JP4432201B2

JP4432201B2 - 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

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Publication number: JP4432201B2
Application number: JP2000125584A
Authority: JP
Inventors: 義和高橋; 正春伊藤
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2000-04-26
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2020-04-26
Also published as: JP2001301161A

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噴射装置の駆動方法および制御装置並びに記憶媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、インクジェット方式のインク噴射装置としては、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流路が形成されており、これら複数のインク流路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流路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】
この種のインク噴射装置において、インク液滴を噴射するドロップ・オン・デマンド型のヘッドが、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。その１例の断面図を図５に示す。インクジェットヘッド６００は、紙面厚み方向に延びる細長い溝形状のインク流路６１３とインクの入らない空間６１５とを側壁６１７を挟んで複数配列したアクチュエータ基板６０１と、カバープレート６０２からなる。その側壁６１７は、下半分は矢印Ｐ１方向に分極された下部壁６１１と、上半分は矢印Ｐ２方向に分極された上部壁６０９とからなっている。各インク流路６１３の一端には、ノズル６１８を有し、他端にはインクを供給するマニホールドを有する。空間６１５の前記マニホールド側の端部はインクが浸入しないように閉鎖されている。各側壁６１７の両側面には電極６１９，６２１が金属化層として設けられている。具体的にはインク流路６１３側の側壁６１７には流路内電極６１９が設けられ、全ての流路内電極６１９は接地されている。空間６１５側の側壁６１７には空間内電極６２１が設けられている。同一の空間６１５内で隣接する空間内電極６２１は、互いに絶縁されており、インク流路６１３を挟んで隣接する空間内電極６２１は、電気的に接続されて、アクチュエータ駆動信号を与える図７に示す制御装置６２５に接続されている。
【０００４】
そして、インク流路６１３を挟んで隣接する空間電極６２１に図７に示す制御装置６２５が電圧を印加することによって、側壁６１７がインク流路６１３の容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。例えば図６に示すようにインク流路６１３ｂを駆動する場合には、全ての流路内電極６１９を接地した状態で該インク流路６１３ｂを挟んで隣接する空間電極６２１ｃ、ｄに電圧Ｅ（Ｖ）が印加されると、側壁６１７ｃ、ｄに矢印Ｅ方向の電界が発生し、側壁６１７ｃ、ｄがインク流路６１３ｂの容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。このときノズル６１８ｂ付近を含むインク流路６１３ｂ内の圧力が減少する。この状態を圧力波のインク流路６１３内での片道伝播時間Ｔだけ維持する。すると、その間図示しないマニホールドからインクが供給される。
【０００５】
なお、上記片道伝播時間Ｔはインク流路６１３内の圧力波が、インク流路６１３の長手方向に伝播するのに必要な時間であり、インク流路６１３の長さＬとこのインク流路６１３内部のインク中での音速ａによりＴ＝Ｌ／ａと決まる。
【０００６】
圧力波の伝播理論によると、上記の電圧の印加からちょうどＴ時間がたつとインク流路６１３内の圧力が逆転し、正の圧力に転じるが、このタイミングにほぼ合わせて空間電極６２１ｃ、ｄに印加されている電圧を０（Ｖ）に戻す。
【０００７】
すると、側壁６１７ｃ、ｄが変形前の状態（図５）に戻り、インクに圧力が加えられる。そのとき、前記正に転じた圧力と、側壁６１７ｃ、ｄが変形前の状態に戻ることにより発生した圧力とが加え合わされ、比較的高い圧力がインク流路６１３ｂのノズル６１８ｂ付近の部分に生じて、インク液滴がノズル６１８ｂから噴射される。
【０００８】
さらに詳しく説明すると、上記の電圧の印加から電圧を０（Ｖ）に戻すまでの時間が前記片道伝播時間Ｔからずれると、インク液滴を噴射するためエネルギー効率が低下し、前記片道伝播時間Ｔのほぼ偶数倍となったときには全く噴射が行われなくなるので、通常、エネルギー効率を高くしたい場合、例えばなるべく低い電圧で駆動したい場合には上記の電圧の印加から電圧を０（Ｖ）に戻すまでの時間は、前記片道伝播時間Ｔに一致させるか、少なくともほぼ奇数倍とすることが望ましい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来、この種のインクジェットヘッド６００において、写真などの高画質印字のために噴射するインク液滴の体積をなるべく小さくしたいという要求がある。そのために、噴射パルスによりインク液滴を噴射し、完全にインク液滴が噴射されてしまう前に、インクの一部を前記インク流路内に引き戻し、インク液滴を小型化するための液滴小型化パルスを付加するなどの工夫がなされている。
【００１０】
しかしながら、上述した噴射パルスと液滴小型化パルスの２つのパルスを用いた駆動方法による小インク液滴の噴射は、前記インク流路内の残留圧力振動が抑制されていないため、高い印字周波数での駆動では、噴射が不安定になり、不必要なインク液滴を噴射してしまったり、曲り、不吐出という状態になるなどして、印字品質が低下するという問題があった。
【００１１】
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、２０ｐｌ（ピコリットル）以下の小インク液滴を高い印字周波数駆動においても安定に噴射できる、高速で高画質印字可能な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を提供することを目的とする。
【００１２】
【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、インク液滴を噴射するノズルと、該ノズルに連通しインクが充填されるインク流路と、前記インク流路の容積を増減させて該インク流路内に圧力波を発生させるアクチュエータと、インク液滴を前記ノズルから噴射させるための噴射パルス前記アクチュエータに印加する制御装置とを備え、体積が２０ｐｌ以下であるインク液滴を噴射するインク噴射装置の駆動方法において、１つのドットの直前および直後ともに噴射命令がない場合には、噴射パルスＡと、該噴射パルスＡと波高値が同じで、噴射されたインク液滴が前記ノズルから離れる前にそのインク液滴の一部を前記インク流路内に引き戻すための液滴小型化パルスとからなる駆動波形１を用いてインク液滴の噴射を行い、それ以外の場合には、前記噴射パルスＡと波高値が同じで、波幅が小さい噴射パルスＢと、前記噴射パルスＡと波高値が同じで、該噴射パルスＢによる残留振動を抑える噴射安定化パルスとからなる駆動波形２を用いてインク液滴の噴射を行うことを特徴とするインク噴射装置の駆動方法である。
【００１３】
この方法においては、印字命令が連続する（すなわち高い印字周波数駆動）場合には、噴射安定化パルスを有する駆動波形２にてインク液滴を噴射し、印字命令が連続しない場合には、液滴小型化パルスを有する駆動波形１にてインク液滴を噴射することにより、高周波数駆動の場合においても安定にインクを噴射できる。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１の方法において、前記インク流路内を圧力波が片道伝播する時間をＴとしたとき、前記噴射パルスＡの波幅は、前記Ｔとほぼ一致しており、前記液滴小型化パルスの波幅は、前記Ｔの０．２倍から０．３倍の範囲内であり、前記噴射パルスＡと前記液滴小型化パルスの間の時間は、前記Ｔの０．４倍から０．６倍の範囲内であり、かつ前記噴射パルスＢの波幅は、前記Ｔの０．５倍から０．７倍の範囲内であり、前記噴射安定化パルスの波幅は、前記Ｔの０．２倍から０．３倍の範囲内であり、前記噴射パルスＢと前記噴射安定化パルスの間の時間は、前記Ｔの２．０倍から２．２倍の範囲内である。
【００１５】
このように、全てのパルスの幅、付加タイミングを設定することで、駆動波形１と駆動波形２とのインク噴射速度や液滴体積の差を少なくし、かつそれぞれの条件下での噴射安定性を実現できるのである。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記駆動波形１および前記駆動波形２を記憶した記憶手段と、１つのドットの直前および直後ともに噴射命令がないかどうかを判別し、該噴射命令がない場合には、前記駆動波形１を、それ以外の場合には、前記駆動波形２を前記アクチュエータに印加する出力手段とを備える制御装置によって、上記駆動方法を実現する。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、パーソナルコンピュータ等から印字データをインク噴射装置に出力する際に、パーソナルコンピュータ等で用いられるプログラムを格納した記憶媒体において、前記駆動波形１および前記駆動波形２を記憶し、１つのドットの直前および直後ともに噴射命令がないかどうかを判別し、該噴射命令がない場合には、前記駆動波形１を、それ以外の場合には、前記駆動波形２を前記アクチュエータに印加することで、上記駆動方法を実現する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の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５に示すものと同様であるので説明を省略する。
【００１９】
本インク滴ジェットヘッド６００の具体的な寸法の一例を述べる。インク流路６１３の長さＬが６．０ｍｍである。ノズル６１８の寸法は、インク滴噴射側の径が２６μｍ、インク流路６１３側の径が４０μｍ、長さが７５μｍである。また、実験に供したインクの２５℃における粘度は約２ｍＰａ・ｓ、表面張力は３０ｍＮ／ｍである。このインク流路６１３内のインク中における音速ａと上記Ｌとの比Ｌ／ａ（＝Ｔ）は９．０μｓｅｃであった。
【００２０】
図１は２０ｐｌ以下の微小液滴を安定に噴射するための駆動波形を示す。
図１（ａ）に示した駆動波形１は、２０ｐｌ以下の微小液滴を安定に噴射するための駆動波形であり、付した数字は、上記インク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔに対する時間の長さの割合である。
【００２１】
駆動波形１は、インク滴を噴射するための噴射パルスＡと該噴射パルスＡによって噴射されたインク液滴の体積を小さくするための液滴小型化パルスＣとからなる。例えば、噴射パルスＡによって噴射されたインク液滴が完全にノズル６１８から離れる前に、小型化パルスＣによってインク流路６１３の容積を拡大する方向に側壁６１７を変形させ、インク液滴の後方部分をインク流路６１３内に引き戻すのである。全てのパルスの波高値（電圧値）はＥ（Ｖ）（例えば２５℃で１７（Ｖ））である。噴射パルスＡの幅Ｗａは、インク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔに一致し、すなわち９．０μｓｅｃである。液滴小型化パルスの幅Ｗｃはインク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔの０．２〜０．３倍に一致し、すなわち１．８〜２．７μｓｅｃである。また、噴射パルスＡと液滴小型化パルスの間の時間Ｗｂは、インク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔの０．４〜０．６倍に一致し、すなわち３．６〜５．４μｓｅｃである。
【００２２】
これらのタイミングの適正範囲を求めるために行った実験の結果を説明する。図２に示す表は、噴射パルスＡの幅Ｗａをインク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔに一致する値に固定したまま、噴射パルスＡと液滴小型化パルスの間の時間Ｗｂをインク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔの０．３〜０．７倍まで０．０５倍刻みで変化させ、かつ液滴小型化パルスの幅Ｗｃをインク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔの０．１〜０．４倍まで０．０５倍刻みで変化させたときの評価結果を示す。評価方法として、電圧Ｅ＝１７Ｖ、最高７．５ｋＨｚまでの周波数で連続駆動したときの噴射状態を観察し、２０ｐｌ以下の液滴を安定に噴射する場合は○、曲りを伴った場合は△、噴射が不安定でしぶきを伴う場合をＸとした。
【００２３】
この結果から、噴射パルスＡと液滴小型化パルスの間の時間Ｗｂを、インク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔの０．４０倍〜０．６０倍の範囲内とし、液滴小型化パルスの幅Ｗｃをインク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔの０．２０倍〜０．３０倍の範囲に設定すると安定に噴射することが分かる。このときの噴射されるインク液滴の飛翔速度は、約６．０ｍ／ｓで体積は約１５ｐｌであった。
【００２４】
また、上記駆動波形１の場合、印字周波数を７．５ｋＨｚよりも高くしていくと、噴射は不安定となり、駆動波形１のみを用いた駆動方法では、たとえば１０ｋＨｚ、１５ｋＨｚといった高い周波数での印字はできなかった。
【００２５】
図１（ｂ）に示した駆動波形２は、２０ｐｌ以下の微小液滴を高い周波数でも安定に噴射するための駆動波形であり、付した数字は、上記インク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔに対する時間の長さの割合である。インク滴を噴射するための噴射パルスＢと該噴射パルスＢによるインク液滴噴射により発生する、前記インク流路６１３内の圧力振動を抑制するための噴射安定化パルスＤからなる。例えば、インク流路６１３内の圧力が上昇するタイミングで安定化パルスＤによってインク流路６１３の容積を拡大する方向に側壁６１７を変形させ、また次に流路６１３内の圧力が下降するタイミングで側壁６１７を戻すことで、インク流路６１３内の圧力変動を抑えるのである。
【００２６】
駆動波形２の全てのパルスの波高値（電圧値）はＥ（Ｖ）（例えば２５℃で１７（Ｖ））である。噴射パルスＢの幅Ｗｄは、インク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔの０．５〜０．７倍に一致し、すなわち４．５〜６．３μｓｅｃである。噴射安定化パルスＤの幅Ｗｆはインク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔの０．２〜０．３倍に一致し、すなわち１．８〜２．７μｓｅｃである。また、噴射パルスＢと噴射安定化パルスＤの間の時間Ｗｅは、インク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔの２．０〜２．２倍に一致し、すなわち１８．０〜１９．８μｓｅｃである。
【００２７】
これらのタイミングの適正範囲を求めるために行った実験の結果を説明する。まず、噴射パルスＢの波幅Ｗｄを、インク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔの０．５〜０．７倍とした理由は、前述した駆動波形１と同じ駆動電圧で駆動した場合に、できるだけ、インク液滴の飛翔速度と体積を近づけるためである。すなわち駆動波形２では、前記液滴小型化パルスＣのように、噴射しかけたインクをインク流路内に引き戻すパルスは使わないため、噴射パルスＢの波幅Ｗｄがインク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔと一致したままでは、飛翔速度、インク液滴体積とも大きくなり過ぎる。しかし、噴射パルスＢの波幅Ｗｄを、インク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔの０．５〜０．７倍として、例えば駆動波形１で飛翔速度６．０ｍ／ｓで体積が１５ｐｌとなる場合と同じ駆動電圧を用いる場合に、飛翔速度６．０〜６．５ｍ／ｓで体積が１５〜１９ｐｌという駆動波形１と近い飛翔速度、インク液滴体積が得られることが分かった。
【００２８】
図３に示す表は、噴射パルスＢの幅Ｗｄをインク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔの０．６倍に一致する値に固定したまま、噴射パルスＢの幅Ｗｅをインク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔの１．８５〜２．３５倍まで０．０５倍刻みで変化させ、かつ噴射安定化パルスＤの幅Ｗｆをインク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔの０．１〜０．４倍まで０．０５倍刻みで変化させたときの評価結果を示す。評価方法として、電圧Ｅ＝１７Ｖ、１０〜１５ｋＨｚにおける周波数で連続駆動したときの噴射状態を観察し、２０ｐｌ以下の液滴を安定に噴射する場合は○、曲りを伴った場合は△、噴射が不安定でしぶきを伴う場合をＸとした。
【００２９】
この結果から、噴射パルスＢと液滴小型化パルスの間の時間Ｗｅを、インク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔの２．０倍〜２．２倍の範囲内とし、噴射安定化パルスの幅Ｗｆをインク流路６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔの０．２０倍〜０．３０倍の範囲に設定すると安定に噴射することが分かる。このときの噴射されるインク液滴の飛翔速度は、約６．３ｍ／ｓで体積は約１８ｐｌであった。
【００３０】
この駆動波形２を用いると、駆動波形１に比べて、高い印字周波数まで安定に噴射することが可能であるが、噴射するインク液滴の体積が２割程度増えてしまうことが分かっている。低い印字周波数においては微小インク液滴が噴射可能な駆動波形１と、やや体積は増えるが高い周波数でも安定に噴射可能な駆動波形２とを、それぞれの長所を活かして駆動する方法を説明する。
【００３１】
印字命令が連続し、記録媒体上でドットがつながって形成されるような場合には、１つのドットを区別することができないので、多少インク液滴が大きくなって、ドット径が大きくなってもあまり問題とならない。従って体積はやや大きいものの高い印字周波数で安定に噴射できる駆動波形２は、印字命令が連続するときに用いると良いことが分かる。逆に、印字命令が連続せず、記録媒体上にドットがまばらに形成されるような場合には、ドットの粒状感が問題となるため、１つ１つのドットがより小さいことが要求される。従って、高い印字周波数となる連続噴射では不安定であるが、ドットがまばらになる、すなわち実質的に低い印字周波数による駆動ではより小さな液滴が噴射できる駆動波形１が適していることが分かる。
【００３２】
以上のようなことから、図４に示したように、１つのドットの直前および直後ともに印字命令がない場合には、駆動波形１を用いてインク液滴を噴射し、１つのドットの直前または直後のいずれかに印字命令があり、インク液滴の噴射が連続する場合には、駆動波形２を用いてインク液滴を噴射ように制御することで、１０〜１５ｋＨｚといった高い印字周波数での印字も安定となり、高速で高解像度の印字が可能となるのである。
【００３３】
以上詳述したように、インク液滴が体積が２０ｐｌ以下であるような微小インク液滴を、印字命令が連続する場合には、噴射安定化パルスＤを有する駆動波形２にてインク液滴を噴射し、印字命令が連続しない場合には、液滴小型化パルスＣを有する駆動波形１にてインク液滴を噴射することにより、高い印字周波数による駆動の場合においても安定にインクを噴射できる。
【００３４】
次に、前記のような各種の駆動波形を実現するための制御装置の一実施の形態を図７および図９を用いて説明する。図７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。側壁６１７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。
【００３５】
入力端子１８１と１８３は、それぞれ空間６１５内の電極６２１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。
【００３６】
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からの例えば１６（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に印加される。
【００３７】
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側端子をアースする。したがって、図５および図６に示す側壁６１７に印加されていた電荷は放電される。
【００３８】
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１８３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８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１、２のデータは、駆動波形データ記憶エリア１１４Ｂに記憶され、図４に示す１つのドットの直前および直後の状況とそれに対応して選択する駆動波形の種類との関係をテーブルにしたものが、制御プログラム記憶エリア１１４Ａに記憶されている。
【００３９】
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。
【００４０】
ＣＰＵ１１０はＲＯＭ１１４の制御プログラム記憶エリア１１４Ａおよび駆動波形データ記録エリア１１４Ｂに記憶されている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、受信した印字データにおいて、１つのドットの直前および直後の状況を判別し、それに対応した駆動波形１または２を選択的に出力することができる。
【００４１】
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。
【００４２】
図９（ａ）（ｂ）は、上記制御装置６２５の機能ブロック図であり、印字命令の信号の流れを示している。同図（ａ）においては、印字命令は、パーソナルコンピュータ等におけるドライバソフトウェアから制御信号としてドライバ回路に与えられる。それに基づいてドライバ回路はＲＯＭに格納された各種データを読み出し、駆動信号を生成してアクチュエータを駆動する。ここに、ドライバ回路は、各ドットの前に液滴噴射があったか否か、また次に液滴噴射があるか否かを判別して上述のように駆動波形を変化させる。
【００４３】
同図（ｂ）においては、印字命令は、パーソナルコンピュータ等におけるドライバソフトウェアにて図４のテーブルを参照して駆動波形１または２に変換され、その制御信号はドライバ回路に与えられ、ドライバ回路にて駆動信号とされ、それによりアクチュエータを駆動する。この例では、ドライバソフトウェアとして、図４のテーブルおよび駆動波形のデータを格納した記憶媒体が提供される。
【００４４】
以上、本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、駆動波形を構成する噴射パルス、液滴安定化パルス、液滴小型化パルスの波幅、数、組み合わせなどは、自由に変形可能である。
【００４５】
また、本実施の形態では、アクチュエータは圧電材料のせん断モード型のものを用いたが、圧電材料を積層し、その積層方向の変形によって圧力波を発生する構成でもよく、圧電材料に限らずインク流路に圧力波を発生するものであれば使用可能である。
【００４６】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、インク液滴の体積が２０ｐｌ以下である微小液滴の印字において、連続した印字命令がない場合には、高い印字周波数での印字は不安定であるが低い印字周波数では、安定に微小液滴を噴射できる駆動波形１を用い、連続印字時においては、ややインク液滴体積が大きいものの安定噴射可能な、駆動波形２を用いて駆動することで、高速で高解像度の印字が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のインク噴射装置の駆動波形を示す図である。
【図２】本実施の形態の駆動波形１の最適条件を求めるために行った噴射テストの結果を示す図である。
【図３】本実施の形態の駆動波形２の最適条件を求めるために行った噴射テストの結果を示す図である。
【図４】本実施の形態の駆動波形を用いる条件を示す図である。
【図５】本実施の形態に使用するインクジェットヘッドを示す断面図である。
【図６】図５のインクジェットヘッドの動作を説明する図である。
【図７】本実施の形態の制御装置を示す図である。
【図８】図７の制御装置の記憶領域を示す図である。
【図９】（ａ）（ｂ）は制御装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１駆動波形（非連続時用）
２駆動波形（連続時用）
６００インクジェットヘッド
６１３インク流路
６２５制御装置

Claims

インク液滴を噴射するノズルと、該ノズルに連通しインクが充填されるインク流路と、前記インク流路の容積を増減させて該インク流路内に圧力波を発生させるアクチュエータと、インク液滴を前記ノズルから噴射させるための噴射パルス前記アクチュエータに印加する制御装置とを備え、体積が２０ｐｌ以下であるインク液滴を噴射するインク噴射装置の駆動方法において、
１つのドットの直前および直後ともに噴射命令がない場合には、噴射パルスＡと、該噴射パルスＡと波高値が同じで、噴射されたインク液滴が前記ノズルから離れる前にそのインク液滴の一部を前記インク流路内に引き戻すための液滴小型化パルスとからなる駆動波形１を用いてインク液滴の噴射を行い、
それ以外の場合には、前記噴射パルスＡと波高値が同じで、波幅が小さい噴射パルスＢと、前記噴射パルスＡと波高値が同じで、該噴射パルスＢによる残留振動を抑える噴射安定化パルスとからなる駆動波形２を用いてインク液滴の噴射を行うことを特徴とするインク噴射装置の駆動方法。
前記インク流路内を圧力波が片道伝播する時間をＴとしたとき、前記噴射パルスＡの波幅は、前記Ｔとほぼ一致しており、前記液滴小型化パルスの波幅は、前記Ｔの０．２倍から０．３倍の範囲内であり、前記噴射パルスＡと前記液滴小型化パルスの間の時間は、前記Ｔの０．４倍から０．６倍の範囲内であり、
かつ前記噴射パルスＢの波幅は、前記Ｔの０．５倍から０．７倍の範囲内であり、前記噴射安定化パルスの波幅は、前記Ｔの０．２倍から０．３倍の範囲内であり、前記噴射パルスＢと前記噴射安定化パルスの間の時間は、前記Ｔの２．０倍から２．２倍の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のインク噴射装置の駆動方法。
インク液滴を噴射するノズルと、該ノズルに連通しインクが充填されるインク流路と、前記インク流路の容積を増減させて該インク流路内に圧力波を発生させるアクチュエータと、インク液滴を前記ノズルから噴射させるための噴射パルス前記アクチュエータに印加する制御装置とを備え、体積が２０ｐｌ以下であるインク液滴を噴射するインク噴射装置において、
噴射パルスＡと、該噴射パルスＡと波高値が同じで、噴射されたインク液滴が前記ノズルから離れる前にそのインク液滴の一部を前記インク流路内に引き戻すための液滴小型化パルスとからなる駆動波形１と、前記噴射パルスＡと波高値が同じで、波幅が小さい噴射パルスＢと、前記噴射パルスＡと波高値が同じで、該噴射パルスＢによる残留振動を抑える噴射安定化パルスとからなる駆動波形２とを記憶した記憶手段と、
１つのドットの直前および直後ともに噴射命令がないかどうかを判別し、該噴射命令がない場合には、前記駆動波形１を、それ以外の場合には、前記駆動波形２を前記アクチュエータに印加する出力手段と
を備えることを特徴とする前記制御装置。
インク液滴を噴射するノズルと、該ノズルに連通しインクが充填されるインク流路と、前記インク流路の容積を増減させて該インク流路内に圧力波を発生させるアクチュエータとを備えるインク噴射装置において、体積が２０ｐｌ以下であるインク液滴を前記ノズルから噴射させるための噴射パルスを前記アクチュエータに出力するためのプログラム格納した記憶媒体であって、
噴射パルスＡと、該噴射パルスＡと波高値が同じで、噴射されたインク液滴が前記ノズルから離れる前にそのインク液滴の一部を前記インク流路内に引き戻すための液滴小型化パルスとからなる駆動波形１と、前記噴射パルスＡと波高値が同じで、波幅が小さい噴射パルスＢと、前記噴射パルスＡと波高値が同じで、該噴射パルスＢによる残留振動を抑える噴射安定化パルスとからなる駆動波形２とを記憶し、
１つのドットの直前および直後ともに噴射命令がないかどうかを判別し、該噴射命令がない場合には、前記駆動波形１を、それ以外の場合には、前記駆動波形２を前記アクチュエータに印加することを特徴とする前記記憶媒体。