニット４と、接着剤を介して流路ユニット４の上面に貼り合わされた４つのアクチュエータユニット２１とを含む。個別インク流路３２はそれぞれ、１のノズル８と、当該ノズル８に連通した１の圧力室１０とを有する。アクチュエータユニット２１は所望の圧力室１０内のインクに圧力を与える。各アクチュエータユニット２１には、これに後述の吐出パルス信号及び振動パルス信号を供給する図示しないＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）が貼り合わされている。

各ヘッド本体１３の底面、即ちインク吐出面１３ａには、微小径を有する多数のノズル８が設けられている（図３及び図４参照）。ノズル８から吐出されるインク色はマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのいずれかであって、４つのヘッド本体１３から、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの４色から選択された互いに異なる色のインクが吐出される。

インク吐出面１３ａと搬送ベルト１１１の搬送面１２７との間には、僅かな隙間が形成されている。用紙Ｐは、当該隙間を通る搬送経路に沿って図１中右から左へと搬送される。当該隙間を用紙Ｐが順次通過する際、用紙Ｐの上面に向けてノズル８からインクが吐出されることで、用紙Ｐ上に画像データに基づくカラー画像が形成される。

ベルトローラ１３６は搬送モータ１７４と接続されている。搬送モータ１７４が制御部１００の制御に基づいて駆動すると、駆動力がベルトローラ１３６に伝えられ、ベルトローラ１３６は図１中矢印Ａ方向に回転する。そして搬送ベルト１１１が走行し、搬送ベルト１１１上に載置された用紙Ｐが搬送される。ベルトローラ１３７は、ベルトローラ１３６の回転に伴って搬送ベルト１１１から付与される回転力によって回転する従動ローラである。

ベルトローラ１３７の近傍にはニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１を挟むように配置されている。ニップローラ１３８は、搬送ユニット１２０に供給された用紙Ｐを搬送面１２７に押し付けるよう、バネ（図示せず）によって下方に付勢されている。ニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１と共に用紙Ｐを挟み込む。搬送ベルト１１１の外周面１１３には粘着性のシリコンゴムによる処理が施されており、用紙Ｐは搬送面１２７に確実に密着する。

搬送ユニット１２０の図１中左方には剥離プレート１４０が設けられている。剥離プレート１４０は、その右端が用紙Ｐと搬送ベルト１１１との間に入り込むことによって、用紙Ｐを搬送面１２７から剥離する。

搬送ユニット１２０と紙受け部１１６との間には、二対の送りローラ１２１ａ、１２１ｂ及び１２２ａ、１２２ｂが配置されている。剥離プレート１４０によって剥離された用紙Ｐは、送りローラ１２１ａ，１２１ｂによって図１中上方へ送られ、さらに送りローラ１２２ａ，１２２ｂによって紙受け部１１６へ送られる。

ニップローラ１３８と最も上流にあるインクジェットヘッド２との間には、紙面センサ１３３が配置されている。紙面センサ１３３は、発光素子と受光素子とを含む光学センサであり、搬送経路上における用紙Ｐの先端を検出する。紙面センサ１３３から出力された検知信号は、制御部１００に送られ、用紙Ｐの搬送に同期して画像形成を行うのに用いられる。

次に、ヘッド本体１３の詳細について説明する。図２は、図１に示したヘッド本体１３の平面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれた部分の拡大図である。図２に示すように、アクチュエータユニット２１はそれぞれ台形で、流路ユニット４の上面において千鳥状に２列に配列されている。より詳細には、各アクチュエータユニット２１は、その平行対向辺、即ち上辺及び下辺が流路ユニット４の長手方向に沿うように配置されている。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４の幅方向にオーバーラップしている。

流路ユニット４の上面における各アクチュエータユニット２１の接着領域には、多数の圧力室１０からなる圧力室群９が形成されている。流路ユニット４の下面、即ちインク吐出面１３ａにおける、上記接着領域に対応する領域には、多数のノズル８がマトリクス状に配列されている。ノズル８はそれぞれ対応する圧力室１０に連通する。このようにインク吐出面１３ａにおけるアクチュエータユニット２１と対向する領域は、多数のノズル８が形成されたインク吐出領域となっている。

流路ユニット４内には、マニホールド流路５及びその分岐流路である副マニホールド流路５ａが形成されている。マニホールド流路５は、アクチュエータユニット２１の斜辺に沿って延在し、複数の副マニホールド流路５ｂに分岐している。副マニホールド５ａは１のマニホールド流路５の両側から分岐している。１のインク吐出領域には、流路ユニット４の長手方向に延在した４本の副マニホールド流路５ａが対向している。流路ユニット４の上面には、アクチュエータユニット２１を避けるように、マニホールド流路５と連通する開口部５ｂが設けられている。インクタンク（図示せず）から開口部５ｂを介してマニホールド流路５及び副マニホールド流路５ａにインクが供給される。

圧力室群９を構成する圧力室１０は、図３に示すように、配列方向Ａ及び配列方向Ｂの２方向にマトリクス状に隣接配置されている。配列方向Ａは、流路ユニット４の長手方向であって、略菱形である圧力室１０の短い方の対角線と平行である。配列方向Ｂは、配列方向Ａと鈍角θをなし、圧力室１０の一斜辺と平行である。圧力室群９において、圧力室１０の鋭角部は、隣接する２つの圧力室１０の間に位置している。圧力室１０は、配列方向Ａに沿って３７．５ｄｐｉに相当する距離ずつ離隔し、配列方向Ｂに沿って１６個並べられている。圧力室１０が配列方向Ａに一定間隔で規則的に並んで圧力室列１１を構成し、互いに平行に配置された１６列の圧力室列１１によって圧力室群９が構成されている。このような圧力室１０の配置により、全体として解像度６００ｄｐｉの画像形成が可能である。圧力室列１１は、図３の紙面に垂直な方向から見て、副マニホールド流路５ａとの相対位置に応じて、第１の圧力室列１１ａ、第２の圧力室列１１ｂ、第３の圧力室列１１ｃ、及び第４の圧力室列１１ｄに分けられる。第１〜第４の圧力室列１１ａ〜１１ｄは、アクチュエータユニット２１の上辺から下辺に向けて、１１ｃ，１１ｄ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，…，１１ｂという順番で周期的に配置されている。

第１の圧力室列１１ａを構成する圧力室１０ａ及び第２の圧力室列１１ｂを構成する圧力室１０ｂに連通するノズル８は、図３の紙面に垂直な方向から見て、配列方向Ａと直交する方向に関して図３の紙面下側に偏在し、それぞれ対応する圧力室１０の下端付近に位置している。第３の圧力室列１１ｃを構成する圧力室１０ｃ及び第４の圧力室列１１ｄを構成する圧力室１０ｄに連通するノズル８は、配列方向Ａと直交する方向に関して図３の紙面上側に偏在し、それぞれ対応する圧力室１０の上端部付近に位置している。第１及び第４の圧力室列１１ａ、１１ｄを構成する圧力室１０ａ、１０ｄの半分以上の領域は、図３の紙面に垂直な方向から見て、副マニホールド流路５ａと重なっている。第２及び第３の圧力室列１１ｂ、１１ｃを構成する圧力室１０ｂ、１０ｃのほぼ全領域は、図３の紙面に垂直な方向から見て、副マニホールド流路５ａと重なっていない。つまり、副マニホールド流路５ａは、隣接する２つの圧力室列１１ａ，１１ｄの作る幅を有効に使って形成されている。そのため、いずれの圧力室１０ａ〜１０ｄに連通するノズル８も副マニホールド流路５ａと重ならないようにしつつ、副マニホールド流路５ａの幅を可能な限り広くして各圧力室１０ａ〜１０ｄにインクを円滑に供給することが可能となっている。

各インク吐出領域において、ノズル８は、流路ユニット４の長手方向に延びる１６列のノズル列１８を形成している。ノズル列１８は、それぞれ圧力室列１１に対応して配置されており、副マニホールド流路５ａとの位置関係によって、第１のノズル列１８ａ、第２のノズル列１８ｂ、第３のノズル列１８ｃ、及び第４のノズル列１８ｄに分けられる。第１〜第４のノズル列１８ａ〜１８ｄは、アクチュエータユニット２１の上辺から下辺に向けて、１８ｃ，１８ｄ，１８ａ，１８ｃ，１８ｂ，１８ｄ，・・・，１８ｂ，１８ｄ，１８ａ，１８ｂという順番で配置されている。配列の中央では、上述のように圧力室１０の鋭角部が隣接する圧力室１０に挟まれている関係上、圧力室列１１ｂ，１１ｃに対応するノズル列１８ｂ，１８ｃの順番が、圧力室列１１の順番と入れ替わっている。平面視で、副マニホールド流路５ａを挟んで、第３及び第４のノズル列１８ｃ，１８ｄが上側、第１及び第２のノズル列１８ａ，１８ｂが下側に配置されている。１の副マニホールド流路５ａを挟むノズル列１８ｃ，１８ｄ，１８ａ，１８ｂは当該副マニホールド流路５ａを共有し、ノズル列１８ａ〜１８ｄに含まれるノズル８はそれぞれ圧力室１０及び絞りであるアパーチャ１２を介して当該副マニホールド流路５ａと連通している（図４参照）。図３において、図面を分かり易くするために、アクチュエータユニット２１を二点鎖線で描いているとともに、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１０、アパーチャ１２、及びノズル８を実線で描いている。

ノズル８は、ノズル８を流路ユニット４の長手方向に延びた仮想線上にこの仮想線と直交する方向から射影した射影点が６００ｄｐｉで等間隔に並ぶような位置に、形成されている。

次に、ヘッド本体１３の断面構造について説明する。図４は、図３のIV−IV線に沿った断面図である。図５は、アクチュエータユニット２１の部分拡大平面図である。図４に示すように、流路ユニット４は、上から、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６、２７、２８、カバープレート２９、及びノズルプレート３０が積層された積層構造を有している。プレート２２〜３０はいずれも金属からなる。

流路ユニット４内には、外部から供給されたインクがノズル８から吐出されるまでのインク流路が形成されている。インク流路としては、インクを一時的に貯溜するマニホールド流路５及び副マニホールド流路５ａ、副マニホールド流路５ａの出口からノズル８に至る多数の個別インク流路３２等が含まれる。各プレート２２〜３０にはインク流路の構成要素となる凹部や孔が形成されている。

キャビティプレート２２には、圧力室１０となるほぼ菱形の孔が多数形成されている。ベースプレート２３には、各圧力室１０とこれに対応するアパーチャ１２とを連通させるための連通孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が形成されている。アパーチャプレート２４には、各アパーチャ１２となる孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が形成されている。サプライプレート２５には、各アパーチャ１２と副マニホールド流路５ａとを連通させるための連通孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が形成されている。マニホールドプレート２６、２７、２８には、副マニホールド流路５ａとなる孔及び各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が形成されている。カバープレート２９には、各圧力室１０とこれに対応するノズル８とを連通させるための連通孔が形成されている。ノズルプレート３０には、ノズル８となる孔が多数形成されている。これら９枚の金属プレートは、個別インク流路３２が形成されるように、互いに位置合わせして積層されている。

図４に示すように、アクチュエータユニット２１は、互いに積層された４枚の圧電シート４１、４２、４３、４４を有する。圧電シート４１〜４４はいずれも厚みが１５μｍ程度で、アクチュエータユニット２１の厚さは６０μｍ程度となっている。いずれの圧電シート４１〜４４も、１の圧力室群９を構成する多数の圧力室１０に跨っている。圧電シート４１〜４４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。

最上層の圧電シート４１上には、厚みが１μｍ程度の個別電極３５が形成されている。個別電極３５は、図５に示すように、ほぼ菱形の平面形状を有しており、圧力室１０に対向するように且つ平面視において大部分が圧力室１０内に収まるように形成されている。したがって、最上層の圧電シート４１上には、そのほぼ全域にわたって多数の個別電極３５がマトリクス状に二次元配列されている。圧電シート４１とその下側の圧電シート４２との間には、シート全面に形成された厚み２μｍ程度の共通電極３４が介在している。個別電極３５及び共通電極３４は共に例えばＡｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる。図４に示すように、アクチュエータユニット２１において個別電極３５が配置されている部分が、圧力室１０内のインクに圧力を付与する圧力発生部Ｊ、即ちアクチュエータに相当する。つまり、アクチュエータユニット２１には、各圧力室１０に対して個別のアクチュエータが作り込まれている。アクチュエータユニット２１は、最上層である圧電シート４１だけが外部電界により圧電歪を生じる活性部を含み、他の圧電シート４２〜４４を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプである。

図５に示すように、個別電極３５における一方の鋭角部は圧力室１０外にまで延出されており、当該延出部の先端近傍上にはランド３６が形成されている。ランド３６は、キャビティプレート２２の隔壁２２ａ（図４参照）、即ちキャビティプレート２２において圧力室１０が形成されていない部分であってアクチュエータユニット２１と接着される部分上に、位置している。つまり、ランド３６は、アクチュエータユニット２１の厚み方向に関して圧力室１０と重ならない位置に形成されている。ランド３６は、ＦＰＣ（図示せず）のコンタクトと電気的に接続されている。ランド３６は、円形の外形形状を有し、厚みが１５μｍ程度、径が約１６０μｍである。ランド３６は、例えばガラスフリットを含む金からなる。

共通電極３４は、図示しない領域において接地されており、全ての圧力室１０に対向する領域において等しくグランド電位に保たれている。個別電極３５は、個別に電位の制御ができるように、個別電極３５毎に独立した配線を含むＦＰＣ（図示せず）を介してドライバＩＣ８０（図６参照）に電気的に接続されている。圧電シート４１上に、個別電極３５の群を避けるように、表面電極が形成されている。表面電極は、スルーホールを介して共通電極３４と電気的に接続され、ＦＰＣにおける個別電極３５の配線とは別の配線と接続されている。

次に、アクチュエータユニット２１の駆動方法について述べる。アクチュエータユニット２１における圧電シート４１の分極方向はその厚み方向である。上述のように、アクチュエータユニット２１は、圧力室１０とは離れた上側の圧電シート４１を活性部が存在する層とし且つ圧力室１０に近い下側の３枚の圧電シート４２〜４４を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプである。したがって、個別電極３５を電界方向と分極方向とが同じとなる正電位とすると、圧電シート４１中の電極３４，３５に挟まれた部分が、活性部として働き、圧電横効果によって分極方向と直角方向に縮む。その他の圧電シート４２〜４４は電界の影響を受けないため自発的には縮まない。これにより、圧電シート４１とその下側の圧電シート４２〜４４との間で分極方向と垂直な方向への歪みに差が生じ、圧電シート４１〜４４全体が下側に凸となるように変形しようとする（ユニモルフ変形）。ここで、図４に示したように圧電シート４１〜４４の下面はキャビティプレート２２の隔壁２２ａ上に固定されているので、結果的に圧電シート４１〜４４において活性部に対応する部分が圧力室１０に向けて凸になるように変形する。これにより、圧力室１０の容積が低下し、圧力室１０内のインクの圧力が上昇する。個別電極３５を電界方向と分極方向とが逆になる負電位とすると、圧電シート４１〜４４において活性部に対応する部分は上側に凸となるように変形し、圧力室１０内のインクの圧力が降下する。

予め個別電極３５を正電位としておき、吐出要求がある毎に個別電極３５を負電位にし、その後所定のタイミングで再び個別電極３５を正電位とする。この場合、初期状態、即ち個別電極３５が正電位の状態では、圧電シート４１〜４４において活性部に対応する部分が圧力室１０に向けて凸となるよう変形している。そして個別電極３５が負電位となるタイミングで、圧電シート４１〜４４が平坦な形状となり、圧力室１０の容積が初期状態と比較して増加し、圧力室１０内のインクの圧力が降下して、副マニホールド流路５ｂから個別インク流路３２へとインクが吸い込まれる。その後、再び個別電極３５を正電位としたタイミングで、圧電シート４１〜４４において活性部に対応する部分が圧力室１０に向けて凸となるように変形する。これにより圧力室１０の容積が低下して、圧力室１０内のインクの圧力が上昇し、ノズル８からインクが吐出される。このような吐出方式は、一般的に“引き打ち”と称される。ノズル８からインクを吐出させるためには、正電位と負電位とが所定の電位差を有するようにしなければならない。

個別電極３５には、矩形波の群からなる吐出パルス信号が供給される。当該信号に含まれる矩形波の幅と、インクを伝搬する圧力波が副マニホールド流路５ａの出口からノズル８に至るまでの時間長さＡＬ（Acoustic Length）とが等しい場合、強い圧力又は速い速度でインクが吐出される。本実施形態では、圧力発生部Ｊが個別インク流路３２の中央付近に位置しており、個別電極３５を負電位としてから正電位とするまでの時間、即ち矩形波の幅を、圧力室１０で発生した負の圧力波が副マニホールド流路５ａ付近で正に反転反射して圧力室１０に戻るまでの時間、即ちＡＬに近い値としている。

階調は、ノズル８から吐出されるインク滴の数で調整されるインクの体積によって、表現される。用紙上の１ドットは、１個又は連続して吐出された複数個のインク滴によって形成される。複数個のインク滴を連続して吐出させる場合、インク滴を吐出させるために供給するパルスとパルスとの間隔をＡＬとする。これにより、先に吐出されるインク滴のために付与された圧力の残余圧力波のピークと、後に吐出されるインク滴のために付与された圧力の圧力波のピークが一致する。そのため、上記２つの圧力波が重畳して増幅し、後に吐出されるインク滴の吐出速度が、先に吐出されたインク滴の吐出速度より早くなる。したがって、後に吐出されたインク滴は、先に吐出されたインク滴に追いついて空中で衝突し、先に吐出されたインク滴と一体となる。

ここで、アクチュエータユニット２１の制御について、図６を参照しつつ説明する。制御部１００は、演算処理装置であるＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵが実行するプログラム及びプログラムに使用されるデータが記憶されているＲＯＭ（Read Only Memory）、並びに、プログラム実行時にデータを一時記憶するＲＡＭ（Random Access Memory：共に図示せず）等を含み、これらによって以下に説明する各部が構築されている。

制御部１００は、印字制御部１０１と動作制御部１０２とを有している。動作制御部１０２は、紙面センサ１３３やＰＣ（Personal Computer）１３５から送信された印字に係る画像データ及び動作データに基づいて、給紙ローラ１４５を駆動するモータ、送りローラ１１８ａ、１１８ｂ、１１９ａ、１１９ｂ、１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂを駆動するモータ、及び、搬送モータ１７４等の駆動を制御する。紙面センサ１３３は最も上流にあるインクジェットヘッド２と離隔しているため、紙面センサ１３３が用紙Ｐの先端を検知したとき、用紙Ｐはインクジェットヘッド２と対向していない。しかし、紙面センサ１３３とインクジェットヘッド２との位置関係は固定されており、即ちこれらの離隔距離が固定されている。したがって、印字制御部１０１は、紙面センサ１３３が用紙Ｐの先端を検知したときに制御部１００に出力した検知信号に基づいて、紙面センサ１３３と最も上流にあるインクジェットヘッド２との離隔距離を考慮しつつ、用紙Ｐが最も上流にあるインクジェットヘッド２と対向し始める時点が印字開始時点となるよう制御を行う。つまり、印字制御部１０１は、動作制御部１０２によって用紙Ｐの搬送が制御されることによって用紙Ｐが最も上流にあるインクジェットヘッド２と対向し始めたときに、用紙Ｐに対して印字が開始されるように制御を行う。

印字制御部１０１は、画像データ記憶部１０３と、印字信号生成部１０４と、印字信号供給部１０７とを含む。画像データ記憶部１０３は、ＰＣ１３５から送信された印字に係る画像データを記憶している。印字信号生成部１０４は、吐出波形生成部１０５と、予備振動波形生成部１０６とを有している。

吐出波形生成部１０５は、第１波形生成部１０５ａ、第２波形生成部１０５ｂ、第３波形生成部１０５ｃ、及び第４波形生成部１０５ｄを含む。第１〜第４波形生成部１０５ａ〜１０５ｄは、それぞれ異なる階調を表現する吐出波形信号を生成可能である。また、第１〜第４波形生成部１０５ａ〜１０５ｄは、詳細は後述するが、それぞれが前出の第１〜第４のノズル列１８ａ〜１８ｄに接続する第１〜第４の圧力室列１１ａ〜１１ｄに対応して、生成した吐出波形信号を各アクチュエータ（個別電極３５）に供給する。図７に示す４つのグラフは、それぞれ４つの波形生成部１０５ａ〜１０５ｄが生成する吐出波形信号の一例である。なお、後述するように、第１〜第４波形生成部１０５ａ〜１０５ｄが生成した各吐出波形信号は、印字信号供給部１０７中の遅延回路で、４つの副マニホールド流路５ａごとに異なる時間だけ遅延させられることによって、互いに位相がずれた４つの信号となる。

図７に示すように、各吐出波形信号は、凹型矩形波の群であり、画像データに含まれる階調データに基づいて決定される４段階のインク吐出量（吐出なしを含む）から算出されるインク滴の数と、波形パターンの位相及び周期とで決定される。具体的には、波形パターンは、立ち下がりタイミング及び立ち上がりタイミングで決定されるＡＬ（約７μｓｅｃ）の幅を有した矩形波が、吐出されるインク滴の数（１〜３）に応じた数だけＡＬの間隔で連続し、最後にＡＬの半分の幅を有した矩形波が付加されたものである。最後の矩形波は、圧力室１０に残留した圧力をキャンセルする。

第１〜第４波形生成部１０５ａ〜１０５ｄは、図７に示すように、互いに位相の異なる吐出波形信号を生成する。具体的には、第２波形生成部１０５ｂが生成する吐出波形信号の位相は、第１吐出波形生成部１０５ａが生成する吐出波形信号の位相に対して、パルス幅であるＡＬの半分、即ち約３．５μｓｅｃ遅れている。第３波形生成部１０５ｃが生成する吐出波形信号の位相は、第２波形生成部１０５ｂが生成する吐出波形信号の位相に対して、ＡＬの半分遅れている。第４波形生成部１０５ｄが生成する吐出波形信号の位相は、第３波形生成部１０５ｃが生成する吐出波形信号の位相に対して、ＡＬの半分遅れている。図７の上から２つのグラフは吐出されるインク滴の数が３の場合、上から３番目のグラフは吐出されるインク滴の数が２の場合、一番下のグラフは吐出されるインク滴の数が１の場合の例をそれぞれ示している。ただし、波形生成部１０５ａ〜１０５ｄのいずれも、インク滴の数が１〜３の各場合の吐出波形信号を生成できる。

予備振動波形生成部１０６は、ノズル８からインクを吐出させずにノズル８内のインクを振動させ撹拌する予備振動波形信号として、第１予備振動波形信号及び第２予備振動波形信号を生成する。図８は、予備振動波形生成部１０６が生成する予備振動波形信号の基本波形を示している。図８に示すように、予備振動波形信号は、吐出波形信号と同様、凹型矩形波の群であり、波形パターンの位相及び周期によって決定される。基本波形は、１の印字周期内に微振動を発生する５個の微振動パルスを含む。印字周期とは、印字の解像度に対応する単位距離だけ用紙が搬送されるのに要する時間を意味する。各微振動パルスの幅は、１μｓｅｃであり、ＡＬの幅より小さい。微振動パルスは、４μｓｅｃの間隔で、５つ連続する。例えば２０ｋＨｚで駆動されている場合、１の印字周期が５０μｓｅｃであり、当該印字周期のはじめから２５μｓｅｃまでに５個の微振動パルスが連続し、残りの２５μｓｅｃの間は休止状態、即ち正電位に保持された状態となる。第１予備振動波形信号は、図８に示す基本波形を５０個連続させたものである。つまり、第１の予備振動波形信号によると、微振動が２５０回行われ、振動の持続期間は２．５ｍｓｅｃである。第２予備振動波形信号は、図８に示す基本波形を３０個連続させたものである。つまり、第２の予備振動波形信号によると、微振動が１５０回行われ、振動の持続期間は１．５ｍｓｅｃである。圧電式のアクチュエータでは、電圧を印加してからアクチュエータが変形を完了するまでの過渡時間が生じる。本実施形態では、過渡時間が１μｓｅｃより長い。そのため、予備振動波形信号に含まれる微振動パルスの幅を１μｓｅｃとすることで、アクチュエータの変形量がインクの吐出に及ぶ前に電圧の極性が変わり、ノズル８からインクが吐出されることなく、ノズル８内のインクは振動するに留まる。

印字信号供給部１０７は、画像データに基づいて、各印字周期において、吐出なしの場合を除いて、各アクチュエータに図７に示す吐出波形信号のいずれかを割り当て、さらに、所定条件を満たしたアクチュエータに対して第１予備振動波形信号又は第２予備振動波形信号を割り当てる。印字信号供給部１０７は、アクチュエータ毎に予備振動波形信号を割り当てるか否かを判断する。印字信号供給部１０７は、割り当てに基づいてシリアルの印字信号を生成し、当該印字信号を各アクチュエータユニット２１に対応したドライバＩＣ８０に供給する。

印字信号供給部１０７は、図９（ａ）に示すように、印字開始時点Ｔ０から最初の吐出波形信号が供給される時点Ｔ１までの時間Ｓ１が、所定時間Ｔｗ１より長く所定時間Ｔｗ１＋Ｔｗ２より短ければ、時点Ｔ１から所定時間Ｔｗ１さかのぼった時点Ｆ１に第１予備振動波形信号を割り当てる。印字信号供給部１０７は、図９（ｂ）に示すように、印字開始時点Ｔ０から最初の吐出波形信号が供給される時点Ｔ１´までの時間Ｓ１´が、所定時間Ｔｗ１＋Ｔｗ２を超えれば、時点Ｔ１´から所定時間Ｔｗ１さかのぼった時点Ｆ１´に第１予備振動波形信号を割り当て、さらに、時点Ｆ１´から所定時間Ｔｗ２さかのぼった時点Ｇ１に第２予備振動波形信号を割り当てる。時間Ｓ１´が所定時間Ｔｗ１＋Ｔｗ２を超えるのは、例えば用紙Ｐの後端のみに印字が行われる場合など、最も上流にあるインクジェットヘッド２と用紙Ｐとが対向し始めた印字開始時点Ｔ０から最初の吐出波形信号が供給される時点までの時間が比較的長い場合に生じる。図９（ａ）及び図９（ｂ）においては、説明の便宜上、１のアクチュエータにおける時点Ｔ１，Ｔ１´、時間Ｓ１，Ｓ１´、時点Ｆ１，Ｆ１´及び時点Ｇ１を示しているが、残りのアクチュエータにおいても同様である。つまり、アクチュエータの数、即ちノズル８の数がｎ個の場合、時点Ｔｉ、時間Ｓｉ、時点Ｆｉ、及び時点Ｇｉは、ｉ＝１〜ｎであって、それぞれ計ｎ個ある。予備振動波形信号の割り当ては時間Ｓ１及び時間Ｓ１´においてのみ行われ、それ以外は吐出波形信号のみ割り当てられる。

所定時間Ｔｗ１は、５ｍｓｅｃ以上２５ｍｓｅｃ以下が好ましい。所定時間Ｔｗ１が５ｍｓｅｃ未満の場合、予備振動波形信号によって圧力室１０内に生じた圧力が残留して、後の吐出波形信号によるインク吐出に影響を及ぼすことがある。所定時間Ｔｗ１が２５ｍｓｅｃを超える場合、ノズル８内のインクを振動させ撹拌しても、インクが再び増粘し、後の吐出波形信号によるインク吐出に影響を及ぼすことがある。所定時間Ｔｗ２は、印字開始時点Ｔ０から時点Ｔ１´までの時間が比較的長く、第１予備振動波形信号だけではノズル８内のインクの増粘が解消されにくい場合に、先に第２予備振動波形信号を付与することで第１予備振動波形信号によってノズル８内のインクの増粘が解消されるような時間となっている。インクの特性や雰囲気の温度及び湿度によっては、第２予備振動波形信号による振動を複数回繰り返してよい。このとき、所定時間Ｔｗ２は上述の時間長さに比べて短く設定される。

印字信号供給部１０７は、第１〜第４波形生成部１０５ａ〜１０５ｄが生成した互いに位相がずれた吐出波形信号を、１つのアクチュエータユニット２１の範囲内にある１６列のノズル列１８ａ〜１８ｄに係る複数の個別電極３５に供給する。より詳細には、印字信号供給部１０７は、第１波形生成部１０５ａが生成した吐出波形信号を、第１のノズル列１８ａに対応する複数の個別電極３５に供給し、第２波形生成部１０５ｂが生成した吐出波形信号を、第２のノズル列１８ｂに対応する複数の個別電極３５に供給し、第３波形生成部１０５ｃが生成した吐出波形信号を、第３のノズル列１８ｃに対応する複数の個別電極３５に供給し、第４波形生成部１０５ｄが生成した吐出波形信号を、第４のノズル列１８ｄに対応する複数の個別電極３５に供給する。

さらに、印字信号供給部１０７は、第１〜第４波形生成部１０５ａ〜１０５ｄが生成した吐出波形信号を、１つのアクチュエータユニット２１の範囲内にある４つの副マニホールド流路５ａごとに異なる時間だけ遅延させる。この遅延量の関係を描いたのが図１０の４つのグラフである。すなわち、１つのアクチュエータユニット２１に対向する４つの副マニホールド流路５ａのうちで第１の副マニホールド流路５ａに係る個別電極３５に供給される吐出波形信号を基準とすると（図１０中最も上のグラフ）、これに隣接した第２の副マニホールド流路５ａに係る個別電極３５に供給される吐出波形信号は、基準とした吐出波形信号に対して時間ｔ（例えば１．２５μ秒）だけ遅延させられる（図１０中の上から２番目のグラフ）。そして、第３、第４の副マニホールド流路５ａに係る個別電極３５に供給される吐出波形信号は、基準とした吐出波形信号に対してそれぞれ時間２ｔ、３ｔだけ遅延させられる（図１０中の上から３、４番目のグラフ）。

結局、印字信号供給部１０７からは、１つのアクチュエータユニット２１の範囲内にあるノズル列の数と同じ１６の互いに異なるタイミングに位相ずれした吐出波形信号が出力される。すなわち、印字信号供給部１０７は、１つのアクチュエータユニット２１の範囲内にある多数の個別電極３５のうち同じノズル列に係る個別電極３５に対して、同じ位相の吐出波形信号を供給しつつ、互いに異なるノズル列に係る個別電極３５に対して、互いに位相の異なる吐出波形信号を供給する。上述した所定時間Ｔｗ１、Ｔｗ２は、実際にノズルからインクが吐出され始める時刻が吐出波形信号の波形差及び遅延時間差に起因してノズル列ごとに異なることを考慮して、ノズル列ごとに異なる値であってよい。

ドライバＩＣ８０は、シフトレジスタ、マルチプレクサ、及びドライブバッファ（共に図示せず）を含む。シフトレジスタは、印字信号供給部１０７から出力されたシリアルの印字信号をパラレル信号に変換し、各個別電極３５に対して個別の信号を出力する。マルチプレクサは、シフトレジスタから出力された各信号に基づいて、インク吐出に係る複数種類の吐出波形信号及びインクの予備振動に係る２種類の予備振動波形信号の中から適切なものを選択し、選択した信号をドライブバッファに出力する。ドライブバッファは、マルチプレクサから出力されたデータに基づいて、それぞれ所定のレベルを有する吐出パルス信号及び振動パルス信号を生成し、ＦＰＣを介して、当該信号を各アクチュエータに対応する個別電極３５に供給する。吐出パルス信号は吐出波形信号に基づいて形成され、振動パルス信号は予備振動波形信号に基づいて形成される。これにより、アクチュエータユニット２１が駆動される。具体的には、吐出パルス信号に基づいて、用紙Ｐ上に所望の画像が形成される。振動パルス信号に基づいて、ノズル８内のインクが吐出しない程度に振動する。振動パルス信号は、最初のインク吐出に係る吐出パルス信号が個別電極３５に供給される前に当該個別電極３５に供給される。これにより、全てのノズル８内のインクは、吐出前に振動し、増粘が解消される。

次に、図１１Ａ〜図１１Ｃを参照しつつ、吐出パルス信号を受信したアクチュエータの駆動について具体的に説明する。図１１Ａ〜図１１Ｃは、アクチュエータユニット２１のアクチュエータの駆動によりノズル８からインク滴が吐出される様子を経時的に示す。

図１１Ａは、個別電極３５が正電位のときの状態を示す。アクチュエータ、即ち図４に示す圧力発生部Ｊの領域は、緊張状態にあり、圧力室１０に向けて凸となるように変形している。このときの圧力室１０の容積はＶ１であり、この状態をアクチュエータにおける第１の状態とする。

図１１Ｂは、個別電極３５が負電位のときの状態を示す。アクチュエータは、応力が解放され、ほぼ弛緩している。このときの圧力室１０の容積Ｖ２は、図１１Ａに示す圧力室１０の容積Ｖ１に比べて増大している。この状態をアクチュエータにおける第２の状態とする。このような圧力室１０の容積の増大の結果、インクが副マニホールド流路５ａから圧力室１０に吸い込まれる。

図１１Ｃは、個別電極３５が再び正電位となったときの状態を示す。アクチュエータは、図１１Ａと同様に圧力室１０に向けて凸となるように変形している。このときアクチュエータは第１の状態となっている。図１１Ｂに示す第２の状態から図１１Ｃに示す第１の状態に変化することで、圧力室１０内のインクに圧力が加えられ、ノズル８からインク滴が吐出される。インク滴は用紙Ｐの上面に着弾し、ドットを形成する。

振動パルス信号を受信したアクチュエータは、図１１Ａ〜図１１Ｃのように圧力室の容積がＶ１→Ｖ２→Ｖ１となるよう変形しようとするが、ノズル８からインクが吐出される程度には変形しない。これは、予備振動波形信号の矩形波の幅、即ち立ち下がりから立ち上がりまでの間隔が、インクがノズル８から吐出されないよう設定されているからである。ノズル８内のインクは、アクチュエータの変形に伴って生じる圧力波によって、振動し撹拌される。

以上に述べたように、本実施形態によると、振動パルス信号がアクチュエータに供給されると、ノズル８内のインクが振動して撹拌される。振動パルス信号は、用紙Ｐとインク吐出面１３ａとが対向している間、即ち時間Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）中にアクチュエータに供給される（図９（ａ）及び図９（ｂ）参照）。アクチュエータに振動パルス信号が供給されてから比較的短い間に吐出パルス信号が供給されるので、ノズル８内のインクの増粘が解消された状態でノズル８からインクを吐出することができ、インク吐出の安定化が実現される。

第１予備振動波形信号に基づく振動パルス信号が、最初のインク吐出に係る吐出パルス信号が供給される時点Ｔｉ（ｉ＝１〜ｎ）から所定時間Ｔｗ１さかのぼった時点Ｆｉ（ｉ＝１〜ｎ）に、アクチュエータのそれぞれに供給される（図９（ａ）及び図９（ｂ）参照）。そのため、ノズル８毎における、ノズル８内のインクの増粘が解消された状態の差が小さくなる。したがって、インク吐出がより安定化する。さらに、複数のノズル８からのインク吐出のタイミングが異なる場合、ノズル８に対応するアクチュエータそれぞれに対する振動パルス信号の供給タイミングも互いに異なる。そのため、消費電力ピークが過大になるのを避けることができ、電力の小さい電源装置を使用することができる。

第２予備振動波形信号に基づく振動パルス信号が、時点Ｆｉ（ｉ＝１〜ｎ）から所定時間Ｔｗ２さかのぼった時点Ｇｉ（ｉ＝１〜ｎ）に、アクチュエータのそれぞれに供給される。これにより、ノズル８内のインクの増粘がより効果的に解消される。

第２予備振動波形信号に含まれる矩形波の数は、第１予備振動波形信号に含まれる矩形波の数より少ない。つまり、第２予備振動波形信号に基づく振動パルス信号による、圧力室１０の容積を第１の状態から第２の状態を経て再び第１の状態に戻す繰り返し数は、第１予備振動波形信号に基づく振動パルス信号による繰り返し数よりも少ない。したがって、第１予備振動波形信号よりも第２予備振動波形信号の方が、消費電力が小さい。そのため、ノズル８内のインクの増粘の進行を省電力で抑制することができ、全消費電力も抑制される。

紙面センサ１３３からの検知信号に基づいて印字開始時点Ｔ０を決めているので、印字開始時点Ｔ０がより安定した時点となる。そのため、ノズル８内のインクの振動及びノズル８からのインク吐出のタイミングの精度が向上し、インクの吐出がより安定化する。

本実施の形態では、アクチュエータに供給される吐出パルス信号の位相が副マニホールド流路５ａ毎、より詳細には、ノズル列ごとに異なる。つまり、ノズル列ごとにアクチュエータの駆動タイミングが異なる。これにより、消費電力ピークが過大になるのを避けることができ、電力の小さい電源装置を使用することができる。さらに、圧力室１０の容積変化に伴う流体的・構造的クロストークを抑制することができる。また、１つのノズル列に係るアクチュエータには同じ位相の吐出パルス信号が供給されるので、制御が容易となる。

さらに、１の副マニホールド流路５ａに連通する第１〜第４のノズル列１８ａ〜１８ｄ間において、対応するアクチュエータに供給される吐出波形信号の位相が異なる。したがって、２以上のノズル列に係る複数の個別インク流路３２内に、当該副マニホールド流路５ａから同時にインクが吸い込まれることがない。これにより、流体的・構造的クロストークが抑制される。また、アクチュエータに与えられる第１及び第２予備振動波形信号の位相も、ノズル列１８ａ〜１８ｄ毎に異なる。これによっても、消費電力ピークが過大になるのを避けることができ、電力の小さい電源装置を使用することができる。

アクチュエータユニット２１に含まれるアクチュエータは、圧電シート４１〜４４によって形成されている（図４参照）。これにより、高精度の制御が可能となる。さらに、アクチュエータは圧電式であるので、消費電力が低く、発熱もほとんどない。そのため、アクチュエータの駆動に伴ってインクの増粘を助長することもない。

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の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を上述の実施の形態に施すことが可能である。例えば、上述の実施形態では、正電位を２０Ｖ、負電位を−５Ｖとしているが（図７参照）、これに限定されない。アクチュエータユニット２１に所定の変形量が得られる限りは、アクチュエータユニット２１の構成や制御方法に基づいて、正電位及び負電位を様々な値としてよい。例えば、正電位を２０Ｖ、負電位に相当する電位を接地電位（０Ｖ）としてよい。

振動パルス信号の供給タイミングは、時点Ｆｉ（ｉ＝１，２，・・ｎ）に限定されず、印字開始時点Ｔ０から最初の吐出パルス信号が供給される時点Ｔｉ（ｉ＝１，２，・・ｎ）までのどの時点でもよい。

第１及び第２予備振動波形信号に含まれる矩形波の数は共に５００個以下であればよい。

第１及び第２予備振動波形信号に含まれる矩形波の幅は、ノズル８からインクが吐出されず且つノズル８内のインクが振動する限りは、どのような幅であってもよい。

紙面センサ１３３を設けなくてよい。また、紙面センサ１３３に替わる検知手段を設けてもよい。

１の副マニホールド流路５ａに連通するノズル列１８ａ〜１８ｄ毎に、吐出パルス信号の位相を異ならせなくてもよい。これにより、第１〜第４波形生成部１０５ａ〜１０５ｄを１つの波形生成部にすることが可能となり、制御部１００の構成が簡易になる。この場合でも、副マニホールド流路５ａ毎に吐出パルス信号の位相を異ならせることで、電源負荷の軽減と流体的・構造的クロストークの軽減とが実現される。逆に、副マニホールド流路５ａ毎に吐出パルス信号の位相を異ならせず、ノズル列１８ａ〜１８ｄ毎に吐出パルス信号の位相を異ならせてよい。この場合でも、電源負荷の軽減と流体的・構造的クロストークの軽減とが実現される。

上述の実施形態では記録媒体として矩形の用紙Ｐを採用しているが、ロール紙であってもよい。この場合、給紙部１１４をロール紙に対応したものに変更する。例えば、ロール紙において、先端から、長手方向に連なった用紙Ｐの２〜３枚分離れた部分に、最初のインク吐出を行う場合、ロール紙の先端とインク吐出面とが対向し始めた印字開始時点Ｔ０から、最初の吐出パルス信号が供給される時点までの間に、振動パルス信号が供給される。したがって、記録媒体として長尺なロール紙を用いた場合でも、上述の実施形態と同様の効果が得られる。

上述の実施形態では、“引き打ち”を行うことによってインクを吐出しているが、“押し打ち”によってインクを吐出してもよい。この場合、予め個別電極３５を負電位又はグランド電位としておき、吐出要求がある毎に個別電極３５を正電位にする。個別電極３５が正電位となるタイミングで、圧電シート４１〜４４において活性部に対応する部分が圧力室１０に向けて凸となるように変形する。これにより圧力室１０の容積が低下して、圧力室１０内のインクの圧力が上昇し、ノズル８からインクが吐出される。

上述したインクジェットプリンタ１はヘッド２が固定されたラインプリンタであるが、本発明はヘッドが往復移動するシリアルプリンタにも適用可能である。

本発明は、プリンタに限定されず、ファクシミリやコピー機等にも適用可能である。

本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。 図１のインクジェットプリンタに含まれるヘッド本体の平面図である。 図２の一点鎖線で囲まれた部分の拡大図である。 図３のIV−IV線に沿った断面図である。 図２に示すアクチュエータユニットの部分拡大平面図である。 図１のインクジェットプリンタの電気的構成を概略的に示すブロック図である。 図６に描かれた吐出波形生成部の各部により生成される吐出波形信号を示す波形図である。 図６に描かれた予備振動波形生成部により生成される予備振動波形信号の基本波形を示す波形図である。 図６に描かれた印字信号供給部により供給される印字信号であって、吐出波形信号と予備振動波形信号とが割り当てられた印字信号を示す模式図である。 吐出波形信号の矩形波に副マニホールド流路毎の遅延が生じている状態を示す図である。 アクチュエータユニットの駆動によりノズルからインクが吐出される様子を経時的に示した図である。

符号の説明

１ インクジェットヘッドプリンタ（インクジェット記録装置）
２ インクジェットヘッド
５ａ 副マニホールド流路（共通インク室）
８ ノズル
１０ 圧力室
１３ａ インク吐出面
１８ａ〜１８ｄ ノズル列
３４ 共通電極（第１電極）
３５ 個別電極（第２電極）
４１ 圧電シート（圧電部材）
１０１ 印字制御部（アクチュエータ制御手段）
１３３ 紙面センサ（検知手段）

Claims (12)

1. 複数のノズルが形成されたインク吐出面と、前記ノズルにそれぞれ連通した複数の圧力室と、前記圧力室の容積をＶ１とする第１の状態及び前記圧力室の容積をＶ１よりも大きいＶ２とする第２の状態の２つの状態を取り得る複数のアクチュエータとを含み、記録媒体に対して相対移動することで印字を行うインクジェットヘッドと、
   前記アクチュエータを前記２つの状態間で適宜切り換えることによって前記ノズルからインクを吐出させる吐出パルス信号、及び、前記アクチュエータを前記２つの状態間で適宜切り換えつつも前記ノズルからインクを吐出させず当該ノズル内のインクを振動させる振動パルス信号を、前記アクチュエータに供給するアクチュエータ制御手段(actuator controller)と、を備え、
   前記アクチュエータ制御手段が、前記ノズルからのインク吐出方向に関して記録媒体の少なくとも一部が前記インク吐出面と対向し始める印字開始時点Ｔ０から、印字データに基づいてインク吐出が行われるｎ個（ｎ：任意の自然数）の前記ノズルのそれぞれに対応するアクチュエータに対して最初に前記吐出パルス信号が供給される時点Ｔｉ（ｉ＝１，２，・・ｎ）までの時間Ｓｉ（ｉ＝１，２，・・ｎ）の長さが所定時間Ｔｗ１以上であるとき、前記時間Ｓｉ中に、前記振動パルス信号を当該アクチュエータのそれぞれに供給することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記アクチュエータ制御手段が、前記時点Ｔｉから前記所定時間Ｔｗ１さかのぼった時点Ｆｉ（ｉ＝１，２，・・ｎ）に、前記振動パルス信号を前記アクチュエータのそれぞれに供給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記録装置。
3. 前記アクチュエータ制御手段が、前記時間Ｓｉの長さが所定時間Ｔｗ１＋Ｔｗ２以上であるとき、前記時点Ｆｉから所定時間Ｔｗ２さかのぼった時点Ｇｉ（ｉ＝１，２，・・ｎ）に、前記振動パルス信号を前記アクチュエータのそれぞれに供給することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記時点Ｇｉにおいて行われる、前記振動パルス信号による前記第１の状態から前記第２の状態を経て再び前記第１の状態に戻す繰り返し数が、前記時点Ｆｉにおいて行われる前記振動パルス信号の前記繰り返し数よりも少ないことを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
5. 記録媒体と前記インク吐出面とが対向する直前で記録媒体を検知する検知手段をさらに備えており、
   前記印字開始時点Ｔ０が前記検知手段によって記録媒体を検知することに基づいて決められることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記複数のノズルが複数のノズル群に分けられ、
   前記アクチュエータ制御手段が、
   各ノズル群に係る複数の前記アクチュエータに対して、前記ノズル群毎に同じ位相の吐出パルス信号を供給しつつ、互いに異なる複数の前記ノズル群に係る複数の前記アクチュエータに対して、前記ノズル群毎に互いに位相の異なる吐出パルス信号を供給することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記インクジェットヘッドが、
   互いに連通している複数の共通インク室、をさらに含み、
   各ノズル群に含まれる複数の前記ノズルが１つの前記共通インク室と連通しており、
   前記アクチュエータ制御手段が、
   一の前記共通インク室に複数の前記圧力室を介して連通する複数の前記ノズルに係る複数のアクチュエータと、別の前記共通インク室に複数の前記圧力室を介して連通する複数の前記ノズルに係る複数のアクチュエータとに対して、互いに位相の異なる吐出パルス信号を供給することを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
8. 各共通インク室が、２以上の前記ノズル群に係る複数の前記ノズルと複数の前記圧力室を介して連通しており、
   前記アクチュエータ制御手段が、
   各共通インク室に係る複数の前記アクチュエータのうち同じノズル群に係る前記アクチュエータに対して、同じ位相の吐出パルス信号を供給しつつ、互いに異なる前記ノズル群に係る前記アクチュエータに対して、前記ノズル群ごとに互いに位相の異なる吐出パルス信号を供給することを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録装置。
9. 前記吐出パルス信号に含まれる矩形波の幅が、インクを伝搬する圧力波が前記共通インク室における前記圧力室への出口から前記ノズルに至るまでの時間長さＡＬ（Acoustic Length）と等しいことを特徴とする請求項７又は８に記載のインクジェット記録装置。
10. 前記時間Ｔｗ１が５ｍｓｅｃ以上２５ｍｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
11. 前記アクチュエータが、
    一定電位に保持された第１電極と、
    前記圧力室に対向した位置に配置され、前記アクチュエータ制御手段から前記吐出パルス信号及び前記振動パルス信号が供給される第２電極と、
    前記第１電極と前記第２電極とに挟まれた圧電部材と、
    を含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
12. 前記吐出パルス信号は、前記アクチュエータを前記第１の状態から前記第２の状態を経て再び前記第１の状態とすることによって前記ノズルからインクを吐出させるものであり、前記振動パルス信号は、前記アクチュエータを前記第１の状態から前記第２の状態を経て再び前記第１の状態としても前記ノズルからインクを吐出させず当該ノズル内のインクを振動させるものであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。

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