JP2013063622A - 液滴吐出ヘッドの駆動装置、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの駆動方法 - Google Patents

液滴吐出ヘッドの駆動装置、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの駆動方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2013063622A
JP2013063622A JP2011204824A JP2011204824A JP2013063622A JP 2013063622 A JP2013063622 A JP 2013063622A JP 2011204824 A JP2011204824 A JP 2011204824A JP 2011204824 A JP2011204824 A JP 2011204824A JP 2013063622 A JP2013063622 A JP 2013063622A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzles
droplet
droplets
drive signal
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2011204824A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5998444B2 (ja
Inventor
Masami Iwama
正美 岩間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2011204824A priority Critical patent/JP5998444B2/ja
Priority to US13/620,757 priority patent/US8931871B2/en
Publication of JP2013063622A publication Critical patent/JP2013063622A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5998444B2 publication Critical patent/JP5998444B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04541Specific driving circuit
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04568Control according to number of actuators used simultaneously
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/0458Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits controlling heads based on heating elements forming bubbles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04581Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits controlling heads based on piezoelectric elements

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Abstract

【課題】部品の大型化やコストアップすることなく、液滴吐出ヘッドに印加される駆動信号の変化を低減し、液滴吐出ヘッドの液滴吐出特性を安定化することができる液滴吐出ヘッドの駆動装置を提供すること。
【解決手段】複数のノズルごとに対応して対向配置された電極を備える圧電素子に、駆動信号を印加して前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの駆動装置であって、前記電極の一方は、基準電位が与えられる基準電位部に接続し、前記電極の他方は、並列接続されて選択的にオンオフ制御される複数のスイッチング素子の一端に接続し、前記スイッチング素子の他端は駆動信号源に接続され、前記スイッチング素子のうちの少なくとも一つは、オン制御した状態で駆動信号を印加しても前記ノズルから液滴を吐出しない通電特性を有し、前記ノズルのうちの一つ以上から液滴を吐出させる際に、液滴を吐出しない前記ノズルの前記通電特性を有する前記スイッチング素子をオン制御する。
【選択図】図5

Description

本発明は、ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの駆動装置、この液滴吐出ヘッドの駆動装置を備える液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの駆動方法に関する。
液滴吐出ヘッドを備える液滴吐出装置では、液滴吐出ヘッドに設けられたノズルから液滴を吐出させるために多様な方式が用いられている。例えば、圧電素子を用いて液体流路の壁面を形成する振動板を変形させることによって、液体流路内容積を変化させて液滴を吐出させるいわゆるピエゾ型、発熱抵抗体を用いて液体流路内で液体を加熱することで、発生する気泡による圧力で液滴を吐出させるいわゆるサーマル型、また、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させ、液体流路内容積を変化させて液滴を吐出させる静電型等が知られている。
これら各種の方式を用いた液滴吐出ヘッドは、機械的構造を単純化しやすく、小型化が容易であり、昨今の半導体分野において進化が著しいIC技術や微細加工技術を活用して製造できるため、製造コストを抑えて高密度実装が可能である、という利点がある。
さらに、吐出される液滴の制御を電気的に行っていることから、液滴の大きさ等を細かく制御可能であり、例えばインクジェットプリンタの様に微小な液滴により高精細画像を形成する記録装置に用いる場合に有利である。
液滴吐出装置は、一般的に液体を内包する圧力室を含む一連の液滴流路、圧力室に通じる複数のノズル列、各ノズルに対応して設けられた圧電素子等を有する液滴吐出ヘッドを搭載し、圧電素子に印加する駆動信号を生成する駆動信号生成回路を備えている。この様な構成において、駆動信号生成回路からの駆動信号を圧電素子に印加して圧力室内の圧力を変動させ、ノズルから液滴を吐出することができる。
駆動信号生成回路からの駆動信号を伝送する配線部材としては、可撓性を有するフレキシブルフラットケーブル(以下、「FFC」という)や、フレキシブルプリント基板(以下、「FPC」という)が用いられることが多い。
通常、この様な配線部材には抵抗成分Rの他に、電流の変化が誘導起電力となって表れるインダクタンス成分Lがあり、インクダクタンス成分Lの大きさは配線長によって変化する性質を有している。
配線部材の抵抗成分Rは非常に微小であるため配線長が増加しても駆動信号の伝送において大きな問題となることはない。しかし、インダクタンス成分Lは配線長や経路径によって変化し、インダクタンス成分Lと単位時間あたりの電流変化率(di/dt)との積で表される逆起電力ΔE(=L×(di/dt))が発生する。
配線部材の配線長の増加によりインダクタンス成分Lが大きくなると、この配線部材により伝送される信号に逆起電力ΔEがノイズとして無視出来なくなるほどに大きくなり、駆動波形に歪みが生じる原因となる。この様なインダクタンス成分Lによるノイズは、駆動波形にオーバーシュートやアンダーシュートとして表れることとなる。
駆動波形に生じるオーバーシュートやアンダーシュートは、発生量が一定であれば、この歪みが発生することを前提とした駆動波形と駆動信号生成回路を作製することが可能である。
しかし、オーバーシュートやアンダーシュートの大きさは配線部材に流れる電流量によって変化するため、液滴吐出ヘッドで駆動するノズル数によりその大きさが変化する。
つまり、駆動ノズル数が少ない場合には駆動波形の歪みが小さく、駆動ノズル数が多い場合には駆動波形の歪みが大きくなるため、駆動するノズル数によって駆動波形が異なることを原因として液滴の吐出特性が変化してしまうという問題が生じる。
そこで、例えば特許文献1では、駆動パルスの供給線に並列に断続可能な複数の容量性負荷を備え、インク滴を吐出すべきノズルの数又はそれを駆動する圧電式アクチュエータの数に応じて駆動パルスの供給線への容量性負荷の断続状態を設定すること等により、駆動パルス供給線に接続される総静電容量を一定にすることで、インク滴吐出特性を安定化する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1に係る技術では、駆動信号を伝送する配線部材のヘッド端に接続する容量性負荷とスイッチング素子を必要とし、容量性負荷はIC等に集積することが困難なため、キャパシタ等の部品の追加が必要になり、部品の大型化やコストアップの要因となる場合がある。
そこで、本発明では、部品の大型化やコストアップを招くことなく、液滴吐出ヘッドに印加される駆動信号の変化を低減し、液滴吐出ヘッドの液滴吐出特性を安定化することができる液滴吐出ヘッドの駆動装置を提供することを目的とする。また、液滴吐出特性が安定な液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの駆動方法を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題に鑑み、複数のノズルごとに対応して対向配置された電極を備える圧電素子に、駆動信号を印加して前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの駆動装置であって、前記電極の一方は、基準電位が与えられる基準電位部に接続し、前記電極の他方は、並列接続されて選択的にオンオフ制御される複数のスイッチング素子の一端に接続し、前記スイッチング素子の他端は駆動信号源に接続され、前記スイッチング素子のうちの少なくとも一つは、オン制御した状態で駆動信号を印加しても前記ノズルから液滴を吐出しない通電特性を有し、前記ノズルのうちの一つ以上から液滴を吐出させる際に、液滴を吐出しない前記ノズルの前記通電特性を有する前記スイッチング素子をオン制御することを特徴とする。
本発明の実施形態によれば、液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させる際に、液滴を吐出しないノズルのスイッチング素子もオン制御することにより、駆動ノズル数が少ない場合でも常に一定以上の電流が流れ、駆動ノズル数の増減による駆動波形の変化量を低減し、液滴吐出特性を安定化することが可能である。
実施形態に係るインクジェット記録装置の外観斜視図 実施形態に係るインクジェット記録装置の機構部の平面概略図 実施形態に係るインクジェット記録装置の液滴吐出ヘッドの断面図 実施形態に係る駆動信号用基板の駆動信号生成回路部分のブロック図 実施形態に係る液滴吐出ヘッド及び液滴吐出ヘッドの駆動装置の回路図 実施形態に係る圧電素子に印加される駆動波形の例を示す図 実施形態に係る液滴を吐出するノズル数と液滴速度との関係を示す図
以下、本発明の好適な実施の形態(以下「実施形態」という)について、図面を用いて詳細に説明する。
<液滴吐出装置の構成>
図1に、本実施形態に係る液滴吐出装置としてのインクジェット記録装置を前方側から見た外観斜視図を示す。
インクジェット記録装置は、装置本体1と、装置本体1に装着された用紙を装填するための給紙トレイ2と、装置本体1に着脱自在に装着されて画像が記録(形成)された用紙をストックするための排紙トレイ3とで構成されている。
また、装置本体1の前面の一端部側(給排紙トレイ部の側方)には、インクカートリッジを装填するためのカートリッジ装填部4を有し、このカートリッジ装填部4の上面には操作ボタンや表示器等を有する操作/表示部5が設けられている。
カートリッジ装填部4は、色の異なる色材であるインク、例えばブラック(K)インク、シアン(C)インク、マゼンタ(M)インク、イエロー(Y)インクをそれぞれ収容した複数のインクカートリッジ(メインタンク)10k、10c、10m、10y(色を区別しない場合には「インクカートリッジ10」という)を、装置本体1の前面側から背面側に向かって挿入して装填出来る様に構成されている。
カートリッジ装填部4の前面側には、インクカートリッジ10を着脱する際に開く前カバー(カートリッジカバー)6が開閉可能に設けられている。また、インクカートリッジ10k、10c、10m、10yは縦置き状態で横方向に並べて装填する構成としている。
操作/表示部5には、各色のインクカートリッジ10k、10c、10m、10yの装着位置(配置位置)に対応する位置で、各色のインクカートリッジ10k、10c、10m、10yの残量がニアーエンド又はエンドになったことを表示する各色の残量表示部、電源ボタン、用紙送り/印刷再開ボタン、キャンセルボタン等が配設されている。
次に、インクジェット記録装置1の機構部について図2を用いて説明する。図2は、本実施形態に係るインクジェット記録装置1の機構部の平面概略図である。
装置本体のフレーム部材を構成するメイン側板21A、21Bに横架された主ガイド部材であるガイドロッド22と図示しない従ガイド部材(ガイドロッド、ガイドステー等)とで、キャリッジ25を主走査方向(ガイドロッド長手方向)に摺動自在に保持している。
キャリッジ25は、主走査モータ26、駆動プーリ27、従動プーリ28及びタイミングベルト29で構成される主走査機構によって主走査方向に移動走査される。
キャリッジ25には、例えば、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色のインク滴を吐出するサブタンク一体型の4個の液滴吐出ヘッド31が搭載されている。
液滴吐出ヘッド31は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に有しており、液滴吐出方向を下方に向けてキャリッジ25に装着されている。
キャリッジ25では、背面に装着されているFFC12と、キャリッジ25に設けられている中継基板56を介して、駆動信号用基板51からの駆動信号が記録ヘッド31に入力される。
一方、キャリッジ25の下側には、給紙カセット3から給紙される用紙11を副走査方向に搬送する搬送手段としての搬送ベルト41が配置されている。搬送ベルト41は、無端状ベルトであり、不図示のサブ側板間で回転自在に保持されている搬送ローラ42とテンションローラ43との間に掛け渡されて、不図示の副走査モータに搬送ローラ42が回転駆動されることによって矢印方向(ベルト搬送方向)に周回移動される。
<液滴吐出ヘッドの構造>
次に、図3に示す液滴吐出ヘッド31の断面図に基づき、液滴吐出ヘッド31の構造について説明する。
液滴吐出ヘッド31は、駆動ユニット102と液室ユニット104とを備えている。
駆動ユニット102は、例えば熱可塑性樹脂等からなり、中央部に圧力発生装置収納空間としての中空部80aが形成されたフレーム部材80と、中空部80a内に配置された圧力発生装置82とを備えている。
フレーム部材80には、中空部80aを挟んでその長手方向に直交する方向(以下「短手方向」ともいう)の両側に、一対の共通液室80b、80cがそれぞれ形成されている。
圧力発生装置82は、セラミックスや金属、例えばステンレス等の硬質材料で形成された直方体状のベース部材84と、ベース部材84上に2行n列のマトリックス状に配列された複数の圧電素子86とを有している。
各圧電素子86は、図3に示す様に積層型圧電素子からなり、各圧電素子86の多数の内部電極90は、1層おきに交互に両端面に取り出され、両端面に形成された例えばAgPd合金等からなる不図示の個別端面電極にそれぞれ接続されている。また、各圧電素子86の同行の他の圧電素子に対向する端面側の個別端面電極は、ベース部材84上の不図示の共通電極に接続されている。
図では省略しているが、各圧電素子86の同行の他の圧電素子に対向しない端面側の個別端面電極及び共通電極には、FPCが半田付けにより接合され、共通電極は基準電位に接続されている。
駆動信号生成回路からスイッチング素子経由で駆動信号が印加されることにより、各圧電素子86の積層方向に電界が発生し、各圧電素子86には積層方向の伸びの変位(電界と同方向のd33方向の変位)が生じることで、ノズル98aから液滴が吐出される。
<液滴吐出ヘッドの駆動装置について>
以下、本実施形態に係る液滴吐出ヘッド31の駆動装置の概略について説明する。
図4に、駆動信号用基板51の駆動信号生成回路部分のブロック図を示す。
本実施形態に係る液滴吐出装置1は、駆動信号用基板51内で生成される駆動信号を液滴吐出ヘッド31に入力し、液室の内部容積を変えることにより液滴を吐出する構成となっている。
波形データ用メモリ61には、液滴サイズ、インク温度等に応じた波形データが記録され、インクジェット記録装置1の制御部により波形データが選択され、波形生成中は一定時間ごとにデータを更新して駆動波形のデジタルデータを出力する。
波形データ用メモリ61から出力されたデジタルデータは、D/Aコンバータ62でアナログ信号に変換され、電圧増幅回路63及び電流増幅回路64により電圧増幅、電流増幅されて液滴吐出ヘッド31の駆動信号となる。
図5に、液滴吐出ヘッド31及び液滴吐出ヘッド31の駆動装置の回路図を示す。
ノズルごとに対向配置された個別電極34と共通電極35とで容量性のコンデンサCが形成されるため、液滴吐出ヘッド31はコンデンサCと圧電素子86とにより形成された電気的に容量性のアクチュエータを持つ構成になっている。
共通電極35は、低インピーダンスの基準電位が与えられる基準電位部としてのグランドGNDに接続されている。また、各個別電極34は、アナログスイッチ回路71の中で並列接続された2つのスイッチング素子SW1,SW2の一端に接続されている。
本実施形態では、並列接続されたスイッチング素子SWが2個(SW1とSW2)接続されている場合について説明するが、並列接続されるスイッチング素子SWの数は2個に限るものではなく、2個以上で複数のスイッチング素子SWが並列接続されていても良い。
アナログスイッチ回路71には、シフトレジスタ74,75から、デコーダ73、レベルシフタ72を介して記録データが伝送される。アナログスイッチ回路71では、記録データに基づいて駆動する圧電素子が選択され、駆動する圧電素子に対応するスイッチング素子SWのオンオフ制御が選択的に行われる。シフトレジスタ74,75に記録データとしてデータ"1"を書き込み、SWON1又はSWON2信号を"High"レベルにすることで、駆動信号源となって特定のスイッチング素子SWをオン制御し、駆動信号を圧電素子に印加することができる。
スイッチング素子SW1は、並列接続された他のスイッチング素子SW2がオフ制御された状態で、オン制御して圧電素子86に駆動信号を印加した場合にノズルから液滴を吐出させることができる抵抗値R1を有している。また、スイッチング素子SW2は、並列接続されたスイッチング素子SW1がオフ制御された状態で、オン制御して駆動信号を圧電素子86に印加しても、ノズルから液滴が吐出されない抵抗値R2を有している。
なお、本実施形態に係るスイッチング素子SW2の抵抗値R2は、スイッチング素子SW1の抵抗値R1の10倍に設定されているが、抵抗値R1,R2の設定はこれに限るものではなく、適宜設定することができる。
液滴吐出ヘッド31の駆動信号は、駆動信号用基板51から出力され、FFC12を経由してスイッチング素子SWを介して圧電素子86に印加される。
ここで、FFC12は抵抗成分Rとインダクタンス成分Lとを有しているため、FFC12上でノイズ成分である逆起電力が発生して駆動波形にアンダーシュートやオーバーシュートが発生する場合がある。
<スイッチング素子の制御と駆動波形>
図6は、本実施形態に係る圧電素子86に印加される駆動波形の例を示す図である。
全てのスイッチング素子SW2をオフ制御した状態で、1つのスイッチング素子SW1のみをオン制御して駆動信号を印加することによって、1つのノズルのみから液滴を吐出させた場合の駆動波形が図6(a)である。
また、全てのスイッチング素子SW2をオフ制御した状態で、全てのスイッチング素子SW1をオン制御して駆動信号を印加することによって、全ノズルから液滴を吐出させた場合の駆動波形が図6(b)である。図中点線は図6(a)に示した1ノズルから液滴を吐出させた場合の駆動波形である。
図6(b)に示す全ノズル駆動時は、FFC12に発生した逆起電力の影響により駆動波形にオーバーシュート、アンダーシュートが発生し、図6(a)に示す1ノズル駆動時に比較して、駆動波形の立下り部分はVpp0からVpp2に、立ち上がり部分ではVpp1からVpp3に電圧が増加している。
この様に、駆動波形にオーバーシュート及びアンダーシュートが発生しているため、全ノズル駆動時には1ノズル駆動時と比較して液滴の吐出速度が上昇し、印刷位置ズレ等による画像品質の低下を招くこととなる。
図6(c)は、全てのスイッチング素子SW1をオフ制御した状態で、1つのスイッチング素子SW2をオン制御して駆動信号を印加した場合の駆動波形である。図中点線は図6(a)に示した1ノズルから液滴を吐出させた場合の駆動波形である。
この場合において、駆動波形の立ち下がり部分の電圧Vpp4及び立ち上がり部分の電圧Vpp5は、図6(a)に示すスイッチング素子SW1により1ノズル駆動させた場合の各電圧Vpp0、Vpp1に比較して小さくなる。また、駆動波形の立ち下がり及び立ち上がり部分も図6(a)に比較して緩やかになっている。そのため、スイッチング素子SW2をオン制御して駆動信号を印加してもノズルから液滴は吐出されない。
この様に、同一の駆動信号が印加されても、抵抗値が異なるためにスイッチング素子SW1とSW2とでは駆動波形が異なり、スイッチング素子SW2をオン制御して駆動信号を印加してもノズルから液滴が吐出されない様に抵抗値R2を設定している。
そこで、液滴吐出ヘッド31が有する全ノズルのうちの一つ以上から液滴を吐出させる際に、液滴を吐出しないノズルのスイッチング素子SW2をオン制御して駆動信号を印加することで、従来通り必要なノズルから液滴を吐出させつつ、1ノズル駆動時と全ノズル駆動時でのFFC12に流れる電流量の差を低減することができる。そのため、FFC12に生じる逆起電力量を制御することが可能になり、駆動ノズル数による駆動波形の差異が低減し、ノズルから吐出される液滴特性を安定化することができる。
図6(d)は、液滴を吐出させる1つのノズルのスイッチング素子SW1をオン制御し、液滴を吐出しない他の全ノズルのスイッチング素子SW2をオン制御した状態で、1ノズルから液滴を吐出させる場合の駆動波形である。図中点線は、図6(b)に示す全ノズルのスイッチング素子SW1をオン制御して液滴を吐出させた場合の駆動波形である。
液滴を吐出しないノズルのスイッチング素子SW2をオン制御することによって、一定の電流が流れるため、スイッチング素子SW2をオン制御せずに1ノズルから液滴を吐出させる場合(図6(a))に比べて駆動波形のアンダーシュート及びオーバーシュート量は大きくなる。
しかしながら、全ノズルのスイッチング素子SW1をオン制御して全ノズルから液滴を吐出させる場合(図6(b))と比較すると、立ち下がり時の電圧Vpp2とVpp6との差、立ち上がり時の電圧Vpp3とVpp7との差を小さくすることが出来ている。
したがって、1ノズル駆動時と全ノズル駆動時の駆動波形の差を微小にすることで、駆動ノズル数に応じて液滴の吐出特性が変化することなく、安定して液滴を吐出させることができる。また、本実施形態に係る液滴吐出ヘッド31の駆動装置を備える液滴吐出装置1では、吐出される液滴が安定化されるため、印刷位置ずれ等が発生することなく、高品質画像を出力することが可能になる。
上記では、液滴を吐出しないノズルについては全てスイッチング素子SW2をオン制御することによって液滴の吐出特性の安定化を達成しているが、液滴を吐出するノズル数を検出し、駆動ノズル数に応じて液滴の吐出特性が低下しない程度にスイッチング素子SW2をオン制御することも可能である。
図7に、液滴を吐出するノズル数と液滴速度との関係を示す。
図7に示すグラフは、全てのスイッチング素子SW2をオフ制御し、スイッチング素子SW1のみをオンオフ制御して液滴を吐出させる場合の、液滴を吐出させる駆動ノズル数と吐出される液滴速度との関係を表している。
液滴を吐出させる駆動ノズル数に応じて駆動波形にオーバーシュート及びアンダーシュートが生じるために液滴速度が変化し、駆動ノズル数の増加と共に液滴速度が上昇している。液滴速度が変化すると、インクジェット記録装置1では印刷位置ずれ等が生じて画像品質が低下するため、液滴速度を安定化させる必要がある。
そこで、駆動ノズル数を検出して、例えば、駆動ノズル数がNCH以下の場合において液滴速度が目標速度V以上になる様にスイッチング素子SW2をオン制御することで、画像品質が低下しない様に液滴速度を安定化させることができる。
液滴を吐出するノズル数は画像データから求めることが可能であり、その数に応じてスイッチング素子SW2をオン制御するノズル数を変更することで、液滴を吐出しないノズルのスイッチング素子SW2を全てオン制御する場合に比べて、消費電力量を抑制した状態で液滴吐出特性を改善することが可能である。
また、スイッチング素子SWをオン制御して駆動信号を印加した場合にノズルから液滴が吐出される抵抗値をR1とし、液滴が吐出されない抵抗値をR2とした場合に、スイッチング素子SW1の抵抗値R1'を、R1'=(R1×R2/(R2−R1))に設定し、スイッチング素子SW2の抵抗値をR2に設定する。
この様に設定すると、並列接続されたスイッチング素子SW1,SW2の合成抵抗が、液滴が吐出される抵抗値R1となり、並列接続されたスイッチング素子SWを全てオン制御した状態でノズルから液滴が吐出されることとなる。
したがって、スイッチング素子SW2を全ノズルとも常にオン制御し、スイッチング素子SW1のオンオフ制御のみで選択的にノズルから液滴を吐出させることができる。この様にスイッチング素子SWを制御することにより、FFC12に流れる電流量の変化を小さくし、駆動波形の変化を低減させて液滴の吐出特性を安定化することが可能である。
また、スイッチング素子SW1,SW2の並列の合成抵抗値は、従来から吐出に必要な程度の抵抗値と同等であり、ICのチップ面積の増加もほぼ無いことから、容易に一つのICに集積することが可能である。
したがって、部品の大型化やコストアップを招くことなく、液滴吐出ヘッドに印加される駆動波形の変化を低減し、液滴吐出特性を安定化させることが可能である。
<まとめ>
以上説明した様に、並列接続された複数のスイッチング素子SW1,SW2のうち、スイッチング素子SW2はオン制御した状態で駆動信号を印加してもノズルから液滴が吐出されない抵抗値R2を有しており、液滴吐出ヘッド31のノズルから液滴を吐出する際に、液滴を吐出しないノズルのスイッチング素子SW2をオン制御することにより、FFC12に流れる電流量を一定の範囲内に抑え、駆動ノズル数に応じた駆動波形の変化を低減することが可能である。
したがって、本発明の実施形態によれば、液滴吐出ヘッド31の液滴吐出特性を安定化することが可能であり、常に一定の液滴を吐出することができる。また、この様な液滴吐出ヘッド31の駆動装置を備えたインクジェット記録装置1では、吐出される液滴の位置ずれが発生することが無いため、安定して高品質画像を形成することが可能である。
なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
1 インクジェット記録装置(液滴吐出装置)
31 液滴吐出ヘッド
98a ノズル
34 個別電極(電極)
35 共通電極(電極)
86 圧電素子
GND グランド(基準電位部)
SW スイッチング素子
特開2007−203493号公報

Claims (6)

  1. 複数のノズルごとに対応して対向配置された電極を備える圧電素子に、駆動信号を印加して前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの駆動装置であって、
    前記電極の一方は、基準電位が与えられる基準電位部に接続し、
    前記電極の他方は、並列接続されて選択的にオンオフ制御される複数のスイッチング素子の一端に接続し、
    前記スイッチング素子の他端は駆動信号源に接続され、
    前記スイッチング素子のうちの少なくとも一つは、オン制御した状態で駆動信号を印加しても前記ノズルから液滴を吐出しない通電特性を有し、
    前記ノズルのうちの一つ以上から液滴を吐出させる際に、液滴を吐出しない前記ノズルの前記通電特性を有する前記スイッチング素子をオン制御する
    ことを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動装置。
  2. 液滴を吐出する前記ノズルの数を検出する手段を備え、
    前記通電特性を備える前記スイッチング素子をオン制御する前記ノズルの数を、
    液滴を吐出する前記ノズルの数に応じて変更する
    ことを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッドの駆動装置。
  3. 前記並列接続された複数の前記スイッチング素子は、全てオン制御した状態で前記ノズルから液滴を吐出する通電特性を有し、
    前記ノズルのうちの一つ以上から液滴を吐出させる際に、液滴を吐出する前記ノズルの前記スイッチング素子を全てオン制御する
    ことを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッドの駆動装置。
  4. 前記スイッチング素子は、一つの半導体に集積されている
    ことを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の液滴吐出ヘッドの駆動装置。
  5. 請求項1から4の何れか一項に記載の液滴吐出ヘッドの駆動装置を備える
    ことを特徴とする液滴吐出装置。
  6. 複数のノズルごとに対応して対向配置された電極を備える圧電素子に、駆動信号を印加して前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの駆動方法であって、
    前記電極の一方は、基準電位が与えられる基準電位部に接続し、
    前記電極の他方は、並列接続されて選択的にオンオフ制御される複数のスイッチング素子の一端に接続し、
    前記スイッチング素子の他端は駆動信号源に接続され、
    前記スイッチング素子のうちの少なくとも一つは、オン制御した状態で駆動信号を印加しても前記ノズルから液滴を吐出しない通電特性を有し、
    前記ノズルのうちの一つ以上から液滴を吐出させる際に、液滴を吐出しない前記ノズルの前記通電特性を有する前記スイッチング素子をオン制御する
    ことを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
JP2011204824A 2011-09-20 2011-09-20 液滴吐出ヘッドの駆動装置、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの駆動方法 Expired - Fee Related JP5998444B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011204824A JP5998444B2 (ja) 2011-09-20 2011-09-20 液滴吐出ヘッドの駆動装置、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの駆動方法
US13/620,757 US8931871B2 (en) 2011-09-20 2012-09-15 Driving device of liquid-jet head, liquid-jet device and method for driving liquid-jet head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011204824A JP5998444B2 (ja) 2011-09-20 2011-09-20 液滴吐出ヘッドの駆動装置、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの駆動方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013063622A true JP2013063622A (ja) 2013-04-11
JP5998444B2 JP5998444B2 (ja) 2016-09-28

Family

ID=47879707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011204824A Expired - Fee Related JP5998444B2 (ja) 2011-09-20 2011-09-20 液滴吐出ヘッドの駆動装置、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの駆動方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8931871B2 (ja)
JP (1) JP5998444B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10906303B2 (en) 2018-09-28 2021-02-02 Ricoh Company, Ltd. Liquid discharging apparatus, liquid discharging head, and method for driving liquid discharging head

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11077688B2 (en) 2018-09-20 2021-08-03 Ricoh Company, Ltd. Liquid discharge head and liquid discharge apparatus

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11221921A (ja) * 1998-02-06 1999-08-17 Seiko Epson Corp インクジェットヘッドの駆動回路
JP2002001948A (ja) * 1999-05-31 2002-01-08 Seiko Epson Corp インクジェット式記録装置
JP2002144558A (ja) * 2000-11-13 2002-05-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd インクジェットヘッド駆動装置
JP2003094638A (ja) * 2001-09-20 2003-04-03 Ricoh Co Ltd インクジェットヘッドの駆動装置、インクジェットヘッドの駆動方法、インクジェットプリンタ
JP2006088484A (ja) * 2004-09-22 2006-04-06 Fuji Xerox Co Ltd 液滴吐出ヘッドの駆動方法、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置
JP2007015127A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 Seiko Epson Corp 液体噴射装置
JP2010125740A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Ricoh Co Ltd 画像形成装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1170676A (ja) 1997-07-04 1999-03-16 Hitachi Koki Co Ltd 印刷装置のハンマ駆動装置
JP2000238262A (ja) 1999-02-25 2000-09-05 Seiko Epson Corp インクジェット記録装置
JP2003170588A (ja) * 2001-12-10 2003-06-17 Ricoh Co Ltd インクジェット記録装置
US7556327B2 (en) * 2004-11-05 2009-07-07 Fujifilm Dimatix, Inc. Charge leakage prevention for inkjet printing
EP1980401B1 (en) * 2006-01-20 2011-07-06 Seiko Epson Corporation Inkjet printer head driving apparatus and inkjet printer
JP2007203493A (ja) 2006-01-31 2007-08-16 Seiko Epson Corp インクジェットプリンタ

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11221921A (ja) * 1998-02-06 1999-08-17 Seiko Epson Corp インクジェットヘッドの駆動回路
JP2002001948A (ja) * 1999-05-31 2002-01-08 Seiko Epson Corp インクジェット式記録装置
JP2002144558A (ja) * 2000-11-13 2002-05-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd インクジェットヘッド駆動装置
JP2003094638A (ja) * 2001-09-20 2003-04-03 Ricoh Co Ltd インクジェットヘッドの駆動装置、インクジェットヘッドの駆動方法、インクジェットプリンタ
JP2006088484A (ja) * 2004-09-22 2006-04-06 Fuji Xerox Co Ltd 液滴吐出ヘッドの駆動方法、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置
JP2007015127A (ja) * 2005-07-05 2007-01-25 Seiko Epson Corp 液体噴射装置
JP2010125740A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Ricoh Co Ltd 画像形成装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10906303B2 (en) 2018-09-28 2021-02-02 Ricoh Company, Ltd. Liquid discharging apparatus, liquid discharging head, and method for driving liquid discharging head

Also Published As

Publication number Publication date
US8931871B2 (en) 2015-01-13
US20130068850A1 (en) 2013-03-21
JP5998444B2 (ja) 2016-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5256768B2 (ja) 液体噴射装置
JP4848706B2 (ja) 液滴吐出装置及び液滴吐出方法
JP6264830B2 (ja) 液体噴射装置、および、液体噴射装置の制御方法
US9688067B2 (en) Element substrate, printhead, and printing apparatus
JP2009241345A (ja) 液滴噴射装置及び液滴噴射制御プログラム
JP6597134B2 (ja) 液体吐出装置
JP5163207B2 (ja) 液体噴射装置、及び印刷装置
JP6369057B2 (ja) 半導体装置、液体吐出ヘッド、及び液体吐出装置
JP5998444B2 (ja) 液滴吐出ヘッドの駆動装置、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの駆動方法
JP5076345B2 (ja) 液滴吐出ヘッドの駆動装置、駆動方法、及び液滴吐出装置
US11345143B2 (en) Liquid ejecting apparatus, drive circuit, and integrated circuit
US11331913B2 (en) Drive circuit for liquid ejecting device and liquid ejecting device
JP4894732B2 (ja) 液体噴射装置、および、その制御方法
JP7275921B2 (ja) 液体吐出装置、駆動回路、及び集積回路
JP6471797B2 (ja) 液体噴射装置
JP6277706B2 (ja) 液体噴射装置、および、液体噴射装置の制御方法
JP4655134B2 (ja) 液滴噴射装置
JP2014218019A (ja) 液体噴射装置、および、液体噴射装置の制御方法
JP7314656B2 (ja) 液体吐出装置
JP5783203B2 (ja) 液体噴射装置および印刷装置、液体噴射装置の駆動方法
US11059288B2 (en) Drive circuit for liquid ejecting device and liquid ejecting device
JP7310361B2 (ja) 液体吐出装置、駆動回路、及び集積回路
JP2010228197A (ja) 液体吐出装置、及び、液体吐出装置の制御方法
JP2017087686A (ja) 液体噴射装置および液体噴射方法
JP6111953B2 (ja) 液滴噴射装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140812

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150529

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150602

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150730

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151222

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160802

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160815

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5998444

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees