JP2001010049A - Method and apparatus for driving ink jet recording head - Google Patents

Method and apparatus for driving ink jet recording head

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JP2001010049A
JP2001010049A JP11188218A JP18821899A JP2001010049A JP 2001010049 A JP2001010049 A JP 2001010049A JP 11188218 A JP11188218 A JP 11188218A JP 18821899 A JP18821899 A JP 18821899A JP 2001010049 A JP2001010049 A JP 2001010049A
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ink
ink droplet
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droplet
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow high image quality and rapid recording to be compatible by preparing a driving voltage waveform to be applied to a vibration generating means for generating a pressure change in a pressure generating chamber in response to a diameter of a discharging ink droplet, and applying the waveform corresponding to ink droplets having different diameters at a predetermined time difference. SOLUTION: A driving voltage waveform is prepared in response to a diameter of a discharging ink droplet. That is, driving voltage waveform generators 41A to 41C for generating driving voltage waveforms for a small-diameter ink droplet, an intermediate-diameter ink droplet and a large-diameter ink droplet are provided, and connections of lines 44A to 44C to a piezoelectric vibrator 36 are switched by a switching circuit 43 provided between the lines 44A to 44C and the vibrator 36. Thus, discharging timing of the droplet in the waveform for discharging the droplet having the smallest diameter is fastened earlier than that of the waveforms having the other diameters to always discharge the droplet at suitable speed, thereby improving an image quality.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ノズルから微細な
インク滴を吐出して文字や図などを紙などの記録媒体に
記録するインクジェット記録装置におけるインクジェッ
ト記録ヘッドの駆動方法及び駆動装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for driving an ink-jet recording head in an ink-jet recording apparatus for recording characters and drawings on a recording medium such as paper by discharging fine ink droplets from nozzles.

【0002】[0002]

【従来の技術】圧電振動子などのアクチュエータを用い
て、インクが充填された圧力発生室を膨張・収縮させ、
内部の圧力変化によって圧力発生室に形成されたノズル
の先端からインク滴を吐出させる、いわゆるドロップオ
ンデマンド形のインクジェット記録装置が、例えば特公
昭53−12138号公報や特開平10−193587
号公報などで知られている。
2. Description of the Related Art An actuator such as a piezoelectric vibrator is used to expand and contract a pressure generating chamber filled with ink.
A so-called drop-on-demand type ink jet recording apparatus that discharges ink droplets from the tip of a nozzle formed in a pressure generating chamber by a change in internal pressure is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 53-12138 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-193587.
It is known in Japanese Patent Publication No.

【0003】図6は上記公報などで公知のインクジェッ
ト記録装置の記録ヘッドの一例を説明する正面図、図7
は図6の記録ヘッドの側面図である。インクが充填され
る圧力発生室31が図6の紙面直交方向に複数個並べて
配置される。圧力発生室31の後方には各圧力発生室3
1に共通のインクタンク33が設けられ、インク供給路
34で各圧力発生室31と連通状に連結されている。圧
力発生室31のぞれぞれを膨張・収縮させるための圧電
振動子36が各圧力発生室31に対応して櫛刃状に配置
される。また、圧電振動子36と圧力発生室31との間
には、圧電振動子36の駆動によって振動される振動板
35が設けられる。
FIG. 6 is a front view illustrating an example of a recording head of an ink jet recording apparatus known in the above-mentioned publications and the like.
FIG. 7 is a side view of the recording head of FIG. A plurality of pressure generating chambers 31 to be filled with ink are arranged side by side in a direction perpendicular to the plane of FIG. Behind the pressure generating chamber 31, each pressure generating chamber 3
1 are provided with a common ink tank 33, and are connected to the respective pressure generating chambers 31 by an ink supply path 34 so as to communicate with each other. Piezoelectric vibrators 36 for expanding and contracting each of the pressure generating chambers 31 are arranged in a comb blade shape corresponding to each of the pressure generating chambers 31. Further, a vibration plate 35 that is vibrated by driving the piezoelectric vibrator 36 is provided between the piezoelectric vibrator 36 and the pressure generating chamber 31.

【0004】圧電振動子36が駆動すると、振動板35
が振動させられて圧力発生室31を膨張又は収縮させ
る。これにより、圧力発生室31内に充填されたインク
を、ノズル32の開口からインク滴37にして吐出させ
る。
When the piezoelectric vibrator 36 is driven, the vibration plate 35
Is vibrated to expand or contract the pressure generating chamber 31. Thus, the ink filled in the pressure generating chamber 31 is ejected from the opening of the nozzle 32 as an ink droplet 37.

【0005】ところで、記録画質の向上の要求から、こ
の種のインクジェットの記録ヘッドにおいても高品質な
記録画質を行うことが求められており、そのためには、
滑らかな中間階調を表現する必要がある。階調記録を実
行する方式には、インク滴径を固定して複数の滴で一つ
の画素(ピクセル)を形成する方法(疑似階調)と、イ
ンク滴径を多段階に変化させることでビットごとに濃度
を変化させる方法の二つが知られている。
[0005] By the way, from the demand for improvement of the recording image quality, it is required that this type of ink jet recording head also perform high-quality recording image quality.
It is necessary to express a smooth halftone. The method of performing gradation recording includes a method of forming one pixel (pixel) with a plurality of droplets while fixing the ink droplet diameter, and a method of changing the ink droplet diameter in multiple steps. There are two known methods for changing the concentration every time.

【0006】前者の方法で高画質を得るには、記録解像
度をきわめて高くする必要があり、そのため記録に必要
なドット数が大幅に増加して記録速度が低下するという
不都合がある。これに対して後者の方法では、ドットご
とに濃度を変化させることができるため、比較的低い記
録解像度で高画質を得ることができ、記録速度も高速に
できるという利点がある。
In order to obtain high image quality by the former method, it is necessary to extremely increase the recording resolution, and thus the number of dots required for recording is greatly increased, and the recording speed is disadvantageously reduced. On the other hand, in the latter method, since the density can be changed for each dot, there is an advantage that high image quality can be obtained at a relatively low recording resolution and the recording speed can be increased.

【0007】インク滴径を多段階に変化させるために
は、図9に示すような複数種類の駆動電圧波形を圧電振
動子36に付与すればよい。図9は小径、中径、大径の
三種類のインク滴を発生させるための駆動電圧波形を示
すグラフで、(a)は小径のインク滴用のもの、図9
(b)は中径のインク滴用のもの、図9(c)は大径の
インク滴用のものである。図9(b)及び図9(c)に
おいて、図9(a)の各部と対応する部分には、図9
(a)と同一の符号を使用し、符号右肩に「′」又
は「″」を付す。
In order to change the ink droplet diameter in multiple stages, a plurality of types of drive voltage waveforms as shown in FIG. FIG. 9 is a graph showing driving voltage waveforms for generating three types of ink droplets of small diameter, medium diameter, and large diameter. FIG.
(B) is for medium diameter ink drops, and (c) of FIG. 9 is for large diameter ink drops. In FIGS. 9B and 9C, parts corresponding to the respective parts in FIG.
The same reference numerals as in (a) are used, and “′” or “″” is added to the right shoulder of the reference numerals.

【0008】図9では、グラフが下向きになる電圧変化
部分(符号51,53で示す部分)で圧力発生室31が
膨張し、上向きになる電圧変化部分(同52,54で示
す部分)で圧力発生室が収縮する。図9(c)に示すよ
うに、比較的長い時間t3″をかけて圧力発生室31を
収縮し、比較的長い時間t4″の間圧力発生室31の収
縮状態を保ち、その後、比較的長い時間t7″をかけて
圧力発生室31を膨張させると、ノズルの開口からは大
径のインク滴が吐出される。
In FIG. 9, the pressure generating chamber 31 expands at a voltage change portion where the graph is directed downward (portions indicated by reference numerals 51 and 53), and the pressure is increased at a voltage change portion where the graph is directed upward (portions indicated by 52 and 54). The generation chamber shrinks. As shown in FIG. 9 (c), the pressure generating chamber 31 is contracted for a relatively long time t3 ", the contracted state of the pressure generating chamber 31 is maintained for a relatively long time t4", and thereafter, the pressure generating chamber 31 is relatively long. When the pressure generating chamber 31 is expanded over time t7 ″, a large-diameter ink droplet is ejected from the nozzle opening.

【0009】これとは逆に、図9(a)に示すように、
膨張させた状態から短時間t3で圧力発生室31を収縮
させ、短時間で膨張状態に切り換えると、ノズルの開口
からは小径のインク滴が吐出される。図9(b)は図9
(a)と図9(b)の中間の状態であり、中径のインク
滴がノズルの開口から吐出される。このように、駆動電
圧波形を変化させることにより、インク滴の径を変化さ
せる方法は、いわゆるメニスカス制御方法として前記し
た特開平10−193587号公報などにも記載されて
いる。
On the contrary, as shown in FIG.
When the pressure generating chamber 31 is contracted in a short time t3 from the expanded state and switched to the expanded state in a short time, a small diameter ink droplet is ejected from the nozzle opening. FIG. 9B shows FIG.
FIG. 9B is an intermediate state between FIG. 9A and FIG. 9B, in which a medium diameter ink droplet is ejected from the nozzle opening. The method of changing the diameter of the ink droplet by changing the drive voltage waveform in this manner is also described in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-193587 described above as a so-called meniscus control method.

【0010】しかしながら、インクジェット記録ヘッド
内には前記したように多数の圧力発生室が近接して並列
配置され、かつ、圧電振動子も近接して設けられている
ので、圧電振動子の駆動による振動が干渉しあって所望
の径のインク滴を吐出することが難しいという問題があ
る。特に、図8に示すように、隣接する圧電振動子36
が同時に駆動すると(圧電振動子36の縦振動の付与方
向を矢印でしめす)、圧電振動子36の間に設けられた
圧電振動子36を支持するための支持部材37が振動に
ともなって図8の矢印で示す方向に変形する。この変形
が他の圧力発生室31に影響を及ぼすとともに振動損失
を引き起こして、各ノズル32ごとにインク滴Aの径や
吐出速度がばらつき、高品質の記録画像を得ることがで
きない。
However, since a large number of pressure generating chambers are closely arranged in parallel in the ink jet recording head as described above, and the piezoelectric vibrators are also provided in close proximity, vibration caused by driving of the piezoelectric vibrators is obtained. However, there is a problem that it is difficult to eject ink droplets of a desired diameter due to interference. In particular, as shown in FIG.
Are simultaneously driven (the direction in which the longitudinal vibration of the piezoelectric vibrator 36 is applied is indicated by an arrow), and the supporting member 37 provided between the piezoelectric vibrators 36 for supporting the piezoelectric vibrator 36 is vibrated as shown in FIG. In the direction indicated by the arrow. This deformation affects the other pressure generating chambers 31 and causes vibration loss, and the diameter and ejection speed of the ink droplets A vary for each nozzle 32, so that a high-quality recorded image cannot be obtained.

【0011】このような、いわゆるクロストークの問題
を解決するためには、圧電振動子が他の圧力発生室に影
響を及ぼしたり振動損失を起こさないように、圧電振動
子支持部材や圧力発生室、その他インクジェット記録ヘ
ッドを構成する部材を剛性の高い材料で形成するとよ
い。しかし、剛性の高い材料でインクジェット記録ヘッ
ドを形成すると、加工が困難でインクジェット記録ヘッ
ドも大型になり、コストも高くなるという問題がある。
特開平10−193587号公報では、クロストークの
問題点を解決するために、隣接する圧電振動子を交互に
駆動させるようにしているが、このような方法では記録
時間が長くなるという問題がある。
In order to solve such a problem of so-called crosstalk, the piezoelectric vibrator support member and the pressure generating chamber are so arranged that the piezoelectric vibrator does not affect other pressure generating chambers or cause vibration loss. In addition, it is preferable that members constituting the ink jet recording head be formed of a material having high rigidity. However, when the ink jet recording head is formed of a material having high rigidity, there is a problem that processing is difficult, the ink jet recording head becomes large, and the cost increases.
In Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-193587, adjacent piezoelectric vibrators are alternately driven in order to solve the problem of crosstalk. However, such a method has a problem that the recording time becomes longer. .

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
にかんがみてなされたもので、インクジェット記録ヘッ
ドの構造的なクロストークの問題を解消し、かつ、印刷
速度も長くすることのない、高画質と高速記録の両立を
図ることのできるインクジェット記録ヘッドの駆動方法
及び駆動装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and solves the problem of structural crosstalk of an ink jet recording head and does not increase the printing speed. An object of the present invention is to provide a driving method and a driving apparatus of an ink jet recording head capable of achieving both high image quality and high speed recording.

【0013】[0013]

【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の発明は、インクが充填された複数の圧力発
生室と、この圧力発生室に設けられ前記インクが吐出さ
れるノズルと、前記圧力発生室のそれぞれに対応して設
けられ前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせるための
振動発生手段とを有するインクジェット記録ヘッドの駆
動方法において、前記振動発生手段に印加する駆動電圧
波形を、吐出させるインク滴の径に応じて用意し、径の
異なるインク滴に対応した前記駆動電圧波形を所定の時
間差で印加するようにした方法としてある。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pressure generating chamber, comprising: a plurality of pressure generating chambers filled with ink; and a nozzle provided in the pressure generating chamber to discharge the ink. A driving voltage waveform applied to the vibration generating means, wherein the driving voltage waveform applied to the vibration generating means is provided in correspondence with each of the pressure generating chambers and a vibration generating means for causing a pressure change in the pressure generating chamber. In this method, the drive voltage waveforms corresponding to the ink droplets having different diameters are prepared at predetermined time intervals according to the diameters of the ink droplets to be ejected.

【0014】この方法によれば、インク滴に応じて駆動
電圧波形を生成し、この駆動電圧波形を各圧力発生室に
対応して設けられた振動発生手段に時間差を設けて印加
するようにしたので、一方の圧力発生室からインク滴が
吐出される際にその振動が他方の圧力発生室に影響を与
えないので、各圧力発生室で所望の径のインク滴が生成
され、所望の速度でノズルから吐出させることが可能に
なる。また、インク滴に応じて駆動電圧波形を生成して
いるので、異なる径のインク滴をきわめて短時間で次々
に吐出させることが可能になり、記録時間を必要以上に
延長することもない。
According to this method, a drive voltage waveform is generated in accordance with the ink droplet, and the drive voltage waveform is applied to the vibration generating means provided for each pressure generating chamber with a time difference. Therefore, when an ink droplet is ejected from one of the pressure generating chambers, the vibration does not affect the other pressure generating chamber, so that an ink droplet having a desired diameter is generated in each of the pressure generating chambers, and a desired speed is obtained. It becomes possible to discharge from the nozzle. Further, since the drive voltage waveform is generated according to the ink droplet, it is possible to eject ink droplets of different diameters one after another in a very short time, and the recording time is not unnecessarily extended.

【0015】請求項2に記載の発明は、滴径の小さなイ
ンク滴ほど早期に吐出するように前記駆動電圧波形を設
定した方法としてある。滴径の小さいインク滴ほど質量
が小さいために空気抵抗による影響が大きく、記録媒体
に到達する時間が長くかかる。この方法によれば、滴径
の小さなインク滴ほど早期に吐出するようにしているの
で、滴径の違いによる記録媒体への着滴時間のばらつき
を小さくして、記録画質を向上させることができる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of setting the drive voltage waveform such that an ink droplet having a smaller droplet diameter is ejected earlier. An ink droplet having a smaller droplet diameter has a smaller mass and is more affected by air resistance, and it takes a longer time to reach a recording medium. According to this method, the smaller the ink droplet diameter, the earlier the ink droplet is ejected. Therefore, it is possible to reduce the variation in the landing time on the recording medium due to the difference in the droplet diameter and improve the recording image quality. .

【0016】請求項3に記載の発明は、小径のインク滴
吐出時の前記駆動電圧波形が、インク滴吐出前にノズル
部のメニスカスを圧力発生室側に引き込むものを含む方
法としてある。この方法によれば、所望の径のインク滴
を高い精度で得ることが可能になり、記録画質を高品質
にすることができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method as described above, wherein the driving voltage waveform at the time of discharging a small-diameter ink droplet includes one that draws a meniscus of a nozzle portion toward the pressure generating chamber before discharging the ink droplet. According to this method, it is possible to obtain ink droplets having a desired diameter with high accuracy, and to improve the recording image quality.

【0017】請求項4に記載の発明は、複数の圧力発生
室と、この圧力発生室に連通して設けられたインク吐出
用のノズルと、前記圧力発生室の内部圧力を変化させる
ための振動を付与する振動付与手段と、この振動付与手
段に駆動電圧波形を印加し、この駆動電圧波形によって
前記ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット記
録ヘッドの駆動装置であって、吐出されるインク滴の径
に応じて設けられ、インク滴の径に応じた前記駆動電圧
波形を生成する複数の波形発生手段を有し、この波形発
生手段で生成されるインク滴径に応じた駆動電圧波形
が、インク滴の相違によって異なる吐出タイミングで発
生するように前記駆動電圧波形を設定した構成としてあ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, a plurality of pressure generating chambers, an ink discharge nozzle provided in communication with the pressure generating chambers, and a vibration for changing the internal pressure of the pressure generating chambers are provided. A driving means for applying a driving voltage waveform to the vibration applying means, and ejecting ink droplets from the nozzles by the driving voltage waveform, wherein the diameter of the ejected ink droplet And a plurality of waveform generating means for generating the driving voltage waveform according to the diameter of the ink droplet. The driving voltage waveform corresponding to the ink droplet diameter generated by the waveform generating means is The driving voltage waveform is set so as to be generated at different ejection timings due to the difference in the driving voltage.

【0018】この構成によれば、インク滴に応じて駆動
電圧波形を生成し、この駆動電圧波形を各圧力発生室に
対応して設けられた振動発生手段に時間差を設けて印加
するようにしたので、一方の圧力発生室からインク滴が
吐出される際にその振動が他方の圧力発生室に影響を与
えないので、各圧力発生室で所望の径のインク滴が生成
され、所望の速度でノズルから吐出させることが可能に
なる。また、インク滴に応じて駆動電圧波形を生成して
いるので、異なる径のインク滴をきわめて短時間で次々
に吐出させることが可能になり、記録時間を必要以上に
延長することもない。
According to this configuration, a drive voltage waveform is generated according to the ink droplet, and the drive voltage waveform is applied to the vibration generating means provided corresponding to each pressure generating chamber with a time difference. Therefore, when an ink droplet is ejected from one of the pressure generating chambers, the vibration does not affect the other pressure generating chamber, so that an ink droplet having a desired diameter is generated in each of the pressure generating chambers, and a desired speed is obtained. It becomes possible to discharge from the nozzle. Further, since the drive voltage waveform is generated according to the ink droplet, it is possible to eject ink droplets of different diameters one after another in a very short time, and the recording time is not unnecessarily extended.

【0019】請求項5に記載の発明は、前記振動付与手
段が、圧電振動子である構成としてある。振動付与手段
を圧電振動子とすることにより、装置の小型化が可能に
なり、圧力発生室内での圧力波発生を高い精度で制御す
ることが可能になる。
According to a fifth aspect of the present invention, the vibration applying means is a piezoelectric vibrator. When the vibration applying means is a piezoelectric vibrator, the size of the device can be reduced, and the generation of pressure waves in the pressure generating chamber can be controlled with high accuracy.

【0020】請求項6に記載の発明は、前記圧電振動子
が、縦振動を生成するものである構成としてある。この
ように、縦振動型の圧電振動子を用いることにより、撓
み振動型の振動子に比べて振動子のサイズを小型化する
ことができ、ノズルの高密度配置を可能にする。
According to a sixth aspect of the present invention, the piezoelectric vibrator generates longitudinal vibration. As described above, by using the vertical vibration type piezoelectric vibrator, the size of the vibrator can be reduced as compared with the bending vibration type vibrator, and the nozzles can be arranged with high density.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明のインクジェット記
録ヘッドの駆動方法及び駆動装置を図面にしたがって詳
細に説明する。図1は本発明のインクジェット記録ヘッ
ドの駆動方法の第1の実施形態にかかる駆動電圧波形を
示すグラフで、図1(a)は小径のインク滴を吐出させ
るための駆動電圧波形、図1(b)は中径のインク滴を
吐出させるための駆動電圧波形、図1(c)は大径のイ
ンク滴を吐出させるための駆動電圧波形である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method and apparatus for driving an ink jet recording head according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a graph showing a driving voltage waveform according to the first embodiment of the method for driving an ink jet recording head of the present invention. FIG. 1A shows a driving voltage waveform for discharging a small-diameter ink droplet, and FIG. FIG. 1B shows a driving voltage waveform for ejecting a medium diameter ink droplet, and FIG. 1C shows a driving voltage waveform for ejecting a large diameter ink droplet.

【0022】本発明の記録方法の特徴の第1は、吐出す
るインク滴の滴径に応じて駆動電圧波形を用意し、異な
る滴径でインク滴の吐出タイミングが異なるように駆動
電圧波形を生成した点にある。特徴の第2は、最も滴径
の小さいインク滴を吐出させるための駆動電圧波形にお
ける前記インク滴の吐出タイミングを、他の径のインク
滴の駆動電圧波形の吐出タイミングより早くした点にあ
る。
The first feature of the recording method of the present invention is that a drive voltage waveform is prepared according to the droplet diameter of the ink droplet to be ejected, and the drive voltage waveform is generated so that the ejection timing of the ink droplet differs at different droplet diameters. It is in the point which did. The second feature is that the ejection timing of the ink droplet in the drive voltage waveform for ejecting the ink droplet having the smallest droplet diameter is earlier than the ejection timing of the drive voltage waveform of the ink droplet of another diameter.

【0023】図1(a)のグラフに示すように、小径の
インク滴を吐出させる場合は、電圧V1(V1=15
V)を印加して圧力発生室の体積をt1時間(t2=2
μs)で急激に膨張させ、その状態をt2時間維持した
後(t2=4μs)、電圧V2(V2=10V)を印加
してt3時間(t3=2μs)で急激に収縮させる。収
縮状態をt4時間維持した後(t4=0.3μs)、t
5時間(t5=2μs)で電圧V3(V3=15V)を
印加して圧力発生室31の体積を再び急激に膨張させ
る。そして、膨張状態をt6時間(t6=8μs)維持
し、t7時間(t7=30μs)で印加電圧をゆっくり
と基準電圧Vb(Vb=20V)に戻す。
As shown in the graph of FIG. 1A, when a small diameter ink droplet is ejected, the voltage V1 (V1 = 15) is applied.
V) to reduce the volume of the pressure generating chamber for time t1 (t2 = 2
(t2 = 4 μs), and then a voltage V2 (V2 = 10 V) is applied to contract rapidly at t3 (t3 = 2 μs). After maintaining the contracted state for t4 hours (t4 = 0.3 μs), t
After 5 hours (t5 = 2 μs), the voltage V3 (V3 = 15V) is applied to rapidly expand the volume of the pressure generating chamber 31 again. Then, the expanded state is maintained for time t6 (t6 = 8 μs), and the applied voltage is slowly returned to the reference voltage Vb (Vb = 20 V) at time t7 (t7 = 30 μs).

【0024】グラフのt1時間の電圧変化部分11で
は、メニスカスが急激にノズルの内部に引き込まれ、凹
形状のメニスカスが形成される。この実施形態の駆動電
圧波形ではt=t1+t2の時間で、メニスカスの中央
が−50〜−45μm程度の位置まで引き込まれること
が確認された。時間t3の電圧変化部分12では、圧力
発生室が急激に収縮されることによって、凹形状のメニ
スカスの中央に細い液柱が形成される。時間t6の電圧
変化部分13では、メニスカスが急速に引き戻されるた
め、液柱の先端が早期に分離し、小径のインク滴が吐出
される。
In the voltage change portion 11 at time t1 in the graph, the meniscus is rapidly drawn into the nozzle, and a concave meniscus is formed. In the drive voltage waveform of this embodiment, it was confirmed that the center of the meniscus was pulled to a position of about −50 to −45 μm at time t = t1 + t2. In the voltage change portion 12 at the time t3, a narrow liquid column is formed at the center of the concave meniscus by rapidly contracting the pressure generating chamber. In the voltage change portion 13 at the time t6, the meniscus is rapidly pulled back, so that the leading end of the liquid column separates early, and a small-diameter ink droplet is ejected.

【0025】この実施形態の駆動電圧波形では、電圧変
化(圧力変化)を与えてから小径のインク滴の吐出が開
始されるまでの時間はt1+t2=6μsであり、吐出
に関与する電圧変化が終了するまでの時間te(吐出タ
イミング)は約10.3μsである。この実施形態で
は、図1(a)の駆動電圧波形によって、滴径約20μ
mのインク滴が、滴速6m/sで吐出された。
In the drive voltage waveform of this embodiment, the time from the application of the voltage change (pressure change) to the start of the ejection of the small diameter ink droplet is t1 + t2 = 6 μs, and the voltage change related to the ejection ends. The time te (ejection timing) until the operation is completed is about 10.3 μs. In this embodiment, the droplet diameter is about 20 μm according to the driving voltage waveform of FIG.
m ink droplets were ejected at a droplet speed of 6 m / s.

【0026】図1(b)に示すように、中径のインク滴
を吐出させる際にも、小径のインク滴を吐出させる場合
と同様にメニスカス制御によってインク滴の微小化を行
う。図1(b)に示す駆動電圧波形では、電圧V1′
(V1′=15V)を印加してt1′時間(t1′=2
μs)で圧力発生室の体積を急激に膨張させ、この状態
をt2′時間(t2′=4μs)維持した後、電圧V
2′(V2′=20V)を印加してt3′時間(t3′
=2μs)で圧力発生室の体積を急激に収縮させる。
As shown in FIG. 1B, when a medium diameter ink droplet is ejected, the ink droplet is miniaturized by meniscus control in the same manner as when a small diameter ink droplet is ejected. In the drive voltage waveform shown in FIG. 1B, the voltage V1 '
(V1 '= 15V) and t1' time (t1 '= 2
μs), the volume of the pressure generating chamber is rapidly expanded, and this state is maintained for a time t2 ′ (t2 ′ = 4 μs).
2 ′ (V2 ′ = 20 V) is applied and t3 ′ time (t3 ′
= 2 μs), the volume of the pressure generating chamber is rapidly contracted.

【0027】そして、t4′時間(t4′=8μs)経
過後にt7′時間(t7′=30μs)で、印加電圧を
ゆっくりと基準電圧Vb(Vb=20V)まで戻す。図
1(b)のグラフで示す各電圧変化部分11′,1
2′,14′はそれぞれ、小径のインク滴を形成する場
合における図1(a)の電圧変化部分11,12,14
に対応する。
After time t4 '(t4' = 8 .mu.s), the applied voltage is slowly returned to the reference voltage Vb (Vb = 20 V) at time t7 '(t7' = 30 .mu.s). Each voltage change portion 11 ', 1 shown in the graph of FIG.
Reference numerals 2 'and 14' denote voltage changing portions 11, 12, and 14 in FIG. 1A when forming small-diameter ink droplets, respectively.
Corresponding to

【0028】小径のインク滴を吐出させるための駆動電
圧波形(図1(a))と比較すると、電圧変化部分1
2′の直後の圧力発生室の膨張が、小径のインク滴を発
生させる場合ほど急激ではないため、インク滴の排出量
が多くなり、その結果インク滴の滴径が大きくなる。本
実施形態の中径のインク滴用の駆動電圧波形では、滴径
約30μmのインク滴が滴速6m/sで吐出された(単
一ノズル吐出の場合)。
Compared with the drive voltage waveform for discharging the small diameter ink droplet (FIG. 1A), the voltage change portion 1
Since the expansion of the pressure generating chamber immediately after 2 'is not as abrupt as when a small-diameter ink droplet is generated, the discharge amount of the ink droplet increases, and as a result, the diameter of the ink droplet increases. In the drive voltage waveform for the medium diameter ink droplet of the present embodiment, an ink droplet having a droplet diameter of about 30 μm was ejected at a droplet speed of 6 m / s (in the case of single nozzle ejection).

【0029】なお、本実施形態の中径のインク滴用の駆
動電圧波形では、吐出開始までの時間t0′が約11μ
sに設定されているため、中径のインク滴を吐出させる
ための電圧変化(圧力変化)が始まるのは小径のインク
滴の吐出終了後(t0′>te)である。
In the driving voltage waveform for a medium-diameter ink droplet of this embodiment, the time t0 'until the start of ejection is about 11 μm.
Since it is set to s, the voltage change (pressure change) for ejecting the medium diameter ink droplet starts after the ejection of the small diameter ink droplet ends (t0 '> te).

【0030】従って、小径のインク滴を吐出する圧力発
生室31の周囲に、中径のインク滴を吐出する圧力発生
室31が存在しても、構造的クロストークによって小径
のインク滴の滴速が低下したり、吐出不良が発生したり
することを防ぐことができ、小径のインク滴の吐出に高
い安定を得ることができる。
Therefore, even if there is a pressure generating chamber 31 for discharging medium-sized ink drops around the pressure generating chamber 31 for discharging small-sized ink drops, the drop velocity of the small-sized ink drops due to structural crosstalk. Of the ink droplets, and the occurrence of ejection failure can be prevented, and high stability can be achieved in the ejection of small-diameter ink droplets.

【0031】図1(c)に示すように、大径のインク滴
を吐出させるための駆動電圧波形は、電圧V2″(V
2″=22V)を印加して小径及び中径のインク滴の場
合よりも大きな立ち上げ時間(t3″=10μs)で圧
力発生室を収縮させ、t4時間(t4=15μs)この
状態を維持した後、t7″時間(t7″=30μs)で
印加電圧をゆっくりと基準電圧Vb(Vb=20V)に
戻している。図1(c)の駆動電圧波形では、滴径約4
0μmのインク滴が、滴速7m/sで吐出された(単一
ノズル吐出の場合)。
As shown in FIG. 1C, the driving voltage waveform for discharging a large-diameter ink droplet has a voltage V2 ″ (V
2 "= 22 V), the pressure generating chamber is contracted in a rising time (t3" = 10 [mu] s) longer than that for small and medium diameter ink droplets, and this state is maintained for t4 time (t4 = 15 [mu] s). Thereafter, the applied voltage is slowly returned to the reference voltage Vb (Vb = 20 V) at time t7 ″ (t7 ″ = 30 μs). In the drive voltage waveform of FIG.
A 0 μm ink droplet was ejected at a droplet speed of 7 m / s (single nozzle ejection).

【0032】大径のインク滴用の駆動電圧波形において
も、t0″=11″μsに設定されているため、電圧変
化(圧力変化)が開始されるのは小径のインク滴の吐出
終了後であり、小径のインク滴を吐出する圧力発生室3
1の周囲に大径のインク滴を吐出する圧力発生室31が
あっても、構造的クロストークによって小径のインク滴
の滴速が低下したり、吐出不良が発生したりすることは
ない。
In the driving voltage waveform for the large-diameter ink droplet, since t0 ″ = 11 ″ μs, the voltage change (pressure change) starts only after the ejection of the small-diameter ink droplet is completed. Pressure generating chamber 3 for ejecting small diameter ink droplets
Even if there is a pressure generating chamber 31 for discharging large-diameter ink droplets around 1, there is no reduction in the droplet speed of small-diameter ink droplets due to structural crosstalk, and no defective discharge occurs.

【0033】次に、上記方法の発明で説明した駆動電圧
波形をインク滴径に応じて圧電振動子に印加するための
駆動装置の構成を、図2にしたがって説明する。小径の
インク滴用、中径のインク滴用、および大径のインク滴
用の駆動電圧波形は、それぞれ別個の波形発生回路41
A、41B、41Cにより生成される。各波形発生回路
41A、41B、41Cで生成される駆動電圧波形は、
図1(a)〜(c)に示す駆動電圧波形と同じものであ
る。各波形発生回路41A,41B,41Cで生成され
た駆動電圧波形の各々は増幅回路42で増幅され、ライ
ン44A,44B,44Cに送出される。
Next, the configuration of a driving device for applying the driving voltage waveform described in the above invention to the piezoelectric vibrator according to the ink droplet diameter will be described with reference to FIG. The driving voltage waveforms for the small-diameter ink droplet, the medium-diameter ink droplet, and the large-diameter ink droplet are respectively formed by separate waveform generating circuits 41.
A, 41B and 41C. The driving voltage waveform generated by each of the waveform generating circuits 41A, 41B, 41C is:
The driving voltage waveforms are the same as those shown in FIGS. Each of the drive voltage waveforms generated by each of the waveform generating circuits 41A, 41B, 41C is amplified by the amplifier circuit 42 and transmitted to the lines 44A, 44B, 44C.

【0034】各圧電振動子36とライン44A,44
B,44Cの間にはスイッチング回路43が設けられ、
このスイッチング回路43がライン44A,44B,4
4Cと圧電振動子36との接続を切り換える。そして、
画像データに基づいてスイッチング回路43がライン4
4A,44B,44Cの切り換えを行うことにより、各
圧電振動子36に印加される駆動電圧波形が切り換えら
れ、ノズルから吐出されるインク滴径が切り換えられて
階調記録が行われる。
Each piezoelectric vibrator 36 and lines 44A, 44
A switching circuit 43 is provided between B and 44C,
This switching circuit 43 is connected to the lines 44A, 44B, 4
The connection between 4C and the piezoelectric vibrator 36 is switched. And
The switching circuit 43 is connected to the line 4 based on the image data.
By switching between 4A, 44B, and 44C, the drive voltage waveform applied to each piezoelectric vibrator 36 is switched, and the diameter of the ink droplet ejected from the nozzle is switched, thereby performing gradation recording.

【0035】図3は、図2の駆動装置の作用の説明図
で、ノズル32から小径、中径、大径のインク滴A,
B,Cを吐出させた状態を示す側面図である。波形発生
回路41Aによって生成された駆動電圧波形に基づいて
小径のインク滴Aの吐出が行われると(図3(a)の状
態)、波形発生回路41B,41Cによって生成された
駆動電圧波形に基づいて圧電振動子36が駆動され、ノ
ズル32から中径及び大径のインク滴B,Cが同時に吐
出される(図3(b))。
FIG. 3 is a view for explaining the operation of the driving device shown in FIG. 2. In FIG. 3, small, medium and large ink droplets A,
It is a side view which shows the state which discharged B and C. When the ejection of the small-diameter ink droplet A is performed based on the drive voltage waveform generated by the waveform generation circuit 41A (the state of FIG. 3A), the ejection is performed based on the drive voltage waveform generated by the waveform generation circuits 41B and 41C. As a result, the piezoelectric vibrator 36 is driven, and ink droplets B and C having medium and large diameters are simultaneously ejected from the nozzle 32 (FIG. 3B).

【0036】この実施形態では、小径のインク滴A、中
径のインク滴B、および大径のインク滴Cを0.1〜1
0KHzの駆動周波数で常に安定に吐出させることがで
き、また、同時に駆動する圧電振動子36の数や吐出パ
ターンを変化させても、記録画質に影響を及ぼすような
滴速変動および吐出不良が一切発生しないことが確かめ
られた。
In this embodiment, the small diameter ink drop A, the medium diameter ink drop B, and the large diameter ink drop C
It is possible to always stably discharge at a driving frequency of 0 KHz, and even if the number of piezoelectric vibrators 36 to be driven at the same time or the discharge pattern is changed, there are no fluctuations in droplet speed and defective discharge that affect the recording image quality. It was confirmed that it did not occur.

【0037】一方、本実施形態で用いたインクジェット
記録装置で、図9に示した従来波形(時間、各パラメー
タは図1の波形と同じ)を用いて記録実験を行ったとこ
ろ、小径のインク滴Aの吐出状態は明らかに悪化し、特
に小径のインク滴A・中径のインク滴B・大径のインク
滴Cが混在するような画像パターン部では、小径のイン
ク滴Aの着滴位置が大きくずれたり、小径のインク滴A
の吐出不良が発生したりすることが確認された。
On the other hand, a recording experiment was carried out using the conventional waveform (time, each parameter is the same as the waveform in FIG. 1) shown in FIG. 9 with the ink jet recording apparatus used in this embodiment. The ejection state of A clearly deteriorates. In particular, in an image pattern portion in which small-diameter ink droplet A, medium-diameter ink droplet B, and large-diameter ink droplet C are mixed, the landing position of small-diameter ink droplet A Large deviation or small diameter ink drop A
It was confirmed that ejection failure occurred.

【0038】これは、図9に示す従来の駆動電圧波形で
は、小径のインク滴Aが吐出されるまでの時間内(0≦
t≦teの時間範囲)に、中径のインク滴B及び大径の
インク滴Cを吐出させるための電圧変化(圧力変化)が
発生するため、構造的クロストークが大きく影響してし
まうためである。なお、図1(b)(c)に示す大径の
インク滴及び中径のインク滴の吐出タイミングは、従来
の駆動電圧波形(図6)と比較して約11μsずらした
だけなので、インク滴の吐出周波数に対してほとんど影
響を及ぼすことはない。具体的には、従来の駆動電圧波
形での限界吐出周波数(15KHz)と同じ駆動周波数
でも、安定した吐出が可能である。
In the conventional driving voltage waveform shown in FIG. 9, this is within the time (0 ≦) until the small diameter ink droplet A is ejected.
In a time range of t ≦ te), a voltage change (pressure change) for ejecting the medium-diameter ink droplet B and the large-diameter ink droplet C occurs, so that structural crosstalk greatly influences. is there. The ejection timings of the large-diameter ink droplets and the medium-diameter ink droplets shown in FIGS. 1B and 1C are shifted only by about 11 μs as compared with the conventional driving voltage waveform (FIG. 6). Has almost no effect on the ejection frequency. Specifically, stable ejection is possible even at the same drive frequency as the limit ejection frequency (15 KHz) in the conventional drive voltage waveform.

【0039】以上のように、本発明の駆動方法及び駆動
装置を用いれば、吐出周波数を低下させることなく、構
造的クロストークによる小径のインク滴吐出の不安定化
を防止することができ、高品質で高速の画像記録が可能
である。なお、本発明を用いて滴径変調を実行する際の
駆動電圧波形は、本実施形態で示した駆動電圧波形に限
定されるものではない。
As described above, by using the driving method and the driving device of the present invention, it is possible to prevent the ejection of small-diameter ink droplets from becoming unstable due to structural crosstalk without lowering the ejection frequency. High quality image recording at high speed is possible. The drive voltage waveform when performing the droplet diameter modulation using the present invention is not limited to the drive voltage waveform shown in the present embodiment.

【0040】たとえば、大径のインク滴用の駆動電圧波
形においても、吐出直前にメニスカスをわずかに凹形状
にする電圧変化プロセスを加えてもよい。また、本実施
形態の中径のインク滴用の駆動電圧披形では、電圧変化
部分12′の直後に圧力発生室31を膨張させることな
く滴径を小径のインク滴よりも大きくしたが、電圧変化
時間(t1′)を大きく設定することによっても、滴径
を増加させることが可能である。また、メニスカス制御
を使用することなく滴径を増加させることも可能であ
る。
For example, even in the drive voltage waveform for a large-diameter ink droplet, a voltage changing process for making the meniscus slightly concave immediately before ejection may be added. Further, in the driving voltage pattern for medium-sized ink droplets of the present embodiment, the droplet diameter is made larger than that of the small-sized ink droplet without expanding the pressure generating chamber 31 immediately after the voltage change portion 12 '. By setting the change time (t1 ') large, it is also possible to increase the droplet diameter. It is also possible to increase the drop diameter without using meniscus control.

【0041】また、本実施形態では、滴径変調の段階数
を大・中・小の三段階として説明したが、滴径の段階は
これに限らず、2段階または4段階以上に設定してもよ
い。さらに、本実施形態では、小径のインク滴が中径の
インク滴・大径のインク滴の前に吐出されるように駆動
電庄波形を設定したが、本発明の目的からすれば、小径
のインク滴の吐出タイミングを中径のインク滴・大径の
インク滴吐出の後に配してもかまわない。ただし、小径
のインク滴は大径のインク滴や中径のインク滴に比べて
空気抵抗の影響を受けやすく、着滴時間が遅くなりやす
いため、小径のインク滴吐出を中径のインク滴、大径の
インク滴吐出よりも前に行うほうが望ましい。
In this embodiment, the number of droplet diameter modulation steps is described as three, large, medium, and small. However, the number of droplet diameter steps is not limited to this, and two or four or more droplet diameter steps are set. Is also good. Further, in the present embodiment, the drive voltage waveform is set such that the small-diameter ink droplet is ejected before the medium-diameter ink droplet and the large-diameter ink droplet. The ejection timing of the ink droplets may be arranged after the ejection of the medium diameter ink droplets and the large diameter ink droplets. However, small-diameter ink droplets are more susceptible to air resistance than large-diameter ink droplets and medium-diameter ink droplets, and the droplet deposition time is likely to be slower. It is desirable to perform this before discharging large diameter ink droplets.

【0042】また、本実施形態では小径のインク滴のみ
が構造的クロストークの影響を受けにくいように駆動電
圧波形を設定したが、小径のインク滴と中径のインク滴
を同じ吐出タイミングに設定し、最も構造的クロストー
クを発生させやすい大径のインク滴の吐出タイミングだ
けをずらすように駆動電圧波形を設定してもよい。
In this embodiment, the drive voltage waveform is set so that only small-diameter ink droplets are hardly affected by structural crosstalk. However, the small-diameter ink droplet and the medium-diameter ink droplet are set at the same ejection timing. Alternatively, the drive voltage waveform may be set so as to shift only the ejection timing of a large-diameter ink droplet that most easily causes structural crosstalk.

【0043】[第2の実施形態]図4は本発明の駆動方
法の第2の実施形態にかかる駆動電圧波形を示すグラフ
で、図4(a)は小径のインク滴を吐出させるためのも
の、図4(b)は中径のインク滴を吐出させるためのも
の、図4(c)は大径のインク滴を吐出させるためのも
のである。なお、この第2の実施形態では、小径のイン
ク滴を直径約20μm、中径のインク滴を同約30μ
m、大径のインク滴を同約40μmとした。
[Second Embodiment] FIG. 4 is a graph showing a driving voltage waveform according to a second embodiment of the driving method of the present invention, and FIG. 4 (a) is for discharging a small diameter ink droplet. 4 (b) is for ejecting medium diameter ink droplets, and FIG. 4 (c) is for ejecting large diameter ink droplets. In the second embodiment, a small diameter ink droplet is about 20 μm in diameter, and a medium diameter ink drop is about 30 μm in diameter.
m, a large diameter ink droplet was about 40 μm.

【0044】本実施形態のように、滴径によって吐出タ
イミングをずらすと、圧電振動子の駆動に必要となる瞬
間最大電流量を減少でき、駆動回路系のコストを低減で
きるという利点がある。本実施形態の駆動電圧波形で
は、小径のインク滴、中径のインク滴、大径のインク滴
の吐出タイミングのすべてをずらして設定している点が
特徴である。
If the ejection timing is shifted according to the droplet diameter as in the present embodiment, there is an advantage that the maximum instantaneous current required for driving the piezoelectric vibrator can be reduced, and the cost of the drive circuit system can be reduced. The feature of the drive voltage waveform of the present embodiment is that all the ejection timings of the small-diameter ink droplet, the medium-diameter ink droplet, and the large-diameter ink droplet are set to be shifted.

【0045】小径のインク滴・中径のインク滴および大
径のインク滴用の駆動電圧波形の形状および機能は、基
本的に図1に示したものと同一である。ただし、図4の
グラフでは、中径のインク滴用駆動電圧波形((b)の
グラフ)の電圧変化開始時刻(t0′)が5μs、大径
のインク滴用駆動電圧波形((c)のグラフ)の電圧変
化開始時刻(t0″)が13μsになるように設定され
ている点が第一実施形態(図1のグラフ)と異なってい
る。
The shapes and functions of the drive voltage waveforms for the small-diameter ink droplet, the medium-diameter ink droplet, and the large-diameter ink droplet are basically the same as those shown in FIG. However, in the graph of FIG. 4, the voltage change start time (t0 ′) of the driving voltage waveform for the medium diameter ink droplet (graph (b)) is 5 μs, and the driving voltage waveform for the large diameter ink droplet ((c)). The difference from the first embodiment (graph in FIG. 1) is that the voltage change start time (t0 ″) in the graph (graph) is set to be 13 μs.

【0046】本実施形態の中径のインク滴用の駆動電圧
波形では、t0′=5μsに設定されているため、電圧
変化部分22′によって圧力発生室31の収縮を行うタ
イミングは、小径のインク滴吐出のための電圧印加(電
圧変化部分11〜13)が終了した後となる。従って、
小径のインク滴を吐出する圧力発生室の周囲に中径のイ
ンク滴を吐出する圧力発生室が存在しても、構造的クロ
ストークによって小径のインク滴の滴速が低下したり、
吐出不良が発生したりすることを防止でき。小径のイン
ク滴吐出に高い安定性を得ることが可能となる。
In the drive voltage waveform for the medium-diameter ink droplet of the present embodiment, t0 '= 5 μs, so that the pressure generating chamber 31 is contracted by the voltage changing portion 22' at the timing of the small-diameter ink. This is after the application of the voltage for drop ejection (voltage change portions 11 to 13) is completed. Therefore,
Even if there is a pressure generating chamber for discharging medium-sized ink drops around the pressure generating chamber for discharging small-sized ink drops, the drop speed of small-sized ink drops may be reduced due to structural crosstalk,
Discharge failure can be prevented from occurring. It is possible to obtain high stability in discharging small diameter ink droplets.

【0047】なお、本実施形態の駆動電圧波形では、小
径のインク滴吐出中に中径のインク滴のメニスカス制御
プロセス(電圧変化部分21′)が行われるため、小径
のインク滴吐出は構造的クロストークの影響を多少は受
けてしまう。しかし、電圧変化部分21′は圧力発生室
を膨張させる方向に庄電アクチュエー夕を変位させるた
め、構造的クロストークは小径のインク滴の滴速を増加
させる方向に働く。従って、小径のインク滴の滴速低下
や吐出不良の発生と比較すると、画質への影響を小さく
抑えることができる。
In the driving voltage waveform of the present embodiment, the meniscus control process (voltage change portion 21 ') of the medium diameter ink droplet is performed during the discharge of the small diameter ink droplet. It is somewhat affected by crosstalk. However, since the voltage changing portion 21 'displaces the pressure actuator in the direction of expanding the pressure generating chamber, the structural crosstalk acts in the direction of increasing the droplet speed of the small diameter ink droplet. Therefore, the influence on the image quality can be suppressed as compared with the drop in the droplet speed of the small diameter ink droplet and the occurrence of the ejection failure.

【0048】大径のインク滴用駆動電圧波形では、t
0″=13μsに設定されているため、電圧変化が開始
されるのは小径のインク滴吐出および中径のインク滴吐
出のための電圧変化(電圧変化部分21〜23、電圧変
化部分21′〜22′)が終了した後である。図5はノ
ズル32からインク滴が吐出される状態を示す記録ヘッ
ドの側面図であるが、この図5にも示すように、ノズル
32からは小径、中径、大径の順にインク滴A,B,C
が吐出される。従って、小径のインク滴Aや中径のイン
ク滴Bを吐出する圧力発生室31の周囲に、大径のイン
ク滴Cを吐出する圧力発生室31があっても、構造的ク
ロフトークによって小径のインク滴A及び中径のインク
滴Bの滴速が低下したり、吐出不良が発生したりするこ
とはない。
In the drive voltage waveform for a large diameter ink droplet, t
Since 0 ″ = 13 μs, the voltage change is started only for the voltage change for discharging the small-diameter ink droplet and the medium-diameter ink droplet (the voltage change portions 21 to 23 and the voltage change portions 21 ′ to 21 ′). FIG. 5 is a side view of the recording head showing a state in which ink droplets are ejected from the nozzle 32. As shown in FIG. Ink drops A, B, C in order of diameter and diameter
Is discharged. Therefore, even if there is a pressure generating chamber 31 for discharging a large-diameter ink drop C around the pressure generating chamber 31 for discharging a small-diameter ink drop A or a medium-diameter ink drop B, the small-diameter ink The drop speed of the drop A and the medium diameter ink drop B does not decrease, and ejection failure does not occur.

【0049】この実施形態においても、上記の小径のイ
ンク滴A用、中径のインク滴B用、および大径のインク
滴C用の駆動電圧波形を、図2に示すような個別の波形
発生回路(41A,41B,41C)により生成させ
た。そして、画像データに基づいて各圧電振動子36に
印加する駆動電圧波形を切り換えることにより、階調記
録を実行した。その結果、0.1〜10KHzの駆動周
波数で常に安定的に吐出させることができ、吐出不良な
どの問題も一切発生しないことが確認された。
Also in this embodiment, the drive voltage waveforms for the small-diameter ink droplet A, the medium-diameter ink droplet B, and the large-diameter ink droplet C are individually generated as shown in FIG. Generated by the circuits (41A, 41B, 41C). Then, gradation recording was executed by switching the drive voltage waveform applied to each piezoelectric vibrator 36 based on the image data. As a result, it was confirmed that stable ejection can always be performed at a driving frequency of 0.1 to 10 KHz, and no problem such as ejection failure occurs at all.

【0050】なお、この第2の実施形態では、小径のイ
ンク滴A、中径のインク滴B、大径のインク滴Cの順で
吐出させるようにしているが、構造的クロストークを防
止するには必ずしもこの順番で吐出させる必要はない。
しかし、構造的クロストークの影響は吐出するインク滴
径が小さくなるほど顕著となるため、本実施形態のよう
に、吐出滴径が小さいものほど早く吐出を行うように設
定するのが望ましい。
In the second embodiment, a small-diameter ink droplet A, a medium-diameter ink droplet B, and a large-diameter ink droplet C are ejected in this order, but structural crosstalk is prevented. Need not necessarily be discharged in this order.
However, since the influence of the structural crosstalk becomes more remarkable as the diameter of the ejected ink droplets becomes smaller, it is desirable to set so that the smaller the ejected droplet diameter is, the faster the ejection is performed, as in the present embodiment.

【0051】以上、各実施形態について説明したが、本
発明は上記実施形態の構成に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、振動発生手段として圧電定
数d33を利用した縦振動モードの積層圧電振動子36
を用いたが、圧電定数d31を利用した縦振動モードの
振動発生手段や、単板型の圧電振動子、撓み振動モード
の圧電振動子など他の形態の圧電発生手段を使用しても
よい。
Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments.
For example, in the above embodiment, the laminated piezoelectric vibrator 36 in the longitudinal vibration mode using the piezoelectric constant d33 as the vibration generating means.
However, other types of piezoelectric generators, such as a longitudinal vibration mode vibration generator using a piezoelectric constant d31, a single-plate type piezoelectric vibrator, and a flexural vibration mode piezoelectric vibrator, may be used.

【0052】また、上の実施形態では、図6に示すよう
なカイザー形のインクジェット記録ヘッドを用いたが、
圧電振動子に設けた溝を圧力発生室ととする記録ヘッド
など、他の構造のインクジェット記録ヘッドに対しても
本発明を同様に適用することが可能である。
In the above embodiment, a Kaiser type ink jet recording head as shown in FIG. 6 was used.
The present invention can be similarly applied to an ink jet recording head having another structure such as a recording head in which a groove provided in a piezoelectric vibrator is used as a pressure generating chamber.

【0053】さらに、圧電振動子以外のアクチュエー
タ、例えば静電力や磁気力を利用したアクチュエータを
利用したインクジェット記録ヘッドに対しても適用が可
能である。また、上記の実施形態では記録紙上に着色イ
ンクを吐出して文字や図などの記録を行うインクジェッ
ト記録装置を例に挙げたが、記録紙上への文字や図の記
録に限定されず、吐出するインクも着色インクには限ら
れない。
Further, the present invention can be applied to an ink jet recording head using an actuator other than the piezoelectric vibrator, for example, an actuator using electrostatic force or magnetic force. Further, in the above-described embodiment, an ink jet recording apparatus that performs recording of characters and figures by discharging colored ink on recording paper has been described as an example. However, the present invention is not limited to recording of characters and figures on recording paper. The ink is not limited to the colored ink.

【0054】[0054]

【発明の効果】本発明によれば、インク滴径に応じて駆
動電圧波形を生成し、この駆動電圧波形を各圧力発生室
に対応して設けられた振動発生手段に時間差を設けて印
加するようにしたので、一方の圧力発生室からインク滴
が吐出される際にその振動が他方の圧力発生室に影響を
与えないので、各圧力発生室で所望の径のインク滴が生
成され、所望の速度でノズルから吐出させることが可能
になる。そのため、記録画質を向上させることができ
る。
According to the present invention, a drive voltage waveform is generated in accordance with the diameter of an ink droplet, and the drive voltage waveform is applied to a vibration generating means provided for each pressure generating chamber with a time difference. As a result, when an ink droplet is ejected from one of the pressure generating chambers, the vibration does not affect the other pressure generating chamber, so that an ink droplet having a desired diameter is generated in each pressure generating chamber. It is possible to discharge from the nozzle at a speed of. Therefore, the recording image quality can be improved.

【0055】また、インク滴に応じて駆動電圧波形を生
成しているので、異なる径のインク滴をきわめて短時間
で次々に吐出させることが可能になる。そのため、記録
時間を必要以上に延長することもない。
Further, since the drive voltage waveform is generated according to the ink droplet, it is possible to eject ink droplets of different diameters one after another in a very short time. Therefore, the recording time is not extended more than necessary.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の駆動方法の第1の実施形態にかかり、
図1(a)は小径のインク滴を吐出させるための駆動電
圧波形、図1(b)は中径のインク滴を吐出させるため
の駆動電圧波形、図1(c)は大径のインク滴を吐出さ
せるための駆動電圧波形を示すグラフである。
FIG. 1 shows a driving method according to a first embodiment of the present invention,
1A is a driving voltage waveform for discharging a small-diameter ink droplet, FIG. 1B is a driving voltage waveform for discharging a medium-diameter ink droplet, and FIG. 1C is a large-diameter ink droplet. 6 is a graph showing a drive voltage waveform for causing the ejection of the ink.

【図2】本発明の記録ヘッドの実施形態にかかり、イン
クジェット記録ヘッドの駆動化路を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a driving path of an inkjet recording head according to an embodiment of the recording head of the present invention.

【図3】図2の駆動装置の作用の説明図で、ノズルから
小径、中径、大径のインク滴を吐出させた状態を示す側
面図である。
FIG. 3 is an explanatory view of the operation of the driving device of FIG. 2 and is a side view showing a state in which small-, medium-, and large-diameter ink droplets are ejected from nozzles.

【図4】本発明の駆動方法の第2の実施形態にかかり、
図4(a)は小径のインク滴を吐出させるための駆動電
圧波形、図4(b)は中径のインク滴を吐出させるため
の駆動電圧波形、図4(c)は大径のインク滴を吐出さ
せるための駆動電圧波形を示すグラフである。
FIG. 4 is a diagram illustrating a driving method according to a second embodiment of the present invention;
4A is a driving voltage waveform for discharging a small-diameter ink droplet, FIG. 4B is a driving voltage waveform for discharging a medium-diameter ink droplet, and FIG. 4C is a large-diameter ink droplet. 6 is a graph showing a drive voltage waveform for causing the ejection of the ink.

【図5】ノズルからインク滴が吐出される状態を示す記
録ヘッドの側面図である
FIG. 5 is a side view of the recording head showing a state where ink droplets are ejected from nozzles.

【図6】本発明の従来例にかかるインクジェット記録ヘ
ッドの正面図である。
FIG. 6 is a front view of an ink jet recording head according to a conventional example of the invention.

【図7】図6の記録ヘッドの側面図である。FIG. 7 is a side view of the recording head of FIG.

【図8】隣接する圧電振動子が同時に駆動した状態を示
す図6の記録ヘッドの側面図である。
FIG. 8 is a side view of the recording head of FIG. 6, showing a state where adjacent piezoelectric vibrators are simultaneously driven.

【図9】小径、中径、大径の三種類のインク滴を発生さ
せるための駆動電圧波形を示すグラフで、(a)は小径
のインク滴用のもの、図9(b)は中径のインク滴用の
もの、図9(c)は大径のインク滴用のものである。
9A and 9B are graphs showing driving voltage waveforms for generating three types of ink droplets of small diameter, medium diameter, and large diameter, wherein FIG. 9A is for a small diameter ink droplet, and FIG. FIG. 9C is for an ink droplet having a large diameter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31 圧力発生室 32 ノズル 33 インク室 34 インク供給路 35 振動板 36 圧電振動子(振動発生手段) 41A,41B,41C 波形発生回路(波形発生手
段) 42 増幅回路 43 スイッチング回路 A,B,C インク滴
Reference Signs List 31 pressure generating chamber 32 nozzle 33 ink chamber 34 ink supply path 35 diaphragm 36 piezoelectric vibrator (vibration generating means) 41A, 41B, 41C waveform generating circuit (waveform generating means) 42 amplifying circuit 43 switching circuit A, B, C ink drop

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インクが充填された複数の圧力発生室
と、この圧力発生室に設けられ前記インクが吐出される
ノズルと、前記圧力発生室のそれぞれに対応して設けら
れ前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせるための振動
発生手段とを有するインクジェット記録ヘッドの駆動方
法において、 前記振動発生手段に印加する駆動電圧波形を、吐出させ
るインク滴の径に応じて用意し、 径の異なるインク滴に対応した前記駆動電圧波形を所定
の時間差で印加するようにしたことを特徴とするインク
ジェット記録ヘッドの駆動方法。
1. A plurality of pressure generating chambers filled with ink, a nozzle provided in the pressure generating chamber, from which the ink is discharged, and a plurality of pressure generating chambers provided corresponding to each of the pressure generating chambers. In a method of driving an ink jet recording head having a vibration generating means for causing a pressure change, a drive voltage waveform applied to the vibration generating means is prepared according to a diameter of an ink droplet to be ejected, and ink droplets having different diameters are prepared. Wherein the drive voltage waveform corresponding to the above is applied with a predetermined time difference.
【請求項2】 滴径の小さなインク滴ほど早期に吐出す
るように前記駆動電圧波形を設定したことを特徴とする
請求項1に記載のインクジェット記録ヘッドの駆動方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the drive voltage waveform is set such that the smaller the ink droplet diameter, the earlier the ink droplet is ejected.
【請求項3】 小径のインク滴吐出時の前記駆動電圧波
形が、インク滴吐出前にノズル部のメニスカスを圧力発
生室側に引き込むものを含むことを特徴とする請求項1
又は2に記載のインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
3. The driving voltage waveform when a small-diameter ink droplet is ejected includes one that pulls a meniscus of a nozzle portion toward a pressure generating chamber before ejecting the ink droplet.
Or the driving method of the inkjet recording head according to 2.
【請求項4】 複数の圧力発生室と、この圧力発生室に
連通して設けられたインク吐出用のノズルと、前記圧力
発生室の内部圧力を変化させるための振動を付与する振
動付与手段と、この振動付与手段に駆動電圧波形を印加
し、この駆動電圧波形によって前記ノズルからインク滴
を吐出させるインクジェット記録ヘッドの駆動装置であ
って、吐出されるインク滴の径に応じて設けられ、イン
ク滴の径に応じた前記駆動電圧波形を生成する複数の波
形発生手段を有し、 この波形発生手段で生成されるインク滴径に応じた駆動
電圧波形が、インク滴の相違によって異なる吐出タイミ
ングで発生するように前記駆動電圧波形を設定したこと
を特徴とするインクジェット記録ヘッドの駆動装置。
4. A plurality of pressure generating chambers, an ink discharge nozzle provided in communication with the pressure generating chambers, and vibration applying means for applying vibration for changing the internal pressure of the pressure generating chambers. A driving voltage waveform is applied to the vibration applying means, and the driving voltage waveform ejects ink droplets from the nozzles. The driving device of the ink jet recording head is provided in accordance with the diameter of the ejected ink droplet. A plurality of waveform generating means for generating the drive voltage waveform corresponding to the diameter of the droplet, wherein the drive voltage waveform corresponding to the diameter of the ink droplet generated by the waveform generating means has different ejection timings depending on the difference of the ink droplet. A driving device for an ink jet recording head, wherein the driving voltage waveform is set so as to generate.
【請求項5】 前記振動付与手段が、圧電振動子である
ことを特徴とする請求項4に記載のインクジェット記録
ヘッドの駆動装置。
5. The driving apparatus according to claim 4, wherein the vibration applying unit is a piezoelectric vibrator.
【請求項6】 前記圧電振動子が、縦振動を生じさせる
ものであることを特徴とする請求項5に記載のインクジ
ェット記録ヘッドの駆動装置。
6. The driving apparatus according to claim 5, wherein the piezoelectric vibrator generates longitudinal vibration.
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