JP3687486B2 - インク滴噴射方法およびその装置並びに記憶媒体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット方式によるインク滴噴射方法およびその装置並びに記憶媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、インクジェット方式のインク滴噴射装置としては、圧電材料の変形によってインク流路の容積を変化させ、その容積減少時にインク流路内のインクをノズルから液滴として噴射し、記録媒体に対して文字や図形等を記録するようにしたものが知られている。
【０００３】
この種のインクジェット方式のインク滴噴射装置において、特開昭６３−２４７０５１号公報に示されているように、圧電材料を利用したせん断モード型のヘッドがある。その一例の断面図を図３９に示す。ヘッドユニット６００は、この図面の紙面厚み方向に延びる細長い溝形状のインク流路６１３とインクの入らない空間６１５とを側壁６１７を挟んで複数配列したアクチュエータ基板６０１と、カバープレート６０２からなる。その側壁６１７は、側壁の高さ方向に相互に逆方向に分極（矢印Ｐ１、Ｐ２）された下部壁６１１および上部壁６０９とからなっている。各インク流路６１３の一端には、ノズル６１８を有し、他端はインクを供給するマニホールド（図示しない）と接続している。空間６１５の前記マニホールド側の端部はインクが浸入しないように閉鎖されている。各側壁６１７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。具体的にはインク流路６１３側の側壁６１７には流路内電極６１９が設けられ、全ての流路内電極６１９は接地されている。空間６１５側の側壁６１７には空間内電極６２１が設けられている。同一の空間６１５内で隣接する空間内電極６２１は、互いに絶縁されており、アクチュエータ駆動信号を与える制御装置に接続されている。
【０００４】
そして、インク流路６１３を挟んで隣接する一対の空間電極６２１に制御装置が電圧を印加することによって、側壁６１７がインク流路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４０に示すようにインク流路６１３ｂを駆動する場合には、全ての流路内電極６１９を接地した状態で該インク流路６１３ｂを挟んで隣接する空間電極６２１ｃ、ｄに電圧Ｅ（Ｖ）を印加すると、側壁６１７ｃ、ｄに分極方向と直交する矢印Ｅ方向の電界が発生し、側壁６１７ｃ、ｄの上部および下部がそれぞれインク流路６１３ｂ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６１８ｂ付近を含むインク流路６１３ｂ内の圧力が減少する。この状態を圧力波のインク流路６１３内での片道伝播時間Ｔだけ維持する。すると、その間図示しないマニホールドからインクが供給される。
【０００５】
なお、上記片道伝播時間Ｔはインク流路６１３内の圧力波が、インク流路６１３の長手方向に伝播するのに必要な時間であり、インク流路６１３の長さＬとこのインク流路６１３内部のインク中での音速ａによりＴ＝Ｌ／ａと決まる。圧力波の伝播理論によると、上記の電圧の印加からちょうどＴ時間がたつとインク流路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空間電極６２１ｃ、ｄに印加されている電圧を０（Ｖ）に戻す。
【０００６】
すると、側壁６１７ｃ、ｄが変形前の状態（図３９）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、側壁６１７ｃ、ｄ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流路６１３ｂのノズル６１８ｂ付近の部分に生じて、インク滴がノズル６１８ｂから噴射される。
【０００７】
さらに詳しく説明すると、上記の電圧の印加から電圧を０（Ｖ）に戻すまでの時間が前記片道伝播時間Ｔからずれると、インク滴を噴射するためエネルギー効率が低下し、前記片道伝播時間Ｔのほぼ偶数倍となったときには全く噴射が行われなくなる。通常、エネルギー効率を高くしたい場合、例えばなるべく低い電圧で駆動したい場合には上記の電圧の印加から電圧を０（Ｖ）に戻すまでの時間は、前記片道伝播時間Ｔにほぼ一致させるか、少なくともほぼ奇数倍とすることが望ましい。
【０００８】
近年、印字品質を向上させるために、印字ドット径を小さくし印字密度を上げることが要求されており、そのために噴射するインク滴の体積もより小さいものが要求されてきている。インク滴の体積を小さくする方法としては、ノズル径を小さくするか、駆動電圧を下げて、噴射するインク滴の飛翔速度を下げる等の方法が一般的となっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来、この種のヘッドユニット６００では、ノズル６１８が、しばらく非噴射の状態で空気中にさらされると、ノズル付近のインクの溶媒分の蒸発により、ノズル付近のインクの粘度が増加し、正常な場合に比べて、噴射されるインク滴の飛翔速度や噴射滴体積が低下し、ヘッドユニットの移動時に発生する横風による曲がり等が発生し着弾がずれるという問題がある。特に噴射するインク滴の体積が２０ｐｌ（ピコリットル）以下と微小液滴の場合には、その影響が大きい。
【００１０】
このため、所定時間非噴射の状態で空気中にさらされた場合には、所定数の印字命令に対しては、正常時に比べて高い駆動電圧を印加し、噴射されるインクの飛翔速度を増加したり、逆に印字命令のない場合に、正常時に比べて低い駆動電圧を印加し、インクの噴射が起こらない程度に前記ノズルに張ったインクのメニスカスを動かすことで粘度が増加したインクを拡散し、インク噴射への影響を抑えるなどの方法が考えられている。しかし、ノズルに張ったインクのメニスカスを微小に動かす程度では、粘度が増加したインクを拡散するには十分でなく、印字品質が回復しない。また、印字命令によって電圧を変更することは、電源のコストの増大につながったり、電圧の変更に時間がかかるため高速の印字ができなくなるという欠点があった。
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、印字命令がないときあるいは所定時間印字命令がなかった後に、ノズルに張ったメニスカスを十分に動かして、インクの噴射を回復させて良好な印字品質を得、また駆動電圧を変更することなく低コストのインク滴噴射方法およびその装置並びに記憶媒体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請求項１の発明では、インクを噴射するノズルと、該ノズルに連通しインクが充填されるインク流路と、前記インク流路の容積を増減させて該インク流路内に圧力波を発生させるアクチュエータと、所定周期ごとに出力される印字クロックに同期して噴射パルス信号を前記アクチュエータに印加する制御装置とを備え、前記噴射パルス信号に応答して前記アクチュエータを駆動し前記ノズルからインク滴を噴射させるインク滴噴射方法において、前記噴射パルス信号は、その立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させるとともにその立下りにより増加した前記インク流路の容積を減少させるように前記アクチュエータを駆動するものであり、前記噴射パルス信号が連続して所定の印字クロック数の間発生しないことを検出したとき、インクを前記ノズルから飛び出させるべくその立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させるとともにその立ち下りにより増加した前記インク流路の容積を減少させるように前記アクチュエータを駆動する第１の駆動パルス信号と、該第１の駆動パルス信号により前記インクが前記ノズルから離れる前のタイミングで、その立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させる方向に前記アクチュエータを駆動して前記飛び出しているインクの全部を前記インク流路側へ引き込む第２の駆動パルス信号とからなる非噴射パルス信号の組を少なくとも１回以上印加することを特徴とする
【００１２】
これにより、噴射パルス信号が連続して所定の印字クロック数の間発生しないときには、第１の駆動パルス信号によりインクにノズルから飛び出させる方向の運動を与える。このまま放置すると、インクはノズルから離れて飛翔してしまうが、つづいて第２の駆動パルス信号を印加することにより、インク流路の容積を増加させノズルから離れようとしているインクをインク流路へ引き込むことができる。このように、インクのメニスカスをノズルから大きく出入りさせて、粘度の増加したインクを拡散することで、ノズル付近のインクの局部的な増粘状態がなくなり、その後噴射されるインクの飛翔速度や噴射液滴体積が低下することがなくなる。
【００１３】
前記非噴射パルス信号の組は、インクを前記ノズルから噴射させる噴射パルス信号が印加される印字クロックの前の印字クロックで印加すること、あるいは、前記噴射パルス信号が印加される印字クロックにおいて該噴射パルス信号の直前に印加することが効果的である。
【００１４】
また、前記非噴射パルス信号の組は、噴射パルス信号が連続して所定の印字クロック数の間発生しないことを検出することなく、インクを前記ノズルから噴射させる噴射パルス信号が印加されない印字クロックごとに印加するようにしてもよい。これにより、噴射しない間もインクのメニスカスを常にノズルから大きく出入りさせて、粘度の増加したインクを拡散することで、インクを噴射する際に飛翔速度や噴射液滴体積が低下することがなくなる。
【００１５】
なお、前記第２の駆動パルスが立ち下がるタイミングを、前記第１の駆動パルスによるインクの残留圧力波振動を減衰させるタイミングとすることで、噴射パルス信号によるインク滴の噴射を安定して行うことができる。
【００１６】
具体的には、前記インク流路内を前記圧力波が片道伝播する時間をＴとしたとき、前記第１の駆動パルス信号を前記噴射パルス信号と波高値が同じで波幅が０．３Ｔ〜０．８Ｔとし、前記第２駆動パルス信号を前記噴射パルス信号と波高値が同じで、かつ波幅が０．３Ｔ〜０．６Ｔとし、前記第１の駆動パルス信号の立ち下がりタイミングから前記第２駆動パルス信号立ち上がりまでの間隔を０．３Ｔ〜０．６Ｔとすることで、上記のように、ノズル付近のインクの局部的な増粘状態がなくなり、その後噴射されるインクの飛翔速度や噴射液滴体積が低下することなく、かつ噴射パルス信号によるインク滴の噴射を安定して行うことができるようになる。
【００１７】
請求項７ないし請求項１０の発明は、上記インク滴噴射方法を装置として効果的に実現するものである。
【００１８】
そして、上記装置は、１ドットの印字命令で噴射するインク滴の体積を２０ｐｌ以下の微小体積としたものにおいても、インク滴の飛翔速度や体積を安定して確保することができ、かつ横風等による着弾位置の影響も少なくなる。
【００１９】
また、請求項１２および請求項１３の発明は、上記インク滴噴射装置を実現させるためのプログラムが格納された記憶媒体を提供するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
本実施の形態に使用するヘッドユニットは、図３９に示す従来のヘッドユニット６００と同様に構成されているので、詳細な説明を省略する。
【００２２】
本ヘッドユニット６００の具体的な寸法の一例を述べる。インク流路６１３の長さＬが６．０ｍｍである。ノズル６１８の寸法は、インク噴射側の径が２５μｍ、インク流路６１３側の径が５０μｍ、長さが７５μｍ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。このインクの粘度は温度が低下すると上昇し、温度が上昇すると低下する。このインク流路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。
【００２３】
次に空間内電極６２１に非印字時に印加する非噴射駆動波形１０を図１に、印字時に印加する噴射駆動波形２０を図２に示す。
【００２４】
図１に示す非噴射駆動波形１０は、インクのメニスカスをノズルから突出させるための駆動パルス信号Ａと該インクメニスカスをノズル内に引き込むための駆動パルス信号Ｂとからなり、駆動パルス信号Ａと駆動パルス信号Ｂ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の幅Ｗａは、インク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔの例えば０．６倍に一致し、すなわち４．８μｓｅｃであり、また、駆動パルス信号Ｂの幅Ｗｂは、前記時間Ｔの例えば０．４５倍、すなわち３．６μｓｅｃである。駆動パルス信号Ａの立ち下がりタイミングＷａｅから、駆動パルス信号Ｂの立ち上がりタイミングＷｂｓまでの時間Ｄｗ１は、前記時間Ｔの例えば０．３５倍、すなわち２．８μｓｅｃである。
【００２５】
図２に示す噴射駆動波形２０は、インク滴を噴射するための噴射パルス信号Ｃとインク流路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Ｄとからなり、噴射パルス信号Ｃと非噴射パルス信号Ｄのどちらも波高値（電圧値）はＥ（Ｖ）（例えば２０（Ｖ）に設定すると、インク液滴は８ｍ／ｓという速度で飛翔した）である。噴射パルス信号Ｃの幅Ｗｃは、前記時間Ｔに一致し、すなわち８μｓｅｃであり、非噴射パルス信号Ｄの幅Ｗｄは、前記時間Ｔの０．５倍、すなわち４μｓｅｃである。噴射パルス信号Ｃの立ち下がりタイミングＷｃｅから、非噴射パルス信号Ｄの立ち上がりタイミングＷｄｓまでの時間Ｄｗ２は、前記時間Ｔの２．１５倍、すなわち１７．２μｓｅｃである。しかしながら、噴射パルス信号Ｃの幅Ｗｃは、前記時間Ｔに必ずしも一致させる必要はなく、わざと片道伝播時間Ｔからずらす（例えば０．５Ｔなど）ことでインクの噴射エネルギー効率を低下させ、インク噴射速度、液滴体積を低減させて、より微小なインク液滴の噴射を行うこともできる。また、幅Ｗｃは、前記Ｔの奇数倍もしくは、そのＴの奇数倍に対してずらした値にすることもできる。非噴射パルス信号Ｄは、例えば噴射パルス信号Ｃによるインク滴が飛翔した後、その残留圧力が上昇するとき非噴射パルス信号Ｄの立ち上がりでインク流路を拡大して圧力を下げ、そして圧力が下降するとき非噴射パルス信号Ｂの立ち下がりでインク流路を復帰させることにより、残留圧力波振動をほぼ相殺し減衰させるものである。
【００２６】
上述した非噴射駆動波形１０の駆動パルス信号Ａ、Ｂの印加タイミング、波幅について最適化するための行ったインク噴射試験の結果を図４〜図１７で説明する。
【００２７】
各図は、非噴射駆動波形１０を、波高値２０（Ｖ）で、かつ１０〜２５ｋＨｚの周波数で印加した場合に、駆動パルス信号Ａの波幅Ｗａを０．２Ｔ〜０．９Ｔの範囲にて変化させ、駆動パルス信号Ａの立ち下がりタイミングＷａｅから駆動パルス信号Ｂの立ち上がりタイミングＷｂｓまでの時間Ｄｗ１を０．２５Ｔ〜０．６５Ｔの範囲にて変化させ、かつ該駆動パルス信号Ｂの波幅Ｗｂを０．２５Ｔ〜０．６５Ｔの範囲にて変化させたとき、インクを噴射しないことを評価したものである。非噴射駆動波形１０は、非印字時にインクメニスカスの振動のみを行うための駆動波形であるので、インクが実際に噴射してしまうことは許されないが、一般にインクの温度が高くなって粘度が低下するほど、インクメニスカスのノズルからのはみ出しが大きくなり、そのはみ出しが大きくなりすぎるとメニスカスがちぎれてインク滴の噴射が発生しやすくなる。
【００２８】
図の中でＸ印の範囲は、３０℃以下の温度条件においても、インクの噴射が起こってしまう範囲であり、全く使えない範囲である。△印の範囲は、３０℃以下の温度条件ではインクの噴射が起こらないが、３０℃を越える温度域ではインクが噴射してしまうため、実質上使えない範囲である。○印は、５０℃以下までの広い温度域で、インクの噴射が起こらないので使用できる範囲である。◎印は、５０℃を越える高温でも全くインクの噴射が起こらないため、高温下で使用するような特殊なプリンタにおいても使用できる範囲である。通常のインク噴射装置として用いるのであれば、○印と◎印の範囲にあればよいと言えるので、駆動パルス信号Ａの波幅Ｗａが０．３Ｔ〜０．８Ｔであり、駆動パルス信号Ｂの波幅幅Ｗｂが０．３Ｔ〜０．６Ｔであり、前記駆動パルス信号Ａの立ち下がりタイミングＷａｅから前記駆動パルス信号Ｂの立ち上がりタイミングＷｂｓまでの時間Ｄｗ１が０．３Ｔ〜０．８Ｔのときにインクの噴射が起こらず、インクメニスカスの振動のみが起こることが分かる。
【００２９】
このときのインクメニスカスの挙動の様子を模式的に表した図１８にて説明する。図１８は、各タイミングでのノズルプレートに設けられたノズル６１８でのインクメニスカス５０１の形状を表している断面図であり、図１８（Ａ）は、駆動パルス信号Ａの立ち上がりタイミングＷａｓ（図１参照）のときのインクメニスカス５０１の様子であり、このときは、図４０で示したインク流路６１３ｂのように、インク流路内容積が増加し、内部のインク圧力が急速に低下しているため、前記インクメニスカス５０１はノズル６１８内部に急速に引き込まれている。続いて、図１８（Ｂ）は、駆動パルス信号Ａの立ち下がりタイミングＷａｅ（図１参照）では、図３９で示したインク流路６１３の状態に戻り、インク流路内容積が減少し、内部のインク圧力が急速に増加するため、インクメニスカス５０１はノズル６１８から外に大きく飛び出そうとしている。続いて、図１８（Ｃ）は、駆動パルス信号Ｂの立ち上がりタイミングＷｂｓ（図１参照）のときのインクメニスカス５０１の様子であり、このときは、再び図４０で示したインク流路６１３ｂのように、インク流路内容積が増加し、内部のインク圧力が急速に低下しているため、飛び出そうとしていた（駆動パルス信号Ｂがなければ実際に飛び出してしまうが）前記インクメニスカス５０１は噴射することなく、ノズル６１８内部に再び引き込まれている。続いて、図１８（Ｄ）は、駆動パルス信号Ｂの立ち下がりタイミングＷｂｅ（図１参照）では、再び図４０で示したインク流路６１３の状態に戻り、インク流路内容積が減少し、内部のインク圧力が下降状態から急速に増加するため、前記インクメニスカス５０１はノズル６１８からやや突出するが飛び出すことはない。駆動パルス信号Ｂの立ち上がりおよび立ち下がりは、飛び出そうとしていたインクメニスカス５０１を引き込むだけでなく、インク流路６１３内の残留圧力波振動を減少させるタイミングでもある。つまり、駆動パルス信号Ａによる残留圧力が上昇したとき駆動パルス信号Ｂの立ち上がりで圧力を下げ、下降した圧力を駆動パルス信号Ｂの立ち下がりで圧力をほぼ戻す。
【００３０】
このように２つの駆動パルス信号Ａ、Ｂを前述した適切なタイミングにて印加することにより、インク滴が噴射されることなくインクメニスカス５０１の振動のみが起こっているのである。
【００３１】
上記した非噴射駆動波形１０と噴射駆動波形２０を用いてヘッドユニット６００にてインク滴を噴射する動作は、後述するようにマイクロコンピュータなどの制御のもとに行われる。図１９はその制御の流れを示す。その噴射動作は、周期的に発生される印字クロック列（図３）の各クロックＣ１、Ｃ２・・・Ｃｎごとに、印字データに含まれる駆動データにもとづいて行われる。
【００３２】
ヘッドユニット６００を備えた図示しない記録装置、例えばプリンタが動作を開始すると、まず、ノズルが無噴射のまま空気中にさらされた期間を印字クロックＣＬＫの数で表した制御値ｍが設定される（Ｓ１）。本実施の形態の場合２ｓｅｃ以上無噴射のままノズルが空気中にさらされた場合にインクの増粘が問題となるため、例えば１０ｋＨｚにて各ドットを印字する場合であれば無噴射の印字クロック数が２００００（１００００ｋＨｚ×２ｓｅｃ）となったときであるので、制御値ｍ＝２００００が設定される。
【００３３】
そして、印字クロック列ＣＬＫの現在の印字クロックＣｎ−１ではなく次の印字クロックＣｎので印字データの有無を判定する（Ｓ２）。次の印字クロックで印字データが無い場合（Ｓ２でＮＯ）には、ｍから１を引いた値がｍに設定される。印字データがある場合には、制御値ｍが０以下か否かを判断（Ｓ４）し、この制御値ｍが０以下であれば（Ｓ４でＹＥＳ）、無噴射状態が２ｓｅｃ以上続いていることを示すので、非噴射駆動波形１０が選択され読み出される（Ｓ５）。そして、現在の印字クロックＣｎ−１にて1回以上の所定回数の非噴射駆動波形１０による駆動を行う（Ｓ６）。そして、次の印字クロックＣｎで印字のために噴射駆動波形２０が選択され読み出される（Ｓ７）。読み出された噴射駆動波形２０を用いて噴射すなわち印字が行われる（Ｓ８）。印字すべきデータがまだ存在する場合（Ｓ９でＮＯ）には、制御値ｍを再び２００００に設定し直すところ（Ｓ１）に戻る。印字すべきデータがすべてなくなった場合（Ｓ９でＹＥＳ）には終了である。
【００３４】
上記Ｓ４にて前記制御値ｍが０よりもまだ大きい場合（Ｓ４でＮＯ）には、無噴射状態が２ｓｅｃ以内であることを示すので、非噴射駆動波形１０は読み出されず現在のタイミングでは駆動を行わないまま、次のタイミングで印字のために駆動波形２０が選択され読み出され（Ｓ７）、上記のように印字が行われる。
【００３５】
このような制御を行うことで、２ｓｅｃ以上無噴射のままノズルが空気中にさらされた場合でも、噴射直前に、非噴射駆動波形１０にて少なくとも1回以上インクメニスカスを振動させることで、ノズル付近で局部的に粘度が増加したインクを拡散でき、正常時と変わらない状態が得られ、２０ｐｌ以下のインク液滴を噴射する場合の着弾位置の乱れをなくすことが可能となった。
【００３６】
この実施の形態では、噴射する印字データがある直前で非噴射駆動波形１０を出力したが、長期間無噴射状態が続く場合には、例えば２ｓｅｃごとに非噴射駆動波形１０を出力するようにしてもよい。また、上記のように、データ有無の検出を行わずに、印字命令がない場合には、印字クロック列ＣＬＫの各印字クロックごと常に、非噴射駆動波形１０による駆動を行うこともできる。このようにすれば、検出動作は不要となり制御も単純化できる。また上記実施の形態では、制御値ｍを２００００としていたが、インク噴射装置や駆動周波数、インクの種類によって、適正な値に変更することが望ましい。
【００３７】
図２０〜図３３は本発明の他の実施の形態を示すものである。
【００３８】
本実施の形態では、インク流路６１３の長さＬが６．０ｍｍ、ノズル６１８は、インク滴噴射側の径が２６μｍ、インク流路６１３側の径が４０μｍのテーパ型で、長さが７５μｍ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。このインク流路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９．０μｓｅｃであった。
【００３９】
図２０、２１は２０ｐｌ以下の微小液滴を安定に噴射するための駆動波形を示す。
図２０に示す駆動波形１４は、先に前記実施の形態とほぼ同様に２つの駆動パルス信号Ａ、Ｂからなる非噴射駆動波形により、インクのメニスカスをノズルにて出入りさせた後に、噴射パルス信号Ｃおよび液滴小型化パルス信号Ｅを続けて出力するものである。液滴小型化パルス信号Ｅは、噴射パルス信号Ｃよって噴射したインク滴がノズルから離れる前に、インク流路６１３を拡大してインク滴の一部をノズル内に引き戻し、インク滴体積を小さくするためのもので、２０ｐｌ以下の微小液滴を安定に噴射することができる。また、液滴小型化パルス信号Ｅは、その立ち下がりによって前述の非噴射パルスＤと同様に、インクの残留圧力波振動を減衰させる作用もある。
【００４０】
駆動波形１４における各パルス信号の全ての波高値（電圧値）はＥ（Ｖ）（例えば２５℃で１７（Ｖ））である。駆動パルス信号Ａの幅Ｗａは、前記時間Ｔの０．４５〜０．８倍、すなわち４．０５〜７．２μｓｅｃである。駆動パルス信号Ｂの幅Ｗｂは、前記時間Ｔの０．３〜０．５倍、すなわち２．７〜４．５μｓｅｃである。駆動パルス信号Ａの立ち下がりタイミングから駆動パルス信号Ｂの立ち上がりタイミングまでの時間Ｄｗ１は、前記時間Ｔの０．３〜０．５倍、すなわち２．７〜４．５μｓｅｃである。そして噴射パルス信号Ｃの幅Ｗｃは前記時間Ｔに一致し、すなわち９．０μｓｅｃである。また、駆動パルス信号Ｂと噴射パルス信号Ｃの間の時間Ｄｗ３は、前記時間Ｔの０．３〜３．０倍、すなわち２．７〜２７．０μｓｅｃである。液滴小型化パルス信号Ｅの幅Ｗｅは、前記時間Ｔの０．２〜０．３倍、すなわち１．８〜２．７μｓｅｃである。噴射パルス信号Ｃと液滴小型化パルス信号Ｅの間の時間Ｄｗ４は、前記時間Ｔの０．４〜０．６倍、すなわち３．６〜５．４μｓｅｃである。
【００４１】
図２１に示す駆動波形１５は、上記駆動波形１４から、非噴射の駆動パルスＡ、Ｂをなくした構成となっており、上記と同様にインクを噴射するための噴射パルス信号Ｃと液滴小型化パルス信号Ｅとからなり、印字クロックから噴射パルス信号Ｃが出力されるまでの時間Ｄｗ５は上記記駆動波形１４のＷａ、Ｄｗ１、Ｗｂ、Ｄｗ３の合計と一致している。これにより、噴射パルス信号Ｃによる噴射のタイミングが駆動波形１４と駆動波形１５で一致させることができる。
【００４２】
これらのタイミング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２２に示す表は、噴射パルス信号Ｃと液滴小型化パルス信号Ｅの波幅や波間隔を最適化する実験の結果を示す。
【００４３】
噴射パルス信号Ｃの幅Ｗｃを前記時間Ｔに一致する値に固定したまま、液滴小型化パルス信号Ｅの幅Ｗｅを、前記時間Ｔの０．１〜０．４倍の間で０．０５倍刻みで変化させ、また噴射パルス信号Ｃと液滴小型化パルス信号Ｅの間の時間Ｄｗ４を、前記時間Ｔの０．３〜０．７倍の間で０．０５倍刻みで変化させたときの評価結果を示す。評価方法として、電圧Ｅ＝１７Ｖ、７．５ｋＨｚまでの印字ドットの周波数で連続駆動したときの噴射状態を観察し、安定に噴射する場合は○、曲りを伴ったりして噴射が不安定になる場合は△、しぶきを伴って、噴射が不安定になる場合をＸとした。
【００４４】
この結果から、液滴小型化パルス信号Ｅの幅Ｗｅを前記時間Ｔの０．２〜０．３倍の範囲内とし、噴射パルス信号Ｃと液滴小型化パルス信号Ｅの間の時間Ｄｗ４を前記時間Ｔの０．４〜０．６倍の範囲内に設定すると安定に噴射することが分かる。
【００４５】
図２３〜図３２に示す表は、非噴射の駆動パルス信号Ａ、Ｂの波幅や波間隔を最適化する実験の結果を示す。
非噴射の駆動パルス信号Ａの幅Ｗａを前記時間Ｔの０．４〜０．８５倍の間で０．０５倍刻みで変化させ、駆動パルス信号Ｂの幅Ｗｂを、前記時間Ｔの０．２５〜０．５５倍の間で０．０５倍刻みで変化させ、両駆動パルス信号Ａ、Ｂの間の時間Ｄｗ１を、前記時間Ｔの０．２〜０．６倍まで０．０５倍刻みで変化させたときの評価結果を示す。評価方法として、電圧Ｅ＝１７Ｖ、７．５ｋＨｚまでの印字周波数で連続駆動したときの噴射状態を観察し、インクの粘度が極めて低下し、噴射しやすいと考えられる５０℃を越える温度域でも噴射が起らない場合は◎、５０℃以下の温度域で噴射しない場合は○、３０℃を越えると噴射が起る場合は△、３０℃以下の温度域でも噴射が起る場合はＸとした。
【００４６】
この結果から、非噴射の駆動パルス信号Ａの幅Ｗａを前記時間Ｔの０．４５〜０．８倍の範囲内とし、駆動パルス信号Ｂの幅Ｗｂを前記時間Ｔの０．３〜０．５倍の範囲内とし、駆動パルス信号Ａと駆動パルス信号Ｂの間の時間Ｄｗ１を前記時間Ｔの０．３〜０．５倍の範囲内に設定すると、実用温度域である５０℃以下の場合に、噴射が起らないことが分かる。以上の条件を満たす駆動パルス信号Ａ、Ｂに続いて、上述した噴射パルス信号Ｃと液滴小型化パルス信号Ｅを付加することで、駆動波形１４となるのであるが、非噴射の駆動パルス信号Ｂと噴射パルス信号Ｃとの間の時間Ｄｗ３は、前記時間Ｔの０．３倍以上であれば、噴射不安定にならないことが、確認できている。また、この駆動パルス信号Ｂと前記噴射パルス信号Ｃとの間の時間Ｄｗ３は常識の範囲で長くすることは自由であるが、本実施の形態では前記時間Ｔの３．０倍以内程度におさめることとした。
【００４７】
印字において、全ての場合に、この駆動波形１４を用いれば、しばらく非噴射の状態で空気中にさらされた場合でも、正常な噴射が得られるのであるが、印加するパルス数が多いために、駆動回路などの発熱という別の問題が生じる。したがって、パルス数が少ない駆動波形１４と、パルス数は多いが、しばらく非噴射の状態で空気中にさらされた場合でも正常な噴射ができる駆動波形１５とを、上手く使い分けると良いことが分かる。
【００４８】
図３３は、この実施の形態の波形を用いてヘッドユニット６００にてインク滴を噴射する動作の制御の流れを示す。Ｓ１〜Ｓ４、Ｓ８〜Ｓ９の処理は前者の実施の形態と同様である。ただしここでは、ノズルが無噴射のまま空気中にさらされる限度の時間を２ｓｅｃ、ドットの印字周波数を７．５ｋＨｚ、制御値ｍ＝１５０００としている。また、ここでは、印字クロック列ＣＬＫの現在の印字クロックの印字データの有無を判定する（Ｓ２）。制御値ｍが０もしくはそれ以下に達したか否かの判断（Ｓ４）にもとづいて、駆動波形１４または１５のいずれかが選択され読み出される。
【００４９】
なお、上記のように非噴射の駆動パルス信号Ａ、Ｂを噴射パルス信号の前に予め一体に設けておくのではなく、Ｓ４での判断にもとづいて、非噴射の駆動パルス信号Ａ、Ｂを噴射パルス信号の前に付加したり、その付加を止めるようにすることもできる。
【００５０】
次に、前記両実施の形態の駆動波形を実現するための制御装置の詳細を、図３４〜図３８を用いて説明する。
【００５１】
図３４は、プリンタの電気的構成を示すブロック図である。プリンタの制御系は、１チップ構成のマイクロコンピュータ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３を備えている。マイクロコンピュータ４１には、ユーザが印字の指示などを行うための操作パネル１４、記録媒体搬送モータ３７を駆動するためのモータ駆動回路３５、ヘッドユニットを搭載したキャリッジ走査モータ３８を駆動するためのモータ駆動回路１６などが接続されている。
【００５２】
ヘッドユニット６００は駆動回路２１によって駆動され、駆動回路２１は制御回路２２によって制御される。すなわち、図３９に示したように、ヘッドユニット６００の各インク流路６１３内に設けられた各電極６１９は駆動回路２１に接続されている。駆動回路２１は、制御回路２２の制御にもとづいて、各種のパルス信号を生成して各電極６１９に印加する。
【００５３】
マイクロコンピュータ４１とＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、制御回路２２とは、アドレスバス２３およびデータバス２４を介して接続されている。マイクロコンピュータ４１は、ＲＯＭ４２に予め記憶されたプログラムにしたがい、印字タイミング信号ＴＳおよび制御信号ＲＳを生成し、制御回路２２へ転送する。
【００５４】
制御回路２２はゲートアレイによって構成され、印字タイミング信号ＴＳおよび制御信号ＲＳにしたがい、イメージメモリ２５に記憶されている画像データにもとづいて、その画像データを記録媒体に形成するための印字データＤＡＴＡ、その印字データＤＡＴＡと同期する転送クロックＴＣＫ、ストローブ信号ＳＴＢ、印字クロックＣＬＫを生成し、駆動回路２１へ転送する。また、制御回路２２は、パーソナルコンピュータ２６などの外部機器からセントロニクス・インターフェース２７を介して転送されてくる画像データを、イメージメモリ２５に記憶させる。そして、制御回路２２は、外部機器からセントロニクス・インターフェース２７を介して転送されてくるセントロニクス・データにもとづいてセントロニクス・データ受信割込信号ＷＳを生成し、マイクロコンピュータ４１へ転送する。なお、各信号ＤＡＴＡ、ＴＣＫ、ＳＴＢ、ＣＬＫは、駆動回路２１と制御回路２２とを接続するハーネスケーブル２８を介して転送される。
【００５５】
図３５は、駆動回路２１の内部構成を示す。駆動回路２１は、シリアル−パラレル変換器３１、データラッチ３２、ＡＮＤゲート３３、出力回路３４を備えている。シリアル−パラレル変換器３１は、インク流路６１３と同数のビット長のシフトレジスタから構成され、制御回路２２から転送クロックＴＣＫと同期してシリアル転送されてくる印字データＤＡＴＡを入力し、パラレルデータＰＤ０〜ＰＤｎに変換する。データラッチ３２は、制御回路２２から転送されてくるストローブ信号ＳＴＢの立ち上がりにしたがって、各パラレルデータＰＤ０〜ＰＤｎをそれぞれラッチする。ＡＮＤゲート３３は、データラッチ３２から出力される各パラレルデータＰＤ０〜ＰＤｎと、制御回路２２から転送されてくる印字クロックＣＬＫとの論理積をとり、駆動データＡ０〜Ａｎを生成する。出力回路３４は、それにもとづいて、パルス信号を生成し、各インク流路６１３の電極６１９へ出力する。
【００５６】
出力回路３４は、図３６に示すように充電回路１８２と放電回路１８４から構成されている。側壁６１７の圧電材料および電極６１９、６２１は、等価的にコンデンサ１９１および電極６１９、６２１で表される。充電回路１８２は、抵抗Ｒ１０１、Ｒ１０２、Ｒ１０３、Ｒ１０４、Ｒ１０５、トランジスタＴＲ１０１、ＴＲ１０２から構成されている。駆動データＡｎとしてオン信号（＋５Ｖ）が入力されると、抵抗Ｒ１０１を介して、トランジスタＴＲ１０１が導通し、正の電源１８９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１８９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１８９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を介して空間６１５内の空間電極６２１に印加される。
【００５７】
放電用回路１８４は抵抗Ｒ１０６、Ｒ１０７、トランジスタＴＲ１０３から構成され、駆動データＡｎが反転器１８１を介して入力される。その反転信号としてのオン信号（＋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を介して電極６２１をアースする。したがって、側壁６１７に印加されていた電荷は放電される。
【００５８】
充電回路１８２に入力される信号１１は、図３８（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。放電用回路１８４に入力される信号１２は、図３８（ｂ）のように、前記の信号１１がオンのとき（Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５）、オフされ、前記の入力信号１１がオフのとき（Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６）、オンされる。
【００５９】
そのとき電極６２１での出力波形１３は、通常は０（Ｖ）に維持されているが、タイミングＴ１にて、圧電材料からなる側壁６１７へ電荷の充電が開始され、トランジスタＴＲ１０２と、抵抗Ｒ１２０と、側壁６１７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、放電時間Ｔｂ後に０（Ｖ）になる。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））における各パルス信号の波幅、波間隔が前記の各所定値になるように、上記各タイミングＴ１〜Ｔ４を設定する。
【００６０】
上記ＲＯＭ４２には、図３７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４２Ａと、前記駆動波形１０、２０、１４および１５を発生するシーケンスデータを記憶している駆動波形データ記憶エリア４２Ｂと、後で詳細に説明するデータ有無検出プログラム記憶エリア４２Ｃが設けられている。制御回路２２は、上記のように一定周期の印字クロック信号ＣＬＫ（図３）を発生し、該印字クロック信号ＣＬＫの各タイミングＣ１，Ｃ２・・・・ごとにイメージメモリ２５に記憶されている印字データをヘッドユニットに出力する。その際、ＲＯＭの駆動波形データ記憶エリア４２Ｂに記憶されている前記駆動波形１０、２０、１４および１５のデータを選択的に読み出し、側壁６１７に与える。また、制御回路２１は、エリア４２Ｃに記憶されているデータ有無検出プログラムにしたがって、ＲＡＭ４３の所定エリアに制御値ｍを設定し、ＲＡＭ４３と共同して各ノズルへ供給する印字データＤＡＴＡがなくなってから所定数の印字クロック信号ＣＬＫごとに制御値ｍから一定数を減算する。そして制御値ｍが０以下か否かによって、上記のように読み出す駆動波形を選択する。
【００６１】
なお、パーソナルコンピュータ等の外部機器におけるドライバソフトウェアにて、無印字データを判断するとともにその判断結果にもとづいて駆動波形１０、２０、１４および１５を生成して、制御回路２２に出力し、それによりアクチュエータを駆動するようにすることもできる。この場合、ドライバソフトウェアとして、前記判断のためのプログラムおよび駆動波形のデータを格納した記憶媒体が提供される。
【００６２】
以上、実施の形態を詳細に説明したが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。例えば、無噴射状態を計測する手段として、印字クロックを計数したが、印字クロックに関係なく時間を計測するようにしてもよい。また、噴射圧力を発生するアクチュエータとして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く、圧電材料に限らずインク流路に圧力波を発生するものであれば使用可能である。
【００６３】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、ノズルがしばらく非噴射の状態で空気中にさらされたとき、インクメニスカスを大きく振動させた後にインクの噴射を行うことで、ノズル付近で局部的に粘度が増加したインクを十分に拡散でき、正常時と変わらない状態が得られ、インクの噴射速度の低下とインク滴体積の減少を抑えることができる。ヘッドユニットが走査移動する際の横風などの影響による、着弾位置ずれが起こりにくくなり印字品質が良好となる。また、駆動電圧の変更などの方法によらないため、単一の駆動電源だけを装備すれば良いので低コスト化につながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る非噴射駆動波形を示す図である。
【図２】 本発明の実施の形態に係る噴射駆動波形を示す図である。
【図３】 本発明の実施の形態に用いる印字クロックを示す図である。
【図４】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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５】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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７】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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８】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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９】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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１０】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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１１】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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１２】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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１３】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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１４】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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１５】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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１６】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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１７】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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１８】 前記非噴射駆動波形印加時のインクメニスカスの挙動を説明する図である。
【図１９】 駆動波形選択の制御時の処理の流れを示すフローチャートである。
【図２０】 本発明の他の実施の形態に係る駆動波形を示す図である。
【図２１】 本発明の他の実施の形態に係る別の駆動波形を示す図である。
【図２２】 微小液滴噴射のための駆動波形の最適条件を求めるために行った噴射テストの結果を示す図である。
【図２３】 図２０の駆動波形における非噴射駆動パルス信号の付加タイミングと波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２４】 図２０の駆動波形における非噴射駆動パルス信号の付加タイミングと波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２５】 図２０の駆動波形における非噴射駆動パルス信号の付加タイミングと波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２６】 図２０の駆動波形における非噴射駆動パルス信号の付加タイミングと波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２７】 図２０の駆動波形における非噴射駆動パルス信号の付加タイミングと波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２８】 図２０の駆動波形における非噴射駆動パルス信号の付加タイミングと波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２９】 図２０の駆動波形における非噴射駆動パルス信号の付加タイミングと波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３０】 図２０の駆動波形における非噴射駆動パルス信号の付加タイミングと波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３１】 図２０の駆動波形における非噴射駆動パルス信号の付加タイミングと波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３２】 図２０の駆動波形における非噴射駆動パルス信号の付加タイミングと波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３３】 駆動波形選択の制御時の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３４】 プリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図３５】 図３４中の駆動回路の詳細を示すブロック図である。
【図３６】 図３６中の出力回路の詳細を示す回路図である。
【図３７】 図３４中のＲＯＭの記憶領域を示す図である。
【図３８】 前記駆動波形のタイミングチャートを示す図である。
【図３９】 従来例、および本発明に係るヘッドユニットを示す断面図である。
【図４０】 図３９のヘッドユニットの動作を説明する図である。
【符号の説明】
１０、２０、１４、１５ 駆動波形
６００ ヘッドユニット
６１３ インク流路
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット方式によるインク滴噴射方法およびその装置並びに記憶媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、インクジェット方式のインク滴噴射装置としては、圧電材料の変形によってインク流路の容積を変化させ、その容積減少時にインク流路内のインクをノズルから液滴として噴射し、記録媒体に対して文字や図形等を記録するようにしたものが知られている。
【０００３】
この種のインクジェット方式のインク滴噴射装置において、特開昭６３−２４７０５１号公報に示されているように、圧電材料を利用したせん断モード型のヘッドがある。その一例の断面図を図３９に示す。ヘッドユニット６００は、この図面の紙面厚み方向に延びる細長い溝形状のインク流路６１３とインクの入らない空間６１５とを側壁６１７を挟んで複数配列したアクチュエータ基板６０１と、カバープレート６０２からなる。その側壁６１７は、側壁の高さ方向に相互に逆方向に分極（矢印Ｐ１、Ｐ２）された下部壁６１１および上部壁６０９とからなっている。各インク流路６１３の一端には、ノズル６１８を有し、他端はインクを供給するマニホールド（図示しない）と接続している。空間６１５の前記マニホールド側の端部はインクが浸入しないように閉鎖されている。各側壁６１７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。具体的にはインク流路６１３側の側壁６１７には流路内電極６１９が設けられ、全ての流路内電極６１９は接地されている。空間６１５側の側壁６１７には空間内電極６２１が設けられている。同一の空間６１５内で隣接する空間内電極６２１は、互いに絶縁されており、アクチュエータ駆動信号を与える制御装置に接続されている。
【０００４】
そして、インク流路６１３を挟んで隣接する一対の空間電極６２１に制御装置が電圧を印加することによって、側壁６１７がインク流路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４０に示すようにインク流路６１３ｂを駆動する場合には、全ての流路内電極６１９を接地した状態で該インク流路６１３ｂを挟んで隣接する空間電極６２１ｃ、ｄに電圧Ｅ（Ｖ）を印加すると、側壁６１７ｃ、ｄに分極方向と直交する矢印Ｅ方向の電界が発生し、側壁６１７ｃ、ｄの上部および下部がそれぞれインク流路６１３ｂ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６１８ｂ付近を含むインク流路６１３ｂ内の圧力が減少する。この状態を圧力波のインク流路６１３内での片道伝播時間Ｔだけ維持する。すると、その間図示しないマニホールドからインクが供給される。
【０００５】
なお、上記片道伝播時間Ｔはインク流路６１３内の圧力波が、インク流路６１３の長手方向に伝播するのに必要な時間であり、インク流路６１３の長さＬとこのインク流路６１３内部のインク中での音速ａによりＴ＝Ｌ／ａと決まる。圧力波の伝播理論によると、上記の電圧の印加からちょうどＴ時間がたつとインク流路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空間電極６２１ｃ、ｄに印加されている電圧を０（Ｖ）に戻す。
【０００６】
すると、側壁６１７ｃ、ｄが変形前の状態（図３９）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、側壁６１７ｃ、ｄ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流路６１３ｂのノズル６１８ｂ付近の部分に生じて、インク滴がノズル６１８ｂから噴射される。
【０００７】
さらに詳しく説明すると、上記の電圧の印加から電圧を０（Ｖ）に戻すまでの時間が前記片道伝播時間Ｔからずれると、インク滴を噴射するためエネルギー効率が低下し、前記片道伝播時間Ｔのほぼ偶数倍となったときには全く噴射が行われなくなる。通常、エネルギー効率を高くしたい場合、例えばなるべく低い電圧で駆動したい場合には上記の電圧の印加から電圧を０（Ｖ）に戻すまでの時間は、前記片道伝播時間Ｔにほぼ一致させるか、少なくともほぼ奇数倍とすることが望ましい。
【０００８】
近年、印字品質を向上させるために、印字ドット径を小さくし印字密度を上げることが要求されており、そのために噴射するインク滴の体積もより小さいものが要求されてきている。インク滴の体積を小さくする方法としては、ノズル径を小さくするか、駆動電圧を下げて、噴射するインク滴の飛翔速度を下げる等の方法が一般的となっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来、この種のヘッドユニット６００では、ノズル６１８が、しばらく非噴射の状態で空気中にさらされると、ノズル付近のインクの溶媒分の蒸発により、ノズル付近のインクの粘度が増加し、正常な場合に比べて、噴射されるインク滴の飛翔速度や噴射滴体積が低下し、ヘッドユニットの移動時に発生する横風による曲がり等が発生し着弾がずれるという問題がある。特に噴射するインク滴の体積が２０ｐｌ（ピコリットル）以下と微小液滴の場合には、その影響が大きい。
【００１０】
このため、所定時間非噴射の状態で空気中にさらされた場合には、所定数の印字命令に対しては、正常時に比べて高い駆動電圧を印加し、噴射されるインクの飛翔速度を増加したり、逆に印字命令のない場合に、正常時に比べて低い駆動電圧を印加し、インクの噴射が起こらない程度に前記ノズルに張ったインクのメニスカスを動かすことで粘度が増加したインクを拡散し、インク噴射への影響を抑えるなどの方法が考えられている。しかし、ノズルに張ったインクのメニスカスを微小に動かす程度では、粘度が増加したインクを拡散するには十分でなく、印字品質が回復しない。また、印字命令によって電圧を変更することは、電源のコストの増大につながったり、電圧の変更に時間がかかるため高速の印字ができなくなるという欠点があった。
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、印字命令がないときあるいは所定時間印字命令がなかった後に、ノズルに張ったメニスカスを十分に動かして、インクの噴射を回復させて良好な印字品質を得、また駆動電圧を変更することなく低コストのインク滴噴射方法およびその装置並びに記憶媒体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請求項１の発明では、インクを噴射するノズルと、該ノズルに連通しインクが充填されるインク流路と、前記インク流路の容積を増減させて該インク流路内に圧力波を発生させるアクチュエータと、所定周期ごとに出力される印字クロックに同期して噴射パルス信号を前記アクチュエータに印加する制御装置とを備え、前記噴射パルス信号に応答して前記アクチュエータを駆動し前記ノズルからインク滴を噴射させるインク滴噴射方法において、前記噴射パルス信号は、その立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させるとともにその立下りにより増加した前記インク流路の容積を減少させるように前記アクチュエータを駆動するものであり、前記噴射パルス信号が連続して所定の印字クロック数の間発生しないことを検出したとき、インクを前記ノズルから飛び出させるべくその立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させるとともにその立ち下りにより増加した前記インク流路の容積を減少させるように前記アクチュエータを駆動する第１の駆動パルス信号と、該第１の駆動パルス信号により前記インクが前記ノズルから離れる前のタイミングで、その立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させる方向に前記アクチュエータを駆動して前記飛び出しているインクの全部を前記インク流路側へ引き込む第２の駆動パルス信号とからなる非噴射パルス信号の組を少なくとも１回以上印加することを特徴とする
【００１２】
これにより、噴射パルス信号が連続して所定の印字クロック数の間発生しないときには、第１の駆動パルス信号によりインクにノズルから飛び出させる方向の運動を与える。このまま放置すると、インクはノズルから離れて飛翔してしまうが、つづいて第２の駆動パルス信号を印加することにより、インク流路の容積を増加させノズルから離れようとしているインクをインク流路へ引き込むことができる。このように、インクのメニスカスをノズルから大きく出入りさせて、粘度の増加したインクを拡散することで、ノズル付近のインクの局部的な増粘状態がなくなり、その後噴射されるインクの飛翔速度や噴射液滴体積が低下することがなくなる。
【００１３】
前記非噴射パルス信号の組は、インクを前記ノズルから噴射させる噴射パルス信号が印加される印字クロックの前の印字クロックで印加すること、あるいは、前記噴射パルス信号が印加される印字クロックにおいて該噴射パルス信号の直前に印加することが効果的である。
【００１４】
また、前記非噴射パルス信号の組は、噴射パルス信号が連続して所定の印字クロック数の間発生しないことを検出することなく、インクを前記ノズルから噴射させる噴射パルス信号が印加されない印字クロックごとに印加するようにしてもよい。これにより、噴射しない間もインクのメニスカスを常にノズルから大きく出入りさせて、粘度の増加したインクを拡散することで、インクを噴射する際に飛翔速度や噴射液滴体積が低下することがなくなる。
【００１５】
なお、前記第２の駆動パルスが立ち下がるタイミングを、前記第１の駆動パルスによるインクの残留圧力波振動を減衰させるタイミングとすることで、噴射パルス信号によるインク滴の噴射を安定して行うことができる。
【００１６】
具体的には、前記インク流路内を前記圧力波が片道伝播する時間をＴとしたとき、前記第１の駆動パルス信号を前記噴射パルス信号と波高値が同じで波幅が０．３Ｔ〜０．８Ｔとし、前記第２駆動パルス信号を前記噴射パルス信号と波高値が同じで、かつ波幅が０．３Ｔ〜０．６Ｔとし、前記第１の駆動パルス信号の立ち下がりタイミングから前記第２駆動パルス信号立ち上がりまでの間隔を０．３Ｔ〜０．６Ｔとすることで、上記のように、ノズル付近のインクの局部的な増粘状態がなくなり、その後噴射されるインクの飛翔速度や噴射液滴体積が低下することなく、かつ噴射パルス信号によるインク滴の噴射を安定して行うことができるようになる。
【００１７】
請求項７ないし請求項１０の発明は、上記インク滴噴射方法を装置として効果的に実現するものである。
【００１８】
そして、上記装置は、１ドットの印字命令で噴射するインク滴の体積を２０ｐｌ以下の微小体積としたものにおいても、インク滴の飛翔速度や体積を安定して確保することができ、かつ横風等による着弾位置の影響も少なくなる。
【００１９】
また、請求項１２および請求項１３の発明は、上記インク滴噴射装置を実現させるためのプログラムが格納された記憶媒体を提供するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
本実施の形態に使用するヘッドユニットは、図３９に示す従来のヘッドユニット６００と同様に構成されているので、詳細な説明を省略する。
【００２２】
本ヘッドユニット６００の具体的な寸法の一例を述べる。インク流路６１３の長さＬが６．０ｍｍである。ノズル６１８の寸法は、インク噴射側の径が２５μｍ、インク流路６１３側の径が５０μｍ、長さが７５μｍ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。このインクの粘度は温度が低下すると上昇し、温度が上昇すると低下する。このインク流路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。
【００２３】
次に空間内電極６２１に非印字時に印加する非噴射駆動波形１０を図１に、印字時に印加する噴射駆動波形２０を図２に示す。
【００２４】
図１に示す非噴射駆動波形１０は、インクのメニスカスをノズルから突出させるための駆動パルス信号Ａと該インクメニスカスをノズル内に引き込むための駆動パルス信号Ｂとからなり、駆動パルス信号Ａと駆動パルス信号Ｂ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の幅Ｗａは、インク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔの例えば０．６倍に一致し、すなわち４．８μｓｅｃであり、また、駆動パルス信号Ｂの幅Ｗｂは、前記時間Ｔの例えば０．４５倍、すなわち３．６μｓｅｃである。駆動パルス信号Ａの立ち下がりタイミングＷａｅから、駆動パルス信号Ｂの立ち上がりタイミングＷｂｓまでの時間Ｄｗ１は、前記時間Ｔの例えば０．３５倍、すなわち２．８μｓｅｃである。
【００２５】
図２に示す噴射駆動波形２０は、インク滴を噴射するための噴射パルス信号Ｃとインク流路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Ｄとからなり、噴射パルス信号Ｃと非噴射パルス信号Ｄのどちらも波高値（電圧値）はＥ（Ｖ）（例えば２０（Ｖ）に設定すると、インク液滴は８ｍ／ｓという速度で飛翔した）である。噴射パルス信号Ｃの幅Ｗｃは、前記時間Ｔに一致し、すなわち８μｓｅｃであり、非噴射パルス信号Ｄの幅Ｗｄは、前記時間Ｔの０．５倍、すなわち４μｓｅｃである。噴射パルス信号Ｃの立ち下がりタイミングＷｃｅから、非噴射パルス信号Ｄの立ち上がりタイミングＷｄｓまでの時間Ｄｗ２は、前記時間Ｔの２．１５倍、すなわち１７．２μｓｅｃである。しかしながら、噴射パルス信号Ｃの幅Ｗｃは、前記時間Ｔに必ずしも一致させる必要はなく、わざと片道伝播時間Ｔからずらす（例えば０．５Ｔなど）ことでインクの噴射エネルギー効率を低下させ、インク噴射速度、液滴体積を低減させて、より微小なインク液滴の噴射を行うこともできる。また、幅Ｗｃは、前記Ｔの奇数倍もしくは、そのＴの奇数倍に対してずらした値にすることもできる。非噴射パルス信号Ｄは、例えば噴射パルス信号Ｃによるインク滴が飛翔した後、その残留圧力が上昇するとき非噴射パルス信号Ｄの立ち上がりでインク流路を拡大して圧力を下げ、そして圧力が下降するとき非噴射パルス信号Ｂの立ち下がりでインク流路を復帰させることにより、残留圧力波振動をほぼ相殺し減衰させるものである。
【００２６】
上述した非噴射駆動波形１０の駆動パルス信号Ａ、Ｂの印加タイミング、波幅について最適化するための行ったインク噴射試験の結果を図４〜図１７で説明する。
【００２７】
各図は、非噴射駆動波形１０を、波高値２０（Ｖ）で、かつ１０〜２５ｋＨｚの周波数で印加した場合に、駆動パルス信号Ａの波幅Ｗａを０．２Ｔ〜０．９Ｔの範囲にて変化させ、駆動パルス信号Ａの立ち下がりタイミングＷａｅから駆動パルス信号Ｂの立ち上がりタイミングＷｂｓまでの時間Ｄｗ１を０．２５Ｔ〜０．６５Ｔの範囲にて変化させ、かつ該駆動パルス信号Ｂの波幅Ｗｂを０．２５Ｔ〜０．６５Ｔの範囲にて変化させたとき、インクを噴射しないことを評価したものである。非噴射駆動波形１０は、非印字時にインクメニスカスの振動のみを行うための駆動波形であるので、インクが実際に噴射してしまうことは許されないが、一般にインクの温度が高くなって粘度が低下するほど、インクメニスカスのノズルからのはみ出しが大きくなり、そのはみ出しが大きくなりすぎるとメニスカスがちぎれてインク滴の噴射が発生しやすくなる。
【００２８】
図の中でＸ印の範囲は、３０℃以下の温度条件においても、インクの噴射が起こってしまう範囲であり、全く使えない範囲である。△印の範囲は、３０℃以下の温度条件ではインクの噴射が起こらないが、３０℃を越える温度域ではインクが噴射してしまうため、実質上使えない範囲である。○印は、５０℃以下までの広い温度域で、インクの噴射が起こらないので使用できる範囲である。◎印は、５０℃を越える高温でも全くインクの噴射が起こらないため、高温下で使用するような特殊なプリンタにおいても使用できる範囲である。通常のインク噴射装置として用いるのであれば、○印と◎印の範囲にあればよいと言えるので、駆動パルス信号Ａの波幅Ｗａが０．３Ｔ〜０．８Ｔであり、駆動パルス信号Ｂの波幅幅Ｗｂが０．３Ｔ〜０．６Ｔであり、前記駆動パルス信号Ａの立ち下がりタイミングＷａｅから前記駆動パルス信号Ｂの立ち上がりタイミングＷｂｓまでの時間Ｄｗ１が０．３Ｔ〜０．８Ｔのときにインクの噴射が起こらず、インクメニスカスの振動のみが起こることが分かる。
【００２９】
このときのインクメニスカスの挙動の様子を模式的に表した図１８にて説明する。図１８は、各タイミングでのノズルプレートに設けられたノズル６１８でのインクメニスカス５０１の形状を表している断面図であり、図１８（Ａ）は、駆動パルス信号Ａの立ち上がりタイミングＷａｓ（図１参照）のときのインクメニスカス５０１の様子であり、このときは、図４０で示したインク流路６１３ｂのように、インク流路内容積が増加し、内部のインク圧力が急速に低下しているため、前記インクメニスカス５０１はノズル６１８内部に急速に引き込まれている。続いて、図１８（Ｂ）は、駆動パルス信号Ａの立ち下がりタイミングＷａｅ（図１参照）では、図３９で示したインク流路６１３の状態に戻り、インク流路内容積が減少し、内部のインク圧力が急速に増加するため、インクメニスカス５０１はノズル６１８から外に大きく飛び出そうとしている。続いて、図１８（Ｃ）は、駆動パルス信号Ｂの立ち上がりタイミングＷｂｓ（図１参照）のときのインクメニスカス５０１の様子であり、このときは、再び図４０で示したインク流路６１３ｂのように、インク流路内容積が増加し、内部のインク圧力が急速に低下しているため、飛び出そうとしていた（駆動パルス信号Ｂがなければ実際に飛び出してしまうが）前記インクメニスカス５０１は噴射することなく、ノズル６１８内部に再び引き込まれている。続いて、図１８（Ｄ）は、駆動パルス信号Ｂの立ち下がりタイミングＷｂｅ（図１参照）では、再び図４０で示したインク流路６１３の状態に戻り、インク流路内容積が減少し、内部のインク圧力が下降状態から急速に増加するため、前記インクメニスカス５０１はノズル６１８からやや突出するが飛び出すことはない。駆動パルス信号Ｂの立ち上がりおよび立ち下がりは、飛び出そうとしていたインクメニスカス５０１を引き込むだけでなく、インク流路６１３内の残留圧力波振動を減少させるタイミングでもある。つまり、駆動パルス信号Ａによる残留圧力が上昇したとき駆動パルス信号Ｂの立ち上がりで圧力を下げ、下降した圧力を駆動パルス信号Ｂの立ち下がりで圧力をほぼ戻す。
【００３０】
このように２つの駆動パルス信号Ａ、Ｂを前述した適切なタイミングにて印加することにより、インク滴が噴射されることなくインクメニスカス５０１の振動のみが起こっているのである。
【００３１】
上記した非噴射駆動波形１０と噴射駆動波形２０を用いてヘッドユニット６００にてインク滴を噴射する動作は、後述するようにマイクロコンピュータなどの制御のもとに行われる。図１９はその制御の流れを示す。その噴射動作は、周期的に発生される印字クロック列（図３）の各クロックＣ１、Ｃ２・・・Ｃｎごとに、印字データに含まれる駆動データにもとづいて行われる。
【００３２】
ヘッドユニット６００を備えた図示しない記録装置、例えばプリンタが動作を開始すると、まず、ノズルが無噴射のまま空気中にさらされた期間を印字クロックＣＬＫの数で表した制御値ｍが設定される（Ｓ１）。本実施の形態の場合２ｓｅｃ以上無噴射のままノズルが空気中にさらされた場合にインクの増粘が問題となるため、例えば１０ｋＨｚにて各ドットを印字する場合であれば無噴射の印字クロック数が２００００（１００００ｋＨｚ×２ｓｅｃ）となったときであるので、制御値ｍ＝２００００が設定される。
【００３３】
そして、印字クロック列ＣＬＫの現在の印字クロックＣｎ−１ではなく次の印字クロックＣｎので印字データの有無を判定する（Ｓ２）。次の印字クロックで印字データが無い場合（Ｓ２でＮＯ）には、ｍから１を引いた値がｍに設定される。印字データがある場合には、制御値ｍが０以下か否かを判断（Ｓ４）し、この制御値ｍが０以下であれば（Ｓ４でＹＥＳ）、無噴射状態が２ｓｅｃ以上続いていることを示すので、非噴射駆動波形１０が選択され読み出される（Ｓ５）。そして、現在の印字クロックＣｎ−１にて1回以上の所定回数の非噴射駆動波形１０による駆動を行う（Ｓ６）。そして、次の印字クロックＣｎで印字のために噴射駆動波形２０が選択され読み出される（Ｓ７）。読み出された噴射駆動波形２０を用いて噴射すなわち印字が行われる（Ｓ８）。印字すべきデータがまだ存在する場合（Ｓ９でＮＯ）には、制御値ｍを再び２００００に設定し直すところ（Ｓ１）に戻る。印字すべきデータがすべてなくなった場合（Ｓ９でＹＥＳ）には終了である。
【００３４】
上記Ｓ４にて前記制御値ｍが０よりもまだ大きい場合（Ｓ４でＮＯ）には、無噴射状態が２ｓｅｃ以内であることを示すので、非噴射駆動波形１０は読み出されず現在のタイミングでは駆動を行わないまま、次のタイミングで印字のために駆動波形２０が選択され読み出され（Ｓ７）、上記のように印字が行われる。
【００３５】
このような制御を行うことで、２ｓｅｃ以上無噴射のままノズルが空気中にさらされた場合でも、噴射直前に、非噴射駆動波形１０にて少なくとも1回以上インクメニスカスを振動させることで、ノズル付近で局部的に粘度が増加したインクを拡散でき、正常時と変わらない状態が得られ、２０ｐｌ以下のインク液滴を噴射する場合の着弾位置の乱れをなくすことが可能となった。
【００３６】
この実施の形態では、噴射する印字データがある直前で非噴射駆動波形１０を出力したが、長期間無噴射状態が続く場合には、例えば２ｓｅｃごとに非噴射駆動波形１０を出力するようにしてもよい。また、上記のように、データ有無の検出を行わずに、印字命令がない場合には、印字クロック列ＣＬＫの各印字クロックごと常に、非噴射駆動波形１０による駆動を行うこともできる。このようにすれば、検出動作は不要となり制御も単純化できる。また上記実施の形態では、制御値ｍを２００００としていたが、インク噴射装置や駆動周波数、インクの種類によって、適正な値に変更することが望ましい。
【００３７】
図２０〜図３３は本発明の他の実施の形態を示すものである。
【００３８】
本実施の形態では、インク流路６１３の長さＬが６．０ｍｍ、ノズル６１８は、インク滴噴射側の径が２６μｍ、インク流路６１３側の径が４０μｍのテーパ型で、長さが７５μｍ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。このインク流路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９．０μｓｅｃであった。
【００３９】
図２０、２１は２０ｐｌ以下の微小液滴を安定に噴射するための駆動波形を示す。
図２０に示す駆動波形１４は、先に前記実施の形態とほぼ同様に２つの駆動パルス信号Ａ、Ｂからなる非噴射駆動波形により、インクのメニスカスをノズルにて出入りさせた後に、噴射パルス信号Ｃおよび液滴小型化パルス信号Ｅを続けて出力するものである。液滴小型化パルス信号Ｅは、噴射パルス信号Ｃよって噴射したインク滴がノズルから離れる前に、インク流路６１３を拡大してインク滴の一部をノズル内に引き戻し、インク滴体積を小さくするためのもので、２０ｐｌ以下の微小液滴を安定に噴射することができる。また、液滴小型化パルス信号Ｅは、その立ち下がりによって前述の非噴射パルスＤと同様に、インクの残留圧力波振動を減衰させる作用もある。
【００４０】
駆動波形１４における各パルス信号の全ての波高値（電圧値）はＥ（Ｖ）（例えば２５℃で１７（Ｖ））である。駆動パルス信号Ａの幅Ｗａは、前記時間Ｔの０．４５〜０．８倍、すなわち４．０５〜７．２μｓｅｃである。駆動パルス信号Ｂの幅Ｗｂは、前記時間Ｔの０．３〜０．５倍、すなわち２．７〜４．５μｓｅｃである。駆動パルス信号Ａの立ち下がりタイミングから駆動パルス信号Ｂの立ち上がりタイミングまでの時間Ｄｗ１は、前記時間Ｔの０．３〜０．５倍、すなわち２．７〜４．５μｓｅｃである。そして噴射パルス信号Ｃの幅Ｗｃは前記時間Ｔに一致し、すなわち９．０μｓｅｃである。また、駆動パルス信号Ｂと噴射パルス信号Ｃの間の時間Ｄｗ３は、前記時間Ｔの０．３〜３．０倍、すなわち２．７〜２７．０μｓｅｃである。液滴小型化パルス信号Ｅの幅Ｗｅは、前記時間Ｔの０．２〜０．３倍、すなわち１．８〜２．７μｓｅｃである。噴射パルス信号Ｃと液滴小型化パルス信号Ｅの間の時間Ｄｗ４は、前記時間Ｔの０．４〜０．６倍、すなわち３．６〜５．４μｓｅｃである。
【００４１】
図２１に示す駆動波形１５は、上記駆動波形１４から、非噴射の駆動パルスＡ、Ｂをなくした構成となっており、上記と同様にインクを噴射するための噴射パルス信号Ｃと液滴小型化パルス信号Ｅとからなり、印字クロックから噴射パルス信号Ｃが出力されるまでの時間Ｄｗ５は上記記駆動波形１４のＷａ、Ｄｗ１、Ｗｂ、Ｄｗ３の合計と一致している。これにより、噴射パルス信号Ｃによる噴射のタイミングが駆動波形１４と駆動波形１５で一致させることができる。
【００４２】
これらのタイミング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２２に示す表は、噴射パルス信号Ｃと液滴小型化パルス信号Ｅの波幅や波間隔を最適化する実験の結果を示す。
【００４３】
噴射パルス信号Ｃの幅Ｗｃを前記時間Ｔに一致する値に固定したまま、液滴小型化パルス信号Ｅの幅Ｗｅを、前記時間Ｔの０．１〜０．４倍の間で０．０５倍刻みで変化させ、また噴射パルス信号Ｃと液滴小型化パルス信号Ｅの間の時間Ｄｗ４を、前記時間Ｔの０．３〜０．７倍の間で０．０５倍刻みで変化させたときの評価結果を示す。評価方法として、電圧Ｅ＝１７Ｖ、７．５ｋＨｚまでの印字ドットの周波数で連続駆動したときの噴射状態を観察し、安定に噴射する場合は○、曲りを伴ったりして噴射が不安定になる場合は△、しぶきを伴って、噴射が不安定になる場合をＸとした。
【００４４】
この結果から、液滴小型化パルス信号Ｅの幅Ｗｅを前記時間Ｔの０．２〜０．３倍の範囲内とし、噴射パルス信号Ｃと液滴小型化パルス信号Ｅの間の時間Ｄｗ４を前記時間Ｔの０．４〜０．６倍の範囲内に設定すると安定に噴射することが分かる。
【００４５】
図２３〜図３２に示す表は、非噴射の駆動パルス信号Ａ、Ｂの波幅や波間隔を最適化する実験の結果を示す。
非噴射の駆動パルス信号Ａの幅Ｗａを前記時間Ｔの０．４〜０．８５倍の間で０．０５倍刻みで変化させ、駆動パルス信号Ｂの幅Ｗｂを、前記時間Ｔの０．２５〜０．５５倍の間で０．０５倍刻みで変化させ、両駆動パルス信号Ａ、Ｂの間の時間Ｄｗ１を、前記時間Ｔの０．２〜０．６倍まで０．０５倍刻みで変化させたときの評価結果を示す。評価方法として、電圧Ｅ＝１７Ｖ、７．５ｋＨｚまでの印字周波数で連続駆動したときの噴射状態を観察し、インクの粘度が極めて低下し、噴射しやすいと考えられる５０℃を越える温度域でも噴射が起らない場合は◎、５０℃以下の温度域で噴射しない場合は○、３０℃を越えると噴射が起る場合は△、３０℃以下の温度域でも噴射が起る場合はＸとした。
【００４６】
この結果から、非噴射の駆動パルス信号Ａの幅Ｗａを前記時間Ｔの０．４５〜０．８倍の範囲内とし、駆動パルス信号Ｂの幅Ｗｂを前記時間Ｔの０．３〜０．５倍の範囲内とし、駆動パルス信号Ａと駆動パルス信号Ｂの間の時間Ｄｗ１を前記時間Ｔの０．３〜０．５倍の範囲内に設定すると、実用温度域である５０℃以下の場合に、噴射が起らないことが分かる。以上の条件を満たす駆動パルス信号Ａ、Ｂに続いて、上述した噴射パルス信号Ｃと液滴小型化パルス信号Ｅを付加することで、駆動波形１４となるのであるが、非噴射の駆動パルス信号Ｂと噴射パルス信号Ｃとの間の時間Ｄｗ３は、前記時間Ｔの０．３倍以上であれば、噴射不安定にならないことが、確認できている。また、この駆動パルス信号Ｂと前記噴射パルス信号Ｃとの間の時間Ｄｗ３は常識の範囲で長くすることは自由であるが、本実施の形態では前記時間Ｔの３．０倍以内程度におさめることとした。
【００４７】
印字において、全ての場合に、この駆動波形１４を用いれば、しばらく非噴射の状態で空気中にさらされた場合でも、正常な噴射が得られるのであるが、印加するパルス数が多いために、駆動回路などの発熱という別の問題が生じる。したがって、パルス数が少ない駆動波形１４と、パルス数は多いが、しばらく非噴射の状態で空気中にさらされた場合でも正常な噴射ができる駆動波形１５とを、上手く使い分けると良いことが分かる。
【００４８】
図３３は、この実施の形態の波形を用いてヘッドユニット６００にてインク滴を噴射する動作の制御の流れを示す。Ｓ１〜Ｓ４、Ｓ８〜Ｓ９の処理は前者の実施の形態と同様である。ただしここでは、ノズルが無噴射のまま空気中にさらされる限度の時間を２ｓｅｃ、ドットの印字周波数を７．５ｋＨｚ、制御値ｍ＝１５０００としている。また、ここでは、印字クロック列ＣＬＫの現在の印字クロックの印字データの有無を判定する（Ｓ２）。制御値ｍが０もしくはそれ以下に達したか否かの判断（Ｓ４）にもとづいて、駆動波形１４または１５のいずれかが選択され読み出される。
【００４９】
なお、上記のように非噴射の駆動パルス信号Ａ、Ｂを噴射パルス信号の前に予め一体に設けておくのではなく、Ｓ４での判断にもとづいて、非噴射の駆動パルス信号Ａ、Ｂを噴射パルス信号の前に付加したり、その付加を止めるようにすることもできる。
【００５０】
次に、前記両実施の形態の駆動波形を実現するための制御装置の詳細を、図３４〜図３８を用いて説明する。
【００５１】
図３４は、プリンタの電気的構成を示すブロック図である。プリンタの制御系は、１チップ構成のマイクロコンピュータ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３を備えている。マイクロコンピュータ４１には、ユーザが印字の指示などを行うための操作パネル１４、記録媒体搬送モータ３７を駆動するためのモータ駆動回路３５、ヘッドユニットを搭載したキャリッジ走査モータ３８を駆動するためのモータ駆動回路１６などが接続されている。
【００５２】
ヘッドユニット６００は駆動回路２１によって駆動され、駆動回路２１は制御回路２２によって制御される。すなわち、図３９に示したように、ヘッドユニット６００の各インク流路６１３内に設けられた各電極６１９は駆動回路２１に接続されている。駆動回路２１は、制御回路２２の制御にもとづいて、各種のパルス信号を生成して各電極６１９に印加する。
【００５３】
マイクロコンピュータ４１とＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、制御回路２２とは、アドレスバス２３およびデータバス２４を介して接続されている。マイクロコンピュータ４１は、ＲＯＭ４２に予め記憶されたプログラムにしたがい、印字タイミング信号ＴＳおよび制御信号ＲＳを生成し、制御回路２２へ転送する。
【００５４】
制御回路２２はゲートアレイによって構成され、印字タイミング信号ＴＳおよび制御信号ＲＳにしたがい、イメージメモリ２５に記憶されている画像データにもとづいて、その画像データを記録媒体に形成するための印字データＤＡＴＡ、その印字データＤＡＴＡと同期する転送クロックＴＣＫ、ストローブ信号ＳＴＢ、印字クロックＣＬＫを生成し、駆動回路２１へ転送する。また、制御回路２２は、パーソナルコンピュータ２６などの外部機器からセントロニクス・インターフェース２７を介して転送されてくる画像データを、イメージメモリ２５に記憶させる。そして、制御回路２２は、外部機器からセントロニクス・インターフェース２７を介して転送されてくるセントロニクス・データにもとづいてセントロニクス・データ受信割込信号ＷＳを生成し、マイクロコンピュータ４１へ転送する。なお、各信号ＤＡＴＡ、ＴＣＫ、ＳＴＢ、ＣＬＫは、駆動回路２１と制御回路２２とを接続するハーネスケーブル２８を介して転送される。
【００５５】
図３５は、駆動回路２１の内部構成を示す。駆動回路２１は、シリアル−パラレル変換器３１、データラッチ３２、ＡＮＤゲート３３、出力回路３４を備えている。シリアル−パラレル変換器３１は、インク流路６１３と同数のビット長のシフトレジスタから構成され、制御回路２２から転送クロックＴＣＫと同期してシリアル転送されてくる印字データＤＡＴＡを入力し、パラレルデータＰＤ０〜ＰＤｎに変換する。データラッチ３２は、制御回路２２から転送されてくるストローブ信号ＳＴＢの立ち上がりにしたがって、各パラレルデータＰＤ０〜ＰＤｎをそれぞれラッチする。ＡＮＤゲート３３は、データラッチ３２から出力される各パラレルデータＰＤ０〜ＰＤｎと、制御回路２２から転送されてくる印字クロックＣＬＫとの論理積をとり、駆動データＡ０〜Ａｎを生成する。出力回路３４は、それにもとづいて、パルス信号を生成し、各インク流路６１３の電極６１９へ出力する。
【００５６】
出力回路３４は、図３６に示すように充電回路１８２と放電回路１８４から構成されている。側壁６１７の圧電材料および電極６１９、６２１は、等価的にコンデンサ１９１および電極６１９、６２１で表される。充電回路１８２は、抵抗Ｒ１０１、Ｒ１０２、Ｒ１０３、Ｒ１０４、Ｒ１０５、トランジスタＴＲ１０１、ＴＲ１０２から構成されている。駆動データＡｎとしてオン信号（＋５Ｖ）が入力されると、抵抗Ｒ１０１を介して、トランジスタＴＲ１０１が導通し、正の電源１８９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１８９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１８９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を介して空間６１５内の空間電極６２１に印加される。
【００５７】
放電用回路１８４は抵抗Ｒ１０６、Ｒ１０７、トランジスタＴＲ１０３から構成され、駆動データＡｎが反転器１８１を介して入力される。その反転信号としてのオン信号（＋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を介して電極６２１をアースする。したがって、側壁６１７に印加されていた電荷は放電される。
【００５８】
充電回路１８２に入力される信号１１は、図３８（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。放電用回路１８４に入力される信号１２は、図３８（ｂ）のように、前記の信号１１がオンのとき（Ｔ１、Ｔ３、Ｔ５）、オフされ、前記の入力信号１１がオフのとき（Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６）、オンされる。
【００５９】
そのとき電極６２１での出力波形１３は、通常は０（Ｖ）に維持されているが、タイミングＴ１にて、圧電材料からなる側壁６１７へ電荷の充電が開始され、トランジスタＴＲ１０２と、抵抗Ｒ１２０と、側壁６１７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、放電時間Ｔｂ後に０（Ｖ）になる。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））における各パルス信号の波幅、波間隔が前記の各所定値になるように、上記各タイミングＴ１〜Ｔ４を設定する。
【００６０】
上記ＲＯＭ４２には、図３７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４２Ａと、前記駆動波形１０、２０、１４および１５を発生するシーケンスデータを記憶している駆動波形データ記憶エリア４２Ｂと、後で詳細に説明するデータ有無検出プログラム記憶エリア４２Ｃが設けられている。制御回路２２は、上記のように一定周期の印字クロック信号ＣＬＫ（図３）を発生し、該印字クロック信号ＣＬＫの各タイミングＣ１，Ｃ２・・・・ごとにイメージメモリ２５に記憶されている印字データをヘッドユニットに出力する。その際、ＲＯＭの駆動波形データ記憶エリア４２Ｂに記憶されている前記駆動波形１０、２０、１４および１５のデータを選択的に読み出し、側壁６１７に与える。また、制御回路２１は、エリア４２Ｃに記憶されているデータ有無検出プログラムにしたがって、ＲＡＭ４３の所定エリアに制御値ｍを設定し、ＲＡＭ４３と共同して各ノズルへ供給する印字データＤＡＴＡがなくなってから所定数の印字クロック信号ＣＬＫごとに制御値ｍから一定数を減算する。そして制御値ｍが０以下か否かによって、上記のように読み出す駆動波形を選択する。
【００６１】
なお、パーソナルコンピュータ等の外部機器におけるドライバソフトウェアにて、無印字データを判断するとともにその判断結果にもとづいて駆動波形１０、２０、１４および１５を生成して、制御回路２２に出力し、それによりアクチュエータを駆動するようにすることもできる。この場合、ドライバソフトウェアとして、前記判断のためのプログラムおよび駆動波形のデータを格納した記憶媒体が提供される。
【００６２】
以上、実施の形態を詳細に説明したが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。例えば、無噴射状態を計測する手段として、印字クロックを計数したが、印字クロックに関係なく時間を計測するようにしてもよい。また、噴射圧力を発生するアクチュエータとして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く、圧電材料に限らずインク流路に圧力波を発生するものであれば使用可能である。
【００６３】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、ノズルがしばらく非噴射の状態で空気中にさらされたとき、インクメニスカスを大きく振動させた後にインクの噴射を行うことで、ノズル付近で局部的に粘度が増加したインクを十分に拡散でき、正常時と変わらない状態が得られ、インクの噴射速度の低下とインク滴体積の減少を抑えることができる。ヘッドユニットが走査移動する際の横風などの影響による、着弾位置ずれが起こりにくくなり印字品質が良好となる。また、駆動電圧の変更などの方法によらないため、単一の駆動電源だけを装備すれば良いので低コスト化につながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る非噴射駆動波形を示す図である。
【図２】 本発明の実施の形態に係る噴射駆動波形を示す図である。
【図３】 本発明の実施の形態に用いる印字クロックを示す図である。
【図４】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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５】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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７】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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８】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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９】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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１０】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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１１】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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１２】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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１３】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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１４】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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１５】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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１６】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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１７】 前記非噴射駆動波形の駆動パルス信号の付加タイミングと波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１８】 前記非噴射駆動波形印加時のインクメニスカスの挙動を説明する図である。
【図１９】 駆動波形選択の制御時の処理の流れを示すフローチャートである。
【図２０】 本発明の他の実施の形態に係る駆動波形を示す図である。
【図２１】 本発明の他の実施の形態に係る別の駆動波形を示す図である。
【図２２】 微小液滴噴射のための駆動波形の最適条件を求めるために行った噴射テストの結果を示す図である。
【図２３】 図２０の駆動波形における非噴射駆動パルス信号の付加タイミングと波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２４】 図２０の駆動波形における非噴射駆動パルス信号の付加タイミングと波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２５】 図２０の駆動波形における非噴射駆動パルス信号の付加タイミングと波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２６】 図２０の駆動波形における非噴射駆動パルス信号の付加タイミングと波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２７】 図２０の駆動波形における非噴射駆動パルス信号の付加タイミングと波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２８】 図２０の駆動波形における非噴射駆動パルス信号の付加タイミングと波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２９】 図２０の駆動波形における非噴射駆動パルス信号の付加タイミングと波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３０】 図２０の駆動波形における非噴射駆動パルス信号の付加タイミングと波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３１】 図２０の駆動波形における非噴射駆動パルス信号の付加タイミングと波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３２】 図２０の駆動波形における非噴射駆動パルス信号の付加タイミングと波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３３】 駆動波形選択の制御時の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３４】 プリンタの電気的構成を示すブロック図である。
【図３５】 図３４中の駆動回路の詳細を示すブロック図である。
【図３６】 図３６中の出力回路の詳細を示す回路図である。
【図３７】 図３４中のＲＯＭの記憶領域を示す図である。
【図３８】 前記駆動波形のタイミングチャートを示す図である。
【図３９】 従来例、および本発明に係るヘッドユニットを示す断面図である。
【図４０】 図３９のヘッドユニットの動作を説明する図である。
【符号の説明】
１０、２０、１４、１５ 駆動波形
６００ ヘッドユニット
６１３ インク流路
Claims (13)
- インクを噴射するノズルと、該ノズルに連通しインクが充填されるインク流路と、前記インク流路の容積を増減させて該インク流路内に圧力波を発生させるアクチュエータと、所定周期ごとに出力される印字クロックに同期して噴射パルス信号を前記アクチュエータに印加する制御装置とを備え、前記噴射パルス信号に応答して前記アクチュエータを駆動し前記ノズルからインク滴を噴射させるインク滴噴射方法において、
前記噴射パルス信号は、その立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させるとともにその立下りにより増加した前記インク流路の容積を減少させるように前記アクチュエータを駆動するものであり、
前記噴射パルス信号が連続して所定の印字クロック数の間発生しないことを検出したとき、インクを前記ノズルから飛び出させるべくその立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させるとともにその立ち下りにより増加した前記インク流路の容積を減少させるように前記アクチュエータを駆動する第１の駆動パルス信号と、該第１の駆動パルス信号により前記インクが前記ノズルから離れる前のタイミングで、その立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させる方向に前記アクチュエータを駆動して前記飛び出しているインクの全部を前記インク流路側へ引き込む第２の駆動パルス信号とからなる非噴射パルス信号の組を少なくとも１回以上印加することを特徴とするインク滴噴射方法。 - 請求項１において、前記非噴射パルス信号の組を、インクを前記ノズルから噴射させる噴射パルス信号が印加される印字クロックの前の印字クロックで印加することを特徴とするインク滴噴射方法。
- 請求項１において、前記非噴射パルス信号の組を、インクを前記ノズルから噴射させる噴射パルス信号が印加される印字クロックにおいて該噴射パルス信号の直前に印加することを特徴とするインク滴噴射方法。
- インクを噴射するノズルと、該ノズルに連通しインクが充填されるインク流路と、前記インク流路の容積を増減させて該インク流路内に圧力波を発生させるアクチュエータと、所定周期ごとに出力される印字クロックに同期して噴射パルス信号を前記アクチュエータに印加する制御装置とを備え、前記噴射パルス信号に応答して前記アクチュエータを駆動し前記ノズルからインク滴を噴射させるインク滴噴射方法において、
前記噴射パルス信号は、その立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させるとともにその立下りにより増加した前記インク流路の容積を減少させるように前記アクチュエータを駆動するものであり、
インクを前記ノズルから噴射させる噴射パルス信号が印加されない印字クロックごとに、インクを前記ノズルから飛び出させるべくその立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させるとともにその立ち下りにより増加した前記インク流路の容積を減少させるように前記アクチュエータを駆動する第１の駆動パルス信号と、該第１の駆動パルス信号により前記インクが前記ノズルから離れる前のタイミングで、その立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させる方向に前記アクチュエータを駆動して前記飛び出しているインクの全部を前記インク流路側へ引き込む第２の駆動パルス信号とからなる非噴射パルス信号の組を少なくとも１回以上印加することを特徴とするインク滴噴射方法。 - 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記第２の駆動パルスが立ち下がるタイミングは、前記第１の駆動パルスによるインクの残留圧力波振動を減衰させるタイミングであることを特徴とするインク滴噴射方法。
- 請求項５において、前記インク流路内を前記圧力波が片道伝播する時間をＴとしたとき、前記第１の駆動パルス信号を前記噴射パルス信号と波高値が同じで波幅が０．３Ｔ〜０．８Ｔとし、前記第２駆動パルス信号を前記噴射パルス信号と波高値が同じで、かつ波幅が０．３Ｔ〜０．６Ｔとし、前記第１の駆動パルス信号の立ち下がりタイミングから前記第２駆動パルス信号立ち上がりまでの間隔を０．３Ｔ〜０．６Ｔとしたことを特徴とするインク滴噴射方法。
- インクを噴射するノズルと、該ノズルに連通しインクが充填されるインク流路と、前記インク流路の容積を増減させて該インク流路内に圧力波を発生させるアクチュエータとを有するヘッドユニットと、
所定周期ごとに出力される印字クロックに同期して噴射パルス信号を前記アクチュエータに印加しその立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させるとともにその立下りにより増加した前記インク流路の容積を減少させるように前記アクチュエータを駆動することで前記ノズルから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であって、
前記制御装置は、前記噴射パルス信号が連続して所定の印字クロック数の間発生しないことを検出する検出手段と、該検出手段が当該検出をしたとき、インクを前記ノズルから飛び出させるべくその立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させるとともにその立ち下りにより増加した前記インク流路の容積を減少させるように前記アクチュエータを駆動する第１の駆動パルス信号と、該第１の駆動パルス信号により前記インクが前記ノズルから離れる前のタイミングで、その立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させる方向に前記アクチュエータを駆動して前記飛び出しているインクの全部を前記インク流路側へ引き込む第２の駆動パルス信号とからなる非噴射パルス信号の組を少なくとも１回以上出力する非噴射パルス信号出力手段とを備えることを特徴とするインク滴噴射装置。 - インクを噴射するノズルと、該ノズルに連通しインクが充填されるインク流路と、前記インク流路の容積を増減させて該インク流路内に圧力波を発生させるアクチュエータとを有するヘッドユニットと、所定周期ごとに出力される印字クロックに同期して噴射パルス信号を前記アクチュエータに印加しその立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させるとともにその立下りにより増加した前記インク流路の容積を減少させるように前記アクチュエータを駆動することで前記ノズルから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であって、
前記制御装置は、インクを前記ノズルから噴射させる噴射パルス信号が印加されない印字クロックごとに、インクを前記ノズルから飛び出させるべくその立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させるとともにその立ち下りにより増加した前記インク流路の容積を減少させるように前記アクチュエータを駆動する第１の駆動パルス信号と、該第１の駆動パルス信号により前記インクが前記ノズルから離れる前のタイミングで、その立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させる方向に前記アクチュエータを駆動して前記飛び出しているインクの全部を前記インク流路側へ引き込む第２の駆動パルス信号とからなる非噴射パルス信号の組を少なくとも１回以上出力する非噴射パルス信号出力手段を備えることを特徴とするインク滴噴射装置。 - 請求項７叉は８において、前記第２の駆動パルスが立ち下がるタイミングは、前記第１の駆動パルスによるインクの残留圧力波振動を減衰させるタイミングであることを特徴とするインク滴噴射装置。
- 請求項９において、前記インク流路内を前記圧力波が片道伝播する時間をＴとしたとき、前記第１の駆動パルス信号は前記噴射パルス信号と波高値が同じで波幅が０．３Ｔ〜０．８Ｔであり、前記第２駆動パルス信号は前記噴射パルス信号と波高値が同じで波幅が０．３Ｔ〜０．６Ｔであり、前記第１の駆動パルス信号の立ち下がりタイミングから前記第２駆動パルス信号立ち上がりまでの間隔が０．３Ｔ〜０．６Ｔであることを特徴とするインク滴噴射装置。
- 請求項７ないしは１０のいずれかにおいて、１ドットの印字命令に対し前記噴射パルス信号によって噴射するインク滴の体積は、２０ｐｌ以下であることを特徴とするインク滴噴射装置。
- インクを噴射するノズルと、該ノズルに連通しインクが充填されるインク流路と、前記インク流路の容積を増減させて該インク流路内に圧力波を発生させるアクチュエータとを有するヘッドユニットと、所定周期ごとに出力される印字クロックに同期して噴射パルス信号を前記アクチュエータに印加しその立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させるとともにその立下りにより増加した前記インク流路の容積を減 少させるように前記アクチュエータを駆動することで前記ノズルからインク滴を噴射させる制御装置とを備えたインク噴射装置に関して、前記制御装置に読み取られるプログラムを格納した記録媒体であって、
前記制御装置を、前記印字データ信号が連続して所定の印字クロック数の間発生しないことを検出する検出手段と、該検出手段が当該検出をしたとき、インクを前記ノズルから飛び出させるべくその立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させるとともにその立ち下りにより増加した前記インク流路の容積を減少させるように前記アクチュエータを駆動する第１の駆動パルス信号と、該第１の駆動パルス信号により前記インクが前記ノズルから離れる前のタイミングで、その立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させる方向に前記アクチュエータを駆動して前記飛び出しているインクの全部を前記インク流路側へ引き込む第２の駆動パルス信号とからなる非噴射パルス信号の組を少なくとも１回以上出力する非噴射パルス信号出力手段として機能させるためのプログラムが格納されることを特徴とする記憶媒体。 - インクを噴射するノズルと、該ノズルに連通しインクが充填されるインク流路と、前記インク流路の容積を増減させて該インク流路内に圧力波を発生させるアクチュエータとを有するヘッドユニットと、所定周期ごとに出力される印字クロックに同期して噴射パルス信号を前記アクチュエータに印加しその立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させるとともにその立下りにより増加した前記インク流路の容積を減少させるように前記アクチュエータを駆動することで前記ノズルからインク滴を噴射させる制御装置とを備えたインク噴射装置に関して、前記制御装置に読み取られるプログラムを格納した記録媒体であって、
前記制御装置を、インクを前記ノズルから噴射させる噴射パルス信号が印加されない印字クロックごとに、インクを前記ノズルから飛び出させるべくその立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させるとともにその立ち下りにより増加した前記インク流路の容積を減少させるように前記アクチュエータを駆動する第１の駆動パルス信号と、該第１の駆動パルス信号により前記インクが前記ノズルから離れる前のタイミングで、その立ち上がりにより前記インク流路の容積を増加させる方向に前記アクチュエータを駆動して前記飛び出しているインクの全部を前記インク流路側へ引き込む第２の駆動パルス信号とからなる非噴射パルス信号の組を少なくとも１回以上出力する非噴射パルス信号出力手段として機能させるためのプログラムが格納されることを特徴とする記憶媒体。
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