【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタや、ファクシミリ、コピー機、印刷機等の画像形成装置及び画像形成方法に関するもので、特に、画像に応じてインク液滴を記録紙に対して断続的に吐出することにより記録紙上への印字を行うオンデマンド型のインクジェットプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来オフィース、ホーム用もしくは業務用として製品化されているオンデマンド型インクジェットプリンタとしては、サーマル方式および圧電方式の２方式が主流となっている。
【０００３】
サーマル方式のオンデマンド型インクジェットヘッドは、液体を吐出する為に設けられたインク吐出ノズルと、該インク吐出ノズルに連通し、液滴を吐出する為の熱エネルギーが液体に作用する部分である熱作用部を構成の一部とする液流路とを有する液吐出部と、熱エネルギーを発生する手段としての電気熱変換体とを具備している。
【０００４】
そして、この電気熱変換体は、一対の電極と、この電極に接続し、この電極の間に発熱する領域（熱発生部）を有する発熱抵抗層とを具備している。
【０００５】
この様なインクジェットヘッドの構造を示す典型的な例が図９（ａ）、及び図９（ｂ）に示される。
【０００６】
図９（ａ）は、本発明に係わるインクジェットヘッドのインク吐出ノズル側から見た正面部分図、図９（ｂ）は、図９（ａ）の一点鎖線ＸＹで示す部分で切断した場合の切断面部分図である。
【０００７】
図９に示される記録ヘッド１０１は、その表面に電気熱変換体１０２が設けられている基板１０３の表面に、所定の線密度で所定の巾と深さの溝が所定数設けられている溝付板１０４で覆う様に接合することによって、インク吐出ノズル１０５と液吐出部１０６が形成された構造を有している。
【０００８】
図に示す記録ヘッドの場合、インク吐出ノズル１０５を複数有するものとして示されている。
【０００９】
液吐出部１０６は、その終端に液体を吐出させる為のインク吐出ノズル１０５と、電気熱変換体１０２より発生される熱エネルギーが液体に作用して気泡を発生し、その体積の膨張と収縮による急激な状態変化を引起こす部分である熱作用部１０７とを有する。
【００１０】
熱作用部１０７は、電気熱変換体１０２の熱発生部１０８の上部に位置し、熱発生部１０８の液体と接触する面としての熱作用面１０９をその底面としている。
【００１１】
熱発生部１０８は、基板１０３上に設けられた下部層１１０、該下部層１１０上に設けられた発熱抵抗層１１１、該発熱抵抗層１１１上に設けられた上部層１１２とで構成される。
【００１２】
発熱抵抗層１１１の表面には、熱を発生させる為に該発熱抵抗層１１１に通電する為の電極１１３、１１４が設けられている。
【００１３】
電極１１３は、各液吐出部の熱発生部に共通の電極であり、電極１１４は、各液吐出部の熱発生部を選択して発熱させる為の選択電極であって、液吐出部の流通路に沿って設けられてある。
【００１４】
上部層１１２は、熱発生部１０８に於いては発熱抵抗層１１１を、使用する液体（例えばインク）から化学的・物理的に保護する為に発熱抵抗層１１１と液吐出部１０６の液流路を満たしている液体とを隔離すると共に、液体を通じて電極１１３、１１４間が短絡するのを防止する、発熱抵抗層１１１の保護的機能を有している。
【００１５】
このようなサーマル方式においては、基本的に発熱素子の集積化が容易であり、高密度なピッチで複数のインク吐出ノズルを並べることが可能である。
【００１６】
次に、図１０（ａ）（ｂ）に上記した圧電方式のオンデマンド型インクジェットヘッドの代表例を断面図及び平面省略図で示す。
【００１７】
本方式はインク液滴吐出手段として、インクが充填されたインク室を圧電素子により加圧しインク液滴を吐出する方式であり、基板２０１内に形成されたキャビティー２０２に対して振動板２０３を接合することによりインク室が形成される。
【００１８】
また、この振動板２０３上には下電極２０５、圧電素子２０４、上電極２０６が積層形成されている。
【００１９】
キャビティー２０２内には、インク吐出ノズル２０７及びインク室に連通したインク供給室２０８が形成される。
【００２０】
これらの一連の素子は基板上に列上に複数形成され、画像信号（駆動信号）Ｓにより選択的に各上下電極２０５、２０６間に電圧が印加されることにより、圧電素子２０４に電歪が起こり、振動板２０３が急速に撓む。
【００２１】
これによりキャビティー２０２と振動板２０３で形成されたインク室の容積が減少し、インク吐出ノズル２０７からインク液滴Ｄが吐出される。
【００２２】
この方式の特徴としては、２０３の圧電素子への電圧印加方法等によりインク液滴サイズのコントロールが可能であり、またインク材料の選択も比較的容易であるという長所を有する。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
近年インクジェットプリンタの更なる高速印字を実現するために、プリンタヘッドを長尺化し、紙の搬送方向と垂直方向にこのプリンタヘッドを配設してヘッドを移動することなく印字を行う所謂ラインヘッドプリンタの提案が多数なされている。
【００２４】
例えば、特開平１０−０９５１５０号公報においてはＡ４縦サイズ２１０ｍｍをカバーするフルライン型のインクジェットヘッドを用いたラインヘッドプリンタについて提案がなされている。
【００２５】
ここで提案されているヘッドでは、例えば、密度６００ｄｐｉ（４２．３μｍ間隔）で５２００個のインク吐出ノズルを形成することにより印字可能な幅を約２２０ｍｍとしている。
【００２６】
近年インクジェットプリンタのヘッドは、更なる高画質化に対応すべく高密度化の方向にあり、例えば１２００ｄｐｉ（２１μｍ間隔）の密度を有するラインヘッドにおいては、１０４００個のインク吐出ノズルを必要とすることになる。
【００２７】
ところが上記したような圧電方式のフルライン型インクジェットヘッドを例えば１２００ｄｐｉという高密度ピッチで作る場合、各圧電素子を小型化した上で集積化する必要がある。
【００２８】
この結果、圧電素子の変形により撓む振動板の撓み量が減少しこれに伴いインク室内のインク排除体積も減少するため、インク吐出ノズルからのインクの吐出が難しくなり、本発明者らの検討によると現存する圧電材料では３００ｄｐｉ以上の高密度化は難しいと思われる。
【００２９】
また、上記したようなサーマル方式においては発熱素子の集積化が基本的には容易であるため、高密度なピッチで複数のインクノズルを並べることが可能とされ、多くの提案がなされている。
【００３０】
ところが実際は、発熱素子とノズルの位置等の加工精度が要求され、製造時の歩留まりを上げることが非常に難しい。
【００３１】
ここで特開平６−２１０８５６号公報では、印字する文字等に応じてインク吐出手段を断続的に駆動することにより、断続的にインク液滴を吐出し、所望の文字等の印字を行うオンデマンド型のインクジェットプリンタ装置において、上記インク吐出手段により吐出されるインク液滴に電荷を与える荷電手段と、上記荷電手段により帯電されたインク液滴が通過する電界を形成し、この電界により、上記帯電されたインク液滴が吐出される向きを変える偏向手段とを有することを特徴として上述の課題を解決するとしている。
【００３２】
このような構成では上記荷電手段、偏向手段等の付加は必要となるが、低い密度のピッチでインク吐出ノズルを並べることが可能となるため加工精度を上げることなしに、また圧電方式を用いた際も圧電素子を小型化することなしに高密度の画像記録が可能となる。
【００３３】
ところが上記提案の構成において記録紙の搬送が連続的に行われた場合、記録紙上に印字されたインクドットは図１１（ｂ）に示すようにＩＩａ、ＩＩｂ、ＩＩｃの各ノズルピッチ間で段差を生じ、横ラインが鋸型に形成されてしまう。
【００３４】
例えばソリッド画像等を印字する場合、各ノズルからオンデマンドで吐出されるインクは上記偏向手段により記録紙の搬送方向に対して垂直方向に１から５のように連続的に記録紙上に着弾されるが、記録紙の連続搬送に対して１から５に進むにしたがって記録紙の搬送速度分ずつ搬送方向へも各インクの着弾位置がずれを生じ、上記したようなインクドットの配列になってしまう。
【００３５】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、加工精度を上げることなしに図１１（ａ）のような高密度の画像記録が高速で可能なラインヘッドプリンタ装置を提供することを目的とする。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
本発明のオンデマンドインクジェットプリンタ装置は、オンデマンドで駆動するインク吐出手段と、このインク吐出手段から吐出されたインク液滴の経路を偏向させる偏向電界付与手段を同時に制御し、記録紙上の所望する画像印字位置にインク画像を形成する画像形成装置において、この偏向電界付与手段への印加電圧波形中のインク液滴の偏向に関与しない領域で記録紙を搬送することにより上述の課題を解決する。
【００３７】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、本発明に係るオンデマンド型インクジェットプリンタ装置の実施形態について図１及び図２、図３を参照しながら詳細に説明する。
【００３８】
本実施形態に係るオンデマンド型のインクジェットプリンタ装置は、図１に示すように、ヘッド部１が記録紙の全幅をカバーする複数のインク吐出ノズル２ａ、２ｂ、２ｃ・・・を有する所謂ラインヘッド（マルチヘッド）となっている。
【００３９】
上記図１は、上記ヘッド部１の要部を、インク吐出ノズル２が並べられている方向に対して平行に切断した断面図であり、上記図２は、上記ヘッド部１の要部を、ひとつのインク吐出ノズル２近傍について更に詳細に説明するための断面図、図３は側面からの断面図である。
【００４０】
ヘッド部１は、インク吐出ノズル２の配列ピッチで、厚さ１５０μｍ程度のシリコン基板をエッチングにより凹部を設け、振動板３で覆うことにより圧力発生室４を形成する。
【００４１】
また、振動板３で覆われた面の対向面には、インク吐出ノズル２が形成され、圧力発生室４にインク供給流路６からインクを供給するインク供給口５が接続される。
【００４２】
この振動板３を圧電振動子７の変位により弾性変形可能なセラミック材料、もしくは金属材料である例えば、ジルコニア、シリコン等の薄板で構成し、その表面に下電極８、上電極９を形成した圧電振動子７を各圧力発生室４に対応させて固定させ、印字信号に応じた駆動電源１０からの信号を印加することにより圧電振動子型インクジェット式記録ヘッドを構成できる。
【００４３】
このようにインク吐出ノズル２よりオンデマンドに吐出されたインク液滴Ｄは、吐出タイミングと同期して偏向電界形成電源１４より電圧印加される偏向電界付与手段の一部である偏向電極１２と１３間に突入し、インク液滴Ｄの吐出方向の略垂直方向に偏向電界中を通過することにより飛翔経路を偏向され、記録紙Ｐ上の所望する画像印字位置（Ｄ１〜Ｄ５）に着弾される。
【００４４】
この偏向電界付与手段は、各インク吐出ノズル２が形成されたシリコン基板上のインク吐出ノズル２近傍に形成された絶縁膜１５上に、インク飛翔経路を挟むようにして偏向電極１２と１３を配設したものであり、これらは記録紙Ｐの搬送方向ｐと垂直方向に各インク吐出ノズル２の配列ピッチにそって交互に設けられる。
【００４５】
次に、上記したようなインク液滴Ｄの飛翔経路を偏向させ、記録紙Ｐ上の所望する画像印字位置にインク液滴Ｄを着弾させるためのヘッド部１への電気回路構成を、図５に示って説明する。
【００４６】
図５において、上記ヘッド部１は、入力端子２０より供給される印字トリガに基づいて、上記偏向電極１２，１３間への電圧印加をインク吐出タイミングに同期して制御するための偏向電極制御信号、上記圧電振動子７の下電極８、上電極９に印加され、インク吐出タイミングを制御する圧電素子イネーブル信号及びシリアルに供給される印字データをパラレルデータに変換するためのラッチ信号を形成して出力するタイミング信号発生回路２１と上記タイミング信号発生回路２１からの偏向電極制御信号を電圧に変換して上記各偏向電極１２、１３間に印加する電圧発生回路２２とを有している。
【００４７】
また、印字情報に応じて形成されたデータであり、シリアル伝送で供給される印字データ２３をパラレルな印字データに変換して出力するシリアル／パラレル変換回路２４と、上記タイミング信号発生回路２１からの圧電素子イネーブル信号及び上記シリアル／パラレル変換回路２４からの印字データに基づいて、上記各圧電振動子７を制御するための圧電素子制御信号を形成して出力する圧電素子コントローラ２５と、圧電素子コントローラ２５からの圧電素子制御信号に基づいて上記圧電振動子７の下電極８と上電極９に電圧印加して圧電振動子７を駆動する圧電素子ドライバ２６とを有している。
【００４８】
上記オンデマンド型のインクジェットプリンタ装置は、図６に示す上述のヘッド部１と、外部から入力端子３０を介して供給される印字データを必要に応じて一旦記憶するメモリ（ラインバッファメモリ又はフレームメモリ等）３１と、上記印字データのγ補正、上記印字データがカラーの場合は色補正，上記各インク吐出ノズル２の形状、各圧電振動子７の変形能力、各偏向電極間等で発生する印字能力のバラツキの補正等を行う補正回路３２と上記ヘッド部１を駆動するドライバ３３と上記記録紙Ｐの搬送を行うモータ駆動等を制御する制御系３４と上記外部から供給される印字データに基づいて、上記ヘッド部１，メモリ３１，補正回路３２，ドライバ３３，制御系３４を制御する制御回路３５とで構成されている。
【００４９】
次に、上記構成を有する本実施形態におけるオンデマンド型のインクジェットプリンタ装置の動作について説明する。
【００５０】
まず、本発明のオンデマンド型のインクジェットプリンタ装置に対して、パソコン等から印字データが転送されると、図７（ａ）に示すようにシリアル伝送され、上記図６に示す入力端子３０を介して上記制御回路３５に供給される。
【００５１】
上記制御回路３５は、このシリアル印字データが供給されると、これを印字順番に揃えて上記ヘッド部１に供給し、上記シリアル印字データに基づいて上記記録紙Ｐの搬送を行うモータ等を駆動するための駆動データを上記制御系３４に供給する。
【００５２】
本実施形態に係るオンデマンド型のインクジェットプリンタ装置の場合、各インク吐出ノズル２の形状、各圧電振動子７の変形能力、各偏向電極間等で発生する印字能力に伴う各ヘッドの印字の能力にバラツキがあり、また、上記シリアル印字データに補正が必要な場合がある。
【００５３】
このため、上記補正回路３２には、上記各ヘッドの印字能力のバラツキを補正するためのデータ（インク吐出ノズル番号、温湿度、入力信号等）及び上記シリアル印字データを補正するためのデータ（γ補正，色補正等）がＲＯＭ等に予め記憶されており、上記制御回路３５は、この各データに基づいて上記シリアル印字データの補正を行い、この補正を行った上記シリアル印字データを印字順番に揃えて上記ヘッド部１に供給する。
【００５４】
また、上記印字順番は、ヘッド部１や印字部の構成で異なるうえ、印字データの入力順番との関係もあるため、上記制御回路３５は、必要に応じて上記メモリ３１に上記印字データを一旦書き込み、読み出して上記ヘッド部１にシリアル印字データを供給する。
【００５５】
上記ドライバ３３は、上記制御回路３５から上記駆動データが供給されると、これを印字トリガとして上記ヘッド部１に供給する。
【００５６】
次に、図５において、上記制御回路３５からのシリアル印字データは、入力端子２３を介してシリアル／パラレル変換回路２４に供給されるとともに、上記ドライバ３３からの駆動データは入力端子２０を介してタイミング信号形成回路２１に供給される。
【００５７】
上記タイミング信号形成回路２１は、上記駆動データに基づいて、図７（ｂ）に示すラッチ信号，同図（ｄ）に示す圧電素子イネーブル信号，同図（ｅ）に示す偏向電極制御信号を形成し、これらをそれぞれシリアル／パラレル変換回路２４，圧電素子コントローラ２５，電圧発生回路２２に供給する。
【００５８】
上記シリアル／パラレル変換回路２４は、上記入力端子２３を介して供給されるシリアル印字データを上記図７（ｂ）に示したラッチ信号のタイミングでラッチすることにより、該シリアル印字データをパラレル印字データ（以下、単に印字データと言う。）に変換し、これらを上記圧電素子コントローラ２５にそれぞれ供給する。
【００５９】
上記圧電素子コントローラ２５は、上記印字データ及び上記タイミング信号形成回路２１から供給される上記図７（ｄ）に示した圧電素子イネーブル信号に基づいて圧電素子制御信号を形成し、これらをそれぞれ圧電素子ドライバ２６に供給する。上記圧電素子ドライバ２６は、上記圧電素子制御信号を増幅して圧電振動子７の下電極８、上電極９間に供給する。
【００６０】
また、上記電圧発生回路２２は、圧電素子イネーブル信号（ｄ）に同期した上記図７（ｅ）に示した偏向電極制御信号に基づき、図７（ｆ）に示すようなノズル間ピッチに対応する周期の鋸波形電圧を偏向電極電圧とし、これを上記偏向電極１２、１３間にそれぞれ印加する。
【００６１】
これにより、ノズル２から吐出されたインク液滴Ｄは、上記偏向電極１２、１３間を通過する際に吐出タイミングによって記録紙Ｐ上の所望の位置であるＤ１，Ｄ２・・・、Ｄｎに振り分けられる。
【００６２】
ここで図７（ｇ）の記録紙Ｐの搬送を行うモータを駆動するための駆動信号は、図７（ｅ）に示した偏向電極制御信号のインク液滴の偏向に関与しない領域に対応してモータを駆動して記録紙Ｐの搬送を行う。
【００６３】
この印字工程について図８にしたがってさらに詳しく説明する。
【００６４】
図８（ａ）は偏向電極１２，１３間に印加される偏向電極電圧の波形図、図８（ｂ）はこの偏向電極電圧によりノズル２から飛翔したインク液滴Ｄの各タイミングでの飛翔経路の略図、図８（ｃ）は飛翔後、ヘッドの配設方向に対して垂直方向に間欠に搬送された記録紙Ｐ上に印字された各タイミングでのインク液滴Ｄの略図である。
【００６５】
ここで連続数字は相対的な時間を表し、図８（ａ）のような鋸型の波形で±方向の電圧を印加した場合、図８（ｂ）のようにノズル２から各インク液滴は順次飛翔し、図８（ｃ）のように順次印字される。
【００６６】
この偏向電極電圧の周波数は、圧電素子制御信号の周波数の整数倍であり、ここでは５倍の周波数とすることにより、例えば、偏向電極電圧の１周期内で５個のインク液滴を吐出し、この５個のインク液滴が記録紙Ｐ上に着弾することにより、５個のドットが並び、隣接するノズル間のピッチに相当する距離Ｗ分の印字を行う。
【００６７】
このとき記録紙Ｐは偏向電極制御信号のインク液滴の偏向に関与しない領域である図８（ａ）の０から１、５から６の領域でインク液滴のドット径ｗ１（インクが記録紙に染み込んだとき円状になると仮定した場合でＷ／５に相当）分モータを駆動して記録紙Ｐの搬送を行うことにより、図８（ｃ）に示すような等ピッチで乱れがないインクドット配列の印字ができる。
【００６８】
前述した図８（ｃ）の記録紙上のインクドット形状、サイズは、インクの物性（粘度、表面張力等）及び記録紙Ｐの材料物性等により異なるため、一周期におけるインク吐出の個数、インク液滴のサイズ、隣接するインクドットの重ね合わせ量、記録紙Ｐの搬送距離等を適切に選択することによりソリッド画像における白筋等を防止することができる。
【００６９】
なお、本実施形態においてはインク吐出手段として、図４に示すような各圧力発生室４０内にジュール熱発生素子４１を配置することによりサーマル型インクジェット式記録ヘッドを構成して、偏向電極４２、４３により印字することもできるし、ピストンモード、シェアモード等の圧電方式、静電方式、磁気方式等従来公知のオンデマンド型の液滴吐出手段を応用することもできる。
【００７０】
いずれのインク吐出手段においても駆動信号に対応して圧力発生室を加圧してインク吐出ノズルからインク液滴Ｄを吐出させた後に本発明の方法によりインクの飛翔経路を偏向させる。
【００７１】
さらに本技術は、トナージェット、ワックスジェット等のインクジェット以外の従来公知な技術に対しても応用が可能であること勿論である。
【００７２】
また、インク液滴Ｄに対してさらに安定した荷電がされるように、偏向電極通過前にインク液滴に荷電を行う荷電付与手段を設けたうえで本実施形態を適用することも効果的である。
【００７３】
また、上述の実施形態の説明では、上記ヘッド部１は、サイドシュータ型であることとしたが、これは、いわゆるエッジシュータ型としても良いことは勿論である。
【００７４】
更に、本構成のラインヘッドを記録紙の搬送方向に対して垂直に、複数本を並行配列し、それぞれに少なくともイエロー、マゼンタ、シアン、黒等のインクを供給することによりフルカラー画像の印字ができることは勿論である。
【００７５】
（実施形態２）
以下、本発明に係るオンデマンド型インクジェットプリンタ装置の他の実施形態について図１２を参照しながら詳細に説明する。
【００７６】
図１２（ａ）は偏向電極１２、１３間に印加される偏向電極電圧の波形図、図１２（ｂ）はこの偏向電極電圧によりノズル２から飛翔したインク液滴Ｄの各タイミングでの飛翔経路の略図、図１２（ｃ）は飛翔後、ヘッドの配設方向に対して垂直方向に間欠に搬送された記録紙Ｐ上に印字された各タイミングでのインク液滴Ｄの略図である。
【００７７】
全体の構成等は、図１及び図２、図３で示される実施形態１とほぼ同様であり、実施形態１との違いは偏向電極１２，１３への印加電圧の波形が異なることである。
【００７８】
本実施形態においては図１２の（ａ）に示されるような波形電圧を印加することにより、（ｂ）に示されるように片方向（図では右方向）へインク液滴を偏向して（ｃ）のような印字をするものである。
【００７９】
本実施形態においても隣接するノズルのピッチはＷで表され、印字されたインクドットの径をｗ１とするとＷ／ｗ１個のインク液滴が偏向電極１２，１３間への印加電圧波形の一周期内で吐出され、印加波形の周期間のブランクで記録紙が搬送されることにより正確な印字が行われる。
【００８０】
この偏向電極電圧の周波数は、圧電素子制御信号の周波数の整数倍であり、ここでは５倍の周波数とすることにより、例えば、偏向電極電圧の１周期内で５個のインク液滴を吐出し、この５個のインク液滴が記録紙Ｐ上に着弾することにより、５個のドットが並び、隣接するノズル間のピッチに相当する距離Ｗ分の印字を行う。
【００８１】
このとき記録紙Ｐは偏向電極制御信号のインク液滴の偏向に関与しない領域である１２（ａ）の０から１、５から６の領域でインク液滴のドット径ｗ１（インクが記録紙に染み込んだとき円状になると仮定した場合でＷ／５に相当）分モータを駆動して記録紙Ｐの搬送を行うことにより、図８（ｃ）に示すような等ピッチで乱れがないインクドット配列の印字ができる。
【００８２】
前述した図８（ｃ）の記録紙上のインクドット形状、サイズは、インクの物性（粘度、表面張力等）及び記録紙Ｐの材料物性等により異なるため、一周期におけるインク吐出の個数、インク液滴のサイズ、隣接するインクドットの重ね合わせ量、記録紙Ｐの搬送距離等を適切に選択することによりソリッド画像における白筋等を防止することができる。
【００８３】
偏向電極１２、１３間に印加される偏向電極電圧の波形は、図１３のように段階的に印加電圧を変化させるもの、図１４のような印加時間を変化させて偏向距離を変化させるもの等様々な波形が選択でき、いずれの場合もインク液滴の偏向に関与しない領域で記録紙を搬送させる。
【００８４】
なお、本実施形態においてもインク吐出手段として、図４に示すような各圧力発生室４０内にジュール熱発生素子４１を配置することによりサーマル型インクジェット式記録ヘッドを構成して、偏向電極４２、４３により印字することもできるし、ピストンモード、シェアモード等の圧電方式、静電方式、磁気方式等従来公知のオンデマンド型の液滴吐出手段を応用することもできる。
【００８５】
いずれのインク吐出手段においても駆動信号に対応して圧力発生室を加圧してインク吐出ノズルからインク液滴Ｄを吐出させた後に本発明の方法によりインクの飛翔経路を偏向させる。
【００８６】
さらに本技術は、トナージェット、ワックスジェット等のインクジェット以外の技術に対しても応用が可能であること勿論である。
【００８７】
また、インク液滴Ｄに対してさらに安定した荷電がされるように、偏向電極通過前にインク液滴に荷電を行う荷電付与手段を設けたうえで本実施形態を適用することも効果的である。
【００８８】
また、上述の実施形態の説明では、上記ヘッド部１は、サイドシュータ型であることとしたが、これは、いわゆるエッジシュータ型としても良いことは勿論である。
【００８９】
更に、本構成のラインヘッドを記録紙の搬送方向に対して垂直に、複数本を並行配列し、それぞれに少なくともイエロー、マゼンタ、シアン、黒等のインクを供給することによりフルカラーで印字できることは勿論である。
【００９０】
【発明の効果】
本発明のオンデマンドインクジェットプリンタ装置は、オンデマンドで駆動するインク吐出手段と、このインク吐出手段から吐出されたインク液滴の経路を偏向させる偏向電界付与手段を同時に制御し、記録紙上の所望する画像印字位置にインク画像を形成する画像形成装置において、この偏向電界付与手段への印加電圧波形中のインク液滴の偏向に関与しない領域で記録紙を搬送することにより、低い密度のピッチでインク吐出ノズルを並べることが可能となるため加工精度を上げることなしに、また圧電方式を用いた際も圧電素子を小型化することなしに高密度の画像記録が可能となる。
【００９１】
また、簡単な装置構成で更なる高速印字を実現できるラインヘッドプリンタ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態におけるインクジェットプリンタ装置のヘッド部１の要部を、インク吐出ノズルが並べられている方向に対して平行に切断した断面図である。
【図２】本発明の実施形態におけるインクジェットプリンタ装置のヘッド部１の要部を、ひとつのインク吐出ノズル近傍について更に詳細に説明するための断面図である。
【図３】本発明の実施形態におけるインクジェットプリンタ装置のヘッド部１の要部を、ひとつのインク吐出ノズル近傍について更に詳細に説明するための側面からの断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態におけるインクジェットプリンタ装置のヘッド部１の要部を、ひとつのインク吐出ノズル近傍について更に詳細に説明するための断面図である。
【図５】本発明の実施形態におけるインクジェットプリンタ装置の回路図である。
【図６】本発明の実施形態におけるインクジェットプリンタ装置の全体のブロック図である。
【図７】本発明の実施形態におけるインクジェットプリンタ装置の動作を説明するタイムチャート図である。
【図８】本発明の実施形態におけるインクジェットプリンタ装置のヘッド部１の偏向電極への印加電圧波形と、このときのインク液滴の飛翔経路および印字状態を示す模式図である。
【図９】従来のサーマル型オンデマンドインクジェットプリンタ装置のヘッド部の断面図である。
【図１０】従来の圧電型オンデマンドインクジェットプリンタ装置のヘッド部の断面図及び平面省略図である。
【図１１】従来例と本発明の実施形態におけるインクジェットプリンタ装置の記録紙上の印字状態を示す模式図である。
【図１２】本発明の他の実施形態におけるインクジェットプリンタ装置のヘッド部１の偏向電極への印加電圧波形と、このときのインク液滴の飛翔経路および印字状態を示す模式図である。
【図１３】本発明の他の実施形態におけるインクジェットプリンタ装置のヘッド部１の偏向電極への印加電圧波形と、このときのインク液滴の飛翔経路および印字状態を示す模式図である。
【図１４】本発明の他の実施形態におけるインクジェットプリンタ装置のヘッド部１の偏向電極への印加電圧波形と、このときのインク液滴の飛翔経路および印字状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１ ヘッド部
２ インク吐出ノズル（ノズル）
３ 振動板
４ 圧力発生室
５ インク供給口
６ インク供給流路
７ 圧電振動子
８ 下電極
９ 上電極
１０ 駆動電源
１２、１３ 偏向電極
１４ 偏向電界形成電源
１５ 絶縁膜
２０ 入力端子
２１ タイミング信号発生回路
２２ 電圧発生回路
２３ 印字データ
２４ シリアル／パラレル変換回路
２５ 圧電素子コントローラ
２６ 圧電素子ドライバ
４０ 圧力発生室
４１ ジュール熱発生素子
４２、４３ 偏向電極
Ｄ インク液滴
Ｐ 記録[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method such as a printer, a facsimile, a copying machine, and a printing machine, and more particularly, to recording by intermittently ejecting ink droplets onto recording paper in accordance with an image. The present invention relates to an on-demand type ink jet printer that performs printing on paper.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an on-demand type ink jet printer commercialized for office, home or business use, two types, a thermal type and a piezoelectric type, are mainly used.
[0003]
The on-demand type inkjet head of the thermal type has an ink discharge nozzle provided for discharging a liquid, and a heat which is communicated with the ink discharge nozzle and is a portion where thermal energy for discharging a droplet acts on the liquid. It has a liquid discharge section having a liquid flow path of which the action section is a part, and an electrothermal converter as a means for generating thermal energy.
[0004]
The electrothermal converter includes a pair of electrodes and a heat-generating resistor layer connected to the electrodes and having a region (heat generating portion) that generates heat between the electrodes.
[0005]
Typical examples showing the structure of such an ink jet head are shown in FIGS. 9A and 9B.
[0006]
FIG. 9A is a partial front view of the ink jet head according to the present invention as viewed from the ink discharge nozzle side, and FIG. 9B is a cut when cut along a dashed line XY in FIG. 9A. FIG.
[0007]
The recording head 101 shown in FIG. 9 has a groove in which a predetermined number of grooves having a predetermined linear density and a predetermined width and depth are provided on a surface of a substrate 103 on which an electrothermal transducer 102 is provided. It has a structure in which an ink discharge nozzle 105 and a liquid discharge unit 106 are formed by bonding so as to be covered by the attachment plate 104.
[0008]
In the case of the print head shown in the figure, the print head is shown as having a plurality of ink discharge nozzles 105.
[0009]
The liquid discharge unit 106 has an ink discharge nozzle 105 for discharging liquid at its end, and thermal energy generated by the electrothermal transducer 102 acts on the liquid to generate bubbles, which are caused by expansion and contraction of the volume. It has a heat acting portion 107 which is a portion that causes a sudden change in state.
[0010]
The heat acting portion 107 is located above the heat generating portion 108 of the electrothermal converter 102, and has a heat acting surface 109 serving as a surface of the heat generating portion 108 in contact with the liquid as a bottom surface.
[0011]
The heat generating unit 108 includes a lower layer 110 provided on the substrate 103, a heating resistor layer 111 provided on the lower layer 110, and an upper layer 112 provided on the heating resistor layer 111.
[0012]
On the surface of the heating resistor layer 111, electrodes 113 and 114 for supplying electricity to the heating resistor layer 111 for generating heat are provided.
[0013]
The electrode 113 is an electrode common to the heat generating unit of each liquid discharging unit, and the electrode 114 is a selection electrode for selecting the heat generating unit of each liquid discharging unit to generate heat. It is provided along the road.
[0014]
The upper layer 112 is a liquid flow path between the heat generating resistance layer 111 and the liquid discharge unit 106 for chemically and physically protecting the heat generating resistance layer 111 in the heat generating unit 108 from a liquid (for example, ink) to be used. And a protective function of the heat generating resistance layer 111 for preventing the electrodes 113 and 114 from being short-circuited through the liquid while isolating the liquid from the liquid.
[0015]
In such a thermal system, it is basically easy to integrate heat generating elements, and it is possible to arrange a plurality of ink ejection nozzles at a high density pitch.
[0016]
Next, FIGS. 10A and 10B show a typical example of the above-described piezoelectric on-demand type ink jet head in a cross-sectional view and a plan omitted view.
[0017]
This method is a method in which an ink chamber filled with ink is pressurized by a piezoelectric element to discharge ink droplets as ink droplet discharging means, and a vibration plate 203 is applied to a cavity 202 formed in a substrate 201. By joining, an ink chamber is formed.
[0018]
A lower electrode 205, a piezoelectric element 204, and an upper electrode 206 are formed on the vibration plate 203 in a laminated manner.
[0019]
In the cavity 202, an ink supply chamber 208 communicating with the ink discharge nozzle 207 and the ink chamber is formed.
[0020]
A plurality of these series of elements are formed in a row on the substrate, and when a voltage is selectively applied between the upper and lower electrodes 205 and 206 by an image signal (drive signal) S, electrostriction is applied to the piezoelectric element 204. As a result, the diaphragm 203 flexes rapidly.
[0021]
Thus, the volume of the ink chamber formed by the cavity 202 and the diaphragm 203 is reduced, and the ink droplet D is ejected from the ink ejection nozzle 207.
[0022]
The features of this method are that the size of the ink droplets can be controlled by the method of applying a voltage to the piezoelectric element 203, and the selection of the ink material is relatively easy.
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, in order to realize even higher-speed printing of an ink jet printer, a so-called line head printer that makes the printer head longer and arranges the printer head in a direction perpendicular to the paper transport direction and performs printing without moving the head. Many proposals have been made.
[0024]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-095150 proposes a line head printer using a full line type ink jet head covering an A4 vertical size of 210 mm.
[0025]
In the head proposed here, for example, by forming 5200 ink discharge nozzles at a density of 600 dpi (42.3 μm intervals), the printable width is about 220 mm.
[0026]
In recent years, ink jet printer heads have been moving toward higher densities in order to respond to higher image quality. For example, a line head having a density of 1200 dpi (21 μm interval) requires 10400 ink discharge nozzles. become.
[0027]
However, when the above-described piezoelectric full-line inkjet head is manufactured at a high-density pitch of, for example, 1200 dpi, it is necessary to reduce the size of each piezoelectric element and integrate them.
[0028]
As a result, the amount of flexure of the diaphragm that flexes due to the deformation of the piezoelectric element decreases, and the volume of ink removed in the ink chamber also decreases. This makes it difficult to discharge ink from the ink discharge nozzles. According to this, it is considered that it is difficult to increase the density to 300 dpi or more with the existing piezoelectric material.
[0029]
Further, in the thermal method described above, since the integration of the heating elements is basically easy, a plurality of ink nozzles can be arranged at a high density pitch, and many proposals have been made.
[0030]
However, in actuality, processing accuracy such as the position of the heating element and the nozzle is required, and it is very difficult to increase the yield during manufacturing.
[0031]
Here, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-210856 discloses an on-demand method for intermittently driving ink discharge means in accordance with characters to be printed, thereby intermittently discharging ink droplets and printing desired characters and the like. In the ink jet printer of the type, a charging means for giving a charge to the ink droplets discharged by the ink discharging means, and an electric field through which the ink droplets charged by the charging means pass, are formed by the electric field. And a deflecting means for changing a direction in which the ejected ink droplets are ejected.
[0032]
In such a configuration, the charging means, the deflecting means, and the like need to be added, but it is possible to arrange the ink discharge nozzles at a low-density pitch. Also in this case, high-density image recording can be performed without reducing the size of the piezoelectric element.
[0033]
However, when the recording paper is conveyed continuously in the above proposed configuration, the ink dots printed on the recording paper have a step between the nozzle pitches IIa, IIb, IIc as shown in FIG. 11B. As a result, the horizontal line is formed in a saw shape.
[0034]
For example, when printing a solid image or the like, the ink ejected on demand from each nozzle is continuously landed on the recording paper as 1 to 5 in the direction perpendicular to the recording paper conveyance direction by the above-mentioned deflecting means. However, as the recording paper advances from 1 to 5 with respect to the continuous conveyance of the recording paper, the landing positions of the respective inks shift in the conveyance direction by the conveyance speed of the recording paper, resulting in the above-described arrangement of the ink dots. .
[0035]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a line head printer capable of high-speed image recording as shown in FIG. And
[0036]
[Means for Solving the Problems]
The on-demand ink jet printer apparatus of the present invention simultaneously controls the ink ejection means driven on demand and the deflection electric field applying means for deflecting the path of the ink droplet ejected from the ink ejection means, thereby providing a desired image on the recording paper. In an image forming apparatus for forming an ink image at an image printing position, the above-mentioned problem is solved by transporting a recording sheet in a region not involved in the deflection of ink droplets in a voltage waveform applied to the deflection electric field applying means.
[0037]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1)
Hereinafter, an embodiment of an on-demand type ink jet printer according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1, 2, and 3. FIG.
[0038]
As shown in FIG. 1, a so-called line head having a plurality of ink discharge nozzles 2a, 2b, 2c... (Multi-head).
[0039]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of the head unit 1 cut in parallel to a direction in which the ink discharge nozzles 2 are arranged. FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the vicinity of one ink discharge nozzle 2 in more detail, and FIG. 3 is a cross-sectional view from the side.
[0040]
The head section 1 forms a pressure generating chamber 4 by providing a concave portion by etching a silicon substrate having a thickness of about 150 μm at an arrangement pitch of the ink discharge nozzles 2 and covering the silicon substrate with a vibration plate 3.
[0041]
An ink discharge nozzle 2 is formed on a surface opposite to the surface covered with the vibration plate 3, and an ink supply port 5 for supplying ink from an ink supply flow path 6 to the pressure generating chamber 4 is connected.
[0042]
The vibrating plate 3 is formed of a thin plate of a ceramic material or a metal material such as zirconia or silicon, which can be elastically deformed by the displacement of the piezoelectric vibrator 7. The piezoelectric vibrator type ink jet recording head can be configured by fixing the vibrator 7 corresponding to each pressure generating chamber 4 and applying a signal from the drive power supply 10 according to the print signal.
[0043]
The ink droplets D ejected on demand from the ink ejection nozzles 2 in this manner are deflecting electrodes 12 and 13 which are part of deflection electric field applying means to which a voltage is applied from a deflection electric field forming power supply 14 in synchronization with the ejection timing. The recording medium P is deflected in the flight path by passing through a deflection electric field in a direction substantially perpendicular to the ejection direction of the ink droplet D, and lands at a desired image printing position (D1 to D5) on the recording paper P. .
[0044]
In this deflection electric field applying means, deflection electrodes 12 and 13 are arranged on an insulating film 15 formed in the vicinity of the ink discharge nozzles 2 on the silicon substrate on which the respective ink discharge nozzles 2 are formed so as to sandwich the ink flight path. These are alternately provided along the arrangement pitch of the ink ejection nozzles 2 in the direction perpendicular to the transport direction p of the recording paper P.
[0045]
Next, an electric circuit configuration to the head unit 1 for deflecting the flight path of the ink droplet D as described above and landing the ink droplet D at a desired image printing position on the recording paper P will be described with reference to FIG. And will be described.
[0046]
In FIG. 5, a deflection electrode control signal for controlling the application of a voltage between the deflection electrodes 12 and 13 in synchronization with the ink ejection timing based on a print trigger supplied from an input terminal 20 is provided. A piezoelectric element enable signal applied to the lower electrode 8 and the upper electrode 9 of the piezoelectric vibrator 7 to control ink ejection timing, and a latch signal for converting print data supplied serially into parallel data. It has a timing signal generating circuit 21 to be output and a voltage generating circuit 22 which converts a deflection electrode control signal from the timing signal generating circuit 21 into a voltage and applies the voltage between the deflection electrodes 12 and 13.
[0047]
A serial / parallel conversion circuit 24 that converts print data 23 supplied by serial transmission into parallel print data and outputs the data, which is formed in accordance with print information; A piezoelectric element controller 25 for forming and outputting a piezoelectric element control signal for controlling each of the piezoelectric vibrators 7 based on the piezoelectric element enable signal and the print data from the serial / parallel conversion circuit 24; A piezoelectric element driver 26 drives the piezoelectric vibrator 7 by applying a voltage to the lower electrode 8 and the upper electrode 9 of the piezoelectric vibrator 7 based on the piezoelectric element control signal from 25.
[0048]
The above-described on-demand type ink jet printer apparatus includes a memory (a line buffer memory or a frame memory) for temporarily storing print data supplied from the outside via the input terminal 30 as needed, as shown in FIG. Etc.) 31 and γ correction of the print data, color correction when the print data is color, shape of each ink ejection nozzle 2, deformability of each piezoelectric vibrator 7, print generated between each deflection electrode, etc. A correction circuit 32 for correcting variations in performance, a driver 33 for driving the head unit 1, a control system 34 for controlling driving of a motor for transporting the recording paper P, and the like, and print data supplied from the outside. And a control circuit 35 for controlling the head section 1, memory 31, correction circuit 32, driver 33, and control system 34.
[0049]
Next, the operation of the on-demand type ink jet printer according to the present embodiment having the above configuration will be described.
[0050]
First, when print data is transferred from a personal computer or the like to the on-demand type ink jet printer of the present invention, the print data is serially transmitted as shown in FIG. 7A, and is transmitted through the input terminal 30 shown in FIG. And supplied to the control circuit 35.
[0051]
When the serial print data is supplied, the control circuit 35 supplies the serial print data to the head unit 1 in the printing order, and drives a motor or the like that conveys the recording paper P based on the serial print data. Is supplied to the control system 34.
[0052]
In the case of the on-demand type ink jet printer according to the present embodiment, the printing ability of each head according to the shape of each ink ejection nozzle 2, the deformation ability of each piezoelectric vibrator 7, the printing ability generated between the deflection electrodes, and the like. In some cases, the serial print data needs to be corrected.
[0053]
Therefore, the correction circuit 32 includes data (ink ejection nozzle number, temperature / humidity, input signal, etc.) for correcting variations in the printing performance of each head, and data (γ for correcting the serial print data. The control circuit 35 corrects the serial print data based on the respective data, and stores the corrected serial print data in a printing order. It is supplied to the head unit 1 in a line.
[0054]
Further, since the printing order differs depending on the configuration of the head unit 1 and the printing unit and also has a relationship with the input order of the printing data, the control circuit 35 temporarily stores the printing data in the memory 31 as necessary. Writing and reading are performed, and serial print data is supplied to the head unit 1.
[0055]
When the drive data is supplied from the control circuit 35, the driver 33 supplies the drive data to the head unit 1 as a print trigger.
[0056]
Next, in FIG. 5, the serial print data from the control circuit 35 is supplied to the serial / parallel conversion circuit 24 via the input terminal 23, and the drive data from the driver 33 is supplied via the input terminal 20. The signal is supplied to the timing signal forming circuit 21.
[0057]
The timing signal forming circuit 21 forms a latch signal shown in FIG. 7B, a piezoelectric element enable signal shown in FIG. 7D, and a deflection electrode control signal shown in FIG. These are supplied to a serial / parallel conversion circuit 24, a piezoelectric element controller 25, and a voltage generation circuit 22, respectively.
[0058]
The serial / parallel conversion circuit 24 latches the serial print data supplied through the input terminal 23 at the timing of the latch signal shown in FIG. (Hereinafter, simply referred to as print data), and these are supplied to the piezoelectric element controller 25, respectively.
[0059]
The piezoelectric element controller 25 forms a piezoelectric element control signal based on the print data and the piezoelectric element enable signal shown in FIG. It is supplied to the driver 26. The piezoelectric element driver 26 amplifies the piezoelectric element control signal and supplies it between the lower electrode 8 and the upper electrode 9 of the piezoelectric vibrator 7.
[0060]
Further, the voltage generation circuit 22 responds to the inter-nozzle pitch as shown in FIG. 7F based on the deflection electrode control signal shown in FIG. 7E synchronized with the piezoelectric element enable signal (d). A periodic sawtooth waveform voltage is used as a deflection electrode voltage, and this voltage is applied between the deflection electrodes 12 and 13, respectively.
[0061]
In this way, the ink droplets D discharged from the nozzle 2 are distributed to desired positions D1, D2,..., Dn on the recording paper P according to the discharge timing when passing between the deflection electrodes 12 and 13. Can be
[0062]
Here, the drive signal for driving the motor for transporting the recording paper P shown in FIG. 7G corresponds to the area not involved in the deflection of the ink droplets of the deflection electrode control signal shown in FIG. 7E. The recording paper P is conveyed by driving the motor.
[0063]
This printing process will be described in more detail with reference to FIG.
[0064]
FIG. 8A is a waveform diagram of a deflection electrode voltage applied between the deflection electrodes 12 and 13, and FIG. 8B is a flight path of the ink droplet D flying from the nozzle 2 at each timing by the deflection electrode voltage. FIG. 8C is a schematic view of the ink droplets D at each timing printed on the recording paper P intermittently conveyed in the direction perpendicular to the head arrangement direction after flying.
[0065]
Here, the continuous numbers represent relative time, and when a voltage in the ± direction is applied with a sawtooth waveform as shown in FIG. 8A, each ink droplet from the nozzle 2 as shown in FIG. It flies sequentially and is sequentially printed as shown in FIG.
[0066]
The frequency of the deflection electrode voltage is an integral multiple of the frequency of the piezoelectric element control signal. In this example, the frequency of the deflection electrode voltage is set to five times, so that, for example, five ink droplets are ejected within one cycle of the deflection electrode voltage. When the five ink droplets land on the recording paper P, five dots are arranged and printing is performed for a distance W corresponding to the pitch between adjacent nozzles.
[0067]
At this time, the recording paper P has a dot diameter w1 of the ink droplets (where the ink is the recording paper P) in an area 0 to 1, 5 to 6 in FIG. When the recording paper P is conveyed by driving the motor by an amount corresponding to W / 5 when it is assumed that the ink is in a circular shape when the recording paper P is soaked, the ink is not disturbed at the same pitch as shown in FIG. Printing of dot array is possible.
[0068]
The shape and size of the ink dots on the recording paper shown in FIG. 8C differ depending on the physical properties (viscosity, surface tension, etc.) of the ink, the physical properties of the recording paper P, and the like. By appropriately selecting the droplet size, the overlapping amount of adjacent ink dots, the transport distance of the recording paper P, and the like, white streaks and the like in a solid image can be prevented.
[0069]
In the present embodiment, a thermal ink jet recording head is configured by arranging a Joule heat generating element 41 in each pressure generating chamber 40 as shown in FIG. Printing can also be performed by using a conventional 43-type on-demand type droplet discharging means such as a piezoelectric mode such as a piston mode and a shear mode, an electrostatic mode, and a magnetic mode.
[0070]
In any of the ink discharge means, the pressure generating chamber is pressurized in response to the drive signal to discharge the ink droplet D from the ink discharge nozzle, and thereafter the ink flight path is deflected by the method of the present invention.
[0071]
Further, it is needless to say that the present technology can be applied to conventionally known technologies other than ink jet such as toner jet and wax jet.
[0072]
It is also effective to provide a charging means for charging the ink droplet before passing through the deflection electrode so that the ink droplet D is more stably charged, and to apply the present embodiment. is there.
[0073]
In the description of the above-described embodiment, the head unit 1 is of the side shooter type. However, it is needless to say that the head unit 1 may be of a so-called edge shooter type.
[0074]
Furthermore, a full-color image can be printed by arranging a plurality of line heads of this configuration perpendicularly to the recording paper conveyance direction and supplying at least inks of yellow, magenta, cyan, black, etc. to each of them. Of course.
[0075]
(Embodiment 2)
Hereinafter, another embodiment of the on-demand type inkjet printer according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.
[0076]
FIG. 12A is a waveform diagram of a deflection electrode voltage applied between the deflection electrodes 12 and 13, and FIG. 12B is a flight path of the ink droplet D flying from the nozzle 2 at each timing by the deflection electrode voltage. FIG. 12C is a schematic view of the ink droplets D at each timing printed on the recording paper P intermittently conveyed in the direction perpendicular to the head arrangement direction after the flight.
[0077]
The overall configuration and the like are substantially the same as those of the first embodiment shown in FIGS. 1, 2 and 3, and are different from the first embodiment in that the waveforms of the voltages applied to the deflection electrodes 12 and 13 are different.
[0078]
In the present embodiment, by applying a waveform voltage as shown in FIG. 12A, the ink droplet is deflected in one direction (rightward in the figure) as shown in FIG. ).
[0079]
Also in the present embodiment, the pitch between adjacent nozzles is represented by W, and when the diameter of a printed ink dot is w1, one ink droplet of W / w is generated in one cycle of a voltage waveform applied between the deflection electrodes 12 and 13. The recording paper is conveyed with a blank during the period of the applied waveform, and accurate printing is performed.
[0080]
The frequency of the deflection electrode voltage is an integral multiple of the frequency of the piezoelectric element control signal. In this example, the frequency of the deflection electrode voltage is set to five times, so that, for example, five ink droplets are ejected within one cycle of the deflection electrode voltage. When the five ink droplets land on the recording paper P, five dots are arranged and printing is performed for a distance W corresponding to the pitch between adjacent nozzles.
[0081]
At this time, the recording paper P has a dot diameter w1 of the ink droplets (the ink is applied to the recording paper) in an area of 0 to 1, 5 to 6 in 12 (a) which is not involved in the deflection of the ink droplet of the deflection electrode control signal. When the recording paper P is conveyed by driving the motor by an amount equivalent to W / 5 when it is assumed that the ink dot becomes a circular shape when soaked, the ink dots are not disturbed at the same pitch as shown in FIG. Array printing is possible.
[0082]
The shape and size of the ink dots on the recording paper shown in FIG. 8C differ depending on the physical properties (viscosity, surface tension, etc.) of the ink, the physical properties of the recording paper P, and the like. By appropriately selecting the droplet size, the overlapping amount of adjacent ink dots, the transport distance of the recording paper P, and the like, white streaks and the like in a solid image can be prevented.
[0083]
The waveform of the deflection electrode voltage applied between the deflection electrodes 12 and 13 is such that the applied voltage is changed stepwise as shown in FIG. 13 and that the deflection distance is changed by changing the application time as shown in FIG. Various waveforms can be selected, and in any case, the recording paper is conveyed in a region not involved in the deflection of the ink droplet.
[0084]
Note that, also in the present embodiment, a thermal type ink jet recording head is configured by disposing a Joule heat generating element 41 in each pressure generating chamber 40 as shown in FIG. Printing can also be performed by using a conventional 43-type on-demand type droplet discharging means such as a piezoelectric mode such as a piston mode and a shear mode, an electrostatic mode, and a magnetic mode.
[0085]
In any of the ink discharge means, the pressure generating chamber is pressurized in response to the drive signal to discharge the ink droplet D from the ink discharge nozzle, and thereafter the ink flight path is deflected by the method of the present invention.
[0086]
Further, it is needless to say that the present technology can be applied to technologies other than ink jet such as toner jet and wax jet.
[0087]
It is also effective to provide a charging means for charging the ink droplet before passing through the deflection electrode so that the ink droplet D is more stably charged, and to apply the present embodiment. is there.
[0088]
In the description of the above-described embodiment, the head unit 1 is of the side shooter type. However, it is needless to say that the head unit 1 may be of a so-called edge shooter type.
[0089]
Further, it is of course possible to perform full-color printing by arranging a plurality of line heads of this configuration perpendicularly to the recording paper transport direction and supplying at least inks of yellow, magenta, cyan, black and the like to each of them. It is.
[0090]
【The invention's effect】
The on-demand ink jet printer apparatus of the present invention simultaneously controls the ink ejection means driven on demand and the deflection electric field applying means for deflecting the path of the ink droplet ejected from the ink ejection means, thereby providing a desired image on the recording paper. In an image forming apparatus for forming an ink image at an image printing position, a recording paper is conveyed in a region not involved in the deflection of ink droplets in a voltage waveform applied to the deflecting electric field applying means, so that the ink has a low density pitch. Since the discharge nozzles can be arranged, high-density image recording can be performed without increasing the processing accuracy, and without reducing the size of the piezoelectric element even when the piezoelectric method is used.
[0091]
Further, it is possible to provide a line head printer capable of realizing higher-speed printing with a simple device configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a head unit 1 of an ink jet printer according to an embodiment of the present invention, cut in parallel to a direction in which ink discharge nozzles are arranged.
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining in more detail a main part of a head unit 1 of the ink jet printer according to the embodiment of the present invention, in the vicinity of one ink ejection nozzle.
FIG. 3 is a side cross-sectional view for explaining in more detail a main part of a head unit 1 of the ink jet printer device according to the embodiment of the present invention in the vicinity of one ink discharge nozzle.
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining in more detail a main part of a head unit 1 of an ink jet printer according to another embodiment of the present invention, in the vicinity of one ink ejection nozzle.
FIG. 5 is a circuit diagram of the ink jet printer device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an overall block diagram of the inkjet printer device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a time chart illustrating the operation of the ink jet printer according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a voltage waveform applied to a deflection electrode of the head unit 1 of the ink jet printer device according to the embodiment of the present invention, a flight path of an ink droplet at this time, and a printing state.
FIG. 9 is a sectional view of a head portion of a conventional thermal-type on-demand ink jet printer.
FIG. 10 is a cross-sectional view and a plan omitted view of a head portion of a conventional piezoelectric on-demand ink jet printer device.
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a printing state on recording paper of an inkjet printer according to a conventional example and an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a schematic diagram showing a voltage waveform applied to a deflection electrode of a head unit 1 of an ink jet printer according to another embodiment of the present invention, a flight path of an ink droplet at this time, and a printing state.
FIG. 13 is a schematic diagram showing a voltage waveform applied to a deflection electrode of a head unit 1 of an ink jet printer according to another embodiment of the present invention, a flight path of ink droplets at this time, and a printing state.
FIG. 14 is a schematic diagram showing a voltage waveform applied to a deflection electrode of a head unit 1 of an ink jet printer device according to another embodiment of the present invention, a flight path of an ink droplet at this time, and a printing state.
[Explanation of symbols]
1 Head
2 Ink ejection nozzle (nozzle)
3 diaphragm
4 Pressure generating chamber
5 Ink supply port
6 Ink supply channel
7 Piezoelectric vibrator
8 Lower electrode
9 Upper electrode
10 Drive power supply
12, 13 deflection electrode
14 Power supply for forming deflection electric field
15 Insulating film
20 input terminals
21 Timing signal generation circuit
22 Voltage generation circuit
23 Print data
24 Serial / Parallel Conversion Circuit
25 Piezoelectric element controller
26 Piezoelectric element driver
40 Pressure generating chamber
41 Joule heat generating element
42, 43 deflection electrode
D Ink droplet
P record
