JPH10296969A - インク噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク噴射後に残留したインクの圧力波振動
を相殺する相殺動作を、インクの温度に関わらず良好に
実行することのできるインク噴射装置の提供。 【解決手段】 １ドットの印字命令に対し、インク室の
容積を一旦増加させ（ＡＳ）、その１．０Ｔ後に上記容
積を減少させてインクを噴射し（ＡＥ）、その０．７５
Ｔ後に上記容積を再び増加させ（ＢＳ）、更にその１．
０Ｔ後に上記容積を減少させて再びインクを噴射する
（ＢＥ）。その後、インク室内のインクの温度に応じて
次のように決められる時間ｄ２が経過した時点を中心に
して、非噴射パルス信号Ｃ（パルス幅０．５Ｔ）を発生
し、インクの圧力波振動を相殺する。 ０〜１０℃のときｄ２＝２．４５Ｔ １０〜２０℃の
ときｄ２＝２．５０Ｔ ２０〜３０℃のときｄ２＝２．５５Ｔ ３０〜４０℃
のときｄ２＝２．６０Ｔ但し、Ｔはインク室内をインク
の圧力波が片道伝播する時間。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印字命令に応じて
ノズルからインクを噴射して、被記録媒体に画像を形成
するインク噴射装置に関する。

【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中で、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、
インクジエツ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・デマンド型の印字装置に
用いられるインク噴射装置として、例えば、特開昭６３
−２４７０５１号公報に記載の圧電材料を利用したせん
断モード型がある。この種のインク噴射装置の一例を図
５に示す。なお、図５（ａ）は図５（ｂ）のＡ−Ａ線断
面に、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ線断面に、それ
ぞれ対応している。

【０００４】図５に示すように、インク噴射装置６００
は、底壁６０１，天壁６０２，およびその間のせん断モ
ード型のアクチュエータ壁６０３からなる。そのアクチ
ュエータ壁６０３は天壁６０２に接着され、かつ矢印６
０９方向に分極された圧電材料製の上部壁６０５と、底
壁６０１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６１
３を形成し、かつその隣の一対のアクチュエータ壁６０
３との間には、インク室６１３よりも狭い空間６１５を
形成している。

【０００５】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、マニホールド６２６を介して図示しないインク供給
源が接続されている。なお、マニホールド６２６は、各
インク室６１３に連通する開口部を有する前部壁６２７
と、底壁６０１，天壁６０２の間を密閉する後部壁６２
８とを備え、上記インク供給源から前部壁６２７，後部
壁６２８の間に供給されたインクを、各インク室６１３
に分配するものである。

【０００６】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６１３側のアクチュエータ壁６０３に
は電極６１９が設けられ、空間６１５側およびインク噴
射装置６００外周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で覆われている。そして、
電極６２１はアース６２３に接続され、インク室６１３
内に設けられた電極６１９は制御装置６２５に接続さ
れ、後述のような電圧（駆動信号）を印加される。

【０００７】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。この動作の一例を図６
に示す。なお、図６では、各部６０３〜６１９の符号に
図の左側からａ，ｂ，ｃ，…の添え字を付して、それぞ
れを区別している。図６に例示するように、インク室６
１３ｃの電極６１９ｃに所定の電圧Ｅ（Ｖ）が印加され
ると、アクチュエータ壁６０３ｅ，６０３ｆにそれぞれ
失印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。

【０００８】この電圧Ｅ（Ｖ）の印加をインク室６１３
内の圧力波の片道伝播時間Ｔだけ維持する。すると、そ
の間に前述の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内のインクの
圧力波が、インク室６１３の長手方向に片道伝播する時
間であり、インク室６１３の長さＬとこのインク室６１
３内部のインク中での音速ａとによりＴ＝Ｌ／ａなる式
で算出される。

【０００９】圧力波の伝播理論によると、上記電圧の印
加から片道伝播時間Ｔが経過するとインク室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６１９ｃ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５）に戻り、イ
ンクに圧力が加えられる。そのとき、上記正に転じた圧
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、インクがノズル６１８ｃから噴射さ
れる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本願出願人は、前述の
ようにインク室６１３内のインクに圧力波振動を発生さ
せてノズル６１８からインクを噴射する噴射動作の終了
後、インクの圧力波振動をほぼ相殺する相殺動作を実行
することを考えた。この相殺動作は、電極６１９ｃに印
加される電圧を所定のタイミングで一旦電圧Ｅ（Ｖ）に
し、続いて０（Ｖ）に戻してインク室６１３の容積を増
減させることによってなされる。この相殺動作によって
圧力波振動が早期に収束し、残留した圧力波振動により
インクが非所望に噴射されるのを防止すると共に、次の
印字命令に対する処理に早期に移行することができる。
従って、一層正確な画像を形成すると共に、印字速度を
良好に向上させることができる。

【００１１】ところが、上記音速ａはインクの温度に応
じて変化し、このため、片道伝播時間Ｔの実際の値もイ
ンクの温度に応じて変化する。従って、相殺動作をイン
クの温度に関わらず一定のタイミングで実行すると、圧
力波振動が良好に相殺されない可能性がある。そして、
場合によっては、圧力波振動が収束しない内に次の印字
命令に対する噴射動作が実行され、噴射されたインクが
飛沫となって飛び散ったり、インクの噴射がなされなか
ったりすることも考えられる。そこで、本発明は、イン
クの圧力波振動を相殺する相殺動作を、インクの温度に
関わらず良好に実行することのできるインク噴射装置を
提供することを目的としてなされた。

【００１２】

【課題を解決するための手段および発明の効果】上記目
的を達するためになされた請求項１記載の発明は、イン
クが噴射されるノズルと、該ノズルの背後に設けられ、
インクが充填されるインク室と、該インク室内のインク
に圧力波振動を与えるアクチュエータと、印字命令に対
して、上記アクチュエータを駆動して上記インク室内の
インクに圧力波振動を発生させて上記ノズルからインク
を噴射する噴射動作を実行する駆動手段と、を備えたイ
ンク噴射装置であって、上記駆動手段が、上記噴射動作
の終了後、上記アクチュエータを駆動して上記インクの
圧力波振動をほぼ相殺する相殺動作を、上記インク室内
のインクの温度に応じたタイミングで実行することを特
徴としている。

【００１３】このように構成された本発明では、駆動手
段は印字命令に対してアクチュエータを駆動し、次のよ
うな噴射動作を実行する。すなわち、アクチュエータに
よって、ノズルの背後に設けられたインク室内のインク
に圧力波振動を発生させ、その圧力波振動によってノズ
ルからインクを噴射する。

【００１４】また、駆動手段は、上記噴射動作の終了
後、アクチュエータを駆動して上記インクの圧力波振動
をほぼ相殺する相殺動作を実行する。このため、インク
の圧力波振動を早期に収束させ、残留した圧力波振動に
よりインクが非所望に噴射されるのを防止すると共に、
次の印字命令に対する処理に早期に移行することができ
る。しかも、駆動手段は上記相殺動作をインク室内のイ
ンクの温度に応じたタイミングで実行する。このため、
相殺動作をインクの温度に関わらず良好に実行すること
ができる。従って、本発明では、全ての温度領域におい
て、インクが飛沫となって飛び散ったりインクの噴射が
なされなかったりすることを防止してきわめて正確な画
像を形成すると共に、インクの圧力波振動を早期に収束
させて印字速度を良好に向上させることができる。

【００１５】なお、上記相殺とは、圧力波振動を完全に
解消するものではなくてもよく、例えば、インクが噴射
されない程度に上記圧力波振動を抑制するものであって
もよい。請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成に
加え、上記アクチュエータが、上記インク室の容積を変
化させるものであり、上記駆動手段が、上記噴射動作終
了後、インクの圧力波振動をインクの温度に応じたタイ
ミングでほぼ相殺するように、上記アクチュエータを駆
動して上記インク室の容積を増減させることを特徴とし
ている。

【００１６】本発明では、上記アクチュエータがインク
室の容積を変化させる。このため、その容積の変化によ
りインクに圧力波振動が発生し、ノズルからインクが噴
射される。また、アクチュエータは、そのインク室の容
積を増減させることにより上記相殺動作を実行する。こ
のため、インクの圧力波振動をきわめて良好に相殺する
ことができる。従って、本発明では、請求項１記載の発
明の効果に加えて、インクの圧力波振動を一層良好に相
殺し、一層正確な画像を形成すると共に、印字速度を一
層良好に向上させることができるといった効果が生じ
る。

【００１７】請求項３記載の発明は、請求項２記載の構
成に加え、上記駆動手段が、上記アクチュエータを駆動
して、上記容積を一旦増加させた後に上記容積を減少さ
せて上記ノズルからインクを噴射し、その後、上記イン
ク室内をインクの圧力波が片道伝播する時間（以下、片
道伝播時間という）とインクの温度とによって決められ
る時間後に、上記インク室の容積を再び増加させた後に
減少させて上記相殺動作を実行することを特徴としてい
る。

【００１８】本発明では、駆動手段が噴射動作を実行す
る際、アクチュエータを駆動してインク室の容積を一旦
増加させる。すると、そのインク室内部の圧力が一旦減
少し、インク室内にインクが流入する。続いて、アクチ
ュエータを駆動してインク室の容積を減少させることに
より、インク室内に比較的高い圧力が生じ、インクがノ
ズルから噴射される。その後、駆動手段は、インク室内
をインクの圧力波が片道伝播時間とインクの温度とによ
って決められる時間後に、インク室の容積を再び増加さ
せた後に減少させて相殺動作を実行する。このため、そ
の相殺動作を片道伝播時間およびインクの温度に応じた
適切なタイミングで実行することができ、インクの圧力
波振動をきわめて良好に相殺することができる。

【００１９】従って、本発明では、請求項２記載の発明
の効果に加えて、インクの圧力波振動を一層良好に相殺
し、一層正確な画像を形成すると共に、印字速度を一層
良好に向上させることができるといった効果が生じる。
なお、本発明では、インクの温度を参照しているので、
上記片道伝播時間は特定の温度で測定した固定値であっ
てもよい。このため、きわめて処理を簡略化することが
できる。

【００２０】請求項４記載の発明は、請求項３記載の構
成に加え、上記駆動手段が上記アクチュエータを駆動し
て、上記容積を一旦増加させた約１．０Ｔまたはその奇
数倍（Ｔは上記インク室内をインクの圧力波が片道伝播
する片道伝播時間の室温における値）後に上記容積を減
少させて上記ノズルからインクを噴射し、その約０．７
５Ｔ後に上記容積を再び増加させ、更にその約１．０Ｔ
またはその奇数倍後に上記容積を減少させて上記ノズル
から再びインクを噴射することにより、１ドットの上記
印字命令に対する噴射動作を実行し、該噴射動作が終了
してから下記の時間ｄ２が経過した時点を中心にして上
記相殺動作を実行することを特徴としている。

【００２１】上記インク室内のインクの温度が０〜１０
℃のとき ：ｄ２＝２．４５Ｔ 上記インク室内のインクの温度が１０〜２０℃のとき：
ｄ２＝２．５０Ｔ 上記インク室内のインクの温度が２０〜３０℃のとき：
ｄ２＝２．５５Ｔ 上記インク室内のインクの温度が３０〜４０℃のとき：
ｄ２＝２．６０Ｔ 本発明では、インク室の容積を一旦増加させた約１．０
Ｔまたはその奇数倍後に上記容積を減少させてノズルか
らインクを噴射し、その約０．７５Ｔ後に上記容積を再
び増加させ、更にその約１．０Ｔまたはその奇数倍後に
上記容積を減少させてノズルから再びインクを噴射する
ことにより、駆動手段が１ドットの印字命令に対する噴
射動作を実行する。

【００２２】インク室の容積を増減してインクを噴射す
る場合、インク室の容積を増加させてから減少させるま
での時間が約１．０Ｔまたはその奇数倍に等しいと、き
わめて良好にインクが噴射される。これは、インク室内
のインクの圧力波振動が約２Ｔの周期を有するため、上
記容積の増加後インク室内の圧力が増加するタイミング
と上記容積の減少によりインク室内の圧力が増加するタ
イミングとが一致し、インク室内に大きな圧力が生じる
からである。駆動手段はこのような噴射動作を約０．７
５Ｔの間隔を開けて２回実行するので、１ドットの印字
命令に対して２滴のインクをきわめて良好に噴射し、濃
厚な画像を良好に形成することができる。

【００２３】また、駆動手段は、その噴射動作終了後、
インク室内のインクの温度に応じて決められる上記時間
ｄ２が経過した時点を中心にして相殺動作を実行する。
本発明者は、前述のタイミングでインク室の容積を増減
して２滴のインクを噴射するインク噴射装置を用いて鋭
意検討を重ねた結果、インクの温度に応じて決められる
上記時間ｄ２が経過した時点を中心にして相殺動作を実
行するときわめて良好にインクの圧力波振動が相殺され
ることを発見した。このため、本発明では、インクの圧
力波振動をきわめて良好に相殺することができる。

【００２４】従って、本発明では、請求項３記載の発明
の効果に加えて、一層濃厚な画像を良好に形成すると共
に、圧力波振動を一層良好に相殺して一層正確な画像を
形成し、印字速度を一層良好に向上させることができる
といった効果が生じる。請求項５記載の発明は、請求項
１〜４のいずれかに記載の構成に加え、上記駆動手段
が、上記アクチュエータに電圧を印加することにより上
記インク室の容積を増加または減少させるものであっ
て、しかも、上記噴射動作時にも上記相殺動作時にも同
じ電圧を印加することを特徴としている。

【００２５】このように、本発明では、上記アクチュエ
ータとして電圧を印加することによりインク室の容積を
増加または減少させるものを使用し、しかも、上記噴射
動作時にも上記相殺動作時にも同じ電圧を印加するよう
にしたので、駆動信号のための電源が１つでよく、駆動
回路や制御回路の構成を簡略化することができる。ま
た、アクチュエータの制御も、電圧を印加するかしない
かの切り換えによって行われ、制御のための処理も簡単
になる。従って、本発明では、請求項１〜４のいずれか
に記載の発明の効果に加えて、装置の構成および制御を
一層簡略化することができるといった効果が生じる。

【００２６】請求項６記載の発明は、請求項１〜５のい
ずれかに記載の構成に加え、上記アクチュエータが、上
記インク室の側壁をなす圧電材料を用いて構成されてい
ることを特徴としている。本発明では、インク室の側壁
をなす圧電材料を用いて上記アクチュエータが構成され
ているので、その圧電材料に電圧を印加して変形させる
ことによってインク室の容積を変化させることができ
る。このようなアクチュエータは、構成が簡単で耐久性
にも優れ、更に安価である。従って、本発明では、請求
項１〜５のいずれかに記載の発明の効果に加えて、装置
の構成を簡略化し、耐久性を向上させると共に、製造コ
ストを一層低減することができるといった効果が生じ
る。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。本実施の形態のインク噴射装置６０
０における機械的部分の構成は、図５に示す従来のもの
と同様であるので説明を省略する。このインク噴射装置
６００の具体的な寸法を述べる。インク室６１３の長さ
Ｌが７．５ｍｍである。ノズル６１８の寸法は、ノズル
面６１７ａ側の径が４０μｍ、インク室６１３側の径が
７２μｍ、長さが１００μｍである。また、後述の実験
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６１
３内のインク中における音速ａと上記Ｌとの比Ｌ／ａ
（＝片道伝播時間Ｔ）は８μｓｅｃである。なお、上記
音速ａは室温（２５℃）における値である。更に、イン
ク噴射装置６００は図示しないプラテンに沿って移動す
るキャリッジに搭載され、ノズル面６１７ａとプラテン
上の記録用紙（図示せず）との間隔は１〜２ｍｍであ
る。

【００２８】図１は、本実施の形態のインク噴射装置６
００に用いられた制御装置６２５の構成を表す回路図で
ある。図１に示すように、制御装置６２５は、充電回路
１８２，放電回路１８４，およびパルスコントロール回
路１８６から構成されている。また、図１では、アクチ
ュエータ壁６０３の圧電材料および電極６１９，６２１
をコンデンサ１９１で表しており、そのコンデンサ１９
１の端子１９１Ａ，１９１Ｂはそれぞれ電極６１９，６
２１に対応する。すなわち、端子１９１Ａが制御装置６
２５に、端子１９１Ｂがアース６２３に、それぞれ接続
されている。

【００２９】充電回路１８２に設けられた入力端子１８
７と放電回路１８４に設けられた入力端子１８８とは、
それぞれインク室６１３内の電極６１９（端子１９１
Ａ）にＥ（Ｖ）の電圧（例えば２０Ｖ）または０（Ｖ）
の電圧を印加するためのパルス信号を、後述のパルスコ
ントロール回路１８６から入力するための端子である。

【００３０】充電回路１８２は、抵抗Ｒ１０１，Ｒ１０
２，Ｒ１０３，Ｒ１０４，Ｒ１０５、および、トランジ
スタＴＲ１０１，ＴＲ１０２から構成されている。トラ
ンジスタＴＲ１０１のベースは、抵抗Ｒ１０１を介して
入力端子１８７に接続されると共に、抵抗Ｒ１０２を介
して接地されている。トランジスタＴＲ１０１のエミッ
タは直接接地され、コレクタは、Ｅ（Ｖ）の正の電源１
８９に抵抗Ｒ１０３を介して接続されている。また、ト
ランジスタＴＲ１０２のベースは、抵抗Ｒ１０４を介し
て正の電源１８９に接続されると共に、抵抗Ｒ１０５を
介してトランジスタＴＲ１０１のコレクタに接続されて
いる。トランジスタＴＲ１０２のエミッタは正の電源１
８９に直接接続され、コレクタは抵抗Ｒ１２０を介して
端子１９１Ａに接続されている。

【００３１】このため、入力端子１８７にオン信号（＋
５Ｖ）が入力されると、トランジスタＴＲ１０１が導通
し、正の電源１８９からの電流がトランジスタＴＲ１０
１のコレクタからエミッタ方向に流れる。従って、正の
電源１８９に接続されている抵抗Ｒ１０４およびＲ１０
５にかかる電圧の分圧が上昇し、トランジスタＴＲ１０
２のべースに流れる電流が増加し、トランジスタＴＲ１
０２のエミッタとコレクタ間が導通する。そして、正の
電源１８９からのＥ（Ｖ）の電圧がトランジスタＴＲ１
０２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。

【００３２】次に、放電回路１８４について説明する。
放電回路１８４は抵抗Ｒ１０６，Ｒ１０７，トランジス
タＴＲ１０３から構成されている。トランジスタＴＲ１
０３のベースは、抵抗Ｒ１０６を介して入力端子１８８
に接続されると共に、抵抗Ｒ１０７を介して接地されて
いる。トランジスタＴＲ１０３のエミッタは直接接地さ
れ、コレクタは、前述の抵抗Ｒ１２０を介して端子１９
１Ａに接続されている。このため、入力端子１８８にオ
ン信号（＋５Ｖ）が入力されるとトランジスタＴＲ１０
３が導通し、抵抗Ｒ１２０を介してコンデンサ１９１の
端子１９１Ａを接地する。

【００３３】次に、この充電回路１８２，放電回路１８
４によってアクチュエータ壁６０３（コンデンサ１９
１）に印加される電圧の変化を説明する。充電回路１８
２の入力端子１８７に入力される入力信号は、図２
（Ａ）のタイミングチャートに示すように、通常オフの
状態にあり、インクの噴射時には後述の所定のタイミン
グＴ１にてオンされ、タイミングＴ２にてオフされる。
その後、タイミングＴ３にてオンされ、タイミングＴ４
にてオフされ、更にタイミングＴ５にてオンされ、タイ
ミングＴ６にてオフされる。放電回路１８４の入力端子
１８８に入力される入力信号は、図２（Ｂ）のタイミン
グチャートに示すように、入力端子１８７の入力信号が
オンされるとき（Ｔ１，Ｔ３，Ｔ５）オフされ、入力端
子１８７の入力信号がオフされるとき（Ｔ２，Ｔ４，Ｔ
６）オンされる。

【００３４】この場合、コンデンサ１９１の端子１９１
Ａに印加される電圧は、図２（Ｃ）に示すように、通常
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１９１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Ｒ１２
０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）になる。またタイミングＴ２にて、トランジス
タＴＲ１０３と、抵抗Ｒ１２０と、アクチュエータ壁６
０３の静電容量とにて決まる放電時間Ｔｂ後に０（Ｖ）
になる。

【００３５】このように電極６１９（端子１９１Ａ）に
実際に印加される電圧（以下、駆動信号という）の波形
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）となる時点を、駆動信号の立ち上がりタイミング
（ＡＳ，ＢＳ，ＨＳ）および立ち下がりタイミング（Ａ
Ｅ，ＢＥ，ＨＥ）として近似する。パルスコントロール
回路１８６は、この駆動信号の立ち上がりおよび立ち下
がりが後述のタイミングとなるように、入力端子１８
７，１８８への入力信号の上記タイミングＴ１〜Ｔ６等
を制御する回路である。次に、図１に戻ってパルスコン
トロール回路１８６の構成について説明する。

【００３６】パルスコントロール回路１８６には、各種
の演算処理を行うＣＰＵ２１０が設けられ、そのＣＰＵ
２１０には、印字データや各種のデータを記憶するＲＡ
Ｍ２１２と、パルスコントロール回路１８６の制御プロ
グラムおよび前述のタイミングＴ１〜Ｔ６でオン，オフ
信号を発生するシーケンスデータを記憶するＲＯＭ２１
４とが接続されている。ここで、ＲＯＭ２１４には、図
３に示すように、インク噴射装置制御プログラム記憶エ
リア２１４Ａと、駆動波形データ記憶エリア２１４Ｂと
が設けられている。従って、前述の駆動信号の波形に関
するシーケンスデータは、駆動波形データ記憶エリア２
１４Ｂに記憶されている。

【００３７】更に、ＣＰＵ２１０は各種のデータのやり
とりをするＩ／Ｏバス２１６に接続され、当該Ｉ／Ｏバ
ス２１６には、印字データ受信回路２１８、パルスジェ
ネレータ２２０，２２２、および温度センサ２２４が接
続されている。パルスジェネレータ２２０の出力は充電
回路１８２の入力端子１８７に入力され、パルスジェネ
レータ２２２の出力は放電回路１８４の入力端子１８８
に入力されている。

【００３８】ＣＰＵ２１０はＲＯＭ２１４の駆動波形デ
ータ記憶エリア２１４Ｂに記憶されているシーケンスデ
ータに従って、パルスジェネレータ２２０および２２２
を制御する。従って、上記タイミングＴ１〜Ｔ６の各種
パターンを予めＲＯＭ２１４内の駆動波形データ記憶エ
リア２１４Ｂ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、所望の波形の駆動信号をアクチュ
エータ壁６０３に与えることができる。なお、パルスジ
ェネレータ２２０，２２２、充電回路１８２、および放
電回路１８４は、インク噴射装置６００のノズル６１８
と同じ数だけ設けられている。ＣＰＵ２１０は、印字デ
ータに応じたアクチュエータ壁６０３に駆動信号を出力
し、対応するノズル６１８からインクを噴射する。ま
た、温度センサ２２４は、インク室６１３内のインクの
温度を検出する周知のものである。

【００３９】次に、本実施の形態のインク噴射装置６０
０における、上記駆動信号の波形（以下、駆動波形とい
う）の一例を図４（Ａ）に例示する。また、図４（Ｂ）
はその駆動波形に応じたインク室６１３内の圧力の変化
を表している。図４に示すように、本例の駆動波形は、
インクを噴射するための二つの噴射パルス信号Ａ、Ｂと
上記インク室６１３内に残留した圧力波振動を相殺する
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）である。また、本例では以下に説明する
ように、パルス信号Ａ，Ｂ，Ｃのパルス幅Ｗａ，Ｗｂ，
Ｗｃを、それぞれ片道伝播時間Ｔ（８μｓｅｃ）の１．
０倍，１．０倍，０．５倍とし、噴射パルス信号Ａ，Ｂ
のパルス間隔ｄ１をＴの０．７５倍（すなわち０．７５
Ｔ）とした。

【００４０】タイミングＡＳで噴射パルス信号Ａが立ち
上がると、図６にてインク室６１３ｃを例に説明したよ
うに、アクチュエータ壁６０３に電界が発生し、インク
室６１３の容積が増大してノズル６１８付近を含むイン
ク室６１３内の圧力が減少する。その後、インク室６１
３にはインクが流入する一方、容積の増大によって生じ
た圧力波振動による圧力が増加して正の圧力に転じ、片
道伝播時間Ｔを経過する時点の近傍でピークに達する。
噴射パルス信号Ａは、タイミングＡＳから１．０Ｔ経過
後のタイミングＡＥで立ち下がる。すると、インク室６
１３の容積が減少し、そのことにより発生した圧力と、
上記正に転じた圧力とが加え合わされ、比較的高い圧力
がインク室６１３のノズル６１８付近に生じて、インク
がノズル６１８から噴射される。

【００４１】続いて、タイミングＡＥから０．７５Ｔ経
過したタイミングＢＳにて噴射パルス信号Ｂが立ち上が
り、更に１．０Ｔ経過したタイミングＢＥにて噴射パル
ス信号Ｂが立ち下がると、同様にして２滴目のインクが
ノズル６１８から噴射される。更に、その後、時間ｄ２
が経過した時点を中心にして非噴射パルス信号Ｃが発生
する。この非噴射パルス信号Ｃの中心ＨＣは、インク室
６１３の圧力が正から負に転じる時点に配設するのが望
ましい。この場合、次のようにしてインク室６１３内の
インクの圧力波振動を相殺することができる。

【００４２】すなわち、インク室６１３の圧力が正から
負に転じる前のタイミングＨＳにて非噴射パルス信号Ｃ
が立ち上がると、未だ正である上記圧力が急減する。ま
た、上記圧力が負に転じた後のタイミングＨＥで非噴射
パルス信号Ｃが立ち下がると、負に転じた上記圧力が急
増する。このため、上記圧力波の振動が相殺され、その
振動が急速に収束に向かう。このように圧力波振動が相
殺されるとインクが非所望に噴射されることが防止さ
れ、次の印字命令に対する処理に早期に移行することも
できる。従って、きわめて良好な画像を形成すると共に
印字速度を向上させることができる。なお、非噴射パル
ス信号Ｃは前述のように圧力波振動を相殺するものであ
り、しかも、パルス幅Ｗｃは片道伝播時間Ｔの奇数倍と
大きく異なるので、このパルス信号が発生してもインク
は噴射されない。

【００４３】ところが、インク室６１３内のインク中に
おける音速ａは、インクの温度によって変化する。この
ため、片道伝播時間Ｔの実際の値（Ｌ／ａ）も変化し、
図４（Ｂ）に示すインクの圧力波振動の周期、延いては
時間ｄ２の適切な値も、インクの温度に応じて変化す
る。そこで、本実施の形態では、時間ｄ２を次のように
設定している。本願出願人は、インク噴射装置６００を
用いて、種々のインク温度において時間ｄ２の値を種々
に変化させてインクの噴射実験を行い、各温度における
ｄ２の適切な値を調べた。実験結果を表１に示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】なお、表１では、時間ｄ２を片道伝播時間
Ｔ（２５℃における値）に対する比の値で、温度を℃で
表している。表１に示すように、着弾乱れもしぶきも発
生することなく良好な噴射が行える時間ｄ２の適切な値
は、インクの温度に応じて徐々に大きくなる。そして、
ｄ２の値が適切な値から少しずれると、次の印字命令に
対するインクの噴射時までインク室６１３内の圧力信号
が残留する。このため、その噴射時に噴射されたインク
滴の飛翔速度が適切な値からずれ、インク滴が記録用紙
の適切な位置に付着しない着弾乱れが発生する。ｄ２の
値が更にずれると、噴射されたインクが飛沫となって飛
び散るしぶきが発生したり、その飛沫がノズル面６１７
ａに付着してインクが吐出されなくなったりする。

【００４６】そこで、本実施の形態では、温度センサ２
２４を介して検出したインクの温度に基づいて、次の表
２を用いて時間ｄ２を設定し、その時間ｄ２に応じて上
記タイミングＴ１〜Ｔ６を設定している。このため、イ
ンクが如何なる温度（０〜４０℃）であっても、着弾乱
れもしぶきも発生することなくきわめて良好に印字を行
うことができた。従って、きわめて正確な画像を形成す
ると共に、インクの圧力波振動を早期に収束させて印字
速度をきわめて良好に向上させることができた。

【００４７】

【表２】

【００４８】なお、上記実施の形態において、アクチュ
エータ壁６０３および電極６１９，６２１がアクチュエ
ータに、制御装置６２５が駆動手段に、それぞれ相当す
る。また、本発明は上記実施の形態になんら限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々
の形態で実施することができる。例えば、時間ｄ２の値
は、表１で「○」が記載された範囲内に設定されるので
あれば表２以外によって設定してもよく、この場合も上
記実施の形態と同様の作用・効果が生じる。

【００４９】また、パルス幅Ｗａ，Ｗｂやパルス間隔ｄ
１は種々に変更してもよい。例えば、Ｗａ，Ｗｂ，ｄ１
をインクの温度に応じて変更すれば、それらが片道伝播
時間Ｔの実際の値に対応した数値となり、一層良好にイ
ンクを噴射することができる。但し、この場合、時間ｄ
２の適切な値も変化する。

【００５０】更に、上記実施の形態では、１ドットの印
字命令に対して２滴のインクを噴射しているが、１滴の
インクを噴射してもよい。但し、上記実施の形態のよう
に１ドットの印字命令に対して複数滴（３滴以上でもよ
い）のインクを連続的に噴射する場合、記録用紙に一層
濃厚で見やすい画像を形成することができる。

【００５１】また、所定の温度範囲毎に片道伝播時間Ｔ
をそれぞれ設定し、その各Ｔに基づいたタイミングで、
圧力波振動を相殺する動作を実行することもできる。但
し、上記実施の形態のように、一定の温度における上記
Ｔを基準に温度毎の係数を乗じることで、制御が簡便に
なる。

【００５２】また、非噴射パルス信号ＣとしてＥ（Ｖ）
より低い電圧や負の電圧を印加することにより、圧力波
振動の相殺時にインクが噴射されないようにすることも
できる。但し、上記実施の形態では、パルス信号Ａ，
Ｂ，Ｃの電圧を一定値とし、その出力タイミングＡＳ〜
ＨＥを調整することによりインクの噴射および圧力波振
動の相殺を行っているので、各パルス信号を出力するた
めの電源が１つでよく、装置の構成および制御を一層簡
略化することができる。

【００５３】更に、本発明は、インク室６１３の容積を
いきなり減少させてインクを噴射する装置や、圧電材料
を用いて構成されたアクチュエータ以外の手段によって
インクに圧力波振動を与える装置、印字装置本体にイン
ク噴射装置６００を固定したいわゆるラインプリンタ等
にも適用することができる。但し、上記実施の形態のよ
うに圧電材料を用いたアクチュエータを使用する場合、
装置の構成を一層簡略化し、耐久性を向上させると共
に、製造コストを一層低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたインク噴射装置の制御装置
の構成を表す回路図である。

【図２】その制御装置の充電回路，放電回路の動作を表
すタイミングチャートである。

【図３】その制御装置のＲＯＭの構成を表す説明図であ
る。

【図４】その制御装置が出力するインク噴射装置の駆動
波形を例示する説明図である。

【図５】従来技術および本発明に関わるインク噴射装置
の構成を表す断面図である。

【図６】そのインク噴射装置の動作の一例を表す説明図
である。

【符号の説明】

１８２…充電回路 １８４…放電回路 １８６…パ
ルスコントロール回路 １８７，１８８…入力端子 ２２４…温度センサ
６００…インク噴射装置 ６０３…アクチュエータ壁 ６１８…ノズル
６１９，６２１…電極 ６２５…制御装置

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクが噴射されるノズルと、 該ノズルの背後に設けられ、インクが充填されるインク
   室と、 該インク室内のインクに圧力波振動を与えるアクチュエ
   ータと、 印字命令に対して、上記アクチュエータを駆動して上記
   インク室内のインクに圧力波振動を発生させて上記ノズ
   ルからインクを噴射する噴射動作を実行する駆動手段
   と、 を備えたインク噴射装置であって、 上記駆動手段が、上記噴射動作の終了後、上記アクチュ
   エータを駆動して上記インクの圧力波振動をほぼ相殺す
   る相殺動作を、上記インク室内のインクの温度に応じた
   タイミングで実行することを特徴とするインク噴射装
   置。
2. 【請求項２】 上記アクチュエータが、上記インク室の
   容積を変化させるものであり、 上記駆動手段が、上記噴射動作終了後、インクの圧力波
   振動をインクの温度に応じたタイミングでほぼ相殺する
   ように、上記アクチュエータを駆動して上記インク室の
   容積を増減させることを特徴とする請求項１記載のイン
   ク噴射装置。
3. 【請求項３】 上記駆動手段が、上記アクチュエータを
   駆動して、上記容積を一旦増加させた後に上記容積を減
   少させて上記ノズルからインクを噴射し、その後、上記
   インク室内をインクの圧力波が片道伝播する時間とイン
   クの温度とによって決められる時間後に、上記インク室
   の容積を再び増加させた後に減少させて上記相殺動作を
   実行することを特徴とする請求項２記載のインク噴射装
   置。
4. 【請求項４】 上記駆動手段が上記アクチュエータを駆
   動して、上記容積を一旦増加させた約１．０Ｔまたはそ
   の奇数倍（Ｔは上記インク室内をインクの圧力波が片道
   伝播する片道伝播時間の室温における値）後に上記容積
   を減少させて上記ノズルからインクを噴射し、その約
   ０．７５Ｔ後に上記容積を再び増加させ、更にその約
   １．０Ｔまたはその奇数倍後に上記容積を減少させて上
   記ノズルから再びインクを噴射することにより、１ドッ
   トの上記印字命令に対する噴射動作を実行し、該噴射動
   作が終了してから下記の時間ｄ２が経過した時点を中心
   にして上記相殺動作を実行することを特徴とする請求項
   ３記載のインク噴射装置。 上記インク室内のインクの温度が０〜１０℃のとき ：
   ｄ２＝２．４５Ｔ 上記インク室内のインクの温度が１０〜２０℃のとき：
   ｄ２＝２．５０Ｔ 上記インク室内のインクの温度が２０〜３０℃のとき：
   ｄ２＝２．５５Ｔ 上記インク室内のインクの温度が３０〜４０℃のとき：
   ｄ２＝２．６０Ｔ
5. 【請求項５】 上記駆動手段が、上記アクチュエータに
   電圧を印加することにより上記インク室の容積を増加ま
   たは減少させるものであって、しかも、上記噴射動作時
   にも上記相殺動作時にも同じ電圧を印加することを特徴
   とする請求項１〜４のいずれかに記載のインク噴射装
   置。
6. 【請求項６】 上記アクチュエータが、上記インク室の
   側壁をなす圧電材料を用いて構成されていることを特徴
   とする請求項１〜５のいずれかに記載のインク噴射装
   置。