JPH11334072A - インクジェットヘッド駆動方法及びインクジェットプリンタ - Google Patents

インクジェットヘッド駆動方法及びインクジェットプリンタ

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JPH11334072A
JPH11334072A JP14944098A JP14944098A JPH11334072A JP H11334072 A JPH11334072 A JP H11334072A JP 14944098 A JP14944098 A JP 14944098A JP 14944098 A JP14944098 A JP 14944098A JP H11334072 A JPH11334072 A JP H11334072A
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Yasuhiro Sekiguchi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多数のインク滴を、良好な着弾精度でかつ高
速に印字することができるインクジェットヘッドの駆動
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。 【解決手段】 第1インク滴に後続する第2インク滴を
吐出させるため、所定の時間間隔経過後の駆動タイミン
グで駆動信号を印加するに際し、第1インク滴の吐出の
ための駆動後、圧力室内に生じた固有の周期Tの前後の
所定の時間t1、t2が経過時に、第2インク滴の吐出
のための駆動を行う。圧力変動のピークPでは吐出速度
v1となるが、t1、t2では吐出速度v0となるの
で、第1インク滴と第2インク滴を同じ吐出速度にする
ことできる。よって、個別の駆動回路等を設けなくて
も、着弾位置の誤差等が生じず良好な性能の印刷を高速
に行うことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【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と
共に、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振動周期に従って圧力状態が変
動する時間範囲内において、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。
【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0.95
T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】請求項4に記載のインクジェットヘッド駆
動方法は、請求項1から請求項3の何れかに記載の発明
において、吐出された前記複数のインク滴は、記録面上
に着弾して1ドットを形成することを特徴とする。
【0014】この発明によれば、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。
【0015】請求項5に記載のインクジェットヘッド駆
動方法は、請求項4に記載の発明において、前記1ドッ
ト中、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
中、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。
【0016】この発明によれば、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。
【0017】請求項6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と共
に、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振動周期に従って圧力状態が変動
する時間範囲内において、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。
【0019】請求項7に記載のインクジェットプリンタ
は、請求項6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8に記載のインクジェットプリンタ
は、請求項6又は請求項7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】請求項9に記載のインクジェットプリンタ
は、請求項6から請求項8の何れかに記載の発明におい
て、吐出された前記複数のインク滴は、記録面上に着弾
して1ドットを形成することを特徴とする。
【0024】この発明によれば、請求項4に記載の発明
と同様の作用により、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。
【0025】請求項10に記載のインクジェットプリン
タは、請求項9に記載の発明において、前記1ドット
中、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
中、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。
【0026】この発明によれば、請求項5に記載の発明
と同様の作用により、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。
【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1
3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1
2、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ΔT
0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Δ
T0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、t
2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、20〜4
0μsec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、3
T、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、Δ
T1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。
【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】請求項4に記載の発明によれば、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。
【0069】請求項5に記載の発明によれば、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。
【0070】請求項6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。
【0071】請求項7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8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】請求項9に記載の発明によれば、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。
【0074】請求項10に記載の発明によれば、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。
【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

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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と共に、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
    生ずる圧力波の振動周期に従って圧力状態が変動する時
    間範囲内において、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
    イミングとすることを特徴とするインクジェットヘッド
    駆動方法。
  2. 【請求項2】 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。
  3. 【請求項3】 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。
  4. 【請求項4】 吐出された前記複数のインク滴は、記録
    面上に着弾して1ドットを形成するものである請求項1
    から請求項3の何れかに記載のインクジェットヘッド駆
    動方法。
  5. 【請求項5】 前記1ドット中、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ドット中、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
    とする請求項4に記載のインクジェットヘッド駆動方
    法。
  6. 【請求項6】 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と共に、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
    生ずる圧力波の振動周期に従って圧力状態が変動する時
    間範囲内において、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
    イミングとすることを特徴とするインクジェットプリン
    タ。
  7. 【請求項7】 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6に記載のインクジェットプリンタ。
  8. 【請求項8】 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6又は請求項7
    に記載のインクジェットプリンタ。
  9. 【請求項9】 吐出された前記複数のインク滴は、記録
    面上に着弾して1ドットを形成するものである請求項6
    から請求項8の何れかに記載のインクジェットプリン
    タ。
  10. 【請求項10】 前記1ドット中、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ドット中、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
    徴とする請求項9に記載のインクジェットプリンタ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017087507A (ja) * 2015-11-06 2017-05-25 株式会社リコー 液滴を吐出するユニット、液滴を吐出する方法及びプログラム
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