JP3842886B2 - インク滴噴射方法及びその装置 - Google Patents
インク滴噴射方法及びその装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3842886B2 JP3842886B2 JP34672297A JP34672297A JP3842886B2 JP 3842886 B2 JP3842886 B2 JP 3842886B2 JP 34672297 A JP34672297 A JP 34672297A JP 34672297 A JP34672297 A JP 34672297A JP 3842886 B2 JP3842886 B2 JP 3842886B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- pulse signal
- ejection
- ink droplet
- volume
- 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 - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 10
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
- B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
- B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
- B41J2/04593—Dot-size modulation by changing the size of the drop
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
- B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
- B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
- B41J2/04581—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits controlling heads based on piezoelectric elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
- B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
- B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
- B41J2/04588—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits using a specific waveform
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
- B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
- B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
- B41J2/04596—Non-ejecting pulses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
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及びその装置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噴射装置としては、圧電セラミックス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、容積増大時にインク導入口からインク流路内にインクを導入するようにしたものが知られている。この種の記録ヘッドにおいては、圧電セラミックスの隔壁によって隔てられた複数のインク室が形成されており、これら複数のインク室の一端にインクカートリッジ等のインク供給手段が接続され、他端にはインク噴射ノズル（以下、ノズルという）が設けられ、印字データに従った前記隔壁の変形によってインク室の容積を減少させることにより、記録媒体に対して前記ノズルからインク液滴を噴射し、文字や図形等が記録される。
【０００３】
この種のインクジェット方式のインク噴射装置において、インク滴を噴射するドロップ・オン・デマンド型が、噴射効率の良さ、ランニングコストの安さなどから普及している。ドロップ・オン・デマンド型として、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がある。図７に示すように、この種のインク滴噴射装置６００は、底壁６０１、天壁６０２及びその間のせん断モードアクチュエータ壁６０３からなる。そのアクチュエータ壁６０３は、底壁６０１に接着され、かつ矢印６１１方向に分極された下部壁６０７と、天壁６０２に接着され、かつ矢印６０９方向に分極された圧電材料製の上部壁６０５とからなっている。アクチュエータ壁６０３は一対となって、その間にインク室６１３を形成し、かつ次の一対のアクチュエータ壁６０３の間には、空気室６１５を形成している。
【０００４】
各インク室６１３の一端には、ノズル６１８を有するノズルプレート６１７が固着され、他端には、図示しないインク供給源が接続されている。各アクチュエータ壁６０３の両側面には電極６１９，６２１が金属化層として設けられている。具体的にはインク室６１３側のアクチュエータ壁６０３には電極６１９が設けられ、空気室６１５側のアクチュエータ壁６０３には電極６２１が設けられている。なお、電極６１９の表面にはインクと絶縁するための絶縁層６３０で覆われている。そして、空気室６１５に面している電極６２１はアース６２３に接続され、インク室６１３内に設けられている電極６１９はアクチュエータ駆動信号を与える制御装置６２５に接続されている。
【０００５】
そして、各インク室６１３の電極６１９に制御装置６２５が電圧を印加することによって、各アクチュエータ壁６０３がインク室６１３の容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。例えば図８に示すように、インク室６１３ｃの電極６１９ｃに電圧Ｅ（Ｖ）が印加されると、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆにそれぞれ矢印６３１、６３２の方向の電界が発生し、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆがインク室６１３ｃの容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。このときノズル６１８ｃ付近を含むインク室６１３ｃ内の圧力が減少する。この電圧Ｅ（Ｖ）の印加状態を圧力波のインク室６１３内での片道伝播時間Ｔだけ維持する。すると、その間インク供給源からインクが供給される。
【０００６】
なお、上記片道伝播時間Ｔはインク室６１３内の圧力波が、インク室６１３の長手方向に伝播するのに必要な時間であり、インク室６１３の長さＬとこのインク室６１３内部のインク中での音速ａにより、Ｔ＝Ｌ／ａと決まる。
【０００７】
圧力波の伝播理論によると、上記の電圧の印加からＴ時間もしくはその奇数倍時間がたつとインク室６１３内の圧力が逆転し、正の圧力に転じるが、このタイミングに合わせてインク室６１３ｃの電極６２１ｃに印加されている電圧を０（Ｖ）に戻す。すると、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆが変形前の状態（図７）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、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆが変形前の状態に戻ることにより発生した圧力とが加え合わされ、比較的高い圧力がインク室６１３ｃのノズル６１８ｃ付近の部分に生じて、インク滴がノズル６１８ｃから噴射される。なお、インク室６１３へ連通するインク供給路６２６が部材６２７及び部材６２８により形成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来、この種のインク滴噴射装置６００では、記録の解像度を高くするために、小さい体積のインク液滴を飛翔させたいような場合には、駆動電圧を下げる等の制御を行っていた。しかし、このように電圧を複数段階に制御する方法では、駆動ドライバＩＣ等のコストアップにつながり、また、インク液滴の体積を小さくしようとすると、インク液滴の速度まで低下するという問題があった。また、インク液滴の速度を低下することなく体積の小さい液滴が得られるように、噴射パルスを印加した後でインク噴射が完了する前に、電圧レベルの低いパルスを付加することが提案されている。しかし、この場合も、駆動パルスとして複数の電圧が必要であり、上記と同様に駆動ドライバＩＣ等のコストアップにつながる。
【０００９】
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、駆動電圧を変えることなく、主となる噴射のための駆動波形の後に、それに付随してパルスを１つ付加するだけで、所望の体積のインク液滴を得ることができ、また、液滴速度の低下も少なくできるインク滴噴射方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、インクが充填されたインク室の容積を変化させるためのアクチュエータに噴射パルス信号を印加することによりインク室内に圧力波を発生させてインクに圧力を加え、インク滴をノズルより噴射させるインク滴噴射方法において、１ドットの印字命令に対して、前記噴射パルス信号と付加パルス信号を印加するものであって、前記噴射パルス信号は、アクチュエータへの電圧印加により、前記インク室の容積を増大させてインク室内に圧力波を発生させ、前記インク室内を前記圧力波が片道伝播する時間Ｔもしくはその奇数倍時間の経過後、前記容積を増大状態から自然状態に減少させてインク滴をノズルより噴射させるパルス幅を有し、前記付加パルス信号は、前記噴射パルス信号により飛び出したインク滴の一部を引き戻し前記噴射パルス信号のみにより噴射するインク滴よりも該インク滴の体積を小型化するパルス信号であって、前記時間Ｔに対してパルス幅がほぼ０．２Ｔ〜０．６Ｔ、波高値が前記噴射パルス信号と同じであり、かつ、前記噴射パルス信号の立ち下がりと付加パルス信号の立ち上がりタイミングとの時間差が０．３Ｔ〜０．７Ｔであることを特徴とするインク滴噴射方法にある。
【００１１】
上記方法においては、噴射パルス信号の立ち上がり及び立ち下がりでインク室内のインクはノズルより飛び出しかけ、さらにその途上で続いて上記のタイミングで印加される付加パルス信号により、ノズルより飛び出しかけているインク滴の一部が引き戻される。その結果、噴射され飛翔するインク液滴を小型化することができるので、高い記録解像度を容易に得ることができる。
【００１２】
また、上記噴射パルス信号及び付加パルス信号の波高値がそれぞれ同じである。この方法においては、小型のインク液滴を得るために、１つの駆動電圧の電源でよく、低コスト化が図れる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、インクが充填されるインク室と、前記インク室の容積を変化させるアクチュエータと、前記アクチュエータに電気信号を印加するための駆動電源と、１ドットの印字命令に対して、インク室内のインクを噴射させるため、前記アクチュエータに前記駆動電源から噴射パルス信号及び付加パルス信号を印加する制御装置と、を備えたインク滴噴射装置において、前記制御装置は、前記噴射パルス信号を、アクチュエータへ電圧を印加して、前記インク室の容積を増大させてインク室内に圧力波を発生させ、前記インク室内を前記圧力波が片道伝播する時間Ｔもしくはその奇数倍時間の経過後、前記容積を増大状態から自然状態に減少させてインク滴をノズルより噴射させるパルス幅を有するものとし、前記付加パルス信号を、前記噴射パルス信号により飛び出したインク滴の一部を引き戻し前記噴射パルス信号のみにより噴射するインク滴よりも該インク滴の体積を小型化するパルス信号であって、前記時間Ｔに対してパルス幅がほぼ０．２Ｔ〜０．６Ｔ、波高値が前記噴射パルス信号と同じであり、かつ、前記噴射パルス信号の立ち下がりと付加パルス信号の立ち上がりタイミングとの時間差が０．３Ｔ〜０．７Ｔとするものであることを特徴とするインク滴噴射装置にある。
【００１４】
上記構成においては、請求項１と同等の作用が得られる。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。本実施の形態のインク滴噴射装置における機械的部分の構成は、上述した図７に示すものと同様であるので説明を省略する。
【００２０】
本インク滴噴射装置６００の具体的な寸法の一例を述べる。インク室６１３の長さＬが９ｍｍである。ノズル６１８の寸法は、インク滴噴射側の径が４０μｍ、インク室６１３側の径が７２μｍ、長さが１００μｍ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。このインク室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１０μｓｅｃであった。
【００２１】
次に本発明の一実施の形態であるインク室６１３内の電極６１９に印加する駆動波形を図１に示す。図示の駆動波形１０は、１ドット分の印字のためのパルスであり、インク滴を噴射するための噴射パルス信号Ａと、これに続いて該噴射パルス信号Ａによりノズルより飛び出したインク滴の一部を引き戻し得るタイミングで付加的に印加されるものであって、該噴射パルス信号Ａよりもパルス幅が小さく飛翔インク滴を小型化するための付加パルス信号Ｂとからなる。噴射パルス信号Ａと付加パルス信号Ｂのどちらも波高値（電圧値）はＥ（Ｖ）（例えば２０（Ｖ））である。
【００２２】
噴射パルス信号Ａの波幅Ｗａは、インク室６１３内のインク中における音速ａと上記Ｌとの比Ｌ／ａ（＝Ｔ）に一致するものもしくはその奇数倍時間（ヘッド固有の値）とし、例えば、１０μｓｅｃとする。噴射パルス信号Ａの立ち下がりと付加パルス信号Ｂの立ち上がりタイミングとの時間差ｄは、０．３Ｔ〜０．７Ｔ、すなわち、略３〜７μｓｅｃとする。付加パルス信号Ｂの波幅Ｗｂは０．２Ｔ〜０．６Ｔ、すなわち、略２〜６μｓｅｃとする。時間差ｄと波幅Ｗｂの合計時間は略５〜１３μｓｅｃである。付加パルス信号Ｂはこの波幅Ｗｂでは、インク滴を噴射させるには至らない。なお、連続して次のドットを印字する場合のパルスの周期は、駆動周波数を１０ｋＨｚとしたとき、１００μｓｅｃとなる。
【００２３】
次に、前記駆動波形１０を実現するための制御装置の一実施の形態を図２及び図３を用いて説明する。図２に示す制御装置６２５は充電回路１８２と放電回路１８４とパルスコントロール回路１８６から構成されている。アクチュエータ壁６０３の圧電材料及び電極６１９、６２１は、等価的にコンデンサ１９１で表される。１９１Ａと１９１Ｂはその端子である。
【００２４】
入力端子１８１と１８３は、それぞれインク室６１３内の電極６１９に与える電圧をＥ（Ｖ）、０（Ｖ）にするためのパルス信号を入力する入力端子である。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。
【００２５】
入力端子１８１にオン信号（＋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１８７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１８７に接続されている抵抗Ｒ１０４及び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１８７からの２０（Ｖ）の電圧がトランジスタＴＲ１０２のコレクタ及びエミッタ、抵抗Ｒ１２０を介してコンデンサ１９１の端子１９１Ａに印加される。
【００２６】
次に、放電用回路１８４について説明する。放電用回路１８４は抵抗Ｒ１０６、Ｒ１０７、トランジスタＴＲ１０３から構成される。入力端子１８３にオン信号（＋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を介してコンデンサ１９１の抵抗Ｒ１２０側端子１９１Ａをアースする。したがって、図７及び図８に示すインク室６１３のアクチュエータ壁６０３に印加されていた電荷は放電される。
【００２７】
次に、充電回路１８２の入力端子１８１及び放電用回路１８４の入力端子１８２に入力されるパルス信号を発生するパルスコントロール回路１８６について説明する。パルスコントロール回路１８６には、各種の演算処理を行うＣＰＵ１１０が設けられ、ＣＰＵ１１０には、印字データや各種のデータを記憶するＲＡＭ１１２とパルスコントロール回路１８６の制御プログラム及びタイミングでオン、オフ信号を発生するシーケンスデータを記憶しているＲＯＭ１１４が接続されている、ここで、ＲＯＭ１１４には、図３に示すように、インク滴噴射制御プログラム記憶エリア１１４Ａと、駆動波形データ記憶エリア１１４Ｂとが設けられている。したがって、駆動波形１０のシーケンスデータは、駆動波形データ記憶エリア１１４Ｂに記憶されている。
【００２８】
制御プログラム記憶エリア１１４Ａには、また図１０に示すように、ＣＰＵ１１０が、ユーザによる設定が解像度を上げる（すなわち、噴射される１ドットの液滴体積を小さくする）ものであるかを判断し（Ｓ１）、その判断結果に基づいて、波形データ記憶エリア１１４Ｂに記憶された噴射パルス信号に付加パルス信号Ｂを付加するかどうか（Ｓ２，Ｓ３）を決定するプログラム、及び前記時間差ｄと波幅Ｗｂを可変制御するプログラムが記憶されている。
【００２９】
さらに、ＣＰＵ１１０は各種のデータをやりとりするＩ／Ｏバス１１６に接続され、当該Ｉ／Ｏバス１１６には、印字データ受信回路１１８とパルスジェネレータ１２０及び１２２が接続されている。パルスジェネレータ１２０の出力は充電回路１８２の入力端子１８１に接続され、パルスジェネレータ１２２の出力は放電用回路１８４の入力端子１８３に接続されている。
【００３０】
ＣＰＵ１１０はＲＯＭ１１４の駆動波形データ記録エリア１１４Ｂに記憶されているシーケンスデータにしたがって、パルスジェネレータ１２０及び１２２を制御する。したがって、前記のタイミングの各種パターンを予めＲＯＭ１１４内の駆動波形データ記憶エリア１１４Ｂに記憶させておくことによって、図１に示す駆動波形１０の駆動パルスをアクチュエータ壁６０３に与えることができる。
【００３１】
なお、パルスジェネレータ１２０、１２２及び充電回路１８２及び放電回路１８４はノズル数と同じ数だけ設けられている。本実施の形態では、代表して一つのノズルの制御について説明したが、他のノズルの制御についても同様な制御である。
【００３２】
次に、本実施の形態の駆動方法にて駆動した場合のインク滴噴射のテスト結果を説明する。図４（ａ）（ｂ）は、図１の駆動波形１０における時間差ｄと波幅Ｗｂの値を各種組み合わせた場合のインク滴速度、１ドットのインク滴体積の変化を示す特性図である。破線は噴射パルス信号Ａのみで駆動した場合のインク滴速度（８ｍ／ｓ）、インク滴体積の値（４５ｐｌ（ピコリットル））を示す。インク滴体積は、噴射パルス信号Ａのみで駆動した場合に比べて、噴射パルス信号Ａに付加パルス信号Ｂを付けた場合の方が全て小さくなっており、特に、時間差ｄが０．３Ｔ〜０．５Ｔでは、付加パルス信号Ｂの波幅Ｗｂが０．２Ｔ〜０．６Ｔのいずれの組み合わせにおいても、相当にインク滴の小型化が成されている。インク滴速度は、噴射パルス信号Ａのみで駆動した場合に比べて、一部（時間差ｄが０．３Ｔ）では低下しているが、その他の多くは（時間差ｄが０．５Ｔ〜０．７Ｔ）、それ程低下していない。上記のような時間差及び波幅の組み合わせ範囲で付加パルス信号Ｂを付けることで、噴射パルス信号Ａのみの場合に比べて、インク滴速度が余り低下することがなく、しかも小型のインク滴が得られる。
【００３３】
図５は、１ドットについて噴射パルス信号Ａのみをアクチュエータへ印加することによってノズルからインクが噴出される様子を示す図、図６は、図１に示したような本発明の実施形態による噴射パルス信号Ａと付加パルス信号Ｂとによってノズルからインクが噴出される様子を示す図である。図５において、噴射パルス信号Ａの立ち上がりにより、インク室１１の容積が増大して一時的にインクのメニスカス１３はノズル１２の内方に引っ込み（図５（ｂ））、続いてインク室１１内を圧力波が片道伝播する時間の経過後の噴射パルス信号Ａの立ち下がりにより、インク室１１の容積が増大状態から自然状態に減少することで、インクはノズルより噴出され、インク液滴１４となる。
【００３４】
一方、本実施形態の図６においては、噴射パルス信号Ａの立ち下がり後、付加パルスＢが印加されることにより、ノズル１２より噴出されかけたインク滴の一部が引き戻され、図６（ｄ）に示すようなメニスカス１５となるため、。こうして、駆動電圧を変えることなく、したがって、コストアップすることなく、主となる駆動波形の後にパルスを１つ付加するだけで、小さい体積のインク液滴の噴射を得ることができる。そのときのインク液滴速度の低下も少ない。
【００３５】
図９は、解像度が３６０ｄｐｉ、７２０ｄｐｉ、１４４０ｄｐｉで連続ドットを印字した状態を示す。上述の図１に示したように、１ドットの印字命令として、噴射パルス信号Ａに付加パルス信号Ｂを付け、例えば、時間差ｄを０．７Ｔ、波幅Ｗｂを０．６Ｔとすることで、インク滴体積は４０ｐｌ程度となり、これは解像度が３６０ｄｐｉの印字に適したものとなる。また、時間差ｄを０．３Ｔ、波幅Ｗｂを０．６Ｔとすることで、インク滴体積は２５ｐｌ程度となり、これは解像度が７２０ｄｐｉの印字に適したものとなる。また、時間差ｄを０．３Ｔ、波幅Ｗｂを０．２Ｔとすることで、インク滴体積は１５ｐｌ程度となり、これは解像度が１４４０ｄｐｉの印字に適したものとなる。
【００３６】
以上、一実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、主たる駆動信号として１つの噴射パルスＡのみを持つものを示したが、主たる駆動信号が例えば２つの噴射パルスからなるものであっても構わない。また、インク滴噴射装置６００は、上記実施の形態の構成に限られるものではなく、圧電材料の分極方向が逆のものを用いてもよい。
【００３７】
また、本実施の形態では、インク室６１３の両側に空気室６１５を設けているが、空気室を設けずに、インク室が隣接するようにしてもよい。さらに、本実施の形態では、アクチュエータは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室に圧力波を発生するものを使用可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、１ドットの印字命令に対する噴射パルス信号により飛び出したインク滴の一部を、上記の付加パルス信号により引き戻し該インク滴の体積を小型化することにより、液滴速度の低下を来すことなく、高速の小さい体積のインク液滴を得ることができる。また、インク液滴の体積を任意に可変できるので、任意の記録解像度を容易に得ることができる。また、インク液滴の小型化のために、従来のように複数の駆動電圧を必要とせず、１つの駆動電圧の電源でよく、駆動電圧を変える必要がないので低コスト化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態によるインク滴噴射装置による駆動波形を示す図である。
【図２】 インク滴噴射装置の駆動回路を示す図である。
【図３】 インク滴噴射装置の制御装置のＲＯＭの記憶領域を示す図である。
【図４】 （ａ）は各種駆動波形信号を印加した場合のインク滴速度の変化状況を示す図、（ｂ）は各種駆動波形信号を印加した場合のインク滴体積の関係の変化状況を示す図である。
【図５】 通常の駆動波形信号を印加した場合のノズルからのインク滴噴射状況を示す図である。
【図６】 本発明の駆動波形信号を印加した場合のノズルからのインク滴噴射状況を示す図である。
【図７】 （ａ）は記録ヘッドのインク噴射部分の縦断面図、（ｂ）は同横断面図である。
【図８】 記録ヘッドのインク噴射部分の動作を示す縦断面図である。
【図９】 解像度が３６０ｄｐｉ、７２０ｄｐｉ、１４４０ｄｐｉの場合の噴射ドットを示す図である。
【図１０】 本発明のインク滴噴射装置の制御装置のＲＯＭの制御内容を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 駆動波形
６００ インクジェットヘッド
６０３ アクチュエータ壁
６１３ インク室
６２５ 制御装置
【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及びその装置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噴射装置としては、圧電セラミックス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、容積増大時にインク導入口からインク流路内にインクを導入するようにしたものが知られている。この種の記録ヘッドにおいては、圧電セラミックスの隔壁によって隔てられた複数のインク室が形成されており、これら複数のインク室の一端にインクカートリッジ等のインク供給手段が接続され、他端にはインク噴射ノズル（以下、ノズルという）が設けられ、印字データに従った前記隔壁の変形によってインク室の容積を減少させることにより、記録媒体に対して前記ノズルからインク液滴を噴射し、文字や図形等が記録される。
【０００３】
この種のインクジェット方式のインク噴射装置において、インク滴を噴射するドロップ・オン・デマンド型が、噴射効率の良さ、ランニングコストの安さなどから普及している。ドロップ・オン・デマンド型として、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がある。図７に示すように、この種のインク滴噴射装置６００は、底壁６０１、天壁６０２及びその間のせん断モードアクチュエータ壁６０３からなる。そのアクチュエータ壁６０３は、底壁６０１に接着され、かつ矢印６１１方向に分極された下部壁６０７と、天壁６０２に接着され、かつ矢印６０９方向に分極された圧電材料製の上部壁６０５とからなっている。アクチュエータ壁６０３は一対となって、その間にインク室６１３を形成し、かつ次の一対のアクチュエータ壁６０３の間には、空気室６１５を形成している。
【０００４】
各インク室６１３の一端には、ノズル６１８を有するノズルプレート６１７が固着され、他端には、図示しないインク供給源が接続されている。各アクチュエータ壁６０３の両側面には電極６１９，６２１が金属化層として設けられている。具体的にはインク室６１３側のアクチュエータ壁６０３には電極６１９が設けられ、空気室６１５側のアクチュエータ壁６０３には電極６２１が設けられている。なお、電極６１９の表面にはインクと絶縁するための絶縁層６３０で覆われている。そして、空気室６１５に面している電極６２１はアース６２３に接続され、インク室６１３内に設けられている電極６１９はアクチュエータ駆動信号を与える制御装置６２５に接続されている。
【０００５】
そして、各インク室６１３の電極６１９に制御装置６２５が電圧を印加することによって、各アクチュエータ壁６０３がインク室６１３の容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。例えば図８に示すように、インク室６１３ｃの電極６１９ｃに電圧Ｅ（Ｖ）が印加されると、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆにそれぞれ矢印６３１、６３２の方向の電界が発生し、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆがインク室６１３ｃの容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。このときノズル６１８ｃ付近を含むインク室６１３ｃ内の圧力が減少する。この電圧Ｅ（Ｖ）の印加状態を圧力波のインク室６１３内での片道伝播時間Ｔだけ維持する。すると、その間インク供給源からインクが供給される。
【０００６】
なお、上記片道伝播時間Ｔはインク室６１３内の圧力波が、インク室６１３の長手方向に伝播するのに必要な時間であり、インク室６１３の長さＬとこのインク室６１３内部のインク中での音速ａにより、Ｔ＝Ｌ／ａと決まる。
【０００７】
圧力波の伝播理論によると、上記の電圧の印加からＴ時間もしくはその奇数倍時間がたつとインク室６１３内の圧力が逆転し、正の圧力に転じるが、このタイミングに合わせてインク室６１３ｃの電極６２１ｃに印加されている電圧を０（Ｖ）に戻す。すると、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆが変形前の状態（図７）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、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆが変形前の状態に戻ることにより発生した圧力とが加え合わされ、比較的高い圧力がインク室６１３ｃのノズル６１８ｃ付近の部分に生じて、インク滴がノズル６１８ｃから噴射される。なお、インク室６１３へ連通するインク供給路６２６が部材６２７及び部材６２８により形成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来、この種のインク滴噴射装置６００では、記録の解像度を高くするために、小さい体積のインク液滴を飛翔させたいような場合には、駆動電圧を下げる等の制御を行っていた。しかし、このように電圧を複数段階に制御する方法では、駆動ドライバＩＣ等のコストアップにつながり、また、インク液滴の体積を小さくしようとすると、インク液滴の速度まで低下するという問題があった。また、インク液滴の速度を低下することなく体積の小さい液滴が得られるように、噴射パルスを印加した後でインク噴射が完了する前に、電圧レベルの低いパルスを付加することが提案されている。しかし、この場合も、駆動パルスとして複数の電圧が必要であり、上記と同様に駆動ドライバＩＣ等のコストアップにつながる。
【０００９】
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、駆動電圧を変えることなく、主となる噴射のための駆動波形の後に、それに付随してパルスを１つ付加するだけで、所望の体積のインク液滴を得ることができ、また、液滴速度の低下も少なくできるインク滴噴射方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、インクが充填されたインク室の容積を変化させるためのアクチュエータに噴射パルス信号を印加することによりインク室内に圧力波を発生させてインクに圧力を加え、インク滴をノズルより噴射させるインク滴噴射方法において、１ドットの印字命令に対して、前記噴射パルス信号と付加パルス信号を印加するものであって、前記噴射パルス信号は、アクチュエータへの電圧印加により、前記インク室の容積を増大させてインク室内に圧力波を発生させ、前記インク室内を前記圧力波が片道伝播する時間Ｔもしくはその奇数倍時間の経過後、前記容積を増大状態から自然状態に減少させてインク滴をノズルより噴射させるパルス幅を有し、前記付加パルス信号は、前記噴射パルス信号により飛び出したインク滴の一部を引き戻し前記噴射パルス信号のみにより噴射するインク滴よりも該インク滴の体積を小型化するパルス信号であって、前記時間Ｔに対してパルス幅がほぼ０．２Ｔ〜０．６Ｔ、波高値が前記噴射パルス信号と同じであり、かつ、前記噴射パルス信号の立ち下がりと付加パルス信号の立ち上がりタイミングとの時間差が０．３Ｔ〜０．７Ｔであることを特徴とするインク滴噴射方法にある。
【００１１】
上記方法においては、噴射パルス信号の立ち上がり及び立ち下がりでインク室内のインクはノズルより飛び出しかけ、さらにその途上で続いて上記のタイミングで印加される付加パルス信号により、ノズルより飛び出しかけているインク滴の一部が引き戻される。その結果、噴射され飛翔するインク液滴を小型化することができるので、高い記録解像度を容易に得ることができる。
【００１２】
また、上記噴射パルス信号及び付加パルス信号の波高値がそれぞれ同じである。この方法においては、小型のインク液滴を得るために、１つの駆動電圧の電源でよく、低コスト化が図れる。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、インクが充填されるインク室と、前記インク室の容積を変化させるアクチュエータと、前記アクチュエータに電気信号を印加するための駆動電源と、１ドットの印字命令に対して、インク室内のインクを噴射させるため、前記アクチュエータに前記駆動電源から噴射パルス信号及び付加パルス信号を印加する制御装置と、を備えたインク滴噴射装置において、前記制御装置は、前記噴射パルス信号を、アクチュエータへ電圧を印加して、前記インク室の容積を増大させてインク室内に圧力波を発生させ、前記インク室内を前記圧力波が片道伝播する時間Ｔもしくはその奇数倍時間の経過後、前記容積を増大状態から自然状態に減少させてインク滴をノズルより噴射させるパルス幅を有するものとし、前記付加パルス信号を、前記噴射パルス信号により飛び出したインク滴の一部を引き戻し前記噴射パルス信号のみにより噴射するインク滴よりも該インク滴の体積を小型化するパルス信号であって、前記時間Ｔに対してパルス幅がほぼ０．２Ｔ〜０．６Ｔ、波高値が前記噴射パルス信号と同じであり、かつ、前記噴射パルス信号の立ち下がりと付加パルス信号の立ち上がりタイミングとの時間差が０．３Ｔ〜０．７Ｔとするものであることを特徴とするインク滴噴射装置にある。
【００１４】
上記構成においては、請求項１と同等の作用が得られる。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。本実施の形態のインク滴噴射装置における機械的部分の構成は、上述した図７に示すものと同様であるので説明を省略する。
【００２０】
本インク滴噴射装置６００の具体的な寸法の一例を述べる。インク室６１３の長さＬが９ｍｍである。ノズル６１８の寸法は、インク滴噴射側の径が４０μｍ、インク室６１３側の径が７２μｍ、長さが１００μｍ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。このインク室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１０μｓｅｃであった。
【００２１】
次に本発明の一実施の形態であるインク室６１３内の電極６１９に印加する駆動波形を図１に示す。図示の駆動波形１０は、１ドット分の印字のためのパルスであり、インク滴を噴射するための噴射パルス信号Ａと、これに続いて該噴射パルス信号Ａによりノズルより飛び出したインク滴の一部を引き戻し得るタイミングで付加的に印加されるものであって、該噴射パルス信号Ａよりもパルス幅が小さく飛翔インク滴を小型化するための付加パルス信号Ｂとからなる。噴射パルス信号Ａと付加パルス信号Ｂのどちらも波高値（電圧値）はＥ（Ｖ）（例えば２０（Ｖ））である。
【００２２】
噴射パルス信号Ａの波幅Ｗａは、インク室６１３内のインク中における音速ａと上記Ｌとの比Ｌ／ａ（＝Ｔ）に一致するものもしくはその奇数倍時間（ヘッド固有の値）とし、例えば、１０μｓｅｃとする。噴射パルス信号Ａの立ち下がりと付加パルス信号Ｂの立ち上がりタイミングとの時間差ｄは、０．３Ｔ〜０．７Ｔ、すなわち、略３〜７μｓｅｃとする。付加パルス信号Ｂの波幅Ｗｂは０．２Ｔ〜０．６Ｔ、すなわち、略２〜６μｓｅｃとする。時間差ｄと波幅Ｗｂの合計時間は略５〜１３μｓｅｃである。付加パルス信号Ｂはこの波幅Ｗｂでは、インク滴を噴射させるには至らない。なお、連続して次のドットを印字する場合のパルスの周期は、駆動周波数を１０ｋＨｚとしたとき、１００μｓｅｃとなる。
【００２３】
次に、前記駆動波形１０を実現するための制御装置の一実施の形態を図２及び図３を用いて説明する。図２に示す制御装置６２５は充電回路１８２と放電回路１８４とパルスコントロール回路１８６から構成されている。アクチュエータ壁６０３の圧電材料及び電極６１９、６２１は、等価的にコンデンサ１９１で表される。１９１Ａと１９１Ｂはその端子である。
【００２４】
入力端子１８１と１８３は、それぞれインク室６１３内の電極６１９に与える電圧をＥ（Ｖ）、０（Ｖ）にするためのパルス信号を入力する入力端子である。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。
【００２５】
入力端子１８１にオン信号（＋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１８７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１８７に接続されている抵抗Ｒ１０４及び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１８７からの２０（Ｖ）の電圧がトランジスタＴＲ１０２のコレクタ及びエミッタ、抵抗Ｒ１２０を介してコンデンサ１９１の端子１９１Ａに印加される。
【００２６】
次に、放電用回路１８４について説明する。放電用回路１８４は抵抗Ｒ１０６、Ｒ１０７、トランジスタＴＲ１０３から構成される。入力端子１８３にオン信号（＋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を介してコンデンサ１９１の抵抗Ｒ１２０側端子１９１Ａをアースする。したがって、図７及び図８に示すインク室６１３のアクチュエータ壁６０３に印加されていた電荷は放電される。
【００２７】
次に、充電回路１８２の入力端子１８１及び放電用回路１８４の入力端子１８２に入力されるパルス信号を発生するパルスコントロール回路１８６について説明する。パルスコントロール回路１８６には、各種の演算処理を行うＣＰＵ１１０が設けられ、ＣＰＵ１１０には、印字データや各種のデータを記憶するＲＡＭ１１２とパルスコントロール回路１８６の制御プログラム及びタイミングでオン、オフ信号を発生するシーケンスデータを記憶しているＲＯＭ１１４が接続されている、ここで、ＲＯＭ１１４には、図３に示すように、インク滴噴射制御プログラム記憶エリア１１４Ａと、駆動波形データ記憶エリア１１４Ｂとが設けられている。したがって、駆動波形１０のシーケンスデータは、駆動波形データ記憶エリア１１４Ｂに記憶されている。
【００２８】
制御プログラム記憶エリア１１４Ａには、また図１０に示すように、ＣＰＵ１１０が、ユーザによる設定が解像度を上げる（すなわち、噴射される１ドットの液滴体積を小さくする）ものであるかを判断し（Ｓ１）、その判断結果に基づいて、波形データ記憶エリア１１４Ｂに記憶された噴射パルス信号に付加パルス信号Ｂを付加するかどうか（Ｓ２，Ｓ３）を決定するプログラム、及び前記時間差ｄと波幅Ｗｂを可変制御するプログラムが記憶されている。
【００２９】
さらに、ＣＰＵ１１０は各種のデータをやりとりするＩ／Ｏバス１１６に接続され、当該Ｉ／Ｏバス１１６には、印字データ受信回路１１８とパルスジェネレータ１２０及び１２２が接続されている。パルスジェネレータ１２０の出力は充電回路１８２の入力端子１８１に接続され、パルスジェネレータ１２２の出力は放電用回路１８４の入力端子１８３に接続されている。
【００３０】
ＣＰＵ１１０はＲＯＭ１１４の駆動波形データ記録エリア１１４Ｂに記憶されているシーケンスデータにしたがって、パルスジェネレータ１２０及び１２２を制御する。したがって、前記のタイミングの各種パターンを予めＲＯＭ１１４内の駆動波形データ記憶エリア１１４Ｂに記憶させておくことによって、図１に示す駆動波形１０の駆動パルスをアクチュエータ壁６０３に与えることができる。
【００３１】
なお、パルスジェネレータ１２０、１２２及び充電回路１８２及び放電回路１８４はノズル数と同じ数だけ設けられている。本実施の形態では、代表して一つのノズルの制御について説明したが、他のノズルの制御についても同様な制御である。
【００３２】
次に、本実施の形態の駆動方法にて駆動した場合のインク滴噴射のテスト結果を説明する。図４（ａ）（ｂ）は、図１の駆動波形１０における時間差ｄと波幅Ｗｂの値を各種組み合わせた場合のインク滴速度、１ドットのインク滴体積の変化を示す特性図である。破線は噴射パルス信号Ａのみで駆動した場合のインク滴速度（８ｍ／ｓ）、インク滴体積の値（４５ｐｌ（ピコリットル））を示す。インク滴体積は、噴射パルス信号Ａのみで駆動した場合に比べて、噴射パルス信号Ａに付加パルス信号Ｂを付けた場合の方が全て小さくなっており、特に、時間差ｄが０．３Ｔ〜０．５Ｔでは、付加パルス信号Ｂの波幅Ｗｂが０．２Ｔ〜０．６Ｔのいずれの組み合わせにおいても、相当にインク滴の小型化が成されている。インク滴速度は、噴射パルス信号Ａのみで駆動した場合に比べて、一部（時間差ｄが０．３Ｔ）では低下しているが、その他の多くは（時間差ｄが０．５Ｔ〜０．７Ｔ）、それ程低下していない。上記のような時間差及び波幅の組み合わせ範囲で付加パルス信号Ｂを付けることで、噴射パルス信号Ａのみの場合に比べて、インク滴速度が余り低下することがなく、しかも小型のインク滴が得られる。
【００３３】
図５は、１ドットについて噴射パルス信号Ａのみをアクチュエータへ印加することによってノズルからインクが噴出される様子を示す図、図６は、図１に示したような本発明の実施形態による噴射パルス信号Ａと付加パルス信号Ｂとによってノズルからインクが噴出される様子を示す図である。図５において、噴射パルス信号Ａの立ち上がりにより、インク室１１の容積が増大して一時的にインクのメニスカス１３はノズル１２の内方に引っ込み（図５（ｂ））、続いてインク室１１内を圧力波が片道伝播する時間の経過後の噴射パルス信号Ａの立ち下がりにより、インク室１１の容積が増大状態から自然状態に減少することで、インクはノズルより噴出され、インク液滴１４となる。
【００３４】
一方、本実施形態の図６においては、噴射パルス信号Ａの立ち下がり後、付加パルスＢが印加されることにより、ノズル１２より噴出されかけたインク滴の一部が引き戻され、図６（ｄ）に示すようなメニスカス１５となるため、。こうして、駆動電圧を変えることなく、したがって、コストアップすることなく、主となる駆動波形の後にパルスを１つ付加するだけで、小さい体積のインク液滴の噴射を得ることができる。そのときのインク液滴速度の低下も少ない。
【００３５】
図９は、解像度が３６０ｄｐｉ、７２０ｄｐｉ、１４４０ｄｐｉで連続ドットを印字した状態を示す。上述の図１に示したように、１ドットの印字命令として、噴射パルス信号Ａに付加パルス信号Ｂを付け、例えば、時間差ｄを０．７Ｔ、波幅Ｗｂを０．６Ｔとすることで、インク滴体積は４０ｐｌ程度となり、これは解像度が３６０ｄｐｉの印字に適したものとなる。また、時間差ｄを０．３Ｔ、波幅Ｗｂを０．６Ｔとすることで、インク滴体積は２５ｐｌ程度となり、これは解像度が７２０ｄｐｉの印字に適したものとなる。また、時間差ｄを０．３Ｔ、波幅Ｗｂを０．２Ｔとすることで、インク滴体積は１５ｐｌ程度となり、これは解像度が１４４０ｄｐｉの印字に適したものとなる。
【００３６】
以上、一実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、主たる駆動信号として１つの噴射パルスＡのみを持つものを示したが、主たる駆動信号が例えば２つの噴射パルスからなるものであっても構わない。また、インク滴噴射装置６００は、上記実施の形態の構成に限られるものではなく、圧電材料の分極方向が逆のものを用いてもよい。
【００３７】
また、本実施の形態では、インク室６１３の両側に空気室６１５を設けているが、空気室を設けずに、インク室が隣接するようにしてもよい。さらに、本実施の形態では、アクチュエータは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室に圧力波を発生するものを使用可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、１ドットの印字命令に対する噴射パルス信号により飛び出したインク滴の一部を、上記の付加パルス信号により引き戻し該インク滴の体積を小型化することにより、液滴速度の低下を来すことなく、高速の小さい体積のインク液滴を得ることができる。また、インク液滴の体積を任意に可変できるので、任意の記録解像度を容易に得ることができる。また、インク液滴の小型化のために、従来のように複数の駆動電圧を必要とせず、１つの駆動電圧の電源でよく、駆動電圧を変える必要がないので低コスト化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態によるインク滴噴射装置による駆動波形を示す図である。
【図２】 インク滴噴射装置の駆動回路を示す図である。
【図３】 インク滴噴射装置の制御装置のＲＯＭの記憶領域を示す図である。
【図４】 （ａ）は各種駆動波形信号を印加した場合のインク滴速度の変化状況を示す図、（ｂ）は各種駆動波形信号を印加した場合のインク滴体積の関係の変化状況を示す図である。
【図５】 通常の駆動波形信号を印加した場合のノズルからのインク滴噴射状況を示す図である。
【図６】 本発明の駆動波形信号を印加した場合のノズルからのインク滴噴射状況を示す図である。
【図７】 （ａ）は記録ヘッドのインク噴射部分の縦断面図、（ｂ）は同横断面図である。
【図８】 記録ヘッドのインク噴射部分の動作を示す縦断面図である。
【図９】 解像度が３６０ｄｐｉ、７２０ｄｐｉ、１４４０ｄｐｉの場合の噴射ドットを示す図である。
【図１０】 本発明のインク滴噴射装置の制御装置のＲＯＭの制御内容を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 駆動波形
６００ インクジェットヘッド
６０３ アクチュエータ壁
６１３ インク室
６２５ 制御装置
Claims (2)
- インクが充填されたインク室の容積を変化させるためのアクチュエータに噴射パルス信号を印加することによりインク室内に圧力波を発生させてインクに圧力を加え、インク滴をノズルより噴射させるインク滴噴射方法において、
１ドットの印字命令に対して、前記噴射パルス信号と付加パルス信号を印加するものであって、
前記噴射パルス信号は、アクチュエータへの電圧印加により、前記インク室の容積を増大させてインク室内に圧力波を発生させ、前記インク室内を前記圧力波が片道伝播する時間Ｔもしくはその奇数倍時間の経過後、前記容積を増大状態から自然状態に減少させてインク滴をノズルより噴射させるパルス幅を有し、
前記付加パルス信号は、前記噴射パルス信号により飛び出したインク滴の一部を引き戻し前記噴射パルス信号のみにより噴射するインク滴よりも該インク滴の体積を小型化するパルス信号であって、前記時間Ｔに対してパルス幅がほぼ０．２Ｔ〜０．６Ｔ、波高値が前記噴射パルス信号と同じであり、かつ、前記噴射パルス信号の立ち下がりと付加パルス信号の立ち上がりタイミングとの時間差が０．３Ｔ〜０．７Ｔであることを特徴とするインク滴噴射方法。 - インクが充填されるインク室と、
前記インク室の容積を変化させるアクチュエータと、
前記アクチュエータに電気信号を印加するための駆動電源と、
１ドットの印字命令に対して、インク室内のインクを噴射させるため、前記アクチュエータに前記駆動電源から噴射パルス信号及び付加パルス信号を印加する制御装置と、を備えたインク滴噴射装置において、
前記制御装置は、前記噴射パルス信号を、アクチュエータへ電圧を印加して、前記インク室の容積を増大させてインク室内に圧力波を発生させ、前記インク室内を前記圧力波が片道伝播する時間Ｔもしくはその奇数倍時間の経過後、前記容積を増大状態から自然状態に減少させてインク滴をノズルより噴射させるパルス幅を有するものとし、
前記付加パルス信号を、前記噴射パルス信号により飛び出したインク滴の一部を引き戻し前記噴射パルス信号のみにより噴射するインク滴よりも該インク滴の体積を小型化するパルス信号であって、前記時間Ｔに対してパルス幅がほぼ０．２Ｔ〜０．６Ｔ、波高値が前記噴射パルス信号と同じであり、かつ、前記噴射パルス信号の立ち下がりと付加パルス信号の立ち上がりタイミングとの時間差が０．３Ｔ〜０．７Ｔとするものであることを特徴とするインク滴噴射装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34672297A JP3842886B2 (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | インク滴噴射方法及びその装置 |
| US09/201,129 US6350003B1 (en) | 1997-12-16 | 1998-11-30 | Ink droplet ejecting method and apparatus |
| US10/788,047 USRE38941E1 (en) | 1997-12-16 | 2004-02-26 | Ink droplet ejecting method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34672297A JP3842886B2 (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | インク滴噴射方法及びその装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004050922A Division JP2004155209A (ja) | 2004-02-26 | 2004-02-26 | インク滴噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11170515A JPH11170515A (ja) | 1999-06-29 |
| JP3842886B2 true JP3842886B2 (ja) | 2006-11-08 |
Family
ID=18385380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34672297A Expired - Fee Related JP3842886B2 (ja) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | インク滴噴射方法及びその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6350003B1 (ja) |
| JP (1) | JP3842886B2 (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001322272A (ja) * | 2000-05-17 | 2001-11-20 | Brother Ind Ltd | インクジェット記録装置 |
| JP3921958B2 (ja) | 2001-04-25 | 2007-05-30 | ブラザー工業株式会社 | インク吐出装置 |
| US6676235B1 (en) * | 2002-07-30 | 2004-01-13 | Teco Image Systems Co., Ltd. | Multi-resolution printing device |
| JP2004114362A (ja) * | 2002-09-24 | 2004-04-15 | Brother Ind Ltd | インクジェットヘッド |
| JP3991842B2 (ja) | 2002-11-05 | 2007-10-17 | ブラザー工業株式会社 | 液滴噴射装置 |
| US7195327B2 (en) * | 2003-02-12 | 2007-03-27 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Droplet ejection apparatus and its drive method |
| DE602004016436D1 (de) | 2003-09-25 | 2008-10-23 | Fujifilm Corp | Tröpfchenausstossverfahren und -vorrichtung |
| US8491076B2 (en) * | 2004-03-15 | 2013-07-23 | Fujifilm Dimatix, Inc. | Fluid droplet ejection devices and methods |
| US7281778B2 (en) * | 2004-03-15 | 2007-10-16 | Fujifilm Dimatix, Inc. | High frequency droplet ejection device and method |
| CN101094770B (zh) | 2004-12-30 | 2010-04-14 | 富士胶卷迪马蒂克斯股份有限公司 | 喷墨打印 |
| JP4720226B2 (ja) | 2005-03-15 | 2011-07-13 | 富士ゼロックス株式会社 | 液滴吐出記録ヘッドの駆動方法及び液滴吐出記録装置 |
| US7604313B2 (en) | 2005-04-26 | 2009-10-20 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink-droplet ejecting apparatus |
| EP1772268B1 (en) * | 2005-10-06 | 2011-05-04 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet recording apparatus and control method for the same |
| JP5059336B2 (ja) * | 2006-03-30 | 2012-10-24 | ブラザー工業株式会社 | インクジェット記録装置及びその制御条件の決定方法 |
| US7988247B2 (en) * | 2007-01-11 | 2011-08-02 | Fujifilm Dimatix, Inc. | Ejection of drops having variable drop size from an ink jet printer |
| US8186790B2 (en) * | 2008-03-14 | 2012-05-29 | Purdue Research Foundation | Method for producing ultra-small drops |
| JP2010158843A (ja) * | 2009-01-08 | 2010-07-22 | Seiko Epson Corp | 液体吐出装置、及び、その制御方法 |
| JP2010179539A (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-19 | Seiko Epson Corp | 液体噴射装置及び液体噴射ヘッドの駆動方法 |
| US8393702B2 (en) * | 2009-12-10 | 2013-03-12 | Fujifilm Corporation | Separation of drive pulses for fluid ejector |
| JP2014028447A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Seiko Epson Corp | 液体吐出装置及びその制御方法 |
| JP2014028450A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Seiko Epson Corp | 液体吐出装置及びその制御方法 |
| US8911046B2 (en) * | 2013-03-15 | 2014-12-16 | Fujifilm Dimatix, Inc. | Method, apparatus, and system to provide droplets with consistent arrival time on a substrate |
| JP6155986B2 (ja) * | 2013-08-30 | 2017-07-05 | コニカミノルタ株式会社 | インクジェット記録装置及びインクジェットヘッドの駆動方法 |
| JP7078824B2 (ja) * | 2016-12-16 | 2022-06-01 | エスアイアイ・プリンテック株式会社 | 液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置、液体噴射ヘッドの駆動方法および液体噴射ヘッドの駆動プログラム |
| EP3335881B1 (en) * | 2016-12-16 | 2021-02-17 | SII Printek Inc | Liquid jet head, liquid jet recording device, method for driving liquid jet head, and program for driving liquid jet head |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0115180B1 (en) | 1982-12-27 | 1990-04-04 | Dataproducts Corporation | Operating an ink jet |
| US4523200A (en) | 1982-12-27 | 1985-06-11 | Exxon Research & Engineering Co. | Method for operating an ink jet apparatus |
| JPS6371355A (ja) | 1986-09-12 | 1988-03-31 | Fujitsu Ltd | インクジエツトヘツドの駆動方法 |
| JP2724141B2 (ja) | 1986-10-09 | 1998-03-09 | キヤノン株式会社 | インクジェットヘッドの駆動方法 |
| US4887100A (en) | 1987-01-10 | 1989-12-12 | Am International, Inc. | Droplet deposition apparatus |
| JPH01101160A (ja) | 1987-10-15 | 1989-04-19 | Ricoh Co Ltd | オンデマンド型インクジェットヘッドの駆動方法 |
| JPH01113252A (ja) | 1987-10-27 | 1989-05-01 | Canon Inc | インクジェット記録ヘッド |
| JP3141890B2 (ja) | 1990-10-03 | 2001-03-07 | 富士通株式会社 | インクジェットヘッドの駆動装置 |
| US5359350A (en) * | 1991-06-14 | 1994-10-25 | Ricoh Company, Ltd. | Method of driving ink jet printing head |
| JP2581493B2 (ja) | 1992-08-11 | 1997-02-12 | 日本碍子株式会社 | 成形体の取り出し装置 |
| US5495270A (en) * | 1993-07-30 | 1996-02-27 | Tektronix, Inc. | Method and apparatus for producing dot size modulated ink jet printing |
| JPH07195713A (ja) | 1993-12-29 | 1995-08-01 | Canon Inc | インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法 |
| JP3290057B2 (ja) | 1995-07-18 | 2002-06-10 | ブラザー工業株式会社 | インク噴射装置およびその駆動方法 |
| JP3425735B2 (ja) | 1995-07-20 | 2003-07-14 | ブラザー工業株式会社 | インク噴射装置の駆動方法 |
| US5903286A (en) | 1995-07-18 | 1999-05-11 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Method for ejecting ink droplets from a nozzle in a fill-before-fire mode |
| JP3249719B2 (ja) | 1995-07-24 | 2002-01-21 | ブラザー工業株式会社 | インク噴射装置およびその駆動方法 |
| JP3161294B2 (ja) * | 1995-08-09 | 2001-04-25 | ブラザー工業株式会社 | インク噴射装置の駆動方法 |
| JP3249735B2 (ja) | 1996-01-25 | 2002-01-21 | ブラザー工業株式会社 | インク噴射装置およびその駆動方法 |
| JP3327795B2 (ja) | 1996-11-27 | 2002-09-24 | 東芝テック株式会社 | インクジェットヘッドの駆動方法 |
| US6095630A (en) | 1997-07-02 | 2000-08-01 | Sony Corporation | Ink-jet printer and drive method of recording head for ink-jet printer |
| JP3857805B2 (ja) * | 1997-12-10 | 2006-12-13 | ブラザー工業株式会社 | インク滴噴射方法及びその装置 |
-
1997
- 1997-12-16 JP JP34672297A patent/JP3842886B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-11-30 US US09/201,129 patent/US6350003B1/en not_active Ceased
-
2004
- 2004-02-26 US US10/788,047 patent/USRE38941E1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6350003B1 (en) | 2002-02-26 |
| JPH11170515A (ja) | 1999-06-29 |
| USRE38941E1 (en) | 2006-01-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3842886B2 (ja) | インク滴噴射方法及びその装置 | |
| JP3857805B2 (ja) | インク滴噴射方法及びその装置 | |
| JP3557883B2 (ja) | インク滴噴射方法及びその装置 | |
| JP3909940B2 (ja) | インク液滴噴射方法及びその装置 | |
| US6254213B1 (en) | Ink droplet ejecting method and apparatus | |
| US5880750A (en) | Ink-jet apparatus having a preliminary pulse signal and a jet pulse signal and a driving method thereof | |
| JP3738548B2 (ja) | インク滴噴射方法及びその装置 | |
| JP4491907B2 (ja) | インク滴噴射方法およびその制御装置並びに記憶媒体 | |
| JP4158310B2 (ja) | インク噴射装置の駆動方法およびその装置 | |
| US20010024214A1 (en) | Ink jet apparatus, ink jet apparatus driving method, and storage medium for storing ink jet apparatus control program | |
| JP3654299B2 (ja) | インク滴噴射装置 | |
| JP3294756B2 (ja) | インク噴射装置 | |
| JP3687486B2 (ja) | インク滴噴射方法およびその装置並びに記憶媒体 | |
| JP4432201B2 (ja) | インク噴射装置の駆動方法および制御装置並びに記憶媒体 | |
| JP3551822B2 (ja) | インク噴射装置の駆動方法およびその装置 | |
| JP2007022095A (ja) | インク滴噴射方法及びその装置 | |
| JP3249719B2 (ja) | インク噴射装置およびその駆動方法 | |
| JP3290084B2 (ja) | インク滴噴射方法およびその装置 | |
| JP2000052561A (ja) | インク噴射装置 | |
| JP3940462B2 (ja) | インク噴射装置 | |
| JP3324949B2 (ja) | インク滴噴射方法およびその装置 | |
| JP2004155209A (ja) | インク滴噴射装置 | |
| JP2001018388A (ja) | インク噴射装置 | |
| JP4568966B2 (ja) | 画像形成装置 | |
| JP2005231174A (ja) | インク噴射装置の駆動方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20001228 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20020318 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20020325 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20030428 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20030513 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20030714 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040106 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040226 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20040322 |
|
| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20040409 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060712 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060811 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100818 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100818 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110818 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120818 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120818 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130818 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |