JP2012126046A - Inkjet recording apparatus and method for generating drive waveform signal - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット記録装置及び駆動波形信号生成方法に関する。 The present invention relates to an inkjet recording apparatus and a drive waveform signal generation method.
昨今、インク滴を吐出する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置では、印刷速度が1m/s且つ印字解像度が1200dpiを実現するために、駆動周波数が100kHz(画素周期が10us)で且つ1画素周期内にインク滴を0又は1滴吐出する100kHzバイナリ駆動方式で記録ヘッドを駆動する。
当該100kHzバイナリ駆動方式では、インク滴を1滴吐出するための吐出パルスと、当該吐出パルスにより圧力室内に生ずる圧力波への残響振動の影響を抑制するためのキャンセルパルスと、を1画素周期内に含んだ駆動波形信号に応じて記録ヘッドが駆動させる。
In recent years, in an ink jet recording apparatus having a recording head for ejecting ink droplets, a driving frequency of 100 kHz (pixel period is 10 us) and within one pixel period in order to realize a printing speed of 1 m / s and a printing resolution of 1200 dpi. The recording head is driven by a 100 kHz binary driving method in which 0 or 1 ink droplet is discharged.
In the 100 kHz binary drive method, an ejection pulse for ejecting one ink droplet and a cancel pulse for suppressing the influence of reverberation vibration on a pressure wave generated in the pressure chamber by the ejection pulse are within one pixel period. The recording head is driven in accordance with the drive waveform signal included in.
ここで、引き打ち方式でインク滴を吐出させる場合の、100kHzバイナリ駆動方式に係る駆動波形信号を図15(i)に、駆動波形信号に応じてインクを加圧する圧電素子に連接された圧力室内の圧力波形を図15(ii)に示す。なお、電圧V0は引き打ち方式に係る待機電圧を示す。また、図15(ii)において、インク滴を吐出させるための吐出パルスP1及びP2印加後の時刻T1及びT2はインク滴が吐出される時刻(正圧が最大となる時刻)を表し、実線はキャンセルパルスC1を印加した場合、破線はキャンセルパルスC1を印加しなかった場合の圧力波形をそれぞれ表す。つまり、図15(ii)に示すように、キャンセルパルスC1が印加されることで、吐出パルスP1による残響振動の影響が緩和されて、時刻T2における正圧が時刻T1と同程度にまで抑えられるため、吐出パルスP2に基づくインク滴の吐出速度を、吐出パルスP1に基づくインク滴の吐出速度と同じにすることができる。
ところで、この場合の画素周期は、図15(i)に示すように、吐出パルスP1及びキャンセルパルスC1のパルス幅をAL(AL:Acoustic Length,圧力室の固有振動周期の半周期)、吐出パルスP1の終了時点よりAL後にキャンセルパルスC1を印加、キャンセルパルスC1を印加した後に次の画素周期の吐出パルスP2を印加するまでの間隔をAL、とすると最短でも4AL必要となる。そのため、100kHzバイナリ駆動方式(駆動周波数が100kHz)を実現するためには、圧力室の固有振動周期が5us以下(固有振動周波数が200kHz以上)でなくてはならない。
Here, FIG. 15 (i) shows a drive waveform signal according to the 100 kHz binary drive method when ink droplets are ejected by the pulling method, and a pressure chamber connected to a piezoelectric element that pressurizes ink according to the drive waveform signal. The pressure waveform is shown in FIG. 15 (ii). The voltage V0 indicates a standby voltage according to the pulling method. In FIG. 15 (ii), times T1 and T2 after the application of ejection pulses P1 and P2 for ejecting ink droplets represent the time when ink droplets are ejected (time when the positive pressure becomes maximum), and the solid line indicates When the cancel pulse C1 is applied, the broken lines represent the pressure waveforms when the cancel pulse C1 is not applied. That is, as shown in FIG. 15 (ii), by applying the cancel pulse C1, the influence of reverberation vibration due to the ejection pulse P1 is alleviated, and the positive pressure at time T2 is suppressed to the same level as time T1. Therefore, the ink droplet ejection speed based on the ejection pulse P2 can be made the same as the ink droplet ejection speed based on the ejection pulse P1.
By the way, as shown in FIG. 15 (i), the pixel period in this case is that the pulse widths of the ejection pulse P1 and the cancel pulse C1 are AL (AL: Acoustic Length, half period of the natural vibration period of the pressure chamber), and the ejection pulse. If the cancel pulse C1 is applied after AL from the end time of P1, and the interval from the application of the cancel pulse C1 to the application of the ejection pulse P2 of the next pixel period is AL, 4AL is required at the shortest. Therefore, in order to realize the 100 kHz binary drive method (drive frequency is 100 kHz), the natural vibration period of the pressure chamber must be 5 us or less (the natural vibration frequency is 200 kHz or more).
そこで、駆動周波数が50kHz(画素周期が20us)で且つ1画素周期内にインク滴を0〜2滴吐出する50kHz2dpd駆動方式で記録ヘッドを駆動させる手法がある。 Therefore, there is a method of driving the recording head by a 50 kHz 2dpd driving method in which the driving frequency is 50 kHz (pixel period is 20 us) and 0 to 2 ink droplets are ejected within one pixel period.
例えば、2dpd駆動方式を用いたインクジェット記録装置としては、各吐出パルスのパルス幅を圧力室の固有振動周期に同期させることで、効率よく且つ安定的で高速にインクを吐出可能にしたものが知られている(特許文献1参照)。 For example, as an ink jet recording apparatus using the 2dpd driving method, an ink jet apparatus that can eject ink efficiently and stably at high speed is known by synchronizing the pulse width of each ejection pulse with the natural vibration period of the pressure chamber. (See Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1記載のインクジェット記録装置によると、吐出パルスを圧力室の固有振動周期に同期させているため、吐出パルスが単純に繰り返し印加されていくと、1画素周期内にインク滴を2滴吐出する際、同一画素周期内の後の吐出パルスに基づくインク滴は、先の吐出パルスの影響によって吐出速度が増大するという問題がある。
さらに、特許文献1記載のインクジェット記録装置によると、図15(ii)の破線に示したとおり、ある画素周期内の吐出パルスに基づく残響振動が次の画素周期におけるインク滴の吐出速度に影響をもたらす。そして、当該残響振動の影響は、上記キャンセルパルスの印加により抑制することは可能であるが、図15(i)に示す通り、従来のキャンセルパルスは、待機電圧V0に対して電圧が吐出パルスと逆極性であるように印加されるため、駆動波形信号全体で使用される電圧幅が広くなるという問題がある。
However, according to the ink jet recording apparatus described in
Furthermore, according to the ink jet recording apparatus described in
そこで、本発明の課題は、1画素周期内にインク滴を0〜2滴吐出する際、1画素周期内の各インク滴及び各画素周期間のインク滴を同じ吐出速度で吐出可能で、且つ使用する電圧幅を極力広げないインクジェット記録装置及び駆動波形信号生成方法を提供することである。 Therefore, the problem of the present invention is that when 0 to 2 ink droplets are ejected in one pixel cycle, each ink droplet in one pixel cycle and ink droplets in each pixel cycle can be ejected at the same ejection speed, and An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus and a drive waveform signal generation method that do not expand the voltage range to be used as much as possible.
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、インクジェット記録装置であって、ノズルと、前記ノズルと連通された圧力室と、共振周波数がfからなり前記圧力室内のインクに圧力を加えるための圧電素子と、を有し、付与される駆動波形信号に応じて前記圧電素子がインクに圧力を加えて前記ノズルよりインク滴を吐出する記録ヘッドと、1滴のインク滴を吐出するための吐出パルスと、前記吐出パルスによる残響振動の影響を抑制するためのキャンセルパルスと、を含み、前記記録ヘッドに1画素に対して0〜2滴のインク滴を吐出させるための前記駆動波形信号を生成する駆動波形信号生成手段と、を備え、前記駆動波形信号生成手段は、1/f以下の時間長からなる所定時間をtとすると、1画素周期内に、パルス幅が前記圧力室の固有振動周期の半周期を表すALよりもtだけ短い吐出パルスと、前記吐出パルスの終了時点よりtが経過した後に印加され前記吐出パルスと同極性であるキャンセルパルスと、を含む駆動波形信号を生成することを特徴とする。
In order to solve the above problems, an invention according to
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のインクジェット記録装置において、
前記駆動波形信号生成手段は、前記記録ヘッドに1画素に対して2滴のインク滴を吐出させる場合に、前記駆動波形信号を生成することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus according to the first aspect,
The drive waveform signal generation unit generates the drive waveform signal when the recording head ejects two ink droplets per pixel.
また、請求項3に記載の発明は、インクジェット記録装置であって、ノズルと、前記ノズルと連通された圧力室と、共振周波数がfからなり前記圧力室内のインクに圧力を加えるための圧電素子と、を有し、付与される駆動波形信号に応じて前記圧電素子がインクに圧力を加えて前記ノズルよりインク滴を吐出する記録ヘッドと、1滴のインク滴を吐出するための吐出パルスと、前記吐出パルスによる残響振動の影響を抑制するためのキャンセルパルスと、を含み、前記記録ヘッドに1画素に対して0〜2滴のインク滴を吐出させるための前記駆動波形信号を生成する駆動波形信号生成手段と、を備え、前記駆動波形信号生成手段は、前記記録ヘッドに1画素に対して1滴のインク滴を吐出させる場合、1画素周期内に、パルス幅が前記圧力室の固有振動周期の半周期を表すALと等しく電圧がV1からなる第1の吐出パルスと、前記第1の吐出パルスの終了時点より2AL後に印加され前記第1の吐出パルスと同極性であり且つパルス幅がALと等しく電圧がV1より小さなV2からなる第1のキャンセルパルスと、を含む第1の駆動波形信号を生成し、前記記録ヘッドに1画素に対して2滴のインク滴を吐出させる場合、1/f以下の時間長からなる所定時間をtとすると、1画素周期内に、パルス幅がALと等しく電圧がV1からなる第2の吐出パルスと、前記第2の吐出パルスの終了時点よりAL後に印加されパルス幅がALよりもtだけ短く電圧がV1からなる第3の吐出パルスと、前記第3の吐出パルスの終了時点よりtが経過した後に印加され前記第3の吐出パルスと同極性であり電圧がV2からなる第2のキャンセルパルスと、を含む第2の駆動波形信号を生成することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an inkjet recording apparatus comprising a nozzle, a pressure chamber communicating with the nozzle, and a piezoelectric element having a resonance frequency f and applying pressure to the ink in the pressure chamber. And a recording head in which the piezoelectric element applies pressure to the ink in accordance with the applied drive waveform signal to eject ink droplets from the nozzle, and an ejection pulse for ejecting one ink droplet And a cancel pulse for suppressing the influence of reverberation vibration due to the ejection pulse, and generating the drive waveform signal for causing the recording head to eject 0 to 2 ink droplets per pixel. Waveform signal generating means, and when the drive waveform signal generating means causes the recording head to eject one drop of ink to one pixel, the pulse width is the pressure within one pixel period. A first ejection pulse having a voltage equal to V1 which is equal to AL representing a half period of the natural oscillation period of the first oscillation pulse, and having the same polarity as the first ejection pulse applied 2AL after the end time of the first ejection pulse; A first drive waveform signal including a first cancel pulse composed of V2 having a pulse width equal to AL and a voltage smaller than V1 is generated, and the recording head ejects two ink droplets to one pixel. In this case, when a predetermined time having a time length of 1 / f or less is t, a second ejection pulse having a pulse width equal to AL and a voltage V1 within one pixel period and the end of the second ejection pulse. A third ejection pulse which is applied after AL from the time point and whose pulse width is shorter than AL by a voltage V1, and the third ejection pulse which is applied after t has elapsed since the end time of the third ejection pulse. Wherein the voltage is the same polarity to generate the second drive waveform signal including a second cancel pulse consisting of V2, the.
また、請求項4に記載の発明は、インクジェット記録装置であって、ノズルと、前記ノズルと連通された圧力室と、共振周波数がfからなり前記圧力室内のインクに圧力を加えるための圧電素子と、を有し、付与される駆動波形信号に応じて前記圧電素子がインクに圧力を加えて前記ノズルよりインク滴を吐出する記録ヘッドと、1滴のインク滴を吐出するための吐出パルスと、前記吐出パルスによる残響振動の影響を抑制するためのキャンセルパルスと、を含み、前記記録ヘッドに1画素に対して0〜2滴のインク滴を吐出させるための前記駆動波形信号を生成する駆動波形信号生成手段と、を備え、前記駆動波形信号生成手段は、前記記録ヘッドに1画素に対して1滴のインク滴を吐出させる場合、1画素周期内に、パルス幅が前記圧力室の固有振動周期の半周期を表すALと等しく電圧がV1からなる第1の吐出パルスと、前記第1の吐出パルスの終了時点より2AL後に印加され前記第1の吐出パルスと同極性であり且つパルス幅がALと一致せず電圧がV1より小さなV2からなる第1のキャンセルパルスと、を含む第1の駆動波形信号を生成し、前記記録ヘッドに1画素に対して2滴のインク滴を吐出させる場合、1/f以下の時間長からなる所定時間をtとすると、1画素周期内に、パルス幅がALと等しく電圧がV1からなる第2の吐出パルスと、前記第2の吐出パルスの終了時点よりAL後に印加されパルス幅がALよりもtだけ短く電圧がV1からなる第3の吐出パルスと、前記第3の吐出パルスの終了時点よりtが経過した後に印加され前記第3の吐出パルスと同極性であり電圧がV2からなる第2のキャンセルパルスと、を含む第2の駆動波形信号を生成することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus comprising a nozzle, a pressure chamber communicated with the nozzle, and a piezoelectric element having a resonance frequency f and applying pressure to the ink in the pressure chamber. And a recording head in which the piezoelectric element applies pressure to the ink in accordance with the applied drive waveform signal to eject ink droplets from the nozzle, and an ejection pulse for ejecting one ink droplet And a cancel pulse for suppressing the influence of reverberation vibration due to the ejection pulse, and generating the drive waveform signal for causing the recording head to eject 0 to 2 ink droplets per pixel. Waveform signal generating means, and when the drive waveform signal generating means causes the recording head to eject one drop of ink to one pixel, the pulse width is the pressure within one pixel period. A first ejection pulse having a voltage equal to V1 which is equal to AL representing a half period of the natural oscillation period of the first oscillation pulse, and having the same polarity as the first ejection pulse applied 2AL after the end time of the first ejection pulse; Generating a first drive waveform signal including a first cancel pulse having a pulse width V that does not match AL and a voltage V2 smaller than V1, and applies two ink droplets to one pixel on the recording head. In the case of discharging, if a predetermined time having a time length of 1 / f or less is t, a second discharge pulse having a pulse width equal to AL and a voltage V1 within one pixel period, and the second discharge pulse Is applied after AL from the end of the third discharge pulse, the pulse width is shorter than AL by t and the voltage is V1, and the third discharge pulse is applied after t has elapsed from the end of the third discharge pulse. Discharge pal Voltage is the same polarity and generating a second drive waveform signal including a second cancel pulse consisting of V2, the a.
また、請求項5に記載の発明は、インクジェット記録装置であって、ノズルと、前記ノズルと連通された圧力室と、共振周波数がfからなり前記圧力室内のインクに圧力を加えるための圧電素子と、を有し、付与される駆動波形信号に応じて前記圧電素子がインクに圧力を加えて前記ノズルよりインク滴を吐出する記録ヘッドと、1滴のインク滴を吐出するための吐出パルスと、前記吐出パルスによる残響振動の影響を抑制するためのキャンセルパルスと、を含み、前記記録ヘッドに1画素に対して0〜2滴のインク滴を吐出させるための前記駆動波形信号を生成する駆動波形信号生成手段と、を備え、前記駆動波形信号生成手段は、前記記録ヘッドに1画素に対して1滴のインク滴を吐出させる場合、1画素周期内に、パルス幅が前記圧力室の固有振動周期の半周期を表すALと等しい第1の吐出パルスと、前記第1の吐出パルスの終了時点より2AL後に印加され前記第1の吐出パルスと同極性であり且つパルス幅がALと等しい第1のキャンセルパルスと、を含む第1の駆動波形信号を生成し、前記記録ヘッドに1画素に対して2滴のインク滴を吐出させる場合、1/f以下の時間長からなる所定時間をtとすると、1画素周期内に、パルス幅がALと等しい第2の吐出パルスと、前記第2の吐出パルスの終了時点よりAL後に印加されパルス幅がALよりもtだけ短い第3の吐出パルスと、前記第3の吐出パルスの終了時点よりtが経過した後に印加され前記第3の吐出パルスと同極性である第2のキャンセルパルスと、を含む第2の駆動波形信号を生成し、各吐出パルスの電圧V1と前記第2のキャンセルパルスの電圧V2と前記第1のキャンセルパルスの電圧V3とが、V1>V2>V3の関係を満たすことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus comprising a nozzle, a pressure chamber communicating with the nozzle, and a piezoelectric element having a resonance frequency f and applying pressure to the ink in the pressure chamber. And a recording head in which the piezoelectric element applies pressure to the ink in accordance with the applied drive waveform signal to eject ink droplets from the nozzle, and an ejection pulse for ejecting one ink droplet And a cancel pulse for suppressing the influence of reverberation vibration due to the ejection pulse, and generating the drive waveform signal for causing the recording head to eject 0 to 2 ink droplets per pixel. Waveform signal generating means, and when the drive waveform signal generating means causes the recording head to eject one drop of ink to one pixel, the pulse width is the pressure within one pixel period. A first ejection pulse equal to AL representing a half period of the natural oscillation period of the first ejection pulse, the same polarity as the first ejection pulse applied 2 AL after the end time of the first ejection pulse, and a pulse width of AL When generating a first drive waveform signal including the same first cancel pulse and causing the recording head to eject two ink droplets to one pixel, a predetermined time having a time length of 1 / f or less Is t, a second ejection pulse having a pulse width equal to AL within one pixel period, and a third ejection pulse which is applied after AL from the end of the second ejection pulse and whose pulse width is shorter than AL by t. Generating a second drive waveform signal including an ejection pulse and a second cancel pulse that is applied after t has elapsed from the end of the third ejection pulse and has the same polarity as the third ejection pulse. , Each discharge pulse And the voltage V3 of the voltage V2 of the voltage V1 the second cancel pulse first cancel pulse, characterized by satisfying the relation V1> V2> V3.
また、請求項6に記載の発明は、請求項3〜5の何れか1項に記載のインクジェット記録装置において、複数の圧電素子ごとに設けられる個別電極と、前記複数の圧電素子に共通して使用されるコモン電極と、を備え、それぞれの圧電素子は、前記個別電極と前記コモン電極の間に配置され、各吐出パルスの電圧V1が当該個別電極とコモン電極の間に印加されることで前記ノズルよりインク滴を吐出するための圧力を前記インクに加え、前記コモン電極の電圧VCOMは、VCOM≧V1の関係を満たすことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus according to any one of the third to fifth aspects, the individual electrodes provided for each of the plurality of piezoelectric elements and the plurality of piezoelectric elements are shared. Each piezoelectric element is disposed between the individual electrode and the common electrode, and a voltage V1 of each ejection pulse is applied between the individual electrode and the common electrode. A pressure for ejecting ink droplets from the nozzle is applied to the ink, and the voltage VCOM of the common electrode satisfies a relationship of VCOM ≧ V1.
また、請求項7に記載の発明は、請求項3又は4に記載のインクジェット記録装置において、前記第1の駆動波形信号及び第2の駆動波形信号は、時間に応じて、各吐出パルスの電圧V1と、各キャンセルパルスの電圧V2と、前記圧電素子の待機状態を形成するための待機電圧V0と、の何れかの電圧のレベルを生成する信号であり、前記電圧V1と電圧V2と待機電圧V0との何れかの電圧を前記圧電素子に加えるための駆動回路と、前記駆動波形信号生成手段により生成される第1の駆動波形信号又は第2の駆動波形信号の電圧のレベルに応じて、前記駆動回路が当該電圧のレベルに即した電圧を前記圧電素子に加えるための選択信号を前記駆動回路へ入力する入力部と、を備え、前記選択信号は、それぞれ、信号レベルが選択レベルと非選択レベルの2種類からなる一組の第1選択信号と第2選択信号とからなり、前記入力部は、前記電圧V1のレベルに応じて前記第1選択信号の信号レベルが選択レベルである選択信号を生成し、前記電圧V2のレベルに応じて前記第2選択信号の信号レベルが選択レベルである選択信号を生成し、前記待機電圧V0のレベルに応じて前記第1選択信号の信号レベル及び前記第2選択信号の信号レベルが非選択レベルである選択信号を生成することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus according to the third or fourth aspect, the first drive waveform signal and the second drive waveform signal are voltages of each ejection pulse according to time. V1 is a signal that generates a level of any one of the voltage V2 of each cancel pulse and the standby voltage V0 for forming a standby state of the piezoelectric element, and the voltage V1, the voltage V2, and the standby voltage According to the drive circuit for applying any voltage of V0 to the piezoelectric element, and the voltage level of the first drive waveform signal or the second drive waveform signal generated by the drive waveform signal generation means, An input unit that inputs a selection signal for applying a voltage corresponding to the level of the voltage to the piezoelectric element to the driving circuit, and the selection signal has a signal level that is a selection level, respectively. The input unit is composed of a pair of first selection signal and second selection signal composed of two types of non-selection levels. The signal level of the first selection signal is a selection level according to the level of the voltage V1. A selection signal is generated, a selection signal in which the signal level of the second selection signal is a selection level according to the level of the voltage V2, and a signal level of the first selection signal according to the level of the standby voltage V0 And a selection signal in which a signal level of the second selection signal is a non-selection level is generated.
また、請求項8に記載の発明は、請求項5に記載のインクジェット記録装置において、前記第1の駆動波形信号及び第2の駆動波形信号は、時間に応じて、各吐出パルスの電圧V1と、前記第2のキャンセルパルスの電圧V2と、前記第1のキャンセルパルスの電圧V3と、前記圧電素子の待機状態を形成するための待機電圧V0と、の何れかの電圧のレベルを生成する信号であり、前記電圧V1と電圧V2と電圧V3と待機電圧V0との何れかの電圧を前記圧電素子に加えるための駆動回路と、前記駆動波形信号生成手段により生成される第1の駆動波形信号又は第2の駆動波形信号の電圧のレベルに応じて、前記駆動回路が当該電圧のレベルに即した電圧を前記圧電素子に加えるための選択信号を前記駆動回路へ入力する入力部と、を備え、前記選択信号は、それぞれ、信号レベルが選択レベルと非選択レベルの2種類からなる一組の第1選択信号と第2選択信号と第3選択信号とからなり、前記入力部は、前記電圧V1のレベルに応じて前記第1選択信号の信号レベルが選択レベルである選択信号を生成し、前記電圧V2のレベルに応じて前記第2選択信号の信号レベルが選択レベルである選択信号を生成し、前記電圧V3のレベルに応じて前記第3選択信号の信号レベルが選択レベルである選択信号を生成し、前記待機電圧V0のレベルに応じて前記第1選択信号、前記第2選択信号、及び前記第3選択信号の信号レベルが非選択レベルである選択信号を生成することを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus according to the fifth aspect, the first drive waveform signal and the second drive waveform signal are a voltage V1 of each ejection pulse according to time. A signal for generating a level of any one of the voltage V2 of the second cancel pulse, the voltage V3 of the first cancel pulse, and the standby voltage V0 for forming a standby state of the piezoelectric element A drive circuit for applying any one of the voltage V1, voltage V2, voltage V3, and standby voltage V0 to the piezoelectric element, and a first drive waveform signal generated by the drive waveform signal generating means Or an input unit for inputting, to the drive circuit, a selection signal for the drive circuit to apply a voltage corresponding to the voltage level to the piezoelectric element according to the voltage level of the second drive waveform signal. Each of the selection signals includes a pair of a first selection signal, a second selection signal, and a third selection signal having two types of signal levels, a selection level and a non-selection level. A selection signal whose signal level of the first selection signal is a selection level is generated according to the level of V1, and a selection signal whose signal level of the second selection signal is a selection level is generated according to the level of the voltage V2. Generating a selection signal whose signal level is the selection level according to the level of the voltage V3, and selecting the first selection signal, the second selection signal according to the level of the standby voltage V0, And a selection signal in which a signal level of the third selection signal is a non-selection level is generated.
また、請求項9に記載の発明は、ノズルと、前記ノズルと連通された圧力室と、共振周波数がfからなり前記圧力室内のインクに圧力を加えるための圧電素子と、を有し、付与される駆動波形信号に応じて前記圧電素子がインクに圧力を加えて前記ノズルよりインク滴を吐出する記録ヘッドと、1滴のインク滴を吐出するための吐出パルスと、前記吐出パルスによる残響振動の影響を抑制するためのキャンセルパルスと、を含み、前記記録ヘッドに1画素に対して0〜2滴のインク滴を吐出させるための前記駆動波形信号を生成する駆動波形信号生成手段と、を備えたインクジェット記録装置による駆動波形信号生成方法であって、1/f以下の時間長からなる所定時間をtとすると、1画素周期内に、パルス幅が前記圧力室の固有振動周期の半周期を表すALよりもtだけ短い吐出パルスと、前記吐出パルスの終了時点よりtが経過した後に印加され前記吐出パルスと同極性であるキャンセルパルスと、を含む駆動波形信号を前記駆動波形信号生成手段に生成させることを特徴とする。 The invention according to claim 9 includes a nozzle, a pressure chamber communicated with the nozzle, and a piezoelectric element having a resonance frequency f and applying pressure to the ink in the pressure chamber. A recording head in which the piezoelectric element applies pressure to the ink in accordance with a drive waveform signal to be ejected to eject an ink droplet from the nozzle, an ejection pulse for ejecting one ink droplet, and reverberation vibration due to the ejection pulse Drive waveform signal generating means for generating the drive waveform signal for causing the recording head to eject 0 to 2 ink droplets per pixel, and a cancel pulse for suppressing the influence of A drive waveform signal generation method using an inkjet recording apparatus provided, wherein t is a predetermined time having a time length of 1 / f or less, and a pulse width is a natural vibration period of the pressure chamber within one pixel period. A drive waveform signal including a discharge pulse shorter than AL representing a half cycle by t and a cancel waveform having a polarity that is the same as the discharge pulse applied after t has elapsed from the end of the discharge pulse. It makes it produce | generate to a production | generation means, It is characterized by the above-mentioned.
また、請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の駆動波形信号生成方法において、
前記記録ヘッドに1画素に対して2滴のインク滴を吐出させる場合に、前記駆動波形信号を前記駆動波形信号生成手段に生成させることを特徴とする。
The invention according to
When the recording head ejects two ink droplets per pixel, the drive waveform signal is generated by the drive waveform signal generation unit.
また、請求項11に記載の発明は、ノズルと、前記ノズルと連通された圧力室と、共振周波数がfからなり前記圧力室内のインクに圧力を加えるための圧電素子と、を有し、付与される駆動波形信号に応じて前記圧電素子がインクに圧力を加えて前記ノズルよりインク滴を吐出する記録ヘッドと、1滴のインク滴を吐出するための吐出パルスと、前記吐出パルスによる残響振動の影響を抑制するためのキャンセルパルスと、を含み、前記記録ヘッドに1画素に対して0〜2滴のインク滴を吐出させるための前記駆動波形信号を生成する駆動波形信号生成手段と、を備えたインクジェット記録装置による駆動波形信号生成方法であって、前記記録ヘッドに1画素に対して1滴のインク滴を吐出させる場合、1画素周期内に、パルス幅が前記圧力室の固有振動周期の半周期を表すALと等しく電圧がV1からなる第1の吐出パルスと、前記第1の吐出パルスの終了時点より2AL後に印加され前記第1の吐出パルスと同極性であり且つパルス幅がALと等しく電圧がV1より小さなV2からなる第1のキャンセルパルスと、を含む第1の駆動波形信号を前記駆動波形信号生成手段に生成させ、前記記録ヘッドに1画素に対して2滴のインク滴を吐出させる場合、1/f以下の時間長からなる所定時間をtとすると、1画素周期内に、パルス幅がALと等しく電圧がV1からなる第2の吐出パルスと、前記第2の吐出パルスの終了時点よりAL後に印加されパルス幅がALよりもtだけ短く電圧がV1からなる第3の吐出パルスと、前記第3の吐出パルスの終了時点よりtが経過した後に印加され前記第3の吐出パルスと同極性であり電圧がV2からなる第2のキャンセルパルスと、を含む第2の駆動波形信号を前記駆動波形信号生成手段に生成させることを特徴とする。 The invention according to claim 11 includes a nozzle, a pressure chamber communicated with the nozzle, and a piezoelectric element having a resonance frequency f and applying pressure to the ink in the pressure chamber. A recording head in which the piezoelectric element applies pressure to the ink in accordance with a drive waveform signal to be ejected to eject an ink droplet from the nozzle, an ejection pulse for ejecting one ink droplet, and reverberation vibration due to the ejection pulse Drive waveform signal generating means for generating the drive waveform signal for causing the recording head to eject 0 to 2 ink droplets per pixel, and a cancel pulse for suppressing the influence of A method for generating a drive waveform signal by an ink jet recording apparatus, wherein when the recording head ejects one ink droplet to one pixel, the pulse width is the pressure within one pixel period. A first ejection pulse having a voltage equal to V1 which is equal to AL representing a half period of the natural oscillation period of the first oscillation pulse, and having the same polarity as the first ejection pulse applied 2AL after the end time of the first ejection pulse; The drive waveform signal generating means generates a first drive waveform signal including a first cancel pulse composed of V2 having a pulse width equal to AL and a voltage smaller than V1, and the recording head generates 2 for one pixel. In the case of ejecting ink droplets, assuming that a predetermined time having a time length of 1 / f or less is t, a second ejection pulse having a pulse width equal to AL and a voltage V1 within one pixel period; A third discharge pulse that is applied after AL from the end time of the second discharge pulse and whose pulse width is shorter than AL by t and the voltage is V1, and after t has elapsed from the end time of the third discharge pulse. A second cancel pulse is being pressurized the third ejection pulse of the same polarity the voltage is composed of V2, characterized in that to generate the driving waveform signal generating means and the second drive waveform signal including the.
また、請求項12に記載の発明は、ノズルと、前記ノズルと連通された圧力室と、共振周波数がfからなり前記圧力室内のインクに圧力を加えるための圧電素子と、を有し、付与される駆動波形信号に応じて前記圧電素子がインクに圧力を加えて前記ノズルよりインク滴を吐出する記録ヘッドと、1滴のインク滴を吐出するための吐出パルスと、前記吐出パルスによる残響振動の影響を抑制するためのキャンセルパルスと、を含み、前記記録ヘッドに1画素に対して0〜2滴のインク滴を吐出させるための前記駆動波形信号を生成する駆動波形信号生成手段と、を備えたインクジェット記録装置による駆動波形信号生成方法であって、前記記録ヘッドに1画素に対して1滴のインク滴を吐出させる場合、1画素周期内に、パルス幅が前記圧力室の固有振動周期の半周期を表すALと等しく電圧がV1からなる第1の吐出パルスと、前記第1の吐出パルスの終了時点より2AL後に印加され前記第1の吐出パルスと同極性であり且つパルス幅がALと一致せず電圧がV1より小さなV2からなる第1のキャンセルパルスと、を含む第1の駆動波形信号を前記駆動波形信号生成手段に生成させ、前記記録ヘッドに1画素に対して2滴のインク滴を吐出させる場合、1/f以下の時間長からなる所定時間をtとすると、1画素周期内に、パルス幅がALと等しく電圧がV1からなる第2の吐出パルスと、前記第2の吐出パルスの終了時点よりAL後に印加されパルス幅がALよりもtだけ短く電圧がV1からなる第3の吐出パルスと、前記第3の吐出パルスの終了時点よりtが経過した後に印加され前記第3の吐出パルスと同極性であり電圧がV2からなる第2のキャンセルパルスと、を含む第2の駆動波形信号を前記駆動波形信号生成手段に生成させることを特徴とする。 The invention according to claim 12 includes a nozzle, a pressure chamber communicated with the nozzle, and a piezoelectric element having a resonance frequency f and applying pressure to the ink in the pressure chamber. A recording head in which the piezoelectric element applies pressure to the ink in accordance with a drive waveform signal to be ejected to eject an ink droplet from the nozzle, an ejection pulse for ejecting one ink droplet, and reverberation vibration due to the ejection pulse Drive waveform signal generating means for generating the drive waveform signal for causing the recording head to eject 0 to 2 ink droplets per pixel, and a cancel pulse for suppressing the influence of A method for generating a drive waveform signal by an ink jet recording apparatus, wherein when the recording head ejects one ink droplet to one pixel, the pulse width is the pressure within one pixel period. A first ejection pulse having a voltage equal to V1 which is equal to AL representing a half period of the natural oscillation period of the first oscillation pulse, and having the same polarity as the first ejection pulse applied 2AL after the end time of the first ejection pulse; The drive waveform signal generating means generates a first drive waveform signal including a first cancel pulse composed of V2 whose pulse width does not match AL and whose voltage is smaller than V1, and the recording head generates one pixel for one pixel. In the case of ejecting two ink droplets, if a predetermined time having a time length of 1 / f or less is t, a second ejection pulse having a pulse width equal to AL and a voltage V1 within one pixel period A third discharge pulse that is applied after AL from the end time of the second discharge pulse and whose pulse width is shorter than AL by a voltage V1 and t has elapsed from the end time of the third discharge pulse. rear A second cancel pulse applied the third is a discharge pulse having the same polarity as the voltage is composed of V2, characterized in that to generate the driving waveform signal generating means and the second drive waveform signal including the.
また、請求項13に記載の発明は、ノズルと、前記ノズルと連通された圧力室と、共振周波数がfからなり前記圧力室内のインクに圧力を加えるための圧電素子と、を有し、付与される駆動波形信号に応じて前記圧電素子がインクに圧力を加えて前記ノズルよりインク滴を吐出する記録ヘッドと、1滴のインク滴を吐出するための吐出パルスと、前記吐出パルスによる残響振動の影響を抑制するためのキャンセルパルスと、を含み、前記記録ヘッドに1画素に対して0〜2滴のインク滴を吐出させるための前記駆動波形信号を生成する駆動波形信号生成手段と、を備えたインクジェット記録装置による駆動波形信号生成方法であって、前記記録ヘッドに1画素に対して1滴のインク滴を吐出させる場合、1画素周期内に、パルス幅が前記圧力室の固有振動周期の半周期を表すALと等しく電圧がV1からなる第1の吐出パルスと、前記第1の吐出パルスの終了時点より2AL後に印加され前記第1の吐出パルスと同極性であり且つパルス幅がALと等しく電圧がV1より小さなV3からなる第1のキャンセルパルスと、を含む第1の駆動波形信号を前記駆動波形信号生成手段に生成させ、前記記録ヘッドに1画素に対して2滴のインク滴を吐出させる場合、1/f以下の時間長からなる所定時間をtとすると、1画素周期内に、パルス幅がALと等しく電圧がV1からなる第2の吐出パルスと、前記第2の吐出パルスの終了時点よりAL後に印加されパルス幅がALよりもtだけ短く電圧がV1からなる第3の吐出パルスと、前記第3の吐出パルスの終了時点よりtが経過した後に印加され前記第3の吐出パルスと同極性であり電圧がV3より大きくV1より小さいV2からなる第2のキャンセルパルスと、を含む第2の駆動波形信号を前記駆動波形信号生成手段に生成させることを特徴とする。 The invention according to claim 13 includes a nozzle, a pressure chamber communicated with the nozzle, and a piezoelectric element having a resonance frequency f and applying pressure to the ink in the pressure chamber. A recording head in which the piezoelectric element applies pressure to the ink in accordance with a drive waveform signal to be ejected to eject an ink droplet from the nozzle, an ejection pulse for ejecting one ink droplet, and reverberation vibration due to the ejection pulse Drive waveform signal generating means for generating the drive waveform signal for causing the recording head to eject 0 to 2 ink droplets per pixel, and a cancel pulse for suppressing the influence of A method for generating a drive waveform signal by an ink jet recording apparatus, wherein when the recording head ejects one ink droplet to one pixel, the pulse width is the pressure within one pixel period. A first ejection pulse having a voltage equal to V1 which is equal to AL representing a half period of the natural oscillation period of the first oscillation pulse, and having the same polarity as the first ejection pulse applied 2AL after the end time of the first ejection pulse; The drive waveform signal generating means generates a first drive waveform signal including a first cancel pulse composed of V3 having a pulse width equal to AL and a voltage smaller than V1, and the recording head generates 2 for one pixel. In the case of ejecting ink droplets, assuming that a predetermined time having a time length of 1 / f or less is t, a second ejection pulse having a pulse width equal to AL and a voltage V1 within one pixel period; A third discharge pulse that is applied after AL from the end time of the second discharge pulse and whose pulse width is shorter than AL by t and the voltage is V1, and after t has elapsed from the end time of the third discharge pulse. And a second drive waveform signal including the second cancel pulse having the same polarity as the third ejection pulse and a voltage V2 having a voltage larger than V3 and smaller than V1. It is characterized by.
したがって、本発明は、1画素周期内にインク滴を0〜2滴吐出する際、1画素周期内の各インク滴及び各画素周期間のインク滴を同じ吐出速度で吐出可能で、且つ使用する電圧幅を極力広げないインクジェット記録装置及び駆動波形信号生成方法を提供できる。 Therefore, according to the present invention, when ejecting 0 to 2 ink droplets within one pixel cycle, each ink droplet within one pixel cycle and ink droplets during each pixel cycle can be ejected at the same ejection speed and used. It is possible to provide an inkjet recording apparatus and a drive waveform signal generation method that do not increase the voltage width as much as possible.
以下、本発明に係るインクジェット記録装置の実施形態1について、図1〜図8を参照して説明する。 Hereinafter, an ink jet recording apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
インクジェット記録装置1は、いわゆるラインヘッド方式のインクジェット記録装置である。当該インクジェット記録装置1は、図1に示すように、周面に巻回された長尺状の記録媒体10を巻き出す巻き出しロール10Aと、巻き出しロール10Aより巻き出される記録媒体10を巻き取る巻き取りロール10Bと、巻き出しロール10Aと巻き取りロール10Bとの間に配設されたバックロール20と、インクを記録媒体10に向けて吐出するためのインクジェットヘッド部30と、インクジェットヘッド部30にインクを供給する中間タンク40と、送液ポンプ60で中間タンク40へと供給されるインクを貯留する貯留タンク50と、記録媒体10に吐出されたインクを当該記録媒体10に定着させる定着機構70と、を含んで構成される。
The ink
巻き出しロール10A,巻き取りロール10B,バックロール20は、軸回りに回転可能な円柱形状からなる部材である。
巻き出しロール10Aは、周面に記録媒体10を幾重にも亘って巻回する。当該巻き出しロール10Aは、モータ等の図示しない駆動手段によって回転することで、記録媒体10を図1に示すXの方向へ繰り出して搬送する。巻き取りロール10Bは、巻き出しロール10Aより巻き出される記録媒体10を周面に巻き取る。
バックロール20は、巻き出しロール10Aにより搬送される記録媒体10を周面の一部に巻き付けて支持するとともに、当該記録媒体10を巻き取りロール10Bへ向けて搬送する。
The unwinding
The unwinding
The
インクジェットヘッド部30は、バックロール20近傍に配設され、記録媒体10に向けてインクを吐出して画像データに基づく画像形成を行う。当該インクジェットヘッド部30は、インク滴を吐出する記録ヘッド31を有する。ここで、インクジェットヘッド部30は、一の記録ヘッド31で吐出できる吐出幅が記録ヘッド31の外形寸法よりも狭いので、隙間なく吐出するために複数の記録ヘッド31を記録媒体10の上面に対して千鳥配置している。
The
各記録ヘッド31は、図2に示すように、中間タンク40より供給されるインクを内部に貯留するインク室32と、インク室32内のインクを下方へ搬送する孔部33と、孔部33と連通され当該孔部33を介してインクが供給される圧力室34と、圧力室34の上面を覆う振動板35と、振動板35の上部に配設された圧電素子36と、圧電素子36の上面及び下面に位置する2つの電極37,38と、圧力室34の下面と連通され当該圧力室34内のインクをインク滴として吐出するノズル39と、を含んで構成される。ここで、孔部33〜電極38は、複数のノズル39に応じて各々設けられる。
As shown in FIG. 2, each
インク室32は、後述するインクチューブ43を介して中間タンク40より供給されるインクを貯留する。孔部33は、インク室32の下面と圧力室34の側面とを連接する孔であり、インク室32内のインクを圧力室34へと搬送する。
圧力室34は、孔部33を介して供給されるインクを内部に貯留する。当該圧力室34は、上面が振動板35に覆われ且つ下面がノズル39と連接される。そして、圧力室34は、振動板35の振動に応じて内部に貯留するインクに圧力を付与して、当該インクをノズル39へと押し出す。振動板35は、圧電素子36(電極38)と圧力室34との間に配設され、圧力室34の上面に接合されている。当該振動板35は、圧電素子36の変形に応じて振動し、圧力室34内に圧力波を伝播させる。
圧電素子36は、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)からなる。当該圧電素子36は、上下を電極37,38に挟まれた位置に配設され、電極37,38間の電位差に応じて変形し、振動板32を振動させる(圧力室34に圧力を加える)ためのアクチュエータである。ここで、電極37,38のうち、電極37は、後述する記録ヘッド31ごとに(各記録ヘッド31に備わる圧電素子36ごとに)設けられた駆動回路部200に備わる個別電極であり、電極38は、各記録ヘッド31について共通して使用されるコモン電極である。
ノズル39は、圧力室34により押し出されたインクをインク滴として吐出させる。
The
The
The
The
中間タンク40は、貯留タンク50より供給されるインクを一時的に貯留する。当該中間タンク40は、複数のインクチューブ43と接続され、記録ヘッド31におけるインクの背圧を調整して、各記録ヘッド31へとインクを供給する。
貯留タンク50は、供給管51を介して中間タンク40へ供給するインクを貯留する。そして、当該インクは、供給管51の途中に配設された送液ポンプ60によって汲み上げられる。
定着機構70は、インクジェットヘッド部30により吐出されたインクを記録媒体10に定着させる。当該定着機構70は、吐出されたインクを記録媒体10に加熱定着するためのヒータや、吐出されたインクにUV(紫外線)を照射することによりインクを硬化させるためのUVランプ等で構成される。
The
The
The fixing
次いで、インクジェット記録装置1の制御構成を、図3に示すブロック図を用いて説明する。
Next, the control configuration of the
インクジェット記録装置1は、図3に示すように、制御部100と、当該制御部100に接続された、定着機構70と、通信インターフェース部80と、モータドライバ90と、モータMと、駆動回路部200と、駆動回路部200に接続された記録ヘッド31と、を含んで構成される。ここで、定着機構70と記録ヘッド31については、先に述べた通りであるので、説明を省略する。
As shown in FIG. 3, the
通信インターフェース部80は、LAN(Local Area Network)等を介して制御部100がホストコンピュータと通信を行うためのインターフェースである。
通信インターフェース部80は、例えば、ホストコンピュータから送信される画像データを受信して、制御部100へと当該画像データを送信する。
The
For example, the
モータドライバ90は、モータMを駆動制御するためのドライバである。ここで、モータMは、例えば、記録ヘッド31を主走査方向に沿って移動させるためのモータである。
The
制御部100は、システムコントローラ110と、ヘッド制御基板120(駆動波形信号生成手段)と、エンコーダ130と、を含んで構成される。
The
システムコントローラ110は、CPU、RAM、ROM、画像メモリ、等から構成され、ROM中のプログラムを実行することでインクジェット記録装置1の動作全般を統括制御する。具体的には、システムコントローラ110は、ホストコンピュータとの間の通信制御、画像メモリの読み書き制御、モータドライバ90を介したモータMの駆動制御、定着機構70に対する定着動作の動作制御等を行う。
The
ヘッド制御基板120は、ホストコンピュータから受信した画像データを記憶するためのページメモリ、記録媒体10に記録する際に副走査方向に一列に並べて記録される各画素の画像データを記憶するラインメモリ、記録ヘッド31を駆動させるための駆動波形信号を生成するための駆動波形信号生成回路等を含んで構成される。当該ヘッド制御基板120は、システムコントローラ110から出力される指示信号の下、駆動波形信号生成回路を用いて記録ヘッド31の駆動波形信号を生成する駆動波形信号生成手段として機能する。ここで、ヘッド制御基板120が生成する駆動波形信号は、後述する記録ヘッド31を2dpd(drop per dot)駆動方式で駆動させるための信号であり、図6(i)に示す1画素周期内に1滴のインク滴を記録ヘッド31に吐出させるための第1の駆動波形信号と、図6(ii)に示す1画素周期内に2滴のインク滴を記録ヘッド31に吐出させるための第2の駆動波形信号と、がある。そして、ヘッド制御基板120は、第1の駆動波形信号と第2の駆動波形信号のうち、何れかの駆動波形信号を駆動回路部200へ選択的に出力する。なお、第1の駆動波形信号と第2の駆動波形信号の詳細な説明は後述する。
The
エンコーダ130は、モータMの駆動制御用のロータリエンコーダ等であり、カウントしたパルス数をヘッド制御基板120に出力する。
The
駆動回路部200は、ヘッド制御基板120により生成される駆動波形信号に基づいて各記録ヘッド31を駆動させるための回路である。具体的には、駆動回路部200は、図4に示すように、シフトレジスタ210と、ラッチ回路220と、セレクタ230と、レベルシフタ240(入力部)と、駆動回路250と、を含んで構成される。
The
シフトレジスタ210は、ヘッド制御基板120より入力されるビットシリアルデータをパラレルデータに変換してラッチ回路220に出力する。ラッチ回路220は、シフトレジスタ210から出力されたパラレルデータをラッチ信号の入力に応じてラッチする。セレクタ230には、ヘッド制御基板120より、第1の駆動波形信号と第2の駆動波形信号との何れかが選択対象としての駆動波形信号として入力される。また、セレクタ230は、ラッチ回路220によってラッチされたパラレルデータがセレクト端子に入力される。そのため、セレクタ230は、第1の駆動波形信号と第2の駆動波形信号のうち、ヘッド制御基板120が指示した駆動波形信号をレベル変換して出力する。レベルシフタ240は、セレクタ230から出力された駆動波形信号の信号レベル(電圧のレベル)に応じて、2つの選択信号D1,D2(一組の第1選択信号と第2選択信号)を駆動回路250に入力する。当該2つの選択信号D1,D2は、ローレベル又はハイレベルの何れかの信号レベルからなり、後述する駆動回路250の第1のP型FET261,第2のP型FET262のゲートへ入力されるとともに、論理積回路271の入力側へと入力される。
The
駆動回路250は、第1の電源251と、第2の電源252と、共通電源255と、第1のP型FET261と、第2のP型FET262と、第1のN型FET263と、論理積回路271と、電極37,38と、を含んで構成される。そして、駆動回路250は、レベルシフタ240より出力される選択信号D1,D2に基づいて、電極37,38間に発生させる電位差によって圧電素子36を変形させることで、記録ヘッド31を駆動する(圧力室34に圧力を加える)。
The
第1の電源251,第2の電源252,共通電源255は、それぞれ、V1,V2,V0の電圧を発生させるための電源である。ここで、共通電源255は、各駆動回路部200で共有される電極38(コモン電極)に接続された電源であり、それぞれの電極38に電圧V0を発生させる。
第1のP型FET261,第2のP型FET262は、各々第1の電源251,第2の電源252と接続されたP型の電界効果トランジスタである。そして、第1のP型FET261,第2のP型FET262は、それぞれ、ゲートに対してレベルシフタ240よりローレベル(選択レベル)の選択信号D1,D2が入力されるとドレイン−ソース間に電流を流し、ゲートに対してハイレベル(非選択レベル)の選択信号D1,D2が入力されるとドレイン−ソース間に電流が流れないように制御する。
論理積回路271は、レベルシフタ240より出力される選択信号D1,D2の2つの入力値に対して、論理積(AND)の出力値を出力する論理回路である。第1のN型FET263は、一端がグラウンドに接地(電圧:GND)されたN型の電界効果トランジスタである。当該第1のN型FET263は、ゲートが論理積回路271の出力側に接続されており、論理積回路271よりハイレベル(選択レベル)の信号が入力されるとドレイン−ソース間に電流を流し、ローレベル(非選択レベル)の選択信号D1,D2が入力されるとドレイン−ソース間に電流が流れないように制御する。
The
The first P-
The AND
そのため、例えば、レベルシフタ240より出力される選択信号D1がローレベル,D2がハイレベルとした場合、第1のP型FET261には電流が流れる一方、第2のP型FET262には電流が流れない。そして、第1のN型FET263のゲートには、論理積回路271へ入力される2つの選択信号(ローレベルとハイレベル)の論理積により、ローレベルの信号が入力されるため、第1のN型FET263には電流が流れない。すると、電極37には第1の電源251の電圧V1が加わる。
同様にして、選択信号D1がハイレベル,D2がローレベルとした場合、第1のP型FET261には電流が流れず、第2のP型FET262には電流が流れ、第1のN型FET263には電流が流れない。その結果、電極37には第2の電源252の電圧V2が加わる。
また、選択信号D1がハイレベル,D2がハイレベルとした場合、第1のP型FET261及び第2のP型FET262には電流が流れず、第1のN型FET263には電流が流れるため、電極37には電圧GNDが加わる。
その結果、選択信号D1,D2の信号レベルと、出力(電極37に加わる電圧)と、は図5に示すように対応付けられる。なお、圧電素子36や駆動回路250に備わる各回路素子への負荷を考慮して、選択信号D1をローレベル,D2をローレベルとする制御は実行されない。
したがって、駆動回路250は、圧電素子36に対して、V0―V1,V0−V2,V0−GND、からなる3つの異なる電位差を与えることが出来る。ここで、当該3つの異なる電位差は、電極37を基準電位と定めた場合の電極38の電位を表す。また、電圧V0と電圧V1と電圧V2とは、V0≧V1>V2の関係を満たす。
Therefore, for example, when the selection signal D1 output from the
Similarly, when the selection signal D1 is at a high level and D2 is at a low level, no current flows through the first P-
Further, when the selection signal D1 is at a high level and D2 is at a high level, no current flows through the first P-
As a result, the signal levels of the selection signals D1 and D2 and the output (voltage applied to the electrode 37) are associated as shown in FIG. In consideration of the load on each circuit element included in the
Therefore, the
(駆動波形信号について)
次いで、ヘッド制御基板120が記録ヘッド31を駆動させるために生成する駆動波形信号について説明する。ここで、ヘッド制御基板120は、1画素周期内に0〜2滴のインク滴を記録ヘッド31に吐出させる2dpd(drop per dot)駆動方式で記録ヘッド31を駆動させるための駆動波形信号(第1の駆動波形信号、第2の駆動波形信号)を生成する。そして、第1の駆動波形信号は、1画素周期内に1滴のインク滴を記録ヘッド31に吐出させる場合に生成される駆動波形信号であり、第2の駆動波形信号は、1画素周期内に2滴のインク滴を記録ヘッド31に吐出させる場合に生成される駆動波形信号である。なお、図6は、ヘッド制御基板120の生成する駆動波形信号を説明するための図であり、図6(i)は第1の駆動波形信号を、図6(ii)は第2の駆動波形信号を、それぞれ表す。また、図6(i)(ii)に示す第1の駆動波形信号及び第2の駆動波形信号は、圧電素子36の待機状態を形成するための電圧を表す待機電圧V0を基準として、引き打ち方式にてインク滴を吐出させるための駆動波形信号である。
(About drive waveform signals)
Next, a drive waveform signal generated for the
第1の駆動波形信号は、図6(i)に示すように、1画素周期内に、電圧V1(電位V0―V1)からなる吐出パルスP1(第1の吐出パルス)と、電圧V1よりも小さい電圧V2(電位V0―V2)からなるキャンセルパルスC1(第1のキャンセルパルス)と、を含む。ここで、1画素周期は、吐出パルスP1の開始時点から吐出パルスP2の開始時点までの区間を指し、4AL+S1(AL:圧力室34の固有振動周期の半周期)の時間長からなる。 As shown in FIG. 6 (i), the first drive waveform signal includes an ejection pulse P1 (first ejection pulse) composed of voltage V1 (potential V0-V1) and a voltage V1 within one pixel period. And a cancel pulse C1 (first cancel pulse) composed of a small voltage V2 (potential V0-V2). Here, one pixel cycle refers to a section from the start point of the discharge pulse P1 to the start point of the discharge pulse P2, and has a time length of 4AL + S1 (AL: half cycle of the natural vibration period of the pressure chamber 34).
吐出パルスP1は、記録ヘッド31に安定した吐出特性でインク滴を吐出させるため、パルス幅が圧力室34の固有振動周期に基づいてALと等しくなるように設定された記録ヘッド31の駆動パルスである。そして、図6(i)及び図7に示すように、吐出パルスP1が記録ヘッド31(圧電素子36)に印加された場合、電位がV0よりV0−V1へと低下する過程で、圧電素子36によって圧力室34には負圧の圧力波が作用してインクが圧力室34内に引き込まれる。その後、電位がV0−V1からV0へと上昇すると、圧力室34には正圧の圧力波が作用してインクが圧力室34より押し出される。その結果、圧力室34内のインクは、図7に示す時刻T1の時点で、1滴のインク滴として圧力室34の下面に連通されたノズル39より吐出される。
The ejection pulse P1 is a drive pulse for the
キャンセルパルスC1は、吐出パルスP1によって圧力室34内に発生する圧力波の残響振動の影響を抑制するために記録ヘッド31に印加されるパルスであり、パルス幅はALに設定される。当該キャンセルパルスC1は、図6(i)に示すように、吐出パルスP1の終了時点より2AL後に印加される。
The cancel pulse C1 is a pulse applied to the
ここで、第1の駆動波形信号に基づいて記録ヘッド31が駆動する際、吐出パルスP1が記録ヘッド31に印加された場合、上述の通り、圧力室34には負圧の圧力波が作用した後正圧の圧力波が作用し、時刻T1でインク滴が吐出される。そして、仮にキャンセルパルスC1が印加されない場合、図7の破線で示すように、吐出パルスP1の印加に基づく残響振動の影響により、次の画素周期の時刻T2で吐出パルスP2によって吐出されるインク滴の吐出速度は、時刻T1で吐出されるインク滴の吐出速度よりも小さくなる。
そこで、例えば、図15で示したように、吐出パルスP1の終了時点よりAL後にキャンセルパルスC1を印加する場合、圧力室34内には負圧の圧力波が作用するので、残響振動の影響を抑制するためには、キャンセルパルスC1の電圧V2を、吐出パルスP1の電圧V1と逆極性にする必要がある。このような場合、第1の駆動波形信号全体における電圧幅が広くなってしまう。
そのため、上述の通り、キャンセルパルスC1を吐出パルスP1の終了時点より2AL後に印加することで、圧力室34内に正圧の圧力波が作用する時間にキャンセルパルスC1を印加することになり、電圧V2を吐出パルスP1の電圧V1と同極性にできるので、第1の駆動波形信号全体における電圧幅を狭くできる。
そして、図7の実線に示すように、当該キャンセルパルスC1が記録ヘッド31に印加されると、時刻T1及びT2における、各画素周期でのインク滴の吐出速度(圧力)は、残響振動の影響が抑制されて概ね等しいものとなる。
Here, when the
Therefore, for example, as shown in FIG. 15, when the cancel pulse C1 is applied after AL from the end point of the ejection pulse P1, a negative pressure wave acts in the
Therefore, as described above, by applying the cancel pulse C1 2AL after the end of the ejection pulse P1, the cancel pulse C1 is applied during the time when the positive pressure wave acts in the
Then, as shown by the solid line in FIG. 7, when the cancel pulse C1 is applied to the
第2の駆動波形信号は、図6(ii)に示すように、1画素周期内に、電圧V1からなる吐出パルスP11,P12(第2の吐出パルス,第3の吐出パルス)と、電圧V2からなるキャンセルパルスC11(第2のキャンセルパルス)と、を含む。ここで、1画素周期は、吐出パルスP11の開始時点から吐出パルスP21(第2の吐出パルス)の開始時点までの区間を指し、第1の駆動波形信号と同じく4AL+S2(=S1)の時間長からなる。 As shown in FIG. 6 (ii), the second drive waveform signal includes ejection pulses P11 and P12 (second ejection pulse and third ejection pulse) composed of voltage V1 and voltage V2 within one pixel period. And a cancel pulse C11 (second cancel pulse). Here, one pixel cycle refers to a section from the start point of the discharge pulse P11 to the start point of the discharge pulse P21 (second discharge pulse), and the time length of 4AL + S2 (= S1), as in the first drive waveform signal. Consists of.
吐出パルスP11,P12は、それぞれ、1滴のインク滴を記録ヘッド31に吐出させるための駆動パルスであり、吐出パルスP11のパルス幅がAL、吐出パルスP12のパルス幅がAL−tに設定される。ここで、tは、圧電素子36の共振周波数をf(1M〜2MHz程度)とした場合に、1/f(圧電素子36の共振周期,500ns〜1000ns程度)以下の時間である。そして、第2の駆動波形信号では、1画素周期内において、吐出パルスP11の終了時点よりAL後に吐出パルスP12が印加される。なお、当該吐出パルスP11により吐出されるインク滴と吐出パルスP12により吐出されるインク滴とは、各々が記録ヘッド31より吐出された後に一体となり、同じ画素に対する1つのインク滴として記録媒体10上に着弾する。
Each of the ejection pulses P11 and P12 is a drive pulse for ejecting one ink droplet to the
キャンセルパルスC11は、圧力室34内に発生する圧力波の残響振動の影響を抑制するために記録ヘッド31に印加されるパルスであり、パルス幅はALに設定される。また、キャンセルパルスC11の電圧V2は、電圧V1と同極性である。当該キャンセルパルスC11は、図6(ii)に示すように、吐出パルスP12の終了時点よりtが経過した後に印加される。したがって、キャンセルパルスC11が印加されるタイミングは、キャンセルパルスC1が印加されるタイミングと等しくなる。
The cancel pulse C11 is a pulse applied to the
ここで、仮に時刻T12にて吐出パルスP12が記録ヘッド31に印加された後キャンセルパルスC11が印加されないとした場合、図8の破線に示すように、吐出パルスP12の印加に基づく残響振動の影響により、次の画素周期の時刻T21で吐出パルスP21によって吐出されるインク滴の吐出速度は、時刻T12で吐出パルスP12によって吐出されるインク滴の吐出速度よりも小さくなる。しかし、上述の通り、第2の駆動波形信号では、吐出パルスP12の終了後にキャンセルパルスC11が印加されるため、上記残響振動の影響が抑制される。そのため、図8の実線に示すように、吐出パルスP21によって吐出されるインク滴の吐出速度は、時刻T12で吐出パルスP12によって吐出されるインク滴の吐出速度と等しく保たれる。さらに、当該キャンセルパルスC11の電圧V2は、吐出パルスP12の電圧V1と同極性であるため、第2の駆動波形信号において使用される電圧の幅が狭くなる。
Here, if the cancel pulse C11 is not applied after the ejection pulse P12 is applied to the
また、キャンセルパルスC11が印加されなかった場合、吐出パルスP12によって吐出されるインク滴の吐出速度は、図8の破線で示すように、吐出パルスP11の印加に基づく残響振動の影響により、吐出パルスP11によって吐出されるインク滴の吐出速度よりも大きくなる。 Further, when the cancel pulse C11 is not applied, the ejection speed of the ink droplet ejected by the ejection pulse P12 is caused by the influence of reverberation vibration based on the application of the ejection pulse P11 as shown by the broken line in FIG. It becomes larger than the ejection speed of the ink droplets ejected by P11.
そこで、仮にキャンセルパルスC11が吐出パルスP12の終了直後より間断無く印加されるとした場合(つまり、図6(ii)において、時間tの間隔を置かずにキャンセルパルスC11を印加した場合)、圧電素子36に印加される電圧は、V1からV2へと変化する。図8から把握されるとおり、この場合の電位変化量(V1−V2)は、吐出パルスP11が印加された時点の電位V0−V1から、吐出パルスP11によるインク滴が吐出される時点の電位V0までの電位変化量(V1)よりも小さくなる。これによって、図8の実線で示すように、吐出パルスP12が印加された後に作用する正圧の圧力波を破線よりも小さくできるので、インクが圧力室34より押し出される際の圧力は弱まる。その結果、吐出パルスP12によるインク滴が吐出される時点での吐出パルスP11の印加に基づく残響振動の影響が抑えられ、吐出パルスP12によって吐出されるインク滴の吐出速度は、吐出パルスP11によって吐出されるインク滴の吐出速度と略等しくなる。
ただし、この場合、上述の駆動回路250において、電極37に加える電圧をV1から直接V2へと切換える(つまり、V1−V2の電位差を生じさせる)ための回路構成が必要となる。具体的には、図9に示すように、各々のゲートに同じ選択信号(の同じ信号レベル)が入力されるP型のFETとN型のFETを組として、当該組を2つ連接した計4つのFETを用いる駆動回路250が必要となる。
Therefore, if it is assumed that the cancel pulse C11 is applied without interruption immediately after the end of the ejection pulse P12 (that is, the cancel pulse C11 is applied without an interval of time t in FIG. 6 (ii)), the piezoelectric element is applied. The voltage applied to the
However, in this case, in the above-described
一方、上述の通り、キャンセルパルスC11が吐出パルスP12の終了後時間tを隔てて印加される場合、図4で示したように計3つのFETからなる駆動回路250によって、吐出パルスP11の印加に基づく吐出パルスP12への残響振動の影響を抑えられる。
つまり、吐出パルスP12の終了より間隔をおいて(待機電圧V0に戻して)キャンセルパルスC11を印加する場合、駆動回路部200では、電極37に加える電圧を、吐出パルスP12の電圧V1から待機電圧V0、待機電圧V0からキャンセルパルスC11の電圧V2へと切換える動作が行われる。そのため、各FETでは、電極37の電圧をV1、V0、V2へと順次切換えるための、選択信号の信号レベルの変化に対する応答動作が生じる。
ここで、一般に各FETの応答動作に対する応答時間は、使用する電圧が高くなるほど短くなる。そのため、例えば、当該応答時間が2000ns〜100ns程度で動作可能な各FETと、fが1MHz(1/fが1000ns)の圧電素子36と、を用いる場合、使用する電圧を適宜調整することで、各FETの応答動作に対する応答時間を1/f以下とすることができる。
そこで、上述の通り、吐出パルスP12とキャンセルパルスC11間の時間間隔を、1/f以下の(圧電素子36の応答時間よりも短い)時間tとすることで、吐出パルスP12の終了時点より各FETが短絡しない時間内にキャンセルパルスC11が印加されることとなる。そのため、圧電素子36は、実際に印加される電圧がV1、V0、V2へと変化しているにも関わらず、待機電圧V0への変化に対する応答が完了する前にV2へと切換えられるため、印加される電圧があたかもV1から直接V2へと変化したようになる。
その結果、図6(ii)及び図8に示すように、キャンセルパルスC11を印加した場合の、吐出パルスP12が印加された時点から時刻T12までの(見かけ上の)電位の変化量(V1−V2)は、吐出パルスP11が印加された時点から時刻T11までの電位の変化量(V0−V1)よりも小さくなる。これによって、図8の実線に示すように、時刻T12にて作用する正圧の圧力波は破線より小さくなるので、インクが圧力室34より押し出される際の圧力は弱まる。そのため、図9に示した様な、圧電素子36に印加する電圧をV1から直接V2へと切換えるためのFETを駆動回路250に設けなくとも、時刻T12における吐出パルスP11の印加に基づく残響振動の影響が抑えられ、吐出パルスP12によって吐出されるインク滴の吐出速度は、吐出パルスP11によって吐出されるインク滴の吐出速度と略等しくなる。また、この際、駆動回路250において、図5で示した通り、選択信号D1,D2をローレベルとする制御は実行されないため、第1のP型FET261及び第2のP型FET262が同時に電流の流れる状態になることは無いので、瞬間電流や貫通電流の抑制に繋がる。
さらに、この場合の吐出パルスP12のパルス幅は、吐出パルスP11のパルス幅ALよりも時間tの分短くなっているため、吐出パルスP12により吐出されるインク滴の、吐出パルスP11の印加に基づく運動エネルギーの増大を好適に抑えることが可能となる。
On the other hand, as described above, when the cancel pulse C11 is applied at a time t after the end of the ejection pulse P12, the
That is, when the cancel pulse C11 is applied at an interval from the end of the ejection pulse P12 (returning to the standby voltage V0), the
Here, in general, the response time for the response operation of each FET becomes shorter as the voltage used becomes higher. Therefore, for example, when using each FET that can operate at a response time of about 2000 ns to 100 ns and the
Therefore, as described above, the time interval between the ejection pulse P12 and the cancel pulse C11 is set to a time t that is 1 / f or less (shorter than the response time of the piezoelectric element 36), so that each time from the end of the ejection pulse P12. The cancel pulse C11 is applied within the time when the FET is not short-circuited. Therefore, the
As a result, as shown in FIGS. 6 (ii) and 8, when the cancel pulse C11 is applied, the (apparent) potential change amount (V1−) from the time when the ejection pulse P12 is applied to the time T12. V2) is smaller than the potential change amount (V0-V1) from the time point when the ejection pulse P11 is applied to the time T11. As a result, as indicated by the solid line in FIG. 8, the pressure wave of positive pressure acting at time T12 is smaller than that of the broken line, so that the pressure when ink is pushed out from the
Furthermore, since the pulse width of the ejection pulse P12 in this case is shorter by the time t than the pulse width AL of the ejection pulse P11, it is based on the application of the ejection pulse P11 to the ink droplet ejected by the ejection pulse P12. An increase in kinetic energy can be suitably suppressed.
(記録ヘッドの2dpd駆動時の動作について)
次いで、ヘッド制御基板120が記録ヘッド31を2dpd駆動方式にて駆動させる動作について述べる。
(Regarding the operation of the recording head during 2dpd driving)
Next, an operation in which the
まず、ヘッド制御基板120は、各画素周期内に1滴のインク滴を記録ヘッド31に吐出させる場合、図6(i)に示す第1の駆動波形信号を生成して駆動回路部200へと入力する。
すると、駆動回路部200の駆動回路250は、レベルシフタ240より出力されるローレベルの選択信号D1及びハイレベルの選択信号D2に基づいて各FETを切換え、吐出パルスP1の電圧V1を電極37(圧電素子36)に印加する。
次いで、当該印加時点よりALの時間が経過した時点で、駆動回路250は、ハイレベルの選択信号D1及びD2に基づいて各FETを切換え、待機電圧V0を圧電素子36に印加する。この際、図7の時刻T1に示す、圧力波の正圧が最大となる時点で、1滴のインク滴が記録ヘッド31から吐出される。
さらに、吐出パルスP1の終了時点より2ALの時間が経過した時点で、駆動回路250は、ハイレベルの選択信号D1及びローレベルの選択信号D2に基づいて各FETを切換え、キャンセルパルスC1の電圧V2を圧電素子36に印加する。当該キャンセルパルスC1の印加により、ある画素に対して記録ヘッド31が吐出パルスP1に基づきインク滴を吐出した後、次の画素に対して吐出パルスP2に基づきインク滴を吐出する際の吐出速度は一定に保たれる。
そして、当該キャンセルパルスC1の印加時点よりALの時間が経過した時点で、駆動回路250は、待機電圧V0を圧電素子36に印加する。ヘッド制御基板120は、上記1画素周期内の各タイミングにおける、圧電素子36に印加する電圧の切換えを順次実行することで、各画素周期内に1滴のインク滴を同じ吐出速度で吐出させることができる。
First, the
Then, the
Next, when the AL time has elapsed from the application time point, the
Further, when 2AL has elapsed from the end of the ejection pulse P1, the
The
次いで、ヘッド制御基板120は、各画素周期内に2滴のインク滴を記録ヘッド31に吐出させる場合、図6(ii)に示す第2の駆動波形信号を生成する。
すると、駆動回路部200の駆動回路250は、吐出パルスP11の電圧V1を圧電素子36に印加する。そして、当該印加時点よりALの時間が経過した時点で、駆動回路250は、待機電圧V0を圧電素子36に印加する。この際、図8の時刻T11に示す、圧力波の正圧が最大となる時点で、1滴のインク滴が記録ヘッド31から吐出される。
さらに、吐出パルスP11の終了時点よりALの時間が経過した時点で、駆動回路250は、吐出パルスP12の電圧V1を圧電素子36に印加する。ここで、電圧V1を印加する時間(吐出パルスP12のパルス幅)は、AL−tに設定されるので、吐出パルスP12により吐出されるインク滴に対する、吐出パルスP11の印加に基づく運動エネルギーの増大が抑えられる。
次いで、吐出パルスP12の終了時点から1/f以下の時間長である時間tの間、駆動回路250は、待機電圧V0を圧電素子36に印加する。そして、当該時間tが経過すると(各FETが短絡しない時間内に)、駆動回路250は、ハイレベルの選択信号D1及びローレベルの選択信号D2に基づいて各FETを切換え、キャンセルパルスC11の電圧V2を圧電素子36に印加する。この際、図8に示す時刻T12において吐出パルスP12に基づきインク滴が吐出されると、当該インク滴と吐出パルスP11に基づき吐出されるインク滴と、が一体となって1つのインク滴として記録媒体10上に着弾する。そして、上記時間tが経過した直後のキャンセルパルスC11の印加により、圧電素子36はあたかも印加される電圧がV1から直接V2へと変化したように振舞うため、同じ画素周期内において吐出パルスP11、P12に基づきインク滴を吐出する際のそれぞれの吐出速度、及び、次の画素周期において吐出パルスP21に基づきインク滴を吐出する際の吐出速度が等しくなる。
そして、当該キャンセルパルスC11の印加時点よりALの時間が経過した時点で、駆動回路250は、待機電圧V0を圧電素子36に印加する。ヘッド制御基板120は、上記1画素周期内の各タイミングにおける、圧電素子36に印加する電圧の切換えを順次実行することで、各画素周期内に2滴のインク滴を同じ吐出速度で吐出させることができる。
Next, the
Then, the
Further, when the AL time has elapsed since the end of the ejection pulse P11, the
Next, the
Then, when the AL time has elapsed from the application time point of the cancel pulse C11, the
ここで、記録ヘッド31における流路形状やインクの種類などに基づいて公知の式から一意に算出される圧力室34の固有振動周波数を125(kHz)として、図6に示すS1(=S2)をAL(画素周期:5AL)に設定した場合、印刷速度:1m/s且つ印字解像度が1200dpiで、画素周波数:50kHzが実現できる。なお、S1(=S2)はAL又はALの倍数(2ALや3ALなど)であることが好ましい。
Here, assuming that the natural vibration frequency of the
以上のように、本実施形態に係るインクジェット記録装置1によれば、第2の駆動波形信号に、パルス幅がAL−tからなる吐出パルスP12と、当該吐出パルスP12の終了時点よりtが経過した後に吐出パルスP12と同極性であるキャンセルパルスC11と、が含まれる。
つまり、吐出パルスP12の終了後にキャンセルパルスC11が印加されるため、吐出パルスP12による残響振動の影響が抑制されて、次の画素周期における吐出パルスP21によって吐出されるインク滴の吐出速度は、時刻T12で吐出パルスP12によって吐出されるインク滴の吐出速度と等しくなる。また、当該キャンセルパルスC11の電圧V2は、吐出パルスP12の電圧V1と同極性であるため、第2の駆動波形信号において使用される電圧の幅を狭くすることができる。
さらに、吐出パルスP12とキャンセルパルスC11間の時間間隔が、1/f以下の(圧電素子36の応答時間よりも短い)時間tなので、圧電素子36は、印加される電圧があたかも吐出パルスP12の電圧V1から直接キャンセルパルスC11の電圧V2へと変化したように振舞う。その結果、吐出パルスP12によって吐出されるインク滴に対する、同一周期内の他の吐出パルス(吐出パルスP11)の印加に基づく残響振動の影響が抑えられるので、当該インク滴の吐出速度は、他の吐出パルスによって吐出されるインク滴の吐出速度と等しくなる。加えて、駆動回路250は、図9に示した従来の回路構成(圧電素子36に印加する電圧をV1から直接V2へと切換えることが可能な回路構成)に比べて、合計で使用するFETの個数が少なくて済む。つまり、駆動回路250を圧電素子36の個数に応じて複数備えた記録ヘッド31全体からすると、使用するFETの総数が従来の回路構成よりも十分に少なくて済むため、記録ヘッド31の小型化・製造コスト低減などを図ることが出来る。
さらに、吐出パルスP12のパルス幅は、ALよりも時間tの分短くなっているため、吐出パルスP12により吐出されるインク滴の、他の吐出パルスの印加に基づく運動エネルギーの増大を好適に抑えることが可能となる。
したがって、本発明は、1画素周期内にインク滴を0〜2滴吐出する際、1画素周期内の各インク滴及び各画素周期間のインク滴を同じ吐出速度で吐出可能で、且つ使用する電圧幅を極力広げないインクジェット記録装置及び駆動波形信号生成方法といえる。
As described above, according to the
That is, since the cancel pulse C11 is applied after the end of the ejection pulse P12, the influence of the reverberation vibration due to the ejection pulse P12 is suppressed, and the ejection speed of the ink droplet ejected by the ejection pulse P21 in the next pixel cycle is the time At T12, it becomes equal to the ejection speed of the ink droplet ejected by the ejection pulse P12. Further, since the voltage V2 of the cancel pulse C11 has the same polarity as the voltage V1 of the ejection pulse P12, the width of the voltage used in the second drive waveform signal can be reduced.
Furthermore, since the time interval between the ejection pulse P12 and the cancel pulse C11 is a time t that is 1 / f or less (shorter than the response time of the piezoelectric element 36), the
Further, since the pulse width of the ejection pulse P12 is shorter than the AL by the time t, the increase in kinetic energy of the ink droplet ejected by the ejection pulse P12 based on the application of another ejection pulse is suitably suppressed. It becomes possible.
Therefore, according to the present invention, when ejecting 0 to 2 ink droplets within one pixel cycle, each ink droplet within one pixel cycle and ink droplets during each pixel cycle can be ejected at the same ejection speed and used. This can be said to be an inkjet recording apparatus and a drive waveform signal generation method that do not widen the voltage range as much as possible.
また、インクジェット記録装置1によれば、第1の駆動波形信号において、キャンセルパルスC1が印加される。そのため、各画素周期におけるインク滴の吐出速度は、残響振動の影響が抑制されて等しくなる。さらに、キャンセルパルスC1は、吐出パルスP1の終了時点より2AL後に印加されるため、残響振動によって正圧の圧力波が作用する際に負圧を齎すように作用するので、キャンセルパルスC1の電圧V2を、負圧の圧力波を作用させる吐出パルスP1の電圧V1と同極性にできる。そのため、1画素周期内にインク滴を1滴吐出する際の各画素周期間のインク滴を同じ吐出速度に保つことができ、且つ使用する電圧幅を狭めることができる。
Further, according to the
また、インクジェット記録装置1において、コモン電極である電極38の電圧V0(VCOM)は、V0≧V1を満たすように設定できる。
In the
また、レベルシフタ240は、電圧V1のレベルに応じて選択信号D1の信号レベルをローレベルとし、電圧V2のレベルに応じて選択信号D2の信号レベルをローレベルとし、待機電圧V0のレベルに応じて選択信号D1,D2の信号レベルをローレベルとした選択信号を生成する。つまり、当該レベルシフタ240が駆動回路250へ入力する信号レベルを切換えるだけで、容易に3つの異なる電圧レベルに応じた電圧を圧電素子36に印加することができる。
Further, the
「変形例1」
上記実施形態1において、図6(i)で示したとおり、第1の駆動波形信号に係るキャンセルパルスC1のパルス幅はALと等しいものとした。しかしながら、必ずしもキャンセルパルスC1のパルス幅はALである必要は無く、例えば、図10(i)に示すように、ALと一致しないパルス幅T1としてもよい。つまり、キャンセルパルスC1のパルス幅を圧力室34の固有振動周期に一致させないことで、電圧V2の電圧値をより柔軟に設定することができる。なお、この場合、図10(i)(ii)に示すS1及びS2は、第1の駆動波形信号の画素周期と第2の駆動波形信号の画素周期とが一致するように、各々適宜の時間に設定される。
"
In the first embodiment, as shown in FIG. 6 (i), the pulse width of the cancel pulse C1 related to the first drive waveform signal is assumed to be equal to AL. However, the pulse width of the cancel pulse C1 does not necessarily have to be AL. For example, as shown in FIG. 10 (i), a pulse width T1 that does not coincide with AL may be used. That is, the voltage value of the voltage V2 can be set more flexibly by making the pulse width of the cancel pulse C1 not coincide with the natural vibration period of the
「変形例2」
上記実施形態1では、図6(i)(ii)で示したとおり、第1の駆動波形信号に係るキャンセルパルスC1の電圧と第2の駆動波形信号に係るキャンセルパルスC11の電圧とは等しいもの(電圧V2)とした。しかしながら、例えば、図11(i)(ii)に示すように、第1の駆動波形信号に係るキャンセルパルスC1の電圧をV3、第2の駆動波形信号に係るキャンセルパルスC11の電圧をV3と異なる電圧V2としてもよい。ここで、電圧V1と電圧V2とV3は、V1>V2>V3の関係を満たすものとする。
"Modification 2"
In the first embodiment, as shown in FIGS. 6 (i) and (ii), the voltage of the cancel pulse C1 related to the first drive waveform signal is equal to the voltage of the cancel pulse C11 related to the second drive waveform signal. (Voltage V2). However, for example, as shown in FIGS. 11 (i) and (ii), the voltage of the cancel pulse C1 related to the first drive waveform signal is different from V3, and the voltage of the cancel pulse C11 related to the second drive waveform signal is different from V3. The voltage V2 may be used. Here, it is assumed that the voltage V1, the voltages V2, and V3 satisfy the relationship of V1>V2> V3.
本変形例2に係る駆動波形信号に基づく記録ヘッド31の駆動を実現するための駆動回路部200aを図12に示す。なお、図12において、図4に示す駆動回路部200と同一の構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
駆動回路部200aは、図12に示すように、シフトレジスタ210と、ラッチ回路220と、セレクタ230と、レベルシフタ240aと、駆動回路250aと、を含んで構成される。
FIG. 12 shows a
As shown in FIG. 12, the
レベルシフタ240aは、セレクタ230から出力された駆動波形信号の信号レベル(電圧のレベル)に応じて、3つの選択信号D1,D2,D3(一組の第1選択信号と第2選択信号と第3選択信号)を駆動回路250に入力する。当該3つの選択信号D1,D2,D3は、ローレベル又はハイレベルの何れかの信号レベルからなり、駆動回路250aの第1のP型FET261,第2のP型FET262,後述する第3のP型FET264aのゲートへ入力される。また、選択信号D1,D2,D3は、論理積回路271の入力側へと入力される。
The
駆動回路250aは、第1の電源251と、第2の電源252と、第3の電源254aと、共通電源255と、第1のP型FET261と、第2のP型FET262と、第3のP型FET264aと、第1のN型FET263と、論理積回路271と、電極37,38と、を含んで構成される。そして、駆動回路250は、レベルシフタ240より出力される選択信号D1,D2,D3に基づいて、電極37,38間に発生させる電位差によって圧電素子36を変形させることで、記録ヘッド31を駆動する(圧力室34に圧力を加える)。
The
第3の電源254aは、V3の電圧を発生させるための電源である。
第3のP型FET264aは、第3の電源254aと接続されたP型の電界効果トランジスタである。そして、第3のP型FET264aは、それぞれ、ゲートに対してレベルシフタ240よりローレベル(選択レベル)の選択信号D3が入力されるとドレイン−ソース間に電流を流し、ゲートに対してハイレベル(非選択レベル)の選択信号D3が入力されるとドレイン−ソース間に電流が流れないように制御する。
The
The third P-
そのため、例えば、レベルシフタ240より出力される選択信号D1がローレベル(選択レベル),D2及びD3がハイレベルとした場合、第1のP型FET261には電流が流れる一方、第2のP型FET262及び第3のP型FET264aには電流が流れない。そして、第1のN型FET263のゲートには、論理積回路271へ入力される3つの選択信号の論理積により、ローレベルの信号が入力されるため、第1のN型FET263には電流が流れない。その結果、電極37には第1の電源251の電圧V1が加わる。
同様にして、選択信号D1がハイレベル,D2がローレベル(選択レベル),D3がハイレベルとした場合、第1のP型FET261及び第3のP型FET264aには電流が流れず、第2のP型FET262には電流が流れ、第1のN型FET263には電流が流れない。その結果、電極37には第2の電源252の電圧V2が加わる。
また、選択信号D1及びD2がハイレベル,D3がローレベル(選択レベル)とした場合、第1のP型FET261及び第2のP型FET262には電流が流れず、第3のP型FET264aには電流が流れ、第1のN型FET263には電流が流れないため、電極37には電圧V3が加わる。
さらに、選択信号D1,D2,D3がハイレベル(選択レベル)とした場合、第1のP型FET261〜第3のP型FET264aには電流が流れず、第1のN型FET263には電流が流れるため、電極37には電圧GNDが加わる。
その結果、選択信号D1,D2,D3の信号レベルと、出力(電極37に加わる電圧)と、は図13に示すように対応付けられる。なお、圧電素子36や駆動回路250に備わる各回路素子への負荷を考慮して、選択信号D1,D2,D3を図13に示す組み合わせ以外のもの(その他の組み合わせ)とする制御は実行されない。
したがって、駆動回路250aは、圧電素子36に対して、V0―V1,V0−V2,V0−V3,V0−GND、からなる4つの異なる電位差を与えることが出来る。ここで、当該4つの異なる電位差は、電極37を基準電位と定めた場合の電極38の電位を表す。また、電圧V0と電圧V1と電圧V2と電圧V3とは、V0≧V1>V2>V3の関係を満たす。
Therefore, for example, when the selection signal D1 output from the
Similarly, when the selection signal D1 is at a high level, D2 is at a low level (selection level), and D3 is at a high level, no current flows through the first P-
When the selection signals D1 and D2 are at a high level and D3 is at a low level (selection level), no current flows through the first P-
Furthermore, when the selection signals D1, D2, and D3 are at a high level (selection level), no current flows through the first P-
As a result, the signal levels of the selection signals D1, D2, and D3 and the output (voltage applied to the electrode 37) are associated as shown in FIG. In consideration of the load on each circuit element included in the
Therefore, the
ところで、図9に示したような従来の回路構成によって、圧電素子36に4つの異なる電位差を与えるためには、図14に示すように、新たに2つのFETを増設する必要がある。つまり、図14に示す従来の回路構成によると、各々のゲートに同じ選択信号(の同じ信号レベル)が入力されるP型のFETとN型のFETを組として、当該組を3つ連接した計6つのFETを用いる必要がある。一方、本変形例2に係る駆動回路250aでは、上述の通り、計4つのFETによって圧電素子36に4つの異なる電位差を与えることが可能である。
By the way, in order to give four different potential differences to the
(駆動波形信号について)
次いで、ヘッド制御基板120が記録ヘッド31を駆動させるために生成する駆動波形信号について、図8及び図11を用いて説明する。
(About drive waveform signals)
Next, drive waveform signals generated for the
第1の駆動波形信号は、図11(i)に示すように、1画素周期内に、電圧V1(電位V0―V1)からなる吐出パルスP1と、電圧V3(電位V0―V3)からなるキャンセルパルスC1と、を含む。当該第1の駆動波形信号によると、実施形態1で述べたとおり、キャンセルパルスC1が印加されることで、吐出パルスP1による次の画素周期に対する残響振動の影響が抑制され、各画素周期でのインク滴の吐出速度は、概ね等しいものとなる。 As shown in FIG. 11 (i), the first drive waveform signal includes a discharge pulse P1 composed of voltage V1 (potential V0-V1) and a cancel composed of voltage V3 (potential V0-V3) within one pixel period. Pulse C1. According to the first drive waveform signal, as described in the first embodiment, by applying the cancel pulse C1, the influence of the reverberation vibration on the next pixel period due to the ejection pulse P1 is suppressed, and each pixel period Ink droplet ejection speeds are substantially equal.
第2の駆動波形信号は、図11(ii)に示すように、1画素周期内に、電圧V1からなる吐出パルスP11,P12と、キャンセルパルスC1の電圧V3よりも大きな電圧V2からなるキャンセルパルスC11と、を含む。キャンセルパルスC11は、図11(ii)に示すように、吐出パルスP12の終了時点よりtが経過した後に印加される。 As shown in FIG. 11 (ii), the second drive waveform signal includes ejection pulses P11 and P12 composed of a voltage V1 and a cancel pulse composed of a voltage V2 larger than the voltage V3 of the cancel pulse C1 within one pixel period. C11. As shown in FIG. 11 (ii), the cancel pulse C11 is applied after t has elapsed since the end of the ejection pulse P12.
ここで、図7及び図8で示されるとおり、第1の駆動波形信号に係る時刻T1〜時刻T2までの時間間隔よりも、第2の駆動波形信号に係る時刻T12〜時刻T21までの時間間隔の方が短い。そのため、実施形態1で述べた吐出パルスP21によって吐出されるインク滴への吐出パルスP12の印加に基づく残響振動の影響は、吐出パルスP2によって吐出されるインク滴への吐出パルスP1の印加に基づく残響振動の影響よりも強くなる。しかしながら、上述の通り、キャンセルパルスC11の電圧V2がキャンセルパルスC1の電圧V3よりも大きく設定されているため、吐出パルスP21によって吐出されるインク滴への残響振動の影響は十分に抑制される。 Here, as shown in FIGS. 7 and 8, the time interval from time T12 to time T21 related to the second drive waveform signal is longer than the time interval from time T1 to time T2 related to the first drive waveform signal. Is shorter. Therefore, the influence of the reverberation vibration based on the application of the ejection pulse P12 to the ink droplet ejected by the ejection pulse P21 described in the first embodiment is based on the application of the ejection pulse P1 to the ink droplet ejected by the ejection pulse P2. It becomes stronger than the influence of reverberation vibration. However, as described above, since the voltage V2 of the cancel pulse C11 is set larger than the voltage V3 of the cancel pulse C1, the influence of reverberation vibration on the ink droplets ejected by the ejection pulse P21 is sufficiently suppressed.
以上により、変形例2によれば、実施形態1に係るインクジェット記録装置1と同様の効果が得られることは勿論、キャンセルパルスC11の電圧V2をキャンセルパルスC1の電圧V3よりも大きくしているため、吐出パルスP21によって吐出されるインク滴への残響振動の影響をより精度よく抑制することができる。また、駆動回路250aは、図14に示した従来の回路構成に比べて、合計で使用するFETの個数が少なくて済む。つまり、駆動回路250aを圧電素子36の個数に応じて複数備えた記録ヘッド31全体からすると、使用するFETの総数が従来の回路構成よりも十分に少なくて済むため、記録ヘッド31の小型化・製造コスト低減などを図ることが出来る。
As described above, according to the second modification, the same effect as that of the ink
なお、以上の実施形態における記述は、本発明に係る好適なインクジェット記録装置及び駆動波形生成方法の一例であり、これに限定されるものではない。
また、以上の実施形態におけるインクジェット記録装置を構成する各部の細部構成及び細部動作に関して本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。
Note that the description in the above embodiment is an example of a suitable inkjet recording apparatus and drive waveform generation method according to the present invention, and the present invention is not limited to this.
Further, the detailed configuration and detailed operation of each part constituting the ink jet recording apparatus in the above embodiment can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施形態では、第2の駆動波形信号に、パルス幅がAL−tからなる吐出パルスP12と、当該吐出パルスP12の終了時点よりtが経過した後に吐出パルスP12と同極性であるキャンセルパルスC11と、が含まれる場合を例示したが、第1の駆動波形信号に、パルス幅がAL−tの吐出パルスP1と、当該吐出パルスP1の終了時点よりtが経過した後に吐出パルスP1と同極性であるキャンセルパルスC1と、が含まれるように構成しても上記実施形態と同様の効果が得られる。 For example, in the above embodiment, the second drive waveform signal includes a discharge pulse P12 having a pulse width of AL-t and a cancel having the same polarity as the discharge pulse P12 after t has elapsed from the end point of the discharge pulse P12. The pulse C11 is exemplified, but the first drive waveform signal includes the ejection pulse P1 having a pulse width of AL-t, and the ejection pulse P1 after t has elapsed from the end time of the ejection pulse P1. Even if the cancel pulse C1 having the same polarity is included, the same effect as that of the above embodiment can be obtained.
1 インクジェット記録装置
30 インクジェットヘッド部
31 記録ヘッド
34 圧力室
36 圧電素子
37 電極(個別電極)
38 電極(コモン電極)
39 ノズル
100 制御部
120 ヘッド制御基板
200 駆動回路部
240 レベルシフタ(入力部)
250 駆動回路
P1 吐出パルス(第1の吐出パルス)
P11 吐出パルス(第2の吐出パルス)
P12 吐出パルス(第3の吐出パルス)
C1 キャンセルパルス(第1のキャンセルパルス)
C11 キャンセルパルス(第2のキャンセルパルス)
200a 駆動回路部
240a レベルシフタ(入力部)
250a 駆動回路
DESCRIPTION OF
38 electrodes (common electrode)
39
250 drive circuit P1 discharge pulse (first discharge pulse)
P11 Discharge pulse (second discharge pulse)
P12 Discharge pulse (third discharge pulse)
C1 cancel pulse (first cancel pulse)
C11 Cancel pulse (second cancel pulse)
200a
250a drive circuit
Claims (13)
1滴のインク滴を吐出するための吐出パルスと、前記吐出パルスによる残響振動の影響を抑制するためのキャンセルパルスと、を含み、前記記録ヘッドに1画素に対して0〜2滴のインク滴を吐出させるための前記駆動波形信号を生成する駆動波形信号生成手段と、
を備え、
前記駆動波形信号生成手段は、1/f以下の時間長からなる所定時間をtとすると、1画素周期内に、パルス幅が前記圧力室の固有振動周期の半周期を表すALよりもtだけ短い吐出パルスと、前記吐出パルスの終了時点よりtが経過した後に印加され前記吐出パルスと同極性であるキャンセルパルスと、を含む駆動波形信号を生成することを特徴とするインクジェット記録装置。 A nozzle, a pressure chamber communicating with the nozzle, and a piezoelectric element having a resonance frequency of f for applying pressure to the ink in the pressure chamber, and the piezoelectric element according to a drive waveform signal applied thereto A recording head that applies pressure to the ink and ejects ink droplets from the nozzles;
An ejection pulse for ejecting one drop of ink, and a cancel pulse for suppressing the influence of reverberation vibration due to the ejection pulse, and 0 to 2 ink drops per pixel on the recording head Drive waveform signal generating means for generating the drive waveform signal for discharging
With
The drive waveform signal generating means has a pulse width of t that is less than AL representing a half period of the natural vibration period of the pressure chamber in one pixel period, where t is a predetermined time having a time length of 1 / f or less. An ink jet recording apparatus that generates a drive waveform signal including a short ejection pulse and a cancel pulse that is applied after t has elapsed from the end of the ejection pulse and has the same polarity as the ejection pulse.
前記駆動波形信号生成手段は、前記記録ヘッドに1画素に対して2滴のインク滴を吐出させる場合に、前記駆動波形信号を生成することを特徴とするインクジェット記録装置。 The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein
The ink jet recording apparatus, wherein the drive waveform signal generating unit generates the drive waveform signal when the recording head ejects two ink droplets to one pixel.
1滴のインク滴を吐出するための吐出パルスと、前記吐出パルスによる残響振動の影響を抑制するためのキャンセルパルスと、を含み、前記記録ヘッドに1画素に対して0〜2滴のインク滴を吐出させるための前記駆動波形信号を生成する駆動波形信号生成手段と、
を備え、
前記駆動波形信号生成手段は、前記記録ヘッドに1画素に対して1滴のインク滴を吐出させる場合、1画素周期内に、パルス幅が前記圧力室の固有振動周期の半周期を表すALと等しく電圧がV1からなる第1の吐出パルスと、前記第1の吐出パルスの終了時点より2AL後に印加され前記第1の吐出パルスと同極性であり且つパルス幅がALと等しく電圧がV1より小さなV2からなる第1のキャンセルパルスと、を含む第1の駆動波形信号を生成し、前記記録ヘッドに1画素に対して2滴のインク滴を吐出させる場合、1/f以下の時間長からなる所定時間をtとすると、1画素周期内に、パルス幅がALと等しく電圧がV1からなる第2の吐出パルスと、前記第2の吐出パルスの終了時点よりAL後に印加されパルス幅がALよりもtだけ短く電圧がV1からなる第3の吐出パルスと、前記第3の吐出パルスの終了時点よりtが経過した後に印加され前記第3の吐出パルスと同極性であり電圧がV2からなる第2のキャンセルパルスと、を含む第2の駆動波形信号を生成することを特徴とするインクジェット記録装置。 A nozzle, a pressure chamber communicating with the nozzle, and a piezoelectric element having a resonance frequency of f for applying pressure to the ink in the pressure chamber, and the piezoelectric element according to a drive waveform signal applied thereto A recording head that applies pressure to the ink and ejects ink droplets from the nozzles;
An ejection pulse for ejecting one drop of ink, and a cancel pulse for suppressing the influence of reverberation vibration due to the ejection pulse, and 0 to 2 ink drops per pixel on the recording head Drive waveform signal generating means for generating the drive waveform signal for discharging
With
When the drive waveform signal generating unit causes the recording head to eject one drop of ink to one pixel, within one pixel period, the pulse width represents AL representing a half period of the natural vibration period of the pressure chamber. The first ejection pulse having the same voltage V1 and the same polarity as the first ejection pulse applied 2AL after the end of the first ejection pulse and the pulse width is equal to AL and the voltage is smaller than V1 When a first drive waveform signal including a first cancel pulse composed of V2 is generated and two drops of ink are ejected to one pixel by the recording head, the time length is 1 / f or less. If the predetermined time is t, the pulse width is applied within AL after the end of the second discharge pulse and the second discharge pulse whose pulse width is equal to AL and the voltage is V1 within one pixel period. Also t A second discharge pulse having a voltage V1 and a second discharge pulse having a voltage of V2 and the same polarity as that of the third discharge pulse applied after t elapses after the end of the third discharge pulse. An inkjet recording apparatus that generates a second drive waveform signal including a cancel pulse.
1滴のインク滴を吐出するための吐出パルスと、前記吐出パルスによる残響振動の影響を抑制するためのキャンセルパルスと、を含み、前記記録ヘッドに1画素に対して0〜2滴のインク滴を吐出させるための前記駆動波形信号を生成する駆動波形信号生成手段と、
を備え、
前記駆動波形信号生成手段は、前記記録ヘッドに1画素に対して1滴のインク滴を吐出させる場合、1画素周期内に、パルス幅が前記圧力室の固有振動周期の半周期を表すALと等しく電圧がV1からなる第1の吐出パルスと、前記第1の吐出パルスの終了時点より2AL後に印加され前記第1の吐出パルスと同極性であり且つパルス幅がALと一致せず電圧がV1より小さなV2からなる第1のキャンセルパルスと、を含む第1の駆動波形信号を生成し、前記記録ヘッドに1画素に対して2滴のインク滴を吐出させる場合、1/f以下の時間長からなる所定時間をtとすると、1画素周期内に、パルス幅がALと等しく電圧がV1からなる第2の吐出パルスと、前記第2の吐出パルスの終了時点よりAL後に印加されパルス幅がALよりもtだけ短く電圧がV1からなる第3の吐出パルスと、前記第3の吐出パルスの終了時点よりtが経過した後に印加され前記第3の吐出パルスと同極性であり電圧がV2からなる第2のキャンセルパルスと、を含む第2の駆動波形信号を生成することを特徴とするインクジェット記録装置。 A nozzle, a pressure chamber communicating with the nozzle, and a piezoelectric element having a resonance frequency of f for applying pressure to the ink in the pressure chamber, and the piezoelectric element according to a drive waveform signal applied thereto A recording head that applies pressure to the ink and ejects ink droplets from the nozzles;
An ejection pulse for ejecting one drop of ink, and a cancel pulse for suppressing the influence of reverberation vibration due to the ejection pulse, and 0 to 2 ink drops per pixel on the recording head Drive waveform signal generating means for generating the drive waveform signal for discharging
With
When the drive waveform signal generating unit causes the recording head to eject one drop of ink to one pixel, within one pixel period, the pulse width represents AL representing a half period of the natural vibration period of the pressure chamber. The first ejection pulse having the same voltage V1 and the same polarity as the first ejection pulse applied after 2AL from the end of the first ejection pulse, and the pulse width does not match AL and the voltage is V1. When generating a first drive waveform signal including a first cancel pulse having a smaller V2 and causing the recording head to eject two ink droplets per pixel, the time length is 1 / f or less. If the predetermined time consisting of t is t, within one pixel period, the second ejection pulse whose pulse width is equal to AL and the voltage is V1, and the pulse width applied after AL from the end time of the second ejection pulse are applied. Than AL A second ejection pulse having a voltage V1 and a third ejection pulse having a voltage V1 that is applied after t has elapsed from the end of the third ejection pulse and has the same polarity as the third ejection pulse. An inkjet recording apparatus that generates a second drive waveform signal including a cancel pulse.
1滴のインク滴を吐出するための吐出パルスと、前記吐出パルスによる残響振動の影響を抑制するためのキャンセルパルスと、を含み、前記記録ヘッドに1画素に対して0〜2滴のインク滴を吐出させるための前記駆動波形信号を生成する駆動波形信号生成手段と、
を備え、
前記駆動波形信号生成手段は、前記記録ヘッドに1画素に対して1滴のインク滴を吐出させる場合、1画素周期内に、パルス幅が前記圧力室の固有振動周期の半周期を表すALと等しい第1の吐出パルスと、前記第1の吐出パルスの終了時点より2AL後に印加され前記第1の吐出パルスと同極性であり且つパルス幅がALと等しい第1のキャンセルパルスと、を含む第1の駆動波形信号を生成し、前記記録ヘッドに1画素に対して2滴のインク滴を吐出させる場合、1/f以下の時間長からなる所定時間をtとすると、1画素周期内に、パルス幅がALと等しい第2の吐出パルスと、前記第2の吐出パルスの終了時点よりAL後に印加されパルス幅がALよりもtだけ短い第3の吐出パルスと、前記第3の吐出パルスの終了時点よりtが経過した後に印加され前記第3の吐出パルスと同極性である第2のキャンセルパルスと、を含む第2の駆動波形信号を生成し、
各吐出パルスの電圧V1と前記第2のキャンセルパルスの電圧V2と前記第1のキャンセルパルスの電圧V3とが、V1>V2>V3の関係を満たすことを特徴とするインクジェット記録装置。 A nozzle, a pressure chamber communicating with the nozzle, and a piezoelectric element having a resonance frequency of f for applying pressure to the ink in the pressure chamber, and the piezoelectric element according to a drive waveform signal applied thereto A recording head that applies pressure to the ink and ejects ink droplets from the nozzles;
An ejection pulse for ejecting one drop of ink, and a cancel pulse for suppressing the influence of reverberation vibration due to the ejection pulse, and 0 to 2 ink drops per pixel on the recording head Drive waveform signal generating means for generating the drive waveform signal for discharging
With
When the drive waveform signal generating unit causes the recording head to eject one drop of ink to one pixel, within one pixel period, the pulse width represents AL representing a half period of the natural vibration period of the pressure chamber. A first discharge pulse equal to the first discharge pulse, which is applied 2AL after the end point of the first discharge pulse and has the same polarity as the first discharge pulse and a pulse width equal to AL. When a drive waveform signal of 1 is generated and two drops of ink are ejected to one pixel by the recording head, assuming that a predetermined time having a time length of 1 / f or less is t, within one pixel cycle, A second ejection pulse having a pulse width equal to AL, a third ejection pulse applied AL after the end of the second ejection pulse and having a pulse width shorter by t than AL, and the third ejection pulse T has passed since the end And a second cancel pulse is applied is the third ejection pulse of the same polarity as the after, to generate a second drive waveform signal including,
An ink jet recording apparatus, wherein a voltage V1 of each ejection pulse, a voltage V2 of the second cancel pulse, and a voltage V3 of the first cancel pulse satisfy a relationship of V1>V2> V3.
複数の圧電素子ごとに設けられる個別電極と、
前記複数の圧電素子に共通して使用されるコモン電極と、
を備え、
それぞれの圧電素子は、前記個別電極と前記コモン電極の間に配置され、各吐出パルスの電圧V1が当該個別電極とコモン電極の間に印加されることで前記ノズルよりインク滴を吐出するための圧力を前記インクに加え、
前記コモン電極の電圧VCOMは、VCOM≧V1の関係を満たすことを特徴とするインクジェット記録装置。 In the inkjet recording device according to any one of claims 3 to 5,
An individual electrode provided for each of a plurality of piezoelectric elements;
A common electrode used in common for the plurality of piezoelectric elements;
With
Each piezoelectric element is disposed between the individual electrode and the common electrode, and a voltage V1 of each ejection pulse is applied between the individual electrode and the common electrode to eject ink droplets from the nozzle. Applying pressure to the ink,
The ink jet recording apparatus, wherein the voltage VCOM of the common electrode satisfies a relationship of VCOM ≧ V1.
前記第1の駆動波形信号及び第2の駆動波形信号は、時間に応じて、各吐出パルスの電圧V1と、各キャンセルパルスの電圧V2と、前記圧電素子の待機状態を形成するための待機電圧V0と、の何れかの電圧のレベルを生成する信号であり、
前記電圧V1と電圧V2と待機電圧V0との何れかの電圧を前記圧電素子に加えるための駆動回路と、
前記駆動波形信号生成手段により生成される第1の駆動波形信号又は第2の駆動波形信号の電圧のレベルに応じて、前記駆動回路が当該電圧のレベルに即した電圧を前記圧電素子に加えるための選択信号を前記駆動回路へ入力する入力部と、
を備え、
前記選択信号は、それぞれ、信号レベルが選択レベルと非選択レベルの2種類からなる一組の第1選択信号と第2選択信号とからなり、
前記入力部は、前記電圧V1のレベルに応じて前記第1選択信号の信号レベルが選択レベルである選択信号を生成し、前記電圧V2のレベルに応じて前記第2選択信号の信号レベルが選択レベルである選択信号を生成し、前記待機電圧V0のレベルに応じて前記第1選択信号の信号レベル及び前記第2選択信号の信号レベルが非選択レベルである選択信号を生成することを特徴とするインクジェット記録装置。 In the ink jet recording apparatus according to claim 3 or 4,
The first drive waveform signal and the second drive waveform signal are a voltage V1 of each ejection pulse, a voltage V2 of each cancel pulse, and a standby voltage for forming a standby state of the piezoelectric element according to time. V0 is a signal that generates a voltage level of any one of
A drive circuit for applying any one of the voltage V1, the voltage V2 and the standby voltage V0 to the piezoelectric element;
The drive circuit applies a voltage corresponding to the voltage level to the piezoelectric element according to the voltage level of the first drive waveform signal or the second drive waveform signal generated by the drive waveform signal generation means. An input unit for inputting the selection signal to the drive circuit;
With
Each of the selection signals includes a set of a first selection signal and a second selection signal each having two types of signal levels, a selection level and a non-selection level.
The input unit generates a selection signal in which the signal level of the first selection signal is a selection level according to the level of the voltage V1, and the signal level of the second selection signal is selected according to the level of the voltage V2 Generating a selection signal that is a level, and generating a selection signal in which the signal level of the first selection signal and the signal level of the second selection signal are non-selection levels according to the level of the standby voltage V0. Inkjet recording apparatus.
前記第1の駆動波形信号及び第2の駆動波形信号は、時間に応じて、各吐出パルスの電圧V1と、前記第2のキャンセルパルスの電圧V2と、前記第1のキャンセルパルスの電圧V3と、前記圧電素子の待機状態を形成するための待機電圧V0と、の何れかの電圧のレベルを生成する信号であり、
前記電圧V1と電圧V2と電圧V3と待機電圧V0との何れかの電圧を前記圧電素子に加えるための駆動回路と、
前記駆動波形信号生成手段により生成される第1の駆動波形信号又は第2の駆動波形信号の電圧のレベルに応じて、前記駆動回路が当該電圧のレベルに即した電圧を前記圧電素子に加えるための選択信号を前記駆動回路へ入力する入力部と、
を備え、
前記選択信号は、それぞれ、信号レベルが選択レベルと非選択レベルの2種類からなる一組の第1選択信号と第2選択信号と第3選択信号とからなり、
前記入力部は、前記電圧V1のレベルに応じて前記第1選択信号の信号レベルが選択レベルである選択信号を生成し、前記電圧V2のレベルに応じて前記第2選択信号の信号レベルが選択レベルである選択信号を生成し、前記電圧V3のレベルに応じて前記第3選択信号の信号レベルが選択レベルである選択信号を生成し、前記待機電圧V0のレベルに応じて前記第1選択信号、前記第2選択信号、及び前記第3選択信号の信号レベルが非選択レベルである選択信号を生成することを特徴とするインクジェット記録装置。 The inkjet recording apparatus according to claim 5, wherein
The first drive waveform signal and the second drive waveform signal are, according to time, a voltage V1 of each ejection pulse, a voltage V2 of the second cancel pulse, and a voltage V3 of the first cancel pulse. , A signal for generating a voltage level of any one of the standby voltage V0 for forming the standby state of the piezoelectric element,
A drive circuit for applying any one of the voltage V1, the voltage V2, the voltage V3, and the standby voltage V0 to the piezoelectric element;
The drive circuit applies a voltage corresponding to the voltage level to the piezoelectric element according to the voltage level of the first drive waveform signal or the second drive waveform signal generated by the drive waveform signal generation means. An input unit for inputting the selection signal to the drive circuit;
With
Each of the selection signals includes a pair of a first selection signal, a second selection signal, and a third selection signal, each of which has two types of signal levels: a selection level and a non-selection level.
The input unit generates a selection signal in which the signal level of the first selection signal is a selection level according to the level of the voltage V1, and the signal level of the second selection signal is selected according to the level of the voltage V2 A selection signal whose level is the selection level is generated according to the level of the voltage V3, and the first selection signal is generated according to the level of the standby voltage V0. An ink jet recording apparatus that generates a selection signal in which a signal level of the second selection signal and the third selection signal is a non-selection level.
1/f以下の時間長からなる所定時間をtとすると、1画素周期内に、パルス幅が前記圧力室の固有振動周期の半周期を表すALよりもtだけ短い吐出パルスと、前記吐出パルスの終了時点よりtが経過した後に印加され前記吐出パルスと同極性であるキャンセルパルスと、を含む駆動波形信号を前記駆動波形信号生成手段に生成させることを特徴とする駆動波形信号生成方法。 A nozzle, a pressure chamber communicating with the nozzle, and a piezoelectric element having a resonance frequency of f for applying pressure to the ink in the pressure chamber, and the piezoelectric element according to a drive waveform signal applied thereto A recording head that applies pressure to the ink to eject ink droplets from the nozzles, an ejection pulse for ejecting one ink droplet, a cancel pulse for suppressing the influence of reverberation vibration due to the ejection pulse, Drive waveform signal generation method by an ink jet recording apparatus comprising: drive waveform signal generation means for generating the drive waveform signal for causing the recording head to discharge 0 to 2 ink droplets per pixel Because
Assuming that a predetermined time having a time length of 1 / f or less is t, an ejection pulse whose pulse width is shorter by t than AL representing a half period of the natural vibration period of the pressure chamber in one pixel period, and the ejection pulse A drive waveform signal generation method that causes the drive waveform signal generation means to generate a drive waveform signal that includes a cancel pulse that is applied after t elapses from the end point of and has the same polarity as the ejection pulse.
前記記録ヘッドに1画素に対して2滴のインク滴を吐出させる場合に、前記駆動波形信号を前記駆動波形信号生成手段に生成させることを特徴とする駆動波形信号生成方法。 The drive waveform signal generation method according to claim 9,
A drive waveform signal generation method, wherein the drive waveform signal generation unit generates the drive waveform signal when the recording head ejects two ink droplets per pixel.
前記記録ヘッドに1画素に対して1滴のインク滴を吐出させる場合、1画素周期内に、パルス幅が前記圧力室の固有振動周期の半周期を表すALと等しく電圧がV1からなる第1の吐出パルスと、前記第1の吐出パルスの終了時点より2AL後に印加され前記第1の吐出パルスと同極性であり且つパルス幅がALと等しく電圧がV1より小さなV2からなる第1のキャンセルパルスと、を含む第1の駆動波形信号を前記駆動波形信号生成手段に生成させ、前記記録ヘッドに1画素に対して2滴のインク滴を吐出させる場合、1/f以下の時間長からなる所定時間をtとすると、1画素周期内に、パルス幅がALと等しく電圧がV1からなる第2の吐出パルスと、前記第2の吐出パルスの終了時点よりAL後に印加されパルス幅がALよりもtだけ短く電圧がV1からなる第3の吐出パルスと、前記第3の吐出パルスの終了時点よりtが経過した後に印加され前記第3の吐出パルスと同極性であり電圧がV2からなる第2のキャンセルパルスと、を含む第2の駆動波形信号を前記駆動波形信号生成手段に生成させることを特徴とする駆動波形信号生成方法。 A nozzle, a pressure chamber communicating with the nozzle, and a piezoelectric element having a resonance frequency of f for applying pressure to the ink in the pressure chamber, and the piezoelectric element according to a drive waveform signal applied thereto A recording head that applies pressure to the ink to eject ink droplets from the nozzles, an ejection pulse for ejecting one ink droplet, a cancel pulse for suppressing the influence of reverberation vibration due to the ejection pulse, Drive waveform signal generation method by an ink jet recording apparatus comprising: drive waveform signal generation means for generating the drive waveform signal for causing the recording head to discharge 0 to 2 ink droplets per pixel Because
When causing the recording head to eject one drop of ink to one pixel, the pulse width is equal to AL representing a half period of the natural vibration period of the pressure chamber and the voltage is V1 within one pixel period. And a first cancel pulse that is applied 2AL after the end of the first discharge pulse, has the same polarity as the first discharge pulse, and has a pulse width equal to AL and a voltage V2 smaller than V1. When the drive waveform signal generating unit generates the first drive waveform signal including the above and causes the recording head to eject two ink droplets to one pixel, the predetermined length of time is 1 / f or less. When time is t, a second ejection pulse having a pulse width equal to AL and a voltage V1 within one pixel period, and a pulse width that is applied after AL from the end of the second ejection pulse is less than AL. t A second discharge pulse having a voltage V1 and a second discharge pulse having a voltage of V2 and the same polarity as that of the third discharge pulse applied after t elapses after the end of the third discharge pulse. A drive waveform signal generation method comprising causing the drive waveform signal generation means to generate a second drive waveform signal including a cancel pulse.
前記記録ヘッドに1画素に対して1滴のインク滴を吐出させる場合、1画素周期内に、パルス幅が前記圧力室の固有振動周期の半周期を表すALと等しく電圧がV1からなる第1の吐出パルスと、前記第1の吐出パルスの終了時点より2AL後に印加され前記第1の吐出パルスと同極性であり且つパルス幅がALと一致せず電圧がV1より小さなV2からなる第1のキャンセルパルスと、を含む第1の駆動波形信号を前記駆動波形信号生成手段に生成させ、前記記録ヘッドに1画素に対して2滴のインク滴を吐出させる場合、1/f以下の時間長からなる所定時間をtとすると、1画素周期内に、パルス幅がALと等しく電圧がV1からなる第2の吐出パルスと、前記第2の吐出パルスの終了時点よりAL後に印加されパルス幅がALよりもtだけ短く電圧がV1からなる第3の吐出パルスと、前記第3の吐出パルスの終了時点よりtが経過した後に印加され前記第3の吐出パルスと同極性であり電圧がV2からなる第2のキャンセルパルスと、を含む第2の駆動波形信号を前記駆動波形信号生成手段に生成させることを特徴とする駆動波形信号生成方法。 A nozzle, a pressure chamber communicating with the nozzle, and a piezoelectric element having a resonance frequency of f for applying pressure to the ink in the pressure chamber, and the piezoelectric element according to a drive waveform signal applied thereto A recording head that applies pressure to the ink to eject ink droplets from the nozzles, an ejection pulse for ejecting one ink droplet, a cancel pulse for suppressing the influence of reverberation vibration due to the ejection pulse, Drive waveform signal generation method by an ink jet recording apparatus comprising: drive waveform signal generation means for generating the drive waveform signal for causing the recording head to discharge 0 to 2 ink droplets per pixel Because
When causing the recording head to eject one drop of ink to one pixel, the pulse width is equal to AL representing a half period of the natural vibration period of the pressure chamber and the voltage is V1 within one pixel period. The first discharge pulse is applied after 2AL from the end time of the first discharge pulse and has the same polarity as the first discharge pulse, and the pulse width does not coincide with AL and the voltage is V2 smaller than V1. When the first drive waveform signal including the cancel pulse is generated by the drive waveform signal generation means and the recording head ejects two ink droplets for one pixel, the time length is 1 / f or less. When the predetermined time is t, within one pixel period, a second ejection pulse having a pulse width equal to AL and a voltage V1 is applied after AL from the end of the second ejection pulse, and the pulse width is AL. than A second ejection pulse having a voltage V1 and a third ejection pulse having a voltage V1 that is applied after t has elapsed from the end of the third ejection pulse and has the same polarity as the third ejection pulse. A drive waveform signal generation method comprising causing the drive waveform signal generation means to generate a second drive waveform signal including a cancel pulse.
前記記録ヘッドに1画素に対して1滴のインク滴を吐出させる場合、1画素周期内に、パルス幅が前記圧力室の固有振動周期の半周期を表すALと等しく電圧がV1からなる第1の吐出パルスと、前記第1の吐出パルスの終了時点より2AL後に印加され前記第1の吐出パルスと同極性であり且つパルス幅がALと等しく電圧がV1より小さなV3からなる第1のキャンセルパルスと、を含む第1の駆動波形信号を前記駆動波形信号生成手段に生成させ、前記記録ヘッドに1画素に対して2滴のインク滴を吐出させる場合、1/f以下の時間長からなる所定時間をtとすると、1画素周期内に、パルス幅がALと等しく電圧がV1からなる第2の吐出パルスと、前記第2の吐出パルスの終了時点よりAL後に印加されパルス幅がALよりもtだけ短く電圧がV1からなる第3の吐出パルスと、前記第3の吐出パルスの終了時点よりtが経過した後に印加され前記第3の吐出パルスと同極性であり電圧がV3より大きくV1より小さいV2からなる第2のキャンセルパルスと、を含む第2の駆動波形信号を前記駆動波形信号生成手段に生成させることを特徴とする駆動波形信号生成方法。 A nozzle, a pressure chamber communicating with the nozzle, and a piezoelectric element having a resonance frequency of f for applying pressure to the ink in the pressure chamber, and the piezoelectric element according to a drive waveform signal applied thereto A recording head that applies pressure to the ink to eject ink droplets from the nozzles, an ejection pulse for ejecting one ink droplet, a cancel pulse for suppressing the influence of reverberation vibration due to the ejection pulse, Drive waveform signal generation method by an ink jet recording apparatus comprising: drive waveform signal generation means for generating the drive waveform signal for causing the recording head to discharge 0 to 2 ink droplets per pixel Because
When causing the recording head to eject one drop of ink to one pixel, the pulse width is equal to AL representing a half period of the natural vibration period of the pressure chamber and the voltage is V1 within one pixel period. And a first cancel pulse composed of V3 having the same polarity as the first discharge pulse, the pulse width being equal to AL, and the voltage being smaller than V1, being applied after 2AL from the end of the first discharge pulse. When the drive waveform signal generating unit generates the first drive waveform signal including the above and causes the recording head to eject two ink droplets to one pixel, the predetermined length of time is 1 / f or less. When time is t, a second ejection pulse having a pulse width equal to AL and a voltage V1 within one pixel period, and a pulse width that is applied after AL from the end of the second ejection pulse is less than AL. t The third ejection pulse having a short voltage V1 and the same polarity as the third ejection pulse applied after t elapses from the end of the third ejection pulse, and the voltage is larger than V3 and smaller than V1. A drive waveform signal generation method, characterized in that the drive waveform signal generation means generates a second drive waveform signal including a second cancel pulse composed of V2.
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