JP2011083987A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】噴射ノズルを駆動する圧電素子に複数の電圧を切り換えて接続することによって
液体を噴射しながら、液体の噴射量を調整可能とする。
【解決手段】複数の基準電圧を、駆動電圧波形データに従って切り換えながら圧電素子に
接続することで、噴射ノズルから液体を噴射する。ここで、駆動電圧波形データには、駆
動電圧波形を構成する複数の波形区間についての所要時間や、それら波形区間の境の位置
での電圧が記憶されている。そして、駆動電圧波形を圧電素子に印加するに際しては、液
体の噴射量の調整に関する情報を取得し、その情報に応じて、駆動電圧波形データに含ま
れる波形区間の所要時間を変更した後、得られた駆動電圧波形データに従って駆動電圧波
形を印加することによって液体を噴射する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、噴射ノズルから液体を噴射する技術に関する。

噴射ノズルを用いてインクなどの液体を噴射する液体噴射装置は広く知られている。噴
射ノズルから液体を噴射する方式には幾つかの方式が存在するが、代表的な方式としては
、圧電素子をアクチュエーターとして噴射ノズルに搭載し、この圧電素子に所定の電圧波
形を印加することによって、噴射ノズルから液滴状の液体を噴射する方式が広く使用され
ている。この方式では、印加する電圧波形を変更することによって、液滴の大きさ（ある
いは液体の噴射量）を変更することが可能である。

また、圧電素子は容量性負荷であるため、電圧を印加すると圧電素子に電荷が蓄えられ
て、蓄えた電荷量に相当する電圧が圧電素子の端子間に印加電圧として現れるという性質
を有している。このため、印加電圧を上昇させるためには圧電素子に電荷を供給しなけれ
ばならず、印加電圧を低下させるためには圧電素子から電荷を放出する必要がある。

このような容量性負荷を高い電力効率で駆動する技術としては、次のような技術が提案
されている。先ず、複数のコンデンサーを異なる電圧で充電しておく。そして、印加電圧
を上昇させる際には、容量性負荷に接続するコンデンサーを、より高い電圧のコンデンサ
ーに次々と切り換えていくことで負荷に電荷を供給する。また、印加電圧を低下させる際
には、より低い電圧のコンデンサーに次々と切り換えていくことで、容量性負荷の電荷を
コンデンサーで回収する。こうすれば、再び印加電圧を上昇させる際には、印加電圧を低
下させる際にコンデンサーで回収した電荷を、再び容量性負荷に供給して印加電圧を上昇
させることができるので、高い効率で容量性負荷を駆動することが可能となる（特許文献
１）。

特開２００３−２８５４４１号公報

しかし、液体噴射装置の噴射ノズルに搭載された圧電素子を、特許文献１の技術を適用
して駆動した場合、噴射ノズルから噴射する液体の噴射量を調整することが難しいという
問題があった。すなわち、液体の噴射量は、圧電素子の駆動量によって決定されるため、
印加する電圧波形の最大電圧あるいは最小電圧に大きく依存するが、最大電圧あるいは最
小電圧の何れについても、予めその電圧に充電しておいたコンデンサーを圧電素子に接続
することによって印加されている。従って、電圧波形の最大電圧あるいは最小電圧を変更
するためには、コンデンサーの電圧を変更しなければならない。ところがコンデンサーの
電圧を変えてしまうと、別の電圧波形を印加しようとしたときに、その電圧波形の最大電
圧および最小電圧も変わってしまう。

もちろん、電圧波形毎にコンデンサーの電圧を変化させることができればよいが、安定
した電圧波形を出力可能とするためにコンデンサーは大きな容量に設定されるから、電圧
波形が切り換わる短い時間でコンデンサーの電圧を変化させることは容易ではない。また
、全てのコンデンサーを使用するのではなく、たとえば最大電圧のコンデンサーや最小電
圧のコンデンサーは残しておいて、より高い電圧やより低い電圧を印加したい場合にだけ
、最大電圧のコンデンサーや最小電圧のコンデンサーを圧電素子に接続することも考えら
れるが、これでは電圧波形の最大電圧あるいは最小電圧が大きく変動してしまうので、液
体の噴射量を細かく調整することはできない。

この発明は、従来の技術における上述した課題に対応してなされたものであり、噴射ノ
ズルを駆動する圧電素子に複数の電圧を切り換えて接続することによって液体を噴射しな
がら、液体の噴射量を調整可能な技術を提供することを目的とする。

上述した課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の液体噴射装置は次の構成を
採用した。すなわち、
噴射ノズルを駆動する圧電素子に対して、駆動電圧波形を印加することにより、該噴射
ノズルから液体を噴射する液体噴射装置であって、
複数の基準電圧を発生させる基準電圧発生手段と、
前記駆動電圧波形を電圧の上昇区間、低下区間、あるいは保持区間の何れかに区分した
場合に、前記駆動電圧波形を構成する波形区間の所要時間と、前記波形区間の境の位置に
おける前記複数の基準電圧の中から選択した電圧とを含む駆動電圧波形データを記憶して
いる駆動電圧波形データ記憶手段と、
前記噴射ノズルから噴射する液体の噴射量の調整に関する情報に応じて、前記駆動電圧
波形データに含まれる前記所要時間を変更して、該圧電素子に前記駆動電圧波形を印加す
る駆動電圧波形印加手段と
を備えることを要旨とする。

このような本発明の液体噴射装置においては、複数の基準電圧を、駆動電圧波形データ
に従って切り換えながら圧電素子に接続することで、噴射ノズルから液体を噴射する。こ
こで、駆動電圧波形データには、駆動電圧波形を構成する複数の波形区間についての所要
時間や、それら波形区間の境の位置での電圧が記憶されている。そして、駆動電圧波形を
圧電素子に印加するに際しては、液体の噴射量の調整に関する情報に応じて、駆動電圧波
形データに含まれる波形区間の所要時間を変更する。もちろん、取得した情報によっては
、駆動電圧波形データを変更しない場合も起こり得る。こうして得られた駆動電圧波形デ
ータに従って駆動電圧波形を印加することによって液体を噴射する。

液体は圧電素子が変形することによって噴射されるから、液体の噴射量は、圧電素子に
印加する駆動電圧波形の振幅に大きく依存する。ここで、予め設定された複数の基準電圧
を切り換えて圧電素子に接続することで、圧電素子に駆動電圧波形を印加する場合には、
駆動電圧波形の振幅を細かく変更することは容易なことではない。しかし、液体の噴射量
は、駆動電圧波形を構成する波形区間の所要時間にもある程度、依存している。従って、
駆動電圧波形を構成する波形区間の所要時間を変更してやれば、噴射ノズルから噴射され
る液体の噴射量を細かく調整することが可能となる。

また、上述した本発明の液体噴射装置においては、液体の噴射量の調整に関する情報を
取得し、調整後の噴射量に応じて、駆動電圧波形データに含まれる所要時間を変更するだ
けでなく、その駆動電圧波形データに含まれる電圧も変更してもよい。

駆動電圧波形データに含まれる所要時間を変更するだけでは、噴射量の調整範囲にも限
界があるが、駆動電圧波形データに含まれる所要時間だけでなく、駆動電圧波形データの
含まれる電圧も変更すれば、より広い範囲で噴射量を調整することが可能となる。

このような本発明の液体噴射装置においては、液体の噴射量と、駆動電圧波形データに
含まれる所要時間と、駆動電圧波形データに含まれる電圧とが予め対応付けられた対応関
係を記憶しておいてもよい。そして、噴射量の調整に関する情報に基づいて調整後の噴射
量を決定すると、駆動電圧波形データに含まれる所要時間や駆動電圧波形データに含まれ
る電圧を対応関係に基づいて変更することとしてもよい。

こうすれば、調整後の噴射量が得られる駆動電圧波形データを、予め記憶しておいた対
応関係に基づいて簡便に得ることができる。その結果、噴射ノズルの噴射量を、適切に且
つ速やかに調整することが可能となる。尚、予め記憶しておく対応関係は、液体の噴射量
に対して、駆動電圧波形データ中の所要時間や電圧を決定することができるのであれば、
どのような形式の対応関係であっても良い。たとえば、噴射量に対して所要時間や電圧が
設定された表形式の対応関係であっても良いし、あるいは噴射量を変数として、所要時間
や電圧が求められる関数形式の対応関係であっても構わない。

また、上述した対応関係を予め記憶しておく本発明の液体噴射装置においては、等間隔
に設定された複数の噴射量に対する対応関係を記憶しておくこととしてもよい。

こうすれば、液体の噴射量を、等間隔で連続的に調整することができるので、広い範囲
に亘って適切に調整することが可能となる。

また、上述した本発明の液体噴射装置においては、液体の噴射量の調整に関する情報と
して、噴射ノズルが動作する環境温度を検出することとしてもよい。

噴射ノズルが動作する環境温度は、噴射する液体の粘度に影響を与え、液体の噴射量に
影響を与えるので、環境温度が変化すると液体の噴射量の調整が必要となる。従って、噴
射量の調整に関する情報として環境温度を検出しておけば、噴射量を適切に調整すること
が可能となる。

また、上述した本発明の液体噴射装置においては、駆動電圧波形の印加を開始するタイ
ミングを、駆動電圧波形データに含まれる所要時間に応じて変更することとしてもよい。

駆動電圧波形データに含まれる所要時間を変更すると、噴射ノズルから噴射される液体
の噴射速度が変わってしまうことがある。このような場合でも、駆動電圧波形の印加を開
始するタイミングを変更すれば、噴射速度が変化したことによる影響を打ち消すことがで
きる。たとえば、噴射速度が大きくなる場合は、駆動電圧波形の印加を遅らせ、逆に噴射
速度が小さくなる場合は、駆動電圧波形の印加を早めてやることで、液体の噴射速度が変
わった場合でも、噴射ノズルから噴射された液体が対象に到達するタイミングが変わらな
いようにすることができる。このように、駆動電圧波形の印加を開始するタイミングを変
更すれば、噴射速度が変化したことによる影響を打ち消すことができる。従って、液体の
噴射量を調整するために、駆動電圧波形データに含まれる所要時間を変更したことで液体
の噴射速度が変わってしまっても、その影響を打ち消して、適切に液体を噴射することが
可能となる。

本実施例の液体噴射装置としてのインクジェットプリンターを例示した説明図である。 噴射ヘッドの構成と噴射ヘッドに設けられた複数の噴射ノズルを駆動するための回路構成とを示した説明図である。 本実施例の噴射ノズル駆動回路の詳細な構成を示した説明図である。 駆動電圧波形印加部がピエゾ素子に駆動電圧波形を印加する様子を示した説明図である。 駆動電圧波形の吐出段数を変化させてインクの噴射量を変化させる様子を例示した説明図である。 本実施例のインクジェットプリンターがインクの噴射量の調整を行う際の基本的な方法を例示した説明図である。 駆動電圧波形の吐出時間の長さを変えてインクの噴射量を実測した結果を概念的に示した説明図である。 インクの吐出重量毎に駆動電圧波形を決定する様子を示した説明図である。 本実施例の噴射ノズル駆動回路が噴射ノズルを駆動する噴射ノズル駆動処理を示したフローチャートである。 波形データ記憶部に記憶されている駆動電圧波形データを示した説明図である。 噴射ノズル駆動処理によって噴射量が調整される様子を概念的に示した説明図である。 第１の変形例における噴射ヘッドおよび噴射ノズル駆動回路の構成を示した説明図である。 第１の変形例の噴射ノズル駆動処理を示すフローチャートである。 環境温度に対して調整パラメーター（吐出段数および吐出時間Ｔ3 ）が記憶されている様子を示した説明図である。 調整パラメーター（吐出段数および吐出時間Ｔ3 ）に応じて駆動電圧波形データを生成する様子を例示した説明図である。 ピエゾ素子に駆動電圧波形が印加されたことによる噴射ノズルのインク界面の動きを示した説明図である。 インクの吐出時間（時間Ｔ3 ）を変更したことによる画質の低下を回避する方法を示した説明図である。 複数の駆動電圧波形をセットにして出力する場合を例示した説明図である。 第５の変形例における噴射ノズル駆動回路の構成を示した説明図である。 第５の変形例の噴射ノズル駆動回路がコンデンサー間の接続状態を切り換えて複数の基準電圧を発生させる様子を示した説明図である。

以下では、上述した本願発明の内容を明確にするために、次のような順序に従って実施
例を説明する。
Ａ．装置構成：
Ｂ．噴射ヘッドの構成：
Ｂ−１．噴射ノズル駆動回路の構成：
Ｂ−２．駆動電圧波形の生成方法：
Ｃ．噴射量（吐出重量）の調整方法：
Ｄ．噴射ノズル駆動処理：
Ｅ．変形例：
Ｅ−１．第１の変形例：
Ｅ−２．第２の変形例：
Ｅ−３．第３の変形例：
Ｅ−４．第４の変形例：
Ｅ−５．第５の変形例：

Ａ．装置構成 ：
図１は、本実施例の液体噴射装置としてのインクジェットプリンター１０を例示した説
明図である。図示したインクジェットプリンター１０は、主走査方向に往復動しながら印
刷媒体２上にインクドットを形成するキャリッジ２０と、キャリッジ２０を往復動させる
駆動機構３０と、印刷媒体２の紙送りを行うためのプラテンローラー４０などから構成さ
れている。キャリッジ２０には、インクを収容したインクカートリッジ２６や、インクカ
ートリッジ２６が装着されるキャリッジケース２２、キャリッジケース２２の底面側（印
刷媒体２に向いた側）に搭載された噴射ヘッド２４などが設けられている。後述するよう
に、噴射ヘッド２４には複数の噴射ノズルが設けられており、キャリッジケース２２にイ
ンクカートリッジ２６を装着すると、インクカートリッジ２６内のインクが噴射ヘッド２
４に導かれて、噴射ノズルから印刷媒体２に向かってインクを噴射することが可能となる
。

キャリッジ２０を往復動させる駆動機構３０は、プーリーによって張設されたタイミン
グベルト３２や、プーリーを介してタイミングベルト３２を駆動するステップモータ３４
などから構成されている。タイミングベルト３２の一箇所はキャリッジケース２２に固定
されており、タイミングベルト３２を駆動することでキャリッジケース２２を往復動させ
ることができる。また、プラテンローラー４０は、図示しない駆動モータやギア機構とと
もに、印刷媒体２の紙送りを行う紙送り機構を構成しており、印刷媒体２を副走査方向に
所定量ずつ紙送りすることが可能となっている。

また、インクジェットプリンター１０には、全体の動作を制御するプリンター制御回路
５０や、噴射ヘッド２４に設けられた噴射ノズルを駆動するための噴射ノズル駆動回路２
００も搭載されている。噴射ノズル駆動回路２００や、駆動機構３０、紙送り機構などは
、プリンター制御回路５０の制御の下で、印刷媒体２を紙送りしながら噴射ノズルを駆動
してインクを噴射することによって、印刷媒体２上に画像を印刷していく。

Ｂ．噴射ヘッドの構成 ：
図２は、噴射ヘッド２４の構成と、噴射ヘッド２４に設けられた複数の噴射ノズル１０
０を駆動するための回路構成とを示した説明図である。図示されているように、噴射ヘッ
ド２４には、底面側（印刷媒体２に面している側）に複数の噴射ノズル１００が設けられ
ている。それぞれの噴射ノズル１００にはインク室１０２が形成されており、インク室１
０２にはインクカートリッジ２６からインクが供給されている。また、インク室１０２の
上面にはピエゾ素子（圧電素子）１０４が設けられている。このため、ピエゾ素子１０４
に電圧を印加してピエゾ素子を変形させると、インク室１０２内のインクが加圧されて、
噴射ノズル１００から液滴状にインクが噴射される。また、ピエゾ素子１０４の変形量は
、印加する電圧によって制御可能であり、ピエゾ素子１０４に印加する電圧波形を制御す
ることで、適切な大きさのインク滴を、適切なタイミングで噴射することが可能である。

ピエゾ素子１０４に印加する駆動電圧波形は、プリンター制御回路５０の制御の下で噴
射ノズル駆動回路２００によって生成された後、ゲートユニット３００を介してピエゾ素
子１０４に供給される。ゲートユニット３００は、複数のゲート素子３０２が並列に接続
された回路ユニットであり、ゲート素子３０２は、プリンター制御回路５０からの制御の
下で、個別に導通状態または切断状態とすることが可能である。従って、ゲート素子３０
２を、プリンター制御回路５０によって予め導通状態あるいは切断状態の何れかに設定し
た後、噴射ノズル駆動回路２００から駆動電圧波形を出力すれば、予め導通状態に設定さ
れたゲート素子３０２だけを通過して、対応するピエゾ素子１０４に印加され、そのノズ
ルからインク滴を噴射することが可能となる。

また、図２に示されるように、本実施例の噴射ノズル駆動回路２００は、駆動電圧波形
を生成して噴射ノズル１００に印加する駆動電圧波形印加部２０２や、駆動電圧波形を生
成するための基準電圧を発生する基準電圧発生回路２０４、駆動電圧波形を生成するため
の駆動電圧波形データを記憶している波形データ記憶部２０６などから構成されている。
そして、プリンター制御回路５０が噴射ノズル駆動回路２００に対して駆動電圧波形の出
力を命令すると、その命令に応じて駆動電圧波形印加部２０２から適切な駆動波形が出力
されるようになっている。

ここで、周知のようにピエゾ素子はいわゆる容量成分を有する電気負荷（容量性負荷）
であり、電圧を印加すると、ピエゾ素子の内部には、印加した電圧に応じた電荷が蓄えら
れる。そして、蓄えられる電荷量は印加する電圧が高くなるほど増えていき、逆に、印加
する電圧が低くなると蓄えられる電荷量が減少して、電荷が放出される。そこで本実施例
では、噴射ノズル１００を駆動するピエゾ素子１０４を効率よく駆動するために、次のよ
うな構成の噴射ノズル駆動回路２００を採用している。

Ｂ−１．噴射ノズル駆動回路の構成 ：
図３は、本実施例の噴射ノズル駆動回路２００の詳細な構成を示した説明図である。前
述したように噴射ノズル駆動回路２００は、駆動電圧波形印加部２０２や、基準電圧発生
回路２０４や、波形データ記憶部２０６などから構成されている。このうちの駆動電圧波
形印加部２０２は、複数のスイッチＳ0 〜Ｓ6 や、これらスイッチＳ0 〜Ｓ6 を制御する
スイッチ制御回路や、スイッチ制御回路を含めて駆動電圧波形印加部２０２の全体の動作
を制御する制御部などから構成されている。また、基準電圧発生回路２０４には、複数の
コンデンサーＣ1 〜Ｃ6 が搭載されている。これらコンデンサーＣ1 〜Ｃ6 は同じ電圧（
Ｖe ）で充電されるとともに、互いに直列に接続されている。このため、コンデンサー１
つ分の電圧Ｖ1 （＝Ｖe ）や、２つのコンデンサーが直列に接続された電圧Ｖ2 （＝２Ｖ
e ）や、３つのコンデンサーが直列に接続された電圧Ｖ3 （＝３Ｖe ）や、４つのコンデ
ンサーが直列に接続された電圧Ｖ4 （＝４Ｖe ）や、５つのコンデンサーが直列に接続さ
れた電圧Ｖ5 （＝５Ｖe ）や、６つのコンデンサーが直列に接続された電圧Ｖ6 （＝６Ｖ
e ）などを取り出すことが可能となっている。これら６つの電圧Ｖ1 〜Ｖ6 にグランドの
電圧Ｖ0 を加えれば、合計７段階の電圧Ｖ0 〜Ｖ6 を、基準電圧として発生していること
になる。

こうして基準電圧発生回路２０４で発生した７段階の電圧Ｖ0 〜Ｖ6 （基準電圧）のう
ち、電圧Ｖ0 は駆動電圧波形印加部２０２のスイッチＳ0 に接続されている。同様に、基
準電圧発生回路２０４で発生した電圧Ｖ1 は駆動電圧波形印加部２０２のスイッチＳ1 に
接続され、電圧Ｖ2 はスイッチＳ2 に、電圧Ｖ3 はスイッチＳ3 に、電圧Ｖ4 はスイッチ
Ｓ4 に、電圧Ｖ5 はスイッチＳ5 に、電圧Ｖ6 はスイッチＳ6 に、それぞれ接続されてい
る。従って、スイッチＳ0 〜Ｓ6 の何れを接続するかによって、ピエゾ素子１０４に印加
する電圧を切り換えることが可能である。たとえば、スイッチＳ0 を接続すれば電圧Ｖ0
をピエゾ素子１０４に印加することができ、スイッチＳ1 を接続すれば電圧Ｖ1 をピエゾ
素子１０４に印加することができる。

また、波形データ記憶部２０６はメモリーによって構成されており、スイッチＳ0 〜Ｓ
6 のスイッチを接続する順序や接続時間に関するデータが、駆動電圧波形データとして記
憶されている。駆動電圧波形印加部２０２の制御部は、波形データ記憶部２０６に記憶さ
れている駆動電圧波形データに従ってスイッチ制御回路の動作を制御することにより、ス
イッチＳ0 〜Ｓ6 の接続状態を切り換える。こうすることで、以下に説明するように、駆
動電圧波形データに応じた駆動電圧波形をピエゾ素子１０４に印加することが可能となる
。

Ｂ−２．駆動電圧波形の生成方法 ：
図４は、駆動電圧波形印加部２０２がピエゾ素子１０４に駆動電圧波形を印加する様子
を示した説明図である。図４（ａ）には、スイッチＳ0 〜Ｓ6 の接続状態が切り換わる様
子が示されており、図４（ｂ）には、ピエゾ素子１０４に印加される駆動電圧波形が示さ
れている。また図４（ｃ）には、駆動電圧波形が印加されたことに伴うピエゾ素子１０４
の動作が示されている。図４（ａ）に示されるように、始めはスイッチＳ2 がｏｎ（接続
状態）に設定され、他のスイッチはｏｆｆ（切断状態）に設定されている。図３に示した
駆動電圧波形印加部２０２の構成から明らかなように、スイッチＳ2 がｏｎに設定された
状態では、電圧Ｖ2 を発生するコンデンサーＣ2 （正確には、コンデンサーＣ1 およびコ
ンデンサーＣ2 ）がピエゾ素子１０４に接続され、電圧Ｖ2 がピエゾ素子１０４に印加さ
れる（図４（ｂ）参照）。

続いて、図４（ａ）に示したように、スイッチＳ2 をｏｆｆにするとともにスイッチＳ
3 をｏｎにする。すると、ピエゾ素子１０４に接続されるコンデンサーが、電圧Ｖ2 を発
生するコンデンサーＣ2 （正確には、コンデンサーＣ1 およびコンデンサーＣ2 ）から、
電圧Ｖ3 を発生するコンデンサーＣ3 （正確には、コンデンサーＣ1 〜Ｃ3 ）に切り換わ
るので、ピエゾ素子１０４の印加電圧が電圧Ｖ2 から電圧Ｖ3 に上昇する（図４（ｂ）参
照）。前述したようにピエゾ素子１０４は容量性負荷であるから、電圧Ｖ2 から電圧Ｖ3
に印加電圧を上昇させるためにはピエゾ素子１０４に電荷を供給しなければならず、この
電荷は新たに切り換わったコンデンサーＣ3 （正確には、コンデンサーＣ1 〜Ｃ3 ）から
供給される。図４（ａ）中で、スイッチＳ2 がｏｎの状態からスイッチＳ3 がｏｎの状態
に切り換わる箇所に、「Ｃ3 」の表示および白抜きの矢印が示されているのは、このタイ
ミングで、コンデンサーＣ3 （正確には、コンデンサーＣ1 〜Ｃ3 ）からピエゾ素子１０
４に向かって電荷が供給されていることを表している。

次は、スイッチＳ3 をｏｆｆにするとともにスイッチＳ4 をｏｎにする。すると、ピエ
ゾ素子１０４に接続されるコンデンサーが、電圧Ｖ3 を発生するコンデンサーＣ3 （正確
には、コンデンサーＣ1 〜Ｃ3 ）から、電圧Ｖ4 を発生するコンデンサーＣ4 （正確には
、コンデンサーＣ1 〜Ｃ4 ）に切り換わる。その結果、新たに切り換わったコンデンサー
Ｃ4 からピエゾ素子１０４に電荷が供給されて、ピエゾ素子１０４の印加電圧が電圧Ｖ3
から電圧Ｖ4 に上昇する（図４（ｂ）参照）。尚、図４（ａ）中で、スイッチＳ3 がｏｆ
ｆに、スイッチＳ4 がｏｎに切り換わる箇所に、「Ｃ4 」の表示と白抜きの矢印とが表示
されているのは、コンデンサーＣ4 （正確には、コンデンサーＣ1 〜Ｃ4 ）からピエゾ素
子１０４に向かって電荷が供給されることを表している。

以降についても同様に、スイッチＳ4 をｏｆｆにして、スイッチＳ5 をｏｎにすること
で、コンデンサーＣ5 （正確には、コンデンサーＣ1 〜Ｃ5 ）からピエゾ素子１０４に電
荷が供給されて印加電圧を電圧Ｖ4 から電圧Ｖ5 に上昇させ、更に、スイッチＳ5 をｏｆ
ｆにして、スイッチＳ6 をｏｎにすることで、ピエゾ素子１０４の印加電圧を電圧Ｖ5 か
ら電圧Ｖ6 に上昇させる。印加電圧を電圧Ｖ4 から電圧Ｖ5 に上昇させる際に必要な電荷
はコンデンサーＣ5 （正確には、コンデンサーＣ1 〜Ｃ5 ）から供給され、電圧Ｖ5 から
電圧Ｖ6 に上昇させる際に必要な電荷はコンデンサーＣ6 （正確には、コンデンサーＣ1
〜Ｃ6 ）から供給される。

以上のようにして、ｏｎにするスイッチを、スイッチＳ2 からスイッチＳ6 へと順番に
切り換えて、ピエゾ素子１０４の印加電圧を電圧Ｖ2 から電圧Ｖ6 へと上昇させたら、今
度は、ｏｎにするスイッチを逆方向に切り換えることで、ピエゾ素子１０４の印加電圧を
低下させていく。すなわち、スイッチＳ6 がｏｎの状態から、スイッチＳ6 をｏｆｆにし
てスイッチＳ5 をｏｎにする。すると、ピエゾ素子１０４に接続されているコンデンサー
が、電圧Ｖ6 を発生するコンデンサーＣ6 （正確には、コンデンサーＣ1 〜Ｃ6 ）から、
電圧Ｖ5 を発生するコンデンサーＣ5 （正確には、コンデンサーＣ1 〜Ｃ5 ）に切り換わ
り、その結果、ピエゾ素子１０４に蓄えられた電荷がコンデンサーＣ5 （正確には、コン
デンサーＣ1 〜Ｃ5 ）に供給されて、ピエゾ素子１０４の印加電圧が電圧Ｖ6 から電圧Ｖ
5 に低下する。図４（ａ）中で、スイッチＳ6 がｏｎからスイッチＳ5 がｏｎに切り換わ
る箇所に、斜線を付した矢印と「Ｃ5 」の表示とが示されているのは、ピエゾ素子１０４
から放出された電荷がコンデンサーＣ5 （正確には、コンデンサーＣ1 〜Ｃ5 ）によって
回収されることを表している。

以降についても同様に、スイッチＳ5 をｏｆｆにしてスイッチＳ4 をｏｎにすることで
、ピエゾ素子１０４の電荷をコンデンサーＣ4 （正確には、コンデンサーＣ1 〜Ｃ4 ）で
回収して印加電圧を電圧Ｖ5 から電圧Ｖ4 に低下させる。更に、スイッチＳ4 をｏｆｆに
してスイッチＳ3 をｏｎにすることで、ピエゾ素子１０４の印加電圧を電圧Ｖ4 から電圧
Ｖ3 に低下させ、スイッチＳ3 をｏｆｆにしてスイッチＳ2 をｏｎにすることで、ピエゾ
素子１０４の印加電圧を電圧Ｖ3 から電圧Ｖ2 に低下させる。印加電圧が電圧Ｖ4 から電
圧Ｖ3 に低下する際には、コンデンサーＣ3 （正確には、コンデンサーＣ1 〜Ｃ3 ）によ
ってピエゾ素子１０４の電荷が回収され、印加電圧が電圧Ｖ3 から電圧Ｖ2 に低下する際
には、コンデンサーＣ2 （正確には、コンデンサーＣ1 ，Ｃ2 ）によってピエゾ素子１０
４の電荷が回収される。このようにして、ｏｎにするスイッチを順番に切り換えていき、
最終的にスイッチＳ1 をｏｆｆにしてスイッチＳ0 をｏｎにしてやれば、ピエゾ素子１０
４の印加電圧を電圧Ｖ0 まで低下させることができる。

尚、図３に示した駆動電圧波形印加部２０２の構成から明らかなように、スイッチＳ0
をｏｎにすると、ピエゾ素子１０４にはグランドが接続されるから、印加電圧が電圧Ｖ1
から電圧Ｖ0 に低下する際には、ピエゾ素子１０４の電荷はグランドに排出されてしまう
。図４（ａ）中で、スイッチＳ1 がｏｎからスイッチＳ0 がｏｎに切り換わるタイミング
に、斜線を付した矢印と「ｇｎｄ」の表示とが示されているのは、ピエゾ素子１０４から
の電荷がグランドに排出されてしまうことを表している。

以上のようにして、ｏｎにするスイッチを、スイッチＳ6 →スイッチＳ5 →スイッチＳ
4 →スイッチＳ3 →スイッチＳ2 →スイッチＳ1 →スイッチＳ0 と順番に切り換えること
で、ピエゾ素子１０４の印加電圧を電圧Ｖ0 まで低下させたら、今度は、ｏｎにするスイ
ッチを、スイッチＳ0 →スイッチＳ1 →スイッチＳ2 と切り換える。こうすれば、ピエゾ
素子１０４の印加電圧を、電圧Ｖ0 から電圧Ｖ2 へと上昇させることができる。また、図
４（ａ）に示されるように、ラッチ信号ＬＡＴを基準として、電圧を上昇させ始めるタイ
ミングは、ラッチ信号ＬＡＴから時間Ｔ0 の経過後と決めておき、また、電圧を上昇させ
る時間や、上昇させた電圧を保持する時間、電圧を低下させる時間、低下させた電圧を保
持する時間、最初の電圧まで電圧を上昇させる時間を、それぞれ時間Ｔ1 、時間Ｔ2 、時
間Ｔ3 、時間Ｔ4 、時間Ｔ5 と決めておく。こうすれば、図４（ｂ）に示したような階段
状の電圧波形を、ピエゾ素子１０４に印加することが可能となる。

ここで、ピエゾ素子１０４の印加電圧を電圧Ｖ2 から電圧Ｖ3 に上昇させる際には、電
圧Ｖ3 を発生するコンデンサーＣ3 （正確には、コンデンサーＣ1 〜Ｃ3 ）からピエゾ素
子１０４に電荷が供給されるので、コンデンサーＣ3 （正確には、コンデンサーＣ1 〜Ｃ
3 ）の電荷が減少する。しかし、ピエゾ素子１０４の印加電圧が電圧Ｖ4 から電圧Ｖ3 に
低下する際には、コンデンサーＣ3 （正確には、コンデンサーＣ1 〜Ｃ3 ）はピエゾ素子
１０４から電荷を回収することができる（図４（ａ）参照）。従って、図４（ｂ）のよう
な電圧波形を出力する前と後とで、コンデンサーＣ3 に蓄えられた電荷を比較すると、ほ
とんど変化は見られない。他のコンデンサーについても同様なことが当て嵌まる。たとえ
ば、電圧Ｖ4 を発生するコンデンサーＣ4 については、ピエゾ素子１０４を電圧Ｖ3 から
電圧Ｖ4 に上昇させる際に電荷を放出するが、印加電圧が電圧Ｖ5 から電圧Ｖ4 に低下す
る際に電荷を回収することができる。また、電圧Ｖ2 を発生するコンデンサーＣ2 につい
ては、印加電圧が電圧Ｖ3 から電圧Ｖ2 に低下する際にピエゾ素子１０４から放出された
電荷を蓄えるが、その電荷は、印加電圧を電圧Ｖ1 から電圧Ｖ2 に上昇させる際にピエゾ
素子１０４に供給される。従って、コンデンサーＣ2 についても、電圧波形を出力する前
と後とで、蓄えている電荷量が大きく変化することはない。

これに対して、電圧Ｖ6 を発生するコンデンサーＣ6 については、他のコンデンサーＣ
1 〜Ｃ5 とは若干、事情を異にする。すなわち、コンデンサーＣ6 は、ピエゾ素子１０４
の印加電圧を電圧Ｖ5 から電圧Ｖ6 に上昇させる際にピエゾ素子１０４に電荷を供給する
が、その電荷は、ピエゾ素子１０４の印加電圧が電圧Ｖ6 から電圧Ｖ5 に低下する際に、
コンデンサーＣ5 （正確には、コンデンサーＣ1 〜Ｃ5 ）によって回収されてしまう。こ
のように、最も高い電圧である電圧Ｖ6 を発生するコンデンサーＣ6 については、ピエゾ
素子１０４から電荷を回収することができないので、電圧波形を出力するうちに、蓄えて
いた電荷が減少していく。従って、コンデンサーＣ6 については外部の電源から少しずつ
電荷を補充する必要が生じる。しかし、他のコンデンサーＣ1 〜Ｃ5 については、ほとん
ど電荷を補充する必要がない。しかも、印加電圧は電圧Ｖ0 〜電圧Ｖ6 の範囲で変化させ
ているにも拘わらず、印加電圧を電圧Ｖ5 を電圧Ｖ6 に上昇させるための電荷だけをコン
デンサーＣ6 に供給すればよいので、たいへんに効率よくピエゾ素子１０４を駆動するこ
とが可能となる。

また、以上のようにして生成された電圧波形が印加されると、噴射ノズル１００のピエ
ゾ素子１０４は、次のような動作を行う。図４（ｃ）には、図４（ｂ）の駆動電圧波形が
印加されたときのピエゾ素子１０４の大まかな動作が示されている。図４（ｂ）に示され
ているように、始めの時間Ｔ0 の間は印加電圧が初期の電圧Ｖ2 に保たれているので、ピ
エゾ素子１０４も初期状態を保っている。しかし、始めの時間Ｔ0 が経過すると印加電圧
が上昇して、ピエゾ素子１０４がインク室１０２の容積を増加させる方向に変形する。そ
の結果、インクカートリッジ２６からインク室１０２内にインクが吸引されていく。この
インクの吸引動作は、時間Ｔ1 をかけて、印加電圧を電圧Ｖ2 →電圧Ｖ3 →電圧Ｖ4 →電
圧Ｖ5 →電圧Ｖ6 と４段階に上昇させることによって行われる。その結果、ピエゾ素子１
０４は、４段分の電圧差（電圧Ｖ6 −電圧Ｖ2 ）に相当するだけ変形し、その変形量にほ
ぼ等しい体積のインクがインク室１０２に供給されることになる。

こうしてインクを吸引した状態を時間Ｔ2 の間、保持すると、今度は印加電圧が低下し
て、インク室１０２の容積を減少させる方向にピエゾ素子１０４が変形する。その結果、
インク室１０２内に吸い込まれていたインクが押し出されるようにして、噴射ノズル１０
０から液滴状に吐出される。この吐出動作は、時間Ｔ3 をかけて、印加電圧を電圧Ｖ6 →
電圧Ｖ5 →電圧Ｖ4 →電圧Ｖ3 →電圧Ｖ2 →電圧Ｖ1 →電圧Ｖ0 と６段階に低下させるこ
とによって行われる。その結果、ピエゾ素子１０４は、６段分の電圧差（電圧Ｖ6 −電圧
Ｖ0 ）に相当するだけ変形し、その変形量に応じた体積のインクが噴射ノズル１００から
吐出されることになる。

以上の説明から明らかなように、噴射ノズル１００から噴射される液体の噴射量（ここ
では、吐出されるインク滴の大きさ、あるいは吐出重量）は、吐出動作で変化させる印加
電圧の段数（吐出段数）に依存する。従って、液体の噴射量（インクの吐出重量）を増や
すためには吐出段数を多くすれば良く、逆に噴射量（吐出重量）を減らすためには吐出段
数を小さくすればよい。また、吐出段数を多くするためには、吐出動作に先立って行われ
る吸引動作においても、ある程度の段数だけ印加電圧を変化させておく必要が生じる。尚
、吐出動作で印加電圧を変化させる段数を、吐出段数と称することに倣って、以下では、
吸引動作で印加電圧を変化させる段数を、吸引段数と称することがあるものとする。

図５は、駆動電圧波形の吐出段数を変化させて、インクの噴射量（吐出重量）を変化さ
せる様子を例示した説明図である。図５（ａ）では、印加電圧を電圧Ｖ2 から電圧Ｖ5 の
３段分だけ上昇させて吸引動作を行い、続く吐出動作では、電圧Ｖ5 から電圧Ｖ0 の５段
分だけ印加電圧を低下させている。従って、図４（ｂ）に示した駆動電圧波形と比較する
と、吐出段数が６段から５段に減少しており、その分だけ、噴射ノズル１００から噴射さ
れるインクの噴射量（吐出重量）は小さくなる。

また、図５（ｂ）に示した例では、印加電圧を電圧Ｖ2 から電圧Ｖ4 に上昇させること
で、吸引段数が２段の吸引動作を行い、続く吐出動作では、電圧Ｖ4 から電圧Ｖ0 に印加
電圧を低下させることで、吐出段数が４段の吐出動作を行っている。従って、図５（ｂ）
に示した駆動電圧波形では、図５（ａ）に示した駆動電圧波形よりも、更に、噴射ノズル
１００から噴射されるインクの噴射量（吐出重量）は小さくなる。

尚、以上では、吐出動作に先立って行われる吸引動作の段数（吸引段数）を変化させ、
その分だけ、吐出動作の段数（吐出段数）を変化させるものとして説明した。たとえば、
図５（ａ）に示した例では、図４（ｂ）の駆動電圧波形で４段の吸引動作を行っていると
ころを３段に減少させることで、吐出段数を６段から５段に減少させた。また、図５（ｂ
）に示した例では、図５（ａ）の駆動電圧波形で３段の吸引動作を行っているところを２
段に減少させることで、吐出段数を５段から４段に減少させた。これに対して、吸引段数
は保ったまま、吐出段数だけを変化させることも可能である。たとえば、図５（ｃ）に示
した例では、吸引段数を３段に保ったまま、吐出段数を５段から４段に減少させている。
このようにして吐出段数を変化させることによっても、噴射ノズル１００から吐出される
インクの噴射量（吐出重量）を変化させることが可能である。

もっとも、このように吐出段数を変化させたのでは、インクの噴射量（吐出重量）が大
きく変化してしまう。従って、噴射量（吐出重量）を大まかに変化させることはできても
、細かく調整することはできない。そこで、本実施例のインクジェットプリンター１０で
は、次のような方法を用いることにより、インクの噴射量（吐出重量）を細かく調整する
ことが可能となっている。

Ｃ．噴射量（吐出重量）の調整方法 ：
図６は、本実施例のインクジェットプリンター１０がインクの噴射量（吐出重量）の細
かい調整を行う際の基本的な方法を例示した説明図である。図６（ａ）に例示の駆動電圧
波形、または図６（ｂ）に例示の駆動電圧波形の何れも、吸引段数は４段に設定され、吐
出段数は６段に設定されているが、吐出動作を行う時間の長さ（吐出時間。ここでは時間
Ｔ3 ）は、図６（ａ）の駆動電圧波形よりも図６（ｂ）の駆動電圧波形の方が長くなって
いる。従って、何れの駆動電圧波形が印加された場合でも、ピエゾ素子１０４の変形量（
インク室１０２の容積の減少量）は同じであるが、図６（ａ）の駆動電圧波形が印加され
た場合はピエゾ素子１０４が素早く変形してインク室１０２のインクを押し出すのに対し
て、図６（ｂ）の駆動電圧波形が印加された場合はピエゾ素子１０４がゆっくりと変形し
て、インク室１０２のインクをゆっくりと押し出していく。その結果、噴射ノズル１００
から噴射されるインクの噴射量（吐出重量）には若干の差が生じることになる。

図７は、駆動電圧波形の吐出時間（時間Ｔ3 ）の長さを変えて、噴射ノズル１００から
噴射されるインクの噴射量（吐出重量）を実測した結果を概念的に示した説明図である。
また、駆動電圧波形の吐出段数については、６段の場合、５段の場合、４段の場合のそれ
ぞれについて実測を行っている。図中に白抜きの丸印で示したデータは、吐出段数が６段
の場合に得られた実測結果を表しており、白抜きの四角印で示したデータは、吐出段数が
４段の場合の実測結果を、そして、白抜きの三角印で示したデータは、吐出段数が３段の
場合の実測結果を表している。

図７に示されているように、吐出時間（時間Ｔ3 ）が長くなるほど、インクの噴射量（
吐出重量）が減少する。これは、吐出時間（時間Ｔ3 ）が長くなるほど、インク室１０２
内のインクがゆっくりと押し出されることになるので、インクが吐出されにくくなって吐
出重量が減少するためと考えられる。また、インク室１０２内のインクを押し出す速度が
あまりに遅くなると、インクを吐出することができなくなったり、吐出することができる
にしても安定した重量のインク滴を吐出することができなくなったりする。従って、安定
してインクを吐出するためには、吐出時間（時間Ｔ3 ）は、ある程度の長さに制限される
ことになる。また、吐出時間（時間Ｔ3 ）が同じ長さに設定されている場合は、吐出段数
が大きくなるほどインクの吐出重量も大きくなる。これは、前述したように、吐出段数が
大きくなるほどインク室１０２の容量が大きく減少するので、押し出されるインクが多く
なるためである。

図７に示した実測結果から明らかなように、吐出段数を変化させることで吐出重量を大
きく変化させることができ、吐出時間（時間Ｔ3 ）を変化させることで吐出重量を細かく
調整することが可能となる。そこで、ある吐出段数で、インクを安定して吐出可能な範囲
で吐出時間（時間Ｔ3 ）を変化させて、インクの噴射量（吐出重量）を計測する。続いて
、吐出段数を１つ変化させた後、インクを安定して吐出可能な範囲で吐出時間（時間Ｔ3
）を変化させて、インクの噴射量（吐出重量）を計測する。このとき、先の吐出段数で得
られた吐出重量の実測範囲と、次の吐出段数で得られた吐出重量の実測範囲とがほぼ重な
るようにする。たとえば、インクを安定して吐出可能な範囲で吐出時間（時間Ｔ3 ）に余
裕があるのであれば、吐出時間（時間Ｔ3 ）の実測範囲を拡張する。また、吐出時間（時
間Ｔ3 ）の実測範囲を拡張しただけでは、吐出重量の実測範囲が重ならない場合は、１段
あたりの電圧変化を小さくしなければならないので、基準電圧発生回路２０４のコンデン
サーの数および駆動電圧波形印加部２０２のスイッチの数を増やす必要が生じる。図７に
は、このようにして得られた吐出重量の実測値が示されている。そして、このような実測
値に基づいて、インクの吐出重量毎に駆動電圧波形を決定する。

図８は、インクの吐出重量毎に、ピエゾ素子１０４に印加すべき駆動電圧波形を決定す
る様子を示した説明図である。図示した例では、複数の吐出重量が等間隔に設定されてお
り、それぞれの吐出重量に対して決定された駆動電圧波形の吐出段数および吐出時間（時
間Ｔ3 ）が、黒い丸印、黒い四角印、あるいは黒い三角印によって示されている。従って
、ある吐出重量に対する吐出段数及び吐出時間（時間Ｔ3 ）を得ようとしたときには、先
ず始めに、その吐出重量に基づいて吐出段数を決定し、次いで、その吐出段数で実測され
た吐出時間（時間Ｔ3 ）と吐出重量との関係から、求める吐出重量に対する吐出時間（時
間Ｔ3 ）を補間演算によって算出することができる。また、上述したように、ある吐出段
数で実測された吐出重量は、隣の吐出段数で実測された吐出重量とほとんど重なっている
ので、等間隔に設定された全ての吐出重量に対して、対応する吐出段数および吐出時間（
時間Ｔ3 ）を決定することができる。

このようにして、吐出重量に対する吐出段数および吐出時間（時間Ｔ3 ）を予め決定し
て記憶しておけば、インクの噴射量（吐出重量）の細かな調整を簡単に行うことが可能と
なる。たとえば、ある駆動電圧波形でピエゾ素子１０４を駆動しているときに、噴射量（
吐出重量）を少しだけ増やす必要が生じたとする。このような場合は、その駆動電圧波形
の吐出段数および吐出時間（時間Ｔ3 ）を調べ、得られた吐出段数および吐出時間（時間
Ｔ3 ）の組合せよりも、少しだけ吐出重量が多くなる吐出段数および吐出時間（時間Ｔ3
）の組合せを求めて、駆動電圧波形を変更すればよい。図４を用いて前述したように、本
実施例の噴射ノズル駆動回路２００では、駆動電圧波形印加部２０２でのスイッチの切り
換え動作を変更することにより、駆動電圧波形の吐出段数や吐出時間（時間Ｔ3 ）を容易
に変更することが可能である。

噴射ノズル駆動回路２００の波形データ記憶部２０６には、このようにしてインクの吐
出重量毎に決定された吐出段数や吐出時間（時間Ｔ3 ）を含むデータが、駆動電圧波形デ
ータとして予め記憶されている。そして、噴射ノズル駆動回路２００の駆動電圧波形印加
部２０２は、波形データ記憶部２０６から読み出した駆動電圧波形データに基づいて、ス
イッチの切り換え動作を制御することにより、駆動電圧波形データに対応する電圧波形を
発生させてピエゾ素子１０４に印加する。以下では、本実施例の噴射ノズル駆動回路２０
０が駆動電圧波形を発生させて、噴射ノズル１００のピエゾ素子１０４に印加する処理に
ついて説明する。

Ｄ．噴射ノズル駆動処理 ：
図９は、本実施例の噴射ノズル駆動回路２００が、駆動電圧波形を発生させてピエゾ素
子１０４に印加することにより、噴射ノズル１００を駆動する噴射ノズル駆動処理を示し
たフローチャートである。この処理は、印刷を開始する旨の命令をプリンター制御回路５
０から受け取ると、噴射ノズル駆動回路２００によって実行される処理である。

図示されているように、噴射ノズル駆動処理（ステップＳ１００）を開始すると、先ず
始めに、前回使用した駆動電圧波形データの読み込みを行う（ステップＳ１００）。ここ
で、駆動電圧波形データとは、駆動電圧波形を生成するためのデータであり、波形データ
記憶部２０６に記憶されている。

図１０は、波形データ記憶部２０６に記憶されている駆動電圧波形データを示した説明
図である。尚、理解の便宜のために、図１０（ｂ）には、駆動電圧波形データの意味する
ところが示されており、図１０（ｃ）には、駆動電圧波形データに基づいてスイッチの切
り換えタイミングを算出するための計算式が示されている。

図８を用いて前述したように、駆動電圧波形データは、インクの吐出重量毎に設定され
ている。このことに対応して、図１０（ａ）に示した例では、吐出重量８．０〜１１．０
ｎｇの範囲に０．２ｎｇの等間隔で設定された複数の吐出重量に対して、１つずつ駆動電
圧波形データが設定されている。また、駆動電圧波形データには、「ピエゾ素子１０４に
始めにどの基準電圧を接続するのか」、「その基準電圧をどれくらいの時間をかけて、ど
の基準電圧を目指して切り換えていくのか」といった情報が記述されている。尚、基準電
圧は、予め設定された複数の電圧（ここでは、電圧Ｖ0 〜電圧Ｖ6 ）しか取り得ないから
、駆動電圧波形データには、基準電圧の値そのものではなく、その基準電圧が、予め設定
されている複数の基準電圧の中で下から何番目の電圧であるかを示す値（段数）が設定さ
れている。更に、それぞれの駆動電圧波形データには、通し番号が付けられている。

図１０（ｂ）を参照しながら、駆動電圧波形データの意味するところについて詳しく説
明する。図１０（ｂ）には、駆動電圧波形が、折れ線状の波形で簡略化して表示されてい
る。すなわち、図４を用いて前述したように駆動電圧波形は、大まかには、電圧を保持す
る区間（保持区間）と、電圧が上昇する区間（上昇区間）と、電圧が低下する区間（低下
区間）とが所定の順序で繰り返されることによって構成されている。従って、それぞれの
区間（波形区間）を直線で近似してやれば、駆動電圧波形を略折れ線状の波形で簡略化し
て表示することができる。

このように駆動電圧波形を折れ線状に簡略化すると、図１０（ｂ）中に「Ｌ0 」、「Ｌ
1 」、「Ｌ2 」、「Ｌ3 」、「Ｌ4 」、「Ｌ5 」と示した位置に、合計６つの折れ点が現
れる。駆動電圧波形データでは、これら６つの折れ点に加えて、駆動電圧波形の先頭の位
置（図１０（ｂ）中では「ＬS 」と表示）を加えた７つの位置での電圧と、次の折れ点の
電圧に切り換えるまでの時間とを用いて、駆動電圧波形の形状を記述する。すなわち、駆
動電圧波形の先頭の電圧（ＬS での電圧）を指定した上で、次の折れ点の電圧（Ｌ0 での
電圧）と、その電圧に切り換わるまでの時間（時間Ｔ0 ）とを指定する。このとき、先頭
の電圧（ＬS での電圧）と次の折れ点の電圧（Ｌ0 での電圧）とが同じ電圧であれば、そ
の波形区間（時間Ｔ0 の波形区間）では電圧が維持されることになる。また、始点ＬS で
の電圧よりも折れ点Ｌ0 での電圧の方が高ければ、その波形区間では時間Ｔ0 をかけて電
圧が上昇することになり、逆に始点ＬS での電圧よりも折れ点Ｌ0 での電圧の方が低けれ
ば、時間Ｔ0 をかけて電圧が低下することになる。

このような、折れ点Ｌ0 での電圧およびその電圧に切り換わるまでの時間Ｔ0 の指定に
続いて、更に、次の折れ点Ｌ1 での電圧と、その電圧に切り換わるまでの時間（時間Ｔ1
）とを指定する。折れ点Ｌ0 での電圧と折れ点Ｌ1 での電圧とが同じであれば、その波形
区間（時間Ｔ1 の波形区間）では電圧が維持されることになり、また、折れ点Ｌ0 での電
圧よりも折れ点Ｌ1 での電圧の方が高ければ、その波形区間では時間Ｔ1 をかけて電圧が
上昇し、逆にＬ0 での電圧よりもＬ1 での電圧の方が低ければ、時間Ｔ1 をかけて電圧が
低下することになる。以下、同様に、折れ点Ｌ2 での電圧およびその電圧への切り換え時
間Ｔ2 、折れ点Ｌ3 での電圧およびその電圧への切り換え時間Ｔ3 、折れ点Ｌ4 での電圧
およびその電圧への切り換え時間Ｔ4 、折れ点Ｌ5 での電圧およびその電圧への切り換え
時間Ｔ5 を指定してやれば、図１０（ｂ）に示すような折れ線状の駆動電圧波形を記述す
ることができる。

ここで、前述したように基準電圧は、予め設定された複数の電圧（ここでは、電圧Ｖ0
〜電圧Ｖ6 ）しか取り得ない。従って、駆動電圧波形データには、基準電圧の値そのもの
ではなく、その基準電圧の段数が設定されている。たとえば、電圧Ｖ0 であれば「０」段
、電圧Ｖ1 であれば「１」段、電圧Ｖ2 であれば「２」段といったように、「０」段から
「６」段までの段数が設定されている。また、電圧を上昇あるいは低下させる際には、図
１０（ｃ）に示した計算式を用いて、途中の段数の電圧への切り換えタイミングを算出す
る。たとえば、１段目の電圧から５段目の電圧へと、１μ秒（μｓ）かけて上昇させるの
であれば、４段（＝５段−１段）を１μ秒かけて切り換えるのであるから、０．２５（＝
１μ秒／４段）μ秒が経過する度に１段ずつ切り換えていけばよい。

以上に説明したように、駆動電圧波形データには、駆動電圧波形を折れ線で表現したと
きの始点および折れ点での電圧と、電圧を切り換えるための時間とが設定されており、こ
れらのデータを読み出して、図１０（ｃ）の計算式を適用することにより、複数設けられ
ている基準電圧を切り換える順序、および切り換えタイミングを決定することが可能であ
る。

本実施例の噴射ノズル駆動回路２００に搭載された波形データ記憶部２０６には、図１
０（ａ）に例示したように、複数の吐出重量に対して、１つずつ駆動電圧波形データが記
憶されており、また、それぞれの駆動電圧波形データには、通し番号が付けられている。
図９に示した噴射ノズル駆動処理では、後述するように処理の終了時に駆動電圧波形デー
タの通し番号を記憶しておき、処理を開始すると、記憶しておいた通し番号を用いて波形
データ記憶部２０６の駆動電圧波形データを参照することによって、前回使用した駆動電
圧波形データの読み込む処理を行う（ステップＳ１００）。

続いて、噴射ノズル１００から噴射するインクの噴射量を調整するか否かを判断する（
ステップＳ１０２）。本実施例では、印刷開始時に、インクジェットプリンター１０の操
作者が、インクジェットプリンター１０の操作ボタン（図示は省略）を操作することによ
り、あるいはインクジェットプリンター１０に接続されたコンピュータの画面（図示は省
略）上から、印刷時の濃度を調整するか否か、調整するのであれば、濃くするのか薄くす
るのかを、インクジェットプリンター１０に対して指定することが可能となっている。そ
して、インクジェットプリンター１０のプリンター制御回路５０は、これらの指定に応じ
て噴射ノズル駆動回路２００に対して命令を出力する。従って、噴射ノズル駆動回路２０
０は、プリンター制御回路５０からの命令の有無に基づいて、噴射量の調整を行うか否か
を判断することができる。

その結果、噴射量の調整を行うと判断した場合は（ステップＳ１０２：ｙｅｓ）、調整
の内容が噴射量の増加か否かを判断する（ステップＳ１０４）。この判断も、プリンター
制御回路５０から受け取った命令の内容によって容易に判断することができる。そして、
噴射量の増加であると判断した場合は（ステップＳ１０４：ｙｅｓ）、通し番号が１つ大
きな駆動電圧波形データを読み込む（ステップＳ１０６）。図１０に示したように、駆動
電圧波形データは、複数の噴射量（吐出重量）の１つ１つに設定されており、それら駆動
電圧波形データには、噴射量（吐出重量）の少ないものから大きいものに向かって通し番
号が設定されている。そこで、噴射量の調整内容が増加であると判断した場合は（ステッ
プＳ１０４：ｙｅｓ）、現在の駆動電圧波形データよりも、通し番号が１つ大きな駆動電
圧波形データを波形データ記憶部２０６から読み込むのである。これに対して、噴射量の
調整内容が増加ではないと判断した場合は（ステップＳ１０４：ｎｏ）、現在の駆動電圧
波形データよりも、通し番号が１つ小さな駆動電圧波形データを読み込んでやる（ステッ
プＳ１０８）。

こうして新たな駆動電圧波形データを読み込んだら、読み込んだ駆動電圧波形データに
従ってスイッチＳ0 〜Ｓ6 を切り換えることによって、駆動電圧波形を出力する（ステッ
プＳ１１０）。たとえば、図１０（ａ）に例示した通し番号「１」の駆動電圧波形データ
を読み込んだのであれば、初めは電圧Ｖ2 を出力するべくスイッチＳ2 をｏｎにし、他の
スイッチはｏｆｆにする。その状態を２μ秒（時間Ｔ0 ）保持した後、次に、出力電圧を
電圧Ｖ2 から電圧Ｖ4 に４．５μ秒（時間Ｔ1 ）かけて上昇させるべく、２．２５μ秒が
経過する度に、スイッチＳ2 がｏｎの状態から、スイッチＳ3 がｏｎの状態、スイッチＳ
4 がｏｎの状態へとスイッチを切り換えていく（図１０（ｃ）の計算式を参照のこと）。
そして、電圧Ｖ4 が出力されている状態（スイッチＳ4 がｏｎの状態）で２．５μ秒（時
間Ｔ2 ）保持したら、出力電圧を電圧Ｖ4 から電圧Ｖ0 に２．４μ秒（時間Ｔ3 ）かけて
低下させるべく、０．６μ秒が経過する度に、スイッチＳ4 がｏｎの状態から、スイッチ
Ｓ3 がｏｎの状態、スイッチＳ2 がｏｎの状態、スイッチＳ1 がｏｎの状態、スイッチＳ
0 がｏｎの状態へとスイッチを切り換えていく。以降についても同様にして、駆動電圧波
形データに従ってスイッチＳ0 〜Ｓ6 の接続状態を切り換えることで、駆動電圧波形デー
タに対応する駆動電圧波形を出力することができる。

一方、噴射量を調整しないと判断した場合は（図９のステップＳ１０２：ｎｏ）、先に
読み込んだ前回使用の駆動電圧波形データに従ってスイッチＳ0 〜Ｓ6 を切り換えること
により、駆動電圧波形を出力する（ステップＳ１１０）。

以上のようにして駆動電圧波形を出力したら、印刷が終了したか否かを判断する（ステ
ップＳ１１２）。印刷の終了時には、その旨を示す命令が、プリンター制御回路５０から
出力されるので、噴射ノズル駆動回路２００はその命令を受け取ったか否かによって、印
刷が終了したか否かを直ちに判断することができる。そして、印刷が終了していない場合
は（ステップＳ１１２：ｎｏ）、再び駆動電圧波形データに従ってスイッチＳ0 〜Ｓ6 を
切り換えることにより、ピエゾ素子１０４に向けて駆動電圧波形を出力する（ステップＳ
１１０）。そして印刷が終了したか否かを判断する（ステップＳ１１２）。噴射ノズル駆
動回路２００は、印刷を終了する旨の命令をプリンター制御回路５０から受け取るまで、
このような処理を繰り返し、印刷が終了したと判断されたら（ステップＳ１１２：ｙｅｓ
）、駆動電圧波形の出力に使用した駆動電圧波形データの通し番号を記憶して（Ｓ１１４
）、図９の噴射ノズル駆動処理を終了する。尚、使用した駆動電圧波形データの通し番号
は、波形データ記憶部２０６に記憶しても良いし、駆動電圧波形印加部２０２の制御部に
設けられたメモリーに記憶しても良い。

図１１は、上述した噴射ノズル駆動処理を行うことによって噴射ノズル１００の噴射量
が調整される様子を概念的に示した説明図である。図中に示した黒いプロットは、インク
の噴射量（吐出重量）に対応付けられた駆動電圧波形データを表している。このうち、黒
丸のプロットは、吐出動作時の電圧変化の段数（吐出段数）が６段の駆動電圧波形データ
であり、黒い四角形のプロットは、吐出段数が５段の駆動電圧波形データであり、黒い三
角形のプロットは、吐出段数が４段の駆動電圧波形データを表している。たとえば、始め
の駆動電圧波形データが、図中に「Ａ」と示したデータであり、そこから噴射量を減少さ
せる調整（マイナス調整）が行われると、図中に「Ｂ」と示したデータに切り換わる。こ
の駆動電圧波形データに従って印刷した結果を見て、印刷濃度を未だ薄くする必要があっ
た場合は、もう一度、マイナス調整して画像の印刷を開始する。すると、図９に示した噴
射ノズル駆動処理が開始されて、今度は、図１１中に「Ｃ」と示した駆動電圧波形データ
を用いて駆動電圧波形が出力される。更に印刷濃度を薄くする必要がある場合は、もう一
度、マイナス調整して画像を印刷すると、図１１中に「Ｄ」と示した駆動電圧波形データ
を用いて駆動電圧波形が出力される。

このように、ある程度の調整は、駆動電圧波形の吐出段数を保ったまま、吐出時間（時
間Ｔ3 ）を少しずつ長くすることによって行われるが、その結果、吐出時間（時間Ｔ3 ）
がある時間に達すると、それ以上の調整は、駆動電圧波形の吐出段数を１段、小さくする
ことによって行われる。噴射量を増加させる調整（プラス調整）の場合も同様に、ある程
度の調整は、駆動電圧波形の吐出段数を保ったまま、吐出時間（時間Ｔ3 ）を少しずつ短
くすることによって行われるが、その結果、吐出時間（時間Ｔ3 ）がある時間に達すると
、それ以上の調整は、駆動電圧波形の吐出段数を１段、大きくすることによって行われる
ことになる。このように、本実施例の噴射ノズル駆動回路２００では、ピエゾ素子１０４
に印加する駆動電圧波形の吐出時間（時間Ｔ3 ）や、吐出段数を少しずつ変化させること
で、インクの噴射量（吐出重量）を細かく、しかも連続的に変化させて調整することが可
能となる。また、細かな調整であれば、ほとんどの場合、駆動電圧波形の吐出時間（時間
Ｔ3 ）のみを用いて調整することが可能であり、大きく調整する場合には、駆動電圧波形
の吐出段数および吐出時間（時間Ｔ3 ）を用いて調整すればよい。

尚、上述した実施例では、インクの噴射量（吐出重量）の調整は１段階ずつ行われ、従
って、駆動電圧波形データは通し番号が１つずつ異なるデータに切り換えられるものとし
て説明した。もちろん、１段階ずつの調整に限らず、複数段の調整を指定可能として、指
定された内容に応じて、通し番号が複数番だけ先の駆動電圧波形データに切り換えること
を可能としても良い。

Ｅ．変形例 ：
以上に説明した本実施例には、種々の変形例が存在している。以下では、これら変形例
について説明する。尚、以下に説明する各変形例については、上述した実施例と同様の構
成部分については同じ符号を付すとともに、該当する部分については詳細な説明を省略す
ることとして、相違点を中心に説明する。

Ｅ−１．第１の変形例 ：
上述した実施例では、インクの噴射量（吐出重量）を調整するか否かは、インクジェッ
トプリンター１０の操作者によって指定され、インクジェットプリンター１０の噴射ノズ
ル駆動回路２００では、指定された内容に従って、インクの噴射量（吐出重量）を調整す
るものとして説明した。しかし、インクジェットプリンター１０自身が、インクの噴射量
（吐出重量）の調整の要否に関する情報を取得し、その結果に基づいて調整の要否を判断
して、インクの噴射量（吐出重量）を調整することとしても良い。

図１２は、第１の変形例における噴射ヘッド２４、および噴射ノズル駆動回路２００の
構成を示した説明図である。図示されているように、第１の変形例では、噴射ヘッド２４
の一部に、環境温度を検出する温度検出部１１０が搭載されており、温度検出部１１０で
検出された環境温度のデータは、噴射ノズル駆動回路２００の駆動電圧波形印加部２０２
に入力されている。このため、第１の変形例では、画像を印刷するときの環境温度に応じ
て、インクジェットプリンター１０がインクの噴射量（吐出重量）を細かく調整すること
が可能となっている。

図１３は、第１の変形例の噴射ノズル駆動回路２００で行われる噴射ノズル駆動処理を
示すフローチャートである。この処理も、図９を用いて前述した噴射ノズル駆動処理と同
様に、印刷を開始する旨の命令をプリンター制御回路５０から受け取ると、噴射ノズル駆
動回路２００によって実行される処理である。

第１の変形例の噴射ノズル駆動処理では、先ず始めに、インクジェットプリンター１０
の環境温度を検出する（ステップＳ２００）。図１２を用いて前述したように、環境温度
を検出する温度検出部１１０は噴射ヘッド２４に搭載されていることから、噴射ノズル１
００から噴射されるインクの温度と相関の高い環境温度を検出することができる。

続いて、検出した環境温度に対する調整パラメーターを取得する（ステップＳ２０２）
。ここで、調整パラメーターとは、インクの噴射量（吐出重量）を調整するために用いら
れるパラメーターである。第１の変形例においては、駆動電圧波形の吐出段数、および吐
出時間（時間Ｔ3 ）が調整パラメーターとして用いられており、環境温度に対して、適切
な調整パラメーター（吐出段数および吐出時間Ｔ3 ）が対応付けられた状態で予め記憶さ
れている。

図１４は、環境温度に対して調整パラメーター（吐出段数および吐出時間Ｔ3 ）が記憶
されている様子を示した説明図である。図示した例では、環境温度１０℃〜４０℃の範囲
で、５℃おきの複数の温度に対して、吐出段数および吐出時間（時間Ｔ3 ）が設定されて
いる。従って、環境温度を検出すれば、図１４に示されるような対応関係を参照すること
で、その環境温度に対応付けられている調整パラメーター（吐出段数および吐出時間Ｔ3
）を、直ちに取得することができる。尚、図１４に例示するような対応関係は、波形デー
タ記憶部２０６に記憶しておいても良いし、駆動電圧波形印加部２０２に搭載された制御
部のメモリーに記憶しておいても良い。

以上のようにして調整パラメーターを取得したら、その調整パラメーターに基づいて駆
動電圧波形データを生成する（ステップＳ２０４）。すなわち、図１０を用いて前述した
ように、駆動電圧波形データは、駆動電圧波形を折れ線状に簡略化したときの始点ＬS 、
折れ点Ｌ0 〜Ｌ5 の各位置での電圧を示す段数と、それら始点ＬS 、折れ点Ｌ0 〜Ｌ5 の
間の波形区間の時間Ｔ0 〜Ｔ5 とによって構成されている。従って、取得した調整パラメ
ーターに基づいて、駆動電圧波形データを容易に生成することができる。たとえば、図１
５に例示したように、Ｌ3 およびＬ4 の段数が０段の駆動電圧波形データであれば、Ｌ1
、Ｌ2 の段数を、調整パラメーターとして得られた吐出段数に変更し、時間Ｔ3 を調整パ
ラメーターとして得られた吐出時間に変更するだけで、調整パラメーターに対応する駆動
電圧波形データを生成することができる。尚、調整パラメーターに対応する駆動電圧波形
データを生成する処理は、駆動電圧波形データの一部を空欄にしておき、そこに調整パラ
メーターを組み込むことで駆動電圧波形データを生成する処理と把握することもできるが
、予め設定されている標準の駆動電圧波形データを、調整パラメーターによって変更する
処理と把握することも可能である。

こうして調整パラメーターに対応する駆動電圧波形データを生成したら、生成した駆動
電圧波形データに従ってスイッチＳ0 〜Ｓ6 を切り換えることによって、駆動電圧波形を
出力する（ステップＳ２０６）。そして、駆動電圧波形を出力したら、印刷が終了したか
否かを判断する（ステップＳ２０８）。印刷が終了したか否かは、プリンター制御回路５
０からの命令を受け取ったか否かによって、直ちに判断することができる。そして、印刷
が終了していない場合は（ステップＳ２０８：ｎｏ）、再び駆動電圧波形データに基づい
て駆動電圧波形を出力した後（ステップＳ２０６）、印刷が終了したか否かを判断する（
ステップＳ２０８）。噴射ノズル駆動回路２００は、印刷を終了する旨の命令をプリンタ
ー制御回路５０から受け取るまで、このような処理を繰り返し、印刷が終了したと判断さ
れたら（ステップＳ２０８：ｙｅｓ）、第１の変形例の噴射ノズル駆動処理を終了する。

以上に説明した第１の変形例においては、インクジェットプリンター１０の環境温度を
検出して、環境温度に応じた駆動電圧波形データを生成して噴射ノズル１００を駆動する
ことができる。このため、環境温度の変化によってインクの粘度が変わっても、駆動電圧
波形データを変更することで、その影響を打ち消すことができるので、環境温度の変動の
影響を受けずに、常に安定した画質で画像を印刷することが可能となる。

尚、上述した第１の変形例においては、図１４に示したように、環境温度が決まると調
整パラメーターが決定され、その結果、駆動電圧波形データが生成されるものとして説明
した。従って、環境温度と駆動電圧波形データとの間には１対１の関係が成立することに
なる。しかし、環境温度を用いて、駆動電圧波形データを修正するようにしても良い。た
とえば、図１０に示したように、複数の駆動電圧波形データに通し番号を付して記憶して
おく。そして、環境温度が高い場合は、インクの粘度が低下してインクの噴射量が多めに
なるので、通し番号が１つ小さい（噴射量の少ない）駆動電圧波形データを選択する。逆
に、環境温度が低い場合は、インクの粘度が増加してインクの噴射量が少なめになるので
、通し番号が１つ大きい（噴射量の多い）駆動電圧波形データを選択する。もちろん、環
境温度がたいへんに高い場合や、たいへんに低い場合は、通し番号が２つ小さい駆動電圧
波形データや、通し番号が２つ大きい駆動電圧波形データを選択しても良い。このように
すれば、一度、好ましい印刷濃度を設定してしまうと、その後の環境温度の影響を受けず
に、常に好ましい印刷濃度で画像を印刷することが可能となる。

Ｅ−２．第２の変形例 ：
また、上述した本実施例や、第１の変形例においては、吐出段数の他には、専ら吐出時
間（時間Ｔ3 ）を用いて、インクの噴射量（吐出重量）を調整するものとして説明した。
しかし実際には、吐出時間（時間Ｔ3 ）以外の時間を変更することによっても、インクの
噴射量（吐出重量）を調整することが可能である。

図１６は、噴射ノズル１００のピエゾ素子１０４に駆動電圧波形が印加されたことによ
る噴射ノズル１００のインク界面の動きを示した説明図である。図の上段部分には駆動電
圧波形が示されており、図の中段部分には、噴射ノズル１００に形成されたインク界面と
インク室１０２内でのインクの動きが概念的に示されている。また、図の下段部分には、
時間の経過とともにインク界面が変動する様子が示されている。

先ず、駆動電圧波形が初期電圧で保持される波形区間（時間Ｔ0 の波形区間）では、図
１６の中段部分の左端に示したように、噴射ノズル１００の開口部付近にインクの界面が
形成されている。この状態から駆動電圧波形の電圧が上昇すると、ピエゾ素子１０４が変
形してインク室１０２内の容積が増加する。その結果、インクカートリッジ２６からのイ
ンクがインク室１０２に吸引されると同時に、噴射ノズル１００の開口部付近のインクも
吸引され、それに伴ってインクの界面が内側に引き込まれる（図１６の中段部分の中央に
示した図を参照）。このようなインクの動きは、最大電圧で保持している間に次第に収ま
っていき、時間Ｔ2 だけ保持したら、今度は電圧を低下させる。すると、インク室１０２
内の容積を減少させる方向にピエゾ素子１０４が変形し、インク室１０２内のインクが噴
射ノズル１００の開口部から押し出されるようにして吐出される（図１６の中段部分の右
端に示した図を参照）。

こうしてインクを吐出した後は、駆動電圧波形の電圧は最小電圧で時間Ｔ4 の間、保持
された後、初期電圧に復帰する。また、インクを吐出した際にはインクの界面が一時的に
大きくせり出した状態となるので、その後はインク界面が元の位置に戻ろうとし、その力
で一種の共振現象が発生する。その結果、駆動電圧波形の電圧が保持されている間、ある
いは初期電圧に復帰した後も、インク界面はほぼ一定の周期で振動しながら、次第に振幅
が小さくなっていく。

また、駆動電圧波形が上昇した後、最大電圧が保持される波形区間（時間Ｔ2 の波形区
間）でも、噴射ノズル１００の開口部付近では同様なインクの振動現象が発生する。すな
わち、噴射ノズル１００の開口部付近のインクは、駆動電圧波形が上昇してピエゾ素子１
０４が吸引動作を行っている間（時間Ｔ1 の波形区間）は内側に向かって流れており、駆
動電圧が一定電圧で保持されて吸引動作を停止した直後も、暫くの間はインクの慣性によ
って内側に向かって流れようとする。しかしピエゾ素子１０４の吸引動作は終わっている
から、内側に流れようとするインクの流れは速やかに減衰し、逆にインクを押し返そうと
する力によって、今度はインクが噴射ノズル１００の開口部付近に向かって流れようとす
る。従って、駆動電圧波形の上昇が終了して最大電圧で保持されている波形区間（時間Ｔ
2 の波形区間）では、始めのうちは、噴射ノズル１００の開口部付近のインクが内側に向
かって流れているが、暫く経つと、外側に（すなわち開口部の方向に）向かって流れるよ
うになる。そして、噴射ノズル１００の開口部付近のインクが内側に向かって流れている
状態で吐出動作を行うと、吐出するインク量が少なくなると考えられ、逆に、外側に向か
って流れている状態で吐出動作を行えば、吐出するインク量が多くなると考えられる。

実際に、駆動電圧波形が最大電圧で保持される時間（時間Ｔ2 ）を変更しながら、イン
クの噴射量（吐出重量）を実測すると、時間Ｔ2 が極端に短い状態から次第に長くするに
従って、インクの噴射量（吐出重量）が次第に増加し、やがて最大噴射量に達した後、減
少していくことが確認できる。これは、時間Ｔ2 が極端に短い場合には、内側に向かうイ
ンクの流れに逆らってインクを押し出そうとすることになるので、インクの噴射量（吐出
重量）が少なくなるためである。また、時間Ｔ2 が長くなるほど、内側に向かうインクの
流れが弱まるのでインクの噴射量（吐出重量）が増加していき、更に時間Ｔ2 を長くする
と、噴射ノズル１００の開口部付近のインクが外側に（開口部の方向に）向かって流れて
いる状態で、そのインクを後ろから押し出すようにして吐出動作を行うことになるので、
インクの噴射量（吐出重量）が更に増加する。しかし、あまりに時間Ｔ2 を長くすると、
開口部付近のインクが外側に向かう流れも減衰し、あるいは再び内側に向かって流れるよ
うになるので、インクの噴射量（吐出重量）が減少していくことになる。

以上の説明から明らかなように、駆動電圧波形が最大電圧で保持される時間（時間Ｔ2
）を変更することによっても、インクの噴射量（吐出重量）を調整することが可能となる
。また、以上では、時間Ｔ2 を変更する場合について説明したが、他の時間を変更するこ
とによっても、インクの噴射量（吐出重量）の調整が可能と考えられる。すなわち、時間
Ｔ2 を変更することによってインクの噴射量（吐出重量）を調整するメカニズムは、イン
ク室１０２内の（少なくとも噴射ノズル１００の開口部付近での）インクの流れを利用し
て、噴射量（吐出重量）を変更することにある。たとえば、噴射ノズル１００の開口部付
近のインクの流れが内側に向かっていれば、そのインクの流れは、ピエゾ素子１０４の吐
出動作を打ち消す方向に作用し、インクの流れが外側に向かっていれば、ピエゾ素子１０
４の吐出動作を促進する方向に作用する。また、それら影響の大きさは、インクの流れの
強さに依存する。そして、上述した第１の変形例では、時間Ｔ2 を変更することによって
、ピエゾ素子１０４が吐出動作を開始する時点での、インクの流れの向きおよび強さを調
整し、その結果として、インクの噴射量（吐出重量）を変更していることになる。従って
、インク室１０２内（少なくとも噴射ノズル１００の開口部付近）のインクの流れに影響
を与えることができれば、時間Ｔ2 に限らず、同様な原理によってインクの噴射量（吐出
重量）を変更することが可能である。

たとえば、ピエゾ素子１０４が吸引動作を行う時間（時間Ｔ1 ）の長さは、吸引動作に
よってインクが内側に向かう流れの強さに直接的な影響を与える。そしてその影響は、当
然ながら、駆動電圧波形が保持される波形区間（時間Ｔ2 の波形区間）にも及ぶことにな
る。従って、時間Ｔ1 の長さを変更することによっても、インクの噴射量（吐出重量）を
変更することが可能である。

また、図１６に示したように、駆動電圧波形を出力し終わった後も（時間Ｔ5 の経過後
も）、噴射ノズル１００の開口部付近のインクはほぼ一定の周期で振動している。この振
動も時間の経過とともに減衰するので、時間Ｔ0 の時間を十分に長く設定しておけば、振
動の影響はほとんど無視することができるが、時間Ｔ0 の設定が短くなると、次の吸引動
作に影響を与えるようになる。たとえば、噴射ノズル１００の開口部に向かってインクが
流れている時に、ピエゾ素子１０４が吸引動作を開始すると、インクの流れは吸引動作を
打ち消す方向に作用し、逆に、インクが内側に向かって流れている場合には、吸引動作を
促進する方向に作用する。そして、その影響は、吸引動作後に駆動電圧波形が保持される
波形区間（時間Ｔ2 の波形区間）にも及ぶことになる。従って、前の駆動電圧波形の影響
を無視できる程度の長さに時間Ｔ0 が設定されていない限り、時間Ｔ0 の設定によって、
インクの噴射量（吐出重量）を調整することも可能である。更に、ピエゾ素子１０４が吐
出動作を終了した後に生じるインクの振動の大きさ（振幅）は、時間Ｔ4 や時間Ｔ5 の設
定によって変化するものと考えられる。従って、次の吸引動作時に残存する振動の大きさ
（振幅）を、時間Ｔ4 や時間Ｔ5 の設定によって変更してやることによっても、インクの
噴射量（吐出重量）を調整することが可能となる。

Ｅ−３．第３の変形例 ：
前述した実施例あるいは第１の変形例のように、吐出時間（時間Ｔ3 ）を変更してイン
クの噴射量（吐出重量）を調整する場合、インクの噴射速度（噴射ノズル１００から噴射
されたインクの速度）も変化する。インクジェットプリンター１０では、インクの噴射速
度の変化は画質に影響を与えることがあるので、時間Ｔ3 の変更に併せて、時間Ｔ0 も変
更することにより、インクの噴射速度の影響を打ち消すようにしても良い。

インクジェットプリンター１０では、インクの噴射速度の変化は画質に影響を与えるこ
とがあるのは、次の理由による。先ず、図１を用いて前述したように、インクジェットプ
リンター１０は、噴射ヘッド２４を印刷媒体２に対して往復動させながら、噴射ノズル１
００からインクを噴射することによって画像を印刷している。噴射ヘッド２４に設けられ
た噴射ノズル１００と、印刷媒体２とが接触すると、画像を印刷することができないので
、噴射ノズル１００と印刷媒体２との間にはプラテンギャップと呼ばれる隙間が設けられ
ており、噴射ノズル１００から噴射されたインクは、このプラテンギャップを飛行した後
、印刷媒体２の表面に到達する。また、噴射ヘッド２４は印刷媒体２に対して往復動しな
がらインクを噴射するので、噴射ノズル１００から噴射されたインクは、プラテンギャッ
プの間を印刷媒体２の表面に向かって斜めに飛行する。換言すれば、噴射ノズル１００が
インクを噴射した位置と、噴射されたインクが印刷媒体２上に到達する位置とは、若干の
位置ズレが生じていることになる。そして、この位置ズレの大きさは、インクの噴射速度
に依存する。すなわち、インクの噴射速度が大きくなれば、インクを噴射後、短時間でプ
ラテンギャップを飛行するので、位置ズレは小さくなる。逆に、インクの噴射速度が小さ
くなると、インクを噴射してから印刷媒体２の表面に到達するまでに時間がかかるので、
位置ズレが大きくなる。このような理由から、インクの噴射速度が変化すると、位置ズレ
の大きさも変化するため、画質に影響を与えるのである。

そこで、インクの噴射量（吐出重量）を調整するために、吐出時間（時間Ｔ3 ）を短く
した場合には、インクの噴射速度が大きくなっていると考えられるので、時間Ｔ0 を長く
する。こうすれば、プラテンギャップの飛行時間が短くなった分だけ、インクの噴射タイ
ミングを遅くすることで、位置ズレの変化を抑制することができる。逆に、インクの噴射
量（吐出重量）を調整するために、吐出時間（時間Ｔ3 ）を長くした場合には、時間Ｔ0
を短くする。こうすれば、プラテンギャップの飛行時間が長くなった分だけ、早いタイミ
ングでインクを噴射することで、位置ズレの変化を抑制することができる。図１７には、
インクの吐出時間（時間Ｔ3 ）を短縮したことによる画質の悪化を回避するために、時間
Ｔ0 を延長する様子が例示されている。

Ｅ−４．第４の変形例 ：
以上に説明した実施例や各種の変形例では、１つの駆動電圧波形を繰り返し出力するも
のとして説明した。しかし、複数の駆動電圧波形をセットにして、駆動電圧波形のセット
を繰り返し出力する場合にも、本願発明は好適に適用することができる。

図１８は、複数の駆動電圧波形をセットにして出力する場合を例示した説明図である。
図示した例では、大きなインクドット（大ドット）を形成するための駆動電圧波形（波形
１）と、小さなインクドット（小ドット）を形成するための駆動電圧波形（波形２）と、
中くらいのインクドット（中ドット）を形成するための駆動電圧波形（波形３）の３つの
波形によって、１つの波形セットが構成されている。そして、ラッチ信号ＬＡＴ１のタイ
ミングで波形セットの出力を開始することとして、先ず始めに波形１を出力し、続いて、
ラッチ信号ＬＡＴ２を受け取ると波形２を出力し、もう一度、ラッチ信号ＬＡＴ２を受け
取ったら波形３を出力する。

このように複数の駆動電圧波形がセットにされている場合、吐出動作時の電圧の変化量
（ピエゾ素子１０４の変形量）を変化させてインクの噴射量（吐出重量）を調整すること
は困難である。たとえば、小ドットの大きさを少しだけ小さく（噴射量を少なく）する場
合を考える。小ドット用のインクの吐出動作は、波形２で駆動電圧を電圧Ｖ4 から電圧Ｖ
0 に低下させることによって行われているから、電圧Ｖ4 を少しだけ低くするか、電圧Ｖ
0 を少しだけ高くすれば、インクの噴射量（吐出重量）を減らしてドットの大きさを小さ
くすることができる。しかし、図３を用いて前述したように、電圧Ｖ5 は、電圧Ｖ4 の上
にコンデンサーＣ5 の端子間電圧を加算することで発生させており、また、電圧Ｖ6 は、
電圧Ｖ4 の上にコンデンサーＣ5 の端子間電圧とコンデンサーＣ6 の端子間電圧とを加算
することで発生させているから、電圧Ｖ4 を低くすると、電圧Ｖ5 や電圧Ｖ6 も同じよう
に低くなる。このため、波形２によって形成される小ドットを小さく（インクの噴射量を
少なく）すると、波形１によって形成される大ドットや、波形３によって形成される中ド
ットについても小さく（インクの噴射量が少なく）なってしまう。あるいは、電圧Ｖ0 を
少しだけ高くした場合にも、小ドットを小さくすると同時に、大ドットや中ドットも小さ
くなってしまう。このように、波形セットに含まれるある波形でのインクの噴射量を調整
するために、電圧Ｖ0 〜電圧Ｖ6 の基準電圧の値を変更すると、波形セットに含まれる他
の波形の噴射量も変わってしまう。

これに対して、駆動電圧波形の吐出時間（時間Ｔ3 ）あるいは他の波形区間の時間（時
間Ｔ2 など）を用いて調整するのであれば、波形セットの中の単独の波形の噴射量だけを
調整することが可能となる。たとえば、図１８に示した例では、波形１の吐出時間（時間
Ｔ13）を変更すれば、大ドット用のインクの噴射量だけを調整することができ、小ドット
用や中ドット用のインクの噴射量には全く影響を与えることがない。また、前述したよう
に、小ドット用の波形２は、最初のラッチ信号ＬＡＴ２によって出力が開始され、中ドッ
ト用の波形３は、２番目のラッチ信号ＬＡＴ２によって出力が開始されるので、波形１の
吐出時間（時間Ｔ13）が変更されても、その影響で波形２や波形３の出力開始タイミング
が変動することもない。このように、駆動電圧波形を構成する波形区間の時間を変更して
やれば、任意の波形によるインクの噴射量だけを自由に調整することができるので、高画
質な画像を印刷することが可能となる。

Ｅ−５．第５の変形例 ：
また、上述した実施例や各種の変形例の噴射ノズル駆動回路２００には、図３に示した
ように、コンデンサーＣ1 〜Ｃ6 が互いに直列に接続されており、何れのコンデンサーの
間の電圧をピエゾ素子１０４に接続するかを、スイッチＳ0 〜Ｓ6 の接続状態によって切
り換えるものとして説明した。しかし、予め設定された複数の基準電圧を発生させること
が可能であれば、このような回路構成に限られるものではない。たとえば、以下に示すよ
うに、複数のコンデンサーを並列に接続して電源に接続することによってコンデンサーに
充電した後、コンデンサー間の接続を直列接続に切り換えて印加電圧を発生させる。この
とき、直列接続に切り換えるコンデンサーの個数を異ならせることによって、複数の基準
電圧を発生させるようにしても良い。

図１９は、第５の変形例における噴射ノズル駆動回路５００の構成を示した説明図であ
る。図示した例では、複数のコンデンサーＣ1 〜Ｃ6 が、逆流防止用のダイオードＤ1 〜
Ｄ6 を介して電源に接続されている。また、それぞれのコンデンサーＣ1 〜Ｃ6 には、２
つのスイッチが直列に接続されて構成されたスイッチ対が、コンデンサーに対して並列に
接続されている。更に、コンデンサーの電源に接続されていない側（以下、低電位側と称
する）の端子は、他のコンデンサーに設けられたスイッチ対の２つのスイッチ間に接続さ
れている。尚、コンデンサーの電源に接続されていない側を「低電位側」と称することに
併せて、コンデンサーの電源に接続されている側を「高電位側」と称することにする。こ
のような構成では、それぞれのコンデンサーＣ1 〜Ｃ6 は、逆流防止用のダイオードＤ1
〜Ｄ6 を介して電源に接続されているので、一定電圧に充電されている。この状態から、
それぞれのコンデンサーＣ1 〜Ｃ6 に設けられたスイッチ対の２つのスイッチの接続状態
を切り換えることで、コンデンサーＣ1 〜Ｃ6 間の接続状態を切り換えて、複数の基準電
圧を発生させることが可能となる。

図２０は、第５の変形例の噴射ノズル駆動回路５００が、コンデンサーＣ1 〜Ｃ6 間の
接続状態を切り換えて複数の基準電圧を発生させる様子を示した説明図である。図２０（
ａ）に示されるように、全てのコンデンサーＣ1 〜Ｃ6 に設けられたスイッチ対について
は、高電位側のスイッチをｏｆｆにし、低電位側のスイッチをｏｎにすると、ピエゾ素子
１０４には、何れのコンデンサーの端子間電圧も印加されない状態となる。この状態が、
基準電圧Ｖ0 を印加した状態となる。

次に、図２０（ｂ）に示したように、コンデンサーＣ1 に設けられたスイッチ対につい
てだけ、高電位側のスイッチをｏｎにして、低電位側のスイッチをｏｆｆにすると、コン
デンサーＣ1 の端子間電圧（基準電圧Ｖ1 に相当）がピエゾ素子１０４に印加された状態
となる。更に、図２０（ｃ）に示したように、コンデンサーＣ1 に設けられたスイッチ対
と、コンデンサーＣ2 に設けられたスイッチ対について、高電位側のスイッチをｏｎにし
て、低電位側のスイッチをｏｆｆにすると、コンデンサーＣ1 およびコンデンサーＣ2 を
直列に接続して得られる端子間電圧（基準電圧Ｖ2 に相当）がピエゾ素子１０４に印加さ
れた状態となる。

このように、図１９に示した第５の変形例の噴射ノズル駆動回路５００では、スイッチ
対に含まれる２つのスイッチのうち、高電位側のスイッチをｏｎにし、低電位側のスイッ
チをｏｆｆにすると、そのスイッチ対のコンデンサーが選択され、選択されたコンデンサ
ーの端子間電圧が、ピエゾ素子１０４に印加される。このとき、複数のコンデンサーが選
択された場合には、それらコンデンサーが直列に接続された状態となって、端子間電圧を
合計した電圧がピエゾ素子１０４に印加されることになる。

このような構成を有する第５の変形例の噴射ノズル駆動回路５００においても、波形デ
ータ記憶部５０６に駆動電圧波形データを記憶しておき、駆動電圧波形を構成する波形区
間の時間を変更することによって、インクの噴射量（吐出重量）を細かく調整することが
可能となる。

以上、本願発明の実施例、および各種の変形例について説明したが、本発明は上記に限
られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可
能である。例えば、コンデンサーの代わりに、電荷を蓄えることが可能な蓄電素子（たと
えば、二次電池など）を用いて、噴射ノズル駆動回路を構成することも可能である。

また、上述した実施例あるいは各種の変形例では、液体噴射装置が、インクを噴射する
インクジェットプリンター１０であるものとして説明した。しかし、水や食塩水等の液体
をパルス状に噴射して生体組織を切開または切除する手術具としての液体噴射装置に対し
ても、本願発明を好適に適用することができる。

１０…インクジェットプリンター、 ２０…キャリッジ、
２４…噴射ヘッド、 ２６…インクカートリッジ、
３０…駆動機構、 ４０…プラテンローラー、
５０…プリンター制御回路、 １００…噴射ノズル、
１０２…インク室、 １０４…ピエゾ素子、
１１０…温度検出部、 ２００…噴射ノズル駆動回路、
２０２…駆動電圧波形印加部、 ２０４…基準電圧発生回路、
２０６…波形データ記憶部、 ３００…ゲートユニット
３０２…ゲート素子、 ５００…噴射ノズル駆動回路、
５０６…波形データ記憶部

Claims (7)

1. 噴射ノズルを駆動する圧電素子に対して、駆動電圧波形を印加することにより、該噴射
   ノズルから液体を噴射する液体噴射装置であって、
   複数の基準電圧を発生させる基準電圧発生手段と、
   前記駆動電圧波形を電圧の上昇区間、低下区間、あるいは保持区間の何れかに区分した
   場合に、前記駆動電圧波形を構成する波形区間の所要時間と、前記波形区間の境の位置に
   おける前記複数の基準電圧の中から選択した電圧とを含む駆動電圧波形データを記憶して
   いる駆動電圧波形データ記憶手段と、
   前記噴射ノズルから噴射する液体の噴射量の調整に関する情報に応じて、前記駆動電圧
   波形データに含まれる前記所要時間を変更して、該圧電素子に前記駆動電圧波形を印加す
   る駆動電圧波形印加手段と
   を備える液体噴射装置。
2. 請求項１に記載の液体噴射装置であって、
   前記駆動電圧波形印加手段は、
   前記液体の噴射量の調整に関する情報に応じて該駆動電圧波形データに含まれる前記
   電圧を変更して、前記駆動電圧波形を印加する手段である液体噴射装置。
3. 請求項２に記載の液体噴射装置であって、
   前記駆動電圧波形データに含まれる前記所要時間と、該駆動電圧波形データに含まれる
   前記電圧と、前記液体の噴射量との対応関係を記憶している対応関係記憶手段を備え、
   前記駆動電圧波形印加手段は、前記液体の調整後の噴射量を決定すると、前記駆動電圧
   波形データに含まれる前記所要時間と、該駆動電圧波形データに含まれる前記電圧とを、
   前記対応関係に基づいて変更して、前記駆動電圧波形を印加する手段である液体噴射装置
   。
4. 請求項３に記載の液体噴射装置であって、
   前記対応関係記憶手段は、等間隔に設定された複数の噴射量に対して、前記対応関係を
   記憶している手段である液体噴射装置。
5. 請求項１に記載の液体噴射装置であって、
   前記噴射ノズルが動作する環境温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記液体の噴射量の調整に関する情報は、前記環境温度である液体噴射装置。
6. 請求項１ないし請求項５の何れか一項に記載の液体噴射装置であって、
   前記駆動電圧波形印加手段は、前記駆動電圧波形の印加の開始を、前記駆動電圧波形デ
   ータに含まれる前記所要時間に応じて異ならせて、該駆動電圧波形を印加する手段である
   液体噴射装置。
7. 噴射ノズルを駆動する圧電素子に対して、駆動電圧波形を印加することにより、該噴射
   ノズルから液体を噴射する液体噴射装置であって、
   第１の電圧および前記第１の電圧よりも大きい第２の電圧を発生させる電圧発生手段と
   、
   前記駆動電圧波形を電圧の上昇区間、低下区間、あるいは保持区間の何れかに区分した
   場合に、前記駆動電圧波形を構成する波形区間の所要時間と、前記波形区間の境の位置に
   おける前記第１および第２の電圧の中から選択した電圧とを含む駆動電圧波形データを記
   憶している駆動電圧波形データ記憶手段と、
   前記噴射ノズルから噴射する液体の噴射量の調整に関する情報に応じて、前記駆動電圧
   波形データに含まれる前記所要時間を変更して、該圧電素子に前記駆動電圧波形を印加す
   る駆動電圧波形印加手段と、
   を備える液体噴射装置。

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