JPH1142775A - インクジェット記録装置およびインク吐出制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電素子の変形に基づきインク貯留室の容積
を増加させて供給源からのインクをインク貯留室内に供
給する供給段階と同容積を減少させてインクをノズルか
ら吐出する吐出段階とを含むインク吐出サイクルにおい
て、インクの不吐出を生じないようにするため、供給量
と吐出量とのバランスを良好にする。 【解決手段】 供給段階Ａでインク貯留室の容積を第１
の値まで増加させた後、吐出段階Ｂでインク貯留室の容
積を第２の値まで減少させるとき、この吐出段階Ｂの後
段において、インク貯留室の容積を、第１の値と第２の
値との間の第３の値に維持した後、第２の値まで減少さ
せるように、圧電素子に印加される駆動電圧波形を変更
して、圧電素子の変位量の経時的変化の態様を変更す
る。これにより、吐出段階Ｂにおける流体（インク）の
乱れが効果的に抑えられ、次のサイクルでのインクの供
給が速やかに実行される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、インクジェット
記録装置および当該インクジェット記録装置におけるイ
ンク吐出制御方法に関するもので、特に、インクジェッ
トヘッドに備えるインク貯留室に供給されるインクの供
給量とインク貯留室に設けられたノズルから吐出される
インクの吐出量とのバランスを良好にするための改良に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】構成が比較的簡単で、高速印字、高品質
印字が容易な記録装置として、インクジェット記録装置
がある。インクジェット記録装置は、記録紙の送り方向
とは直交する方向に往復移動するように取り付けられた
キャリッジを備え、このキャリッジによってインクジェ
ットヘッドが保持されている。図５は、典型的なインク
ジェットヘッド１の主要部を分解して示す斜視図であ
る。

【０００３】図５に示した要素は、インクジェットヘッ
ド１におけるアクチュエータ部分を構成するもので、こ
のアクチュエータ部分は、ベース２と、圧電素子部材３
と、ダイアフラム４と、キャビティプレート５と、ノズ
ルプレート６とを備えている。ノズルプレート６には、
多数（たとえば１２８個）のノズル７が２列に配列され
ている。なお、図５では、多数のノズル７の各々を個々
に図示することをせず、単にノズル７の配列状態のみが
一連の直線をもって省略的に図示されている。

【０００４】キャビティプレート５は、２組のＬ字状に
延びるインク供給路８と、インク供給路８から直交方向
に分岐し、ノズル７の数だけ形成されたインク貯留室９
とを備えている。インク貯留室９の各々は、それぞれ、
ノズル７の対応のものに連通している。なお、図５で
は、図示の便宜上、インク貯留室９を実際の数より少な
く図示している。

【０００５】圧電素子部材３は、インク貯留室９の各々
の容積を個別に増加および減少させることができるよう
に、多数（たとえば１２８個）の圧電素子１０を備えて
いる。これら圧電素子１０についても、図５では、図示
の便宜上、実際の数より少なく図示している。ダイアフ
ラム４は、圧電素子部材３およびキャビティプレート５
の間を隔てるもので、適当な弾性を有している。

【０００６】ベース２は、上述した圧電素子部材３、ダ
イアフラム４、キャビティプレート５、およびノズルプ
レート６を支持するためのものである。ベース２、圧電
素子部材３およびダイアフラム４には、図示しないイン
ク供給源とインク供給路８との間でインクを循環させる
ための往路１１および復路１２が２箇所ずつ貫通して設
けられている。

【０００７】次に、インク貯留室９の詳細について、図
６を参照して説明する。図６は、インク貯留室９の１つ
を拡大して示す断面図である。キャビティプレート５に
形成されたインク貯留室９は、インク供給路８（図５参
照）に対して連通路１３を介して連通しており、連通路
１３とは対向する位置には、ノズル７に通じるオリフィ
ス１４が形成されている。

【０００８】圧電素子１０は、インク貯留室９を規定す
る壁の一部を与えるダイアフラム４に接するように位置
されている。この圧電素子１０は、そこに印加される駆
動電圧を変化させることにより変形する。たとえば、圧
電素子１０は、そこに所定の駆動電圧を印加することに
より、矢印１５方向に膨張し、それによって、インク貯
留室９の容積を破線１６で示すように減少させ、他方、
この駆動電圧の印加を遮断することにより、実線で示す
元の収縮状態となり、それによって、インク貯留室９の
容積を増加させるように復帰する。

【０００９】インクは、図示しないインク供給源から１
対の往路１１（図５参照）を通して１対のインク供給路
８に供給され、インク供給路８を満たしている。この状
態で、上述したような駆動電圧の印加状態から遮断状態
への切替えによる圧電素子１０の膨張状態から収縮状態
への変形を生じさせることにより、インク貯留室９の容
積を増加させると、インクは、インク供給路８から連通
路１３を通してインク貯留室９に引き込まれるようにし
て供給され、インク貯留室９を充填する。

【００１０】次に、駆動電圧を印加して圧電素子１０を
膨張させることにより、インク貯留室９の容積を減少さ
せると、その中のインクは、オリフィス１４を通してノ
ズル７から吐出される。したがって、インクジェットヘ
ッド１を記録紙の送り方向に対して直交する方向に走査
させながら、各圧電素子１０に印加される駆動電圧を所
望の印字データに基づいて制御することにより、所望の
ノズル７からインクを吐出させることを行なえば、記録
紙上に所望の画像を記録することができる。そして、こ
の記録動作において、インクジェットヘッド１に備える
特定のインク貯留室９は、その中のインクの挙動に関し
て、各々前述したような供給段階と吐出段階とを含むイ
ンク吐出サイクルを繰り返し実行していることになる。

【００１１】このような吐出サイクルにおける供給段階
でインク貯留室８に供給されるインクの量と吐出段階で
インク貯留室９から吐出されるインクの量とは、良好な
バランスを保っていることが重要である。このバランス
が悪いと、たとえば、ノズル７からのインクの不吐出を
招いてしまうからである。通常、吐出サイクルにおい
て、圧電素子１０の変形によるインク貯留室９の容積の
変化によってもたらされる、インクの吐出量に対するイ
ンクの供給量の比率は、１になることが最も好ましい
が、１未満であっても、キャリッジリターン時などの印
字を行なわない時も含め、平均で１程度あれば問題はな
い。しかし、吐出量／供給量の比率がたとえば０．５程
度にまで低くなると、インクの不吐出を招いてしまう。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】たとえば、ノズル７の
径をより短くしたり、ノズル７のストレート長さをより
長くするように設計変更を行なったとき、インクの不吐
出が急増することがあった。これは、インクの吐出量に
対してインクの供給量が不十分（リフィル不足）である
現象が生じているためであると推測される。この原因と
して、インクの流路抵抗が増大したこと、ノズル７での
インクの毛細管現象が減少したこと、ノズル７側の反射
係数が小さくなりインクの圧力波が速く減衰するように
なったこと、などが考えられる。

【００１３】しかしながら、上述したようなインク貯留
室９に対するインクの供給量と吐出量とが良好にバラン
スされるように、インクジェットヘッド１内に種々存在
するインクの流路の設計を行なうことは比較的困難であ
る。そこで、この発明の目的は、上述したようなインク
の流路の設計に頼ることなく、インク貯留室に対するイ
ンクの供給量とインクの吐出量とのバランスを良好に設
定することができるようにされた、インクジェット記録
装置、およびこのインクジェット印字装置におけるイン
ク吐出制御方法を提供しようとすることである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、インク供給
源からのインクを受けるための所定の容積を有し、かつ
当該インクを吐出するためのノズルが設けられた、イン
ク貯留室と、このインク貯留室に関連して設けられ、そ
こに印加される駆動電圧を変化させることによりインク
貯留室の容積を変化させるように変形する、圧電素子と
を含む、インクジェットヘッドを備えるとともに、圧電
素子に印加されるべき駆動電圧を発生するための駆動電
圧発生手段と、インク貯留室の容積を第１の値まで増加
させることによってインク供給源からのインクをインク
貯留室内に供給する供給段階とインク貯留室の容積を第
２の値まで減少させることによってインク貯留室内のイ
ンクをノズルから吐出する吐出段階とを含む、そのよう
なインク吐出サイクルを実行するように、駆動電圧発生
手段から圧電素子に印加される駆動電圧を制御する、駆
動電圧制御手段とを備える、インクジェット記録装置に
まず向けられる。

【００１５】このようなインクジェット記録装置におい
て、請求項１に記載の発明では、上述の駆動電圧制御手
段が、各インク吐出サイクルにおける吐出段階の後段に
おいて、インク貯留室の容積を、前記第１の値と前記第
２の値との間の第３の値に維持した後、第２の値まで減
少させるように、駆動電圧発生手段から圧電素子に印加
される駆動電圧を制御するように構成されていることを
特徴としている。

【００１６】このように、各インク吐出サイクルにおけ
る吐出段階の後段においてインク貯留室の容積を第２の
値まで減少させるとき、この容積を、第１の値と第２の
値との間の第３の値に維持した後、第２の値まで減少さ
せるようにすることによって、インク貯留室内へのイン
クの供給を十分に行なえることがわかった。上述した駆
動電圧制御手段に関して、典型的には、請求項２に記載
のように、吐出段階の後段であってインク貯留室の容積
を第２の値まで減少させる途中において、インク貯留室
の容積を、第３の値に維持した後、第２の値まで減少さ
せるように、駆動電圧発生手段から圧電素子に印加され
る駆動電圧を制御するように構成されているものと、請
求項３に記載のように、吐出段階の後段において、イン
ク貯留室の容積を、第２の値まで一旦減少させた後、イ
ンク貯留室内のインクがその後においてノズルから吐出
されるには至らない程度に第３の値まで増加させ、次い
で、再び第２の値まで減少させるように、駆動電圧発生
手段から圧電素子に印加される駆動電圧を制御するよう
に構成されているものとがある。

【００１７】また、この発明は、請求項４に記載のよう
に、インク供給源からのインクを受けるための所定の容
積を有し、かつ当該インクを吐出するためのノズルが設
けられた、インク貯留室と、このインク貯留室に関連し
て設けられ、そこに印加される駆動電圧を変化させるこ
とによりインク貯留室の容積を変化させるように変形す
る、圧電素子とを含む、インクジェットヘッドを備える
とともに、圧電素子に印加されるべき駆動電圧を発生す
るための駆動電圧発生手段とを備える、インクジェット
記録装置におけるインク吐出制御方法にも向けられる。

【００１８】このようなインク吐出制御方法において、
請求項４に記載の発明は、インク貯留室の容積を第１の
値まで増加させることによってインク供給源からのイン
クをインク貯留室内に供給する供給段階と、インク貯留
室の容積を第２の値まで減少させることによってインク
貯留室内のインクをノズルから吐出する吐出段階とを含
む、そのようなインク吐出サイクルを実行するように、
駆動電圧発生手段から圧電素子に印加される駆動電圧を
制御するとともに、各インク吐出サイクルにおける吐出
段階の後段において、インク貯留室の容積を、第１の値
と第２の値との間の第３の値に維持した後、第２の値ま
で減少させるように、駆動電圧発生手段から圧電素子に
印加される駆動電圧を制御することを特徴としている。

【００１９】上記インク吐出制御方法を実施するにあた
り、各インク吐出サイクルにおける吐出段階の後段にお
いて、インク貯留室の容積を、第１の値と第２の値との
間の第３の値に維持した後、第２の値まで減少させるこ
とは、典型的には、次のような２つの態様のいずれかに
よって行なわれる。第１の態様は、請求項５に記載のよ
うに、吐出段階の後段におけるインク貯留室の容積を第
２の値まで減少させる途中において、インク貯留室の容
積を、第３の値に維持した後、第２の値まで減少させる
ように、駆動電圧発生手段から圧電素子に印加される駆
動電圧を制御することを特徴とするものである。

【００２０】第２の態様は、請求項６に記載のように、
吐出段階の後段において、インク貯留室の容積を、第２
の値まで一旦減少させた後、インク貯留室内のインクが
その後においてノズルから吐出されるには至らない程度
に第３の値まで増加させ、次いで、再び第２の値まで減
少させるように、駆動電圧発生手段から圧電素子に印加
される駆動電圧を制御することを特徴とするものであ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の一実施形態に
よるインクジェット記録装置２０の概略を斜視図で示し
ている。図１に示すように、インクジェット記録装置２
０は、２点鎖線で示したハウジング２１を備え、ハウジ
ング２１内には、透視されて図示されているように、搬
送モータ２２によって駆動され、記録紙２３を送るため
の搬送ローラ２４が配置されるとともに、記録紙２３に
対向して、前述の図５に示したインクジェットヘッド１
が配置されている。

【００２２】インクジェットヘッド１は、キャリッジ２
５によって保持される。キャリッジ２５は、ハウジング
２１に対して固定的に設けられたガイドロッド２６によ
って往復直線移動可能に支持されるとともに、キャリッ
ジモータ２７により往復駆動されるエンドレスベルト２
８上の特定の部位に固定される。したがって、キャリッ
ジ２５は、インクジェットヘッド１を伴って、キャリッ
ジモータ２７の駆動により、両方向矢印２９で示すよう
に、記録紙２３の送り方向とは直交する方向に往復移動
すなわち走査する。

【００２３】インクジェットヘッド１は、たとえば４色
のインク（イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラッ
ク）毎に前述の図５に示した構成を備え、また、インク
供給源としてのインクタンク３０は、これら各色毎にイ
ンクをインクジェットヘッド１に供給するように構成さ
れている。インクジェットヘッド１の構成については、
図５および図６を参照して前述したとおりであるので、
ここでは繰り返さない。

【００２４】図２は、インクジェット記録装置２０のた
めの制御装置３１を示すブロック図である。制御装置３
１は、各種演算を行なうＣＰＵ３２と、インクジェット
記録装置２０の制御に必要なプログラムやパラメータを
記憶しておくためのＲＯＭ３３およびＲＡＭ３４と、イ
ンクジェット記録装置２０および図示しないパーソナル
コンピュータ等の間で印字に必要なデータをやり取りす
るためのインタフェース３５と、キャリッジモータ２７
および搬送モータ２２をＣＰＵ３２からの制御信号に基
づいて駆動するための駆動回路３６と、圧電素子部材３
の各圧電素子１０を所望のごとく変形させて、インク貯
留室９からノズル７を介してインクを吐出させるための
制御を行なうインク吐出制御部３７とを備えている。

【００２５】上述したインク吐出制御部３７は、各圧電
素子１０に印加されるべき駆動電圧を発生するための駆
動電圧発生手段３８と、駆動電圧発生手段３８から各圧
電素子１０に印加される駆動電圧を制御するための駆動
電圧制御手段３９とを備えている。この実施形態では、
駆動電圧制御手段３９は、時間の経過とともに図３に示
すような変位量をもって、各圧電素子１０を変形させる
ように、そこに印加される駆動電圧を制御する。なお、
図３では、縦軸に圧電素子変位量が示されているが、一
般的に、圧電素子変位量の絶対値は駆動電圧にほぼ比例
し、また、インク貯留室９における容積の増減量は、圧
電素子変位量に対応している。また、図３では、図６に
おいて破線１６で示した状態にある圧電素子１０の変位
量を「０．０」として表し、この状態から実線で示す状
態への圧電素子１０の変位を正の変位として表してい
る。したがって、図３において、圧電素子１０の変位量
が大きくなればなるほど、インク貯留室９の容積がより
増加する。なお、図３における圧電素子変位量の単位
は、相対単位である。

【００２６】上述のように、駆動電圧制御手段３９が、
駆動電圧発生手段３８から各圧電素子１０に印加される
駆動電圧を制御することにより、図３に示すような変位
量をもって、各圧電素子１０が順次変形する。より詳細
には、圧電素子１０は、時刻ｔ１までの間に１．７の変
位量に達し、この変位量のまま、時刻ｔ２まで維持され
る。これに応じて、インク貯留室９の容積を第１の値
（変位量１．７に相当）まで増加させることによってイ
ンクタンク３０からのインクをインク貯留室９内に供給
する供給段階Ａが実行される。

【００２７】次いで、圧電素子１０は、変位量を減じ、
これに応じて、インク貯留室９の容積を第２の値（変位
量０．０に相当）まで減少させることによってインク貯
留室９内のインクをノズル７から吐出する吐出段階Ｂが
実行され、このようにして、供給段階Ａと吐出段階Ｂと
を含むインク吐出サイクルが実行されるわけであるが、
この実施形態では、各インク吐出サイクルにおける吐出
段階Ｂの後段において、特徴ある制御が実施される。

【００２８】すなわち、圧電素子１０は、時刻ｔ２を経
過したとき、変位量を減少させるが、変位量０．０にな
る途中の時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間、変位量０．５
のまま維持され、その後の時刻ｔ５において、変位量
０．０となるようにされる。これに応じて、吐出段階Ｂ
の後段であってインク貯留室９の容積を第２の値（変位
量０．０に相当）まで減少させる途中において、インク
貯留室９の容積は、第３の値（変位量０．５に相当）に
維持された後、第２の値（変位量０．０に相当）まで減
少させられる。この吐出段階Ｂにおけるインク貯留室９
の容積減少に従って、インクがノズル７から噴射される
のであるが、実際には、時刻ｔ５の直前から時刻ｔ５ま
での間に、このような噴射が生じているものと推測され
る。

【００２９】以上のような特徴ある制御を実施すること
により、インク吐出サイクルにおける供給段階Ａでのイ
ンクの供給等が速やかにかつ確実に行なわれ、結果とし
て、供給段階Ａでのインクの供給量と吐出段階Ｂでのイ
ンクの吐出量とのバランスを良好にできることがわかっ
た。その理由は必ずしも明らかではないが、吐出段階Ｂ
における時刻ｔ３の時点で、インク貯留室９の容積減少
動作が一旦停止されるので、容積の急激な減少に伴って
生じる流体（インク）の乱れが効果的に抑えられ、次の
サイクルでのインク供給段階Ａにおけるインクの供給が
速やかにかつ確実に行なわれるのではないか、さらに
は、供給段階Ａにおいて仮にインクの供給が不十分であ
ったとしても、吐出段階Ｂにおける時刻ｔ３から時刻ｔ
４に至る間にインクの補給の機会が与えられるためでは
ないか、と推測される。

【００３０】上述の特徴ある制御の効果を確認するた
め、以下の表１に示すように、駆動波形条件１〜３の各
々について、インクの吐出速度、吐出量、供給量、およ
び供給量／吐出量の比率をそれぞれ求めた。表１に示し
た駆動波形条件１〜３は、すべて同じインクジェットヘ
ッド１を用いて実施されたものである。駆動波形条件１
および２は、この発明に係る特徴ある制御を実施したも
ので、供給段階Ａでの圧電素子１０の変位量を１．７に
設定するとともに、圧電素子１０に印加される駆動電圧
の波形について、図３中に表示した時間ａ（＝ｔ３−ｔ
２）、ｂ（＝ｔ４−ｔ３）およびｃ（＝ｔ５−ｔ４）を
それぞれ表１に示すように設定した。他方、駆動波形条
件３は、比較例であって、供給段階Ａでの圧電素子１０
の変位量を１．５に設定したものであるが、吐出段階Ｂ
において圧電素子１０の変位量を単純に減少させ、図３
に示すような階段状の変位を生じさせないようにしたも
のである。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１からわかるように、駆動波形条件３で
は、０．５１の供給量／吐出量しか得られていない。こ
れに対して、駆動波形条件１および２では、供給量／吐
出量が、それぞれ、０．７４および０．６１にまで高め
られている。特に、駆動波形条件１では、０．７４とい
うように、かなり高い供給量／吐出量が得られ、このこ
とからわかるように、上述したａ、ｂおよびｃを適宜調
整することにより、供給量／吐出量をより高めることが
できる。

【００３３】したがって、キャリッジ２５の走行に伴っ
て、インクジェットヘッド１の同じノズルからインクを
連続的に繰り返し噴射させる必要がある場合、たとえ
ば、図７に一例として示すように、３００ｄｐｉの解像
度では１２５μＳの間隔で、また、６００ｄｐｉの解像
度では８３μＳの間隔で繰り返しインクを噴射させる必
要がある場合であっても、印字途中にリフィル不足とな
る虞はなく、所定のドット間隔でインクを的確に吐出さ
せることができる。

【００３４】この発明にとって特徴ある制御は、各イン
ク吐出サイクルにおける吐出段階Ｂの後段において、イ
ンク貯留室９の容積を、第１の値（変位量１．７に相
当）と第２の値（変位量０．０に相当）との間の第３の
値（変位量０．５に相当）に維持した後、第２の値（変
位量０．０に相当）まで減少させるようにすることであ
る。この制御のため、上述した図３では、吐出段階Ｂの
後段におけるインク貯留室９の容積を第２の値（変位量
０．０に相当）まで減少させる途中において、インク貯
留室９の容積を、第３の値（変位量０．５に相当）に維
持した後、第２の値（変位量０．０に相当）まで減少さ
せるようにしていた。これに代えて、同様の目的を達成
し得る制御は、図４に示すように行なわれることもあ
る。

【００３５】図４は、この発明の他の実施形態を説明す
るための図３に相当の図である。図４を参照して、ま
ず、圧電素子１０は、時刻Ｔ１までの間に１．５の変位
量に達し、この変位量のまま、時刻Ｔ２まで維持され
る。これに応じて、インク貯留室９の容積を第１の値
（変位量１．５に相当）まで増加させることによってイ
ンクタンク３０からのインクをインク貯留室９内の供給
する供給段階Ａが実行される。この供給段階Ａについて
は、図３に示した供給段階Ａと実質的に同様である。

【００３６】次いで、図４においても、圧電素子１０
は、変位量を減じ、これに応じて、インク貯留室９の容
積を第２の値（変位量０．０に相当）まで減少させるこ
とによってインク貯留室９内のインクをノズル７から吐
出する吐出段階Ｂが実行され、このようにして、供給段
階Ａと吐出段階Ｂとを含むインク吐出サイクルが実行さ
れるわけであるが、図４に示した実施形態では、各イン
ク吐出サイクルにおける吐出段階Ｂの後段において、次
のような制御が実施される。

【００３７】すなわち、圧電素子１０は、時刻Ｔ２を経
過したとき、その後の時刻Ｔ３において、変位量０．０
となるようにされ、次いで、時刻Ｔ４において変位量を
増加させ、時刻Ｔ５において変位量０．５となり、この
状態を時刻Ｔ６まで維持し、その後の時刻Ｔ７におい
て、再び変位量０．０となるようにされる。これに応じ
て、インク貯留室９の容積は、吐出段階Ｂの後段におい
て、第２の値（変位量０．０に相当）まで減少させられ
た後、インク貯留室９内のインクがその後においてノズ
ル７から吐出されるには至らない程度に第３の値（変位
量０．５に相当）まで増加させられ、この状態が維持さ
れた後、再び第２の値（変位量０．０に相当）まで減少
させられる。この吐出段階Ｂにおけるインク貯留室９の
容積減少に従って、インクがノズル７から噴射されるの
であるが、実際には、時刻Ｔ３の直前から時刻Ｔ３まで
の間に、このような噴射が生じているものと推測され
る。

【００３８】以上のような特徴ある制御を実施すること
によって、インク吐出サイクルにおける供給段階Ａでの
インクの供給が速やかにかつ確実に行なわれ、結果とし
て、供給段階Ａでのインクの供給量と吐出段階Ｂでのイ
ンクの吐出量とのバランスを良好にできることがわかっ
た。その理由は必ずしも明らかではないが、吐出段階Ｂ
における時刻Ｔ２から時刻Ｔ３に至る間で、インク貯留
室９の容積が急激に減少する動作に伴って生じる流体
（インク）の乱れが、その直後の時刻Ｔ４から時刻Ｔ７
に至るまでに起きる容積変化によって効果的に抑えら
れ、さらには、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５に至る間において
も、インク貯留室９へのインクの積極的な引込みの機会
が与えられることで、次のサイクルでのインク供給段階
Ａにおけるインクの供給が速やかにかつ確実に行なわれ
るためではないか、と推測される。

【００３９】上述の特徴ある制御の効果を確認するた
め、以下の表２に示すように、駆動波形条件４〜１２の
各々について、インクの吐出速度、吐出容量、供給容
量、および供給量／吐出量の比率（供給量／吐出量）を
それぞれ求めた。表２に示した駆動波形条件４〜１２
は、すべて同じインクジェットヘッド１を用いて実施さ
れたものである。駆動波形条件４〜１１は、この発明に
係る特徴ある制御を実施したもので、供給段階Ａでの圧
電素子１０の変位量を１．５に設定し、かつ吐出段階Ｂ
での圧電素子１０の変位量ｐを表２に示すように設定す
るするとともに、圧電素子１０に印加される駆動電圧の
波形について、図４に表示された時間ｑ（＝Ｔ４−Ｔ
３）、ｒ（＝Ｔ５−Ｔ４）、ｓ（＝Ｔ６−Ｔ５）および
ｔ（＝Ｔ７−Ｔ６）をそれぞれ表１に示すように設定し
た。他方、駆動波形条件１２は、比較例であって、表１
に示した駆動波形条件３と同じである。

【００４０】

【表２】

【００４１】表２からわかるように、駆動波形条件１２
では、０．５１の供給量／吐出量しか得られていない。
これに対して、駆動波形条件４〜１１では、供給量／吐
出量が０．５１より高められている。特に、駆動波形条
件１１では、０．８４というように、極めて高い供給量
／吐出量が得られ、このことからわかるように、上述し
たｑ、ｒ、ｓおよびｔを適宜調整することにより、より
高い供給量／吐出量を得ることができる。

【００４２】なお、図７および図８は、それぞれ、図３
と図４とに示される各実施形態において、インク吐出サ
イクルが連続的に繰り返される場合の圧電素子１０の変
位量の経時的変化を示すものであって、それぞれ、
（Ａ）は、３００ｄｐｉの解像度で印字を行なう場合、
（Ｂ）は、６００ｄｐｉの解像度で印字を行なう場合の
一例を示している。

【００４３】以上、この発明を好ましい実施形態に関連
して説明したが、図３および図４に示した圧電素子１０
の変位量の変化の態様すなわち駆動電圧の波形や、表１
および表２に示した各種条件は、それぞれ、一例にすぎ
ず、たとえば、インクジェットヘッド１におけるインク
のための流路の設計が変更されたり、用いるインクの粘
度が変更されたりすれば、駆動電圧の波形や表１および
表２に示した各種条件についての好ましい態様も変わっ
てくるものと理解すべきである。

【００４４】また、この発明にとって特徴ある吐出段階
の後段におけるインク吐出制御は、常に行なわれるので
はなく、引き続いてインク吐出サイクルが実行される場
合にのみ選択的に行なわれるようにしてもよい。また、
１つのインク吐出サイクルにおける供給段階と吐出段階
との順序については、前述した実施形態では、供給段階
が前で吐出段階が後であったが、必ずしも特定されるも
のではなく、たとえば、条件さえ整えば、逆の順序であ
っても同様の効果を期待することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載のインク
ジェット記録装置によれば、駆動電圧発生手段から圧電
素子に印加される駆動電圧を制御するための駆動電圧制
御手段が、各インク吐出サイクルにおける吐出段階の後
段において、インク貯留室の容積を、供給段階で達成さ
れる第１の値と吐出段階で達成される第２の値との間の
第３の値に維持した後、第２の値まで減少させるよう
に、制御するので、前述した分析結果からわかるよう
に、インク貯留室内へのインクの供給を十分に行なうこ
とができるようになる。したがって、各インク吐出サイ
クルにおいて、インク貯留室へのインクの供給量とイン
ク貯留室からのインクの吐出量とのバランスを良好に保
つことができ、そのため、吐出段階にも関わらずインク
が所望のごとくノズルから吐出されないといった不都合
を生じにくくすることができる。

【００４６】請求項２に記載のインクジェット記録装置
によれば、駆動電圧制御手段は、吐出段階の後段であっ
てインク貯留室の容積を第２の値まで減少させる途中に
おいて、インク貯留室の容積を、第３の値に維持した
後、第２の値まで減少させるように、制御するので、イ
ンクを吐出する段階の途中において、インク貯留室の容
積を減少する動作が一旦停止されることとなる。このた
め、容積の急激な減少に伴って生じる流体（インク）の
乱れが効果的に抑えられ、次のサイクルでのインク供給
段階におけるインクの供給が速やかにかつ確実に行なわ
れるとともに、さらには、当該サイクルの吐出段階の途
中においても、インクの補給の機会が与えられる。した
がって、インクジェットヘッドの同じノズルから連続的
に繰り返しインクを噴射する必要がある場合であって
も、印字途中にリフィル不足となる虞はなく、所定のド
ット間隔で的確な印字を行なうことができるという効果
が奏される。

【００４７】請求項３に記載のインクジェット記録装置
によれば、駆動電圧制御手段は、吐出段階の後段におい
て、インク貯留室の容積を、第２の値まで一旦減少させ
た後、インク貯留室内のインクがその後においてノズル
から吐出されるには至らない程度に第３の値まで増加さ
せ、次いで、再び第２の値まで減少させるように、制御
するので、吐出段階におけるインクの吐出直後におい
て、インク貯留室の容積を変化させる動作、すなわち、
容積を一旦増加し次いで減少させる動作を実施すること
となる。このため、吐出段階での容積の急激な減少に伴
って生じる流体（インク）の乱れが効果的に抑えられる
とともに、インク吐出サイクル全体でのインクの積極的
な引込みの頻度が増し、その結果、次のサイクルでのイ
ンク供給段階におけるインクの供給が速やかにかつ確実
に行なわれるという効果が奏される。

【００４８】請求項４に記載のインク吐出制御方法によ
れば、各インク吐出サイクルにおける吐出段階の後段に
おいて、インク貯留室の容積を、供給段階で達成される
第１の値と吐出段階で達成される第２の値との間の第３
の値に維持した後、第２の値まで減少させるように、駆
動電圧発生手段から圧電素子に印加される駆動電圧を制
御するので、請求項１に記載の発明の場合と同様、前述
した分析結果からわかるように、インク貯留室内へのイ
ンクの供給を十分に行なうことができる。したがって、
各インク吐出サイクルにおいて、インク貯留室へのイン
クの供給量とインク貯留室からのインクの吐出量とのバ
ランスを良好に保つことができ、そのため、吐出段階に
も関わらずインクが所望のごとくノズルから吐出されな
いといった不都合を生じにくくすることができる。

【００４９】請求項５に記載のインク吐出制御方法によ
れば、吐出段階の後段におけるインク貯留室の容積を第
２の値まで減少させる途中において、インク貯留室の容
積を、第３の値に維持した後、第２の値まで減少させる
ように、駆動電圧発生手段から圧電素子に印加される駆
動電圧を制御するので、請求項２に記載の発明の場合と
同様、インクを吐出する段階の途中において、インク貯
留室の容積を減少する動作が一旦停止されることとな
る。このため、容積の急激な減少に伴って生じる流体
（インク）の乱れが効果的に抑えられ、次のサイクルで
のインク供給段階におけるインクの供給が速やかにかつ
確実に行なわれるとともに、さらには、当該サイクルの
吐出段階の途中においても、インクの補給の機会が与え
られる。したがって、インクジェットヘッドの同じノズ
ルから連続的に繰り返しインクを噴射する必要がある場
合であっても、印字途中にリフィル不足となる虞はな
く、所定のドット間隔で的確な印字を行なうことができ
るという効果が奏される。

【００５０】請求項６に記載のインク吐出制御方法によ
れば、吐出段階の後段において、インク貯留室の容積
を、第２の値まで一旦減少させた後、インク貯留室内の
インクがその後においてノズルから吐出されるには至ら
ない程度に第３の値まで増加させ、次いで、再び第２の
値まで減少させるように、駆動電圧発生手段から圧電素
子に印加される駆動電圧を制御するので、請求項３に記
載の発明の場合と同様、吐出段階におけるインクの吐出
直後において、インク貯留室の容積を変化させる動作、
すなわち、容積を一旦増加し次いで減少させる動作を実
施することとなる。このため、吐出段階での容積の急激
な減少に伴って生じる流体（インク）の乱れが効果的に
抑えられるとともに、インク吐出サイクル全体でのイン
クの積極的な引込みの頻度が増し、その結果、次のサイ
クルでのインク供給段階におけるインクの供給が速やか
にかつ確実に行なわれるという効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態によるインクジェット記
録装置２０の概略を示す斜視図である。

【図２】図１に示したインクジェット記録装置２０のた
めの制御装置３１を示すブロック図である。

【図３】インク吐出サイクルにおいて、図２に示した駆
動電圧制御手段３９によって制御された圧電素子１０へ
の駆動電圧波形に対応する圧電素子１０の変位量の経時
的変化を示す図である。

【図４】この発明の他の実施形態を示す、図３に相当の
図である。

【図５】インクジェット記録装置に備えるインクジェッ
トヘッド１の主要部を分解して示す斜視図である。

【図６】図５に示したインクジェットヘッド１に備える
１つのインク貯留室９を拡大して示す断面図である。

【図７】図３に示す実施形態において、インク吐出サイ
クルが連続的に繰り返される場合の圧電素子の変位量の
経時的変化を示す図である。

【図８】図４に示す実施形態において、インク吐出サイ
クルが連続的に繰り返される場合の圧電素子の変位量の
経時的変化を示す図である。

【符号の説明】

１ インクジェットヘッド ３ 圧電素子部材 ５ キャビティプレート ６ ノズルプレート ７ ノズル ８ インク供給路 ９ インク貯留室 １０ 圧電素子 ２０ インクジェット記録装置 ３０ インクタンク ３１ 制御装置 ３２ ＣＰＵ ３７ インク吐出制御部 ３８ 駆動電圧発生手段 ３９ 駆動電圧制御手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク供給源からのインクを受けるため
   の所定の容積を有し、かつ当該インクを吐出するための
   ノズルが設けられた、インク貯留室と、前記インク貯留
   室に関連して設けられ、そこに印加される駆動電圧を変
   化させることにより前記インク貯留室の容積を変化させ
   るように変形する、圧電素子とを含む、インクジェット
   ヘッドと、 前記圧電素子に印加されるべき前記駆動電圧を発生する
   ための駆動電圧発生手段と、 前記インク貯留室の容積を第１の値まで増加させること
   によって前記インク供給源からのインクを前記インク貯
   留室内に供給する供給段階と、前記インク貯留室の容積
   を第２の値まで減少させることによって前記インク貯留
   室内のインクを前記ノズルから吐出する吐出段階とを含
   む、そのようなインク吐出サイクルを実行するように、
   前記駆動電圧発生手段から前記圧電素子に印加される前
   記駆動電圧を制御する、駆動電圧制御手段とを備える、
   インクジェット記録装置において、 前記駆動電圧制御手段は、各前記インク吐出サイクルに
   おける前記吐出段階の後段において、前記インク貯留室
   の容積を、前記第１の値と前記第２の値との間の第３の
   値に維持した後、前記第２の値まで減少させるように、
   前記駆動電圧発生手段から前記圧電素子に印加される前
   記駆動電圧を制御するように構成されていることを特徴
   とする、インクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記駆動電圧制御手段は、前記吐出段階
   の後段であって前記インク貯留室の容積を前記第２の値
   まで減少させる途中において、前記インク貯留室の容積
   を、前記第３の値に維持した後、前記第２の値まで減少
   させるように、前記駆動電圧発生手段から前記圧電素子
   に印加される前記駆動電圧を制御するように構成されて
   い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. 【請求項３】 前記駆動電圧制御手段は、前記吐出段階
   の後段において、前記インク貯留室の容積を、前記第２
   の値まで一旦減少させた後、前記インク貯留室内のイン
   クがその後において前記ノズルから吐出されるには至ら
   ない程度に前記第３の値まで増加させ、次いで、再び前
   記第２の値まで減少させるように、前記駆動電圧発生手
   段から前記圧電素子に印加される前記駆動電圧を制御す
   るように構成されてい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。
4. 【請求項４】 インク供給源からのインクを受けるため
   の所定の容積を有し、かつ当該インクを吐出するための
   ノズルが設けられた、インク貯留室と、前記インク貯留
   室に関連して設けられ、そこに印加される駆動電圧を変
   化させることにより前記インク貯留室の容積を変化させ
   るように変形する、圧電素子とを含む、インクジェット
   ヘッドと、 前記圧電素子に印加されるべき前記駆動電圧を発生する
   ための駆動電圧発生手段とを備える、インクジェット記
   録装置におけるインク吐出制御方法であって、 前記インク貯留室の容積を第１の値まで増加させること
   によって前記インク供給源からのインクを前記インク貯
   留室内に供給する供給段階と、前記インク貯留室の容積
   を第２の値まで減少させることによって前記インク貯留
   室内のインクを前記ノズルから吐出する吐出段階とを含
   む、そのようなインク吐出サイクルを実行するように、
   前記駆動電圧発生手段から前記圧電素子に印加される前
   記駆動電圧を制御するとともに、 各前記インク吐出サイクルにおける前記吐出段階の後段
   において、前記インク貯留室の容積を、前記第１の値と
   前記第２の値との間の第３の値に維持した後、前記第２
   の値まで減少させるように、前記駆動電圧発生手段から
   前記圧電素子に印加される前記駆動電圧を制御すること
   を特徴とする、インクジェット記録装置におけるインク
   吐出制御方法。
5. 【請求項５】 前記吐出段階の後段における前記インク
   貯留室の容積を前記第２の値まで減少させる途中におい
   て、前記インク貯留室の容積を、前記第３の値に維持し
   た後、前記第２の値まで減少させるように、前記駆動電
   圧発生手段から前記圧電素子に印加される前記駆動電圧
   を制御することを特徴とする、請求項４に記載のインク
   ジェット記録装置におけるインク吐出制御方法。
6. 【請求項６】 前記吐出段階の後段において、前記イン
   ク貯留室の容積を、前記第２の値まで一旦減少させた
   後、前記インク貯留室内のインクがその後において前記
   ノズルから吐出されるには至らない程度に前記第３の値
   まで増加させ、次いで、再び前記第２の値まで減少させ
   るように、前記駆動電圧発生手段から前記圧電素子に印
   加される前記駆動電圧を制御することを特徴とする、請
   求項４に記載のインクジェット記録装置におけるインク
   吐出制御方法。