JP3800805B2

JP3800805B2 - Inkjet head driving method and inkjet printer

Info

Publication number: JP3800805B2
Application number: JP14944098A
Authority: JP
Inventors: 恭裕関口
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1998-05-29
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2018-05-29
Also published as: JPH11334072A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動電圧を印加して圧力室内のインクを加圧制御し、ノズルからインク滴を吐出するインクジェットヘッドの駆動方法の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複数のノズルを備えるインクジェットプリンタにおいて、高い解像度により画像を印刷させるために、ノズルから吐出させるインクの小液滴化が要請されるようになっている。また、画像の１ドットを複数のインク滴を着弾させて形成させる、いわゆるマルチパルスによる駆動方式を採用することで、より高解像度な階調表現に好適なインクジェットプリンタが普及しつつある。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタでは、小液滴化に伴ってインク滴の吐出数が増加すると共に、高速な印刷を行うために、それぞれのノズルから吐出するインク滴の駆動を高速に行う必要がある。そのため、各インク滴吐出の時間間隔は短縮され、インクジェットヘッドの圧力室内のインクを加圧して１つのインク滴をノズルから吐出させた後、直ちに、次のインク滴吐出のためのインクへの加圧を行うよう駆動制御しなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、インクジェットヘッドでは、インク滴を吐出させるため圧力室内のインクを加圧すると、圧力室内には圧力波が発生する。この圧力波はインクを媒体にしてインク吐出面やインク供給面等による反射を繰り返しながら、固有の周期でインクに圧力変動を与えつつ一定時間残留する。そして、その直後に次のインク滴の吐出を行うため、圧力室内のインクを加圧すると、その加圧に伴う圧力に、残留する前記圧力変動が重なってしまう。よって、次のインク滴に本来与えようとする駆動信号は、前記圧力変動相当分だけ実質的の増大又は減少することになり、インク滴のノズルからの吐出速度や吐出量に誤差を生じさせることになる。すなわち、最初のインク滴に後続するインク滴が着弾されると、着弾位置やドットサイズに誤差が生じる要因になる。しかも、被記録媒体の厚さが変化する場合は、インク滴の飛翔距離も変化するため、被記録媒体への着弾位置の誤差の大小が変動することになる。
【０００５】
このような圧力波によるインクの圧力変動に対し、加圧のための駆動波形を調整することにより対策することも考えられるが、個々のノズルに駆動波形の調整用回路を設けると、構成が非常に複雑化すると共に、コストの増大につながる。
【０００６】
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、多数のインク滴を連続して高速に吐出させる場合であっても、複雑な回路を設けることなく着弾位置とドットサイズを正確に保つことができるインクジェットプリンタのインクジェットの駆動方法及び該駆動方法を用いたインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載のインクジェットヘッド駆動方法は、圧力室と、前記圧力室に連通するノズルと、前記圧力室内のインクを加圧する加圧手段と、前記加圧手段に駆動電圧を印加して前記ノズルから複数のインク滴を連続して吐出させる駆動手段とを備えるインクジェットヘッドを駆動するためのインクジェットヘッド駆動方法であって、前記複数のインク滴のうち２つの連続するインク滴の吐出を、先行のインク滴を吐出させる際の第１駆動タイミングと、後続のインク滴を吐出させる際の第２駆動タイミングで、それぞれ駆動電圧を印加して行うインクジェットヘッド駆動方法において、前記連続して吐出される複数のインク滴によって記録面上に１ドットを形成する場合、前記第２駆動タイミングは、前記先行のインク滴の吐出時に前記圧力室内のインクへの加圧に伴い前記圧力室内に生ずる圧力波の１の振動周期よりも前又は後のタイミングであって、前記後続のインク滴の前記ノズルにおける吐出速度が前記先行のインク滴と略同一となるタイミングとし、前記連続して吐出される複数のインク滴によって記録面上に異なるドットを形成する場合、先に形成された１ドットの最後に着弾するインク滴に対する前記第２駆動タイミングから、当該１ドットの次に形成される１ドットの最初に着弾するインク滴に対する前記第１駆動タイミングまでの時間間隔は、前記圧力波の振動周期の２以上の整数倍とすることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、ノズルから吐出される複数のインク滴中、連続する２つのインク滴を吐出させる場合、第１駆動タイミングで圧力室内のインクを加圧して先行のインク滴を吐出させると、この加圧に伴い圧力波が生じ、固有の振動周期に従って加圧室内の圧力状態が変動する。そして、その変動の時間範囲内であって、圧力状態により増減するノズルでの吐出速度が先行のインク滴と略同一となる第２駆動タイミングにおいて、圧力室内のインクを加圧して後続のインク滴を吐出させる。よって、圧力波の変動が残存する短時間内であっても、インク滴の吐出速度、吐出量が一定に保たれ、被記録媒体に着弾する際の位置とドットサイズに誤差が生じず、より解像度の高い画像の高品質かつ高速度な印刷を、複雑な回路を設けることなく行うことができる。
また、記録面上の１ドットを形成するために、前述の駆動を行って複数のインク滴を吐出させる。よって、いわゆるマルチパルスによる駆動方式であっても、各ドット中のインク滴の着弾は誤差なく行われ、良好な品質で高速な印刷をすることができる。
更に、１ドットを形成する複数のインク滴のうち最後のものが吐出された後、圧力波の振動周期Ｔに対し、ｎＴ（ｎは２以上の整数）経過時に、次の１ドットを形成する複数のインク滴のうち最初のものが吐出される。よって、マルチパルス駆動で各ドットを高速に印刷する場合であっても、圧力波の影響を抑え品質の良好な印刷を行うことができる。
【０００９】
請求項２に記載のインクジェットヘッド駆動方法は、請求項１に記載の発明において、前記第１駆動タイミングと前記第２駆動タイミングの時間間隔は、前記圧力波の振動周期Ｔに対し、０．６Ｔから０．９５Ｔまでの範囲内、又は、１．０５Ｔから１．４Ｔまでの範囲内とすることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、第１駆動タイミングで先行のインク滴を吐出後、圧力波の振動周期Ｔに対し０．６〜０．９５Ｔあるいは１．０５〜１．４Ｔ経過時を第２駆動タイミングとして後続のインク滴を吐出させる。よって、圧力波の変動がピークとなる周期Ｔ経過時の前後において、第１駆動タイミングで与えた圧力波の変動が第２駆動タイミングで与える圧力に影響を及ぼさない時点を選んで２滴のインク滴を連続して吐出するようにしたので、インク滴の吐出速度、吐出量は一定に保たれ、請求項１に記載の発明と同様に、より解像度の高い画像を高品質かつ高速度に印刷することができる。
【００１１】
請求項３に記載のインクジェットヘッド駆動方法は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記先行のインク滴の吐出のため印加される駆動電圧と前記後続のインク滴の吐出のため印加される駆動電圧は、駆動タイミングのみ異なる同一の波形パターンとすることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、ノズルから複数のインク滴を連続して吐出させる際に印加される駆動電圧は、同一の波形パターンが用いられ、駆動タイミングのみが個別に制御される。よって、インク滴の吐出速度、吐出量を一定に保つために、それぞれ駆動回路を別個に設ける必要がなく、回路の共通化が図られ、より簡素な構成で本発明の前述した効果を得ることができる。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
請求項４に記載のインクジェットプリンタは、圧力室と、前記圧力室に連通するノズルと、前記圧力室内のインクを加圧する加圧手段と、前記加圧手段に駆動電圧を印加して前記ノズルから複数のインク滴を連続して吐出させる駆動手段とを備えるインクジェットヘッドを用いて印刷を行うインクジェットプリンタであって、前記複数のインク滴のうち２つの連続するインク滴の吐出を、先行のインク滴を吐出させる際の第１駆動タイミングと、後続のインク滴を吐出させる際の第２駆動タイミングで、それぞれ駆動電圧を印加して行うインクジェットプリンタにおいて、前記連続して吐出される複数のインク滴によって記録面上に１ドットを形成する場合、前記第２駆動タイミングは、前記先行のインク滴の吐出時に前記圧力室内のインクへの加圧に伴い前記圧力室内に生ずる圧力波の１の振動周期よりも前又は後のタイミングであって、前記後続のインク滴の前記ノズルにおける吐出速度が前記先行のインク滴と略同一となるタイミングとし、前記連続して吐出される複数のインク滴によって記録面上に異なるドットを形成する場合、先に形成された１ドットの最後に着弾するインク滴に対する前記第２駆動タイミングから、当該１ドットの次に形成される１ドットの最初に着弾するインク滴に対する前記第１駆動タイミングまでの時間間隔は、前記圧力波の振動周期の２以上の整数倍とすることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の作用により、ノズルから吐出される複数のインク滴の駆動制御が行われ、圧力波の影響を受けることなく、より解像度の高い画像の高品質かつ高速度な印刷を、複雑な回路を設けることなく行うことができる。これにより、高速な印刷を良好な品質を保ちつつ行うことでき、低コストのインクジェットプリンタが提供される。
また、マルチパルス駆動方式を採用するインクジェットプリンタの品質を良好にし、かつ高速に印刷を行えるようにする。
更に、マルチパルス駆動方式で、連続するドットを高速に印刷する場合に、品質の良好な印刷を行うことができる。
【００１９】
請求項５に記載のインクジェットプリンタは、請求項４に記載の発明において、前記第１駆動タイミングと前記第２駆動タイミングの時間間隔は、前記圧力波の振動周期Ｔに対し、０．６Ｔから０．９５Ｔまでの範囲内、又は、１．０５Ｔから１．４Ｔまでの範囲内とすることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の作用により、適切なタイミングで連続する２滴のインク滴の吐出を制御し、より解像度の高い画像を高品質かつ高速度に印刷することができる。
【００２１】
請求項６に記載のインクジェットプリンタは、請求項４又は請求項５に記載の発明において、前記先行のインク滴の吐出のため印加される駆動電圧と前記後続のインク滴の吐出のため印加される駆動電圧は、駆動タイミングのみ異なる同一の波形パターンとすることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、請求項３に記載の発明と同様の作用により、インク滴の吐出のための駆動回路の共通化が図られ、インクジェットプリンタの構成が簡素化される。
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、本発明を、マルチパルス駆動により１ドットを複数のインク滴により形成するインクジェットプリンタに対し適用した場合の実施の形態について説明を行う。
【００２８】
まず、図１及び図２を用いて、本実施形態に係るインクジェットプリンタのインクジェットへッドの構造及び動作について説明する。
【００２９】
図１は、本実施形態に係るインクジェットヘッドの縦断面図である。図１に示すインクジェットヘッドは、セラミックシート１と、圧電素子２と、ノズルプレート３が接合されて構成されている。
【００３０】
セラミックシート１にはインク流路が形成されており、インクを供給するインク室４と、インク滴を吐出させるため加圧を行うインクを蓄える複数の圧力室５が設けられている。この複数の圧力室５は、側壁により仕切られて溝状に形成されている。
【００３１】
ノズルプレート３は、セラミックシートの前面側に接合されている。そして、ノズルプレート３には、インク滴を吐出させる複数のノズル６が形成され、それぞれが圧力室５に連通する構造となっている。
【００３２】
圧電素子２は、シート状に形成された圧電材料からなり、セラミックシート１の上面側に接合されて、インク流路上部の開口部分を塞いでいる。この圧電素子２に駆動電圧を印加することにより、図１において、上下方向に変形して圧力室５内のインクを加圧することができる。
【００３３】
この様子を図２により説明する。図２は、図１におけるインクジェットヘッドのＸ−Ｘ線断面図であり、図２（ａ）が圧電素子２に駆動電圧を印加しない状態、図２（ｂ）が圧電素子２に駆動電圧を印加した状態の図である。
【００３４】
図２（ａ）に示すように、セラミックシート１上部では、複数の圧力室５が横方向に並列に配置されていることがわかる。また、セラミックシート１に接合された圧電素子２には、上面２ａと下面２ｂに多数の電極が設けられている。なお、図２（ａ）では圧力室５を３つのみ示すが、実際にはより多くの圧力室を並べて配置させることができる。
【００３５】
圧電素子２のそれぞれの圧力室５の上部において、上面２ａの独立電極１０と、下面２ｂの独立電極１１が設けられている。また、圧電素子２のそれぞれ両隣りの圧力室５との中間に対応する位置の上部において、上面２ａの独立電極１２と、下面２ｂの独立電極１３が設けられている。そして、本実施形態では、独立電極１０、１１に一定の駆動電圧を印加し、独立電極１２、１３に逆極性となる一定の駆動電圧をそれぞれ印加して圧電素子２の駆動を行う。なお、この駆動は、それぞれの圧力室５とそれに連通するノズル６による吐出に対して個別に制御することができる。
【００３６】
図２（ａ）に示すように、圧電素子２はその厚み方向に分極されており、図２（ａ）の矢印に示す分極方向を有する。すなわち、電界方向が分極方向と直交する方向になるように配置され、いわゆるシェアモードタイプの構成となっている。
【００３７】
以上のように構成された圧電素子２に対する駆動を行うため、図２（ｂ）に示すように、独立電極１０、１１をプラス、独立電極１２、１３をマイナスとして駆動電圧を印加する。すると、独立電極１０、１１側と両隣の独立電極１２、１３側に挟まれた圧電素子２の領域１４、１５が、厚みすべりを生じて変形し、独立電極１０、１１の存在する部分を、外部方向に凸となる状態に移動させるように作用する。これにより、圧力室５の容積が増大し、圧力室５内のインクの圧力は低下して、共通のインク室４のインクを圧力室５に吸引する。
【００３８】
次に、独立電極１０乃至１３に対する駆動電圧の印加を停止すると、前述の厚みすべりによる変形が行われなくなり、再び図２（ａ）の状態に戻るように作用する。これにより圧力室３の容積が元に戻り、圧力室５内のインクの圧力が増加して、圧力室５内のインクがノズル６からインク滴として外部に噴射される。
【００３９】
このとき、圧力室５内のインクに対する加圧とインク滴の噴射に伴い、圧力室５内のインクに圧力波が生じる。この圧力波はインクを媒体として圧力室５内を伝播し、インク吐出面やインク供給面などで反射されながら繰り返し往復し、次第に減少していく。そして、圧力波による圧力変動は、圧力室５の形状やインクの材質等で定まる固有の振動数で周期的に変動し、インク滴の噴射後しばらく残存する。よって、次のインク滴を噴射させる場合には、圧電素子２による加圧に対し、残存する圧力波による圧力変動が加わることになる。本実施形態では、圧力波の影響を考慮して適切なタイミングとなるよう、次のインク滴の噴射のための駆動タイミングを定めるが、詳細については後述する。
【００４０】
次に、図３は、本実施形態に係るインクジェットヘッドを駆動するために圧電素子２に印加する駆動電圧の波形パターンを示す図である。なお、本実施形態では、１つのドットは、２つのインク滴を着弾させて形成されるものとする。そして、図３では、２つの連続する第１ドットと第２ドットに対し、先行のインク滴としての第１インク滴と、後続のインク滴としての第２インク滴を、それぞれ吐出させる場合の駆動信号の波形パターンについて説明する。
【００４１】
図３に示すタイミングＴ０において、第１ドットに対する第１インク滴を吐出させるための駆動を開始する。このタイミングＴ０で、前述した圧電素子２の独立電極１０、１１と独立電極１２、１３の間に電圧Ｖの駆動パルスを印加し、パルス幅ΔＴｐが経過すると、駆動パルスの印加を停止する。これにより、前述したように、圧力室５内へのインク室４からのインクの吸引と、ノズル６からの前記第１インク滴の吐出が行われる。
【００４２】
なお、図３の例では、駆動パルスの波形の形状を台形波としている。すなわち、波形の立ち上がりと立ち下がりを比較的ゆっくりと変化させているが、より急峻な立ち上がりと立ち下がりを有する駆動パルスを用いて駆動してもよい。
【００４３】
次いで、タイミングＴ０から時間間隔ΔＴ０が経過したタイミングＴ１において、第１ドットに対する第２インク滴を吐出させるための駆動を開始する。そして、第１インク滴の場合と同様に、電圧Ｖ、パルス幅ΔＴｐの駆動パルスを印加し、第１インク滴と同様のインク滴の吐出量と吐出速度で、ノズル６から第２インク滴の吐出が行われる。なお、時間間隔ΔＴ０を圧力室５内の圧力波による圧力変動の影響を受けないように定めることが、インク滴の吐出量と吐出速度を２つのインク滴間で同様にするための前提となるが、その具体的な定め方については後述する。
【００４４】
次いで、第１ドットに対する２つのインク滴の吐出により第１ドットの形成がなされたため、第２ドットに対するインク滴の吐出に移る。第２ドットに対する第１インク滴を吐出させるための駆動は、タイミングＴ１から時間間隔ΔＴ１が経過したタイミングＴ２において開始する。そして、前述と同様に、電圧Ｖ、パルス幅ΔＴｐの駆動パルスを印加し、第１ドットに対する２滴のインク滴と同様のインク滴の吐出量と吐出速度で、ノズル６から第２ドットに対する第１インク滴の吐出が行われる。この場合も、時間間隔ΔＴ１は、圧力室５内の圧力波による圧力変動の影響を受けないように定められるが、具体的には後述する。
【００４５】
このように、本実施形態では、それぞれのドットに対するそれぞれのインク滴を吐出させるための駆動パルスは共通であり、同一の波形パターンが用いられる。よって、インクジェットヘッドの駆動制御を簡素な回路構成で行うことができる。
【００４６】
次に、本実施形態における前記駆動信号の各印加タイミングを与える時間間隔ΔＴ０、ΔＴ１の定め方について、図４及び図５を用いて説明する。
【００４７】
ここで、本実施形態に係るインクジェットヘッドは、前述の圧力波による固有の振動周期をＴを有するものとする。すなわち、インク滴の吐出の際、このＴを周期として、インク室５内のインクの圧力が一定時間範囲内で増加と減少を繰り返すことになる。
【００４８】
図４は、前記時間間隔ΔＴ０を変えた場合に、第１インク滴と第２インク滴について、それぞれインク滴の吐出速度がどのように変化するかを示す図である。なお、図４における横軸は、前記固有の振動周期Ｔとの相対値で表した時間間隔をとっている。
【００４９】
まず、第１インク滴については、ΔＴ０の経過中は既にノズル６から吐出されているため、当然ΔＴ０をどのように変化させても、極めてΔＴ０が小さくならない限り、ほとんど一定速度ｖ０に保たれる。この速度ｖ０が本実施形態のインクジェットプリンタの本来的なインク滴の吐出速度であるといえる。
【００５０】
一方、第１インク滴に対する加圧と吐出によって生じた圧力波により、周期Ｔに従って、圧力室５内部の圧力状態が変動する。そして、ΔＴ０＝Ｔとなるとき、圧力変動による圧力室５内のインクの圧力が最大に高まる。すなわち、第２インク滴に本来加えるべき圧力に、圧力波による変動分が重畳され最大値となる。よって、図４に示すように、ΔＴ０＝Ｔのタイミングで第２インク滴を吐出させるとき、吐出速度はピークＰとなり、最大の吐出速度ｖ１で吐出が行われる。従って、第１インク滴に比べ、ｖ１−ｖ０だけ吐出速度が大きくなるため、第２インク滴の着弾位置の誤差を生じさせる結果となる。
【００５１】
ここで、ΔＴ０をＴに比べ非常に大きな値に設定すれば、圧力波による圧力変動は減衰するので、第２インク滴の吐出速度をｖ０にすることは可能である。しかしながら、印刷を高速に行うためにΔＴ０は小さな値にせざるを得ず、圧力変動が残存する時間範囲内に設定しなければならない。
【００５２】
そこで、本実施形態では、図４に示すように、ピークＰを避けて、その前後において、ほぼ吐出速度がｖ１となる時間ｔ１、ｔ２をΔＴ０の設定値として用いることとした。すなわち、この部分では残存する圧力変動の影響を受けることなく、圧電素子２による加圧による本来の圧力をインクに加えることができる。これにより、第２インク滴の吐出速度を、第１インク滴と一致させることができ、着弾位置に誤差を生じさせることはない。また、吐出されるインク滴のインク量も第１インク滴と同様にすることができる。
【００５３】
なお、時間ｔ１、ｔ２とＴとの関係は、インクジェットヘッドの構造やインクの性質に左右されるが、概ね、ｔ１は０．６Ｔから０．９５Ｔの範囲内、ｔ２は１．０５Ｔから１．４Ｔの範囲内に設定すればよい。この点は実験的にも確認されている。
【００５４】
また、一般に圧力波の周期Ｔは、２０〜４０μｓｅｃ程度になる。従って、ΔＴ０をｔ１又はｔ２に設定した場合には、高速なインク滴の吐出が可能であり、インクジェットヘッドは高速な印刷に対応したものとなる。
【００５５】
次に、図５は、前記時間間隔ΔＴ１を変えた場合に、第１ドットの第２インク滴と第２ドットの第１インク滴について、それぞれインク滴の吐出速度がどのように変化するかを示す図である。図５における横軸もＴとの相対値で表した時間間隔であるが、図４の場合よりも広い範囲をとっている。
【００５６】
第１ドットの第２インク滴の吐出が適切に行われたものとすると、図４で説明したように、この第１ドットの第２インク滴の吐出速度自体はΔＴ１の変化にかかわらず、一定速度ｖ０に保たれる。
【００５７】
一方、第１ドットの第２インク滴に対する加圧と吐出によって生じた圧力波により、前述したように、圧力室５内部の圧力状態が周期Ｔに従って変動し、徐々にその変動成分は減衰していく。よって、第２ドットの第１インク滴の吐出速度は周期的に変動する。この場合もΔＴ１に比べ非常に大きな値に設定すれば、第２ドットの第１インク滴の吐出速度をｖ０にできるが、高速印刷に対応するため、数ｋＨｚ以上のオーダーでドットを形成する必要があり、ΔＴも小さな値にせざるを得ない。
【００５８】
ところで、図５に示すように、第２ドットの第１インク滴の吐出速度は、周期Ｔにおいて、前述のピークＰとなるが、それ以上の時間範囲では、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔに近辺で吐出速度ｖ０に近づき、Ｔの整数倍の中間近辺ではｖ０より小さくなる傾向にある。これは、圧力室５内の圧力変動の性質に起因するものであり、実験的に確認されている。よって、周期Ｔの２以上の整数倍をΔＴ１の値として設定することにより、第２ドットの第１インク滴の吐出速度とインク量を、第１ドットの第２インク滴と一致させることができ、ドット毎の着弾位置とドットサイズの誤差が生じなくなる。
【００５９】
なお、ΔＴ１の設定は、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔその他、多様な選択が可能であるため、多数のドットを連続して印字する場合に、低周波駆動、高周波駆動を自由に選択して設定すること可能となる。
【００６０】
以上説明したΔＴ０、ΔＴ１による駆動タイミングの制御は、１ドットが更に多くのインク滴からなる場合であっても、また、より多数のドットを連続して印字する場合であっても同様に適用することができる。すなわち、１ドットに含まれる複数のインク滴のうち、任意の連続する２つのインク滴の駆動タイミングを、ΔＴ０の時間間隔をおくように制御すればよい。また、多数のドット中、連続する２つのドットに対して、先に印字するドット中の最後のインク滴と、続いて印字するドット中の最初のインク滴の駆動タイミングを、ΔＴ１の時間間隔をおくように制御すればよい。
【００６１】
また、以上説明した実施形態では、いわゆるマルチパルスによる駆動方式を採用するインクジェットプリンタに対し本発明を適用する場合について説明したが、これに限られず、１ドットに１つのインク滴を着弾させる方式のインクジェットプリンタに対しても本発明の適用が可能である。この場合でも、各ドットの着弾位置等の誤差を軽減して、高速な印刷を行う効果が得られる。
【００６２】
また、各実施形態において、電界方向が分極方向と直交する方向になるように配置された、いわゆるシェアモードタイプの圧電素子を用いた構成について説明したが、電界方向が分極方向と一致する方向になるように配置された、いわゆるユニモルフタイプの圧電素子を用いた構成にしてもよい。更に、シェアモードタイプとユニモルフタイプを複合させた構成としたり、他の種類の圧電素子を用いた構成にしてもよい。
【００６３】
また、各実施形態において、圧電素子を用いてインクを加圧する構成について説明したが、ノズル近傍で気泡を発生させ、その力でインクを噴出する、いわゆるバブルジェット方式、あるいは他の方式を用いた場合であっても、本発明の適用が可能である。
【００６４】
また、各実施形態において、圧力室の容積を増加させ、インクをインク室から圧力室に流入させた後、圧力室の容積を元に戻しインク滴を吐出させる、いわゆる引き打ちを行う場合を説明したが、先に圧力室内のインク容積を減少させ、インク滴を吐出させてからインクを供給する、いわゆる押し打ちを行うようにしてもよいし、それ以外の方法としてもよい。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、インク室内の圧力波の変動が残存する短時間内であっても、吐出速度と吐出量を一定にしてインク滴を吐出するので、着弾位置、ドットサイズに誤差が生じず、複雑な回路を設けることなく、高解像度画像を高品質かつ高速に印刷することが可能となる。
また、いわゆるマルチパルスによる駆動方式であっても、各ドット中のインク滴の着弾を誤差なく行い、良好な品質で高速な印刷を行うことが可能となる。
更に、圧力波の振動周期の２以上の整数倍の時間間隔で、連続するドットに対するインク滴吐出を行うようにしたので、多数のドットを高速に印刷する場合でも、圧力波の影響を抑えた良好な品質で印刷を行うことが可能となる。
【００６６】
請求項２に記載の発明によれば、圧力波の変動がピークとなる周期Ｔの前後で、変動が第２駆動タイミングで与える圧力に影響を及ぼさない時点において、２滴のインク滴を連続して吐出するようにしたので、一定の吐出速度、吐出量で連続してインク滴の吐出ができ、高解像度画像を一層高品質かつ高速度に印刷することが可能となる。
【００６７】
請求項３に記載の発明によれば、同一の波形パターンを用いて連続するインク滴の吐出を制御するようにしたので、駆動回路を簡素に構成した上で本発明の効果を得ることが可能となる。
【００６８】
【００６９】
【００７０】
請求項４に記載の発明によれば、インク室内の圧力波の変動が残存する短時間内であっても、吐出速度と吐出量を一定にしてインク滴を吐出するので、着弾位置、ドットサイズに誤差が生じず、複雑な回路が不要で、高解像度画像を高品質かつ高速に印刷可能なインクジェットプリンタを提供できる。
また、いわゆるマルチパルスによる駆動方式を採用したインクジェットプリンタであっても、各ドット中のインク滴の着弾を誤差なく行い、良好な品質で高速な印刷を行わせることが可能となる。
更に、圧力波の振動周期の２以上の整数倍の時間間隔で、連続するドットに対するインク滴吐出を行うようにしたので、多数のドットを高速に印刷可能で、圧力波の影響を抑えた良好な品質で印刷を行うことが可能なインクジェットプリンタが提供できる。
【００７１】
請求項５に記載の発明によれば、圧力波の変動がピークとなる周期Ｔの前後で、変動が第２駆動タイミングで与える圧力に影響を及ぼさない時点において、２滴のインク滴を連続して吐出するようにしたので、一定の吐出速度、吐出量で連続してインク滴の吐出ができ、高解像度画像を一層高品質かつ高速度に印刷可能なインクジェットプリンタが提供できる。
【００７２】
請求項６に記載の発明によれば、同一の波形パターンを用いて連続するインク滴の吐出を制御するようにしたので、簡素な構成の駆動回路を用いて本発明の効果を得られるインクジェットプリンタが提供できる。
【００７３】
【００７４】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッドの図１のＸ−Ｘ線縦断面図であり、（ａ）は圧電素子に駆動電圧を印加しない場合、（ｂ）は圧電素子に駆動電圧を印加した場合の図である。
【図３】本発明の実施形態において、圧電素子に印加される駆動電圧の波形パターンを示す図である。
【図４】本発明の実施形態において、第１インク滴と第２インク滴に対する駆動信号の印加タイミングの定め方を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態において、第１ドットの第２インク滴と第２ドットの第１インク滴に対する駆動信号の印加タイミングの定め方を説明する図である。
【符号の説明】
１…セラミックシート
２…圧電素子
３…ノズルプレート
４…インク室
５…圧力室
６…ノズル
１０、１１、１２、１３…独立電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention belongs to the technical field of an ink jet head driving method in which a driving voltage is applied to pressurize and control ink in a pressure chamber and ink droplets are ejected from nozzles.
[0002]
[Prior art]
  In recent years, in an ink jet printer having a plurality of nozzles, in order to print an image with high resolution, it is required to reduce the size of ink droplets ejected from the nozzles. Further, by adopting a so-called multi-pulse driving method in which a single dot of an image is formed by landing a plurality of ink droplets, an ink jet printer suitable for higher resolution gradation expression is becoming widespread.
[0003]
  In such an ink jet printer, the number of ejected ink droplets increases as the size of the droplets decreases, and in order to perform high-speed printing, it is necessary to drive the ink droplets ejected from the respective nozzles at high speed. For this reason, the time interval of each ink droplet ejection is shortened, and after applying one ink droplet from the nozzle by pressurizing the ink in the pressure chamber of the inkjet head, the ink droplet is immediately applied to the ink for the next ink droplet ejection. The drive must be controlled to apply pressure.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
  In general, in an ink jet head, when ink in a pressure chamber is pressurized to eject ink droplets, a pressure wave is generated in the pressure chamber. This pressure wave remains for a certain period of time while giving a pressure fluctuation to the ink at a specific cycle while repeating reflection on the ink discharge surface, ink supply surface, etc. using the ink as a medium. Since the next ink droplet is ejected immediately after that, when the ink in the pressure chamber is pressurized, the remaining pressure fluctuations overlap with the pressure accompanying the pressurization. Accordingly, the drive signal originally intended to be given to the next ink drop substantially increases or decreases by the amount corresponding to the pressure fluctuation, and an error is caused in the discharge speed and discharge amount of the ink drop from the nozzle. become. That is, when the ink droplet that follows the first ink droplet is landed, an error occurs in the landing position or the dot size. In addition, when the thickness of the recording medium changes, the flying distance of the ink droplet also changes, so that the magnitude of the error in the landing position on the recording medium changes.
[0005]
  It is conceivable to take measures against such pressure fluctuations of the ink by adjusting the drive waveform for pressurization. However, if a drive waveform adjustment circuit is provided for each nozzle, the configuration is very It becomes complicated and leads to an increase in cost.
[0006]
  Therefore, the present invention has been made in view of such a problem, and even when a large number of ink droplets are continuously ejected at high speed, the landing position and the dot size can be set without providing a complicated circuit. An object of the present invention is to provide an inkjet driving method for an inkjet printer that can be accurately maintained, and an inkjet printer using the driving method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-described problem, an ink jet head driving method according to claim 1 includes a pressure chamber, a nozzle communicating with the pressure chamber, a pressurizing unit that pressurizes ink in the pressure chamber, and the pressurizing unit. An ink-jet head driving method for driving an ink-jet head comprising a driving means for applying a driving voltage to the nozzle and continuously ejecting a plurality of ink droplets from the nozzle, wherein the ink-jet head driving method comprises: Ink droplets are ejected by applying a drive voltage at each of the first drive timing when ejecting the preceding ink droplet and the second drive timing when ejecting the subsequent ink droplet.In the inkjet head driving method,When forming one dot on the recording surface by the plurality of ink droplets ejected continuously,The second drive timing is a pressure wave generated in the pressure chamber as the ink in the pressure chamber is pressurized when the preceding ink droplet is ejected.1'sVibration periodBefore or afterThe timing at which the ejection speed of the subsequent ink droplet at the nozzle is substantially the same as that of the preceding ink droplet;In the case where different dots are formed on the recording surface by the plurality of ink droplets ejected in succession, the first dot is determined from the second driving timing with respect to the ink droplet landed at the end of the previously formed one dot. The time interval until the first drive timing for the first ink droplet landed after 1 dot is an integral multiple of 2 or more of the vibration period of the pressure wave.It is characterized by doing.
[0008]
  According to the present invention, when two continuous ink droplets are ejected from a plurality of ink droplets ejected from the nozzle, the ink in the pressure chamber is pressurized at the first drive timing to eject the preceding ink droplets. A pressure wave is generated along with this pressurization, and the pressure state in the pressurization chamber varies according to the inherent vibration cycle. Then, at the second drive timing within the time range of the fluctuation and the ejection speed at the nozzle that increases or decreases depending on the pressure state is substantially the same as the preceding ink droplet, the ink in the pressure chamber is pressurized and the subsequent ink droplet To discharge. Therefore, even within a short time when pressure wave fluctuations remain, the ink droplet ejection speed and ejection amount are kept constant, and there is no error in the position and dot size when landing on the recording medium. High-quality and high-speed printing of high-resolution images can be performed without providing a complicated circuit.
Further, in order to form one dot on the recording surface, a plurality of ink droplets are ejected by performing the above-described driving. Therefore, even with a so-called multi-pulse driving method, the ink droplets in each dot are landed without error, and high-speed printing can be performed with good quality.
Further, after the last one of the plurality of ink droplets forming one dot is ejected, the next one dot is formed when nT (n is an integer of 2 or more) elapses with respect to the vibration period T of the pressure wave. The first of the plurality of ink droplets is ejected. Therefore, even when each dot is printed at high speed by multi-pulse driving, it is possible to perform printing with good quality while suppressing the influence of pressure waves.
[0009]
  According to a second aspect of the present invention, there is provided the inkjet head driving method according to the first aspect of the invention, wherein the time interval between the first driving timing and the second driving timing is 0.6 T with respect to the vibration period T of the pressure wave. In the range from 0.95T to 1.05T or in the range from 1.05T to 1.4T.
[0010]
  According to the present invention, after the preceding ink droplet is ejected at the first drive timing, the time when 0.6 to 0.95 T or 1.05 to 1.4 T has elapsed with respect to the vibration period T of the pressure wave is set as the second drive timing. Subsequent ink droplets are ejected. Therefore, before and after the period T when the pressure wave fluctuation reaches its peak, two drops of ink are selected at a time point when the pressure wave fluctuation given at the first driving timing does not affect the pressure given at the second driving timing. Since the droplets are continuously ejected, the ejection speed and the ejection amount of the ink droplets are kept constant, and a higher resolution image is printed at a high quality and at a high speed as in the invention of claim 1. can do.
[0011]
  According to a third aspect of the present invention, there is provided the ink jet head driving method according to the first or second aspect of the invention, wherein the driving voltage applied for discharging the preceding ink droplet and the driving voltage applied for discharging the subsequent ink droplet are applied. The drive voltages to be applied have the same waveform pattern that differs only in drive timing.
[0012]
  According to this invention, the same waveform pattern is used for the drive voltage applied when a plurality of ink droplets are continuously ejected from the nozzle, and only the drive timing is individually controlled. Therefore, in order to keep the ejection speed and ejection amount of the ink droplets constant, it is not necessary to provide a separate drive circuit for each, the circuit can be shared, and the above-described effects of the present invention can be obtained with a simpler configuration. Can do.
[0013]
[0014]
[0015]
[0016]
[0017]
  Claim4The ink jet printer according to claim 1, wherein a pressure chamber, a nozzle communicating with the pressure chamber, a pressurizing unit that pressurizes ink in the pressure chamber, and a plurality of inks from the nozzle by applying a driving voltage to the pressurizing unit. An inkjet printer that performs printing using an inkjet head that includes a drive unit that continuously ejects droplets, and ejects two successive ink droplets of the plurality of ink droplets, and ejects preceding ink droplets At the first drive timing at the time of discharge and at the second drive timing at the time of discharging the subsequent ink droplets, the drive voltage is applied respectively.In inkjet printer,When forming one dot on the recording surface by the plurality of ink droplets ejected continuously,The second drive timing is a pressure wave generated in the pressure chamber as the ink in the pressure chamber is pressurized when the preceding ink droplet is ejected.1'sVibration periodBefore or afterThe timing at which the ejection speed of the subsequent ink droplet at the nozzle is substantially the same as that of the preceding ink droplet;In the case where different dots are formed on the recording surface by the plurality of ink droplets ejected in succession, the first dot is determined from the second driving timing with respect to the ink droplet landed at the end of the previously formed one dot. The time interval until the first drive timing for the first ink droplet landed after 1 dot is an integral multiple of 2 or more of the vibration period of the pressure wave.It is characterized by doing.
[0018]
  According to the present invention, the drive control of the plurality of ink droplets ejected from the nozzle is performed by the same operation as that of the first aspect of the present invention, and the image of higher resolution can be obtained without being affected by the pressure wave. High-quality and high-speed printing can be performed without providing a complicated circuit. Thereby, high-speed printing can be performed while maintaining good quality, and a low-cost inkjet printer is provided.
In addition, the quality of an ink jet printer that employs a multi-pulse drive system is improved, and printing can be performed at high speed.
Furthermore, when a continuous dot is printed at high speed by the multi-pulse driving method, printing with good quality can be performed.
[0019]
  Claim5An ink jet printer according to claim4The time interval between the first drive timing and the second drive timing is within a range from 0.6T to 0.95T with respect to the vibration period T of the pressure wave, or from 1.05T. It is characterized by being within a range up to 1.4T.
[0020]
  According to the present invention, the operation similar to that of the second aspect of the invention controls the ejection of two consecutive ink droplets at an appropriate timing, and prints a higher resolution image at a high quality and at a high speed. be able to.
[0021]
  Claim6An ink jet printer according to claim4Or claim5The drive voltage applied for ejecting the preceding ink droplet and the drive voltage applied for ejecting the subsequent ink droplet have the same waveform pattern that differs only in drive timing. And
[0022]
  According to the present invention, the drive circuit for ejecting ink droplets is made common by the same operation as that of the third aspect of the invention, and the configuration of the ink jet printer is simplified.
[0023]
[0024]
[0025]
[0026]
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. In the following description, an embodiment in which the present invention is applied to an ink jet printer that forms one dot with a plurality of ink droplets by multi-pulse driving will be described.
[0028]
  First, the structure and operation of the inkjet head of the inkjet printer according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
[0029]
  FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an ink jet head according to this embodiment. The ink jet head shown in FIG. 1 is configured by joining a ceramic sheet 1, a piezoelectric element 2, and a nozzle plate 3.
[0030]
  An ink flow path is formed in the ceramic sheet 1, and an ink chamber 4 that supplies ink and a plurality of pressure chambers 5 that store ink that is pressurized to eject ink droplets are provided. The plurality of pressure chambers 5 are partitioned by side walls and formed in a groove shape.
[0031]
  The nozzle plate 3 is joined to the front side of the ceramic sheet. The nozzle plate 3 is formed with a plurality of nozzles 6 for ejecting ink droplets, each of which communicates with the pressure chamber 5.
[0032]
  The piezoelectric element 2 is made of a piezoelectric material formed in a sheet shape, and is bonded to the upper surface side of the ceramic sheet 1 to block the opening portion at the upper part of the ink flow path. By applying a driving voltage to the piezoelectric element 2, the ink in the pressure chamber 5 can be pressurized by being deformed in the vertical direction in FIG.
[0033]
  This will be described with reference to FIG. 2 is a cross-sectional view of the inkjet head in FIG. 1 taken along line XX. FIG. 2A shows a state in which no driving voltage is applied to the piezoelectric element 2, and FIG. FIG.
[0034]
  As shown in FIG. 2A, it can be seen that a plurality of pressure chambers 5 are arranged in parallel in the lateral direction at the upper part of the ceramic sheet 1. The piezoelectric element 2 bonded to the ceramic sheet 1 is provided with a number of electrodes on the upper surface 2a and the lower surface 2b. Although only three pressure chambers 5 are shown in FIG. 2A, in reality, more pressure chambers can be arranged side by side.
[0035]
  In the upper part of each pressure chamber 5 of the piezoelectric element 2, an independent electrode 10 on the upper surface 2a and an independent electrode 11 on the lower surface 2b are provided. In addition, an independent electrode 12 on the upper surface 2 a and an independent electrode 13 on the lower surface 2 b are provided in the upper part of the position corresponding to the middle between the pressure chambers 5 on both sides of the piezoelectric element 2. In this embodiment, the piezoelectric element 2 is driven by applying a constant drive voltage to the independent electrodes 10 and 11 and applying a constant drive voltage having a reverse polarity to the independent electrodes 12 and 13. Note that this driving can be individually controlled with respect to the discharge by the respective pressure chambers 5 and the nozzles 6 communicating therewith.
[0036]
  As shown in FIG. 2A, the piezoelectric element 2 is polarized in the thickness direction, and has a polarization direction indicated by an arrow in FIG. That is, the electric field direction is arranged so as to be orthogonal to the polarization direction, and the so-called share mode type configuration is adopted.
[0037]
  In order to drive the piezoelectric element 2 configured as described above, a drive voltage is applied with the independent electrodes 10 and 11 being positive and the independent electrodes 12 and 13 being negative as shown in FIG. Then, the regions 14 and 15 of the piezoelectric element 2 sandwiched between the independent electrodes 10 and 11 side and the adjacent independent electrodes 12 and 13 side are deformed due to a thickness slip, and the portions where the independent electrodes 10 and 11 exist are It acts to move to a state that is convex outward. As a result, the volume of the pressure chamber 5 increases, the ink pressure in the pressure chamber 5 decreases, and the ink in the common ink chamber 4 is sucked into the pressure chamber 5.
[0038]
  Next, when the application of the drive voltage to the independent electrodes 10 to 13 is stopped, the above-described deformation due to the thickness slip is not performed, and the operation returns to the state of FIG. As a result, the volume of the pressure chamber 3 is restored, the pressure of the ink in the pressure chamber 5 increases, and the ink in the pressure chamber 5 is ejected to the outside from the nozzle 6 as ink droplets.
[0039]
  At this time, a pressure wave is generated in the ink in the pressure chamber 5 with the pressurization of the ink in the pressure chamber 5 and the ejection of ink droplets. This pressure wave propagates in the pressure chamber 5 using ink as a medium, reciprocates repeatedly while being reflected on the ink ejection surface, the ink supply surface, and the like, and gradually decreases. The pressure fluctuation due to the pressure wave fluctuates periodically at a specific frequency determined by the shape of the pressure chamber 5, the ink material, and the like, and remains for a while after the ink droplet is ejected. Therefore, when ejecting the next ink droplet, the pressure fluctuation due to the remaining pressure wave is added to the pressurization by the piezoelectric element 2. In the present embodiment, the drive timing for the ejection of the next ink droplet is determined so that the timing is appropriate in consideration of the influence of the pressure wave. Details will be described later.
[0040]
  Next, FIG. 3 is a diagram illustrating a waveform pattern of a drive voltage applied to the piezoelectric element 2 in order to drive the ink jet head according to the present embodiment. In the present embodiment, one dot is formed by landing two ink droplets. In FIG. 3, driving is performed in a case where a first ink droplet as a preceding ink droplet and a second ink droplet as a subsequent ink droplet are ejected from two consecutive first dots and second dots, respectively. The signal waveform pattern will be described.
[0041]
  At timing T0 shown in FIG. 3, the driving for ejecting the first ink droplet for the first dot is started. At this timing T0, the drive pulse of voltage V is applied between the independent electrodes 10 and 11 and the independent electrodes 12 and 13 of the piezoelectric element 2 described above, and the application of the drive pulse is stopped when the pulse width ΔTp elapses. Thereby, as described above, the suction of ink from the ink chamber 4 into the pressure chamber 5 and the discharge of the first ink droplet from the nozzle 6 are performed.
[0042]
  In the example of FIG. 3, the shape of the waveform of the drive pulse is a trapezoidal wave. That is, the rising and falling edges of the waveform are changed relatively slowly, but driving may be performed using drive pulses having steeper rising and falling edges.
[0043]
  Next, at timing T1 when the time interval ΔT0 has elapsed from timing T0, driving for ejecting the second ink droplet to the first dot is started. Then, as in the case of the first ink droplet, a drive pulse having a voltage V and a pulse width ΔTp is applied, and the second ink droplet is discharged from the nozzle 6 at the same ink droplet discharge amount and discharge speed as the first ink droplet. Discharging is performed. Note that setting the time interval ΔT0 so as not to be affected by the pressure fluctuation caused by the pressure wave in the pressure chamber 5 is a precondition for making the ink droplet ejection amount and ejection speed the same between the two ink droplets. However, the specific method of setting will be described later.
[0044]
  Next, since the first dot is formed by ejecting two ink droplets to the first dot, the process moves to ejecting ink droplets to the second dot. The driving for discharging the first ink droplet to the second dot starts at timing T2 when the time interval ΔT1 has elapsed from timing T1. In the same manner as described above, a driving pulse having a voltage V and a pulse width ΔTp is applied, and the second ink droplet is ejected from the nozzle 6 to the second dot at the same ejection amount and ejection speed as the two ink droplets to the first dot. One ink droplet is ejected. Also in this case, the time interval ΔT1 is determined so as not to be affected by the pressure fluctuation due to the pressure wave in the pressure chamber 5, and will be described later in detail.
[0045]
  Thus, in the present embodiment, the drive pulses for ejecting the respective ink droplets for the respective dots are common and the same waveform pattern is used. Therefore, drive control of the inkjet head can be performed with a simple circuit configuration.
[0046]
  Next, how to determine the time intervals ΔT0 and ΔT1 that give the application timings of the drive signals in the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0047]
  Here, the ink jet head according to the present embodiment has a characteristic vibration period T due to the pressure wave described above. That is, when ejecting ink droplets, the pressure of the ink in the ink chamber 5 repeatedly increases and decreases within a certain time range with this T as a period.
[0048]
  FIG. 4 is a diagram showing how the ink droplet ejection speed changes for the first ink droplet and the second ink droplet when the time interval ΔT0 is changed. Note that the horizontal axis in FIG. 4 represents a time interval represented by a relative value with respect to the inherent vibration period T.
[0049]
  First, since the first ink droplet has already been ejected from the nozzle 6 during the course of ΔT0, no matter how ΔT0 is changed, it is maintained at a substantially constant speed v0 as long as ΔT0 does not become extremely small. . It can be said that this speed v0 is the original ink droplet ejection speed of the ink jet printer of this embodiment.
[0050]
  On the other hand, the pressure state inside the pressure chamber 5 fluctuates according to the period T due to pressure waves generated by pressurization and ejection of the first ink droplets. When ΔT0 = T, the pressure of the ink in the pressure chamber 5 due to pressure fluctuation increases to the maximum. That is, the fluctuation due to the pressure wave is superimposed on the pressure that should be originally applied to the second ink droplet, and the maximum value is obtained. Therefore, as shown in FIG. 4, when the second ink droplet is ejected at the timing of ΔT0 = T, the ejection speed becomes the peak P, and the ejection is performed at the maximum ejection speed v1. Accordingly, the ejection speed is increased by v1-v0 compared to the first ink droplet, resulting in an error in the landing position of the second ink droplet.
[0051]
  Here, if ΔT0 is set to a very large value compared with T, the pressure fluctuation due to the pressure wave is attenuated, so that the ejection speed of the second ink droplet can be set to v0. However, in order to perform printing at high speed, ΔT0 must be a small value and must be set within a time range in which pressure fluctuations remain.
[0052]
  Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the times t1 and t2 at which the ejection speed is substantially v1 before and after the peak P are avoided as the set value of ΔT0. That is, the original pressure by the pressurization by the piezoelectric element 2 can be applied to the ink without being affected by the remaining pressure fluctuation in this portion. As a result, the ejection speed of the second ink droplet can be matched with that of the first ink droplet, and no error occurs in the landing position. Further, the ink amount of the ejected ink droplets can be the same as that of the first ink droplets.
[0053]
  The relationship between the times t1, t2 and T depends on the structure of the ink jet head and the properties of the ink. In general, t1 is in the range of 0.6T to 0.95T, and t2 is 1.05T to 1. What is necessary is just to set in the range of 4T. This point has been confirmed experimentally.
[0054]
  In general, the period T of the pressure wave is about 20 to 40 μsec. Therefore, when ΔT0 is set to t1 or t2, ink droplets can be ejected at high speed, and the ink jet head can cope with high-speed printing.
[0055]
  Next, FIG. 5 shows how the ink droplet ejection speed changes for the second ink droplet of the first dot and the first ink droplet of the second dot when the time interval ΔT1 is changed. FIG. The horizontal axis in FIG. 5 is also a time interval expressed as a relative value with T, but takes a wider range than in the case of FIG.
[0056]
  Assuming that the ejection of the second ink droplet of the first dot is appropriately performed, as described in FIG. 4, the ejection speed of the second ink droplet of the first dot itself is constant regardless of the change in ΔT1. The speed is kept at v0.
[0057]
  On the other hand, as described above, the pressure state generated by pressurization and ejection of the second ink droplet of the first dot causes the pressure state inside the pressure chamber 5 to fluctuate according to the period T, and the fluctuation component is gradually attenuated. Go. Therefore, the ejection speed of the first ink droplet of the second dot varies periodically. In this case as well, if the value is set to a very large value compared to ΔT1, the ejection speed of the first ink droplet of the second dot can be set to v0. However, in order to support high-speed printing, it is necessary to form dots on the order of several kHz or more. And ΔT must be set to a small value.
[0058]
  By the way, as shown in FIG. 5, the discharge speed of the first ink droplet of the second dot becomes the above-mentioned peak P in the period T, but in the time range longer than that, it is discharged in the vicinity of 2T, 3T, and 4T. The speed approaches v0 and tends to be smaller than v0 in the vicinity of an intermediate multiple of T. This is due to the nature of pressure fluctuation in the pressure chamber 5 and has been confirmed experimentally. Therefore, by setting an integer multiple of 2 or more of the period T as the value of ΔT1, the ejection speed and the ink amount of the first ink droplet of the second dot can be matched with the second ink droplet of the first dot. An error between the landing position for each dot and the dot size does not occur.
[0059]
  Since ΔT1 can be selected in various ways such as 2T, 3T, and 4T, low-frequency driving and high-frequency driving can be freely selected and set when printing a large number of dots continuously. It becomes possible.
[0060]
  The above-described drive timing control by ΔT0 and ΔT1 is similarly applied even when one dot is composed of more ink droplets or when a larger number of dots are continuously printed. be able to. That is, the drive timing of any two consecutive ink droplets among a plurality of ink droplets included in one dot may be controlled so as to have a time interval of ΔT0. In addition, with respect to two consecutive dots among a large number of dots, the drive timing of the last ink droplet in the dot to be printed first and the first ink droplet in the dot to be subsequently printed is set to a time interval of ΔT1. Control may be performed.
[0061]
  In the embodiment described above, the case where the present invention is applied to an ink jet printer that employs a so-called multi-pulse driving method has been described. However, the present invention is not limited to this, and a method of landing one ink droplet on one dot. The present invention can also be applied to an ink jet printer. Even in this case, the effect of performing high-speed printing can be obtained by reducing errors such as the landing position of each dot.
[0062]
  In each embodiment, a configuration using so-called shear mode type piezoelectric elements arranged so that the electric field direction is orthogonal to the polarization direction has been described. A so-called unimorph type piezoelectric element arranged in such a manner may be used. Furthermore, a configuration in which the share mode type and the unimorph type are combined, or a configuration using other types of piezoelectric elements may be used.
[0063]
  In each embodiment, the configuration in which ink is pressurized using a piezoelectric element has been described. However, a so-called bubble jet method, in which bubbles are generated in the vicinity of the nozzle and ink is ejected by that force, or other methods are used. Even in this case, the present invention can be applied.
[0064]
  Also, in each embodiment, a case where so-called striking is performed in which the volume of the pressure chamber is increased and ink is allowed to flow from the ink chamber to the pressure chamber and then the volume of the pressure chamber is returned to eject ink droplets. However, the ink volume in the pressure chamber may be reduced first, ink may be ejected after ink droplets are ejected, and so-called pushing may be performed, or other methods may be used.
[0065]
【The invention's effect】
  According to the first aspect of the present invention, ink droplets are ejected at a constant ejection speed and ejection amount even within a short period of time in which fluctuations in pressure waves in the ink chamber remain. Therefore, it is possible to print a high-resolution image with high quality and high speed without providing a complicated circuit.
Even with a so-called multi-pulse drive system, ink droplets in each dot can be landed without error, and high-quality printing can be performed with good quality.
In addition, since ink droplets are ejected to successive dots at time intervals that are integer multiples of 2 or more of the vibration period of the pressure wave, the effect of the pressure wave is suppressed even when a large number of dots are printed at high speed. Printing with good quality can be performed.
[0066]
  According to the second aspect of the present invention, before and after the period T in which the fluctuation of the pressure wave peaks, at the time when the fluctuation does not affect the pressure applied at the second drive timing, two ink droplets are continued. Therefore, ink droplets can be discharged continuously at a constant discharge speed and discharge amount, and a high-resolution image can be printed with higher quality and higher speed.
[0067]
  According to the third aspect of the present invention, since the ejection of continuous ink droplets is controlled using the same waveform pattern, the effect of the present invention can be obtained with a simple configuration of the drive circuit. It becomes.
[0068]
[0069]
[0070]
  Claim4According to the invention described in the above, even within a short time in which the fluctuation of the pressure wave in the ink chamber remains, an ink droplet is ejected at a constant ejection speed and ejection amount, so there is an error in the landing position and dot size. Inkjet printers that do not occur, do not require complicated circuits, and can print high-resolution images at high quality and at high speed can be provided.
In addition, even an ink jet printer that employs a so-called multi-pulse drive system can perform landing of ink droplets in each dot without error, and can perform high-speed printing with good quality.
In addition, ink droplets are ejected onto successive dots at time intervals that are an integer multiple of 2 or more of the vibration period of the pressure wave, so that a large number of dots can be printed at high speed and the effect of pressure waves is suppressed. Ink jet printers capable of printing with high quality can be provided.
[0071]
  Claim5According to the invention described in (2), before and after the period T when the fluctuation of the pressure wave peaks, at the time when the fluctuation does not affect the pressure applied at the second drive timing, two ink drops are continuously ejected. Thus, an ink jet printer that can continuously discharge ink droplets at a constant discharge speed and discharge amount and can print a high-resolution image at higher quality and higher speed can be provided.
[0072]
  Claim6According to the invention described in, since the ejection of continuous ink droplets is controlled using the same waveform pattern, an ink jet printer that can obtain the effects of the present invention using a drive circuit having a simple configuration can be provided. .
[0073]
[0074]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an ink jet head according to an embodiment of the present invention.
2 is a vertical cross-sectional view of the inkjet head according to the embodiment of the present invention, taken along line XX of FIG. 1, where (a) shows a case where no driving voltage is applied to the piezoelectric element, and (b) shows a driving voltage applied to the piezoelectric element. It is a figure at the time of applying.
FIG. 3 is a diagram showing a waveform pattern of a drive voltage applied to a piezoelectric element in the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram for explaining how to determine the application timing of drive signals to the first ink droplet and the second ink droplet in the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining how to determine the application timing of the drive signal to the second ink droplet of the first dot and the first ink droplet of the second dot in the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Ceramic sheet
2 ... Piezoelectric element
3 ... Nozzle plate
4 ... Ink chamber
5 ... Pressure chamber
6 ... Nozzle
10, 11, 12, 13 ... Independent electrode

Claims

圧力室と、前記圧力室に連通するノズルと、前記圧力室内のインクを加圧する加圧手段と、前記加圧手段に駆動電圧を印加して前記ノズルから複数のインク滴を連続して吐出させる駆動手段とを備えるインクジェットヘッドを駆動するためのインクジェットヘッド駆動方法であって、
前記複数のインク滴のうち２つの連続するインク滴の吐出を、先行のインク滴を吐出させる際の第１駆動タイミングと、後続のインク滴を吐出させる際の第２駆動タイミングで、それぞれ駆動電圧を印加して行うインクジェットヘッド駆動方法において、
前記連続して吐出される複数のインク滴によって記録面上に１ドットを形成する場合、前記第２駆動タイミングは、前記先行のインク滴の吐出時に前記圧力室内のインクへの加圧に伴い前記圧力室内に生ずる圧力波の１の振動周期よりも前又は後のタイミングであって、前記後続のインク滴の前記ノズルにおける吐出速度が前記先行のインク滴と略同一となるタイミングとし、
前記連続して吐出される複数のインク滴によって記録面上に異なるドットを形成する場合、先に形成された１ドットの最後に着弾するインク滴に対する前記第２駆動タイミングから、当該１ドットの次に形成される１ドットの最初に着弾するインク滴に対する前記第１駆動タイミングまでの時間間隔は、前記圧力波の振動周期の２以上の整数倍とすることを特徴とするインクジェットヘッド駆動方法。A pressure chamber; a nozzle communicating with the pressure chamber; a pressurizing unit that pressurizes ink in the pressure chamber; and a driving voltage applied to the pressurizing unit to continuously eject a plurality of ink droplets from the nozzle. An inkjet head drive method for driving an inkjet head comprising a drive means,
Two continuous ink droplets are ejected from the plurality of ink droplets at a first driving timing when ejecting the preceding ink droplet and a second driving timing when ejecting the subsequent ink droplet, respectively. In the inkjet head driving method performed by applying
In the case where one dot is formed on the recording surface by the plurality of ink droplets ejected continuously, the second drive timing is determined by the pressurization of the ink in the pressure chamber when the preceding ink droplet is ejected. A timing before or after one vibration cycle of the pressure wave generated in the pressure chamber, and a timing at which the ejection speed of the subsequent ink droplet at the nozzle is substantially the same as that of the preceding ink droplet ;
In the case where different dots are formed on the recording surface by the plurality of ink droplets that are continuously ejected, from the second driving timing to the ink droplet that lands at the end of the previously formed one dot, A method for driving an ink-jet head, characterized in that a time interval until the first drive timing for the first ink droplet landed on one dot is an integer multiple of 2 or more of the vibration period of the pressure wave .

前記第１駆動タイミングと前記第２駆動タイミングの時間間隔は、前記圧力波の振動周期Ｔに対し、０．６Ｔから０．９５Ｔまでの範囲内、又は、１．０５Ｔから１．４Ｔまでの範囲内とすることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド駆動方法。 The time interval between the first drive timing and the second drive timing is within a range from 0.6T to 0.95T or a range from 1.05T to 1.4T with respect to the vibration period T of the pressure wave. 2. The ink jet head driving method according to claim 1, wherein the ink jet head driving method is used.

前記先行のインク滴の吐出のため印加される駆動電圧と前記後続のインク滴の吐出のため印加される駆動電圧は、駆動タイミングのみ異なる同一の波形パターンとすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェットヘッド駆動方法。 The drive voltage applied for discharging the preceding ink droplet and the drive voltage applied for discharging the subsequent ink droplet have the same waveform pattern that is different only in drive timing. The inkjet head driving method according to claim 2.

圧力室と、前記圧力室に連通するノズルと、前記圧力室内のインクを加圧する加圧手段と、前記加圧手段に駆動電圧を印加して前記ノズルから複数のインク滴を連続して吐出させる駆動手段とを備えるインクジェットヘッドを用いて印刷を行うインクジェットプリンタであって、
前記複数のインク滴のうち２つの連続するインク滴の吐出を、先行のインク滴を吐出させる際の第１駆動タイミングと、後続のインク滴を吐出させる際の第２駆動タイミングで、それぞれ駆動電圧を印加して行うインクジェットプリンタにおいて、
前記連続して吐出される複数のインク滴によって記録面上に１ドットを形成する場合、前記第２駆動タイミングは、前記先行のインク滴の吐出時に前記圧力室内のインクへの加圧に伴い前記圧力室内に生ずる圧力波の１の振動周期よりも前又は後のタイミングであって、前記後続のインク滴の前記ノズルにおける吐出速度が前記先行のインク滴と略同一となるタイミングとし、
前記連続して吐出される複数のインク滴によって記録面上に異なるドットを形成する場合、先に形成された１ドットの最後に着弾するインク滴に対する前記第２駆動タイミングから、当該１ドットの次に形成される１ドットの最初に着弾するインク滴に対する前記第１駆動タイミングまでの時間間隔は、前記圧力波の振動周期の２以上の整数倍とすることを特徴とするインクジェットプリンタ。A pressure chamber; a nozzle communicating with the pressure chamber; a pressurizing unit that pressurizes ink in the pressure chamber; and a driving voltage applied to the pressurizing unit to continuously eject a plurality of ink droplets from the nozzle. An inkjet printer that performs printing using an inkjet head including a driving unit,
Two continuous ink droplets of the plurality of ink droplets are driven at a first drive timing when ejecting the preceding ink droplet and a second drive timing when ejecting the subsequent ink droplet, respectively. In an inkjet printer that is applied by applying
In the case where one dot is formed on the recording surface by the plurality of ink droplets ejected continuously, the second drive timing is determined by the pressurization of the ink in the pressure chamber when the preceding ink droplet is ejected. A timing before or after one vibration cycle of the pressure wave generated in the pressure chamber, and a timing at which the ejection speed of the subsequent ink droplet at the nozzle is substantially the same as that of the preceding ink droplet ;
In the case where different dots are formed on the recording surface by the plurality of ink droplets that are continuously ejected, from the second driving timing to the ink droplet that lands at the end of the previously formed one dot, An ink jet printer characterized in that a time interval until the first drive timing for the first ink droplet landed on one dot is an integer multiple of 2 or more of the vibration period of the pressure wave .

前記第１駆動タイミングと前記第２駆動タイミングの時間間隔は、前記圧力波の振動周期Ｔに対し、０．６Ｔから０．９５Ｔまでの範囲内、又は、１．０５Ｔから１．４Ｔまでの範囲内と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プリンタ。The time interval between the first drive timing and the second drive timing is within a range from 0.6T to 0.95T or a range from 1.05T to 1.4T with respect to the vibration period T of the pressure wave. The ink jet printer according to claim 4 , wherein the ink jet printer is inside.

前記先行のインク滴の吐出のため印加される駆動電圧と前記後続のインク滴の吐出のため印加される駆動電圧は、駆動タイミングのみ異なる同一の波形パターンとすることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のインクジェットプリンタ。The driving voltage applied for the discharge of the subsequent ink droplets and the driving voltage to be applied for the ejection of ink droplets of the preceding, claim 4 or characterized by different same waveform pattern only the driving timing The ink jet printer according to claim 5 .