JPH10296971A - インクジェット記録装置 - Google Patents
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
上させることができるインクジェットプリンタを提供す
る。 【解決手段】 本インクジェットプリンタは、画像デー
タに基づいて波形A1〜A8を有するパルス電圧を印加
することにより圧電素子を駆動し、パルス電圧の波形A
1〜A8にそれぞれ対応する大きさを有するインクドロ
ップを飛翔させて記録用紙上に画像の記録を行なう。本
インクジェットプリンタでは、比較的小さなインクドロ
ップに対応するパルス電圧の波形A1〜A3の立ち上が
りでの立ち上がり速度を、波形A4〜A8に比べて大き
くするよう、設定される。
Description
録装置に関し、特に、画像データに基づいてパルス電圧
を印加することにより圧電素子を駆動するインクジェッ
ト記録装置に関する。
ッドに圧電素子を用いるものが知られている。このよう
なインクジェットプリンタのヘッドでは、圧電素子に画
像情報に応じたパルス電圧が印加され、このパルス電圧
の印加によって生じる圧電素子のひずみにより、所定の
容器(インクチャンネル)内のインクが加圧され、イン
クチャンネルに設けられたノズルから記録用紙に向かっ
てインクドロップが吐出される。このようなインクドロ
ップの飛翔によって、記録用紙上に画像が記録される。
ルカメラの普及等によって、プリンタのフルカラー対応
への要求が高まっている。このような要求に対して、上
述のようなインクジェットプリンタでも、印字される画
像を高画質化する技術が発展しつつある。インクジェッ
トプリンタにより高画質な画像を出力させるためには、
いかにして画像の階調数を増大させるかが課題となる。
方法として、単一のインクドロップの着弾ドットの面積
を変化させる方法が知られている。この方法では、ヘッ
ド内の圧電素子のひずみの量を制御することによって、
すなわち、圧電素子に印加するパルス電圧の振幅を変化
させることによって、同一のインクチャンネル、ノズル
から異なる体積を有するインクドロップを飛翔させるこ
とができる。
ようなパルス電圧を変化させる方法では、ダイナミック
レンジ(同一のノズルで出力できるドット径の幅)はイ
ンクの質量、粘度等の物性やノズルの径、インクチャン
ネルの構成等によって制限を受け、ダイナミックレンジ
を大きくとり画像品質を向上させることは非常に困難で
ある。また、上述のような制限により、圧電素子を駆動
する周波数を高くすることは非常に困難である。
大して画像品質を向上させることができるインクジェッ
ト記録装置を提供することである。また、本発明の他の
目的は画像品質を保持しつつ圧電素子を駆動する周波数
を高くすることができるインクジェット記録装置を提供
することである。
は、画像データに基づいて複数の波形のパルス電圧を印
加することにより圧電素子を駆動し、複数の波形のパル
ス電圧に対応する複数の大きさのインクドロップを飛翔
させて記録シート上に画像の記録を行なうインクジェッ
ト記録装置である。
さなインクドロップに対応するパルス電圧の波形の立ち
上がりでの、時間の増分に対する電圧の増分を大きくす
るよう設定することを特徴としている。
さなインクドロップに対応するパルス電圧の波形の立ち
上がりでの、時間の増分に対する電圧の増分を大きくす
るよう設定される。これにより、小さな質量を有するイ
ンクドロップは記録シート上に着弾するまでに空気流等
の影響を受けることがなく、ダイナミックレンジを拡大
して画像品質を向上させることができる。
づいて複数の波形のパルス電圧を印加することにより圧
電素子を駆動し、複数の波形のパルス電圧に対応する複
数の大きさのインクドロップを飛翔させて記録シート上
に画像の記録を行なうインクジェット記録装置である。
きなインクドロップに対応するパルス電圧の波形の立ち
上がりでの、時間の増分に対する電圧の増分を大きくす
るよう設定することを特徴としている。
きなインクドロップに対応するパルス電圧の波形の立ち
上がりでの、時間の増分に対する電圧の増分を大きくす
るよう設定される。これにより、大きな体積を有するイ
ンクドロップが飛翔した直後のインクチャンネル内のイ
ンクの振動の影響が小さくなり、比較的高い周波数でパ
ルス電圧を印加した際でもインクドロップは安定して飛
翔し、画像品質を保持しつつ圧電素子を駆動する周波数
を高くすることができる。
の実施の形態であるインクジェットプリンタについて説
明する。
であるインクジェットプリンタ1の概略構成を示す斜視
図である。
Pシートなどの記録媒体である記録シート2に印字を行
なう、インクジェット方式のプリントヘッドであるヘッ
ド3と、ヘッド3を保持するキャリッジ4と、キャリッ
ジ4を記録シート2の記録面に平行に往復移動させるた
めの揺動軸5、6と、キャリッジ4を揺動軸5、6に沿
って往復駆動する駆動モータ7と、駆動モータ7の回転
をキャリッジ4の往復運動に変えるためのアイドルプー
リ8、タイミングベルト9とを含んでいる。
シート2を搬送経路に沿って案内するガイド板を兼ねる
プラテン10と、プラテン10との間の記録シート2を
押さえ浮きを防止する紙押さえ板11と、記録シート2
を排出するための排出ローラ12、拍車ローラ13と、
ヘッド3のインクを吐出するノズル面を洗浄しインク吐
出不良を良好な状態に回復させる回復系14と、記録シ
ート2を手動で搬送するための紙送りノブ15とを含ん
でいる。
ートフィーダ等の給紙装置によって、ヘッド3とプラテ
ン10とが対向する記録部へ送り込まれる。この際、図
示しない紙送りローラの回転量が制御され、記録部への
搬送が制御される。
電素子には電圧が印加され、ひずみが生じる。このひず
みは、インクで満たされたチャンネルの容積を変化させ
る。この容積の変化により、チャンネルに設けられたノ
ズルからインクが吐出され、記録シート2への記録が行
なわれる。
プーリ8、タイミングベルト9により、記録シート2を
横方向に主走査し、キャリッジ4に取り付けられたヘッ
ド3は1ライン分の画像を記録する。1ラインの記録が
終わるごとに、記録シート2は縦方向に送られ副走査さ
れ、次のラインが記録される。
ための図である。図2はヘッド3のノズルを有する面の
平面図であり、図3は図2のIII−III線断面図で
あり、図4は図3のIV−IV線断面図である。
302、振動板303、基板304を一体に重ねた構成
となっている。
ク、ガラス、樹脂などからなり、ノズル307を有し、
表面318には撥インク層を有する。隔壁302には、
薄肉フィルムが使用されており、ノズルプレート301
と隔壁302との間に固定されている。
との間には、インク305を収容する複数のインクチャ
ンネル306と、各インクチャンネル306をインク供
給室308に連結するインクインレット309とが形成
されている。インク供給室308は図示しないインクタ
ンクに接続されており、インク供給室308内のインク
305はインクチャンネル306へと供給される。
06に対応した複数の圧電素子313が含まれる。振動
板303の加工は、まず、振動板303が配線部317
を有する基板304に絶縁接着剤で固定され、その後、
ダイシングによりセパレート溝315、316が形成さ
れ振動板303が分断されるこにとより行なわれる。ま
た、この分断によって各インクチャンネル308に対応
する圧電素子313と、隣接する圧電素子313との間
に位置する圧電素子柱部314と、これらを囲む周囲壁
310とが分離される。
接続されヘッド3内のすべての圧電素子313に共通に
接続される共通電極側配線部311と、ヘッド3内の各
圧電素子313に個別に接続される個別電極側配線部3
12とを有する。この基板304上の共通電極側配線部
311は圧電素子313内の共通電極に接続され、個別
電極側配線部312は圧電素子313内の個別電極に接
続される。
インクジェットプリンタ1の制御部によってコントロー
ルされる。制御部のヘッド吐出駆動部105(図5参
照)からは、圧電素子313内部に設けられた共通電極
個別電極との間に印字信号である所定のパルス電圧が印
加され、圧電素子313は隔壁302を押す方向に変形
する。圧電素子313の変形は隔壁302に伝えられ、
これによりインクチャンネル306内のインク305が
加圧され、ノズル307を介してインクドロップが記録
シート2(図1参照)に向かって飛翔する。
部の構成を説明するための図である。
じて画像データを格納するRAM102を用い、ROM
103に記憶されているプログラムを実行する。このプ
ログラムには、ホストコンピュータ等に接続され記録す
べき画像データを受信する、データ受信部104から読
み込まれる画像データに基づいて、ヘッド吐出駆動部1
05、ヘッド移動駆動部106、紙送りモータ駆動部1
07、各種センサ部109を制御し記録シート2上に画
像を記録するための部分と、必要な際に、回復系モータ
駆動部108、各種センサ部109を制御しヘッド3の
ノズル面を良好な状態に回復させるための部分とが含ま
れる。
出駆動部105は画像データに対応するパルス電圧を印
加することによりヘッド3の圧電素子313を駆動し、
ヘッド移動駆動部106はヘッド3を保持するキャリッ
ジ4を移動させる駆動モータ7を駆動し、紙送りモータ
駆動部107は紙送りローラを駆動する。また、CPU
101の制御に基づいて、回復系モータ駆動部108
は、ヘッド3のノズル面を良好な状態に回復させるため
に必要なモータ等を駆動する。
制御の概要を説明するための図である。
1からの指示に従って参照される画像データに対応し
て、パルス電圧の別を示す波形番号が波形番号選択部1
057によって選択され、ROM103のデータが参照
されつつ、波形番号に対応するパルス電圧の波形が波形
作成部1052によって作成される。この作成された波
形を有するパルス電圧は、ヘッド3内の圧電素子313
に印加される。
に印加されるパルス電圧は、CPU101の制御に基づ
いて、ヘッド吐出駆動部105によって印加される。
インクジェットプリンタでの、ヘッド内の圧電素子に印
加されるパルス電圧の波形の組、波形A、波形Bを示す
図である。これらの波形A、波形Bを第1、第2の実施
の形態のインクジェットプリンタにそれぞれ対応させ
る。第2の実施の形態のインクジェットプリンタの全体
構成、ヘッドの構成、制御部の構成等は、第1の実施の
形態のインクジェットプリンタと同様である。図17、
図23は、それぞれ、第1の比較例としての従来のイン
クジェットプリンタでの波形C、第2の比較例としての
従来のインクジェットプリンタでの波形Dを示す図であ
る。
に、これらの波形A〜Dについては各組毎に縦軸を電
圧、横軸を電圧印加開始からの時間とする座標上に電圧
印加開始時間をそろえて表示し、パルス振幅が小さなも
のから順に1〜8を波形の別を示すアルファベットA〜
Dの後に付す。また、これらの波形では、パルス振幅
は、振幅の大きなものほど大きな径のドットを印字し、
圧電素子に大きさの異なるパルス電圧を印加することに
よって大きさの異なるドットが印字され階調が表現され
る。
波形A1〜A8を示す図である。これらの波形A1〜A
3では、その各々の立ち上がり速度(1秒間当りに立ち
上げられる電圧の大きさ)は2.1×106 [V/se
c]で一定であり、波形A4〜A8では、その各々の立
ち上がり速度は1.0×106 [V/sec]で一定で
ある。また、波形A1〜波形A8のパルス振幅はその大
きさが小さいものから順に10、12、14、16、1
8、20、22、24[V]である。これらの波形A1
〜A8においては、小さな径のインクドロップを吐出さ
せる際に、立ち上がり速度を大きくしている。
の波形B1〜B8を示す図である。これらの波形B1〜
B6では、その各々の立ち上がり速度は1.0×106
[V/sec]で一定であり、波形B7、B8では、そ
の各々の立ち上がり速度は2.5×106 [V/se
c]で一定である。また、波形B1〜波形B8のパルス
振幅は、その大きさが小さいものから順に10、12、
14、16、18、20、21、22[V]である。こ
れらの波形B1〜B8においては、大きな径のインクド
ロップを吐出させる際に、立ち上がり速度を大きくして
いる。
の波形C1〜C8を示す図である。これらの波形C1〜
C8では、立ち上がり速度は、振幅の小さいものから順
に、1.3×106 、1.6×106 、1.8×1
06 、2.1×106 、2.4×106 、2.6×10
6 、2.9×106 、3.2×106 [V/sec]と
変化する。また、波形C1〜波形C8のパルス振幅は、
波形Aと同様に、その大きさが小さいものから順に1
0、12、14、16、18、20、22、24[V]
である。
の波形D1〜D8を示す図である。これらの波形D1〜
D8では、その各々の立ち上がり速度は、1.3×10
6 [V/sec]で一定である。また、パルス振幅は、
波形A、波形Cと同様に、その大きさが小さいものから
順に10、12、14、16、18、20、22、24
[V]である。
形Dを有するパルス電圧の印加によって飛翔するインク
ドロップの体積、飛翔速度と、記録シートへの着弾後の
これらのインクドロップのドットの着弾径、円形度と、
応答周波数、着弾位置ずれとを示す。以下の図8〜図1
1、図13〜図16、図18〜図22、図24〜図27
においては、横軸にはそれぞれ図7、図12、図17、
図23に示した波形A〜Dのパルス振幅をとり、縦軸に
はこれらのパルス振幅に対応する、インクドロップの体
積、飛翔速度と、ドットの着弾径、円形度、応答周波
数、着弾位置ずれをとる。
り、応答周波数はドットのサイズが均一な駆動周波数の
最大値を示す。この応答周波数以下では、着弾したドッ
トの直径は均一であるが、これを越えるとインクの供給
が追いつかずに、周期的にサイズが変化してしまう。円
形度は1/4π×PM2 /A×100で与えられる。た
だし、PMはドット周囲長、Aはドットの面積、測定器
はルーゼックス5000(ニレコ社製)である。
録用紙(記録シート2)を走査しつつ(図1参照)イン
クドロップを飛翔させた際の、インクドロップがノズル
307から飛翔して記録用紙に着弾するまでのインクド
ロップの変位量を示している。実際の測定では、キャリ
ッジの走査速度は480[mm/sec]とし、用紙上
に設けたマーキングをキャリッジ上に設けたセンサによ
って光学的に読み取り、インクの吐出のタイミングを制
御することによって、予め定めた位置にインクドロップ
を着弾させようとするものである。これらを示す図1
1、図22においては、縦軸は予め定めた位置からのず
れ量の絶対値を示している。
−500C用黒インク(エプソン社製)、記録用紙には
LX−jet光沢フィルム(HP社製)を用いた。
るパルス電圧による圧電素子の駆動によるものである。
図8はドット着弾径、ドロップ体積を示す図であり、図
9は飛翔速度を示す図であり、図10は円形度を示す図
であり、図11は着弾位置ずれを示す図である。また、
図9〜図11には図8と同様にドット着弾径を示し、下
記の表1にはこれらの図を得るために用いたデータを示
す。
有するパルス電圧による圧電素子の駆動によるものであ
る。図13はドット着弾径、ドロップ体積を示す図であ
り、図14は飛翔速度を示す図であり、図15は応答周
波数を示す図である。図16については、後述するが、
後に示す波形Cによるものとの、ドット着弾径とドロッ
プ体積との関係の比較を示す。また、図14、図15に
は図13と同様にドット着弾径を示し、下記の表2には
これらの図を得るために用いたデータを示す。
有するパルス電圧による圧電素子の駆動によるものであ
る。図18はドット着弾径、ドロップ体積を示す図であ
り、図19は飛翔速度を示す図であり、図20は円形度
を示す図であり、図21は応答周波数を示す図であり、
図22は着弾位置ずれを示す図である。また、図19〜
図22には図18と同様にドット着弾径を示し、下記の
表3にはこれらの図を得るために用いたデータを示す。
有するパルス電圧による圧電素子の駆動によるものであ
り、図24はドット着弾径、ドロップ体積を示す図であ
り、図25は飛翔速度を示す図であり、図26は円形度
を示す図であり、図27は応答周波数を示す図である。
また、図25〜図27には図24と同様にドット着弾径
を示し、下記の表4にはこれらの図を得るために用いた
データを示す。
図18〜図22、図24〜図27([表1]〜[表
4])に示すデータに基づいて、第1の実施の形態のイ
ンクジェットプリンタでの波形A、第2の実施の形態の
インクジェットプリンタでの波形Bによって得られた測
定結果を、第1の比較例であるインクジェットプリンタ
での波形C、第2の比較例であるインクジェットプリン
タでの波形Dによって得られた測定結果と比較しつつ評
価する。
とを比較する。波形Cによる飛翔速度が図19に示すよ
うにドット着弾径の増大に伴って5〜35[m/s]の
幅を持つのに対して、波形Dによる飛翔速度は5[m/
s]前後でほぼ一定となっている。また、波形A、波形
Bによる飛翔速度は、5〜8[m/s]の範囲で変化
し、波形Cによる飛翔速度に比べて小さな幅で変化して
いる。
プの飛翔速度は、波形A1〜A3に対応して吐出されド
ロップ体積が40[pl]未満となるとき8[m/s]
前後で安定しているのに対し、波形A4〜A8に対応し
て吐出されドロップ体積が40[pl]以上となるとき
5[m/s]前後で安定している(図8、図9参照)。
速度は、波形B1〜B6に対応して吐出されドロップ体
積が30.2〜51.5[pl]となるとき5[m/
s]前後で安定しているのに対し、波形B7、B8に対
応して吐出されドロップ体積が52.4、52.9[p
l]となるとき7.5[m/s]前後で安定している
(図13、図14参照)。
においてのパルス電圧の立ち上がり速度の違いによって
生じており、次に示すような測定結果の違いをもたらし
ている。
果について説明する。波形Aによるドットの着弾位置ず
れは、5〜12[μm]の幅を持つ波形Cによるドット
の着弾位置ずれに対し、6[μm]でほぼ一定であり安
定している(図11、図22)。これは波形Aでは波形
Cに比べて特に小さな径のドットに対応する着弾位置ず
れが小さくなっていることにより、小さな径のドットに
対応する飛翔速度を大きくしたため、小さな径のインク
ドロップがキャリッジの走査による(相対的な)空気流
の影響を受けにくくなったことによるものである。
1〜103[%]であり、波形Cによるドットの円形度
が101〜145[%]であるのに比べて、非常に安定
して良好な結果を得ていることがわかる(図10、図2
0参照)。
クジェットプリンタで波形Aを有するパルス電圧を圧電
素子に印加することにより、ダイナミックレンジを拡大
して画像品質を向上させることができる。
果について説明する。図16を参照すると、特に、波形
B6〜B8によるインクドロップでのドット着弾径とド
ロップ体積との関係によると、同じ大きさのドット着弾
径を、波形C6〜C8によるインクドロップによるより
も、小さな体積のインクドロップを飛翔させることによ
り得ている。これは、波形Bでは波形Cに比べて大きな
径のドットに対応する飛翔速度をより大きくしたため、
インクドロップの記録用紙から受ける衝撃が、より大き
くなったことによるものである。
の増加に伴い8〜6[kHz]へと緩やかに低下し、波
形Cによる応答周波数が8〜3[kHz]へと大きく低
下するのに比べて、良好な結果を示していることがわか
る(図15、図21参照)。これは波形Bでは波形Cに
比べて大きな径のドットに対応する飛翔速度を大きくし
たため、大きな体積を有するインクドロップが飛翔した
直後のインクチャンネル内のインクの振動の影響が小さ
くなったことによるものである。
クジェットプリンタで波形Bを有するパルス電圧を圧電
素子に印加することにより、画像品質を保持しつつ圧電
素子を駆動する周波数を高くすることができる。
ジェットプリンタ1の概略構成を示す斜視図である。
明するための図である。
説明するための図である。
トプリンタでの、圧電素子に印加されるパルス電圧の波
形の組、波形Aを示す図である。
飛翔するインクドロップによるドット着弾径、ドロップ
体積を示す図である。
飛翔するインクドロップによる飛翔速度を示す図であ
る。
て飛翔するインクドロップによる円形度を示す図であ
る。
て飛翔するインクドロップによる着弾位置ずれを示す図
である。
ットプリンタでの、圧電素子に印加されるパルス電圧の
波形の組、波形Bを示す図である。
って飛翔するインクドロップによるドット着弾径、ドロ
ップ体積を示す図である。
って飛翔するインクドロップによる飛翔速度を示す図で
ある。
って飛翔するインクドロップによる応答周波数を示す図
である。
って飛翔するインクドロップによるドット着弾径とドロ
ップ体積との関係と、図17に示す波形Cを有するパル
ス電圧によって飛翔するインクドロップによるドット着
弾径とドロップ体積との関係とを比較するための図であ
る。
プリンタでの、圧電素子に印加されるパルス電圧の波形
の組、波形Cを示す図である。
って飛翔するインクドロップによるドット着弾径、ドロ
ップ体積を示す図である。
って飛翔するインクドロップによる飛翔速度を示す図で
ある。
って飛翔するインクドロップによる円形度を示す図であ
る。
って飛翔するインクドロップによる応答周波数を示す図
である。
って飛翔するインクドロップによる着弾位置ずれを示す
図である。
プリンタでの、圧電素子に印加されるパルス電圧の組、
波形Dを示す図である。
って飛翔するインクドロップによるドット着弾径、ドロ
ップ体積を示す図である。
って飛翔するインクドロップによる飛翔速度を示す図で
ある。
って飛翔するインクドロップによる円形度を示す図であ
る。
って飛翔するインクドロップによる応答周波数を示す図
である。
Claims (2)
- 【請求項1】 画像データに基づいて複数の波形のパル
ス電圧を印加することにより圧電素子を駆動し、前記複
数の波形のパルス電圧に対応する複数の大きさのインク
ドロップを飛翔させて記録シート上に画像の記録を行な
う、インクジェット記録装置であって、 比較的小さなインクドロップに対応するパルス電圧の波
形の立ち上がりでの、時間の増分に対する電圧の増分を
大きくするよう設定することを特徴とする、インクジェ
ット記録装置。 - 【請求項2】 画像データに基づいて複数の波形のパル
ス電圧を印加することにより圧電素子を駆動し、前記複
数の波形のパルス電圧に対応する複数の大きさのインク
ドロップを飛翔させて記録シート上に画像の記録を行な
う、インクジェット記録装置であって、 比較的大きなインクドロップに対応するパルス電圧の波
形の立ち上がりでの、時間の増分に対する電圧の増分を
大きくするよう設定することを特徴とする、インクジェ
ット記録装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9106121A JPH10296971A (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | インクジェット記録装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9106121A JPH10296971A (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | インクジェット記録装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10296971A true JPH10296971A (ja) | 1998-11-10 |
Family
ID=14425618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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---|---|
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JP (1) | JPH10296971A (ja) |
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