JP2001301207A - インク滴噴射装置 - Google Patents
インク滴噴射装置Info
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- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来、複数のサブドロップで１個のスーパー
ドロップを形成する場合、ＡＬの整数倍に基づく周期の
駆動パルスで駆動していたため、サブドロップが飛翔中
に合体し難く、変形した画素を形成する問題や駆動回路
のコストが掛かるどの問題点があった。 【解決手段】 サブドロップを飛翔させる駆動パルスの
負電圧のパルス幅（期間）がＡＬの整数倍より短い波形
で駆動することにより、駆動パルスの電圧を変えること
なく、複数のサブドロップが常に飛翔中に合体し、目的
とする濃度、階調、の画素形成が可能となる。
ドロップを形成する場合、ＡＬの整数倍に基づく周期の
駆動パルスで駆動していたため、サブドロップが飛翔中
に合体し難く、変形した画素を形成する問題や駆動回路
のコストが掛かるどの問題点があった。 【解決手段】 サブドロップを飛翔させる駆動パルスの
負電圧のパルス幅（期間）がＡＬの整数倍より短い波形
で駆動することにより、駆動パルスの電圧を変えること
なく、複数のサブドロップが常に飛翔中に合体し、目的
とする濃度、階調、の画素形成が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はノズルを有する多数
のインクチャネルを構成したインク滴噴射装置に関す
る。
のインクチャネルを構成したインク滴噴射装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】インク滴噴射装置は種々の方式が提案さ
れているが、その一つに剪断モードインク滴噴射装置が
あり、図１及び図２は１例として特開平１０−２７２７
７１号公報に記載されているインク滴噴射装置の例を示
す図である。図１で１はインクチューブ、２はノズル形
成部材、３はノズル、４はインクによって形成されるイ
ンクメニスカス、Ｓは電気・機械変換手段としての側
壁、６はカバープレート、７はインク供給口、８は基板
である。そして、図２に示すようにインク流路であるイ
ンクチャネルＡは側壁Ｓとカバープレート６及び基板８
によって形成されている。またノズルは各インクチャネ
ルに形成されているが、図２の一部では省略してある。
れているが、その一つに剪断モードインク滴噴射装置が
あり、図１及び図２は１例として特開平１０−２７２７
７１号公報に記載されているインク滴噴射装置の例を示
す図である。図１で１はインクチューブ、２はノズル形
成部材、３はノズル、４はインクによって形成されるイ
ンクメニスカス、Ｓは電気・機械変換手段としての側
壁、６はカバープレート、７はインク供給口、８は基板
である。そして、図２に示すようにインク流路であるイ
ンクチャネルＡは側壁Ｓとカバープレート６及び基板８
によって形成されている。またノズルは各インクチャネ
ルに形成されているが、図２の一部では省略してある。
【０００３】図１には１個のノズルを有する１個のイン
クチャネルの断面図が示されているが、実際の剪断モー
ドインク滴噴射装置Ｈでは、図２（ａ）に示すようにカ
バープレート６と基板８の間には複数の側壁Ｓ、即ち、
Ｓ１、Ｓ２・・Ｓｎ＋１で隔てられたインクチャネル
Ａ、即ち、Ａ１、Ａ２、・・Ａｎが多数構成されてい
る。インクチャネルＡ１、Ａ２、・・・Ａｎの一端はノ
ズル形成部材２に形成されたノズル３につながり、他端
は供給口７を経て、インクチューブ１によって図示され
ていないインクタンクに接続されていて、ノズル３には
インクによるインクメニスカス４を形成している。そし
て、例えば側壁Ｓ１には密着形成された電極Ｑ１、Ｑ
２、と側壁Ｓ２に密着形成された電極Ｑ３、Ｑ４が設け
てある。同様に各側壁にはそれぞれ電極が密着形成され
ている。図２（ｂ）に示すように、例えば、電極Ｑ１を
アースに接続し、電極Ｑ２に図７（ａ）に示すような、
波高値Ｖ１、幅Ｊで正電圧の第１パルスＰ1、波高値Ｖ
２、幅Ｒで負電圧の第２パルスＰ2及びゼロ電圧の期間
Ｅからなる駆動パルスＰ0を印加する。図７の駆動パル
スＰ0は電圧Ｖ１とＶ２の絶対値が等しい。同様に、電
極Ｑ４をアースに接続し、電極Ｑ３に駆動パルスＰ0を
印加すると、以下述べる動作によってインク滴をノズル
３から飛翔する。図７（ａ）に示すように、横軸に時間
をとり、縦軸には駆動パルスの電圧をとって、インクチ
ャネルＡ１、Ａ２、・・・の音響的な共振周波数の逆数
の二分の一（１／２）をＡＬ（時間）とすると、通常、
駆動パルスＰ0において、第１パルスＰ1の幅Ｊは実質的
にＡＬに等しく、続く第２パルスＰ2の幅Ｒは実質的に
２ＡＬに等しく、ゼロ（アース）電圧の期間Ｅの幅が実
質的にＡＬの整数倍（例えば１ＡＬ）に等しく構成され
ている。このような駆動パルスＰ0の構成によって、イ
ンクチャネルＡ１、Ａ２、・・・が効率よく作動し、イ
ンクの飛翔速度が最大となる。ＡＬはインクチャネルの
長さに対応している。
クチャネルの断面図が示されているが、実際の剪断モー
ドインク滴噴射装置Ｈでは、図２（ａ）に示すようにカ
バープレート６と基板８の間には複数の側壁Ｓ、即ち、
Ｓ１、Ｓ２・・Ｓｎ＋１で隔てられたインクチャネル
Ａ、即ち、Ａ１、Ａ２、・・Ａｎが多数構成されてい
る。インクチャネルＡ１、Ａ２、・・・Ａｎの一端はノ
ズル形成部材２に形成されたノズル３につながり、他端
は供給口７を経て、インクチューブ１によって図示され
ていないインクタンクに接続されていて、ノズル３には
インクによるインクメニスカス４を形成している。そし
て、例えば側壁Ｓ１には密着形成された電極Ｑ１、Ｑ
２、と側壁Ｓ２に密着形成された電極Ｑ３、Ｑ４が設け
てある。同様に各側壁にはそれぞれ電極が密着形成され
ている。図２（ｂ）に示すように、例えば、電極Ｑ１を
アースに接続し、電極Ｑ２に図７（ａ）に示すような、
波高値Ｖ１、幅Ｊで正電圧の第１パルスＰ1、波高値Ｖ
２、幅Ｒで負電圧の第２パルスＰ2及びゼロ電圧の期間
Ｅからなる駆動パルスＰ0を印加する。図７の駆動パル
スＰ0は電圧Ｖ１とＶ２の絶対値が等しい。同様に、電
極Ｑ４をアースに接続し、電極Ｑ３に駆動パルスＰ0を
印加すると、以下述べる動作によってインク滴をノズル
３から飛翔する。図７（ａ）に示すように、横軸に時間
をとり、縦軸には駆動パルスの電圧をとって、インクチ
ャネルＡ１、Ａ２、・・・の音響的な共振周波数の逆数
の二分の一（１／２）をＡＬ（時間）とすると、通常、
駆動パルスＰ0において、第１パルスＰ1の幅Ｊは実質的
にＡＬに等しく、続く第２パルスＰ2の幅Ｒは実質的に
２ＡＬに等しく、ゼロ（アース）電圧の期間Ｅの幅が実
質的にＡＬの整数倍（例えば１ＡＬ）に等しく構成され
ている。このような駆動パルスＰ0の構成によって、イ
ンクチャネルＡ１、Ａ２、・・・が効率よく作動し、イ
ンクの飛翔速度が最大となる。ＡＬはインクチャネルの
長さに対応している。
【０００４】側壁Ｓ１、Ｓ２、・・・は図２（ａ）の矢
印で示すように分極方向が異なる２個の圧電材料から成
る側壁Ｓ１ａ、Ｓ２ａ、・・・とＳ１ｂ、Ｓ２ｂ、・・
・とから構成されていて、駆動パルスを印加することに
よって変形して作動するアクチュエータを構成する。電
極Ｑ２及びＱ３に駆動パルスが印加されない時は図２
（ａ）のように側壁Ｓ１、Ｓ２は変形しないが、第１パ
ルスＰ1が電極Ｑ２及びＱ３に印加されると、圧電材料
の分極方向に直角な方向の電界が生じ、側壁Ｓ１ａ、Ｓ
１ｂともに側壁の接合面にズリ変形を生じ、また側壁Ｓ
２ａ、Ｓ２ｂも同様に反対方向にズリ変形を生じて、図
２（ｂ）に示すように側壁Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ及び側壁Ｓ２
ａ、Ｓ２ｂは互いに外側に向けて変形し、この例ではイ
ンクチャネルＡ１の容積を拡大する。次に、図２（ｃ）
に示すように、続く第２パルスＰ2により側壁Ｓ１ａ、
Ｓ１ｂ及びＳ２ａ、Ｓ２ｂは互いに逆方向に変形して、
インクチャネルＡ１の容積は急激に縮小して、インクチ
ャネルＡ１内の圧力が変化する。この動作によってイン
クチャネルＡ１を満たしているインクの一部によるノズ
ル３内のインクメニスカス４を変化させ、インク滴をノ
ズル３から飛翔する。各インクチャネルも同様に駆動パ
ルスの印加によって動作し、インク滴を吐出する。
印で示すように分極方向が異なる２個の圧電材料から成
る側壁Ｓ１ａ、Ｓ２ａ、・・・とＳ１ｂ、Ｓ２ｂ、・・
・とから構成されていて、駆動パルスを印加することに
よって変形して作動するアクチュエータを構成する。電
極Ｑ２及びＱ３に駆動パルスが印加されない時は図２
（ａ）のように側壁Ｓ１、Ｓ２は変形しないが、第１パ
ルスＰ1が電極Ｑ２及びＱ３に印加されると、圧電材料
の分極方向に直角な方向の電界が生じ、側壁Ｓ１ａ、Ｓ
１ｂともに側壁の接合面にズリ変形を生じ、また側壁Ｓ
２ａ、Ｓ２ｂも同様に反対方向にズリ変形を生じて、図
２（ｂ）に示すように側壁Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ及び側壁Ｓ２
ａ、Ｓ２ｂは互いに外側に向けて変形し、この例ではイ
ンクチャネルＡ１の容積を拡大する。次に、図２（ｃ）
に示すように、続く第２パルスＰ2により側壁Ｓ１ａ、
Ｓ１ｂ及びＳ２ａ、Ｓ２ｂは互いに逆方向に変形して、
インクチャネルＡ１の容積は急激に縮小して、インクチ
ャネルＡ１内の圧力が変化する。この動作によってイン
クチャネルＡ１を満たしているインクの一部によるノズ
ル３内のインクメニスカス４を変化させ、インク滴をノ
ズル３から飛翔する。各インクチャネルも同様に駆動パ
ルスの印加によって動作し、インク滴を吐出する。
【０００５】前記のようにインクチャネルＡ１の側壁Ｓ
１及びＳ２が変形の動作をすると、隣のインクチャネル
Ａ２が影響を受けるため、通常、例えば、Ａ１、Ａ４、
Ａ７・・・を同一周期のパルスで駆動し、次の周期でＡ
２、Ａ５、Ａ８・・を駆動する方法が行われている。
１及びＳ２が変形の動作をすると、隣のインクチャネル
Ａ２が影響を受けるため、通常、例えば、Ａ１、Ａ４、
Ａ７・・・を同一周期のパルスで駆動し、次の周期でＡ
２、Ａ５、Ａ８・・を駆動する方法が行われている。
【０００６】上記インク滴の飛翔はインクチャネルの音
響的共振（以下共振と記す）を利用して、最初に正電圧
の第１パルスＰ1によってインクチャネル容積を拡大
し、続く第２パルスＰ2によってインクチャネル容積を
縮小させてインク滴を飛翔させる方法が用いられてい
る。即ち、第１パルスＰ1の幅ＪをインクチャネルＡ
１、Ａ２、・・・の共振周期の二分の一（１／２）であ
るＡＬに、第２パルスＰ2の幅Ｒを２ＡＬに、電圧ゼロ
の期間Ｅの長さをＡＬの整数倍に、それぞれ実質的に等
しくすることにより、インクの飛翔効率を高めることが
行われている。
響的共振（以下共振と記す）を利用して、最初に正電圧
の第１パルスＰ1によってインクチャネル容積を拡大
し、続く第２パルスＰ2によってインクチャネル容積を
縮小させてインク滴を飛翔させる方法が用いられてい
る。即ち、第１パルスＰ1の幅ＪをインクチャネルＡ
１、Ａ２、・・・の共振周期の二分の一（１／２）であ
るＡＬに、第２パルスＰ2の幅Ｒを２ＡＬに、電圧ゼロ
の期間Ｅの長さをＡＬの整数倍に、それぞれ実質的に等
しくすることにより、インクの飛翔効率を高めることが
行われている。
【０００７】また、インク滴の飛翔によってノズル３及
びインクチャネルＡ１、Ａ２、・・・内のインク量は減
少するが、該インク量の減少分はノズル３とインクの毛
細管力によってインク供給口７からインクチャネルＡ
１、Ａ２、・・・へインクが補給される。こうして第１
のインク滴を飛翔した後、第２のインク滴の飛翔までに
インクが補給されて、インクメニスカスは元のインクが
飛翔していない時の状態（静止状態）に復帰していて、
安定して次のインクが飛翔される。
びインクチャネルＡ１、Ａ２、・・・内のインク量は減
少するが、該インク量の減少分はノズル３とインクの毛
細管力によってインク供給口７からインクチャネルＡ
１、Ａ２、・・・へインクが補給される。こうして第１
のインク滴を飛翔した後、第２のインク滴の飛翔までに
インクが補給されて、インクメニスカスは元のインクが
飛翔していない時の状態（静止状態）に復帰していて、
安定して次のインクが飛翔される。
【０００８】上記のようにインクは飛翔して画像を形成
するが、階調画像や高濃度の画像を詳細に形成するため
に、１個のインクチャネルに連続して駆動パルスを複数
回印加し、複数のインク滴を飛翔させ、該複数のインク
滴が記録紙上に着弾する前、即ち飛翔中に合体し、着弾
時点では一つの画素を形成することによって、画素を埋
めるドットを拡大したり、１画素に複数のインク滴を着
弾させることにより、階調や高濃度の画素を形成するこ
とによって、高画質な画像を形成する方法が使用されて
いる。
するが、階調画像や高濃度の画像を詳細に形成するため
に、１個のインクチャネルに連続して駆動パルスを複数
回印加し、複数のインク滴を飛翔させ、該複数のインク
滴が記録紙上に着弾する前、即ち飛翔中に合体し、着弾
時点では一つの画素を形成することによって、画素を埋
めるドットを拡大したり、１画素に複数のインク滴を着
弾させることにより、階調や高濃度の画素を形成するこ
とによって、高画質な画像を形成する方法が使用されて
いる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前記複数のインク滴が
飛翔中に合体して一つの画素を形成する場合、該複数の
個々のインク滴をサブドロップＳＤ、該複数のサブドロ
ップＳＤが飛翔中に合体して構成されるインク滴をスー
パードロップＵＤと記すことにする。
飛翔中に合体して一つの画素を形成する場合、該複数の
個々のインク滴をサブドロップＳＤ、該複数のサブドロ
ップＳＤが飛翔中に合体して構成されるインク滴をスー
パードロップＵＤと記すことにする。
【００１０】既に述べたように、複数のサブドロップＳ
Ｄを飛翔中に合体させてスーパードロップＵＤを形成す
るには、基本的に最初の第１サブドロップＳＤ１が飛翔
する速度より、第２サブドロップＳＤ２が飛翔する速度
の方が速くないと飛翔中に合体することは困難である。
従って、第３サブドロップＳＤ３・・・ＳＤｎと順次高
速にする必要がある。しかし、第１パルスＰ1と第２パ
ルスＰ2とゼロ期間Ｅ（長さ１ＡＬ）を基本単位とする
駆動パルスＰ0で駆動すると、各サブドロップは個々に
分離して飛翔する傾向があり、飛翔中にサブドロップの
合体が難しく、スーパードロップを形成するのが不安定
になるという問題がある。また、１画素を形成する複数
のインク滴が互いに離れて着弾し、画素が乱れるという
問題がある。
Ｄを飛翔中に合体させてスーパードロップＵＤを形成す
るには、基本的に最初の第１サブドロップＳＤ１が飛翔
する速度より、第２サブドロップＳＤ２が飛翔する速度
の方が速くないと飛翔中に合体することは困難である。
従って、第３サブドロップＳＤ３・・・ＳＤｎと順次高
速にする必要がある。しかし、第１パルスＰ1と第２パ
ルスＰ2とゼロ期間Ｅ（長さ１ＡＬ）を基本単位とする
駆動パルスＰ0で駆動すると、各サブドロップは個々に
分離して飛翔する傾向があり、飛翔中にサブドロップの
合体が難しく、スーパードロップを形成するのが不安定
になるという問題がある。また、１画素を形成する複数
のインク滴が互いに離れて着弾し、画素が乱れるという
問題がある。
【００１１】そこで、図７（ｂ）に示すように、第１サ
ブドロップＳＤ１を飛翔させるための駆動パルスＰ01の
第１のパルスＰ11の正電圧値＋Ｖ１及び第２パルスＰ12
の負電圧値−Ｖ１に比べ、第２のサブドロップＳＤ２を
飛翔させるための駆動パルスＰ02の第１パルスＰ12の電
圧＋Ｖ２と、第２パルスＰ22の電圧−Ｖ２の各値を、そ
れぞれ＋Ｖ２＞＋Ｖ１、−Ｖ２＜−Ｖ１となるように絶
対値の大きい電圧値で駆動する。そうすると、第２サブ
ドロップＳＤ２は第１サブドロップＳＤ１より高速で飛
翔し、飛翔中に合体する。以下同様に、第３サブドロッ
プＳＤ３・・・ＳＤｎに対し、順次大きい絶対値の電圧
で駆動することによって、各サブドロップを飛翔中に合
体させてスーパードロップを形成する方法が実施されて
いる。
ブドロップＳＤ１を飛翔させるための駆動パルスＰ01の
第１のパルスＰ11の正電圧値＋Ｖ１及び第２パルスＰ12
の負電圧値−Ｖ１に比べ、第２のサブドロップＳＤ２を
飛翔させるための駆動パルスＰ02の第１パルスＰ12の電
圧＋Ｖ２と、第２パルスＰ22の電圧−Ｖ２の各値を、そ
れぞれ＋Ｖ２＞＋Ｖ１、−Ｖ２＜−Ｖ１となるように絶
対値の大きい電圧値で駆動する。そうすると、第２サブ
ドロップＳＤ２は第１サブドロップＳＤ１より高速で飛
翔し、飛翔中に合体する。以下同様に、第３サブドロッ
プＳＤ３・・・ＳＤｎに対し、順次大きい絶対値の電圧
で駆動することによって、各サブドロップを飛翔中に合
体させてスーパードロップを形成する方法が実施されて
いる。
【００１２】しかし、この方法はアナログ的に変化する
電圧の回路が必要になり、駆動回路が複雑となってコス
トがかかり、また駆動パルスの制御も複雑となるなどの
問題点がある。
電圧の回路が必要になり、駆動回路が複雑となってコス
トがかかり、また駆動パルスの制御も複雑となるなどの
問題点がある。
【００１３】本発明は、上記問題点を解決して、駆動回
路を複雑化したり、制御を複雑化することなく、各サブ
ドロップを飛翔中に確実に合体させ、目的とするスーパ
ードロップを形成するインク滴噴射装置を提供すること
を目的とする。
路を複雑化したり、制御を複雑化することなく、各サブ
ドロップを飛翔中に確実に合体させ、目的とするスーパ
ードロップを形成するインク滴噴射装置を提供すること
を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、以下に
示す発明によって達成される。
示す発明によって達成される。
【００１５】１．インクチャネルと、前記インクチャネ
ルの容積を変化させる電気・機械変換手段と、インクを
吐出するノズルとを有するインク滴噴射装置の前記電気
・機械変換手段に対して、前記インクチャネルの容積を
拡大する第１パルスと、該第１パルスに続き、前記イン
クチャネルの容積を縮小する第２パルスとを有する駆動
パルスが印加されてインク滴を飛翔させるインク滴噴射
装置であって、前記第１パルスの幅を実質的に前記イン
クチャネルのＡＬ（音響的共振周期の二分の一）とした
前記駆動パルスが、前記インクチャネルの一つに連続し
て印加されることによって、前記ノズルから連続して複
数のインク滴を吐出して高濃度の画像を形成するインク
滴噴射装置において、１個のインク滴を吐出する前記駆
動パルスの周期が前記ＡＬの整数倍から実質的に外れて
いることを特徴とするインク滴噴射装置。
ルの容積を変化させる電気・機械変換手段と、インクを
吐出するノズルとを有するインク滴噴射装置の前記電気
・機械変換手段に対して、前記インクチャネルの容積を
拡大する第１パルスと、該第１パルスに続き、前記イン
クチャネルの容積を縮小する第２パルスとを有する駆動
パルスが印加されてインク滴を飛翔させるインク滴噴射
装置であって、前記第１パルスの幅を実質的に前記イン
クチャネルのＡＬ（音響的共振周期の二分の一）とした
前記駆動パルスが、前記インクチャネルの一つに連続し
て印加されることによって、前記ノズルから連続して複
数のインク滴を吐出して高濃度の画像を形成するインク
滴噴射装置において、１個のインク滴を吐出する前記駆
動パルスの周期が前記ＡＬの整数倍から実質的に外れて
いることを特徴とするインク滴噴射装置。
【００１６】２．前記第２パルスが実質的に前記ＡＬの
整数倍であることを特徴とする前記１に記載のインク滴
噴射装置。
整数倍であることを特徴とする前記１に記載のインク滴
噴射装置。
【００１７】３．前記第２パルスが実質的に前記ＡＬの
２倍であることを特徴とする前記２に記載のインク滴噴
射装置。
２倍であることを特徴とする前記２に記載のインク滴噴
射装置。
【００１８】４．前記駆動パルスは前記第１パルス、前
記第２パルス及び前記第２パルスに続くゼロ電圧の期間
からなり、前記ゼロ電圧の期間が前記ＡＬの整数倍に実
質的に等しくないことを特徴とする前記１〜３のいずれ
か１項に記載のインク滴噴射装置。
記第２パルス及び前記第２パルスに続くゼロ電圧の期間
からなり、前記ゼロ電圧の期間が前記ＡＬの整数倍に実
質的に等しくないことを特徴とする前記１〜３のいずれ
か１項に記載のインク滴噴射装置。
【００１９】５．インクチャネルと、前記インクチャネ
ルの容積を変化させる電気・機械変換手段と、インクを
吐出するノズルとを有するインク滴噴射装置の前記電気
・機械変換手段に対して、前記インクチャネルの容積を
拡大する第１パルスと、該第１パルスに続き、前記イン
クチャネルの容積を縮小する第２パルスとを有する駆動
パルスが印加されてインク滴を飛翔させるインク滴噴射
装置であって、前記第１パルスの幅を実質的に前記イン
クチャネルのＡＬ（音響的共振周期の二分の一）とした
前記駆動パルスが、前記インクチャネルの一つに連続し
て印加されることによって、前記のノズルから連続して
複数のインク滴を吐出して高濃度の画像を形成するイン
ク滴噴射装置において、前記第２パルスの幅が前記ＡＬ
から実質的に外れていることを特徴とするインク滴噴射
装置。
ルの容積を変化させる電気・機械変換手段と、インクを
吐出するノズルとを有するインク滴噴射装置の前記電気
・機械変換手段に対して、前記インクチャネルの容積を
拡大する第１パルスと、該第１パルスに続き、前記イン
クチャネルの容積を縮小する第２パルスとを有する駆動
パルスが印加されてインク滴を飛翔させるインク滴噴射
装置であって、前記第１パルスの幅を実質的に前記イン
クチャネルのＡＬ（音響的共振周期の二分の一）とした
前記駆動パルスが、前記インクチャネルの一つに連続し
て印加されることによって、前記のノズルから連続して
複数のインク滴を吐出して高濃度の画像を形成するイン
ク滴噴射装置において、前記第２パルスの幅が前記ＡＬ
から実質的に外れていることを特徴とするインク滴噴射
装置。
【００２０】６．前記第２パルスの幅が１ＡＬよりも実
質的に長く、２ＡＬよりも実質的に短いことを特徴とす
る前記５に記載のインク滴噴射装置。
質的に長く、２ＡＬよりも実質的に短いことを特徴とす
る前記５に記載のインク滴噴射装置。
【００２１】７．前記駆動パルスが前記第１パルス、前
記第２パルス及びゼロ電圧の期間からなり、前記ゼロ電
圧の期間が前記１ＡＬよりも実質的に長く２ＡＬよりも
実質的に短いことを特徴とする前記６に記載のインク滴
噴射装置。
記第２パルス及びゼロ電圧の期間からなり、前記ゼロ電
圧の期間が前記１ＡＬよりも実質的に長く２ＡＬよりも
実質的に短いことを特徴とする前記６に記載のインク滴
噴射装置。
【００２２】８．前記駆動パルスの周期が実質的に前記
ＡＬの整数倍であることを特徴とする前記５〜７のいず
れか１項に記載のインク滴噴射装置。
ＡＬの整数倍であることを特徴とする前記５〜７のいず
れか１項に記載のインク滴噴射装置。
【００２３】９．連続して印加される前記駆動パルスの
前記第１パルスの電圧は互いに実質的に等しいことを特
徴とする前記１〜８のいずれか１項に記載のインク滴噴
射装置。
前記第１パルスの電圧は互いに実質的に等しいことを特
徴とする前記１〜８のいずれか１項に記載のインク滴噴
射装置。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明においては、二つの駆動方
法により、複数のサブドロップを連続吐出してスーパー
ドロップを形成し、飛翔させることができる。
法により、複数のサブドロップを連続吐出してスーパー
ドロップを形成し、飛翔させることができる。
【００２５】第１の方法はサブドロップＳＤを飛翔させ
るための駆動パルスＰ0が、音響的共振周期の二分の一
であるＡＬの３倍よりも実質的に長く、且つ、ＡＬの整
数倍に実質的に等しくない周期でアクチュエータを駆動
する方法である。第２の方法は、パルス幅Ｒが実質的に
ＡＬの整数倍に等しくない第２パルスを有する駆動パル
スＰ0による駆動で、サブドロップＳＤを飛翔させる方
法である。
るための駆動パルスＰ0が、音響的共振周期の二分の一
であるＡＬの３倍よりも実質的に長く、且つ、ＡＬの整
数倍に実質的に等しくない周期でアクチュエータを駆動
する方法である。第２の方法は、パルス幅Ｒが実質的に
ＡＬの整数倍に等しくない第２パルスを有する駆動パル
スＰ0による駆動で、サブドロップＳＤを飛翔させる方
法である。
【００２６】このような本発明の実施の形態の機械的な
構成の一例は図１、２に示すものであるが、他の例とし
て、図３、４、５、６に示すものがある。
構成の一例は図１、２に示すものであるが、他の例とし
て、図３、４、５、６に示すものがある。
【００２７】図３はインク滴噴射装置の模式図である。
図１に示す部品と同一の部品は同一の符号を付す。
図１に示す部品と同一の部品は同一の符号を付す。
【００２８】図３におけるＬはインクチャネルＡの長さ
であり、インクチャネルＡの音響的共振周期の二分の一
ＡＬは、ＡＬ≒Ｌ／ＡＣで表される。ＡＣはインクチャ
ネル内の圧力波の速度である。なお、インクチャネルＡ
の長さは図７（ｂ）の幾何学的な長さにぴったり一致す
るものではなく、インクチャネルＡの実効的な長さであ
る。前記式中の≒はこのような意味を加味している。
であり、インクチャネルＡの音響的共振周期の二分の一
ＡＬは、ＡＬ≒Ｌ／ＡＣで表される。ＡＣはインクチャ
ネル内の圧力波の速度である。なお、インクチャネルＡ
の長さは図７（ｂ）の幾何学的な長さにぴったり一致す
るものではなく、インクチャネルＡの実効的な長さであ
る。前記式中の≒はこのような意味を加味している。
【００２９】インクチャネルＡの音響的共振周期ＡＬ
は、インク滴噴射装置の電気・機械変換手段に矩形波を
印加して出射するインク滴の速度を測定し、矩形波の電
圧値を一定にして矩形波のパルス幅を変化させたとき
に、液滴速度が最大になるパルス幅として求められる。
は、インク滴噴射装置の電気・機械変換手段に矩形波を
印加して出射するインク滴の速度を測定し、矩形波の電
圧値を一定にして矩形波のパルス幅を変化させたとき
に、液滴速度が最大になるパルス幅として求められる。
【００３０】図３に示すインク滴噴射装置のインクチャ
ネルの配列及び駆動パルスの印加時における各インクチ
ャネルの作動を図４に示す。
ネルの配列及び駆動パルスの印加時における各インクチ
ャネルの作動を図４に示す。
【００３１】インクチャネルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・
は空隙として形成されたエアチャネルＤを挟んで形成さ
れ、インクチャネルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・を形成す
る側壁には電極Ｑａが形成され、エアチャネルＤを形成
する側壁には電極Ｑｄが形成される。電極Ｑａに図示し
ない駆動回路によりパルスＰ1、Ｐ2が印加される。
は空隙として形成されたエアチャネルＤを挟んで形成さ
れ、インクチャネルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・を形成す
る側壁には電極Ｑａが形成され、エアチャネルＤを形成
する側壁には電極Ｑｄが形成される。電極Ｑａに図示し
ない駆動回路によりパルスＰ1、Ｐ2が印加される。
【００３２】先ず、図４（ｂ）に示すように、第１段階
として、インクチャネルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・の容
積を拡大する正電圧＋ＶのパルスＰ1が電極Ｑａに印加
される。次いで、図５（ａ）に示すように、インクチャ
ネルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・の容積を縮小する負電圧
−ＶのパルスＰ2が電極Ｑａに印加される。
として、インクチャネルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・の容
積を拡大する正電圧＋ＶのパルスＰ1が電極Ｑａに印加
される。次いで、図５（ａ）に示すように、インクチャ
ネルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・の容積を縮小する負電圧
−ＶのパルスＰ2が電極Ｑａに印加される。
【００３３】このように、パルスＰ1とＰ2からなる駆動
パルスを電極Ｑａに印加することにより、インクチャネ
ルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・からインク滴が飛翔する。
パルスを電極Ｑａに印加することにより、インクチャネ
ルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・からインク滴が飛翔する。
【００３４】図６（ａ）（ｂ）は前述のインクチャネル
Ａ１、Ａ２、Ａ３、・・・の駆動における電極Ｑａ、Ｑ
ｄの電圧を示す。図６（ａ）（ｂ）から明らかなよう
に、この駆動においては、電極Ｑａに正のパルスＰ1と
負のパルスＰ2が印加される。
Ａ１、Ａ２、Ａ３、・・・の駆動における電極Ｑａ、Ｑ
ｄの電圧を示す。図６（ａ）（ｂ）から明らかなよう
に、この駆動においては、電極Ｑａに正のパルスＰ1と
負のパルスＰ2が印加される。
【００３５】インクチャネル駆動方法として次に説明す
る他の方法がある。図６（ｃ）（ｄ）は該他の方法にお
ける電極ＱａとＱｄの電圧を示し、この方法において
は、図６（ｃ）（ｄ）に示すように、正電圧のパルスＰ
1を電極Ｑａに印加する一方、電極Ｑｄに正電圧のパル
スＰ2を図示しない駆動回路によって印加する。
る他の方法がある。図６（ｃ）（ｄ）は該他の方法にお
ける電極ＱａとＱｄの電圧を示し、この方法において
は、図６（ｃ）（ｄ）に示すように、正電圧のパルスＰ
1を電極Ｑａに印加する一方、電極Ｑｄに正電圧のパル
スＰ2を図示しない駆動回路によって印加する。
【００３６】インクチャネルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・
の容積の拡大は前記の図６（ａ）に示す場合と同様にし
て行われ、インクチャネルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・の
容積を縮小する駆動段階においては、図５（ｂ）に示す
ように、エアチャネルの電極Ｑｄに＋Ｖ正電圧を印加す
ることにより、電極Ｑａに負電圧を印加した図５（ａ）
の場合と同様な駆動を行っている。
の容積の拡大は前記の図６（ａ）に示す場合と同様にし
て行われ、インクチャネルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・の
容積を縮小する駆動段階においては、図５（ｂ）に示す
ように、エアチャネルの電極Ｑｄに＋Ｖ正電圧を印加す
ることにより、電極Ｑａに負電圧を印加した図５（ａ）
の場合と同様な駆動を行っている。
【００３７】図５（ｂ）と図６（ｃ）（ｄ）に示す駆動
方法は正電圧のパルスを用いて駆動できる点で回路の設
計有利である。
方法は正電圧のパルスを用いて駆動できる点で回路の設
計有利である。
【００３８】（１）実施の形態１ 前記第１の駆動方法を２個のサブドロップＳＤ１、ＳＤ
２によって１個のスーパードロップＵＤを形成する場合
を例に説明する。本実施の形態においては、図９及び図
１０に示すように、サブドロップＳＤ１、ＳＤ２、ＳＤ
３を駆動する駆動パルスＰO1、Ｐ02、Ｐ03の電圧は相互
に実質的に等しいが、後の説明から明らかなように、安
定してスーパードロップＵＤを形成することができる。
２によって１個のスーパードロップＵＤを形成する場合
を例に説明する。本実施の形態においては、図９及び図
１０に示すように、サブドロップＳＤ１、ＳＤ２、ＳＤ
３を駆動する駆動パルスＰO1、Ｐ02、Ｐ03の電圧は相互
に実質的に等しいが、後の説明から明らかなように、安
定してスーパードロップＵＤを形成することができる。
【００３９】図８はスーパードロップＵＤを形成し、飛
翔させる場合の駆動パルスの基本波形と対比して、本発
明におけるスーパードロップを形成し、飛翔させる駆動
パルスの波形を示した図であり、横軸に時間をとり、縦
軸には駆動パルスの電圧をとってある。
翔させる場合の駆動パルスの基本波形と対比して、本発
明におけるスーパードロップを形成し、飛翔させる駆動
パルスの波形を示した図であり、横軸に時間をとり、縦
軸には駆動パルスの電圧をとってある。
【００４０】なお、第１パルスは前述のように、インク
チャネルＡの容積を拡大するパルスであり、第２パルス
は前記第１パルスに続いて印加され、インクチャネルＡ
の容積を縮小するパルスであり、第１パルスと第２パル
スは駆動パルスを構成する。
チャネルＡの容積を拡大するパルスであり、第２パルス
は前記第１パルスに続いて印加され、インクチャネルＡ
の容積を縮小するパルスであり、第１パルスと第２パル
スは駆動パルスを構成する。
【００４１】既に述べたように、駆動パルスＰ0の基本
波形はインクチャネルＡの音響的な共振周波数の逆数の
１／２をＡＬ（時間）としたとき、幅ＡＬの第１パルス
Ｐ11、それに続く幅２ＡＬの第２パルスＰ21及び電圧ゼ
ロの期間Ｅ（長さＡＬ）からなる長さ４ＡＬの駆動パル
スＰ01と、幅ＡＬの第１パルスＰ12、幅２ＡＬの第２パ
ルスＰ22及び長さＡＬの電圧ゼロの期間Ｅからなる長さ
４ＡＬの駆動パルスＰ 02とを連続してインクチャネルＡ
に印加してサブドロップＳＤ１とＳＤ２を形成してい
る。
波形はインクチャネルＡの音響的な共振周波数の逆数の
１／２をＡＬ（時間）としたとき、幅ＡＬの第１パルス
Ｐ11、それに続く幅２ＡＬの第２パルスＰ21及び電圧ゼ
ロの期間Ｅ（長さＡＬ）からなる長さ４ＡＬの駆動パル
スＰ01と、幅ＡＬの第１パルスＰ12、幅２ＡＬの第２パ
ルスＰ22及び長さＡＬの電圧ゼロの期間Ｅからなる長さ
４ＡＬの駆動パルスＰ 02とを連続してインクチャネルＡ
に印加してサブドロップＳＤ１とＳＤ２を形成してい
る。
【００４２】このような基本波形の駆動パルスによるイ
ンクチャネルＡの駆動では、第１サブドロップＳＤ１に
第２サブドロップＳＤ２を確実に合体させることが困難
であり、本発明の発明者は、スーパードロップを安定し
て形成することができる駆動方法を探求し、サブドロッ
プの駆動パルスの周期を４ＡＬ（ＡＬの整数倍）を中心
に種々変化させてインクチャネルＡを駆動して、サブド
ロップの飛翔間隔と飛翔速度の関係を測定した。その結
果の一例として２個のサブドロップの場合の測定結果を
図１４に示す。実験では、駆動パルスの第１パルス、第
２パルスの電圧を各周期間で同一にしている。
ンクチャネルＡの駆動では、第１サブドロップＳＤ１に
第２サブドロップＳＤ２を確実に合体させることが困難
であり、本発明の発明者は、スーパードロップを安定し
て形成することができる駆動方法を探求し、サブドロッ
プの駆動パルスの周期を４ＡＬ（ＡＬの整数倍）を中心
に種々変化させてインクチャネルＡを駆動して、サブド
ロップの飛翔間隔と飛翔速度の関係を測定した。その結
果の一例として２個のサブドロップの場合の測定結果を
図１４に示す。実験では、駆動パルスの第１パルス、第
２パルスの電圧を各周期間で同一にしている。
【００４３】図１４は横軸に駆動パルスの周期を変えた
ことにより変化したサブドロップの飛翔間隔（μｓ）を
とり、これに対する縦軸に第１サブドロップＳＤ１と第
２サブドロップＳＤ２の飛翔速度をとって測定したもの
である。そして、図１４ではＡＬが４．８μｓであるか
ら、横軸「４ＡＬ」で示す矢印の点が４ＡＬ＝１９．２
μｓであり、この点から左側の領域では第１サブドロッ
プＳＤ１よりも第２サブドロップＳＤ２が高速で飛翔す
ることが明らかとなった。これは駆動パルスの周期を４
ＡＬよりも短くしたときに、第２サブドロップＳＤ２を
より高速で飛翔させることができることを示す。
ことにより変化したサブドロップの飛翔間隔（μｓ）を
とり、これに対する縦軸に第１サブドロップＳＤ１と第
２サブドロップＳＤ２の飛翔速度をとって測定したもの
である。そして、図１４ではＡＬが４．８μｓであるか
ら、横軸「４ＡＬ」で示す矢印の点が４ＡＬ＝１９．２
μｓであり、この点から左側の領域では第１サブドロッ
プＳＤ１よりも第２サブドロップＳＤ２が高速で飛翔す
ることが明らかとなった。これは駆動パルスの周期を４
ＡＬよりも短くしたときに、第２サブドロップＳＤ２を
より高速で飛翔させることができることを示す。
【００４４】また、前記駆動パルスの周期を６ＡＬより
も短くしたときにも同様の効果が得られることが確認さ
れた。
も短くしたときにも同様の効果が得られることが確認さ
れた。
【００４５】実験結果によれば、駆動パルスＰ01は図９
に示すように、幅ＪがＡＬの第１パルスＰ11、それに続
く幅Ｒが２ＡＬの第２パルスＰ21及び第２パルスＰ21に
続く長さ（３／４）ＡＬの電圧ゼロの期間Ｅにより構成
し、第１サブドロップＳＤ１を吐出する駆動パルスＰ01
と、第２サブドロップＳＤ２を吐出する駆動パルスＰ 01
と同様な構成の駆動パルスＰ02とをそれぞれ幅〔（４−
１／４）ＡＬ〕を有する駆動パルスとして形成するとと
もに、駆動パルスＰ02に続いて長さ６／４ＡＬの電圧ゼ
ロの期間Ｅｘを設けてスーパードロップＵＤ１を形成す
る、即ち、９ＡＬの期間でスーパードロップＵＤ１を形
成するときに、スーパードロップを安定して形成するこ
とができて最良の結果を得た。なお、１個のスーパード
ロップＵＤ１を形成する期間に関しては、９ＡＬ以外の
値とすることも可能である。
に示すように、幅ＪがＡＬの第１パルスＰ11、それに続
く幅Ｒが２ＡＬの第２パルスＰ21及び第２パルスＰ21に
続く長さ（３／４）ＡＬの電圧ゼロの期間Ｅにより構成
し、第１サブドロップＳＤ１を吐出する駆動パルスＰ01
と、第２サブドロップＳＤ２を吐出する駆動パルスＰ 01
と同様な構成の駆動パルスＰ02とをそれぞれ幅〔（４−
１／４）ＡＬ〕を有する駆動パルスとして形成するとと
もに、駆動パルスＰ02に続いて長さ６／４ＡＬの電圧ゼ
ロの期間Ｅｘを設けてスーパードロップＵＤ１を形成す
る、即ち、９ＡＬの期間でスーパードロップＵＤ１を形
成するときに、スーパードロップを安定して形成するこ
とができて最良の結果を得た。なお、１個のスーパード
ロップＵＤ１を形成する期間に関しては、９ＡＬ以外の
値とすることも可能である。
【００４６】この方法で３個のサブドロップで１個のス
ーパードロップを形成する場合には、図１０に示すよう
に、前記（４−１／４）×ＡＬの周期で駆動パルス
Ｐ01、Ｐ 02、Ｐ03と３パルス連続して印加した後、更に
（４＋３／４）×ＡＬのゼロ電圧の期間Ｅｘが経過した
時点で、２個目のスーパードロップＵＤ２を形成する駆
動パルスＰ04を印加する。即ち、１６ＡＬの期間で１個
のスーパードロップＵＤ１を形成し、飛翔させている。
ーパードロップを形成する場合には、図１０に示すよう
に、前記（４−１／４）×ＡＬの周期で駆動パルス
Ｐ01、Ｐ 02、Ｐ03と３パルス連続して印加した後、更に
（４＋３／４）×ＡＬのゼロ電圧の期間Ｅｘが経過した
時点で、２個目のスーパードロップＵＤ２を形成する駆
動パルスＰ04を印加する。即ち、１６ＡＬの期間で１個
のスーパードロップＵＤ１を形成し、飛翔させている。
【００４７】なお、スーパードロップＵＤを形成する期
間は、休止期間Ｅｘの設定如何により変わり、休止期間
Ｅｘは（ｎ＋３／４）ＡＬとすることができ、この休止
期間Ｅｘに従って、１個のスーパードロップを形成する
期間は（１２＋ｎ）ＡＬとなる。
間は、休止期間Ｅｘの設定如何により変わり、休止期間
Ｅｘは（ｎ＋３／４）ＡＬとすることができ、この休止
期間Ｅｘに従って、１個のスーパードロップを形成する
期間は（１２＋ｎ）ＡＬとなる。
【００４８】図１４に示す実験結果から、サブドロップ
を形成する駆動パルスＰ0の周期が（２ｎ＋１）ＡＬ＜
Ｐ0の周期＜２（ｎ＋１）ＡＬのときに、良好なスーパ
ードロップが形成されることが判明した。
を形成する駆動パルスＰ0の周期が（２ｎ＋１）ＡＬ＜
Ｐ0の周期＜２（ｎ＋１）ＡＬのときに、良好なスーパ
ードロップが形成されることが判明した。
【００４９】（２）実施の形態２ 前記第２の方法については、３個のサブドロップＳＤ
１、ＳＤ２、ＳＤ３によって１個のスーパードロップＵ
Ｄを形成する場合を例に説明する。本実施の形態におい
ても、図１２及び図１３に示すように、サブドロップＳ
Ｄ１、ＳＤ２、ＳＤ３を駆動する駆動パルスＰ01、
Ｐ02、Ｐ03の電圧を相互に実質的に等しくしているが、
後の説明から明らかなように、安定してスーパードロッ
プＵＤを形成することができる。
１、ＳＤ２、ＳＤ３によって１個のスーパードロップＵ
Ｄを形成する場合を例に説明する。本実施の形態におい
ても、図１２及び図１３に示すように、サブドロップＳ
Ｄ１、ＳＤ２、ＳＤ３を駆動する駆動パルスＰ01、
Ｐ02、Ｐ03の電圧を相互に実質的に等しくしているが、
後の説明から明らかなように、安定してスーパードロッ
プＵＤを形成することができる。
【００５０】図１１にサブドロップＳＤ１、ＳＤ２、Ｓ
Ｄ３を形成する駆動パルスの基本波形を示す。
Ｄ３を形成する駆動パルスの基本波形を示す。
【００５１】サブドロップＳＤ１を飛翔するために、幅
ＪがＡＬの第１パルスＰ11、それに続く幅Ｒが２ＡＬの
第２パルスＰ21、第２パルスＰ21に続く長さＡＬの電圧
ゼロの期間Ｅからなる駆動パルスＰ01を印加する。同様
に、サブドロップＳＤ２、ＳＤ３を形成し飛翔させるた
めに、駆動パルスＰ01と同様な構成の駆動パルスＰ02、
Ｐ03をそれぞれ印加する。駆動パルスＰ01、Ｐ02、Ｐ03
の周期は図示のように４ＡＬである。そして、長さ４Ａ
Ｌの電圧ゼロの期間Ｅｘを駆動パルスＰ03の後に設ける
ことにより、第１のスーパードロップＵＤ１を形成する
期間を１６ＡＬとする。
ＪがＡＬの第１パルスＰ11、それに続く幅Ｒが２ＡＬの
第２パルスＰ21、第２パルスＰ21に続く長さＡＬの電圧
ゼロの期間Ｅからなる駆動パルスＰ01を印加する。同様
に、サブドロップＳＤ２、ＳＤ３を形成し飛翔させるた
めに、駆動パルスＰ01と同様な構成の駆動パルスＰ02、
Ｐ03をそれぞれ印加する。駆動パルスＰ01、Ｐ02、Ｐ03
の周期は図示のように４ＡＬである。そして、長さ４Ａ
Ｌの電圧ゼロの期間Ｅｘを駆動パルスＰ03の後に設ける
ことにより、第１のスーパードロップＵＤ１を形成する
期間を１６ＡＬとする。
【００５２】図１１に示す駆動パルスによりスーパード
ロップを形成し飛翔させた場合に、サブドロップＳＤ
１、ＳＤ２、ＳＤ３の合体が安定して行われなかった。
ロップを形成し飛翔させた場合に、サブドロップＳＤ
１、ＳＤ２、ＳＤ３の合体が安定して行われなかった。
【００５３】本発明の発明者は、スーパードロップを安
定して形成することができる駆動方法を探求し、サブド
ロップを吐出する駆動パルスの負パルスの幅を変化させ
てインクチャネルＡを駆動し、パルス幅とサブドロップ
の飛翔速度の関係を測定した。その結果を、３個のサブ
ドロップを飛翔させた場合を例に図１５に示す。
定して形成することができる駆動方法を探求し、サブド
ロップを吐出する駆動パルスの負パルスの幅を変化させ
てインクチャネルＡを駆動し、パルス幅とサブドロップ
の飛翔速度の関係を測定した。その結果を、３個のサブ
ドロップを飛翔させた場合を例に図１５に示す。
【００５４】図１５は横軸に駆動パルスＰ0のパルス幅
Ｒ（パルス幅、μｓ）をとり、縦軸に第１サブドロップ
ＳＤ１と第２サブドロップＳＤ２と第３サブドロップＳ
Ｄ３の飛翔速度をとってある。図１１ではＡＬが４．８
μｓであるから、横軸上「２ＡＬ」で示す矢印の点が２
ＡＬ＝９．６μｓであり、この時点から左側の領域では
第１サブドロップＳＤ１より第２サブドロップＳＤ２が
高速で飛翔し、更に該第２サブドロップＳＤ２より第３
サブドロップＳＤ３がより高速で飛翔することが明らか
となった。実験では、駆動パルスの第１パルス、第２パ
ルスの電圧を各周期間で同一にしている。この実験結果
から、図８に示すように、駆動パルスＰ 01の第１パルス
Ｐ11の幅ＪがＡＬで、続く第２パルスＰ21の幅Ｒを２Ａ
Ｌ（ＡＬの整数倍）より短い（２−１／３）×ＡＬと
し、続いてゼロ電圧の期間Ｅが（４／３）×ＡＬとする
場合が最良の結果が得られた。この場合、駆動パルスＰ
01の周期は４ＡＬである。そして、サブドロップＳＤ
１、ＳＤ２、ＳＤ３を吐出し、スーパードロップＵＤ１
を形成する期間は図示のように、駆動パルスＰ01、
Ｐ02、Ｐ03の後に長さ４ＡＬの電圧ゼロの期間をＥｘを
設けることにより１６ＡＬとなる。
Ｒ（パルス幅、μｓ）をとり、縦軸に第１サブドロップ
ＳＤ１と第２サブドロップＳＤ２と第３サブドロップＳ
Ｄ３の飛翔速度をとってある。図１１ではＡＬが４．８
μｓであるから、横軸上「２ＡＬ」で示す矢印の点が２
ＡＬ＝９．６μｓであり、この時点から左側の領域では
第１サブドロップＳＤ１より第２サブドロップＳＤ２が
高速で飛翔し、更に該第２サブドロップＳＤ２より第３
サブドロップＳＤ３がより高速で飛翔することが明らか
となった。実験では、駆動パルスの第１パルス、第２パ
ルスの電圧を各周期間で同一にしている。この実験結果
から、図８に示すように、駆動パルスＰ 01の第１パルス
Ｐ11の幅ＪがＡＬで、続く第２パルスＰ21の幅Ｒを２Ａ
Ｌ（ＡＬの整数倍）より短い（２−１／３）×ＡＬと
し、続いてゼロ電圧の期間Ｅが（４／３）×ＡＬとする
場合が最良の結果が得られた。この場合、駆動パルスＰ
01の周期は４ＡＬである。そして、サブドロップＳＤ
１、ＳＤ２、ＳＤ３を吐出し、スーパードロップＵＤ１
を形成する期間は図示のように、駆動パルスＰ01、
Ｐ02、Ｐ03の後に長さ４ＡＬの電圧ゼロの期間をＥｘを
設けることにより１６ＡＬとなる。
【００５５】なお、休止期間Ｅｘはｎ×ＡＬとすること
ができ、この休止期間Ｅｘに対応して、１個のスーパー
ドロップを形成する期間を（１２＋ｎ）ＡＬに設定する
ことができる。
ができ、この休止期間Ｅｘに対応して、１個のスーパー
ドロップを形成する期間を（１２＋ｎ）ＡＬに設定する
ことができる。
【００５６】また、第２の方法で２個のサブドロップで
１個のスーパードロップを形成する例を図１２に示す。
図１３の駆動の場合には、上記４ＡＬ周期の駆動パルス
Ｐ01、Ｐ02を２パルス連続して印加し、駆動パルスＰ02
に続いて長さ１ＡＬの電圧ゼロの期間Ｅｘを設けること
により、９ＡＬで１個のスーパードロップＵＤ１を形成
する。この場合にも、１個のスーパードロップＵＤ１を
形成する期間に関しては、９ＡＬ以外の値に設定するこ
とが可能である。
１個のスーパードロップを形成する例を図１２に示す。
図１３の駆動の場合には、上記４ＡＬ周期の駆動パルス
Ｐ01、Ｐ02を２パルス連続して印加し、駆動パルスＰ02
に続いて長さ１ＡＬの電圧ゼロの期間Ｅｘを設けること
により、９ＡＬで１個のスーパードロップＵＤ１を形成
する。この場合にも、１個のスーパードロップＵＤ１を
形成する期間に関しては、９ＡＬ以外の値に設定するこ
とが可能である。
【００５７】更に、実施の形態１，２では、第１パルス
Ｐ1の電圧の絶対値と第２のパルスＰ2の電圧の絶対値を
等しくしているが、第１のパルスＰ1の電圧の絶対値と
第２のパルスＰ2の電圧の絶対値を等しくないように設
定することも可能である。この場合にも、連続する駆動
パルスの第１のパルスＰ1nの値については、互いに等し
くすることが望ましい。
Ｐ1の電圧の絶対値と第２のパルスＰ2の電圧の絶対値を
等しくしているが、第１のパルスＰ1の電圧の絶対値と
第２のパルスＰ2の電圧の絶対値を等しくないように設
定することも可能である。この場合にも、連続する駆動
パルスの第１のパルスＰ1nの値については、互いに等し
くすることが望ましい。
【００５８】
【発明の効果】請求項に記載の発明により、アクチュエ
ータに複数の駆動パルスを連続して印加して、複数のサ
ブドロップを連続してノズルから吐出することにより、
スーパードロップを形成して高濃度の画像を形成する場
合に、飛翔中におけるサブドロップの合体によるスーパ
ードロップの形成が安定して行われ、高い画質の画像を
形成することが可能になる。また、複数のサブドロップ
により記録材上で１画素を構成する場合にも、制御され
た画素形成が行われて高い画質の画像を形成することが
可能になる。
ータに複数の駆動パルスを連続して印加して、複数のサ
ブドロップを連続してノズルから吐出することにより、
スーパードロップを形成して高濃度の画像を形成する場
合に、飛翔中におけるサブドロップの合体によるスーパ
ードロップの形成が安定して行われ、高い画質の画像を
形成することが可能になる。また、複数のサブドロップ
により記録材上で１画素を構成する場合にも、制御され
た画素形成が行われて高い画質の画像を形成することが
可能になる。
【図１】インク滴噴射装置のインクチャネルにインク流
路に沿った断面図である。
路に沿った断面図である。
【図２】インク滴噴射装置のインクチャネルのインク流
路を横切る断面図である。
路を横切る断面図である。
【図３】インク滴噴射装置の模式図である。
【図４】インク滴噴射装置のインクチャネルの配列を示
す図である。
す図である。
【図５】インクチャネルの作動を示す図である。
【図６】駆動パルスを示す図である。
【図７】従来の駆動パルスの波形を示した図である。
【図８】スーパードロップを形成する駆動パルスの基本
波形を示す図である。
波形を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１における駆動パルスの波
形を示す図である。
形を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態１における駆動パルスの
波形を示す図である。
波形を示す図である。
【図１１】スーパードロップを形成する駆動パルスの基
本波形を示す図である。
本波形を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態２における駆動パルスの
波形を示す図である。
波形を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態２における駆動パルスの
波形を示す図である。
波形を示す図である。
【図１４】２個のサブドロップの飛翔の測定結果を示す
図である。
図である。
【図１５】３個のサブドロップの飛翔の測定結果を示す
図である。
図である。
１ インクチューブ ３ ノズル ４ インクメニスカス ７ インク供給口 ８ 基板 Ａ、Ａ１、Ａ２ インクチャネル Ｈ インク滴噴射装置 Ｐ0、Ｐ01、Ｐ03 駆動パルス Ｐ1、Ｐ11、Ｐ12、Ｐ13、Ｐ14 第１パルス Ｐ2、Ｐ21、Ｐ22、Ｐ23 第２パルス ＳＤ１、ＳＤ２ サブドロップ ＵＤ１、ＵＤ２ スーパードロップ
Claims (9)
- 【請求項１】 インクチャネルと、前記インクチャネル
の容積を変化させる電気・機械変換手段と、インクを吐
出するノズルとを有するインク滴噴射装置の前記電気・
機械変換手段に対して、前記インクチャネルの容積を拡
大する第１パルスと、該第１パルスに続き、前記インク
チャネルの容積を縮小する第２パルスとを有する駆動パ
ルスが印加されてインク滴を飛翔させるインク滴噴射装
置であって、前記第１パルスの幅を実質的に前記インク
チャネルのＡＬ（音響的共振周期の二分の一）とした前
記駆動パルスが、前記インクチャネルの一つに連続して
印加されることによって、前記ノズルから連続して複数
のインク滴を吐出して高濃度の画像を形成するインク滴
噴射装置において、１個のインク滴を吐出する前記駆動
パルスの周期が前記ＡＬの整数倍から実質的に外れてい
ることを特徴とするインク滴噴射装置。 - 【請求項２】 前記第２パルスが実質的に前記ＡＬの整
数倍であることを特徴とする請求項１に記載のインク滴
噴射装置。 - 【請求項３】 前記第２パルスが実質的に前記ＡＬの２
倍であることを特徴とする請求項２に記載のインク滴噴
射装置。 - 【請求項４】 前記駆動パルスは前記第１パルス、前記
第２パルス及び前記第２パルスに続くゼロ電圧の期間か
らなり、前記ゼロ電圧の期間が前記ＡＬの整数倍に実質
的に等しくないことを特徴とする請求項１〜３のいずれ
か１項に記載のインク滴噴射装置。 - 【請求項５】 インクチャネルと、前記インクチャネル
の容積を変化させる電気・機械変換手段と、インクを吐
出するノズルとを有するインク滴噴射装置の前記電気・
機械変換手段に対して、前記インクチャネルの容積を拡
大する第１パルスと、該第１パルスに続き、前記インク
チャネルの容積を縮小する第２パルスとを有する駆動パ
ルスが印加されてインク滴を飛翔させるインク滴噴射装
置であって、 前記第１パルスの幅を実質的に前記インクチャネルのＡ
Ｌ（音響的共振周期の二分の一）とした前記駆動パルス
が、前記インクチャネルの一つに連続して印加されるこ
とによって、前記のノズルから連続して複数のインク滴
を吐出して高濃度の画像を形成するインク滴噴射装置に
おいて、 前記第２パルスの幅が前記ＡＬから実質的に外れている
ことを特徴とするインク滴噴射装置。 - 【請求項６】 前記第２パルスの幅が１ＡＬよりも実質
的に長く、２ＡＬよりも実質的に短いことを特徴とする
請求項５に記載のインク滴噴射装置。 - 【請求項７】 前記駆動パルスが前記第１パルス、前記
第２パルス及びゼロ電圧の期間からなり、前記ゼロ電圧
の期間が前記１ＡＬよりも実質的に長く２ＡＬよりも実
質的に短いことを特徴とする請求項６に記載のインク滴
噴射装置。 - 【請求項８】 前記駆動パルスの周期が実質的に前記Ａ
Ｌの整数倍であることを特徴とする請求項５〜７のいず
れか１項に記載のインク滴噴射装置。 - 【請求項９】 連続して印加される前記駆動パルスの前
記第１パルスの電圧は互いに実質的に等しいことを特徴
とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のインク滴噴
射装置。
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