JP2002321360A - インク吐出装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 異なる体積のインク滴を吐出する場合、イン
ク滴の体積によって吐出速度が異なっても着弾位置のず
れを少なくすることができるインク吐出装置を提供する
こと。 【解決手段】 体積が最も大きなインク滴を吐出させる
ための駆動パルスである波形１よりも、体積が中程度の
インク滴を吐出させるための駆動パルスである波形２を
先行させて出力する。更に、体積が最も小さいインク滴
を吐出させるための駆動パルスである波形３を、前記波
形１及び波形２よりも先行させて出力する。
ク滴の体積によって吐出速度が異なっても着弾位置のず
れを少なくすることができるインク吐出装置を提供する
こと。 【解決手段】 体積が最も大きなインク滴を吐出させる
ための駆動パルスである波形１よりも、体積が中程度の
インク滴を吐出させるための駆動パルスである波形２を
先行させて出力する。更に、体積が最も小さいインク滴
を吐出させるための駆動パルスである波形３を、前記波
形１及び波形２よりも先行させて出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクチュエータに
より圧力室内の圧力を変動させてインク滴を吐出させる
インク吐出装置の技術分野に属する。
より圧力室内の圧力を変動させてインク滴を吐出させる
インク吐出装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェットプリンタに用いられてい
るインクジェットプリンタヘッドとして、圧電素子をキ
ャビティプレート内の圧力室に隣接させて設けた圧電式
インクジェットプリンタヘッドが知られている。
るインクジェットプリンタヘッドとして、圧電素子をキ
ャビティプレート内の圧力室に隣接させて設けた圧電式
インクジェットプリンタヘッドが知られている。
【０００３】この圧電式インクジェットプリンタヘッド
においては、圧電素子に所定の駆動パルスを印加するこ
とで圧力室の容積を変化させ、インク滴をノズルから吐
出させる。その結果、インク滴が記録紙上に着弾し、印
刷が行われることになる。
においては、圧電素子に所定の駆動パルスを印加するこ
とで圧力室の容積を変化させ、インク滴をノズルから吐
出させる。その結果、インク滴が記録紙上に着弾し、印
刷が行われることになる。
【０００４】ノズルからインク滴を吐出する際、前記駆
動パルスのパルス幅、すなわち圧力室の容積変化によっ
て生じたインクの圧力変動に対し容積をもとに戻すタイ
ミングによって、吐出のための圧力が変わり、インク滴
の体積が変わる。従って、パルス幅を変えることによっ
て、階調を表現することが可能である。
動パルスのパルス幅、すなわち圧力室の容積変化によっ
て生じたインクの圧力変動に対し容積をもとに戻すタイ
ミングによって、吐出のための圧力が変わり、インク滴
の体積が変わる。従って、パルス幅を変えることによっ
て、階調を表現することが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、異なる
体積のインク滴を吐出する場合、圧力室内の圧力変動と
圧電素子の復帰圧力とが重畳するタイミングが異なるこ
とから、インク滴の吐出速度も異なることになる。
体積のインク滴を吐出する場合、圧力室内の圧力変動と
圧電素子の復帰圧力とが重畳するタイミングが異なるこ
とから、インク滴の吐出速度も異なることになる。
【０００６】従って、インクジェットプリンタヘッドと
記録紙とを相対移動しながら、一定のタイミングクロッ
ク信号にもとづいて、体積の異なるインク滴を吐出した
場合には、インク滴の体積によって紙面上の着弾位置が
ずれるという問題があった。
記録紙とを相対移動しながら、一定のタイミングクロッ
ク信号にもとづいて、体積の異なるインク滴を吐出した
場合には、インク滴の体積によって紙面上の着弾位置が
ずれるという問題があった。
【０００７】本発明は、この問題に鑑みてなされたもの
で、異なる体積のインク滴を吐出する場合でも、着弾位
置のずれを少なくすることができるインク吐出装置を提
供することを課題としている。
で、異なる体積のインク滴を吐出する場合でも、着弾位
置のずれを少なくすることができるインク吐出装置を提
供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のインク吐
出装置は、前記課題を解決するために、インク滴を吐出
するための圧力室及びノズルを有するキャビティプレー
トと、前記圧力室内の圧力を変動せしめるアクチュエー
タと、画像情報に基づき所定の吐出周期にて前記アクチ
ュエータに対して駆動波形を出力し、前記ノズルから種
々の体積のインク滴を吐出させる駆動装置とを備えたイ
ンク吐出装置であって、前記駆動装置は、吐出される前
記インク滴の体積が小さく、吐出速度が遅くなる前記駆
動波形ほど、他の駆動波形よりも先行させて出力するこ
とを特徴とする。
出装置は、前記課題を解決するために、インク滴を吐出
するための圧力室及びノズルを有するキャビティプレー
トと、前記圧力室内の圧力を変動せしめるアクチュエー
タと、画像情報に基づき所定の吐出周期にて前記アクチ
ュエータに対して駆動波形を出力し、前記ノズルから種
々の体積のインク滴を吐出させる駆動装置とを備えたイ
ンク吐出装置であって、前記駆動装置は、吐出される前
記インク滴の体積が小さく、吐出速度が遅くなる前記駆
動波形ほど、他の駆動波形よりも先行させて出力するこ
とを特徴とする。
【０００９】請求項１記載のインク吐出装置によれば、
アクチュエータに出力される駆動波形に応じて、ノズル
から吐出されるインク滴の体積が変動し、吐出速度もそ
れに伴って変動することになる。但し、駆動波形の出力
タイミングは一定ではなく、吐出されるインク滴の体積
が小さく、吐出速度が遅くなるようなインク滴の吐出に
用いられる駆動波形ほど、他の駆動波形よりも先行させ
て出力する。従って、インク滴の体積による着弾位置の
ずれが抑えられる。
アクチュエータに出力される駆動波形に応じて、ノズル
から吐出されるインク滴の体積が変動し、吐出速度もそ
れに伴って変動することになる。但し、駆動波形の出力
タイミングは一定ではなく、吐出されるインク滴の体積
が小さく、吐出速度が遅くなるようなインク滴の吐出に
用いられる駆動波形ほど、他の駆動波形よりも先行させ
て出力する。従って、インク滴の体積による着弾位置の
ずれが抑えられる。
【００１０】請求項２記載のインク吐出装置は、前記課
題を解決するために、請求項１記載のインク吐出装置に
おいて、一の駆動波形による吐出速度をＶ１、他の駆動
波形による吐出速度であって、前記吐出速度Ｖ１よりも
速い吐出速度をＶ２、前記ノズルと記録媒体との間隙を
ｇとすると、前記駆動装置は、
題を解決するために、請求項１記載のインク吐出装置に
おいて、一の駆動波形による吐出速度をＶ１、他の駆動
波形による吐出速度であって、前記吐出速度Ｖ１よりも
速い吐出速度をＶ２、前記ノズルと記録媒体との間隙を
ｇとすると、前記駆動装置は、
【数２】ｔ＝ｇ（１／Ｖ１−１／Ｖ２） で表される時間差ｔにて、前記一の駆動波形を前記他の
駆動波形よりも先行させて出力することを特徴とする。
駆動波形よりも先行させて出力することを特徴とする。
【００１１】請求項２記載のインク吐出装置によれば、
前記駆動装置は、ノズルと記録媒体との間隙がｇであ
り、一の駆動波形による吐出速度Ｖ１が他の駆動波形に
よる吐出速度Ｖ２よりも遅い時、ｔ＝ｇ（１／Ｖ１−１
／Ｖ２）で表される時間差ｔにて、前記一の駆動波形を
前記他の駆動波形よりも先行させて出力する。従って、
着弾位置のずれが最小になる。
前記駆動装置は、ノズルと記録媒体との間隙がｇであ
り、一の駆動波形による吐出速度Ｖ１が他の駆動波形に
よる吐出速度Ｖ２よりも遅い時、ｔ＝ｇ（１／Ｖ１−１
／Ｖ２）で表される時間差ｔにて、前記一の駆動波形を
前記他の駆動波形よりも先行させて出力する。従って、
着弾位置のずれが最小になる。
【００１２】請求項３記載のインク吐出装置は、前記課
題を解決するために、請求項２記載のインク吐出装置に
おいて、前記他の駆動波形の後に、前記一の駆動波形が
続くとき、前記他の駆動波形と前記一の駆動波形との時
間差は、前記他の駆動波形を用いる吐出による前記圧力
室の圧力変動が、前記一の駆動波形を用いる吐出に与え
る影響を所定範囲内に抑えるように設定されていること
を特徴とする。
題を解決するために、請求項２記載のインク吐出装置に
おいて、前記他の駆動波形の後に、前記一の駆動波形が
続くとき、前記他の駆動波形と前記一の駆動波形との時
間差は、前記他の駆動波形を用いる吐出による前記圧力
室の圧力変動が、前記一の駆動波形を用いる吐出に与え
る影響を所定範囲内に抑えるように設定されていること
を特徴とする。
【００１３】請求項３記載のインク吐出装置によれば、
前記他の駆動波形の後に、前記一の駆動波形が続くと
き、前記他の駆動波形に前記一の駆動波形が接近して出
力されることになるが、この時間差は、前記他の駆動波
形を用いる吐出による前記圧力室の圧力変動が、前記一
の駆動波形を用いる吐出に与える影響を所定範囲内に抑
えるように設定されているので、前期一の駆動波形によ
る吐出が良好に行われる。
前記他の駆動波形の後に、前記一の駆動波形が続くと
き、前記他の駆動波形に前記一の駆動波形が接近して出
力されることになるが、この時間差は、前記他の駆動波
形を用いる吐出による前記圧力室の圧力変動が、前記一
の駆動波形を用いる吐出に与える影響を所定範囲内に抑
えるように設定されているので、前期一の駆動波形によ
る吐出が良好に行われる。
【００１４】請求項４記載のインク吐出装置は、前記課
題を解決するために、請求項１記載のインク吐出装置に
おいて、前記インク滴の体積が小さく、吐出速度が遅い
駆動波形は、インク滴をノズルから吐出させる第１のパ
ルス波形と、そのインク滴の一部がノズル内のインクと
連続している期間にそのインク滴の一部をノズル内に引
き戻させる第２のパルス波形とからなることを特徴とす
る。
題を解決するために、請求項１記載のインク吐出装置に
おいて、前記インク滴の体積が小さく、吐出速度が遅い
駆動波形は、インク滴をノズルから吐出させる第１のパ
ルス波形と、そのインク滴の一部がノズル内のインクと
連続している期間にそのインク滴の一部をノズル内に引
き戻させる第２のパルス波形とからなることを特徴とす
る。
【００１５】請求項４記載のインク吐出装置によれば、
体積が小さく、吐出速度が遅いインク滴を吐出される際
には、まず、第１のパルス波形をアクチュエータに出力
することによって、インク滴をノズルから吐出される。
次に、第２のパルス波形をアクチュエータに出力するこ
とにより、そのインク滴の一部がノズル内のインクと連
続している期間に、そのインク滴の一部をノズル内に引
き戻す。従って、確実に体積の小さいインク滴が吐出さ
れることになる。
体積が小さく、吐出速度が遅いインク滴を吐出される際
には、まず、第１のパルス波形をアクチュエータに出力
することによって、インク滴をノズルから吐出される。
次に、第２のパルス波形をアクチュエータに出力するこ
とにより、そのインク滴の一部がノズル内のインクと連
続している期間に、そのインク滴の一部をノズル内に引
き戻す。従って、確実に体積の小さいインク滴が吐出さ
れることになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて説明する。以下の説明は、圧電式
インクジェットヘッドに対して本発明を適用した場合の
実施形態である。
を添付図面に基づいて説明する。以下の説明は、圧電式
インクジェットヘッドに対して本発明を適用した場合の
実施形態である。
【００１７】図１は、本実施形態におけるインクジェッ
トヘッド１及び駆動装置３０を示す概略図である。
トヘッド１及び駆動装置３０を示す概略図である。
【００１８】図１に示すように、インクジェットヘッド
１は、キャビティプレート１０と、圧電アクチュエータ
２０とから構成されている。
１は、キャビティプレート１０と、圧電アクチュエータ
２０とから構成されている。
【００１９】また、キャビティプレート１０には、イン
ク供給源と接続するインク供給口１１、マニホールド１
２、そのマニホールドに絞り部１３を介して連通する複
数の圧力室１４、及びその圧力室にディセンダ孔１５を
介して連通する複数のノズル１６が形成されている。
ク供給源と接続するインク供給口１１、マニホールド１
２、そのマニホールドに絞り部１３を介して連通する複
数の圧力室１４、及びその圧力室にディセンダ孔１５を
介して連通する複数のノズル１６が形成されている。
【００２０】このキャビティプレート１０は、例えば４
２％ニッケル合金鋼板（４２合金）製で、５０μｍ〜１
５０μｍ程度の厚さを有する金属板を複数枚形成し、そ
れぞれを接着剤にて重ね接合して積層した構造となって
いる。但し、金属に限らず、例えば、樹脂により形成し
てもよい。
２％ニッケル合金鋼板（４２合金）製で、５０μｍ〜１
５０μｍ程度の厚さを有する金属板を複数枚形成し、そ
れぞれを接着剤にて重ね接合して積層した構造となって
いる。但し、金属に限らず、例えば、樹脂により形成し
てもよい。
【００２１】圧電アクチュエータ２０は、例えば、特開
平３−２７４１５９公報に記載されたものと同様に、圧
電シートと圧力室１４に対応する駆動電極が積層された
構成となっており、圧力室１４に対応する個々の圧電シ
ートの部分が変形するようになっている。
平３−２７４１５９公報に記載されたものと同様に、圧
電シートと圧力室１４に対応する駆動電極が積層された
構成となっており、圧力室１４に対応する個々の圧電シ
ートの部分が変形するようになっている。
【００２２】駆動装置３０は、インク滴の体積が異なる
複数種類の波形信号を記憶した波形発生回路３１と、イ
ンクジェットプリンタヘッドと記録紙との相対移動にも
とづいて吐出タイミングを決定するためのクロック信号
を発生するクロック信号発生回路３２と、波形発生回路
３１から出力した波形信号にもとづいた駆動パルスをク
ロック信号にのせて圧電アクチュエータ２０に出力する
出力回路３３とからなる。
複数種類の波形信号を記憶した波形発生回路３１と、イ
ンクジェットプリンタヘッドと記録紙との相対移動にも
とづいて吐出タイミングを決定するためのクロック信号
を発生するクロック信号発生回路３２と、波形発生回路
３１から出力した波形信号にもとづいた駆動パルスをク
ロック信号にのせて圧電アクチュエータ２０に出力する
出力回路３３とからなる。
【００２３】このような構成において、圧電アクチュエ
ータ２０における駆動電極に電圧を印加すると、圧電効
果による積層方向の伸張歪みが発生する。常態では、圧
電アクチュエータ２０における全駆動電極に電圧を印加
して、全圧力室１４の容積を縮小した状態にある。吐出
しようとする圧力室１４に対応する駆動電極に、駆動回
路３０から駆動パルスを供給すると、その駆動パルスの
立ち下がりにより、駆動電極に対する電圧の印加が解除
され、圧力室１４に対応する圧電シートが伸張状態から
復帰し、圧力室１４の容積が拡大される。このとき圧力
室１４内の圧力が減少する。この状態を、このとき生じ
た圧力波の圧力室１４内での片道伝播時間Ｔだけ維持す
る。すると、その間マニホールドからインクが供給され
る。なお、上記片道伝播時間Ｔは圧力室１４内の圧力波
が、圧力室１４の長手方向に伝播するのに必要な時間で
あり、圧力室１４の長さＬとこの圧力室１４内部のイン
ク中での音速ａによりＴ＝Ｌ／ａと決まる。圧力波の伝
播理論によると、上記の電圧の印加解除からほぼＴ時間
がたつと圧力室１４内の圧力が逆転し、正の圧力に転じ
るが、このタイミングに合わせて駆動パルスを立ち上げ
ると、圧力室１４に対応する電圧シートが伸張し、圧力
室１４内のインクに圧力が加えられる。そのとき、前記
正に転じた圧力と、圧電シートが伸張することにより発
生した圧力とが加え合わされ、比較的高い圧力が圧力室
１４に連通するノズル１６付近の部分に生じて、インク
滴がそのノズル１６から吐出される。上記駆動パルスの
幅は、上記片道伝播時間Ｔでなくてもその奇数倍であれ
ば、上記と同様の効果を得ることができる。しかし、上
記片道伝播時間Ｔまたはその奇数倍に対してずれると、
上記のように加え合わされる圧力が減少し、インク滴の
体積が小さくなるとともに吐出速度も下がることにな
る。
ータ２０における駆動電極に電圧を印加すると、圧電効
果による積層方向の伸張歪みが発生する。常態では、圧
電アクチュエータ２０における全駆動電極に電圧を印加
して、全圧力室１４の容積を縮小した状態にある。吐出
しようとする圧力室１４に対応する駆動電極に、駆動回
路３０から駆動パルスを供給すると、その駆動パルスの
立ち下がりにより、駆動電極に対する電圧の印加が解除
され、圧力室１４に対応する圧電シートが伸張状態から
復帰し、圧力室１４の容積が拡大される。このとき圧力
室１４内の圧力が減少する。この状態を、このとき生じ
た圧力波の圧力室１４内での片道伝播時間Ｔだけ維持す
る。すると、その間マニホールドからインクが供給され
る。なお、上記片道伝播時間Ｔは圧力室１４内の圧力波
が、圧力室１４の長手方向に伝播するのに必要な時間で
あり、圧力室１４の長さＬとこの圧力室１４内部のイン
ク中での音速ａによりＴ＝Ｌ／ａと決まる。圧力波の伝
播理論によると、上記の電圧の印加解除からほぼＴ時間
がたつと圧力室１４内の圧力が逆転し、正の圧力に転じ
るが、このタイミングに合わせて駆動パルスを立ち上げ
ると、圧力室１４に対応する電圧シートが伸張し、圧力
室１４内のインクに圧力が加えられる。そのとき、前記
正に転じた圧力と、圧電シートが伸張することにより発
生した圧力とが加え合わされ、比較的高い圧力が圧力室
１４に連通するノズル１６付近の部分に生じて、インク
滴がそのノズル１６から吐出される。上記駆動パルスの
幅は、上記片道伝播時間Ｔでなくてもその奇数倍であれ
ば、上記と同様の効果を得ることができる。しかし、上
記片道伝播時間Ｔまたはその奇数倍に対してずれると、
上記のように加え合わされる圧力が減少し、インク滴の
体積が小さくなるとともに吐出速度も下がることにな
る。
【００２４】次に、駆動装置３０から圧電アクチュエー
タ２０に対して供給される駆動パルスについて詳しく説
明する。
タ２０に対して供給される駆動パルスについて詳しく説
明する。
【００２５】本実施形態では、上述したインクジェット
ヘッド１をインクジェットプリンタのキャリッジに取り
付け、このキャリッジを７６２ｍｍ／ｓの速度で移動さ
せ、ノズルと紙面間のギャップを１．２ｍｍに設定し
て、同一のノズルから異なる体積のインク滴の吐出を行
う例について説明する。
ヘッド１をインクジェットプリンタのキャリッジに取り
付け、このキャリッジを７６２ｍｍ／ｓの速度で移動さ
せ、ノズルと紙面間のギャップを１．２ｍｍに設定し
て、同一のノズルから異なる体積のインク滴の吐出を行
う例について説明する。
【００２６】吐出させるインク滴は、図４に示すよう
に、体積が大きい順に、インク滴４０、インク滴４１、
及びインク滴４２の３種類を用いる。これらのインク滴
を発生するための波形は、図２に示す。（Ａ）の波形１
がインク滴４０、（Ｂ）の波形２がインク滴４１、
（Ｃ）の波形３がインク滴４２のための波形である。波
形１は、パルス幅が６μｓの吐出パルスと、そこから９
μｓの間隔をおいて幅９μｓのキャンセルパルスとから
なる。吐出パルスの幅６μｓは、上記片道伝播時間Ｔと
一致するものである。キャンセルパルスは、インク滴の
吐出後の圧力室内の残留圧力が正に転じようとするタイ
ミングで、圧力室の圧力を下げるようにパルスを立ち下
げ、また残留圧力が低いタイミングで、圧力室の圧力を
上げるようにパルスを立ち上げることで、残留圧力をほ
ぼ打ち消すものである。波形２は、幅が６μｓの吐出パ
ルスと、そこから３μｓの間隔をおいて幅３μｓの小型
化パルスとからなる。小型化パルスは、インク滴がノズ
ルから飛び出したが未だノズルに連動している状態で、
圧力室１４の容積を拡大してその負圧により、飛び出し
たインク滴の一部を引き戻すことで、インク滴の体積を
小さくするものである。また、その際、飛び出したイン
ク滴に負圧が作用することで、吐出速度も下がる。波形
３は、幅が６．４μｓの吐出パルスと、そこから２．６
μｓの間隔をおいて幅２．６μｓの小型化パルスとから
なる。小型化パルスは、上記波形２と同様に、飛び出し
たインク滴の一部を引き戻すことで、インク滴の体積を
小さくするものである。吐出パルスが上記片道伝播時間
Ｔからずれていることで、インク滴の体積を小さくして
いるとともに吐出速度も下げている。さらに、波形２よ
りも吐出パルスと小型化パルスとの間隔が狭くなってい
ることで、飛び出したインク滴の一部をより早く引き戻
してインク滴の体積をより小さくし、吐出速度もより下
げている。これらのインク滴の液滴体積は、インク滴４
０が１０ｐｌ（ピコリットル）、インク滴４１が６ｐ
ｌ、及びインク滴４２が４ｐｌである。また、これらの
インク滴の吐出速度は、インク滴４０が７．０ｍ／ｓ、
インク滴４１が６．０ｍ／ｓ、及びインク滴４２が５．
５ｍ／ｓである。
に、体積が大きい順に、インク滴４０、インク滴４１、
及びインク滴４２の３種類を用いる。これらのインク滴
を発生するための波形は、図２に示す。（Ａ）の波形１
がインク滴４０、（Ｂ）の波形２がインク滴４１、
（Ｃ）の波形３がインク滴４２のための波形である。波
形１は、パルス幅が６μｓの吐出パルスと、そこから９
μｓの間隔をおいて幅９μｓのキャンセルパルスとから
なる。吐出パルスの幅６μｓは、上記片道伝播時間Ｔと
一致するものである。キャンセルパルスは、インク滴の
吐出後の圧力室内の残留圧力が正に転じようとするタイ
ミングで、圧力室の圧力を下げるようにパルスを立ち下
げ、また残留圧力が低いタイミングで、圧力室の圧力を
上げるようにパルスを立ち上げることで、残留圧力をほ
ぼ打ち消すものである。波形２は、幅が６μｓの吐出パ
ルスと、そこから３μｓの間隔をおいて幅３μｓの小型
化パルスとからなる。小型化パルスは、インク滴がノズ
ルから飛び出したが未だノズルに連動している状態で、
圧力室１４の容積を拡大してその負圧により、飛び出し
たインク滴の一部を引き戻すことで、インク滴の体積を
小さくするものである。また、その際、飛び出したイン
ク滴に負圧が作用することで、吐出速度も下がる。波形
３は、幅が６．４μｓの吐出パルスと、そこから２．６
μｓの間隔をおいて幅２．６μｓの小型化パルスとから
なる。小型化パルスは、上記波形２と同様に、飛び出し
たインク滴の一部を引き戻すことで、インク滴の体積を
小さくするものである。吐出パルスが上記片道伝播時間
Ｔからずれていることで、インク滴の体積を小さくして
いるとともに吐出速度も下げている。さらに、波形２よ
りも吐出パルスと小型化パルスとの間隔が狭くなってい
ることで、飛び出したインク滴の一部をより早く引き戻
してインク滴の体積をより小さくし、吐出速度もより下
げている。これらのインク滴の液滴体積は、インク滴４
０が１０ｐｌ（ピコリットル）、インク滴４１が６ｐ
ｌ、及びインク滴４２が４ｐｌである。また、これらの
インク滴の吐出速度は、インク滴４０が７．０ｍ／ｓ、
インク滴４１が６．０ｍ／ｓ、及びインク滴４２が５．
５ｍ／ｓである。
【００２７】このように、インク滴の吐出速度は、イン
ク滴の体積によって異なっている。そこで、本実施形態
では、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示すように、最も体積
が大きいインク滴４０の駆動パルスを基準にして、吐出
しようとするインク滴の体積がインク滴４０の体積より
も小さい場合には、インク滴４０の駆動パルスよりも所
定時間早く駆動パルスを出力するように構成した。
ク滴の体積によって異なっている。そこで、本実施形態
では、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示すように、最も体積
が大きいインク滴４０の駆動パルスを基準にして、吐出
しようとするインク滴の体積がインク滴４０の体積より
も小さい場合には、インク滴４０の駆動パルスよりも所
定時間早く駆動パルスを出力するように構成した。
【００２８】ノズルと紙面間のギャップをg（ｍｍ）、
体積が小さいインク滴の吐出速度をＶ１（ｍ／ｓ）、及
び体積が大きいインク滴の吐出速度をＶ２（ｍ／ｓ）と
すると、これらのインク滴が着弾する時間の差ｔ（μ
ｓ）は、次式で表すことができる。
体積が小さいインク滴の吐出速度をＶ１（ｍ／ｓ）、及
び体積が大きいインク滴の吐出速度をＶ２（ｍ／ｓ）と
すると、これらのインク滴が着弾する時間の差ｔ（μ
ｓ）は、次式で表すことができる。
【００２９】
【数３】ｔ＝ｇ（１／Ｖ１−１／Ｖ２）ｘ１０００
【００３０】従って、吐出速度が６．５ｍ／ｓのインク
滴４１と、吐出速度が７．０ｍ／ｓのインク滴４０との
時間差は、上式より１３μｓと算出され、図２に示すイ
ンク滴４０用の駆動パルスである波形１よりも、インク
滴４１用の駆動パルスである波形２を、１３μｓ先行さ
せて出力することにより、着弾ずれは最も小さくなる。
滴４１と、吐出速度が７．０ｍ／ｓのインク滴４０との
時間差は、上式より１３μｓと算出され、図２に示すイ
ンク滴４０用の駆動パルスである波形１よりも、インク
滴４１用の駆動パルスである波形２を、１３μｓ先行さ
せて出力することにより、着弾ずれは最も小さくなる。
【００３１】また、同様に、吐出速度が６．０ｍ／ｓの
インク滴４２と、吐出速度が７．０ｍ／ｓのインク滴４
０との時間差は、上式より２９μｓと算出され、図２に
示すインク滴４０用の駆動パルスである波形１よりも、
インク滴４２用の駆動パルスである波形３を、２９μｓ
先行させて出力することにより、着弾ずれは最も小さく
なる。
インク滴４２と、吐出速度が７．０ｍ／ｓのインク滴４
０との時間差は、上式より２９μｓと算出され、図２に
示すインク滴４０用の駆動パルスである波形１よりも、
インク滴４２用の駆動パルスである波形３を、２９μｓ
先行させて出力することにより、着弾ずれは最も小さく
なる。
【００３２】但し、図４において、マトリックス状の印
字位置のうち位置Ｌに大きな体積のインク滴を吐出した
直後、次の位置Ｌ＋１に同一ノズルで最も小さい体積の
インク滴４２を吐出する場合、そのインク滴４２は、位
置Ｌ＋１に吐出するためのタイミングよりも先行したタ
イミング例えばＬａで駆動パルスを出力しなければなら
ない。高速印字のために短い周期でクロック信号を出力
する場合、波形１と波形３の間隔が狭くなってくると、
波形１で発生した残留圧力波が、波形３によるインク滴
の吐出に影響してしまう。従って、クロック信号の周期
は、波形１のあとに波形３が続く場合でも、波形１と波
形３とが干渉することがなく、かつ波形１で発生した残
留圧力波が、波形３によるインク滴の吐出に影響しない
だけの間隔を波形１と波形３との間に置くことができる
大きさにしている。また、印字品質に影響しない範囲で
着弾ずれを許容すれば、波形２，３の先行時間を短くで
き、クロック信号の周期を短くし、高速印字を可能にで
きる。
字位置のうち位置Ｌに大きな体積のインク滴を吐出した
直後、次の位置Ｌ＋１に同一ノズルで最も小さい体積の
インク滴４２を吐出する場合、そのインク滴４２は、位
置Ｌ＋１に吐出するためのタイミングよりも先行したタ
イミング例えばＬａで駆動パルスを出力しなければなら
ない。高速印字のために短い周期でクロック信号を出力
する場合、波形１と波形３の間隔が狭くなってくると、
波形１で発生した残留圧力波が、波形３によるインク滴
の吐出に影響してしまう。従って、クロック信号の周期
は、波形１のあとに波形３が続く場合でも、波形１と波
形３とが干渉することがなく、かつ波形１で発生した残
留圧力波が、波形３によるインク滴の吐出に影響しない
だけの間隔を波形１と波形３との間に置くことができる
大きさにしている。また、印字品質に影響しない範囲で
着弾ずれを許容すれば、波形２，３の先行時間を短くで
き、クロック信号の周期を短くし、高速印字を可能にで
きる。
【００３３】そこで、本実施形態では、前記式により算
出した値よりも小さい値で、着弾ずれが許容できる範囲
で、波形を先行させる時間を定めた。
出した値よりも小さい値で、着弾ずれが許容できる範囲
で、波形を先行させる時間を定めた。
【００３４】例えば、図３に示すように、波形２を波形
１よりも４μｓ先行させた時には、インク滴４１のイン
ク滴４０に対する着弾ずれは、７μｍであった。また、
波形３を波形１よりも１０μｓ先行させた時には、イン
ク滴４２のインク滴４０に対する着弾ずれは、１４μｍ
であった。
１よりも４μｓ先行させた時には、インク滴４１のイン
ク滴４０に対する着弾ずれは、７μｍであった。また、
波形３を波形１よりも１０μｓ先行させた時には、イン
ク滴４２のインク滴４０に対する着弾ずれは、１４μｍ
であった。
【００３５】これに対し、図３に示すように、波形２を
波形１よりも８μｓ先行させた時には、インク滴４１の
インク滴４０に対する着弾ずれは、４μｍであった。ま
た、波形３を波形１よりも１５μｓ先行させた時には、
インク滴４２のインク滴４０に対する着弾ずれは、１０
μｍであった。
波形１よりも８μｓ先行させた時には、インク滴４１の
インク滴４０に対する着弾ずれは、４μｍであった。ま
た、波形３を波形１よりも１５μｓ先行させた時には、
インク滴４２のインク滴４０に対する着弾ずれは、１０
μｍであった。
【００３６】インク滴４１のインク滴４０に対する着弾
ずれが４μｍ、インク滴４２のインク滴４０に対する着
弾ずれが１０μｍの時の着弾したインク滴の関係は、図
４に示すようになる。この程度の着弾ずれであれば、実
用上問題ないので、本実施形態では、波形２を波形１よ
りも８μｓ先行させ、波形３を波形１よりも１５μｓ先
行させることにした。なお、上述した着弾ずれの値は、
図４に示すインク滴４０の中心を通る線から、各インク
滴の中心までの距離として表したものである。
ずれが４μｍ、インク滴４２のインク滴４０に対する着
弾ずれが１０μｍの時の着弾したインク滴の関係は、図
４に示すようになる。この程度の着弾ずれであれば、実
用上問題ないので、本実施形態では、波形２を波形１よ
りも８μｓ先行させ、波形３を波形１よりも１５μｓ先
行させることにした。なお、上述した着弾ずれの値は、
図４に示すインク滴４０の中心を通る線から、各インク
滴の中心までの距離として表したものである。
【００３７】つまり、本実施形態では、図２（Ａ）〜
（Ｃ）に示すように、まずインク滴４２用の駆動パルス
である波形３を、インク滴４０の駆動パルスである波形
１よりも１５μｓ先行させて出力する。また、インク滴
４１の駆動パルスである波形２を、インク滴４０の駆動
パルスである波形１よりも８μｓ先行させて出力するよ
うに構成した。
（Ｃ）に示すように、まずインク滴４２用の駆動パルス
である波形３を、インク滴４０の駆動パルスである波形
１よりも１５μｓ先行させて出力する。また、インク滴
４１の駆動パルスである波形２を、インク滴４０の駆動
パルスである波形１よりも８μｓ先行させて出力するよ
うに構成した。
【００３８】その結果、図３及び図４に示すように、各
インク滴の着弾ずれは小さくなり、良好な階調表現を行
うことが可能となった。
インク滴の着弾ずれは小さくなり、良好な階調表現を行
うことが可能となった。
【００３９】なお、上記実施の形態では、波形１の出力
タイミングに対して、波形２，３の出力を先行させるよ
うに説明したが、出力回路３３において、最も先行して
出力する波形３を基準に、波形１，２をそれぞれ所定時
間遅延させて出力するように制御する構成としてもよ
い。また、１つ前の位置Ｌ−１に吐出するためのタイミ
ングを基準に、波形１，２，３をそれぞれ遅延させるよ
うにしてもよい。さらに、波形発生回路３１において、
各波形をそれぞれ遅延分を含む状態で記録しておき、ク
ロック信号の所定のタイミングで、遅延分を含む波形を
出力することもできる。
タイミングに対して、波形２，３の出力を先行させるよ
うに説明したが、出力回路３３において、最も先行して
出力する波形３を基準に、波形１，２をそれぞれ所定時
間遅延させて出力するように制御する構成としてもよ
い。また、１つ前の位置Ｌ−１に吐出するためのタイミ
ングを基準に、波形１，２，３をそれぞれ遅延させるよ
うにしてもよい。さらに、波形発生回路３１において、
各波形をそれぞれ遅延分を含む状態で記録しておき、ク
ロック信号の所定のタイミングで、遅延分を含む波形を
出力することもできる。
【００４０】これに対し、図５に示す従来例のように、
各波形を同一タイミングで出力した場合には、図６及び
図７に示すように、インク滴４１のインク滴４０に対す
る着弾ずれは２２μｍ、また、インク滴４２のインク滴
４０に対する着弾ずれ３６μｍと非常に大きな値になっ
てしまう。
各波形を同一タイミングで出力した場合には、図６及び
図７に示すように、インク滴４１のインク滴４０に対す
る着弾ずれは２２μｍ、また、インク滴４２のインク滴
４０に対する着弾ずれ３６μｍと非常に大きな値になっ
てしまう。
【００４１】従って、本実施形態によれば、異なる体積
のインク滴を吐出させる場合でも、着弾ずれを著しく減
少させることができる。
のインク滴を吐出させる場合でも、着弾ずれを著しく減
少させることができる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、出されるインク滴の体積が小さく、吐出速度が遅く
なるようなインク滴の吐出に用いられる駆動波形ほど、
他の駆動波形よりも先行させて出力するようにしたの
で、階調表現のために異なる体積のインク滴を吐出させ
る場合でも、着弾ずれを著しく減少させることができ
る。
ば、出されるインク滴の体積が小さく、吐出速度が遅く
なるようなインク滴の吐出に用いられる駆動波形ほど、
他の駆動波形よりも先行させて出力するようにしたの
で、階調表現のために異なる体積のインク滴を吐出させ
る場合でも、着弾ずれを著しく減少させることができ
る。
【図１】本発明の一実施形態における圧電式インクジェ
ットヘッドの断面図である。
ットヘッドの断面図である。
【図２】図１の圧電式インクジェットヘッドにおける駆
動パルスを示す図であり、（Ａ）は最も体積が大きいイ
ンク滴の駆動パルスである波形１、（Ｂ）は中程度の体
積のインク滴の駆動パルスである波形２、（Ｃ）は最も
体積が小さいインク滴の駆動パルスである波形３を示す
図である。
動パルスを示す図であり、（Ａ）は最も体積が大きいイ
ンク滴の駆動パルスである波形１、（Ｂ）は中程度の体
積のインク滴の駆動パルスである波形２、（Ｃ）は最も
体積が小さいインク滴の駆動パルスである波形３を示す
図である。
【図３】図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に示す波形２及び波
形３を、波形１に対して先行させる時間を変えた場合の
着弾ずれの結果を示す図である。
形３を、波形１に対して先行させる時間を変えた場合の
着弾ずれの結果を示す図である。
【図４】図２に示すタイミングで各駆動パルスを出力し
た場合の紙面上の着弾結果を示す図である。
た場合の紙面上の着弾結果を示す図である。
【図５】本発明と比較される従来例の圧電式インクジェ
ットヘッドにおける駆動パルスを示す図であり、（Ａ）
は最も体積が大きいインク滴の駆動パルスである波形
１、（Ｂ）は中程度の体積のインク滴の駆動パルスであ
る波形２、（Ｃ）は最も体積が小さいインク滴の駆動パ
ルスである波形３を示す図である。
ットヘッドにおける駆動パルスを示す図であり、（Ａ）
は最も体積が大きいインク滴の駆動パルスである波形
１、（Ｂ）は中程度の体積のインク滴の駆動パルスであ
る波形２、（Ｃ）は最も体積が小さいインク滴の駆動パ
ルスである波形３を示す図である。
【図６】図５に示す波形１、波形２、及び波形３のそれ
ぞれの吐出速度、液滴体積、及び着弾ずれを示す図であ
る。
ぞれの吐出速度、液滴体積、及び着弾ずれを示す図であ
る。
【図７】図５に示すタイミングで各駆動パルスを出力し
た場合の紙面上の着弾結果を示す図である。
た場合の紙面上の着弾結果を示す図である。
１０ キャビティプレート １６ ノズル ２０ 圧電アクチュエータ ３０ 駆動装置
Claims (4)
- 【請求項１】 インク滴を吐出するための圧力室及びノ
ズルを有するキャビティプレートと、前記圧力室内の圧
力を変動せしめるアクチュエータと、画像情報に基づき
所定の吐出周期にて前記アクチュエータに対して駆動波
形を出力し、前記ノズルから種々の体積のインク滴を吐
出させる駆動装置とを備えたインク吐出装置であって、 前記駆動装置は、吐出される前記インク滴の体積が小さ
く、吐出速度が遅くなる前記駆動波形ほど、他の駆動波
形よりも先行させて出力する、 ことを特徴とするインク吐出装置。 - 【請求項２】 一の駆動波形による吐出速度をＶ１、他
の駆動波形による吐出速度であって、前記吐出速度Ｖ１
よりも速い吐出速度をＶ２、前記ノズルと記録媒体との
間隙をｇとすると、前記駆動装置は、 【数１】ｔ＝ｇ（１／Ｖ１−１／Ｖ２） で表される時間差ｔにて、前記一の駆動波形を前記他の
駆動波形よりも先行させて出力することを特徴とする請
求項１記載のインク吐出装置。 - 【請求項３】 前記他の駆動波形の後に、前記一の駆動
波形が続くとき、前記他の駆動波形と前記一の駆動波形
との時間差は、前記他の駆動波形を用いる吐出による前
記圧力室の圧力変動が、前記一の駆動波形を用いる吐出
に与える影響を所定範囲内に抑えるように設定されてい
ることを特徴とする請求項２記載のインク吐出装置。 - 【請求項４】 前記インク滴の体積が小さく、吐出速度
が遅い駆動波形は、インク滴をノズルから吐出させる第
１のパルス波形と、そのインク滴の一部がノズル内のイ
ンクと連続している期間にそのインク滴の一部をノズル
内に引き戻させる第２のパルス波形とからなることを特
徴とする請求項１記載のインク吐出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001128104A JP3921958B2 (ja) | 2001-04-25 | 2001-04-25 | インク吐出装置 |
| US10/127,663 US6663212B2 (en) | 2001-04-25 | 2002-04-23 | Ink jet device that ejects ink droplets having different volumes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001128104A JP3921958B2 (ja) | 2001-04-25 | 2001-04-25 | インク吐出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002321360A true JP2002321360A (ja) | 2002-11-05 |
| JP3921958B2 JP3921958B2 (ja) | 2007-05-30 |
Family
ID=18976859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001128104A Expired - Fee Related JP3921958B2 (ja) | 2001-04-25 | 2001-04-25 | インク吐出装置 |
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|---|---|
| US (1) | US6663212B2 (ja) |
| JP (1) | JP3921958B2 (ja) |
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| JP2007268751A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Brother Ind Ltd | インクジェット記録装置及びその制御条件の決定方法 |
| JP2007268791A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Brother Ind Ltd | インクジェットヘッド |
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| JP2011005815A (ja) * | 2009-06-29 | 2011-01-13 | Brother Industries Ltd | 液滴噴射装置 |
| JP2011152742A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Kyocera Mita Corp | 画像記録装置 |
| CN103302980A (zh) * | 2012-03-14 | 2013-09-18 | 柯尼卡美能达喷墨技术株式会社 | 喷墨记录装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US7281778B2 (en) | 2004-03-15 | 2007-10-16 | Fujifilm Dimatix, Inc. | High frequency droplet ejection device and method |
| US6935795B1 (en) | 2004-03-17 | 2005-08-30 | Lexmark International, Inc. | Method for reducing the effects of printhead carrier disturbance during printing with an imaging apparatus |
| US8708441B2 (en) | 2004-12-30 | 2014-04-29 | Fujifilm Dimatix, Inc. | Ink jet printing |
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