JP3290084B2 - インク滴噴射方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク滴噴射方法
およびその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、これまでのインパクト方式の印字
装置にとってかわり、その市場を大きく拡大しつつある
ノンインパクト方式の印字装置のなかで、原理が最も単
純で、かつ多階調化やカラー化が容易であるものとし
て、インクジェット方式の印字装置が挙げられる。なか
でも印字に使用するインク滴のみを噴射するドロップ・
オン・デマンド型が、噴射効率の良さ、ランニングコス
トの安さなどから急速に普及している。

【０００３】ドロップ・オン・デマンド型として特開昭
６３−２４７０５１号公報に開示されている圧電材料を
利用したせん断モード型がある。図６に示すように、こ
の種のインク滴噴射装置６００は、底壁６０１、天壁６
０２およびその間のせん断モードアクチュエータ壁６０
３からなる。そのアクチュエータ壁６０３は、底壁６０
１に接着され、かつ矢印６１１方向に分極された圧電材
料製の下部壁６０７と、天壁６０２に接着され、かつ矢
印６０９方向に分極された圧電材料製の上部壁６０５と
からなっている。アクチュエータ壁６０３は一対となっ
て、その間にインク室６１３を形成し、かつその隣の一
対のアクチュエータ壁６０３の間には、インク室６１３
よりも狭い空間６１５を形成している。

【０００４】各インク室６１３の一端には、ノズル６１
８を有するノズルプレート６１７が固着され、他端に
は、図示しないインク供給源が接続されている。各アク
チュエータ壁６０３の両側面には電極６１９，６２１が
金属化層として設けられている。具体的にはインク室６
１３側のアクチュエータ壁６０３には電極６１９が設け
られ、空間６１５側のアクチュエータ壁６０３には電極
６２１が設けられている。なお、電極６１９の表面はイ
ンクと絶縁するための絶縁層６３０で覆われている。そ
して、空間６１５に面している電極６２１はアース６２
３に接続され、インク室６１３内に設けられている電極
６１９はアクチュエータ駆動信号を与える制御装置６２
５に接続されている。

【０００５】そして、各インク室６１３の電極６１９に
制御装置６２５が電圧を印加することによって、各アク
チュエータ壁６０３がインク室６１３の容積を増加する
方向に圧電厚みすべり変形する。例えば図７に示すよう
に、インク室６１３ｃの電極６１９ｃに電圧Ｅ（Ｖ）が
印加されると、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆに
それぞれ矢印６３１、６３２の方向の電界が発生し、ア
クチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆがインク室６１３ｃ
の容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。この
ときノズル６１８ｃ付近を含むインク室６１３ｃ内の圧
力が減少する。この電圧Ｅ（Ｖ）の印加状態を圧力波の
インク室６１３内での片道伝播時間Ｔだけ維持する。す
ると、その間図示しないインク供給源からインクが供給
される。なお、上記片道伝播時間Ｔはインク室６１３内
の圧力波が、インク室６１３の長手方向に伝播するのに
必要な時間であり、インク室６１３の長さＬとこのイン
ク室６１３内部のインク中での音速ａによりＴ＝Ｌ／ａ
と決まる。

【０００６】圧力波の伝播理論によると、上記の電圧の
印加からＴ時間がたつとインク室６１３内の圧力が逆転
し、正の圧力に転じるが、このタイミングに合わせてイ
ンク室６１３ｃの電極６２１ｃに印加されている電圧を
０（Ｖ）に戻す。すると、アクチュエータ壁６０３ｅ、
６０３ｆが変形前の状態（図６）に戻り、インクに圧力
が加えられる。そのとき、前記正に転じた圧力と、アク
チュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆが変形前の状態に戻る
ことにより発生した圧力とが加え合わされ、比較的高い
圧力がインク室６１３ｃのノズル６１８ｃ付近の部分に
生じて、インク滴がノズル６１８ｃから噴射される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来、この種のインク
滴噴射装置６００では、前記インク室６１３の形状、駆
動電圧等により、噴射されるインク滴の体積が決まるた
め、良好な印字品質を得るため、より多くのインク量が
必要な場合には、インク室形状を変更する必要があると
いう欠点があった。またこれにより、必要量のインク量
が得られても、噴射時の安定性が低下するために、駆動
周波数を下げなければいけないという欠点があった。

【０００８】また図９（ａ）に示すように、１ドットの
印字指令に対して、複数の噴射パルスを連続して発生す
ることで、前の噴射パルスによって噴射されたインク滴
がインク室内のインクと分離する前に、続く噴射パルス
によってインク滴を噴射して２つのインク滴を飛翔中に
一体化し、比較的大きい体積のインク滴を形成すること
が知られている。しかし、このようなものでは、図９
（ｂ）に示すように、ノズル６１８付近の圧力が２回目
の噴射パルスによって極めて高くなって、容易には減衰
しなくなり、上記場合と同様に、必要量のインク量が得
られても、噴射時の安定性が低下するため、駆動周波数
を下げなければいけない。

【０００９】これに対し、例えば特開昭６２−２９９３
４３号公報等に開示されているように、インク滴噴射を
行うための印字パルスに続いてキャンセルパルスを印加
することにより、インク室内の残留圧力波振動を低減す
ることが考えられている。つまり、インクを噴射させた
圧力波がインク室の先端および後端ではねかえり、噴射
開始から４Ｔ時間後に、ノズルのメニスカスを振動させ
てしまうのを、位相が逆になるような圧力波を発生させ
て打ち消す。しかしながら、このように噴射開始から４
Ｔ時間後にキャンセルパルスを発生するものでは、上記
のように複数の噴射パルスが連続するものには対応する
ことができない。また、噴射パルスを発生する正の電源
のほか、位相が逆のキャンセルパルスを発生するための
負の電源を必要とし、制御装置が複雑になり、コストが
上がるという問題がある。

【００１０】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、インク室形状の変更を必要とせ
ず、印字に必要なインク量が得られ、かつ高い駆動周波
数でも安定して印字できる良好な印字品質の得られる低
コストのインク滴噴射方法およびその装置を提示するこ
とを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、請求項１に記載のとおり、インクが充填さ
れたインク室に、そのインク室の容積を変化させるため
の噴射パルス信号を印加することにより、インク室の容
積を増大させてインク室内に圧力波を発生させ、インク
室内を圧力波が片道伝播する時間Ｔ、またはＴの奇数倍
時間経過後、増大状態から容積を自然状態に減少させて
インク室内のインクに圧力を加えてインク滴を噴射させ
る方法であって、１ドットの印字命令に対して、前記噴
射パルス信号を含む複数のパルス信号を印加して、複数
のインク滴を噴射させた後に、波幅が、０．３Ｔ〜０．
７Ｔまたは、１．３Ｔ〜１．８Ｔでインク滴を噴射させ
るには至らない非噴射パルス信号を、該非噴射パルス信
号の立ち上がりタイミング（ＨＳ）と立ち下がりタイミ
ング（ＨＥ）との中間タイミング（ＨＭ）と、前記複数
のパルス信号のうちの最後に印加された噴射パルス信号
の立ち下がりタイミング（ＢＥ）との時間差が２．３５
Ｔ〜２．６５Ｔとなるように印加することを特徴とする
インク滴噴射方法にある。

【００１２】また請求項３に記載のとおり、インクが充
填されるインク室と、前記インク室の容積を変化させる
ためのアクチュエータと、前記アクチュエータに電気信
号を印加するための駆動電源と、前記アクチュエータに
前記駆動電源から噴射パルス信号を印加することによ
り、前記インク室の容積を増大させてインク室内に圧力
波を発生させ、前記インク室内を圧力波が片道伝播する
時間Ｔ、またはＴの奇数倍時間経過後、増大状態から容
積を自然状態に減少させてインク室内のインクに圧力を
加えてインク滴を噴射させる制御装置とを備えたインク
滴噴射装置において、前記制御装置は、１ドットの印字
命令に対して、前記アクチュエータに、前記噴射パルス
信号を含む複数のパルス信号を印加した後に、波幅が、
０．３Ｔ〜０．７Ｔまたは、１．３Ｔ〜１．８Ｔでイン
ク滴を噴射させるには至らない非噴射パルス信号を、該
非噴射パルス信号の立ち上がりタイミング（ＨＳ）と立
ち下がりタイミング（ＨＥ）との中間タイミング（Ｈ
Ｍ）と、前記複数のパルス信号のうちの最後に印加され
た噴射パルス信号の立ち下がりタイミング（ＢＥ）との
時間差が２．３５Ｔ〜２．６５Ｔとなるように前記アク
チュエータに前記駆動電源から印加することを特徴とす
るインク滴噴射装置にある。

【００１３】上記のように、１ドットの印字命令に対し
て複数のパルス信号を、インク室印加することで、複数
のインク滴が噴射され、印字に必要なインク量が得られ
る。インクの噴射後、噴射パルス信号に対して波幅が、
０．３Ｔ〜０．７Ｔまたは、１．３Ｔ〜１．８Ｔでイン
ク滴を噴射させるには至らない非噴射パルス信号を、該
非噴射パルス信号の立ち上がりタイミング（ＨＳ）と立
ち下がりタイミング（ＨＥ）との中間タイミング（Ｈ
Ｍ）と、複数の噴射パルス信号のうちの最後に印加され
た噴射パルス信号の立ち下がりタイミング（ＢＥ）との
時間差が２．３５Ｔ〜２．６５Ｔとなるようにインク室
に印加するので、インク滴噴射後のインク室内の残留圧
力波振動を抑えることができ、高周波数の印字でも安定
噴射ができる。

【００１４】そして好ましくは、前記噴射パルスおよび
非噴射パルスの波高値をそれぞれ同じとすることによ
り、駆動電源が単一の電源でよく、従来のように、残留
圧力波振動を抑えるために特別な駆動電源を必要とする
こともなく、低コストで安定した噴射を実現できる。

【００１５】さらに好ましくは、アクチュエータは、前
記インク室を構成する少なくとも１つの壁部であり、該
壁部の少なくとも一部は圧電材料で形成されている構成
とすることで、サーマルジェト型のようにインクに熱を
加えることなくインク滴を噴射できるとともに、高周波
数の印字を安定して実現することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にしたがって説明する。

【００１７】本実施の形態のインク滴噴射装置６００に
おける機械的部分の構成は、図６に示す従来のものと同
様であるので説明を省略する。

【００１８】本インク滴噴射装置６００の具体的な寸法
の一例を述べる。インク室６１３の長さＬが７．５ｍｍ
である。ノズル６１８の寸法は、インク滴噴射側の径が
４０μｍ、インク室６１３側の径が７２μｍ、長さが１
００μｍである。また、実験に供したインクの２５℃に
おける粘度は約２ｍＰａ・ｓ、表面張力は３０ｍＮ／ｍ
である。このインク室６１３内のインク中における音速
ａと上記Ｌとの比Ｌ／ａ（＝Ｔ）は８μｓｅｃであっ
た。

【００１９】次に本発明の一実施例であるインク室６１
３内の電極６１９に印加する駆動波形１０を図１に示
す。

【００２０】駆動波形１０は、インク滴を噴射するため
の噴射パルス信号Ａ、Ｂと前記インク室６１３内の残留
圧力波振動を減少させるための非噴射パルス信号Ｃとか
らなり、噴射パルス信号Ａ、Ｂと非噴射パルス信号Ｃの
どちらも波高値（電圧値）はＥ（Ｖ）（例えば２０
（Ｖ））である。噴射パルス信号Ａ、Ｂのそれぞれの幅
Ｗａ、Ｗｂはインク室６１３内の圧力波の片道伝播時間
Ｔ（＝Ｌ／ａ）に一致し、すなわち８μｓｅｃである。
また、噴射パルス信号Ａの立ち下がりタイミングＡＥか
ら噴射パルス信号Ｂの立ち上がりタイミングＢＳまでの
時間ｄ１も、インク室６１３内の圧力波の片道伝播時間
Ｔ（＝Ｌ／ａ）に一致し、すなわち８μｓｅｃである。
非噴射パルス信号Ｃの幅Ｗｃは、インク室６１３内の圧
力波の片道伝播時間Ｔ（＝Ｌ／ａ）の０．５倍、すなわ
ち４μｓｅｃである。非噴射パルス信号Ｃは、この波幅
ではインク滴を噴射させるには至らない。噴射パルス信
号Ｂの立ち下がりタイミングＢＥから、非噴射パルス信
号Ｃの立ち上がりタイミングＨＳと立ち下がりタイミン
グＨＥとの中間タイミングＨＭまでの時間ｄ２は、イン
ク室６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔの２．５倍、す
なわち２０μｓｅｃである。

【００２１】次に、前記駆動波形１０を実現するための
制御装置の一実施の形態を図２、図３および図４を用い
て説明する。

【００２２】図２に示す制御装置６２５は充電回路１８
２と放電回路１８４とパルスコントロール回路１８６か
ら構成されている。アクチュエータ壁６０３の圧電材料
および電極６１９、６２１は、コンデンサ１９１で表さ
れる。１９１Ａと１９１Ｂはその端子である。

【００２３】入力端子１８１と１８２は、それぞれイン
ク室６１３内の電極６１９に与える電圧をＥ（Ｖ）、０
（Ｖ）にするためのパルス信号を入力する入力端子であ
る。充電回路１８２は、抵抗Ｒ１０１、Ｒ１０２、Ｒ１
０３、Ｒ１０４、Ｒ１０５、トランジスタＴＲ１０１、
ＴＲ１０２から構成されている。

【００２４】入力端子１８１にオン信号（＋５Ｖ）が入
力されると、抵抗Ｒ１０１を介して、トランジスタＴＲ
１０１が導通し、正の電源１８７から抵抗Ｒ１０３を介
して電流がトランジスタＴＲ１０１のコレクタからエミ
ッタ方向に流れる。したがって、正の電源１８７に接続
されている抵抗Ｒ１０４およびＲ１０５にかかる電圧の
分圧が上昇し、トランジスタＴＲ１０２のベースに流れ
る電流が増加し、トランジスタＴＲ１０２のエミッタと
コレクタ間が導通する。正の電源１８７からの２０
（Ｖ）の電圧がトランジスタＴＲ１０２のコレクタおよ
びエミッタ、抵抗Ｒ１２０を介してコンデンサ１９１の
端子１９１Ａに印加される。このタイミングが、図３に
示すタイミングチャートＴ１、Ｔ３およびＴ５のタイミ
ングである。図３に示すタイミングチャートは、制御装
置６２５の入力端子１８１、１８２への入力信号と、コ
ンデンサ１９１での出力を示すタイミングチャートであ
る。

【００２５】次に、放電用回路１８４について説明す
る。放電用回路１８４は抵抗Ｒ１０６、Ｒ１０７、トラ
ンジスタＴＲ１０３から構成される。入力端子１８２に
オン信号（＋５Ｖ）が入力されると、抵抗Ｒ１０６を介
してトランジスタＴＲ１０３が導通し、抵抗Ｒ１２０を
介してコンデンサ１９１の端子１９１Ａをアースする。
したがって、図６および図７に示すインク室６１３のア
クチュエータ壁６０３に印加されていた電荷は放電され
る。このタイミングが、図３に示すタイミングチャート
のＴ２、Ｔ４およびＴ６のタイミングである。

【００２６】充電回路１８２の入力端子１８１に入力さ
れる駆動波形１０の入力信号１１は、図３に示すタイミ
ングチャート（Ａ）のように、通常オフの状態にあり、
噴射するために所定のタイミングＴ１にてオンされ、タ
イミングＴ２にてオフされる。その後のタイミングＴ３
にてオンされ、タイミングＴ４にてオフされ、さらにタ
イミングＴ５にてオンされ、タイミングＴ６にてオフさ
れる。

【００２７】次に、放電用回路１８４の入力端子１８２
に入力される入力信号１２は、図３に示すタイミングチ
ャート（Ａ）のように、前記の入力信号１１がオンのと
き（Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５）、オフされ、前記の入力信号１
１がオフのとき（Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６）、オンされる。

【００２８】図３（Ｂ）のように、通常は、コンデンサ
１９１の電極１９１Ａでの出力波形１３は０（Ｖ）に維
持されているが、タイミングＴ１にて、コンデンサ１９
１すなわちアクチュエータ壁６０３へ電荷が充電され、
トランジスタＴＲ１０２と、抵抗Ｒ１２０と、せん断モ
ード型圧電素子からなるアクチュエータ壁６０３の静電
容量とにて決まる充電時間Ｔａ後に電圧Ｅ（Ｖ）（例え
ば２０（Ｖ））になる。またタイミングＴ２にて、アク
チュエータ壁６０３の静電容量とにて決まる放電時間Ｔ
ｂ後に０（Ｖ）になる。

【００２９】このように実際の駆動波形１３は、立ち上
がりと立ち下がりでそれぞれＴａ、Ｔｂの遅れが生じる
ため、電圧が１／２Ｅ（Ｖ）（例えば１０（Ｖ））にお
ける駆動波形１０の噴射パルス信号Ｂの立ち下がりタイ
ミングＢＥと、非噴射パルス信号Ｃの立ち上がりタイミ
ングＨＳと立ち下がりタイミングＨＥの中間タイミング
との時間ｄ２を図１に示す値になるように上記各タイミ
ングＴ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６を設定する。

【００３０】次に、充電回路１８２の入力端子１８１お
よび放電用回路１８４の入力端子１８２に入力に入力さ
れる上記のタイミングＴ１〜Ｔ６を有するパルス信号を
発生するパルスコントロール回路１８６について説明す
る。

【００３１】パルスコントロール回路１８６には、各種
の演算処理を行うＣＰＵ１１０が設けられ、前記ＣＰＵ
１１０には、印字データや各種のデータを記憶するＲＡ
Ｍ１１２と、パルスコントロール回路１８６の制御プロ
グラムおよび前記タイミングＴ１〜Ｔ６グでオン、オフ
信号を発生するシーケンスデータを記憶しているＲＯＭ
１１４が接続されている。ここで、ＲＯＭ１１４には、
図４に示すように、インク滴噴射制御プログラム記憶エ
リア１１４Ａと、駆動波形データ記憶エリア１１４Ｂと
が設けられている。したがって、駆動波形１０のシーケ
ンスデータは、駆動波形データ記憶エリア１１４Ｂに記
憶されている。

【００３２】さらに、ＣＰＵ１１０は各種のデータのや
りとりするＩ／Ｏバス１１６に接続され、当該Ｉ／Ｏバ
ス１１６には、印字データ受信回路１１８とパルスジェ
ネレータ１２０および１２２が接続されている。パルス
ジェネレータ１２０の出力は充電回路１８２の入力端子
１８１に接続され、パルスジェネレータ１２２の出力は
放電用回路１８４の入力端子１８２に接続されている。

【００３３】ＣＰＵ１１０はＲＯＭ１１４の駆動波形デ
ータ記憶エリア１１４Ｂに記憶されているシーケンスデ
ータにしたがって、パルスジェネレータ１２０および１
２２を制御する。したがって、前記タイミングＴ１〜Ｔ
６の各種パターンを予めＲＯＭ１１４内の駆動波形デー
タ記憶エリア１１４Ｂに記憶させておくことによって、
１ドットの印字命令に対して、図１に示す駆動波形１０
の駆動パルスをアクチュエータ壁６０３に与えることが
できる。

【００３４】なお、パルスジェネレータ１２０および１
２２および充電回路１８２および放電回路１８４はイン
クジェットヘッドのノズル数と同じ数だけ設けられてい
る。本実施の形態では、代表して一つのノズルの制御に
ついて説明したが、他のノズルの制御についても同様な
制御である。

【００３５】上記した本実施の形態の駆動方法にて駆動
した場合のインク滴噴射テストの結果を説明する。

【００３６】本実験の駆動方法では２０（Ｖ）にて駆動
した場合、噴射パルス信号Ａ、Ｂに対応して２つのイン
ク滴が噴射され、噴射速度は、５．５ｍ／ｓ、２つのイ
ンク滴体積の合計は、５５ｐｌであった。比較実験とし
て、駆動波形１０の噴射パルス信号Ａをなくし、噴射パ
ルス信号Ｂと非噴射パルス信号Ｃのみにて駆動した場
合、１つのインク滴が噴射され、噴射速度は５ｍ／ｓ、
インク液滴体積は、３０ｐｌであった。この結果から本
実施の形態の駆動方法により、１ドットの印字命令に対
して、噴射パルス数を２倍にしたことで、噴射インク滴
の体積が増加していることが分かる。

【００３７】次に非噴射パルス信号Ｃの幅Ｗｃと、該非
噴射パルス信号Ｃの立ち上がりタイミングＨＳと立ち下
がりタイミングＨＥとの中間タイミングＨＭと、噴射パ
ルス信号Ｂの立ち下がりタイミングＢＥとの時間差ｄ２
の適正範囲を求めるために行った実験の結果を説明す
る。

【００３８】図５に示す表は、非噴射パルス信号Ｃの幅
Ｗｃを０．２Ｔ〜２．０Ｔに変え、非噴射パルス信号Ｃ
の立ち上がりタイミングＨＳと立ち下がりタイミングＨ
Ｅとの中間タイミングＨＭと、噴射パルス信号Ｂの立ち
下がりタイミングＢＥとの時間差ｄ２を２．３Ｔ〜２．
７Ｔに変えたときの評価結果を示す。評価方法としては
電圧Ｅ＝２０（Ｖ）、駆動周波数１５ｋＨｚで連続駆動
したときの噴射速度の変化を測定し、噴射不安定で、し
ぶきを伴なったり、噴射停止した場合は×とした。

【００３９】この結果から非噴射パルス信号Ｃの幅Ｗｃ
を０．３Ｔ〜０．７Ｔ、または１．３Ｔ〜１．７Ｔの範
囲とし、かつ、非噴射パルス信号Ｃの立ち上がりタイミ
ングＨＳと立ち下がりタイミングＨＥとの中間タイミン
グＨＭと、噴射パルス信号Ｂの立ち下がりタイミングＢ
Ｅとの時間差ｄ２を２．３５Ｔ〜２．６５Ｔとした場合
に、１５ｋＨｚという高周波数駆動時においても、イン
ク滴噴射速度の変化が±０．５ｍ／ｓの範囲で安定する
ことが分かる。よって、印字品質の良好なインク滴噴射
を行うことができる。

【００４０】以上、一実施の形態を詳細に説明したが、
本発明はこれに限定されるものではない。上記実施の形
態では、噴射パルス信号Ａの立ち下がりタイミングＡＥ
から噴射パルス信号Ｂの立ち上がりタイミングＢＳまで
の時間ｄ１を、Ｔに一致させていたが、Ｔの奇数倍例え
ば３Ｔのようにしてもよい。

【００４１】また、上記実施の形態では、１ドットの印
字命令に対して噴射パルス信号が２つであったが、１ド
ットの印字命令に対して３つ以上の噴射パルス信号があ
る場合あっても、最後の噴射パルス信号の立ち下がりタ
イミングに対して、非噴射パルス信号Ｃの立ち上がりタ
イミングＨＳと立ち下がりタイミングＨＥとの中間タイ
ミングＨＭとの時間差を２．３５Ｔ〜２．６５Ｔとし、
かつ非噴射パルス信号Ｃの幅Ｗｃを０．３Ｔ〜０．７
Ｔ、または１．３Ｔ〜１．７Ｔの範囲とすれば、高周波
数駆動時においても安定噴射が得られることが、実験に
より確かめられた。１ドットの印字命令に対する噴射パ
ルス信号を増やすほど、得られるインク滴体積が多くな
り、印字濃度の必要に応じて、噴射パルス信号の数を変
えることで、必要なインク滴量が得られる。このとき
の、１ドットの印字命令に対する複数の噴射パルス信号
は、それぞれのパルス幅、パルス間隔は、当業者の知識
に基づいて種々の変更が可能であり、例えば第１番目の
噴射パルス信号を０．５Ｔ、第２番目以降の噴射パルス
信号を１Ｔまたは３Ｔとするなど、噴射パルス信号毎に
パルス幅を変えてもよい。また、複数の噴射パルス信号
は、独立したインク滴を複数個連続して発生して、前の
噴射パルスによって噴射されたインク滴がインク室内の
インクと分離する前に、続く噴射パルスによってインク
滴を噴射して２つのインク滴を飛翔中に一体化し、比較
的大きい体積のインク滴を形成するようにしてもよい。

【００４２】さらに、上記実施の形態では、正の電源１
８７を用いたが、分極方向を図１の６０９、６１１を逆
にして、負の電源を用いてもよい。

【００４３】また、図８に示すように分極方向を逆にし
て、さらに、各インク室７１３側の電極７１９をアース
に接続し、空間７１５に面している各電極を二つに分
け、それぞれ電極７２１および７２２として、一方の電
極７２１を図２に示す抵抗Ｒ１２０に接続し、他の電極
７２２を図示しないもう一つの噴射用充電回路の同様の
抵抗に接続するようにしてもよい。

【００４４】なお、本実施の形態では、アクチュエータ
壁６０３の下部壁６０７および上部壁６０５の両者の変
形によりインク室６１３の容積を変形してインクを噴射
していたが、下部壁もしくは上部壁の一方を圧電変形し
ない材質で形成し、他方の圧電変形に伴なって変形する
ようにして、インクを噴射してもよい。

【００４５】また、本実施の形態では、インク室６１３
の両側に空間６１５を設けていたが、空間を設けずに、
インク室が隣接するようにしてもよい。さらに、本実施
の形態では、アクチュエータはせん断モード型のものを
用いたが、圧電材料を積層し、その積層方向の変形によ
って圧力波を発生する構成でもよい。その他、圧電材料
に限らずインク室に圧力波を発生するものならば、当業
者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した態様で本
発明を実施できる。

【００４６】

【発明の効果】上述したように、本発明のインク滴噴射
方法およびその装置によれば、１ドットの印字命令に対
して複数の噴射パルス信号を印加し、複数のインク液滴
を噴射するので、単独の噴射パルス信号の場合に比べ
て、液滴体積を増加させることができる。このとき、イ
ンク滴噴射装置のインク室形状の変更を必要とせず、低
コストで印字に必要なインク量が得られる。また、複数
の噴射パルス信号の後に、非噴射パルス信号を所定のタ
イミング、波幅で印加するので、インク滴噴射後のイン
ク室内の残留圧力波振動を抑制することができ、高周波
数の印字でも安定噴射ができる。

【００４７】そして駆動電源を、噴射パルスおよび非噴
射パルスの波高値をそれぞれ同じとすることにより、駆
動電源が単一の電源でよく、従来のように、残留振動を
抑えるために特別な駆動電源を必要とすることなく、低
コストで安定した噴射を実現できる。

【００４８】さらに、前記アクチュエータは、前記イン
ク室を構成する少なくとも１つの壁部であり、該壁部の
少なくとも一部は圧電材料で形成されている構成とする
ことで、サーマルジェト型のようにインクに熱を加える
ことなくインク滴を噴射できるとともに、高周波数の印
字を安定して実現することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のインク滴噴射装置の駆
動波形を示す図である。

【図２】前記インク滴噴射装置の駆動回路を示す図であ
る。

【図３】前記インク滴噴射装置の駆動のタイミングチャ
ートを示す図である。

【図４】前記インク滴噴射装置の制御装置のＲＯＭの記
憶領域を示す図である。

【図５】前記インク滴噴射装置の駆動波形のパルス信号
の幅の適正範囲を求めるために行った実験の結果を説明
する図である。

【図６】従来例、および本発明の実施の形態に係るイン
ク滴噴射装置を示す横断面図である。

【図７】図６の水平断面図である。

【図８】本発明の別の実施の形態のインク滴噴射装置を
示す図である。

【図９】従来の駆動波形およびノズル付近の圧力変化を
示す図である。

【符号の説明】

１０ 駆動波形 １８７ 正の電源 ６００ インク滴噴射装置 ６０３ アクチュエータ壁 ６１３ インク室 ６２５ 制御装置

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクが充填されたインク室に、そのイ
   ンク室の容積を変化させるための噴射パルス信号を印加
   することにより、インク室の容積を増大させてインク室
   内に圧力波を発生させ、インク室内を圧力波が片道伝播
   する時間Ｔ、またはＴの奇数倍時間経過後、増大状態か
   ら容積を自然状態に減少させてインク室内のインクに圧
   力を加えてインク滴を噴射させる方法であって、 １ドットの印字命令に対して、前記噴射パルス信号を含
   む複数のパルス信号を印加して、複数のインク滴を噴射
   させた後に、波幅が、０ ．３Ｔ〜０．７Ｔまたは、１．３Ｔ〜１．８
   Ｔでインク滴を噴射させるには至らない非噴射パルス信
   号を、該非噴射パルス信号の立ち上がりタイミング（Ｈ
   Ｓ）と立ち下がりタイミング（ＨＥ）との中間タイミン
   グ（ＨＭ）と、前記複数のパルス信号のうちの最後に印
   加された噴射パルス信号の立ち下がりタイミング（Ｂ
   Ｅ）との時間差が２．３５Ｔ〜２．６５Ｔとなるように
   印加することを特徴とするインク滴噴射方法。
2. 【請求項２】 前記噴射パルスおよび非噴射パルスの波
   高値は、それぞれ同じであることを特徴とする請求項１
   に記載のインク滴噴射方法。
3. 【請求項３】 インクが充填されるインク室と、 前記インク室の容積を変化させるためのアクチュエータ
   と、 前記 アクチュエータに噴射パルス信号を印加することに
   より、前記インク室の容積を増大させてインク室内に圧
   力波を発生させ、前記インク室内を圧力波が片道伝播す
   る時間Ｔ、またはＴの奇数倍時間経過後、増大状態から
   容積を自然状態に減少させてインク室内のインクに圧力
   を加えてインク滴を噴射させる制御装置とを備えたイン
   ク滴噴射装置において、 前記制御装置は、１ドットの印字命令に対して、前記ア
   クチュエータに、前記噴射パルス信号を含む複数のパル
   ス信号を印加した後に、波幅が、０ ．３Ｔ〜０．７Ｔまたは、１．３Ｔ〜１．８
   Ｔでインク滴を噴射させるには至らない非噴射パルス信
   号を、該非噴射パルス信号の立ち上がりタイミング（Ｈ
   Ｓ）と立ち下がりタイミング（ＨＥ）との中間タイミン
   グ（ＨＭ）と、前記複数のパルス信号のうちの最後に印
   加された噴射パルス信号の立ち下がりタイミング（Ｂ
   Ｅ）との時間差が２．３５Ｔ〜２．６５Ｔとなるように
   前記アクチュエータに印加することを特徴とするインク
   滴噴射装置。
4. 【請求項４】 前記噴射パルスおよび非噴射パルスの波
   高値は、それぞれ同じであることを特徴とする請求項３
   に記載のインク滴噴射装置。
5. 【請求項５】 前記アクチュエータは、前記インク室を
   構成する少なくとも１つの壁部であり、該壁部の少なく
   とも一部は圧電材料で形成されていることを特徴とする
   請求項３または請求項４に記載のインク滴噴射装置。