JP3818466B2 - インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 - Google Patents
インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3818466B2 JP3818466B2 JP22984597A JP22984597A JP3818466B2 JP 3818466 B2 JP3818466 B2 JP 3818466B2 JP 22984597 A JP22984597 A JP 22984597A JP 22984597 A JP22984597 A JP 22984597A JP 3818466 B2 JP3818466 B2 JP 3818466B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveform
- selection
- drive
- ink
- nozzle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Facsimile Heads (AREA)
- Ink Jet (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明はノズル部からインク滴を吐出して記録用紙に記録を行うインクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、インク室に連通したノズル開口部からインク滴を吐出して記録用紙に記録を行うインクジェットプリンタが普及している。特に、最近では、印画速度を向上させるために、複数のノズル部を備えたいわゆるマルチノズルヘッドを有するインクジェットプリンタが登場している。
【0003】
図11は従来のインクジェットプリンタにおけるマルチノズルヘッドおよびその駆動回路の概略構成を表すものである。この図に示したように、このマルチノズルヘッド500は、複数のノズル501−1〜501−nと、これらの各ノズルに対応して設けられた圧電素子502−1〜502−nとを備えている。圧電素子502−1〜502−nは、図示しないインク流路を介してインクが供給される複数のインク室(図示せず)の各一壁面に固設されている。これらの圧電素子502−1〜502−nには、オンオフスイッチ503−1〜503−nを介して、所定波形の駆動信号504が選択的に入力されるようになっている。具体的には、オンオフスイッチ503−1〜503−nのうち、オン状態となったオンオフスイッチに接続された圧電素子に駆動信号504が入力される。そして、駆動信号504が入力された圧電素子は、その対応するインク室の容積を縮小させる方向にたわみ、これにより、ノズルからインク滴を吐出させるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来より、この種のプリンタにおいては、中間階調の画像表現を行うために画素ドット間でインク滴サイズを変化させる方法等が検討されている。このためには、インク滴を吐出させるための駆動信号の波形を様々に変化させる必要がある。
【0005】
しかしながら、図11に示した従来のマルチノズルヘッドの駆動回路では、すべての圧電素子に対してただ1種類の駆動信号504が入力されるようになっており、各ノズルごとに、単に、吐出を行うか吐出を行わないか、という制御を行っているに過ぎなかった。このため、各ノズル間でインク滴のサイズを異ならせるという制御を実現できず、結果として、自然な中間階調を表現することが困難であった。
【0006】
もちろん、駆動信号504自体の波形を吐出周期ごとに変化させるような制御を行うようにすれば、ある1つのノズルに着目する限りインク滴のサイズを種々に変化させることは可能である。しかしながら、この場合においても、各ノズル相互間に着目すると、オンオフスイッチがオンとなったノズルにおいては常に同じ波形の駆動信号による吐出が行われていることに変わりはなく、ノズルの配列方向においてインク滴のサイズを異ならせることはできない。
【0007】
また、一般に、多数のノズルの製作精度にはある程度のばらつきが生ずることから、たとえ同一波形の駆動信号を与えたとしても吐出されるインク滴サイズは必ずしも同一にはならず、吐出特性のばらつきが存在する。このばらつきを補正するには、それぞれのノズルの吐出特性に応じた波形の駆動信号を各ノズルに与える必要があるが、上記した従来の構成では、ノズル間で駆動波形を異ならせることはできず、吐出特性のばらつきを補正することは困難であった。
【0008】
特に、この種のプリンタにおいては、動作時の周囲温度によって各ノズルの吐出特性が変化し、しかもその変化の程度はノズルごとに異なる場合が多い。このため、すべてのノズルについて一律に温度補正を行った場合には、ノズル間の温度依存特性の差に起因する吐出特性のばらつきを補正することはできないという問題点があった。
【0009】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、複数のノズル間で異なる波形の駆動信号による吐出を行うことにより、忠実な中間階調の表現と、ノズル間の吐出特性のばらつきの補正とを可能とするインクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るインクジェットプリンタは、インク滴を吐出するための複数のノズル部と、各ノズル部ごとに設けられ、それぞれのノズル部からインク滴を吐出させるためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生手段と、各吐出エネルギー発生手段ごとに設けられ、複数の駆動信号の中からいずれかを選択して、対応する吐出エネルギー発生手段に供給する選択手段とを備えている。ここで、選択手段は、インク滴の吐出周期内において所定タイミングで駆動信号の選択を切り替える。なお、選択手段は、さらに、インク滴の吐出周期ごとに駆動信号の選択を切り替えるようにしてもよい。
【0011】
本発明に係るインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置は、それぞれのノズル部からインク滴を吐出させるためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生手段ごとに設けられ、複数の駆動信号の中からいずれかを選択して、対応する吐出エネルギー発生手段に供給する選択手段を備えている。ここで、選択手段は、インク滴の吐出周期内において所定タイミングで駆動信号の選択を切り替える。
【0012】
本発明に係るインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動方法は、それぞれのノズル部からインク滴を吐出させるためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生手段の各々に対応して、それぞれ複数の駆動信号を入力し、各吐出エネルギー発生手段ごとに、複数の駆動信号の中からいずれかを選択し、選択した駆動信号を対応する吐出エネルギー発生手段に供給し、インク滴の吐出周期内において所定タイミングで駆動信号の選択を切り替えるようにしたものである。
【0013】
本発明に係るインクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法では、複数のノズル部ごとに設けられた吐出エネルギー発生手段の各々に対してそれぞれ複数の駆動信号が入力される。各吐出エネルギー発生手段では複数の駆動信号の中からいずれかが選択され、これが対応する吐出エネルギー発生手段に供給される。このとき、インク滴の吐出周期内において所定タイミングで駆動信号の選択が切り替えられる。
【0014】
【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詳細に説明する。
【0015】
[第1の実施の形態]
図2は本発明の一実施の形態に係るインクジェットプリンタの要部の概略構成を表すものである。なお、本発明の実施の形態に係るインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法は本実施の形態に係るインクジェットプリンタによって具現化されるので、以下併せて説明する。
【0016】
このインクジェットプリンタ1は、記録用紙2に対してインク滴を吐出して記録を行う記録ヘッド11と、この記録ヘッド11にインクを供給するインクカートリッジ12と、記録ヘッド11の位置と記録用紙2の紙送りとを制御するヘッド位置・紙送りコントローラ13と、駆動信号21により記録ヘッド11のインク滴吐出動作を制御するヘッドコントローラ14と、入力される画像データに所定の画像処理を行い、印画データ22としてヘッドコントローラ14に供給する画像処理部15と、制御信号23,24,25によってそれぞれヘッド位置・紙送りコントローラ13、ヘッドコントローラ14および画像処理部15を制御するシステムコントローラ16とを備えている。
【0017】
図3は図2における記録ヘッド11の斜視断面構造を表し、図4は図3における記録ヘッド11を矢印Aの方向から見た断面図である。これらの図に示したように、記録ヘッド11は、薄いノズルプレート板111と、ノズルプレート111上に積層された流路プレート112と、流路プレート112上に積層された振動プレート113とを備えて構成されている。これらの各プレートは、例えば、図示しない接着剤により相互に貼り合わされている。
【0018】
流路プレート112の上面側には選択的に凹部が形成されており、これらの凹部と振動プレート113とによって、複数のインク室114とこれらのインク室に連通する共同流路115とを構成している。共同流路115と各インク室114との連通部分は挟路となっており、ここから各インク室114の方向に向かうに従って流路幅が拡がるような構造となっている。各インク室114の真上部分の振動プレート113上には、それぞれ、例えばピエゾ素子等からなる圧電素子116が固着されている。各圧電素子116上には、図示しない電極がそれぞれ積層配置されており、これらの電極にヘッドコントローラ14(図2)からの駆動信号を印加することによって各圧電素子116をたわませ、インク室114の容積を増大(膨張)させたり減少(収縮)させることができるようになっている。ここで、圧電素子116が本発明における「吐出エネルギー発生手段」に対応する。
【0019】
各インク室114における共同流路115に連通した側と反対側の部分は、流路幅が次第に狭まっていく構造になっており、その終端部の流路プレート112には、厚み方向に穿たれた流路孔117が設けられている。そして、この流路孔117は、最下層のノズルプレート111に形成された微小なノズル118へと連通しており、このノズル118からインク滴が吐出されるようになっている。本実施の形態では、記録ヘッド11には、記録用紙2(図2)の紙送り方向(図3の矢印X)に沿って、複数のノズル118が千鳥状に2列に等間隔で形成されているが、その他の配列(例えば一列)としてもよい。ここで、ノズル118が本発明における「ノズル部」に対応する。
【0020】
共同流路115は、図2に示したインクカートリッジ12(図3および図4では図示せず)に連通している。そして、このインクカートリッジ12から共同流路115を経て各インク室114に常時一定速度でインクが供給されるようになっている。このインクの供給は、例えば毛細管現象を利用して行うことができるが、そのほか、インクカートリッジ12に所定の加圧機構を設けて加圧することで行うようにしてもよい。
【0021】
記録ヘッド11は、図示しないキャリッジ駆動モータおよびこれに付随するキャリッジ機構によって記録用紙2の紙送り方向Xと直交する方向Yに往復移動しながらインク滴を吐出することにより、記録用紙2に画像を記録するようになっている。
【0022】
図1は図2におけるヘッドコントローラ14の回路構成を表すものである。この図に示したように、ヘッドコントローラ14は、複数の波形選択部141−1〜141−nと、互いに異なる波形からなる(N+1)個の駆動信号145−0〜145−Nを生成する駆動波形生成部142と、波形選択部141−1〜141−nの動作を制御する駆動波形選択制御部143とを備えている。ここで、N,nは共に正の整数である。
【0023】
駆動波形生成部142から出力される駆動信号145−0〜145−Nはそれぞれn個ずつに分岐されて、それぞれ波形選択部141−1〜141−nに入力されるようになっている。駆動波形選択制御部143は、波形選択部141−1〜141−nに選択信号146−1〜146−nをそれぞれ対応するように入力し、この選択信号に応じて、各波形選択部141−1〜141−nがそれぞれ駆動信号145−0〜145−Nのいずれか一つを選択するように制御を行う。波形選択部141−1〜141−nは、それぞれ駆動信号145−0〜145−Nの中から選択した駆動信号21−1〜21−nを記録ヘッド11に供給するようになっている。なお、駆動信号21−1〜21−nは図1の駆動信号21に相当する。ここで、波形選択部141−1〜141−nがそれぞれ本発明における「選択手段」に対応する。
【0024】
駆動波形生成部142は、例えば、いずれも図示しないが、マイクロプロセッサと、このマイクロプロセッサが実行するプログラムが格納されたROM(Read Only Memory)と、マイクロプロセッサによる所定の演算や一時的なデータ記憶等に用いられるワークメモリとしてのRAM(Random Access Memory)と、不揮発性メモリからなる駆動波形記憶部と、駆動波形記憶部から読み出されたディジタルデータをアナログに変換するためのディジタルアナログ(D/A)コンバータと、D/Aコンバータの出力を増幅するアンプとを備えて構成される。ここで、駆動波形記憶部は、記録ヘッド11を駆動する駆動信号145−0〜145−Nの電圧波形を示す波形データを記憶しており、この波形データが、マイクロプロセッサによって読み出されてD/Aコンバータでアナログ信号に変換されたのちアンプで増幅され、駆動信号145−0〜145−Nとして出力されるようになっている。ただし、この駆動波形生成部142は、上記のような構成に限られることはなく、これと異なる構成とすることも可能である。
【0025】
図5は駆動波形生成部142から出力される駆動信号145−0〜145−Nの波形の一例を表すものである。この図で(a)は駆動信号145−0、(b)は駆動信号145−1、(c)は駆動信号145−2、(d)は駆動信号145−Nを表している。これらのうち、駆動信号145−0はインク滴を吐出させることのない一定電圧(V1)の波形となっており、他の駆動信号145−1〜145−Nは、吐出するインク滴サイズに対応してそれぞれ設定された固有の起伏を有する波形となっている。ここで、図6を参照して、駆動信号145−1〜145−Nの波形の意義について詳しく説明しておく。
【0026】
図6は、駆動信号145−1〜145−Nを一般化した波形と、圧電素子116の挙動と、ノズル118内におけるインクの先端部の位置(以下、メニスカス位置という。)の変化との関係を表すものである。この図の(a)は駆動信号の波形を表し、より具体的には、切替タイミングtsによって区切られた部分が駆動信号の1周期分の波形を表している。(b)は圧電素子116を含めたインク室114の状態を表し、(c)はノズル118内におけるメニスカス位置の変化を表す。なお、(a)では、説明の便宜上、同一波形の駆動信号の繰り返しを示し、また、(c)では、ノズル先端部(以下、開口端という。)を上にしてノズル118を描いている。
【0027】
図6(a)において、まず、駆動電圧を第1の電圧V1(=一定)から電圧0に変化させる行程(AからBまで)を第1行程とし、これに要する時間をt1とする。また、電圧0を保持して待機する行程(BからCまで)を第2行程とし、これに要する時間をt2とする。さらに、電圧0から第2の電圧V2に変化させる行程(CからDまで)を第3行程とし、これに要する時間をt3とする。なお、以下の説明では、第1の電圧V1を引き込み電圧といい、第2の電圧V2を吐出電圧という。
【0028】
この記録ヘッド11は、一定の周波数(例えば1〜10kHz程度)で駆動されるようになっており、この駆動周波数に対応してインク滴の吐出周期Tが定まる。第3行程の開始時点である時点Cおよび時点G等は、吐出が開始されるタイミングであり、この吐出開始に先立って第1および第2行程が行われるようになっている。
【0029】
まず、時点Aおよびそれ以前においては、図6(b)の状態PA のように、圧電素子122への電圧V1の印加により振動プレート113は内側にわずかにたわんだ状態で静止し、インク室114は収縮状態となっている。時点Aにおいて、ノズル118内のメニスカスの位置は、図6(c)の状態MA に示したように、ノズル118の開口端とほぼ同位置になっているものとする。
【0030】
次に、時点Aの電圧V1から時点Bの電圧0へと駆動電圧を減少させる第1行程を行うと、圧電素子116への印加電圧が0になるので振動プレート113のたわみがなくなり、インク室114は膨張する(図6(b)の状態PB )。このため、ノズル118内におけるメニスカスはインク室114の方向に引き込まれ、時点Bでは、例えば図6(c)のMB の状態にまで後退する(すなわち、開口端から遠ざかる)。
【0031】
ここで、時点Aと時点Bとにおける電位差(引き込み電圧V1)の大きさを変更することにより第1行程におけるメニスカスの引き込み量を変えることができるので、間接的に、次の第2行程の終了時点、すなわち第3行程の開始時点におけるメニスカス位置を調整することが可能である。このメニスカス位置、すなわち開口端からメニスカスまでの距離は、第3行程において吐出されるインク滴のサイズに大きく影響するので、これを調整することでインク滴のサイズを制御することができる。すなわち、この第1行程におけるメニスカスの引き込み量(より具体的には、引き込み電圧V1)を変えることによってインク滴のサイズを制御することが可能である。
【0032】
次に、時点Bから時点Cまでの時間t2の間、駆動電圧を0に固定して振動プレート113cをたわみがない状態に維持することでインク室114の容積を一定に保つ第2行程を行う。ところが、この間もインクカートリッジ12からのインク供給は連続的に行われているので、ノズル118内におけるメニスカス位置は開口端に向かって変位し、時点Cでは、例えば図6(c)のMC の状態にまで前進する。
【0033】
ここで、第2行程の所要時間t2を変更することによりメニスカス位置の前進量を変えることができるので、これにより第3行程の開始時点におけるメニスカス位置を調整することができる。すなわち、第2行程の所要時間t2を調整することでインク滴のサイズを制御することが可能である。
【0034】
次に、時点Cの電圧0から時点Dの吐出電圧V2へと駆動電圧を急激に増大させる第3行程を行う。ここで、時点Cは、上記したように、吐出を開始するタイミングである。この場合、時点Dでは圧電素子122に大きな吐出電圧V2が印加されるので、振動プレート113は図6(b)の状態PD に示したように内側に大きくたわみ、インク室114は急激に収縮する。このため、図6(c)の状態MD に示したように、ノズル118内のメニスカスは開口端に向かって一気に押され、ここからインク滴として吐出される。吐出されたインク滴は空気中を飛翔し、記録用紙2(図2)上に着弾する。
【0035】
その後、駆動電圧を再びV1まで減少させて振動プレート113を僅かに内側にたわませて初期状態にし(図6(b)の状態PE )、この状態を次の吐出動作の第1行程開始時点Fまで維持する。駆動電圧を再びV1に減少させた直後の時点Eにおいては、図6(c)の状態ME に示したように、吐出されたインク滴量にほぼ対応する分だけメニスカス位置が後退した状態となるが、その後も行われるインクの充填(リフィル)により、次の吐出動作の第1行程開始時点Fのメニスカス位置は、図6(c)の状態MF に示したように、開口端と同じ位置にまで回復し、時点Aにおける状態MA と同じになる。
【0036】
このようにして1回の吐出動作が終了する。以下、このようなサイクル動作を各ノズル118ごとに並行してそれぞれ繰り返し行うことで、記録用紙2(図2)への画像記録が連続的に行われる。
【0037】
さて、再び図5に戻って、駆動信号145−1〜145−Nの特徴について説明する。この図に示した例では、駆動信号145−i(i=1〜N)は、サフィックスiが大きくなるほど、第2行程所要時間t1(i)が長くなると共に吐出電圧V2(i)が小さくなるように設定されている。このため、図6において説明したように、第2行程所要時間t1(i)に着目すれば、サフィックスiが大きい駆動信号ほどインク滴のサイズは大きくなるが、吐出電圧V2(i)に着目すれば、サフィックスiが大きい駆動信号ほどインク滴のサイズは小さくなる。したがって、第2行程所要時間t1(i)および吐出電圧V2(i)の大きさを両者のバランスを適切に考慮して設定し、これらの駆動信号の選択を周期ごとに切り替えて各ノズルの圧電素子に印加することにより、様々なサイズのインク滴が吐出可能となる。但し、上記の駆動波形は、以下の条件を満たすように作成される。すなわち、第2行程の所要時間の最大値t1(N)はメニスカスを引き込んでからメニスカスがノズル先端部に到達するまでの所要時間以下であること、波形合成後において最小の吐出電圧となる電圧値(V2(N)−V1)はインク滴を吐出し得るだけの大きさを有すること、および第3行程における電圧変化の傾きは一定であること、の3つの条件である。
【0038】
次に、図7を参照して、図1のインクジェットプリンタ1の全体動作を説明する。ここで、図7はヘッドコントローラ14(図1)における1吐出動作の要部を表すものである。なお、ここでは、引き込み電圧V1は一定電圧であるとして説明する。
【0039】
図1において、図示しないパーソナルコンピュータ等の情報処理装置から印刷データがインクジェットプリンタ1に入力されると、画像処理部15は、この入力データに対して所定の画像処理(例えば圧縮されたデータの伸長等)を行ったのち、これを印画データ22としてヘッドコントローラ14に送出する。
【0040】
ヘッドコントローラ14の駆動波形選択制御部143は、記録ヘッド11のノズル数に対応したnドット分の印画データ22が入力されると(図7ステップS101、これらの印画データ22を基に、各ノズル118ごとに、ドットを形成するためのインク滴サイズを判定し、この判定結果から、各波形選択部141−1〜141−nにおいて選択すべき駆動信号波形を決定する。より具体的には、変数jを“1”から“n”まで順次インクリメントしながら、波形選択部141−jが選択すべき駆動信号波形を決定する(ステップS102〜S105)。例えば、高濃度を表現するにはインク滴サイズを大きくし、低濃度を表現する場合や高解像度表現を行う場合にはインク滴サイズを小さくする。また、微妙な中間階調を表現する場合には、隣接するドット間でインク滴サイズを異ならせるようにする。また、例えば、各ノズル間でインク吐出特性がばらついている場合には、これを補正することとなるような波形の駆動信号を選択するようにする。
【0041】
n個の波形選択部141−1〜141−nのすべてについて、選択すべき駆動信号の決定を終了すると(ステップS105;Y)、駆動波形選択制御部143は、所定の切り替えタイミングts(図6)が到来した時点で(ステップS106;Y)、波形選択部141−1〜141−nに対して、それぞれ、決定された波形の駆動信号を選択するための波形選択信号146−1〜146−nを出力する(ステップS107)。
【0042】
波形選択部141−1〜141−nは、それぞれ、入力された波形選択信号146−1〜146−nに基づき、駆動信号145−0〜145−Nの中から該当するものを選択し、これを出力する。これにより、例えば図5(a)〜(d)に示したような波形の駆動信号145−0〜145−Nが記録ヘッド11の各ノズルの圧電素子116に供給される。記録ヘッド11の各ノズルでは、各駆動信号の電圧波形に基づいて、図6で説明したような3つの行程がそれぞれ行われ、これにより、各ノズルごとに指定された通りのサイズのインク滴が吐出される。
【0043】
なお、図3に示したようにノズル118を千鳥状に2列に配列した場合、記録ヘッド11の走行方向の同じ位置で全ノズルのインク滴吐出を行うためには、奇数番目のノズルからなる列と偶数番目のノズルからなる列との間で所定の時間差をもってインク滴吐出を行う必要がある。これは、駆動波形選択制御部143が、この時間差に対応した分だけ、奇数番目の波形選択信号146−1,146−3,…の出力タイミングと、偶数番目の波形選択信号146−2,146−4,…の出力タイミングとをずらすように制御することで可能である。
【0044】
図8は、波形選択部141−1〜141−nからそれぞれ出力された駆動信号21−1〜21−n(図1)の波形の一例を表すものである。この図の(a)は波形選択部141−1から出力される駆動信号21−1を示し、(b)は波形選択部141−2から出力される駆動信号21−2を示し、(c)は波形選択部141−3から出力される駆動信号21−3を示し、(d)は波形選択部141−nから出力される駆動信号21−nを示す。
【0045】
この図に示したように、各ノズルの圧電素子に供給される駆動信号21−1〜21−nは、切替タイミングtsの到来ごとに、図5に示したいずれかの駆動信号145−i(i=0〜N)の波形となるように変化する。そして、ある1周期に着目したときの駆動信号21−1〜21−nの波形は互いに独立したものとなっている。したがって、すべてのノズルについて、吐出開始タイミングteに同期した吐出動作が、それぞれ異なる駆動信号に基づいて行われる。これにより、全ノズルの吐出動作を同期させつつ、各ノズルから吐出されるインク滴のサイズをそれぞれ異ならせるようにしたり、あるいは、各ノズルの吐出特性に合わせて駆動波形を変えてノズル間のばらつきを補正することが可能となる。
【0046】
[第2の実施の形態]
上記第1の実施の形態では、波形選択部141−1〜141−nは、それぞれ、各吐出周期ごとに駆動信号145−0〜145−Nの選択の切り替えを行うようにしているが、これに対し、本実施の形態は、各吐出周期内の所定のタイミングにおいて駆動信号145−0〜145−Nの選択の切り替えを行うようにしたものである。その他の基本構成は上記第1の実施の形態と同様である。
【0047】
図9は駆動波形生成部142から出力される駆動信号の一例を表すものである。ここでは、説明の簡略化のため図1,図5においてN=2とし、駆動波形生成部142は、一定電圧(V1)波形の駆動信号145−0(同図(a))および一定電圧ではない起伏をもった駆動信号145−1,145−2(同図(b),(c))という3つの駆動信号を出力するものとする。また、これらの3つの駆動信号の選択は、吐出周期内においても切り替え可能であるとし、その切り替えはタイミングts′において行われるものとする。なお、本実施の形態では、同図(b),(c)に示したように、駆動信号145−2の第2行程所要時間t1(2)は駆動信号145−1の第2行程所要時間t1(1)よりも長く、また、駆動信号145−2の吐出電圧V2(2)は駆動信号145−1の吐出電圧V1(1)よりも小さいとしている。
【0048】
本実施の形態において、駆動波形選択制御部143は、図9に示した1周期の途中の切替タイミングts′において、波形選択信号146−1〜146−3を波形選択部141−1〜141−3に供給する。これを受けた各波形選択部141−1〜141−3は、供給された波形選択信号146−1〜146−3に応じて駆動信号145−0〜145−2の選択を切り替えて出力する。これにより、ある駆動信号145−i(但し、i=0,1,2)の前半部分τ2と他の駆動信号145−i′(但し、i′=0,1,2)の後半部分τ1とが合成されて、新たな波形の1周期分の駆動信号が生成されることとなる。もちろん、前半部分τ2と後半部分τ1とを同一の駆動信号としてもよく、この場合には、図9に示した駆動信号145−0〜145−2のいずれかがそのまま出力されていることと同じになる。
【0049】
図10は、このようにして合成された7種類の駆動信号の波形と、各波形の作り方を示したものである。この図で、「合成波形の作り方τ1,τ2」の各欄に記載した「0」,「1」,「2」は、それぞれ、駆動信号145−0〜145−2を選択することを意味する。例えば、波形α1は、前半部分τ2で駆動信号145−0を選択し、後半部分τ1で駆動信号145−1を選択することで生成される。なお、ここにいう「合成波形」には、元のままの波形も含まれるものとする。
【0050】
この図に示したように、波形α2〜α3のグループでは、吐出電圧はV2(1)で同一であるが、第2行程所要時間t1はα2からα3の方向にいくに従って短くなっているので、吐出されるインク滴のサイズは次第に小さくなる。同様に、波形β2〜β3のグループでは、吐出電圧はV2(2)で同一であるが、第2行程所要時間t1はβ2からβ3の方向にいくに従って短くなっているので、吐出されるインク滴のサイズはやはり次第に小さくなる。また、波形α1〜α3のグループと波形β1〜β3のグループとを比較すると、両者の第2行程所要時間t1(i)は等しいが、波形βiの吐出電圧V2(2)は波形αiの吐出電圧V2(1)よりも小さいので、波形βiの方がインク滴は小さくなる。但し、図10に示した例では、波形α1,β1における実質的な吐出電圧は、それぞれ、(V2(1)−V1),(V2(2)−V1)となるので、波形α1により得られるインク滴のサイズと波形α2,α3により得られるインク滴のサイズとの比較や、波形β1により得られるインク滴のサイズと波形β2,β3により得られるインク滴のサイズとの比較を一義的に行うことはできない。なお、「吐出せず」とした波形は、図9(a)に示した一定電圧の駆動信号145−0と同じものであり、波形α3は図9(b)に示した駆動信号145−1と同じ波形であり、波形β2は図9(c)に示した駆動信号145−2と同じ波形である。
【0051】
このように、本実施の形態では、基本の3つの駆動信号を周期内の所定のタイミングで切り替えるようにしたので、元の信号数の2倍を超える7種類の駆動信号波形をつくり出すことができる。このため、駆動波形生成部142の負荷を増加させることなく、より多様なインク滴吐出制御が可能となる。
【0052】
なお、本実施の形態では、Nを2として、一定電圧波形を含む3個の駆動信号を基本波形に用いる場合について説明したが、より一般的には、一定電圧波形を含む(N+1)個の駆動信号を基本波形として用いて波形合成を行うことにより、((N+1)N+1)個の波形を得ることができる。
【0053】
以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、種々変更可能である。例えば、上記の各実施の形態では、図5に示したような駆動信号を基本波形として採用することとしたが、他の波形の信号を用いるようにしてもよい。また、上記の各実施の形態では、インク滴サイズの制御に重点を置いて波形の選択合成等を行う場合について説明したが、これとは異なり、インク滴の飛翔速度の制御に重点を置いて波形の選択合成等を行うようにしてもよい。さらに、インク滴のサイズおよび飛翔速度の双方を制御する目的で波形の選択合成等を行うようにすることも可能である。
【0054】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るインクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法では、複数のノズル部のそれぞれについて設けられた各吐出エネルギー発生手段に対してそれぞれ複数の駆動信号を入力しておき、各選択手段によって、これらの複数の駆動信号の中からいずれかを選択して、対応する吐出エネルギー発生手段に供給し、インク滴の吐出周期内において所定タイミングで駆動信号の選択を切り替えるようにしたので、複数のノズルの各々についてそれぞれ異なる駆動信号に基づいて吐出動作を行うことができる。このため、インク滴の吐出状態をノズルごとに自在に変化させることができ、例えば中間階調等の自由かつ高精度な画像表現を実現できる。また、例えばノズル間で吐出特性にばらつきがある場合には、そのばらつきを適切に補正することもできる。したがって、安定した高品質の印刷出力を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置の概略構成を表すブロック図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係るインクジェットプリンタの概略構成を表すブロック図である。
【図3】記録ヘッドの一構造例を表す斜視断面図である。
【図4】記録ヘッドの一構造例を表す断面図である。
【図5】図1における駆動波形生成部から出力される駆動信号の波形の一例を表す図である。
【図6】駆動信号の波形とインク室の状態およびノズル内のメニスカス位置の変化との関係を説明するための図である。
【図7】ヘッドコントローラの主な動作を説明するための流れ図である。
【図8】図1における各波形選択部から出力される合成波形の一例を表す図である。
【図9】図1における駆動波形生成部から出力される駆動信号の波形の他の例を表す図である。
【図10】図9に示した駆動信号から合成される波形の一例を表す図である。
【図11】従来のインクジェットプリンタにおけるマルチノズルヘッドおよびその駆動回路の概略構成を表すブロック図である。
【符号の説明】
1…インクジェットプリンタ、2…記録用紙、11…記録ヘッド、12…インクカートリッジ、14…ヘッドコントローラ、21…駆動信号、22…印画データ、113…振動プレート、114…インク室、115…共同流路、116…圧電素子、118…ノズル、141−1〜141−n…波形選択部、142…駆動波形生成部、143…駆動波形選択制御部、145−0〜145−N…駆動信号、146−1〜146−n…波形選択信号、V1…引き込み電圧、V2…吐出電圧、t1…第1行程の所要時間、t2…第2行程の所要時間、t3…第3行程の所要時間、ts,ts´…切替タイミング、te…吐出開始タイミング
Claims (6)
- インク滴を吐出するための複数のノズル部と、
前記各ノズル部ごとに設けられ、それぞれのノズル部からインク滴を吐出させるためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生手段と、
前記各吐出エネルギー発生手段ごとに設けられ、複数の駆動信号の中からいずれかを選択して、対応する吐出エネルギー発生手段に供給する選択手段と
を備え、
前記選択手段は、インク滴の吐出周期内において所定タイミングで駆動信号の選択を切り替える
ことを特徴とするインクジェットプリンタ。 - 前記選択手段は、さらに、インク滴の吐出周期ごとに駆動信号の選択を切り替える
ことを特徴とする請求項1記載のインクジェットプリンタ。 - インク滴を吐出するための複数のノズル部と、前記各ノズル部ごとに設けられ、それぞれのノズル部からインク滴を吐出させるためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生手段とを備えたインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置であって、
前記各吐出エネルギー発生手段ごとに設けられ、複数の駆動信号の中からいずれかを選択して、対応する吐出エネルギー発生手段に供給する選択手段と
を備え、
前記選択手段は、インク滴の吐出周期内において所定タイミングで駆動信号の選択を切り替える
ことを特徴とするインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置。 - 前記選択手段は、さらに、インク滴の吐出周期ごとに駆動信号の選択を切り替える
ことを特徴とする請求項3記載のインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置。 - インク滴を吐出するための複数のノズル部と、前記各ノズル部ごとに設けられ、それぞれのノズル部からインク滴を吐出させるためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生手段とを備えたインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動方法であって、
前記複数の吐出エネルギー発生手段の各々に対応して、それぞれ複数の駆動信号を入力し、
前記各吐出エネルギー発生手段ごとに、前記複数の駆動信号の中からいずれかを選択し、
選択した駆動信号を対応する前記吐出エネルギー発生手段に供給し、
インク滴の吐出周期内において所定タイミングで駆動信号の選択を切り替える
ことを特徴とするインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動方法。 - 前記駆動信号の選択は、さらに、インク滴の吐出周期ごとに切り替えられる
ことを特徴とする請求項5記載のインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22984597A JP3818466B2 (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22984597A JP3818466B2 (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1158710A JPH1158710A (ja) | 1999-03-02 |
JP3818466B2 true JP3818466B2 (ja) | 2006-09-06 |
Family
ID=16898593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22984597A Expired - Lifetime JP3818466B2 (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3818466B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4556440B2 (ja) * | 2004-02-12 | 2010-10-06 | ブラザー工業株式会社 | 記録ヘッドの駆動装置及び記録装置 |
JP4839923B2 (ja) * | 2006-03-29 | 2011-12-21 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 液体噴射ヘッドの電圧制御装置、液体噴射ヘッドの電圧制御方法及び液体噴射装置。 |
JP2010042511A (ja) * | 2006-11-30 | 2010-02-25 | Naltec Inc | 液滴を吐出する複数のノズルを制御するためのシステム |
JP2009183859A (ja) * | 2008-02-06 | 2009-08-20 | Seiko Epson Corp | 液滴吐出装置及び薄膜形成方法 |
-
1997
- 1997-08-26 JP JP22984597A patent/JP3818466B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1158710A (ja) | 1999-03-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3804058B2 (ja) | インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 | |
US6779866B2 (en) | Liquid jetting apparatus and method for driving the same | |
JP3959809B2 (ja) | インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 | |
JP3818466B2 (ja) | インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 | |
JP4765527B2 (ja) | 液滴吐出装置 | |
JP3525011B2 (ja) | インクジェット記録ヘッドの駆動方法 | |
JPH1177988A (ja) | インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 | |
JPS61272164A (ja) | 大きさの異るインク液滴の作成用のインク記録装置 | |
JPH11157055A (ja) | インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 | |
JP3867806B2 (ja) | インクジェットプリンタ、およびインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動方法 | |
JP3807526B2 (ja) | インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 | |
JP3827042B2 (ja) | インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 | |
JP3797403B2 (ja) | インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 | |
JP3978752B2 (ja) | インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 | |
JP3767658B2 (ja) | インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 | |
JP2006199045A (ja) | インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 | |
JP4239241B2 (ja) | インクジェットプリンタおよびインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動方法 | |
JP3767143B2 (ja) | インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 | |
JP3767659B2 (ja) | インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 | |
JP3978753B2 (ja) | インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 | |
JP3892622B2 (ja) | インクジェット記録ヘッドの駆動方法及び駆動装置 | |
JP2000296610A (ja) | インクジェット式記録ヘッドの駆動方法 | |
JP3413790B2 (ja) | インクジェットプリンタ、インクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置、インクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動方法およびインクの吐出方法 | |
JP4209000B2 (ja) | インクジェットヘッド用駆動装置及び該駆動装置を備えたインクジェットヘッド | |
JP4499203B2 (ja) | インクジェットプリンタおよびインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040402 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050907 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050909 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051108 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060310 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060508 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060526 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060608 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090623 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100623 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100623 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110623 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120623 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120623 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130623 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |