JP2003001821A - インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法 - Google Patents
インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 インクの小液滴を複数回吐出させてドットサ
イズを変化させるものにおいて、ノズル内のインクが気
泡を巻き込むのを極力防止する。 【解決手段】 インクを収容する圧力室１１と、この圧
力室に連通しこの圧力室のインクを吐出するノズル１３
と、圧力室の容積を駆動信号発生手段２からの駆動信号
に応じて拡張、収縮変化させる振動板１４及び圧電部材
１５からなるアクチュエータとを有し、ノズルからイン
ク滴を複数回連続的に吐出させて階調表現するものにお
いて、駆動信号発生手段は、駆動信号として、圧力室の
容積を拡張させる拡張パルスと圧力室の容積を収縮させ
る収縮パルスとを、拡張パルスの中心と収縮パルスの中
心との時間差が圧力室内のインクによってノズル内に生
じるメニスカスの共振周期に合うタイミングで順次発生
させる。
イズを変化させるものにおいて、ノズル内のインクが気
泡を巻き込むのを極力防止する。 【解決手段】 インクを収容する圧力室１１と、この圧
力室に連通しこの圧力室のインクを吐出するノズル１３
と、圧力室の容積を駆動信号発生手段２からの駆動信号
に応じて拡張、収縮変化させる振動板１４及び圧電部材
１５からなるアクチュエータとを有し、ノズルからイン
ク滴を複数回連続的に吐出させて階調表現するものにお
いて、駆動信号発生手段は、駆動信号として、圧力室の
容積を拡張させる拡張パルスと圧力室の容積を収縮させ
る収縮パルスとを、拡張パルスの中心と収縮パルスの中
心との時間差が圧力室内のインクによってノズル内に生
じるメニスカスの共振周期に合うタイミングで順次発生
させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ノズルからインク
滴を複数回連続的に吐出させて階調表現するインクジェ
ット記録装置及びインクジェット記録方法に関する。
滴を複数回連続的に吐出させて階調表現するインクジェ
ット記録装置及びインクジェット記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電素子等の電気機械変換手段からなる
アクチュエータを駆動信号で動作し、インクを収容する
圧力室の容積を拡張、収縮変化させてノズルからインク
を吐出するインクジェット記録装置の階調表現方法とし
て、一つは、例えば、米国特許第５，４６１，４９３号
明細書や特開平４−２５００４５公報に見られるよう
に、駆動信号の電圧やパルス幅等を変化させてノズルか
ら吐出するインク滴の体積を変化させ、これにより、記
録媒体に被弾させるインク滴のドットサイズを変化させ
る方法が知られている。また、他の一つは、例えば、米
国特許第４，５１３，２９９号明細書に見られるよう
に、駆動パルス数を制御することによってノズルからイ
ンクの小液滴を複数回吐出させ、吐出させる小液滴の数
を変化させて記録媒体に被弾させるインク滴のドットサ
イズを変化させる方法が知られている。
アクチュエータを駆動信号で動作し、インクを収容する
圧力室の容積を拡張、収縮変化させてノズルからインク
を吐出するインクジェット記録装置の階調表現方法とし
て、一つは、例えば、米国特許第５，４６１，４９３号
明細書や特開平４−２５００４５公報に見られるよう
に、駆動信号の電圧やパルス幅等を変化させてノズルか
ら吐出するインク滴の体積を変化させ、これにより、記
録媒体に被弾させるインク滴のドットサイズを変化させ
る方法が知られている。また、他の一つは、例えば、米
国特許第４，５１３，２９９号明細書に見られるよう
に、駆動パルス数を制御することによってノズルからイ
ンクの小液滴を複数回吐出させ、吐出させる小液滴の数
を変化させて記録媒体に被弾させるインク滴のドットサ
イズを変化させる方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前者の方法は、大幅に
インク滴の吐出体積を変化させることが困難であり、ド
ットサイズを大きな割合で変化させるには後者の方法が
優れている。しかし、後者における駆動方法は、一つの
画素を形成するのに前者のように１つのインク滴の吐出
体積を制御する駆動方法に比べて、より高い駆動周波数
で複数個の小液滴を吐出させる必要があるので、印字速
度を低下させないためには、かなり高い周波数で小液滴
を吐出させなければならない。
インク滴の吐出体積を変化させることが困難であり、ド
ットサイズを大きな割合で変化させるには後者の方法が
優れている。しかし、後者における駆動方法は、一つの
画素を形成するのに前者のように１つのインク滴の吐出
体積を制御する駆動方法に比べて、より高い駆動周波数
で複数個の小液滴を吐出させる必要があるので、印字速
度を低下させないためには、かなり高い周波数で小液滴
を吐出させなければならない。
【０００４】このため、駆動パルスを高い周波数で連続
的にアクチュエータに印加することになるが、このよう
に駆動パルスを高い周波数で連続的に印加すると、直前
に小液滴を吐出させる駆動パルスで発生したノズル内の
メニスカスの振動に、次に小液滴を吐出させる駆動パル
スで発生するメニスカスの振動が加わり、このため、メ
ニスカスの振動が大きくなって乱れノズル内のインクが
気泡を巻き込むという現象が発生する。そして、ノズル
内のインクが気泡を巻き込む現象が発生すると、インク
滴の吐出速度が低下し、場合によってはインク滴が吐出
しなくなってしまうという問題があった。
的にアクチュエータに印加することになるが、このよう
に駆動パルスを高い周波数で連続的に印加すると、直前
に小液滴を吐出させる駆動パルスで発生したノズル内の
メニスカスの振動に、次に小液滴を吐出させる駆動パル
スで発生するメニスカスの振動が加わり、このため、メ
ニスカスの振動が大きくなって乱れノズル内のインクが
気泡を巻き込むという現象が発生する。そして、ノズル
内のインクが気泡を巻き込む現象が発生すると、インク
滴の吐出速度が低下し、場合によってはインク滴が吐出
しなくなってしまうという問題があった。
【０００５】そこで、本発明は、インクの小液滴を複数
回吐出させてドットサイズを変化させるものにおいて、
ノズル内のインクが気泡を巻き込むのを極力防止できる
インクジェット記録装置を提供する。
回吐出させてドットサイズを変化させるものにおいて、
ノズル内のインクが気泡を巻き込むのを極力防止できる
インクジェット記録装置を提供する。
【０００６】また、本発明は、インクの小液滴を複数回
吐出させてドットサイズを変化させる場合に、ノズル内
のインクが気泡を巻き込むのを極力防止できるインクジ
ェット記録方法を提供する。
吐出させてドットサイズを変化させる場合に、ノズル内
のインクが気泡を巻き込むのを極力防止できるインクジ
ェット記録方法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
インクを収容する圧力室と、この圧力室に連通しこの圧
力室のインクを吐出するノズルと、圧力室の容積を駆動
信号発生手段からの駆動信号に応じて拡張、収縮変化さ
せるアクチュエータとを有し、アクチュエータの動作に
よりノズルからインク滴を複数回連続的に吐出させるイ
ンクジェット記録装置において、駆動信号発生手段は、
駆動信号として、圧力室の容積を拡張させる拡張パルス
と圧力室の容積を収縮させる収縮パルスとを、拡張パル
スの中心と収縮パルスの中心との時間差が圧力室内のイ
ンクによってノズル内に生じるメニスカスの共振周期に
合うタイミングで順次発生させるインクジェット記録装
置にある。
インクを収容する圧力室と、この圧力室に連通しこの圧
力室のインクを吐出するノズルと、圧力室の容積を駆動
信号発生手段からの駆動信号に応じて拡張、収縮変化さ
せるアクチュエータとを有し、アクチュエータの動作に
よりノズルからインク滴を複数回連続的に吐出させるイ
ンクジェット記録装置において、駆動信号発生手段は、
駆動信号として、圧力室の容積を拡張させる拡張パルス
と圧力室の容積を収縮させる収縮パルスとを、拡張パル
スの中心と収縮パルスの中心との時間差が圧力室内のイ
ンクによってノズル内に生じるメニスカスの共振周期に
合うタイミングで順次発生させるインクジェット記録装
置にある。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載のイ
ンクジェット記録装置において、圧力室内のインクの温
度を検出する温度検出手段を設け、この温度検出手段の
検出温度により、ノズル内に生じるメニスカスの共振周
期が温度によって変化するのに合わせて拡張パルスの中
心と収縮パルスの中心との時間差を補正することにあ
る。
ンクジェット記録装置において、圧力室内のインクの温
度を検出する温度検出手段を設け、この温度検出手段の
検出温度により、ノズル内に生じるメニスカスの共振周
期が温度によって変化するのに合わせて拡張パルスの中
心と収縮パルスの中心との時間差を補正することにあ
る。
【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載のインクジェット記録装置において、拡張パルスの幅
をノズル内に生じるメニスカスの共振周期の半分に設定
したことにある。
載のインクジェット記録装置において、拡張パルスの幅
をノズル内に生じるメニスカスの共振周期の半分に設定
したことにある。
【００１０】請求項４記載の発明は、インクを収容する
圧力室と、この圧力室に連通しこの圧力室のインクを吐
出するノズルと、圧力室の容積を駆動信号に応じて拡
張、収縮変化させるアクチュエータとを有し、駆動信号
を圧力室の容積を拡張させる拡張パルスと圧力室の容積
を収縮させる収縮パルスとで構成し、拡張パルスと収縮
パルスを、その拡張パルスの中心と収縮パルスの中心と
の時間差が圧力室内のインクによってノズル内に生じる
メニスカスの共振周期に合うタイミングで順次発生させ
てアクチュエータを駆動し、ノズルからインク滴を複数
回連続的に吐出させるインクジェット記録方法にある。
圧力室と、この圧力室に連通しこの圧力室のインクを吐
出するノズルと、圧力室の容積を駆動信号に応じて拡
張、収縮変化させるアクチュエータとを有し、駆動信号
を圧力室の容積を拡張させる拡張パルスと圧力室の容積
を収縮させる収縮パルスとで構成し、拡張パルスと収縮
パルスを、その拡張パルスの中心と収縮パルスの中心と
の時間差が圧力室内のインクによってノズル内に生じる
メニスカスの共振周期に合うタイミングで順次発生させ
てアクチュエータを駆動し、ノズルからインク滴を複数
回連続的に吐出させるインクジェット記録方法にある。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１及び図２はインクジェット記
録装置の要部構成を示す図で、１はインクジェットヘッ
ド、２は駆動信号発生手段である。なお、図２は図１の
Ａ−Ａ断面図である。
を参照して説明する。図１及び図２はインクジェット記
録装置の要部構成を示す図で、１はインクジェットヘッ
ド、２は駆動信号発生手段である。なお、図２は図１の
Ａ−Ａ断面図である。
【００１２】前記インクジェットヘッド１は、インクを
収容する複数の圧力室１１を隔壁１２で仕切って形成
し、各圧力室１１にはインク滴を吐出するノズル１３が
設けられている。前記各圧力室１１の底面は振動板１４
によって形成され、その振動板１４の下面側に前記各圧
力室１１に対応して複数の圧電部材１５が固定されてい
る。前記振動板１４及び圧電部材１５はアクチュエータ
を構成し、前記圧電部材１５は前記駆動信号発生手段２
の出力端子に電気的に接続されている。
収容する複数の圧力室１１を隔壁１２で仕切って形成
し、各圧力室１１にはインク滴を吐出するノズル１３が
設けられている。前記各圧力室１１の底面は振動板１４
によって形成され、その振動板１４の下面側に前記各圧
力室１１に対応して複数の圧電部材１５が固定されてい
る。前記振動板１４及び圧電部材１５はアクチュエータ
を構成し、前記圧電部材１５は前記駆動信号発生手段２
の出力端子に電気的に接続されている。
【００１３】前記インクジェットヘッド１には、また、
前記各圧力室１１に連通する共通圧力室１６が形成され
ており、この共通圧力室１６にインク供給口１７を経由
してインク供給手段（図示せず）からインクを注入し、
共通圧力室１６、各圧力室１１及びノズル１３にインク
を満たすようになっている。前記圧力室１１及びノズル
１３内にインクが満たされることで、ノズル１３内には
インクのメニスカスが形成される。
前記各圧力室１１に連通する共通圧力室１６が形成され
ており、この共通圧力室１６にインク供給口１７を経由
してインク供給手段（図示せず）からインクを注入し、
共通圧力室１６、各圧力室１１及びノズル１３にインク
を満たすようになっている。前記圧力室１１及びノズル
１３内にインクが満たされることで、ノズル１３内には
インクのメニスカスが形成される。
【００１４】また、前記共通圧力室１６の背面には温度
検出手段である温度センサ１８が取付けられ、ヘッド内
のインクの温度を検出するようになっている。そして、
前記温度センサ１８が検出した温度情報を前記駆動信号
発生手段２に供給するようになっている。
検出手段である温度センサ１８が取付けられ、ヘッド内
のインクの温度を検出するようになっている。そして、
前記温度センサ１８が検出した温度情報を前記駆動信号
発生手段２に供給するようになっている。
【００１５】この装置は、前記駆動信号発生手段２から
駆動信号を発生して前記圧電部材１５に印加すると、こ
の圧電部材１５が振動板１４を変位させて圧力室１１の
容積を変化させ、これにより、圧力室１１内に圧力波を
発生してノズル１３からインク滴を吐出するようになっ
ている。そして、前記ノズル１３内のインクのメニスカ
スの共振周期は圧力室１１内のインクのヘルムホルツ共
振周期と同じになる。
駆動信号を発生して前記圧電部材１５に印加すると、こ
の圧電部材１５が振動板１４を変位させて圧力室１１の
容積を変化させ、これにより、圧力室１１内に圧力波を
発生してノズル１３からインク滴を吐出するようになっ
ている。そして、前記ノズル１３内のインクのメニスカ
スの共振周期は圧力室１１内のインクのヘルムホルツ共
振周期と同じになる。
【００１６】インクの小液滴の吐出回数によって階調印
字を行う場合、高い印字品質を得るためには、１回の動
作で吐出するインクの小液滴の体積は小さいことが望ま
しい。また、圧力室１１内のインクのヘルムホルツ共振
周期は短いほど高速にインク滴を吐出させることができ
る。
字を行う場合、高い印字品質を得るためには、１回の動
作で吐出するインクの小液滴の体積は小さいことが望ま
しい。また、圧力室１１内のインクのヘルムホルツ共振
周期は短いほど高速にインク滴を吐出させることができ
る。
【００１７】圧力室１１内のインクのヘルムホルツ共振
周期は圧力室１１の容積を小さくすることで高くするこ
とができるので、圧力室１１の容積は十分に小さくする
ことが望ましい。
周期は圧力室１１の容積を小さくすることで高くするこ
とができるので、圧力室１１の容積は十分に小さくする
ことが望ましい。
【００１８】図３は前記駆動信号発生手段２から発生す
る駆動信号の一例を示す波形図で、この駆動信号は、圧
力室１１の容積を拡張させる拡張パルスｐ１、待ち時間
ｔ、圧力室１１の容積を収縮させる収縮パルスｐ２を１
つの駆動パルスとし、この駆動パルスの数によってノズ
ル１３から吐出するインク滴の数を制御して階調印字を
行う。そして、各駆動パルス間で一定の遅延時間を設定
している。
る駆動信号の一例を示す波形図で、この駆動信号は、圧
力室１１の容積を拡張させる拡張パルスｐ１、待ち時間
ｔ、圧力室１１の容積を収縮させる収縮パルスｐ２を１
つの駆動パルスとし、この駆動パルスの数によってノズ
ル１３から吐出するインク滴の数を制御して階調印字を
行う。そして、各駆動パルス間で一定の遅延時間を設定
している。
【００１９】インクのヘルムホルツ共振周期、すなわ
ち、インクのメニスカスの共振周期をＴｃと定義する
と、拡張パルスｐ１の中心と収縮パルスｐ２の中心との
時間差をＴｃに設定する。また、拡張パルスｐ１と収縮
パルスｐ２のパルス幅をＴｃ／２に設定する。従って、
ｔもＴｃ／２となる。
ち、インクのメニスカスの共振周期をＴｃと定義する
と、拡張パルスｐ１の中心と収縮パルスｐ２の中心との
時間差をＴｃに設定する。また、拡張パルスｐ１と収縮
パルスｐ２のパルス幅をＴｃ／２に設定する。従って、
ｔもＴｃ／２となる。
【００２０】インクのメニスカスの共振周期Ｔｃは温度
によって変化するので、温度センサ１８で検出した温度
によって拡張パルスｐ１と収縮パルスｐ２の時間差を補
正する必要がある。前記駆動信号発生手段２は、例えば
表１に示すようなテーブルを設け、温度センサ１８で検
出した温度に対応する共振周期Ｔｃに合わせて拡張パル
スｐ１と収縮パルスｐ２の時間差を補正するようになっ
ている。
によって変化するので、温度センサ１８で検出した温度
によって拡張パルスｐ１と収縮パルスｐ２の時間差を補
正する必要がある。前記駆動信号発生手段２は、例えば
表１に示すようなテーブルを設け、温度センサ１８で検
出した温度に対応する共振周期Ｔｃに合わせて拡張パル
スｐ１と収縮パルスｐ２の時間差を補正するようになっ
ている。
【００２１】
【表１】
【００２２】これにより、インクの温度によってインク
のメニスカスの共振周期Ｔｃが変化しても、それに応じ
て拡張パルスｐ１の中心と収縮パルスｐ２の中心の時間
差を補正できるので、拡張パルスｐ１の中心と収縮パル
スｐ２の中心の時間差を常にインクのメニスカスの共振
周期Ｔｃに合わせることができる。
のメニスカスの共振周期Ｔｃが変化しても、それに応じ
て拡張パルスｐ１の中心と収縮パルスｐ２の中心の時間
差を補正できるので、拡張パルスｐ１の中心と収縮パル
スｐ２の中心の時間差を常にインクのメニスカスの共振
周期Ｔｃに合わせることができる。
【００２３】次に動作について図４及び図５に基づいて
述べる。ノズル１３内のインクのメニスカスｍが図４の
(a)に示す状態にある初期状態から拡張パルスｐ１が圧
電部材１５に印加されると、圧力室１１が拡張して圧力
室内部のインク圧力が図５に示すように低下し、インク
のメニスカスｍは図４の(b)に示すように圧力室１１の
負圧を受けて後退を始める。
述べる。ノズル１３内のインクのメニスカスｍが図４の
(a)に示す状態にある初期状態から拡張パルスｐ１が圧
電部材１５に印加されると、圧力室１１が拡張して圧力
室内部のインク圧力が図５に示すように低下し、インク
のメニスカスｍは図４の(b)に示すように圧力室１１の
負圧を受けて後退を始める。
【００２４】その後、圧力室１１内のインクの圧力は図
５に示すように圧力振動により上昇して正圧になり、動
作開始後０．５Ｔｃ時間が経過するとインクのメニスカ
スｍは圧力室の正圧を受けて後退を停止し静止状態にな
る。このとき拡張パルスｐ１も終了するので圧力室１１
は収縮するようになる。圧力室１１が収縮を始めると、
インク圧力はさらに上昇してもっとも高い状態になり、
メニスカスｍは高い圧力を受けてノズル１３から吐出す
るようになる。
５に示すように圧力振動により上昇して正圧になり、動
作開始後０．５Ｔｃ時間が経過するとインクのメニスカ
スｍは圧力室の正圧を受けて後退を停止し静止状態にな
る。このとき拡張パルスｐ１も終了するので圧力室１１
は収縮するようになる。圧力室１１が収縮を始めると、
インク圧力はさらに上昇してもっとも高い状態になり、
メニスカスｍは高い圧力を受けてノズル１３から吐出す
るようになる。
【００２５】その後、圧力室１１内のインク圧力は圧力
振動により低下し、動作開始後Ｔｃ時間が経過するとメ
ニスカスｍの吐出動作は圧力室１１の負圧を受けて終了
する。このときのメニスカスｍは図４の(c)に示す状態
になっている。なお、ノズル１３からのインクの吐出は
慣性によって継続される。
振動により低下し、動作開始後Ｔｃ時間が経過するとメ
ニスカスｍの吐出動作は圧力室１１の負圧を受けて終了
する。このときのメニスカスｍは図４の(c)に示す状態
になっている。なお、ノズル１３からのインクの吐出は
慣性によって継続される。
【００２６】動作開始後Ｔｃ時間になると今度は収縮パ
ルスｐ２の印加が開始される。これにより、圧力室１１
の容積が収縮してインク圧力が上昇し、負圧の大きさが
小さくなる。その後、メニスカスｍは圧力室１１の負圧
を受けて後退し、インク圧力は圧力振動により上昇す
る。
ルスｐ２の印加が開始される。これにより、圧力室１１
の容積が収縮してインク圧力が上昇し、負圧の大きさが
小さくなる。その後、メニスカスｍは圧力室１１の負圧
を受けて後退し、インク圧力は圧力振動により上昇す
る。
【００２７】動作開始後１．５Ｔｃ時間になるとメニス
カスｍは圧力室１１の正圧を受けて後退から静止状態に
なる。このときのメニスカスｍは図４の(d)に示す状態
になっている。なお、ノズル１３からのインクの吐出は
慣性によってさらに継続され１つ目のインク滴が吐出さ
れる。このとき収縮パルスｐ２も終了するので圧力室１
１は拡張するようになる。圧力室１１が拡張を始める
と、インク圧力が低下し、インク吐出のために発生した
圧力の大部分が打ち消される。このため、メニスカスｍ
の急激な前進が抑えられ、気泡の巻き込みが防止され
る。
カスｍは圧力室１１の正圧を受けて後退から静止状態に
なる。このときのメニスカスｍは図４の(d)に示す状態
になっている。なお、ノズル１３からのインクの吐出は
慣性によってさらに継続され１つ目のインク滴が吐出さ
れる。このとき収縮パルスｐ２も終了するので圧力室１
１は拡張するようになる。圧力室１１が拡張を始める
と、インク圧力が低下し、インク吐出のために発生した
圧力の大部分が打ち消される。このため、メニスカスｍ
の急激な前進が抑えられ、気泡の巻き込みが防止され
る。
【００２８】この後、次の駆動パルスが連続的に印加さ
れると、初期状態からの動作を繰返すことになる。２つ
目以降のインク滴の吐出動作では、メニスカスは一時的
に１つ目のインク滴の吐出動作のときよりも大きく後退
するが、メニスカスの表面張力によりインクが共通圧力
室１６から圧力室１１に補給されるため、１回目の動作
で吐出するインク滴の量が小さければメニスカスが後退
し続けることはない。
れると、初期状態からの動作を繰返すことになる。２つ
目以降のインク滴の吐出動作では、メニスカスは一時的
に１つ目のインク滴の吐出動作のときよりも大きく後退
するが、メニスカスの表面張力によりインクが共通圧力
室１６から圧力室１１に補給されるため、１回目の動作
で吐出するインク滴の量が小さければメニスカスが後退
し続けることはない。
【００２９】図６は７つのインク滴を連続的に吐出させ
たときの拡張パルスｐ１の中心と収縮パルスｐ２の中心
との時間差と駆動電圧Ｖとの関係を示すグラフで、グラ
フｇ１は動作電圧の上限を示し、グラフｇ２は動作電圧
の下限を示している。
たときの拡張パルスｐ１の中心と収縮パルスｐ２の中心
との時間差と駆動電圧Ｖとの関係を示すグラフで、グラ
フｇ１は動作電圧の上限を示し、グラフｇ２は動作電圧
の下限を示している。
【００３０】動作電圧の下限は、正常な印字が行える駆
動電圧の下限を示しており、これよりも低い駆動電圧で
はインク滴の吐出速度が遅いためにインク滴の着弾位置
のずれが大きくなり、また、極端に印字濃度が低くなっ
て印字品質が悪くなる。また、動作電圧の上限は、安定
して動作できる駆動電圧の上限を示しており、これを越
える駆動電圧では圧力室１１のインクが気泡を巻き込
み、インク滴の吐出がなくなってしまう現象が発生す
る。
動電圧の下限を示しており、これよりも低い駆動電圧で
はインク滴の吐出速度が遅いためにインク滴の着弾位置
のずれが大きくなり、また、極端に印字濃度が低くなっ
て印字品質が悪くなる。また、動作電圧の上限は、安定
して動作できる駆動電圧の上限を示しており、これを越
える駆動電圧では圧力室１１のインクが気泡を巻き込
み、インク滴の吐出がなくなってしまう現象が発生す
る。
【００３１】また、このグラフは、拡張パルスｐ１の中
心と収縮パルスｐ２の中心との時間差がＴｃ、すなわ
ち、ノズル内に生じるメニスカスの共振周期のときに最
も高い駆動電圧で駆動できることを示している。このこ
とは、拡張パルスｐ１の中心と収縮パルスｐ２の中心と
の時間差がＴｃ及びＴｃ付近で最も気泡を巻き込まずに
速い吐出速度で連続的にインク滴を吐出できることを意
味している。また、このグラフは、拡張パルスｐ１の中
心と収縮パルスｐ２の中心との時間差がＴｃから多少ず
れていても、特に、Ｔｃより大きい方向においては比較
的広い範囲において比較的高い駆動電圧で駆動できるの
で、同等の作用効果が得られる。
心と収縮パルスｐ２の中心との時間差がＴｃ、すなわ
ち、ノズル内に生じるメニスカスの共振周期のときに最
も高い駆動電圧で駆動できることを示している。このこ
とは、拡張パルスｐ１の中心と収縮パルスｐ２の中心と
の時間差がＴｃ及びＴｃ付近で最も気泡を巻き込まずに
速い吐出速度で連続的にインク滴を吐出できることを意
味している。また、このグラフは、拡張パルスｐ１の中
心と収縮パルスｐ２の中心との時間差がＴｃから多少ず
れていても、特に、Ｔｃより大きい方向においては比較
的広い範囲において比較的高い駆動電圧で駆動できるの
で、同等の作用効果が得られる。
【００３２】従って、拡張パルスｐ１と収縮パルスｐ２
を、その拡張パルスｐ１の中心と収縮パルスｐ２の中心
との時間差がＴｃとなるように発生させることは望まし
いが、必ずしもＴｃに一致するように発生させる必要は
なく多少のずれがあってもよく、要は、拡張パルスｐ１
の中心と収縮パルスｐ２の中心との時間差がノズル内に
生じるメニスカスの共振周期に合うように発生させれば
よい。
を、その拡張パルスｐ１の中心と収縮パルスｐ２の中心
との時間差がＴｃとなるように発生させることは望まし
いが、必ずしもＴｃに一致するように発生させる必要は
なく多少のずれがあってもよく、要は、拡張パルスｐ１
の中心と収縮パルスｐ２の中心との時間差がノズル内に
生じるメニスカスの共振周期に合うように発生させれば
よい。
【００３３】なお、駆動信号発生手段２が発生する駆動
信号の一例として、パルス幅がＴｃ／２の拡張パルスｐ
１と待ち時間Ｔｃ／２とパルス幅がＴｃ／２の収縮パル
スｐ２からなる駆動パルスを一定の遅延時間を設けて繰
返し発生するものを述べたが必ずしもこれに限定するも
のではない。
信号の一例として、パルス幅がＴｃ／２の拡張パルスｐ
１と待ち時間Ｔｃ／２とパルス幅がＴｃ／２の収縮パル
スｐ２からなる駆動パルスを一定の遅延時間を設けて繰
返し発生するものを述べたが必ずしもこれに限定するも
のではない。
【００３４】駆動信号発生手段２が発生する駆動信号と
して、例えば、図７に示すように、駆動パルスと駆動パ
ルスとの間に遅延時間を設定しないで繰返し発生するも
のを使用してもよい。すなわち、前の駆動パルスの収縮
パルスｐ２の発生が終了すると直ちに次の駆動パルスの
拡張パルスｐ１が発生するものであってもよい。
して、例えば、図７に示すように、駆動パルスと駆動パ
ルスとの間に遅延時間を設定しないで繰返し発生するも
のを使用してもよい。すなわち、前の駆動パルスの収縮
パルスｐ２の発生が終了すると直ちに次の駆動パルスの
拡張パルスｐ１が発生するものであってもよい。
【００３５】また、図７に示すように駆動パルスと駆動
パルスとの間の遅延時間を０にすると、後に吐出するイ
ンク滴の方が先に吐出するインク滴よりも吐出速度が大
きくなる傾向にある。
パルスとの間の遅延時間を０にすると、後に吐出するイ
ンク滴の方が先に吐出するインク滴よりも吐出速度が大
きくなる傾向にある。
【００３６】これを解消するために、図８に示すよう
に、収縮パルスとしてその中心位置を変えないでパルス
幅がＴｃ／２よりも狭い収縮パルスｐ２´を使用しても
よい。あるいは、図９に示すように、収縮パルスとして
電圧が拡張パルスｐ１の電圧Ｖ１よりも低いＶ２の収縮
パルスｐ２″を使用してもよい。
に、収縮パルスとしてその中心位置を変えないでパルス
幅がＴｃ／２よりも狭い収縮パルスｐ２´を使用しても
よい。あるいは、図９に示すように、収縮パルスとして
電圧が拡張パルスｐ１の電圧Ｖ１よりも低いＶ２の収縮
パルスｐ２″を使用してもよい。
【００３７】すなわち、適度の吐出速度の増加は、空中
で後から吐出するインク滴が前に吐出したインク滴に合
体するために印字媒体上に被弾するドットの円形度が向
上して望ましいが、吐出速度の増加が大き過ぎると吐出
が不安定になる場合がある。このような場合には収縮パ
ルスのパルス幅を狭くするか電圧を低くして吐出速度の
増加を抑えればよい。
で後から吐出するインク滴が前に吐出したインク滴に合
体するために印字媒体上に被弾するドットの円形度が向
上して望ましいが、吐出速度の増加が大き過ぎると吐出
が不安定になる場合がある。このような場合には収縮パ
ルスのパルス幅を狭くするか電圧を低くして吐出速度の
増加を抑えればよい。
【００３８】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１乃至３記
載の発明によれば、インクの小液滴を複数回吐出させて
ドットサイズを変化させるものにおいて、ノズル内のイ
ンクが気泡を巻き込むのを極力防止できるインクジェッ
ト記録装置を提供できる。
載の発明によれば、インクの小液滴を複数回吐出させて
ドットサイズを変化させるものにおいて、ノズル内のイ
ンクが気泡を巻き込むのを極力防止できるインクジェッ
ト記録装置を提供できる。
【００３９】また、請求項２記載の発明によれば、さら
に、インクの温度に応じて拡張パルスの中心と収縮パル
スの中心との時間差を補正できるので、インク温度が変
化してもノズル内のインクが気泡を巻き込むのを極力防
止できるインクジェット記録装置を提供できる。
に、インクの温度に応じて拡張パルスの中心と収縮パル
スの中心との時間差を補正できるので、インク温度が変
化してもノズル内のインクが気泡を巻き込むのを極力防
止できるインクジェット記録装置を提供できる。
【００４０】請求項４記載の発明によれば、インクの小
液滴を複数回吐出させてドットサイズを変化させる場合
に、ノズル内のインクが気泡を巻き込むのを極力防止で
きるインクジェット記録方法を提供できる。
液滴を複数回吐出させてドットサイズを変化させる場合
に、ノズル内のインクが気泡を巻き込むのを極力防止で
きるインクジェット記録方法を提供できる。
【図１】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録
装置の要部構成を示す図。
装置の要部構成を示す図。
【図２】図１のインクジェットヘッドのＡ−Ａ断面図。
【図３】同実施の形態の駆動信号発生手段が発生する駆
動信号の一例を示す波形図。
動信号の一例を示す波形図。
【図４】同実施の形態におけるノズル内のインクのメニ
スカス変化を示す図。
スカス変化を示す図。
【図５】同実施の形態における圧力室内のインク圧力変
化を示すグラフ。
化を示すグラフ。
【図６】同実施の形態において７つのインク滴を連続的
に吐出させたときの拡張パルスの中心と収縮パルスの中
心との時間差と駆動電圧Ｖとの関係を示すグラフ。
に吐出させたときの拡張パルスの中心と収縮パルスの中
心との時間差と駆動電圧Ｖとの関係を示すグラフ。
【図７】同実施の形態の駆動信号発生手段が発生する駆
動信号の他の例を示す波形図。
動信号の他の例を示す波形図。
【図８】同実施の形態の駆動信号発生手段が発生する駆
動信号の他の例を示す波形図。
動信号の他の例を示す波形図。
【図９】同実施の形態の駆動信号発生手段が発生する駆
動信号の他の例を示す波形図。
動信号の他の例を示す波形図。
１…インクジェットヘッド
２…駆動信号発生手段
１１…圧力室
１３…ノズル
１４…振動板
１５…圧電部材
１８…温度センサ
Claims (4)
- 【請求項１】 インクを収容する圧力室と、この圧力室
に連通しこの圧力室のインクを吐出するノズルと、前記
圧力室の容積を駆動信号発生手段からの駆動信号に応じ
て拡張、収縮変化させるアクチュエータとを有し、前記
アクチュエータの動作により前記ノズルからインク滴を
複数回連続的に吐出させるインクジェット記録装置にお
いて、 前記駆動信号発生手段は、駆動信号として、前記圧力室
の容積を拡張させる拡張パルスと前記圧力室の容積を収
縮させる収縮パルスとを、拡張パルスの中心と収縮パル
スの中心との時間差が前記圧力室内のインクによって前
記ノズル内に生じるメニスカスの共振周期に合うタイミ
ングで順次発生させることを特徴とするインクジェット
記録装置。 - 【請求項２】 圧力室内のインクの温度を検出する温度
検出手段を設け、この温度検出手段の検出温度により、
ノズル内に生じるメニスカスの共振周期が温度によって
変化するのに合わせて拡張パルスの中心と収縮パルスの
中心との時間差を補正することを特徴とする請求項１記
載のインクジェット記録装置。 - 【請求項３】 拡張パルスの幅をノズル内に生じるメニ
スカスの共振周期の半分に設定したことを特徴とする請
求項１又は２記載のインクジェット記録装置。 - 【請求項４】 インクを収容する圧力室と、この圧力室
に連通しこの圧力室のインクを吐出するノズルと、前記
圧力室の容積を駆動信号に応じて拡張、収縮変化させる
アクチュエータとを有し、前記駆動信号を前記圧力室の
容積を拡張させる拡張パルスと前記圧力室の容積を収縮
させる収縮パルスとで構成し、前記拡張パルスと収縮パ
ルスを、その拡張パルスの中心と収縮パルスの中心との
時間差が前記圧力室内のインクによって前記ノズル内に
生じるメニスカスの共振周期に合うタイミングで順次発
生させて前記アクチュエータを駆動し、前記ノズルから
インク滴を複数回連続的に吐出させることを特徴とする
インクジェット記録方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001191800A JP3920596B2 (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法 |
| US10/175,205 US6840595B2 (en) | 2001-06-25 | 2002-06-19 | Ink jet recording apparatus |
| EP02013862A EP1270224B1 (en) | 2001-06-25 | 2002-06-22 | Ink jet recording apparatus |
| DE60231361T DE60231361D1 (de) | 2001-06-25 | 2002-06-22 | Tintenstrahlaufzeichnungsapparat |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001191800A JP3920596B2 (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003001821A true JP2003001821A (ja) | 2003-01-08 |
| JP3920596B2 JP3920596B2 (ja) | 2007-05-30 |
Family
ID=19030359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001191800A Expired - Lifetime JP3920596B2 (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6840595B2 (ja) |
| EP (1) | EP1270224B1 (ja) |
| JP (1) | JP3920596B2 (ja) |
| DE (1) | DE60231361D1 (ja) |
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