JPH09295411A - インクジェットプリンタ及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】印刷の休止期間中におけるノズル部でのインク
の粘度の増加によるノズル目詰まりの防止あるいは最適
な回復処理を実行し、良好な印字品質を得るようにした
インクジェットヘッドの駆動方法及びその駆動装置を提
供する。 【解決手段】ノズルと該ノズル内のインクに圧力を印加
する圧力発生素子を具備したインクジェットヘッドの駆
動方法であって、第１の電圧を印加する第１の電圧印加
手段と、第１の電圧とは大きさが異なる第２の電圧を印
加する第２の電圧印加手段とを有し、印刷工程に先立っ
て行う予備吐出において、印刷工程の駆動周期と略同
一、ないしより短い周期で複数回分、前記第２の印加手
段を作動し、次に前記第１の印加手段を作動する単位回
復処理工程を少なくとも２回以上実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微少なインク滴を
吐出し、文字、記号、画像等を記録するインクジェット
プリンタに関し、特にインクジェットヘッドのノズルで
増粘したインクを排除するために行うインクジェットヘ
ッドの制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタに於いては、イ
ンクジェットヘッドのノズルの目詰まりを防止するため
に印刷開始前、ないしは印刷の休止期間中にインク滴を
数発吐出する動作、いわゆる予備吐出を行っている。即
ち、ヘッドを駆動しない状態で長時間プリンタを放置し
た場合、ヘッド先端のノズルよりインクの溶媒である水
分等が蒸発し、その部分のインクの粘度が上昇し、印刷
の際にインクが吐出しなくなったり、吐出しても本来の
大きさやスピードのインク滴が吐出されなくなる、いわ
ゆるノズル目詰まりを防止するためと、インクの粘度が
上昇することにより、ノズルに対するインクのリフィル
速度が遅くなり、吐出インク量に対してリフィル量が追
いつかず、インクの中に気泡が混入することでインク滴
が吐出されなくなる、いわゆる不吐状態を防止するため
に予備吐出を行っている。

【０００３】この予備吐出におけるインクジェットヘッ
ドの駆動方法として、特開平３−１５５５６号公報や特
公平６−３９１６３号公報に開示されている技術があ
る。前者の方法は、インクを吐出可能な値の電力を記録
手段に印加して記録を行った後に、インクを吐出可能な
値未満の値の電力を記録手段に印加することにより、安
定した印字品位の記録を得るものである。後者の方法
は、予備吐出動作時にインクジェットヘッドを駆動する
周波数を、文字や画像等の記録時の最高駆動周波数より
も低く設定することにより、ヘッドの回復を促進し、ヘ
ッドの特性を急速に立ち上げ、速やかに記録動作への移
行を可能にするものである。

【０００４】また、ノズルと該ノズルに連通するインク
流路と、該流路の一部に設けられた振動板と、該振動板
に空隙をもって対向する電極とを有し、前記振動板と前
記電極間に電気パルスを印加し、発生する静電気力によ
って前記振動板を変形させ、次にその電気パルスを解除
することにより、振動板の復元力によりインク滴を吐出
するインクジェットヘッドにおいては、ヘッドの繰り返
しの駆動により、振動板及び電極間の誘電体に電荷が残
留し、この残留電荷が作り出す電界により、振動板が完
全に復元せずに撓みを含むことになる。それでは振動板
と電極の相対変位量が低下し、これにより、インク滴の
吐出量や吐出スピードの低下等の不良となり、例えば印
字濃度や画素ずれ等の印刷品質不良や画素抜け等の信頼
性の低下を招くという問題がある。これを防止するた
め、特願平７−８１０８８号公報に記載されている技術
が開示されている。この方法は、記録の際のパルス電圧
とは逆方向のパルス電圧を、１ドット若しくは１行印字
する毎、又はノズルの回復処理動作を行う前に、振動板
と個別電極間に印加して残留電荷を消滅させることによ
り、振動板を完全に復元させ振動板と個別電極との相対
変位量が低下しないようにするものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平３−１
５５５６号公報の技術においては、記録終了後に所定の
電力を記録手段に印加するため、短期間の記録休止後の
ヘッドの回復性はよいが、長期間の休止後のノズル目詰
まりの回復性が劣るという課題があった。また、特公平
６−３９１６３号公報の技術においては、予備吐出動作
時の駆動周波数における周期と、記録時の最高駆動周波
数における駆動の最短周期との間の時間は、ただ単にヘ
ッドが休止している状態であり、ノズル目詰まりの回復
性が劣るという課題があった。

【０００６】更に、振動板と電極間に電気パルスを印加
し、発生する静電気力によってインク滴を吐出するイン
クジェットヘッドにおいては、予備吐出のためのヘッド
駆動中にも、振動板及び電極間の誘電体に電荷が残留
し、この残留電荷が作り出す電界により、振動板が変形
し難くなることにより、ノズル目詰まりの回復性が低下
するという課題があった。

【０００７】本発明はこのような課題を解決するために
なされたものであり、インクジェットプリンタのノズル
目詰まり防止のための予備吐出を効率よく行うためのヘ
ッド駆動方法を提供することを目的とする。更に、振動
板と電極間に発生する静電気力によってインク滴を吐出
するインクジェットプリンタの予備吐出を効率よく行う
ためのヘッド駆動方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ノズルと該ノ
ズルに対応して該ノズル内のインクに圧力を印加する圧
力発生素子を具備したオンデマンド型のインクジェット
ヘッドを用い、前記ノズルからインク滴を吐出しなが
ら、前記インクジェットヘッドを被記録媒体に対して相
対移動し、文字、記号、画像等を印刷するインクジェッ
トプリンタの駆動方法であって、第１の電圧を印加する
第１の電圧印加手段と、前記第１の電圧とは大きさが異
なる第２の電圧を印加する第２の電圧印加手段とを有
し、印刷工程に先立って、前記インクジェットヘッドを
駆動する予備吐出時において、前記印刷工程の駆動周期
と略同一、ないしより短い周期で複数回分前記第２の印
加手段を作動し、次に前記第１の印加手段を作動する単
位回復処理工程を少なくとも２回以上実行することを特
徴とする。

【０００９】本発明によれば、より短い時間に予備吐出
のためのヘッドの駆動を多く行うため、ノズル目詰まり
回復のための効率が良く、上記の課題を解決することが
できる。

【００１０】この場合において、第１の電圧の値が、印
刷工程におけるヘッド駆動電圧の値と略同一であり、第
２の電圧の絶対値が、第１の電圧の絶対値より小さく、
前記ノズルからインク滴を吐出せしめない程度の電圧で
あることが望ましく、これにより、第１の電圧ではイン
クが吐出するが、第２の電圧ではインクが吐出しないた
め、たとえノズル部のインクの粘度が上昇しインクのリ
フィル速度が遅くなっても、インクの中に気泡が混入す
ることが無く、不吐状態を招くことはない。更に第１の
電圧を印加する前に、第２の電圧を印加することによっ
て、前記圧力発生素子がＰＺＴ等の電気機械変換素子の
場合には、ノズルにできたインクのメニスカスが移動
し、ノズルを形成する流路壁とインクとの摩擦によりイ
ンクが活性化し、加熱され、インクの粘度が低下するこ
とにより、また前記圧力発生素子がサーマルヘッド等の
電気熱変換素子の場合には、素子の発熱によりインクの
粘度が低下することによって、インクが吐出し易くな
り、ひいてはノズル目詰まり回復性が良くなるという効
果を奏する。

【００１１】また本発明のインクジェットプリンタの駆
動方法は、インクジェットヘッドが、少なくとも、ノズ
ルと該ノズルに連通するインク流路と、該流路の一部に
設けられた振動板と、該振動板に空隙をもって対向する
電極とを有し、前記振動板と前記電極間に電気パルスを
印加し、発生する静電気力によって前記振動板を変形さ
せ、インク滴を吐出するインクジェットヘッドであり、
第２の電圧が、第１の電圧と逆電位であることを特徴と
する。本発明によれば、印刷工程に先だって行う予備吐
出に於いて、第２の電圧を振動板と電極間に印加するこ
とにより残留電荷を消滅させている。このため、残留電
荷による振動板の撓みはなくなり、振動板と電極との相
対変位量は低下しないため、第１の電圧を振動板と電極
間に印加することにより行うインク吐出を効率よく行う
ことができ、上記の課題を解決することができる。

【００１２】また本発明は、ノズルと該ノズルに対応し
て該ノズル内のインクに圧力を印加する圧力発生素子を
具備したオンデマンド型のインクジェットヘッドを用
い、前記ノズルからインク滴を吐出しながら、前記イン
クジェットヘッドを被記録媒体に対して相対移動し、文
字、記号、画像等を印刷するインクジェットプリンタで
あって、第１の電圧を印加する第１の電圧印加手段と、
前記第１の電圧とは大きさが異なる第２の電圧を印加す
る第２の電圧印加手段とを有し、印刷工程に先立って、
前記印刷工程の駆動周期と略同一、又はより短い周期で
複数回分前記第２の印加手段を作動し、次に前記第１の
印加手段を作動する単位回復処理工程を少なくとも２回
以上実行し、第１の電圧の値が、印刷工程におけるヘッ
ド駆動電圧の値と略同一であり、第２の電圧の絶対値
が、第１の電圧の絶対値より小さく、前記ノズルからイ
ンク滴を吐出せしめない程度の電圧であることを特徴と
する。

【００１３】更に本発明のインクジェットプリンタは、
前記インクジェットヘッドが、少なくとも、ノズルと該
ノズルに連通するインク流路と、該流路の一部に設けら
れた振動板と、該振動板に空隙をもって対向する電極と
を有し、前記振動板と前記電極間に電気パルスを印加
し、発生する静電気力によって前記振動板を変形させ、
インク滴を吐出するインクジェットヘッドであり、第２
の電圧が、第１の電圧と逆電位であることを特徴とす
る。

【００１４】また、本発明のインクジェットプリンタの
駆動方法は、更に、前記第１、第２の電圧とは極性が異
なる第３の電圧を印加する第３の電圧印加手段を有し、
印刷工程に先立って、前記インクジェットヘッドを駆動
する予備吐出時において、前記印刷工程の駆動周期と略
同一、ないしより短い周期で複数回分前記第２の印加手
段を作動し、次に前記第１の印加手段を作動し、更に次
いで前記第３の印加手段を１回以上作動する単位回復処
理工程を少なくとも２回以上実行することを特徴とす
る。また、本発明のインクジェットプリンタは、 複数
の圧力発生素子を備え、各圧力発生素子に共通に接続さ
れる共通端子と、前記各圧力発生素子に個別に接続され
る複数の個別端子と、前記共通端子に第１の電圧を印加
する第１の駆動手段と、 前記各個別端子に、前記第１
の電圧とは異なる第２の電圧を印加する第２の駆動手段
とを有することを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を用いて
本発明を詳細に説明する。

【００１６】まず、本発明に用いるインクジェットプリ
ンタの一例について以下に説明する。図５は本発明に用
いるインクジェットプリンタの実施例における動作部分
の外観斜視略図である。２０１はインクジェットヘッ
ド、２０２はインクジェットヘッド２０１を搭載するキ
ャリッジ、２０３はキャリッジ２０２を支持し、印刷用
紙２２０上を往復走査させるためのキャリッジ軸、２０
４はインクジェットヘッド２０１に駆動信号を導通させ
るためのＦＰＣである。２２０は被記録媒体であるとこ
ろの印刷用紙、２１１は用紙２２０を案内する紙案内、
２１０はプリンタ全体を支持するフレーム、２１３はモ
ータ（図示されていない）へ駆動信号を入力するリード
線とそのコネクタである。また、２１４はモータの回転
を伝えるモータ歯車、２１５はキャリッジ２０２に嵌合
し、モータ歯車２１４に係合してキャリッジ２０２を駆
動するタイミングベルト、２１６ａ及び２１６ｂはタイ
ミングベルト２１５を案内するプーリである。

【００１７】インクジェットヘッド２０１をキャリッジ
２０２に搭載し、タイミングベルト２１５を介してモー
タにより、用紙２２０上を用紙幅方向に走査し、モータ
信号と同期した信号により選択的にインクジェットヘッ
ド２０１の任意のノズルを駆動させて、ドットを印刷す
ることにより文字等の情報を印刷する。

【００１８】２３１は紙送り用の傘歯歯車で、２３２は
紙送り歯車２３１の円筒上に彫られた紙送り駆動力の切
り替えのための円筒カムである。２１７はモータ歯車２
１４から紙送り歯車２３１に駆動力を伝達するための伝
達歯車である。２３３は紙送りの切り替えレバーであ
り、２３４はレバー２３３に設けられ紙送り切り替えカ
ム２３２に係合したカムフォロアピンである。２３５は
紙送り用の動力を紙送り歯車２３１の円筒部側面から取
り出すための紙送り動力伝達レバーであり、切り替えレ
バー２３３と係合し、紙送りローラ（図示せず）に所定
の紙送り動力がキャリッジ２０２の往復動作に同期して
与えられるよう構成されている。

【００１９】２５０はインク受け部で、２５１はインク
受け部２５０に収納されたインク吸収体であり、フェル
トや発泡ゴム等の多孔質材料等よりなる。インク吸収体
２５１はフレーム２１０内にも通じて収納されており、
十分なインク量を吸収してもプリンタ外部にはインクが
漏出しないように設けられている。このインク吸収体２
５１はインクジェットヘッドのノズルの目詰まりを防止
する際に所定量のインクを吐出するノズル目詰まり回復
処理動作時にインクを受ける為に設置されている。

【００２０】ノズル目詰まり回復処理動作ではキャリッ
ジ２０２をインクジェットヘッド２０１のノズル部がイ
ンク受け部２５０に対向する位置までモータによりタイ
ミングベルト２１５を介して移動させる。ノズル目詰ま
り回復処理動作により吐出されたインクはインク吸収体
２５１に吸収されて収蔵される。

【００２１】更に、インク受け部２５０に隣接して、ノ
ズルをキャップするキャッピング部を設置し、長期間の
放置によってノズルの目詰まりが制御上の手段によって
も回復できないほどに進行しないような構成にする事も
可能である。

【００２２】図４は本発明の一実施例の機能構成図であ
る。４２０はプリンタを作動可能にする電源スイッチで
あり、電源には一例としてＡＣ電源を駆動源として用い
てこれにＤＣレギュレーターが接続されている。４０１
はノズル、圧力発生素子を有し、ノズルよりインク滴を
吐出させる機能を有するインクジェットヘッドである。
４０２はインクジェットヘッドを移動させたり、紙など
の被記録媒体を移動させたりする機能を有する駆動モー
タである。４０４は計時手段で、時間の計測を行う。４
０６はノズル目詰まりの回復処理を制御する回復処理手
段である。

【００２３】また、４１０は印刷演算制御手段であり、
パソコン等の外部指令装置からの印刷データをプリンタ
言語に展開すると共に、印刷指令信号に基づき、インク
ジェットヘッド４０１及び駆動モータ４０２を印刷制御
信号により制御し印刷制御を実行する。更に印刷演算制
御手段４１０は、液晶パネル等からなる表示手段４０９
の表示制御等を行うと共に、上記計時手段４０４を起動
するための初期化信号を出力する。４１１は記憶手段で
あり、印刷演算制御手段が演算処理等をする時に用いる
ものであり、印刷データや展開されたプリンタ言語を一
時記憶する。４１２も記憶手段であり、ノズル目詰まり
回復処理に必要なデータや、計時手段４０４の計時結果
を一時記憶する。

【００２４】一方、プリンタの電源が投入された時点
や、印刷指令信号が入力された時点では一般的に長時間
プリンタが使用されていない可能性が極めて高いので、
この時点で回復処理手段４０６を作動し、インクジェッ
トヘッド４０１及び駆動モータ４０２を制御して回復処
理を行う。

【００２５】その回復処理と同時に、計時手段４０４を
リセットする。計時手段４０４は所定の時間の計測を行
い、その計時情報を回復処理手段４０６に伝達する。回
復処理手段４０６は計時情報に基づいて、回復処理信号
により、インクジェットヘッド４０１及び駆動モータ４
０２を制御して回復処理を行う。一般に回復処理はイン
ク受け部までキャリッジを移動して実行されるため駆動
モータの制御が必要となる。しかしながら、記録紙の上
に吐出しても、この後所定の紙送り動作を実行すれば印
刷結果と混同することはないので必ずしも駆動モータの
制御を必要としない。

【００２６】図１は本発明のインクジェットプリンタの
制御方法の一例を示すフローチャートであり、（ａ）は
メインルーチンを、（ｂ）はサブルーチンを示してい
る。

【００２７】プリンタの電源スイッチ４２０が投入され
ると、まず、ステップＳ０で回路、プリンタ機構部等の
イニシャライズが実行される。ステップＳ１で未使用期
間中に増粘したインクからの回復を促進するため、回復
処理手段４０６を作動し、ノズル目詰まり回復処理動作
を行う。ノズル目詰まり回復処理動作は図中ノズル目詰
まり回復処理動作ルーチン（ｂ）のステップＳＳ１から
ＳＳ３で示され、インクジェットヘッドの回復処理を行
う一連の動作により示される。ステップＳＳ１でインク
ジェットヘッドを搭載したキャリッジを待機位置より、
インク吸収体が収納されたインク受け部へ移動する。次
にステップＳＳ２でノズル目詰まり回復処理を行う。ノ
ズル目詰まり回復処理とは、インクジェットヘッドのノ
ズル部で増粘したインク等の、インク吐出不良の原因と
なる不良インクを排出するために、全ノズルに対応する
圧力発生素子を駆動することで、全てのノズルからイン
クを所定回数吐出させることである。通常、ノズル当た
り、数発から数百発の吐出を行い、増粘した不良インク
をノズル外に排出する。電源投入時は一般的に長時間ヘ
ッドが使用されていない可能性が高いので、数百発とい
う、ノズル目詰まり回復処理動作による回復可能な最大
処理回数のインク吐出が実行される。ノズル目詰まり回
復処理終了後、ステップＳＳ３で再び待機位置へキャリ
ッジを復帰させて、一連のノズル目詰まり回復処理動作
を終了する。

【００２８】ノズル目詰まり回復処理動作終了後、計時
手段４０４のリセットが行われ、所定時間を計測し始め
る。この計時はノズル目詰まり回復処理の必要な最低時
間の経過を判断するためと、更にその時点からの経過時
間を計測する。ステップＳ２で計時手段が所定の時間を
計測したかどうか判断するために、タイマーアップ信号
の発生の有無を判断する。ここで、タイマーアップ信号
が発生していた場合には、ステップＳ８へ進み、ノズル
目詰まり回復処理動作ルーチンに示されるノズル目詰ま
り回復処理動作を行って、ステップＳ３へ進む。ここで
行うノズル目詰まり回復処理における吐出回数は、計時
手段４０４の設定時間によって予め決められている。ス
テップＳ２でタイマーアップ信号が無かった場合には、
ステップＳ３へ進む。ステップＳ３では印刷を行うか否
かの判断を行う。印刷を行わない場合にはステップＳ２
へ戻る。パソコン等からの印刷指令信号があり、印刷を
行う場合には、ステップＳ４で、ノズル目詰まり回復処
理動作ルーチンに示されるノズル目詰まり回復処理動作
を行って、ステップＳ５で計時手段４０４をリセットす
る。ステップＳ６で、印刷を実行し、ステップＳ７でキ
ャリッジを待機位置へ復帰させ、ステップＳ９で電源が
ＯＮ状態かどうか判断しＯＮ状態ならステップＳ２へ戻
る。電源がＯＦＦされていれば一連の動作を終了する。

【００２９】このようにして、本発明の一実施例によれ
ば、電源投入直後にノズル目詰まり回復処理動作による
回復処理をし、その後、印刷が行われなければ、所定時
間毎に回復処理を行うことになる。又、印刷の直前にも
回復処理を行う。

【００３０】電源投入時に一度回復処理を実行しておく
ので、プリンタを実際に使用する直前でのノズル目詰ま
り回復処理はきわめて短時間、及び小回数に抑制でき印
刷待ち時間を抑制することが可能である。

【００３１】印刷直前のノズル目詰まり回復処理は、そ
れ以前の未使用時間の間にインクジェットヘッドのノズ
ル部で増粘したインク等の不良インクを排出するために
行うものであるが、所定時間毎に回復処理を行っている
ため、印刷直前のノズル目詰まり回復処理時間、回数を
更に抑制できる。

【００３２】電源投入直後に行うノズル目詰まり回復処
理回数、所定時間毎に行うノズル目詰まり回復処理回数
とその所定時間、印刷の直前に行うノズル目詰まり回復
処理回数は、全て記憶手段４１２にテーブルとして記憶
されていて、回復処理手段４０６はこのデータに基づい
て、ノズル目詰まり回復処理回数と所定時間を設定す
る。

【００３３】またノズルのキャッピング機構やポンピン
グ機構と組み合わせることにより更に信頼性を高めるこ
とができる。本実施例においては、プリンタの電源投入
直後と所定時間毎にノズル目詰まり回復処理を行ってい
るが、キャッピング機構やポンピング機構を有する場合
には、これらのノズル目詰まり回復処理を実施しない場
合もある。

【００３４】図２は、本発明のプリンタの動作を記述し
たタイミングチャートである。４０ａは電源の状態を、
４０ｂは計時手段のカウント状態、すなわちタイマー信
号を示している。図中一点鎖線４０ｆはタイマー信号４
０ｂのタイマーアップ時間を示し、タイマー信号４０ｂ
が時間あるいはクロックを計数する所定の値を示してい
る。

【００３５】４０ｃはタイマーアップした時に計時手段
により出されるタイマーアップ信号である。また、４０
ｄは印刷信号を、４０ｅはノズル目詰まり回復処理信号
を示している。電源投入ａ４１後、ノズル目詰まり回復
処理動作ｅ３１によりノズル目詰まり回復処理を行う。
次に所定時間内に印刷信号４０ｄがなく、印刷が行われ
ないのでタイマーアップ信号４０ｃはタイマーアップｃ
４１を発生し、ノズル目詰まり回復処理ｅ４２が実行さ
れる。その後間もなく、印刷ｄ４１が行われ、この印刷
の最初に印刷信号により計時手段はリセットされると共
に、ノズル目詰まり回復処理動作ｅ５１が実行される。
以降、印刷信号４０ｄが長時間なければタイマーアップ
ｃ４２、ｃ４３、ｃ４４毎にノズル目詰まり回復処理動
作ｅ４３、ｅ４４、ｅ４５が実行される。

【００３６】ここで前述のタイマーアップ時間４０ｆが
短いと、頻繁にノズル目詰まり回復処理を行うため、こ
れに消費されるインク量が多くなり、印刷に使えるイン
ク量が少なくなるため、１つのヘッドないし、１つのカ
ートリッジ当たりの印刷可能文字数が低下する。更にキ
ャリッジを移動するためこれに要するエネルギー消費が
無視できない。またタイマーアップ時間４０ｆが余り長
いとノズル部分における不良インク量が多くなり、印刷
直前の回復処理回数が大幅に多くなり、印刷待ち時間が
長くなる。このため、タイマーアップ時間４０ｆは放置
によるインクジェットヘッドのノズル内のインクの粘度
の増加が印刷直前の回復処理により回復可能となる時間
以内に設定される。言い換えると、タイマーアップ信号
４０ｃによるノズル目詰まり回復処理動作ｅ４２、ｅ４
３、ｅ４４、ｅ４５、ｅ４６での消費インク量と、印刷
信号４０ｄによるノズル目詰まり回復処理動作ｅ５１、
ｅ５２での消費インク量の総和が最少になるように設定
される。本実施例では、タイマーアップまでの所定時間
を６０分間とし、吐出回数をノズル当り３回から１０回
の単位回復処理工程としている。

【００３７】長時間印刷を行わない場合、ノズル部での
インクの増粘が生ずるので、上記のようにタイマーアッ
プ毎にノズル目詰まり回復処理動作による回復処理を行
うことにより、安定したインク吐出を行い、優れた印刷
品質を確保することができるのである。

【００３８】上記印刷信号による計時手段のリセットに
は一連の印刷データの最初に発生する信号であっても良
いし、一行に一回発生する信号であっても良い。更に印
刷終了時の印刷終了信号でも良い。これらは印刷演算制
御手段の処理によって任意に選択可能である。上記実施
例では一連の印刷の最初の信号を用いている。

【００３９】ここで本実施例におけるノズル目詰まり回
復処理信号によるヘッド駆動方法を、図３のタイミング
チャートを用いて更に詳細に説明する。図３のタイミン
グパルス３１０は、ヘッド駆動の基本となるタイミング
パルス波形であり、所定の周期Ｔ０でパルスｔ１、ｔ２、
ｔ３、ｔ４、ｔ５…が出力されている。印刷におけるヘッ
ド駆動は、パルスｔ１、ｔ２、ｔ３…に基づき行われる。
すなわち印刷において連続してインク滴を吐出する場合
には、ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５…と周期Ｔ０でインク
滴を吐出する。また時間をあけてインク滴を吐出する場
合には、例えばｔ１、 ｔ５とＴ０の４倍の周期でインク
滴を吐出する。３１１はノズル目詰まり回復処理におけ
るヘッド駆動信号であり、便宜的に縦軸はヘッド駆動電
圧を示す。一定周期Ｔ１で出力されるノズル目詰まり回
復処理信号ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４のヘッ ド駆動電圧は、
印刷の際のヘッド駆動電圧と同じＶＨであり、その間に
タイミングパルス波形と同じ周期Ｔ０で出力されるノズ
ル目詰まり回復処理信号ｆ１１、 ｆ１２、ｆ１３、ｆ２
１、ｆ２２、ｆ２３、ｆ３１、ｆ３２、ｆ３３、ｆ４１、ｆ４
２、ｆ４３のヘッド駆動電圧は、ＶＨより小さいＶＬで
ある。すなわち図のようにタイミングパルス波形の周期
と同じＴ０で駆動電圧ＶＬで３回ヘッドを駆動し、更に
周期Ｔ０後に、印刷の際のヘッド駆動電圧ＶＨで１回ヘ
ッドを駆動する。この一連の動作を周期Ｔ１で４回繰り
返す。

【００４０】こうすることにより、ｆ１１、ｆ１２、ｆ１
３のヘッド駆動電圧ＶＬはＶＨより小さいため、吐出イ
ンク量が小さく、予備吐出による無駄なインク消費量は
少なくなる。

【００４１】更にヘッド駆動電圧ＶＬをインクを吐出さ
せない最大値とする場合には、予備吐出による無駄なイ
ンク消費量は更に少なくなると共に、ｆ１１、ｆ１２、ｆ
１３のヘッド駆動により、ノズル内のインクのメニスカ
スが移動し、ノズルを形成する流路壁とインクとの摩擦
によりインクが活性化し、加熱され、インクの粘度が低
下するか、素子の発熱によりインクが加熱され、インク
の粘度が低下することによりインクが吐出し易くなり、
ｆ１信号のヘッド駆動によるインクの吐出において、よ
り効率よくノズル目詰まり回復がなされる。この場合更
に、インクの溶媒である水分等が蒸発することで、たと
えノズル部のインクの粘度が上昇しても、上記理由でイ
ンクが活性化されているため、インクのリフィル速度が
遅くなることによるインクへの気泡の混入が無く、不吐
状態を招くことはない。

【００４２】本実施例においては、ノズル目詰まり回復
処理におけるヘッド駆動信号ｆ１１、ｆ１２、ｆ１３等の
周期を印刷におけるヘッド駆動信号の周期Ｔ０と同一に
したが、これより短くしても構わない。またノズル目詰
まり回復処理信号ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４それぞれの前の
ヘッド駆動を、信号ｆ１１、ｆ１２、ｆ１３等と３回実施
したが、３回にこだわることはなく、２回以上であれば
何回でも構わない。更に印加電圧がＶＬであるノズル目
詰まり回復処理におけるヘッド駆動信号ｆ１１、ｆ１２、
ｆ１３と印加電圧がＶＨであるノズル目詰まり回復処理
におけるヘッド駆動信号ｆ１の単位回復処理工程を４回
行ったが、２回以上何回でも構わない。これらの周期と
処理回数は、ノズル部におけるインクの増粘のし易さ
（インクの溶媒の蒸発のし易さ）、インクジェットヘッ
ドのインク吐出性能、ノズル目詰まり回復処理で消費で
きるインク量、ノズル目詰まり回復処理に当てられる時
間等から決定される。

【００４３】図６は本発明の一実施例のインクジェット
プリンタに用いるインクジェットヘッドの振動部すなわ
ちアクチュエータ部の分解斜視図である。インクジェッ
トヘッド１０は次に詳述する構造を持つ３枚の基板１、
２、３を重ねて接合した積層構造となっている。

【００４４】中間の第１の基板１は、シリコンウエハー
からできており、複数のノズル孔４を構成するように、
基板１の表面に一端より平行に等間隔で形成された複数
のノズル溝１１と、各々のノズル溝１１に連通し、底壁
を振動板５とする吐出室６を構成することになる凹部１
２と、インク流入口のための細溝１３と、各々の吐出室
６にインクを供給するための共通のインクキャビティ８
を構成することになる凹部１４とがあらかじめ形成され
る。また、振動板５の下面には、シリコンの熱酸化によ
り絶縁層（図６においては図示せず）が形成され、更に
下部には電極を被着し振動室９を構成することになる凹
部１５が設けられている。

【００４５】また、第１の基板１には共通電極１７が付
与されているが、共通電極１７の材料として、本実施例
ではクロムを下付けとした金を使用しているが、これに
限定されるものではなく、シリコンウエハー及び電極材
料の特性により別の組合わせでもよい。また、本実施例
で用いられるシリコンウエハーの抵抗率は８〜１２Ωｃ
ｍである。

【００４６】第１の基板１の下面に接合される第２の基
板２にはホウ珪酸系ガラスを使用し、この第２の基板２
の接合によって振動室９を構成するとともに、第２の基
板２上の振動板５に対応する各々の位置に、金を略０．
１μｍスパッタリングにより被着し、振動板５とほぼ同
じ形状に金パターンを形成して個別電極２１としてい
る。個別電極２１はリード部２２と端子部２３を持つ。
更に、電極端子部を除きパイレックスガラスのスパッタ
膜を全面に０．２μｍ被覆して絶縁層２４を形成し、イ
ンクジェットヘッド駆動時の絶縁破壊、ショートを防止
するための膜を形成している。

【００４７】第１の基板１の上面に接合される第３の基
板３は、第２の基板２と同じくホウ珪酸系ガラスを用い
ている。この第３の基板３の接合によって、ノズル孔
４、吐出室６、オリフィス７及びインクキャビティ８が
構成される。そして、第３の基板３にはインクキャビテ
ィ８に連通するインク供給口３１が設けられる。インク
供給口３１はパイプ３２及びチューブ３３を介して図示
しないインクタンクに接続される。

【００４８】次に、第１の基板１と第２の基板２を適当
な位置で重ね合わせた後、３００〜５００℃の周囲温度
において、５００〜８００Ｖの電圧を印加し、いわゆる
陽極接合し、また同条件で第１の基板１と第３の基板３
を接合し、インクジェットヘッドを組み立てる。陽極接
合後に、振動板５と第２の基板２上の個別電極２１との
間の間隔は、凹部１５の深さと個別電極２１の厚さとの
差であり、本実施例では０．５μｍとしてある。また、
振動板５と個別電極２１上の絶縁層２４との空隙間隔は
０．３μｍとなっている。

【００４９】上記のように構成されたアクチュエータ部
を固定するように外装部品で被ってインクジェットヘッ
ドと成し、図示しないインクタンクよりインク供給口３
１を経て第１の基板１の内部、インクキャビティ８、吐
出室６、ノズル孔４等にインクを供給すると共に、共通
電極１７と個別電極２１の端子部２３にそれぞれＦＰＣ
２０４の端子部を結線し、ヘッド制御部１０２に接続す
る。ヘッド制御部１０２は、図４に示す印刷演算制御手
段、回復処理手段等から構成されている。このようにし
て構成したインクジェットヘッドを図５に斜視外観を、
図４に機能構成を示すインクジェットプリンタに搭載
し、図１のフローチャートに示す制御方法と図２のタイ
ミングチャートに従って駆動する。

【００５０】次に上記のように構成された本実施例のイ
ンクジェットヘッドのアクチュエータ部の電気的接続に
ついて説明する。

【００５１】金属−絶縁層−半導体層からなる構造、い
わゆるＭＩＳ構造において、印加電圧の極性により、電
流の値に大きな差がある場合と差のない場合が生ずるこ
とが、空間電荷層（空乏層ともいう）の影響から現象と
して知られている。基板材質である半導体がＰ形シリコ
ンの場合は、基板電極側にプラス電圧をかけた時は導体
とみなせるが、マイナス電圧をかけた時は空間電荷層の
存在により導体とはみなせずに容量を持つことがわかっ
ている。

【００５２】図７及び図８は本実施例におけるインクジ
ェットヘッドの駆動原理を示す振動板５と個別電極２１
の部分の動作説明図であり、電荷の様子を模式化して示
したものである。第１の基板１にＰ形シリコンを用い、
第１の基板１（振動板５）側、すなわち共通電極１７を
プラス極性、個別電極２１側をマイナス極性になるよう
に駆動回路１０２に接続し、パルス電圧を印加した場合
である。

【００５３】Ｐ形シリコンはボロンをドープしており、
電子がドープされたボロンの数だけ不足するので、ドー
プ量と等しい正孔を持っていることが知られている。Ｐ
形シリコン中の正孔１９は共通電極１７のプラス電荷に
より、絶縁層２６側へ反発させられる。この正孔１９の
移動により、アクセプター（イオン化したボロン）は、
共通電極１７から電荷の供給を受けるので、第１の基板
１内には正孔の流れが生じ、空間電荷層を発生せず導体
とみなすことができる。また個別電極２１側はマイナス
電荷が帯電され、この結果、印加したパルス電圧が振動
板５を撓ませるに充分な静電気による吸引力を発生す
る。したがって、振動板５は個別電極２１側へ撓むこと
になる。

【００５４】次に振動板と個別電極との間にある誘電体
の残留電荷について説明する。前述したように振動板５
は半導体であり、共通電極１７は金属で形成され、それ
らは、オーミック接続されている。

【００５５】この振動板５は絶縁層２６で覆われてい
る。そして、個別電極２１に形成された絶縁層２４はギ
ャップ１６を介して絶縁層２６と対向しており、これら
の絶縁層２６、ギャップ１６及び絶縁層２４は全体とし
て絶縁層２７を形成している。従って、ここでは振動板
５と個別電極２１とによって構成される平行平板コンデ
ンサ内に誘電体が介在したモデルとしてとらえることが
できる。誘電体は保護膜絶縁層２４，２６に相当する。
平行平板に電圧を印加すると、誘電体は印加電界を打ち
消すような方向の（電界とは逆方向に）分極を発生す
る。この分極のほとんどは印加電圧を切り、コンデンサ
に蓄えられた電荷を抵抗を介して放電すると短い時間で
消滅する。放電後から分極が消滅するまでの遅れ時間を
緩和時間といい、分極の種類によって大きく異なる。

【００５６】本実施例の振動板５と個別電極２１の内部
の誘電体（絶縁層）の分極の場合には、緩和時間の短い
原子分極や電子分極以外に、イオン分極や界面分極と呼
ばれる比較的分極緩和時間の長い分極成分を含んでい
る。イオン分極は絶縁層内部のＮａ＋，Ｋ＋，Ｂ＋等が
印加電界に沿って移動することによって発生するもので
あり、界面分極は、誘電体が不均質構造である場合、誘
電率の異なる媒質が接触する境界面に発生する分極であ
り、酸化シリコンと純シリコンの境界面に生ずるもので
ある。このため、本実施例の振動板５と個別電極２１の
内部の誘電体（２４，２６）は、電界の繰返し印加もし
くは長時間の連続印加により分極の一部が完全に消失せ
ず分極が長時間にわたって残る。これにより誘電体は残
留分極を有するようになり、振動板５−電極２１間に残
留する分極が作り出す残留電界Ｐが振動板５と個別電極
２１とのギャップを小さくし結果として相対変位量の低
下を招く。

【００５７】このような振動板５と個別電極２１との相
対変位量の低下は、インク滴の吐出量や吐出スピードの
低下等の吐出不良の原因となり、インクジェットプリン
タの信頼性や印刷品質に悪影響を及ぼしてしまう。ま
た、一度吐出不良が発生したノズルではインクの粘度が
徐々に増加し、通常の吐出動作では、増粘したインクを
排出することができなくなってしまう。この相対変位量
の低下は、ノズル目詰まり回復処理のための予備吐出中
においても発生する。そこで、本実施例においては後述
するように、振動板５と個別電極２１との間に予備吐出
とは逆方向の電界の印加を施すことにより、上述の残留
電荷を消滅させ、ノズル目詰まり回復処理の効果を向上
させている。

【００５８】本実施例におけるノズル目詰まり回復処理
信号によるヘッド駆動方法を、図３のタイミングチャー
トを用いて説明する。図３における３１２が、本実施例
におけるノズル目詰まり回復処理の為のヘッド駆動信号
であり、信号３１１と同様に、便宜的に縦軸はヘッド駆
動電圧を示す。一定周期Ｔ２で出力されるノズル目詰ま
り回復処理信号ｇ１、ｇ２、ｇ３のヘッド駆動電圧は、印
刷の際のヘッド駆動電圧と同じＶＨであり、その間にタ
イミングパルス波形と同じ周期Ｔ０で出力されるノズル
目詰まり回復処理信号ｇ１１、ｇ１２、ｇ１３、ｇ１４、ｇ
２１、ｇ２２、ｇ２３、ｇ２４、ｇ３１、ｇ３２、ｇ３３、ｇ
３４のヘッド駆動電圧は、ＶＨより小さく逆電位のＶＬ
Ｌである。すなわち図のようにタイミングパルス波形の
周期と同じＴ０で駆動電圧ＶＬＬで４回ヘッドを駆動
し、更に周期Ｔ０後に、印刷の際のヘッド駆動電圧ＶＨ
で１回ヘッドを駆動する。この一連の動作を周期Ｔ２で
３回繰り返す。

【００５９】こうすることにより、ｇ１のヘッド駆動に
より発生した残留電荷を、ｇ２１、ｇ２２、ｇ２３、ｇ２
４のヘッド駆動により消滅させ、同様にｇ２のヘッド駆
動により発生した残留電荷を、ｇ３１、ｇ３２、ｇ３３、
ｇ３４のヘッド駆動により消滅させることにより、ノズ
ル目詰まり回復処理信号ｇ２、ｇ３によるヘッド駆動に
おいて、振動板５と個別電極２１との相対変位量は低下
することなく、本来の吐出量やインクスピードのインク
滴が吐出されるため、ノズル目詰まり回復処理の効果が
向上する。更に前述した予備吐出による無駄なインク消
費量は少ないこと、ｇ２１、ｇ２２、ｇ２３、ｇ２４のヘ
ッド駆動により、ノズル内のインクのメニスカスが移動
し、ノズルを形成する流路壁とインクとの摩擦によりイ
ンクが活性化し、加熱され、インクの粘度が低下するこ
とによりインクが吐出し易くなり、ｇ１、ｇ２、ｇ３信号
のヘッド駆動によるインクの吐出において、より効率よ
くノズル目詰まり回復がなされること、インクのリフィ
ル速度が遅くなることによるインクへの気泡の混入が無
く、不吐状態を招くことが無いこと等の効果を合わせて
持つ。

【００６０】本実施例においては、ノズル目詰まり回復
処理におけるヘッド駆動信号ｇ２１、ｇ２２、ｇ２３、ｇ
２４等の周期を印刷におけるヘッド駆動信号の周期Ｔ０
と同一にしたが、これより短くしても構わない。またノ
ズル目詰まり回復処理信号ｇ１、ｇ２、ｇ３それぞれの前
のヘッド駆動を、信号ｇ１１、ｇ１２、ｇ１３、ｇ１４等
と４回実施したが、４回にこだわることはなく、２回以
上であれば何回でも構わない。更に印加電圧がＶＬＬで
あるノズル目詰まり回復処理におけるヘッド駆動信号ｇ
１１、ｇ１２、ｇ１３、ｇ１４と印加電圧がＶＨであるノ
ズル目詰まり回復処理におけるヘッド駆動信号ｇ１から
構成される単位回復処理工程を３回行ったが、２回以上
何回でも構わない。これらの周期と処理回数は、ノズル
部におけるインクの増粘のし易さ（インクの溶媒の蒸発
のし易さ）、インクジェットヘッドのインク吐出性能、
ノズル目詰まり回復処理で消費できるインク量、ノズル
目詰まり回復処理に当てられる時間等から決定される。

【００６１】図１０は、本発明の他の実施例を示すもの
であり、ノズル目詰まり回復処理信号によるヘッド駆動
方法を示すタイミングチャートである。

【００６２】図１０のタイミングパルス３１０は、ヘッ
ド駆動の基本となるタイミングパルス波形であり、所定
の周期Ｔ０でパルスｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５…が出力
されている。印刷におけるヘッド駆動は、パルスｔ１、
ｔ２、ｔ３…に基づき行われる。すなわち印刷において
連続してインク滴を吐出する場合には、ｔ１、ｔ２、ｔ
３、ｔ４、ｔ５…と周期Ｔ０でインク滴を吐出する。また
時間をあけてインク滴を吐出する場合には、例えばｔ
１、 ｔ５とＴ０の４倍の周期でインク滴を吐出する。３
１３はノズル目詰まり回復処理におけるヘッド駆動信号
であり、便宜的に縦軸はヘッド駆動電圧を示す。一定周
期Ｔ１で出力されるノズル目詰まり回復処理信号ｆ１、
ｆ２、ｆ３のヘッド駆動電圧は、印刷の際のヘッド駆動
電圧と同じＶＨであり、その前にタイミングパルス波形
と同じ周期Ｔ０で出力されるノズル目詰まり回復処理信
号ｆ１１、ｆ１２、ｆ１３、ｆ２１、ｆ２２、ｆ２３、ｆ３
１、ｆ３２、ｆ３３のヘッド駆動電圧は、ＶＨより小さい
ＶＬである。また、信号ｆ１、ｆ２、ｆ３の後にタイミン
グパルス波形と同じ周期Ｔ０で出力されるノズル目詰ま
り回復処理信号ｇ１１、ｇ１２、ｇ２１、ｇ２２、ｇ３１、
ｇ３２のヘッド駆動電圧は、ＶＨより小さく逆電位のＶ
ＬＬで ある。すなわち図のようにタイミングパルス波
形の周期と同じＴ０で駆動電圧ＶＬで３回ヘッドを駆動
し、更に周期Ｔ０後に、印刷の際のヘッド駆動電圧ＶＨ
で１回ヘッドを駆動し、更に周期Ｔ０後に、タイミング
パルス波形の周期と同じＴ０で駆動電圧ＶＬＬで２回ヘ
ッドを駆動する。この一連の動作を周期Ｔ１で３回繰り
返す。

【００６３】こうすることにより、ｆ１１、ｆ１２、ｆ１
３のヘッド駆動電圧ＶＬはＶＨより小さいため、吐出イ
ンク量が小さく、予備吐出による無駄なインク消費量は
少なくなる。

【００６４】更にヘッド駆動電圧ＶＬをインクを吐出さ
せない最大値とする場合には、予備吐出による無駄なイ
ンク消費量は更に少なくなると共に、ｆ１１、ｆ１２、ｆ
１３のヘッド駆動により、ノズル内のインクのメニスカ
スが移動し、ノズルを形成する流路壁とインクとの摩擦
によりインクが活性化し、加熱され、インクの粘度が低
下するため、インクが吐出し易くなり、ｆ１信号のヘッ
ド駆動によるインクの吐出において、より効率よくノズ
ル目詰まり回復がなされる。この場合更に、インクの溶
媒である水分等が蒸発することで、たとえノズル部のイ
ンクの粘度が上昇しても、上記理由でインクが活性化さ
れているため、インクのリフィル速度が遅くなることに
よるインクへの気泡の混入が無く、不吐状態を招くこと
はない。

【００６５】また更にｆ１１、ｆ１２、ｆ１３とｆ１信号
のヘッド駆動により発生した残留電荷を、ｇ１１、ｇ１
２のヘッド駆動により消滅させ、ｆ２１、ｆ２２、ｆ２３
とｆ２信号のヘッド駆動により発生した残留電荷を、ｇ
２１、ｇ２２のヘッド駆動により消滅させることによ
り、ノズル目詰まり回復処理信号ｆ２、ｆ３によるヘッ
ド駆動において、振動板５と個別電極２１との相対変位
量は低下することなく、本来の吐出量やインクスピード
のインク滴が吐出されるため、ノズル目詰まり回復処理
の効果が向上する。

【００６６】またヘッド駆動電圧ＶＬＬをインクを吐出
させない最大値とする場合には、予備吐出による無駄な
インク消費量は更に少なくなる。

【００６７】本実施例においては、ノズル目詰まり回復
処理におけるヘッド駆動信号ｆ１１、ｆ１２、ｆ１３やｇ
２１、ｇ２２等の周期を印刷におけるヘッド駆動信号の
周 期Ｔ０と同一にしたが、これより短くしても構わな
い。またノズル目詰まり回復処理信号ｆ１、ｆ２、ｆ３そ
れぞれの前のヘッド駆動を、信号ｆ１１、ｆ１２、ｆ１３
等と３回実施したが、３回にこだわることはなく、２回
以上であれば何回でも構わない。またノズル目詰まり回
復処理信号ｆ１、ｆ２、ｆ３それぞれの後のヘッド駆動
を、信号ｇ１１、ｇ１２等と２回実施したが、２回にこ
だわることはなく 、１回以上であれば何回でも構わな
い。更に印加電圧がＶＬであるノズル目詰まり回復処理
におけるヘッド駆動信号ｆ１１、ｆ１２、ｆ１３と印加電
圧がＶＨであるノズル目詰まり回復処理におけるヘッド
駆動信号ｆ１と印加電圧がＶＬＬであるノズル目詰まり
回復処理におけるヘッド駆動信号ｇ１１、ｇ１２から構
成され る単位回復処理工程を３回行ったが、２回以上
何回でも構わない。これらの周期と処理回数は、ノズル
部におけるインクの増粘のし易さ（インクの溶媒の蒸発
のし易さ）、インクジェットヘッドのインク吐出性能、
ノズル目詰まり回復処理で消費できるインク量、ノズル
目詰まり回復処理に当てられる時間等から決定される。

【００６８】図３、図１０に示すヘッド駆動信号３１
１、３１３は、以下に説明する駆動回路によって生成す
ることができる。図１１は、図６のインクジェットヘッ
ド１０を駆動するためのドライバ１０２の主要部分を示
す回路図である。

【００６９】図中、１８０は、印刷データ、もしくは予
備吐出データに基づいてヘッド側に出力されるデータ信
号Ｄ１〜Ｄｎに従って、各ノズルＮ１〜Ｎｎに駆動信号
を与えるための駆動パルス生成回路である。

【００７０】駆動パルス生成回路１８０では、所定幅の
パルス幅をもつタイミングパルスＴｐが各ＮＡＮＤ素子
１８１の一方の入力端子に入力され、データ信号Ｄ１〜
ＤｎをＮＯＴ素子１８２で反転したものが、各ＮＡＮＤ
素子１８１の他方の入力端子に入力される。

【００７１】ドライバ１０２は、共通電極１７側を駆動
するためのドライバ１９０ａと、データ信号Ｄ１〜Ｄｎ
に従って、各個別電極２１を駆動するための１９０ｂと
から構成される。ドライバ１９０ａは、共通電極１７側
の電圧をＶ１とＧＮＤ（０Ｖ）に切り換え、ドライバ１
９０ｂは、個別電極２１側の電圧をＶ２とＧＮＤ（０
Ｖ）に切り換える機能を有する。従って、対向電極間
（振動板５−個別電極２１間）には、Ｖ１、Ｖ１−Ｖ２
の２種類の電圧を印加することが可能である。（０Ｖを
含むと３種類） ドライバ１９０ａは、主として、トランジスタＱ１、Ｑ
２、抵抗Ｒ１、Ｒ２とからなり、その入力端子にはタイ
ミングパルスＴｐが入力される。タイミングパルスＴｐ
がＯＮ状態（Ｈ論理）に切り換わると、トランジスタＱ
１がＯＮし、共通電極１７側に電圧Ｖ１が印加される。
タイミングパルスＴｐがＯＦＦ状態（Ｌ論理）になる
と、トランジスタＱ１がＯＦＦし、同時にトランジスタ
Ｑ２がＯＮし、共通電極１７はＧＮＤ（０Ｖ）に接続す
る。

【００７２】一方、ドライバ１９０ｂは、主としてトラ
ンジスタＱ３、Ｑ４、抵抗Ｒ３、Ｒ４とからなる回路
が、各個別電極２１の本数分（ｎ個）設けられている。
ドライバ１９０ｂの各入力端子は、駆動パルス生成回路
１８０の各出力端子に接続されている。Ｘ番目のノズル
Ｎｘに着目すると、ノズルＮｘのデータＤｘがＨ論理に
あるとき、即ち、ノズルＮｘから吐出を行おうとすると
き、タイミングパルスＴｐがＯＮ状態（Ｈ論理）に切り
換わると、トランジスタＱ４がＯＮし、対応する個別電
極１０ｘは、ＧＮＤに接続する。

【００７３】また、ノズルＮｘのデータＤｘがＬ論理に
あるとき、即ち、ノズルＮｘから吐出しないとき、タイ
ミングパルスＴｐがＯＮ状態（Ｈ論理）に切り換わる
と、トランジスタＱ３がＯＮし、対応する個別電極１０
ｘには、電圧Ｖ２が印加される。

【００７４】以上、タイミングパルスＴｐ、データ信号
Ｄｘと、対向電極間の電位の関係をまとめると図１２の
ようになる。即ち、２種類の電圧Ｖ１、Ｖ１−Ｖ２を対
向電極間（振動板５−個別電極２１間）に印加すること
が可能となる。

【００７５】このように、インクジェットヘッドには、
共通端子に印加される電気パルスと、セグメント端子に
印加される電気パルスの差分が印加されることになる。
各電気パルスは、各駆動手段によって、独立してインク
ジェットヘッドに印加されるため、複雑な制御を行うこ
となく振幅の異なる２つの電気パルスを選択的に印加で
きる。

【００７６】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ノズ
ル目詰まり回復のための予備吐出において、ノズル内の
インクのメニスカスが移動し、ノズルを形成する流路壁
とインクとの摩擦によりインクが活性化し、加熱され、
インクの粘度が低下するか、素子の発熱によりインクが
加熱され、インクの粘度が低下することによりインクが
吐出し易くなり、より効率よくノズル目詰まり回復がな
される。よって、インクジェットヘッドの状態に対応し
て最適なノズル回復処理が実行され、極めて効率的に、
ノズルの目詰まり防止、あるいは回復処理を実行するこ
とが可能となった。

【００７７】また本発明によれば、インクの溶媒である
水分等が蒸発することで、たとえノズル部のインクの粘
度が上昇していても、インクが活性化されているため、
インクのリフィル速度が遅くならず、インクへの気泡の
混入による不吐状態を招くことが無くなった。

【００７８】更に本発明によれば、回復処理時の余計な
インク消費を抑制できるようになった。

【００７９】また本発明によれば、印刷工程の直前に、
ノズル目詰まり回復のためのインク吐出を実行すること
により、ノズルの回復あるいは目詰まり防止を達成し、
ノズル近傍のインクを均一化し、印字ドットの形成を常
に安定化することが可能となった。

【００８０】本発明によれば、個別電極とこれに対向し
て配置された振動板との間に静電引力を働かせてインク
吐出を行うインクジェットヘッドにおいて、ノズル目詰
まり回復のための予備吐出を、アクチュエータの残留電
荷を除去しながら実行することにより、予備吐出におけ
るインク滴の吐出量や吐出速度が安定し、ノズルの回復
あるいは目詰まり防止と振動板の復元とを同時に達成
し、ノズル近傍のインクを均一化し振動板と個別電極と
の相対変位量の低下を防止し、ドットの形成を常に安定
化することが可能となった。これにより、長寿命で消費
電力が少ないという優れた特徴を有する静電アクチュエ
ータを応用した実用的な印刷装置を提供することが可能
となった。

【００８１】更に、以上の効果の結果、ローコストのイ
ンクジェットプリンタに最適な処理装置を実現できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のインクジェットプリンタの
制御方法を示したフローチャートである。

【図２】前記実施例のインクジェットプリンタの動作を
記述したタイミングチャートである。

【図３】前記実施例のインクジェットヘッドの駆動を記
述したタイミングチャートである。

【図４】前記実施例のインクジェットプリンタの機能構
成図である。

【図５】本発明の一実施例のインクジェットプリンタの
外観斜視略図である。

【図６】本発明の一実施例のインクジェットプリンタに
用いるインクジェットヘッドのアクチュエータ部の分解
斜視図である。

【図７】本実施例におけるインクジェットヘッドの駆動
原理を示す振動板と個別電極の部分の動作説明図であ
る。

【図８】本実施例におけるインクジェットヘッドの駆動
原理を示す振動板と個別電極の部分の動作説明図であ
る。

【図９】本発明の他の実施例のインクジェットヘッドの
駆動を記述したタイミングチャートである。

【図１０】本発明に適用される駆動回路の一実施例を示
す回路図である。

【図１１】図１０の回路図の入力信号と出力電圧を示す
論理図である。

【符号の説明】

２０１ インクジェットヘッド ２０２ キャリッジ ２０３ キャリッジ軸 ２０４ ＦＰＣ ２１０ フレーム ２１１ 紙案内 ２２０ 印刷用紙 ２５０ インク受け部 ２５１ インク吸収体 ３１０ ヘッド駆動のタイミングパルス波形 ３１１ ノズル目詰まり回復処理におけるヘッド駆動
信号 ３１２ ノズル目詰まり回復処理における別のヘッド
駆動信号

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズルと該ノズルに対応して該ノズル内
   のインクに圧力を印加する圧力発生素子を具備したオン
   デマンド型のインクジェットヘッドを用い、前記ノズル
   からインク滴を吐出しながら、前記インクジェットヘッ
   ドを被記録媒体に対して相対移動し、文字、記号、画像
   等を印刷するインクジェットプリンタの駆動方法であっ
   て、 第１の電圧を印加する第１の電圧印加手段と、前記第１
   の電圧とは大きさが異なる第２の電圧を印加する第２の
   電圧印加手段とを有し、 印刷工程に先立って、前記インクジェットヘッドを駆動
   する予備吐出時において、前記印刷工程の駆動周期と略
   同一、ないしより短い周期で複数回分前記第２の印加手
   段を作動し、次に前記第１の印加手段を作動する単位回
   復処理工程を少なくとも２回以上実行することを特徴と
   するインクジェットプリンタの駆動方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のインクジェットプリンタ
   の駆動方法において、前記第１の電圧の値が、印刷工程
   におけるヘッド駆動電圧の値と略同一であることを特徴
   とするインクジェットプリンタの駆動方法。
3. 【請求項３】 請求項１ないし２記載のインクジェット
   プリンタの駆動方法において、前記第２の電圧の絶対値
   が、前記第１の電圧の絶対値より小さいことを特徴とす
   るインクジェットプリンタの駆動方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載のインクジェットプリンタ
   の駆動方法において、前記第２の電圧が、前記ノズルか
   らインク滴を吐出せしめない程度の電圧であることを特
   徴とするインクジェットプリンタの駆動方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜４記載のインクジェットプリ
   ンタの駆動方法において、前記インクジェットヘッド
   が、少なくとも、ノズルと該ノズルに連通するインク流
   路と、該流路の一部に設けられた振動板と、該振動板に
   空隙をもって対向する電極とを有し、前記振動板と前記
   電極間に電気パルスを印加し、発生する静電気力によっ
   て前記振動板を変形させ、インク滴を吐出するインクジ
   ェットヘッドであることを特徴とするインクジェットプ
   リンタの駆動方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載のインクジェットプリンタ
   の駆動方法において、前記第２の電圧が、前記第１の電
   圧と逆電位であることを特徴とするインクジェットプリ
   ンタの駆動方法。
7. 【請求項７】 ノズルと該ノズルに対応して該ノズル内
   のインクに圧力を印加する圧力発生素子を具備したオン
   デマンド型のインクジェットヘッドを用い、前記ノズル
   からインク滴を吐出しながら、前記インクジェットヘッ
   ドを被記録媒体に対して相対移動し、文字、記号、画像
   等を印刷するインクジェットプリンタにおいて、第１の
   電圧を印加する第１の電圧印加手段と、前記第１の電圧
   とは大きさが異なる第２の電圧を印加する第２の電圧印
   加手段と、印刷工程に先立って、前記印刷工程の駆動周
   期と略同一、ないしより短い周期で複数回分前記第２の
   印加手段を作動し、次に前記第１の印加手段を作動する
   単位回復処理工程を少なくとも２回以上実行する回復処
   理手段とを有することを特徴とするインクジェットプリ
   ンタ。
8. 【請求項８】 請求項７記載のインクジェットプリンタ
   において、前記インクジェットヘッドが、少なくとも、
   ノズルと該ノズルに連通するインク流路と、該流路の一
   部に設けられた振動板と、該振動板に空隙をもって対向
   する電極とを有し、前記振動板と前記電極間に電気パル
   スを印加し、発生する静電気力によって前記振動板を変
   形させ、インク滴を吐出するインクジェットヘッドであ
   ることを特徴とするインクジェットプリンタ。
9. 【請求項９】 請求項７ないし８記載のインクジェット
   プリンタにおいて、前記インクジェットプリンタが印刷
   指令を受信後、該印刷指令に基ずく印刷工程に先立っ
   て、前記単位回復処理工程を２回以上実行することを特
   徴とするインクジェットプリンタ。
10. 【請求項１０】 請求項１記載のインクジェットプリン
    タの駆動方法において、更に、前記第１、第２の電圧と
    は極性が異なる第３の電圧を印加する第３の電圧印加手
    段を有し、印刷工程に先立って、前記印刷工程の駆動周
    期と略同一、ないしより短い周期で複数回分前記第２の
    印加手段を作動し、次に前記第１の印加手段を作動し、
    更に次いで前記第３の印加手段を１回以上作動する単位
    回復処理工程を少なくとも２回以上実行することを特徴
    とするインクジェットプリンタの駆動方法。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載のインクジェットプリ
    ンタの駆動方法において、前記第３の電圧の絶対値が、
    前記第１の電圧の絶対値より小さいことを特徴とするイ
    ンクジェットプリンタの駆動方法。
12. 【請求項１２】 請求項１０記載のインクジェットプリ
    ンタの駆動方法において、前記第３の電圧が、前記ノズ
    ルからインク滴を吐出せしめない程度の電圧であること
    を特徴とするインクジェットプリンタの駆動方法。
13. 【請求項１３】 請求項１０記載のインクジェットプリ
    ンタの駆動方法において、前記第１の電圧と前記第２の
    電圧が同電位であり、前記第３の電圧が、前記第１の電
    圧及び前記第２の電圧と逆電位であることを特徴とする
    インクジェットプリンタの駆動方法。
14. 【請求項１４】 請求項７記載のインクジェットプリン
    タにおいて、更に、前記第１、第２の電圧とは極性が異
    なる第３の電圧を印加する第３の電圧印加手段と、印刷
    工程に先立って、前記印刷工程の駆動周期と略同一、な
    いしより短い周期で複数回分前記第２の印加手段を作動
    し、次に前記第１の印加手段を作動し、更に次いで前記
    第３の印加手段を１回以上作動する単位回復処理工程を
    少なくとも２回以上実行する回復処理手段を有すること
    を特徴とするインクジェットプリンタ。
15. 【請求項１５】 請求項７記載のインクジェットプリン
    タにおいて、複数の圧力発生素子を備え、 各圧力発生
    素子に共通に接続される共通端子と、前記各圧力発生素
    子に個別に接続される複数の個別端子と、前記共通端子
    に第１の電圧を印加する第１の駆動手段と、 前記各個
    別端子に、前記第１の電圧とは異なる第４の電圧を印加
    する第２の駆動手段とを有することを特徴とするインク
    ジェットプリンタ。