JP3288482B2 - インクジェットヘッドの駆動方法 - Google Patents
インクジェットヘッドの駆動方法Info
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Description
【０００３】
【技術分野】本発明は、インクジェットヘッドの駆動方
法に関し、より詳細には、圧電素子を駆動源とするオン
デマンド方式のインクジェット記録装置において、ヘッ
ドの圧電素子を駆動するときのピーク電流が重ならない
ようにしてノイズによる誤動作をなくし低電力で駆動す
るインクジェットヘッドの駆動方法に関する。
法に関し、より詳細には、圧電素子を駆動源とするオン
デマンド方式のインクジェット記録装置において、ヘッ
ドの圧電素子を駆動するときのピーク電流が重ならない
ようにしてノイズによる誤動作をなくし低電力で駆動す
るインクジェットヘッドの駆動方法に関する。
【０００４】
【従来技術】画像信号に応じて出力されるパルスにより
圧電素子を駆動し、インクを収容した流路に圧力波を発
生させてインク液滴を噴射して記録するヘッドを備えた
インクジェット記録装置は、構造が簡易で高品質の記録
画像が得られる特徴がある。実際のインクジェット記録
装置ヘッドの圧電素子は、次のようにして駆動される。
圧電素子を駆動し、インクを収容した流路に圧力波を発
生させてインク液滴を噴射して記録するヘッドを備えた
インクジェット記録装置は、構造が簡易で高品質の記録
画像が得られる特徴がある。実際のインクジェット記録
装置ヘッドの圧電素子は、次のようにして駆動される。
【０００５】図１２は、ヘッドを駆動する通常の駆動ブ
ロック回路である。制御ボード４１内にＣＰＵ（中央演
算処理回路）４２と電源４３を組み込み、画像情報に基
づいて出力される制御信号、すなわち印字信号はファー
ネスライン（ＦＰＣ）による制御信号ライン４７を介し
て駆動ボード４４に組み込まれた圧電素子（例えば、Ｐ
ＺＴ：ジルコン酸チタン酸鉛）駆動回路４５に伝送され
る。一方、圧電素子（ＰＺＴ）駆動回路４５には、高圧
ライン４８およびグランドライン４９を介して電源４３
からの電圧が印加される。圧電素子４６は複数の流路を
該流路に対応して駆動するために複数の溝で区画されマ
ルチチャンネル圧電素子４６となっている。マルチチャ
ンネル圧電素子４６は、前記制御信号に対応して電圧パ
ルスが印加され駆動される。なお、駆動ボード４４は、
ヘッドを搭載したキャリッジ上に配設される。
ロック回路である。制御ボード４１内にＣＰＵ（中央演
算処理回路）４２と電源４３を組み込み、画像情報に基
づいて出力される制御信号、すなわち印字信号はファー
ネスライン（ＦＰＣ）による制御信号ライン４７を介し
て駆動ボード４４に組み込まれた圧電素子（例えば、Ｐ
ＺＴ：ジルコン酸チタン酸鉛）駆動回路４５に伝送され
る。一方、圧電素子（ＰＺＴ）駆動回路４５には、高圧
ライン４８およびグランドライン４９を介して電源４３
からの電圧が印加される。圧電素子４６は複数の流路を
該流路に対応して駆動するために複数の溝で区画されマ
ルチチャンネル圧電素子４６となっている。マルチチャ
ンネル圧電素子４６は、前記制御信号に対応して電圧パ
ルスが印加され駆動される。なお、駆動ボード４４は、
ヘッドを搭載したキャリッジ上に配設される。
【０００６】図１３は、圧電素子を駆動する電圧波形
（１３図(ａ)）と電流波形（１３図(ｂ)）を示す図であ
る。圧電素子は、高抵抗で電極間には静電容量があり、
充電抵抗とにより駆動パルスを矩形パルスとしたとき、
１３図（ｂ）のようにパルスの立ち上げでは過渡的な充
電電流Ｉpaが流れ、立ち下げでは放電電流Ｉpbが流れ
る。このため、１３図（ａ）のように電圧波形も変化
し、立ち下げ，立ち上げに時間遅れが生ずる。
（１３図(ａ)）と電流波形（１３図(ｂ)）を示す図であ
る。圧電素子は、高抵抗で電極間には静電容量があり、
充電抵抗とにより駆動パルスを矩形パルスとしたとき、
１３図（ｂ）のようにパルスの立ち上げでは過渡的な充
電電流Ｉpaが流れ、立ち下げでは放電電流Ｉpbが流れ
る。このため、１３図（ａ）のように電圧波形も変化
し、立ち下げ，立ち上げに時間遅れが生ずる。
【０００７】したがって、Ｎ個のノズルを有するヘッド
では、全Ｎチャンネルを同時駆動すると、Ｎ×Ｉpa，Ｎ
×Ｉpbのピーク電流が流れるので、大電流容量の電源が
必要となる。また、このとき、高圧ライン４８とグラン
ドライン４９間には、圧電素子の充電，放電のために大
電流が流れ、これが制御信号のノイズ発生源となり、誤
動作を招く場合がある。あるいは、電気的マイグレーシ
ョン（migration）による回路パターンの破損が生じた
りする。このように、全チャンネルを同時駆動すると、
大電流が流れるので、近接するチャンネル間で駆動する
タイミングをずらす方式が考えられる。
では、全Ｎチャンネルを同時駆動すると、Ｎ×Ｉpa，Ｎ
×Ｉpbのピーク電流が流れるので、大電流容量の電源が
必要となる。また、このとき、高圧ライン４８とグラン
ドライン４９間には、圧電素子の充電，放電のために大
電流が流れ、これが制御信号のノイズ発生源となり、誤
動作を招く場合がある。あるいは、電気的マイグレーシ
ョン（migration）による回路パターンの破損が生じた
りする。このように、全チャンネルを同時駆動すると、
大電流が流れるので、近接するチャンネル間で駆動する
タイミングをずらす方式が考えられる。
【０００８】例えば、特公昭５９−３３１１７による
「インクジェット記録装置」では、図１４に示すよう
に、各チャンネルを位相をずらしてパルス駆動し、各々
のチャンネルのパルスが重ならないようにしている。
「インクジェット記録装置」では、図１４に示すよう
に、各チャンネルを位相をずらしてパルス駆動し、各々
のチャンネルのパルスが重ならないようにしている。
【０００９】図１４は、従来のインクジェット記録装置
のチャンネル毎の圧電素子を駆動する駆動パルスのタイ
ムチャートを示し、チャンネルの数が３の場合のもの
で、パルス間隔（くり返し周期）Ｔの第１のチャンネル
の駆動パルスｅ1に対してこのパルス間隔Ｔの間に第
２，第３のチャンネルの駆動パルスｅ2およびｅ3を各々
時間ｔｄだけ等間隔に挿入するように制御している。
のチャンネル毎の圧電素子を駆動する駆動パルスのタイ
ムチャートを示し、チャンネルの数が３の場合のもの
で、パルス間隔（くり返し周期）Ｔの第１のチャンネル
の駆動パルスｅ1に対してこのパルス間隔Ｔの間に第
２，第３のチャンネルの駆動パルスｅ2およびｅ3を各々
時間ｔｄだけ等間隔に挿入するように制御している。
【００１０】しかし、ノズルの数Ｎのマルチノズルを有
するヘッドの場合、くり返し周期Ｔは、図１４に示すよ
うに、ディレイ時間ｔｄ×ノズル数Ｎの時間に制約され
るので、高速印字には不利となる。
するヘッドの場合、くり返し周期Ｔは、図１４に示すよ
うに、ディレイ時間ｔｄ×ノズル数Ｎの時間に制約され
るので、高速印字には不利となる。
【００１１】また、特開昭５５−６３２７８による「マ
ルチヘッドインクジェット記録装置」には、図１５に示
す実施例が開示されている。
ルチヘッドインクジェット記録装置」には、図１５に示
す実施例が開示されている。
【００１２】図１５は、従来のマルチヘッドインクジェ
ット記録装置によるチャンネル毎の圧電素子を駆動する
駆動パルスのタイムチャートを示したもので、パルス発
生器から出力されるパルスをクロックパルスＣｌにより
順次シフトし、１クロックパルスτだけずれたパルスＰ
0，Ｐ1…Ｐ4が出力され、該パルスＰ0，Ｐ1に従った１
クロックパルスだけ位相の異なる圧電素子駆動パルスｆ
p1,ｆp2…が出力される。
ット記録装置によるチャンネル毎の圧電素子を駆動する
駆動パルスのタイムチャートを示したもので、パルス発
生器から出力されるパルスをクロックパルスＣｌにより
順次シフトし、１クロックパルスτだけずれたパルスＰ
0，Ｐ1…Ｐ4が出力され、該パルスＰ0，Ｐ1に従った１
クロックパルスだけ位相の異なる圧電素子駆動パルスｆ
p1,ｆp2…が出力される。
【００１３】しかし、図１４および図１５のタイムチャ
ートでは、駆動パルスにより圧電素子を駆動することに
より生ずるピーク電流という観点では、具体的な検討が
なされていない。
ートでは、駆動パルスにより圧電素子を駆動することに
より生ずるピーク電流という観点では、具体的な検討が
なされていない。
【００１４】
【目的】本発明は、上述の如き実情に鑑みなされたもの
で、エネルギー作用部としての圧電素子を駆動する全電
流のピーク値を低減させることにより、高速印字が可能
で、安価な駆動回路を提供し、且つ、ノイズを防止し回
路パターンの信頼性を高めることを目的としてなされた
ものである。
で、エネルギー作用部としての圧電素子を駆動する全電
流のピーク値を低減させることにより、高速印字が可能
で、安価な駆動回路を提供し、且つ、ノイズを防止し回
路パターンの信頼性を高めることを目的としてなされた
ものである。
【００１５】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
導入される記録液体を収容する平行な複数の流路と、該
流路に付設され、パルスの印加により該流路内に圧力波
を発生させる圧電素子と、前記流路の各々に配設され、
前記圧力波により液滴を噴射させるオリフィスと、前記
流路に前記記録液体を導入する共通液室と、該共通液室
に記録液体を供給する記録液体導入手段とからなる複数
の液滴噴射チャンネルを有するインクジェットヘッドの
駆動方法において、前記圧電素子を複数パルスで駆動す
るとき、それぞれのパルスの立ち上げのタイミングのみ
を一致させ、各パルスの立ち下げタイミングをずらし、
立ち下げのタイミングが任意のチャンネル間で重ならな
いようにすること、或いは、（２）導入される記録液体
を収容する平行な複数の流路と、該流路に付設され、パ
ルスの印加により該流路内に圧力波を発生させる圧電素
子と、前記流路の各々に配設され、前記圧力波により液
滴を噴射させるオリフィスと、前記流路に前記記録液体
を導入する共通液室と、該共通液室に記録液体を供給す
る記録液体導入手段とからなる複数の液滴噴射チャンネ
ルを有するインクジェットヘッドの駆動方法において、
全チャンネルの最小滴吐出繰り返し時間内で等分割ディ
レイ駆動する場合、駆動するパルスの立ち上げ時間をｔ
ｒとしたとき、任意チャンネル間のパルスのディレイ時
間ｔｄを０＜ｔｄ≦ｔｒとして立ち上げ、各チャンネル
のピーク値が重ならないようにしたことを特徴とするも
のである。
導入される記録液体を収容する平行な複数の流路と、該
流路に付設され、パルスの印加により該流路内に圧力波
を発生させる圧電素子と、前記流路の各々に配設され、
前記圧力波により液滴を噴射させるオリフィスと、前記
流路に前記記録液体を導入する共通液室と、該共通液室
に記録液体を供給する記録液体導入手段とからなる複数
の液滴噴射チャンネルを有するインクジェットヘッドの
駆動方法において、前記圧電素子を複数パルスで駆動す
るとき、それぞれのパルスの立ち上げのタイミングのみ
を一致させ、各パルスの立ち下げタイミングをずらし、
立ち下げのタイミングが任意のチャンネル間で重ならな
いようにすること、或いは、（２）導入される記録液体
を収容する平行な複数の流路と、該流路に付設され、パ
ルスの印加により該流路内に圧力波を発生させる圧電素
子と、前記流路の各々に配設され、前記圧力波により液
滴を噴射させるオリフィスと、前記流路に前記記録液体
を導入する共通液室と、該共通液室に記録液体を供給す
る記録液体導入手段とからなる複数の液滴噴射チャンネ
ルを有するインクジェットヘッドの駆動方法において、
全チャンネルの最小滴吐出繰り返し時間内で等分割ディ
レイ駆動する場合、駆動するパルスの立ち上げ時間をｔ
ｒとしたとき、任意チャンネル間のパルスのディレイ時
間ｔｄを０＜ｔｄ≦ｔｒとして立ち上げ、各チャンネル
のピーク値が重ならないようにしたことを特徴とするも
のである。
【００１６】
【００１７】以下、本発明の実施例に基づいて説明す
る。まず、本発明に係るインクジェットヘッドの駆動装
置および駆動回路を説明する。
る。まず、本発明に係るインクジェットヘッドの駆動装
置および駆動回路を説明する。
【００１８】図１（ａ）,（ｂ）は、本発明に係るイン
クジェットヘッド駆動装置を説明するための構成図で、
図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ
線矢視拡大図である。図中、１は基板、２は圧電素子、
２ａは非駆動圧電素子、２ｂは駆動圧電素子、３は流路
板、３ａはインク流路、３ｂは壁部、４は共通液室構成
部材、４ａは共通液室、５はインク供給パイプ、６はノ
ズルプレート、６ａはノズル、７は駆動用回路プリント
板（ＰＢＣ）、８はリード線、９は駆動電極、１０は
溝、１１は保護板、１２は流体抵抗、１３，１４は内部
電極、１５は上部隔壁である。
クジェットヘッド駆動装置を説明するための構成図で、
図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ
線矢視拡大図である。図中、１は基板、２は圧電素子、
２ａは非駆動圧電素子、２ｂは駆動圧電素子、３は流路
板、３ａはインク流路、３ｂは壁部、４は共通液室構成
部材、４ａは共通液室、５はインク供給パイプ、６はノ
ズルプレート、６ａはノズル、７は駆動用回路プリント
板（ＰＢＣ）、８はリード線、９は駆動電極、１０は
溝、１１は保護板、１２は流体抵抗、１３，１４は内部
電極、１５は上部隔壁である。
【００１９】集積化されたヘッドにおいて、内部電極１
３，１４を有する積層された圧電素子２は、流路３ａに
対応して、該流路３ａ方向に溝加工が施され、溝１０、
駆動圧電素子２ｂ、非駆動圧電素子２ａに区分される。
溝１０には充填剤が封入されている。溝加工が施された
圧電素子２には上部隔壁１５を介して流路板３が接合さ
れる。すなわち前記上部隔壁１５は、非駆動圧電素子２
ａと隣接する流路を隔てる壁部３ｂとで支持される。駆
動圧電素子２ａの幅は流路３ａの幅よりも僅かに狭く、
駆動用回路プリント板（ＰＣＢ）上の駆動回路により選
択された駆動圧電素子２ｂにパルス状信号電圧を印加す
ると、該駆動圧電素子２ｂは厚み方向に変位し、上部隔
壁１５を介して流路３ａの容積が変化し、その結果ノズ
ル板６のノズル６ａよりインク液滴を吐出する。
３，１４を有する積層された圧電素子２は、流路３ａに
対応して、該流路３ａ方向に溝加工が施され、溝１０、
駆動圧電素子２ｂ、非駆動圧電素子２ａに区分される。
溝１０には充填剤が封入されている。溝加工が施された
圧電素子２には上部隔壁１５を介して流路板３が接合さ
れる。すなわち前記上部隔壁１５は、非駆動圧電素子２
ａと隣接する流路を隔てる壁部３ｂとで支持される。駆
動圧電素子２ａの幅は流路３ａの幅よりも僅かに狭く、
駆動用回路プリント板（ＰＣＢ）上の駆動回路により選
択された駆動圧電素子２ｂにパルス状信号電圧を印加す
ると、該駆動圧電素子２ｂは厚み方向に変位し、上部隔
壁１５を介して流路３ａの容積が変化し、その結果ノズ
ル板６のノズル６ａよりインク液滴を吐出する。
【００２０】図２は、本発明に係るヘッド駆動回路のブ
ロック図で、４チャンネルのヘッドの圧電素子Ｃp1，Ｃ
p2…Ｃp4を駆動する場合のものである。
ロック図で、４チャンネルのヘッドの圧電素子Ｃp1，Ｃ
p2…Ｃp4を駆動する場合のものである。
【００２１】４ビットのシフトレジスタは、クロックＣ
ＬＫおよびＤＡＴを入力し、所定の位相差をもってシフ
トされるパルスを出力して４ビットのラッチ回路２１に
ラッチされ、ラッチ信号をアンド回路２２の一方の入力
信号とする。各々のチャンネルに対応する画像信号ＥＮ
Ａ１，…ＥＮＡ２…，ＥＮＡ４は、アンド回路２２の他
の入力端子に入力する。アンド回路２２の出力は、画像
信号に従ったパルス信号となるもので、インバータ回路
２３および電源電圧Ｖpを印加したブースタ出力回路を
有する駆動回路Ｄr1,Ｄr2，…，Ｄr4の出力端子out1，o
ut2…out4を介して各々圧電素子Ｃp1，Ｃp2…Ｃp4を駆
動する。
ＬＫおよびＤＡＴを入力し、所定の位相差をもってシフ
トされるパルスを出力して４ビットのラッチ回路２１に
ラッチされ、ラッチ信号をアンド回路２２の一方の入力
信号とする。各々のチャンネルに対応する画像信号ＥＮ
Ａ１，…ＥＮＡ２…，ＥＮＡ４は、アンド回路２２の他
の入力端子に入力する。アンド回路２２の出力は、画像
信号に従ったパルス信号となるもので、インバータ回路
２３および電源電圧Ｖpを印加したブースタ出力回路を
有する駆動回路Ｄr1,Ｄr2，…，Ｄr4の出力端子out1，o
ut2…out4を介して各々圧電素子Ｃp1，Ｃp2…Ｃp4を駆
動する。
【００２２】各チャンネルの圧電素子は、電源電圧Ｖp
までほぼ充電されるが、その立ち上げ時定数ｔｒは、各
チャンネルの圧電素子の静電容量Ｃｐ×充電抵抗rabで
決まる。また、図２のように、充電抵抗と放電抵抗が共
通の場合、立ち下げ時定数ｔｆは立ち上げ時定数ｔｒに
ほぼ等しい時間となる。
までほぼ充電されるが、その立ち上げ時定数ｔｒは、各
チャンネルの圧電素子の静電容量Ｃｐ×充電抵抗rabで
決まる。また、図２のように、充電抵抗と放電抵抗が共
通の場合、立ち下げ時定数ｔｆは立ち上げ時定数ｔｒに
ほぼ等しい時間となる。
【００２３】図３は、インクジェットヘッドの駆動方法
の圧電素子駆動波形の一例を示す図で、図２の駆動回路
Ｄr1，Ｄr2…Ｄr4の出力端子out1，out2…out4の電圧波
形を示す。
の圧電素子駆動波形の一例を示す図で、図２の駆動回路
Ｄr1，Ｄr2…Ｄr4の出力端子out1，out2…out4の電圧波
形を示す。
【００２４】ｃｈ1で示すチャンネル１に対応する駆動
電圧は、圧電素子の静電容量Ｃp×充電抵抗rabの立ち上
げ時定数ｔｒをもっているので、これと立ち下げ時定数
ｔｆとが等しくなるように充電抵抗ｒａｂを等しくして
いる。チャンネル２の駆動電圧ｃｈ2は駆動電圧ｃｈ1に
対して駆動タイミングを立ち上げ時定数ｔｒと等しい時
間ｔｄだけ遅らしたものである。このように、チャンネ
ル３，チャンネル４ではｃｈ3，ｃｈ4に示すように、く
り返し周期Ｔ内に順次２ｔｄ，３ｔｄを遅らした駆動波
形となっている。
電圧は、圧電素子の静電容量Ｃp×充電抵抗rabの立ち上
げ時定数ｔｒをもっているので、これと立ち下げ時定数
ｔｆとが等しくなるように充電抵抗ｒａｂを等しくして
いる。チャンネル２の駆動電圧ｃｈ2は駆動電圧ｃｈ1に
対して駆動タイミングを立ち上げ時定数ｔｒと等しい時
間ｔｄだけ遅らしたものである。このように、チャンネ
ル３，チャンネル４ではｃｈ3，ｃｈ4に示すように、く
り返し周期Ｔ内に順次２ｔｄ，３ｔｄを遅らした駆動波
形となっている。
【００２５】図４は、図３の充電および放電波形を示し
たもので、各々のチャンネルの充電電流および放電電流
は、くり返し周期Ｔ内で時間ｔｄ毎にピーク値を有し、
重なることがないので、同時駆動（ｔｄ＝０）の場合と
比べると、ピーク電流は１／４に低減される。図４にお
いては、４チャンネルの場合について説明したが、チャ
ンネル数が異なっても、くり返し周期Ｔ以内で各チャン
ネルの充電時または放電時に発生する電流のピークが任
意のチャンネル間で重ならないように、チャンネル間の
ディレイ時間ｔｄを設けることができる。
たもので、各々のチャンネルの充電電流および放電電流
は、くり返し周期Ｔ内で時間ｔｄ毎にピーク値を有し、
重なることがないので、同時駆動（ｔｄ＝０）の場合と
比べると、ピーク電流は１／４に低減される。図４にお
いては、４チャンネルの場合について説明したが、チャ
ンネル数が異なっても、くり返し周期Ｔ以内で各チャン
ネルの充電時または放電時に発生する電流のピークが任
意のチャンネル間で重ならないように、チャンネル間の
ディレイ時間ｔｄを設けることができる。
【００２６】図５は、本発明によるインクジェットヘッ
ドの駆動方法による充電ピーク電流低減率を説明するた
めの図である。詳細には、４チャンネルの場合について
チャンネル間のディレイ時間ｔｄと、立ち上げ時定数ｔ
ｒの関係によって、各チャンネルを同時駆動したときの
充電ピーク電流の低減率がどのように変化するかを示し
た図で、図中、Ｉpa0はディレイ時間ｔｄ＝０のときの
ピーク電流値、Ｉpaはディレイ時間ｔｄのときのピーク
電流値で、ディレイ時間ｔｄと立ち上げ時定数ｔｒとが
等しいｔｄ／ｔｒ＝１の場合の駆動電圧波形および充電
電流波形は、図３および図４に示した波形となり、図か
ら明らかなように、ｔｄ／ｔｒ＞１にしても、ピーク電
流低減率はｔｄ＝ｔｒのときと変化しない。また、ピー
ク電流低減率はｔｄ／ｔｒ＜１でもその効果は十分であ
る。ピーク電流低減率はｔｄ／ｔｒ＝０.２５のとき、
その電流波形は図６に示すようになり、一部重なるが低
減率は約５０％である。
ドの駆動方法による充電ピーク電流低減率を説明するた
めの図である。詳細には、４チャンネルの場合について
チャンネル間のディレイ時間ｔｄと、立ち上げ時定数ｔ
ｒの関係によって、各チャンネルを同時駆動したときの
充電ピーク電流の低減率がどのように変化するかを示し
た図で、図中、Ｉpa0はディレイ時間ｔｄ＝０のときの
ピーク電流値、Ｉpaはディレイ時間ｔｄのときのピーク
電流値で、ディレイ時間ｔｄと立ち上げ時定数ｔｒとが
等しいｔｄ／ｔｒ＝１の場合の駆動電圧波形および充電
電流波形は、図３および図４に示した波形となり、図か
ら明らかなように、ｔｄ／ｔｒ＞１にしても、ピーク電
流低減率はｔｄ＝ｔｒのときと変化しない。また、ピー
ク電流低減率はｔｄ／ｔｒ＜１でもその効果は十分であ
る。ピーク電流低減率はｔｄ／ｔｒ＝０.２５のとき、
その電流波形は図６に示すようになり、一部重なるが低
減率は約５０％である。
【００２７】上記のように、ピーク電流低減率はｔｄ＞
ｔｒにすれば、チャンネル数をＮとすると、ピーク電流
を１／Ｎに低減することができるが、くり返し周波数を
上げるためには、ピーク電流低減率が上昇する限界とな
るｔｄ＝ｔｒにするのが最適である。また、ピーク電流
低減率が十分であれば、ピーク電流低減率はｔｄを０＜
ｔｄ＜ｔｒに設定することで、周波数をより高くするこ
とが可能である。
ｔｒにすれば、チャンネル数をＮとすると、ピーク電流
を１／Ｎに低減することができるが、くり返し周波数を
上げるためには、ピーク電流低減率が上昇する限界とな
るｔｄ＝ｔｒにするのが最適である。また、ピーク電流
低減率が十分であれば、ピーク電流低減率はｔｄを０＜
ｔｄ＜ｔｒに設定することで、周波数をより高くするこ
とが可能である。
【００２８】図７，図８は、一画素を任意の複数パルス
で形成する場合の駆動電圧波形を示す図で、紙面上のド
ットを１滴以上のインク液滴で形成するために、任意の
チャンネル間、例えば、図示のｃｈ1，ｃｈ2，ｃｈ3，
ｃｈ4で各パルス，，の少くとも１つ以上の立ち
上げタイミング、または立ち下げタイミングを繰り返
し、周期Ｔ内でずらしたものであり、この場合もすべて
のチャンネルで同時に立ち上げ充電電流または立ち下げ
電流が流れることがないので、十分有効である。
で形成する場合の駆動電圧波形を示す図で、紙面上のド
ットを１滴以上のインク液滴で形成するために、任意の
チャンネル間、例えば、図示のｃｈ1，ｃｈ2，ｃｈ3，
ｃｈ4で各パルス，，の少くとも１つ以上の立ち
上げタイミング、または立ち下げタイミングを繰り返
し、周期Ｔ内でずらしたものであり、この場合もすべて
のチャンネルで同時に立ち上げ充電電流または立ち下げ
電流が流れることがないので、十分有効である。
【００２９】図７では、チャンネルｃｈ2のパルスの
パルス幅をチャンネルｃｈ1のパルスより短かくした
もので、これによりパルスの立ち下げタイミング及び
パルス,の立ち上げ，立ち下げタイミングをずらす
ことができる。また、チャンネルｃｈ3に示すように、
パルス,,のパル幅をチャンネルｃｈ1のパルス,
,と同一とし、位相をずらすことで、パルス,,
の立ち上げ，立ち下げタイミングをずらすことができ
る。チャンネルｃｈ4は、パルスととの時間遅れを
チャンネルｃｈ1のパルスととの時間遅れと異なら
せることで、チャンネルｃｈ1とｃｈ4のパルス,の
立ち上げ，立ち下げタイミングをずらすことができる。
パルス幅をチャンネルｃｈ1のパルスより短かくした
もので、これによりパルスの立ち下げタイミング及び
パルス,の立ち上げ，立ち下げタイミングをずらす
ことができる。また、チャンネルｃｈ3に示すように、
パルス,,のパル幅をチャンネルｃｈ1のパルス,
,と同一とし、位相をずらすことで、パルス,,
の立ち上げ，立ち下げタイミングをずらすことができ
る。チャンネルｃｈ4は、パルスととの時間遅れを
チャンネルｃｈ1のパルスととの時間遅れと異なら
せることで、チャンネルｃｈ1とｃｈ4のパルス,の
立ち上げ，立ち下げタイミングをずらすことができる。
【００３０】図８では、各チャンネルｃｈ1，ｃｈ2，
…，ｃｈ4から波高値およびパルス幅の等しい同一波形
のパルス，，をくり返し周期Ｔ内で同一パルス周
期でチャンネル毎に順次ディレイ時間ｔｄをもって出力
したものである。このとき、ｃｈ1，ｃｈ2，…，ｃｈ4
のディレイ時間ｔｄはパルス，，の立ち上げ時定
数ｔｒ又は立ち下げ時定数ｔｆと等しくしている。ま
た、波高値の等しい複数パルスの場合に限らず、波高値
の異なるパルス群の場合は、波高値の最も高いパルスの
立ち上げ，立ち下げタイミングをずらすことが効率的に
ピーク電流を低減できる。
…，ｃｈ4から波高値およびパルス幅の等しい同一波形
のパルス，，をくり返し周期Ｔ内で同一パルス周
期でチャンネル毎に順次ディレイ時間ｔｄをもって出力
したものである。このとき、ｃｈ1，ｃｈ2，…，ｃｈ4
のディレイ時間ｔｄはパルス，，の立ち上げ時定
数ｔｒ又は立ち下げ時定数ｔｆと等しくしている。ま
た、波高値の等しい複数パルスの場合に限らず、波高値
の異なるパルス群の場合は、波高値の最も高いパルスの
立ち上げ，立ち下げタイミングをずらすことが効率的に
ピーク電流を低減できる。
【００３１】上述の例では、駆動電圧パルスの立ち上げ
により変形する圧電素子によって流路を押圧する圧力波
によりインク滴を噴射するPush駆動法の場でのものであ
るが、駆動パルスが負のパルスであり、この負パルスの
パルス立ち下げによりノズル内のインクメニスカスを吸
引して、立ち上げでインク滴噴射するPull−Push駆動方
法の場合でも、全く同様に適用することができる。
により変形する圧電素子によって流路を押圧する圧力波
によりインク滴を噴射するPush駆動法の場でのものであ
るが、駆動パルスが負のパルスであり、この負パルスの
パルス立ち下げによりノズル内のインクメニスカスを吸
引して、立ち上げでインク滴噴射するPull−Push駆動方
法の場合でも、全く同様に適用することができる。
【００３２】図９は、立ち上げ，立ち下げ時間中に複数
回の放電電流があるパルス波形で、例えば、図９（ａ）
のようなパルスの立ち上げと複数回のパルスの立ち下
げ,,,があるパルスでは、図９（ｂ）に示すよ
うに、パルス立ち上げ，立ち下げに対応してピーク電流
１,２,３,４,５が生ずる。このような駆動パルスが任意
のチャンネルで存在する場合は、ピーク電流１,２,〜５
が生ずる時間タイミングを僅かにずらすことによって全
体のピーク電流を低減することができる。
回の放電電流があるパルス波形で、例えば、図９（ａ）
のようなパルスの立ち上げと複数回のパルスの立ち下
げ,,,があるパルスでは、図９（ｂ）に示すよ
うに、パルス立ち上げ，立ち下げに対応してピーク電流
１,２,３,４,５が生ずる。このような駆動パルスが任意
のチャンネルで存在する場合は、ピーク電流１,２,〜５
が生ずる時間タイミングを僅かにずらすことによって全
体のピーク電流を低減することができる。
【００３３】図１０（ａ）,（ｂ）は、本発明によるイ
ンクジェットヘッドの駆動方法の実施例を説明するため
の駆動パルス波形で、図１０（ａ）はPush駆動法、図１
０（ｂ）はPull−Push駆動法の例で、何れもくり返し周
期Ｔ内でチャンネルｃｈ1，ｃｈ2，ｃｈ3の同一波高値
のパルス，の立ち上げのタイミングが一致し、立ち
下げ時間を各々ずらす方法である。この場合、滴の吐出
行程は、立ち上げ時間中に行われるので、チャンネル間
のドット位置ズレは全くなく、ピーク電流のみをほぼ半
分に低減できる。また、図１０（ｂ）のPull−Push駆動
法の場合では、パルス立ち下げ時にメニスカスは吸引さ
れるが、滴の吐出行程は立ち上げ時間中に行われる。従
って、同様にくり返し周期Ｔ内でｃｈ1，ｃｈ2，ｃｈ3
のパルス，，の立ち下げ時間のタイミングのみを
ずらせば良い。
ンクジェットヘッドの駆動方法の実施例を説明するため
の駆動パルス波形で、図１０（ａ）はPush駆動法、図１
０（ｂ）はPull−Push駆動法の例で、何れもくり返し周
期Ｔ内でチャンネルｃｈ1，ｃｈ2，ｃｈ3の同一波高値
のパルス，の立ち上げのタイミングが一致し、立ち
下げ時間を各々ずらす方法である。この場合、滴の吐出
行程は、立ち上げ時間中に行われるので、チャンネル間
のドット位置ズレは全くなく、ピーク電流のみをほぼ半
分に低減できる。また、図１０（ｂ）のPull−Push駆動
法の場合では、パルス立ち下げ時にメニスカスは吸引さ
れるが、滴の吐出行程は立ち上げ時間中に行われる。従
って、同様にくり返し周期Ｔ内でｃｈ1，ｃｈ2，ｃｈ3
のパルス，，の立ち下げ時間のタイミングのみを
ずらせば良い。
【００３４】図１１は、本発明の他の実施例を説明する
ための駆動電圧波形で、８チャンネルヘッドにおける８
分割駆動法の例である。チャンネルＣｈ1，Ｃｈ2…Ｃｈ
8の最小滴吐出くり返し時間Ｔmin内で等分割ディレイ駆
動する場合、ディレイ時間ｔｄは、ｔｄ＝Ｔmin／８と
なる。このとき、駆動パルスの立ち上げ時間ｔｒをｔｒ
＝ｔｄまたはｔｒ＜ｔｄであれば、全チャンネル駆動時
のピーク電流を１／８に低減できる。
ための駆動電圧波形で、８チャンネルヘッドにおける８
分割駆動法の例である。チャンネルＣｈ1，Ｃｈ2…Ｃｈ
8の最小滴吐出くり返し時間Ｔmin内で等分割ディレイ駆
動する場合、ディレイ時間ｔｄは、ｔｄ＝Ｔmin／８と
なる。このとき、駆動パルスの立ち上げ時間ｔｒをｔｒ
＝ｔｄまたはｔｒ＜ｔｄであれば、全チャンネル駆動時
のピーク電流を１／８に低減できる。
【００３５】しかし、ｔｒ＜ｔｄの場合は、滴吐出くり
返し時間ＴがＴ≧８ｔｄに制約されてしまい、高周波数
駆動に不利である。従って、チャンネル数Ｎを有するヘ
ッドにおいて、等分割ディレイ駆動する場合は、滴吐出
最小くり返し時間をＴmin、同時駆動ｃｈ数をｍ（ｍ≧
０）として、
返し時間ＴがＴ≧８ｔｄに制約されてしまい、高周波数
駆動に不利である。従って、チャンネル数Ｎを有するヘ
ッドにおいて、等分割ディレイ駆動する場合は、滴吐出
最小くり返し時間をＴmin、同時駆動ｃｈ数をｍ（ｍ≧
０）として、
【００３６】
【数３】
【００３７】の関係にするのが好ましい。上記図１０，
１１は、シングルパルスの例であるが、複数のパルス群
においても同様に適応できる。
１１は、シングルパルスの例であるが、複数のパルス群
においても同様に適応できる。
【００３８】
【効果】以上の説明から明らかなる如く、本発明によれ
ば、下記の効果がある。 （１）任意の圧電素子駆動電圧波形において、その電流
波形のピークが他チャンネルと重ならないため、全電流
のピーク値が低減される。従って、電源容量が小さくて
済むので、駆動回路の低コスト化がはかられ、ノイズ防
止や回路パターンの信頼性も高くなる。 （２）パルス駆動電圧波形において、（１）と同様な効
果が得られる。 （３）パルス立ち上げタイミングが一致しているので、
画像上のドット位置ズレがなく、かつ立ち下げタイミン
グをずらすことで、全電流のピーク値を低減することが
できる。 （４）パルス立ち上げ時間ｔｒよりもディレイ時間ｔｄ
が短かいため、高速印字が可能となり、かつピーク電流
を低減することができる。 （５）分割駆動において、等分割ディレイ時間を設ける
際に、全ピーク電流を１／Ｎ／ｍに低減でき、かつ、高
速印字が可能となる。
ば、下記の効果がある。 （１）任意の圧電素子駆動電圧波形において、その電流
波形のピークが他チャンネルと重ならないため、全電流
のピーク値が低減される。従って、電源容量が小さくて
済むので、駆動回路の低コスト化がはかられ、ノイズ防
止や回路パターンの信頼性も高くなる。 （２）パルス駆動電圧波形において、（１）と同様な効
果が得られる。 （３）パルス立ち上げタイミングが一致しているので、
画像上のドット位置ズレがなく、かつ立ち下げタイミン
グをずらすことで、全電流のピーク値を低減することが
できる。 （４）パルス立ち上げ時間ｔｒよりもディレイ時間ｔｄ
が短かいため、高速印字が可能となり、かつピーク電流
を低減することができる。 （５）分割駆動において、等分割ディレイ時間を設ける
際に、全ピーク電流を１／Ｎ／ｍに低減でき、かつ、高
速印字が可能となる。
【図１】 本発明に係るインクジェットヘッド駆動装置
を説明するための構成図である。
を説明するための構成図である。
【図２】 本発明に係るヘッド駆動回路のブロック図で
ある。
ある。
【図３】 インクジェットヘッドの駆動方法の圧電素子
駆動波形の一例を示す図である。
駆動波形の一例を示す図である。
【図４】 図３の充電および放電波形を示したものであ
る。
る。
【図５】 本発明によるインクジェットヘッドの駆動方
法による充電ピーク電流低減率を説明するための図であ
る。
法による充電ピーク電流低減率を説明するための図であ
る。
【図６】 ｔｄ／ｔｒ＝０.２５のときの電流波形を示
す図である。
す図である。
【図７】 一画素を任意の複数パルスで形成する場合の
駆動電圧波形を示す図である。
駆動電圧波形を示す図である。
【図８】 一画素を任意の複数パルスで形成する場合の
駆動電圧波形を示す図である。
駆動電圧波形を示す図である。
【図９】 立ち上げ，立ち下げ時間中に複数回の放電電
流があるパルス波形である。
流があるパルス波形である。
【図１０】 本発明によるインクジェットヘッドの駆動
方法の実施例を説明するための駆動パルス波形である。
方法の実施例を説明するための駆動パルス波形である。
【図１１】 本発明による他の実施例を説明するための
駆動電圧波形である。
駆動電圧波形である。
【図１２】 ヘッドを駆動する通常の駆動ブロック回路
である。
である。
【図１３】 圧電素子を駆動する電圧波形と電流波形を
示す図である。
示す図である。
【図１４】 従来のインクジェット記録装置のチャンネ
ル毎の圧電素子を駆動する駆動パルスのタイムチャート
を示す図である。
ル毎の圧電素子を駆動する駆動パルスのタイムチャート
を示す図である。
【図１５】 従来のマルチヘッドインクジェット記録装
置によるチャンネル毎の圧電素子を駆動する駆動パルス
のタイムチャートを示したものである。
置によるチャンネル毎の圧電素子を駆動する駆動パルス
のタイムチャートを示したものである。
１…基板、２…圧電素子、２ａ…非駆動圧電素子、２ｂ
…駆動圧電素子、３…流路板、３ａ…インク流路、３ｂ
…壁部、４…共通液室構成部材、４ａ…共通液室、５…
インク供給パイプ、６…ノズルプレート、６ａ…ノズ
ル、７…駆動用回路プリント板（ＰＢＣ）、８…リード
線、９…駆動電極、１０…溝、１１…保護板、１２…流
体抵抗、１３，１４…内部電極、１５…上部隔壁。
…駆動圧電素子、３…流路板、３ａ…インク流路、３ｂ
…壁部、４…共通液室構成部材、４ａ…共通液室、５…
インク供給パイプ、６…ノズルプレート、６ａ…ノズ
ル、７…駆動用回路プリント板（ＰＢＣ）、８…リード
線、９…駆動電極、１０…溝、１１…保護板、１２…流
体抵抗、１３，１４…内部電極、１５…上部隔壁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−339660（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−84902（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−24188（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−357036（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055
Claims (2)
- 【請求項１】 導入される記録液体を収容する平行な複
数の流路と、該流路に付設され、パルスの印加により該
流路内に圧力波を発生させる圧電素子と、前記流路の各
々に配設され、前記圧力波により液滴を噴射させるオリ
フィスと、前記流路に前記記録液体を導入する共通液室
と、該共通液室に記録液体を供給する記録液体導入手段
とからなる複数の液滴噴射チャンネルを有するインクジ
ェットヘッドの駆動方法において、前記圧電素子を複数
パルスで駆動するとき、それぞれのパルスの立ち上げの
タイミングのみを一致させ、各パルスの立ち下げタイミ
ングをずらし、立ち下げのタイミングが任意のチャンネ
ル間で重ならないようにすることを特徴とするインクジ
ェットヘッドの駆動方法。 - 【請求項２】 導入される記録液体を収容する平行な複
数の流路と、該流路に付設され、パルスの印加により該
流路内に圧力波を発生させる圧電素子と、前記流路の各
々に配設され、前記圧力波により液滴を噴射させるオリ
フィスと、前記流路に前記記録液体を導入する共通液室
と、該共通液室に記録液体を供給する記録液体導入手段
とからなる複数の液滴噴射チャンネルを有するインクジ
ェットヘッドの駆動方法において、全チャンネルの最小
滴吐出繰り返し時間内で等分割ディレイ駆動する場合、
駆動するパルスの立ち上げ時間をｔｒとしたとき、任意
チャンネル間のパルスのディレイ時間ｔｄを０＜ｔｄ≦
ｔｒとして立ち上げ、各チャンネルのピーク値が重なら
ないようにしたことを特徴とするインクジェットヘッド
の駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14474993A JP3288482B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | インクジェットヘッドの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14474993A JP3288482B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | インクジェットヘッドの駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07125195A JPH07125195A (ja) | 1995-05-16 |
| JP3288482B2 true JP3288482B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=15369482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14474993A Expired - Fee Related JP3288482B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | インクジェットヘッドの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3288482B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7267416B2 (en) | 2004-02-27 | 2007-09-11 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink drop ejection method and ink drop ejection device |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001088291A (ja) * | 1999-09-21 | 2001-04-03 | Seiko Epson Corp | インクジェット式記録ヘッド |
| JP4627444B2 (ja) * | 2005-02-22 | 2011-02-09 | 株式会社リコー | ヘッド駆動装置及び画像形成装置 |
| JP4673186B2 (ja) * | 2005-10-24 | 2011-04-20 | 株式会社リコー | インクジェットプリンタヘッドのドライバ回路 |
| JP2007237489A (ja) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Seiko Epson Corp | 液体吐出装置、液体吐出方法、及び、プログラム |
| JP6088150B2 (ja) * | 2012-04-06 | 2017-03-01 | エスアイアイ・プリンテック株式会社 | 駆動装置、液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置、及び駆動方法 |
| WO2014054655A1 (ja) | 2012-10-02 | 2014-04-10 | コニカミノルタ株式会社 | インクジェットヘッドの駆動方法、インクジェットヘッドの駆動装置及びインクジェット記録装置 |
| JP2016032872A (ja) * | 2014-07-30 | 2016-03-10 | 株式会社東芝 | インクジェットヘッド、及び、画像形成装置 |
| JP6451409B2 (ja) * | 2015-03-04 | 2019-01-16 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置、および、液体吐出装置の制御方法 |
| WO2019013772A1 (en) | 2017-07-12 | 2019-01-17 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | FLUIDIC MATRIX |
-
1993
- 1993-06-16 JP JP14474993A patent/JP3288482B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7267416B2 (en) | 2004-02-27 | 2007-09-11 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink drop ejection method and ink drop ejection device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07125195A (ja) | 1995-05-16 |
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