JP3514136B2 - インクジェット式記録装置 - Google Patents
インクジェット式記録装置Info
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Description
【０００１】
【発明が属する技術の分野】本発明は、リザーバとノズ
ル開口に連通する圧力発生室の容積を圧電振動子により
変化させてインク滴を吐出させる記録ヘッドを備えた記
録装置、より詳細には記録ヘッドの駆動技術に関する。
ル開口に連通する圧力発生室の容積を圧電振動子により
変化させてインク滴を吐出させる記録ヘッドを備えた記
録装置、より詳細には記録ヘッドの駆動技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】リザーバとノズル開口に連通する圧力発
生室の容積を、台形波状の駆動信号を圧電振動子に印加
してノズル開口からインク滴を吐出させる記録ヘッド
は、インク滴の吐出後にメニスカスが残留振動するた
め、印刷データとは無関係な微小なインク滴が生じると
いう不都合がある。このような問題を解消するため、特
開平9-5236号公報や特開平10-81012号公報に見られるよ
うに、駆動信号とは逆方向の台形波状の制振信号を印加
して、圧力発生室の容積をインク滴を吐出しない程度に
変化させてメニスカスの振動を強制的に減衰させること
が行われている。このため、１印刷周期内に駆動信号と
制振信号との２種類の信号を必要として１印刷周期が長
くなり、高速駆動が困難であるという不都合がある。ま
た、印刷品質の向上を図るため、乾燥速度の高いインク
を使用した場合には、ノズル開口近傍のインクが増粘し
やすく、インク滴の吐出に不都合を来すという問題があ
る。このような問題を解消するため、特開平9-201960号
公報や、特開平10-81012号公報に見られるように、メニ
スカスを微小振動させるための信号を駆動信号に付随さ
せて印加することも行われている。
生室の容積を、台形波状の駆動信号を圧電振動子に印加
してノズル開口からインク滴を吐出させる記録ヘッド
は、インク滴の吐出後にメニスカスが残留振動するた
め、印刷データとは無関係な微小なインク滴が生じると
いう不都合がある。このような問題を解消するため、特
開平9-5236号公報や特開平10-81012号公報に見られるよ
うに、駆動信号とは逆方向の台形波状の制振信号を印加
して、圧力発生室の容積をインク滴を吐出しない程度に
変化させてメニスカスの振動を強制的に減衰させること
が行われている。このため、１印刷周期内に駆動信号と
制振信号との２種類の信号を必要として１印刷周期が長
くなり、高速駆動が困難であるという不都合がある。ま
た、印刷品質の向上を図るため、乾燥速度の高いインク
を使用した場合には、ノズル開口近傍のインクが増粘し
やすく、インク滴の吐出に不都合を来すという問題があ
る。このような問題を解消するため、特開平9-201960号
公報や、特開平10-81012号公報に見られるように、メニ
スカスを微小振動させるための信号を駆動信号に付随さ
せて印加することも行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これによれば、インク
滴を安定に吐出させることが可能となるものの、１印字
周期内にインク滴を吐出させるための駆動信号の他にメ
ニスカスの平定や、目詰まり防止のための駆動信号を印
加するための時間を確保する必要上、１印字周期が長く
なり、駆動周波数が低下するという問題がある。本発明
はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その
目的とするところは、インク滴を安定の吐出させつつ、
高速駆動が可能なインクジェット式記録装置を提供する
ことである。
滴を安定に吐出させることが可能となるものの、１印字
周期内にインク滴を吐出させるための駆動信号の他にメ
ニスカスの平定や、目詰まり防止のための駆動信号を印
加するための時間を確保する必要上、１印字周期が長く
なり、駆動周波数が低下するという問題がある。本発明
はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その
目的とするところは、インク滴を安定の吐出させつつ、
高速駆動が可能なインクジェット式記録装置を提供する
ことである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、ノズル開口と、インク供給
口を介してリザーバとに連通する圧力発生室と、該圧力
発生室の容積を膨張、収縮させる圧電振動子とからなる
インクジェット式記録ヘッドと、前記圧力発生室の容積
を急速に変化させてインク滴を吐出させる第１の駆動信
号と、インク滴を吐出しない程度に前記圧力発生室の容
積を変化させ、かつ前記第１の駆動信号によりインク滴
を吐出した後のメニスカスの残留振動がノズル開口側に
反転する時点で発生する第２の駆動信号と、前記第１の
駆動信号よりもインク量の少ないインク滴を吐出させる
ように前記圧力発生室の容積を変化させ、かつ前記第２
の駆動信号の後に発生する第３の信号とを出力すること
ができ、第１のインク量のインク滴を形成する場合には
第１の駆動信号と第２の駆動信号とを、第２のインク量
のインク滴を形成する場合には、前記第１、第２、及び
第３の信号を、第３のインク量のインク滴を形成する場
合には、前記第３の信号を、また、インク滴を形成せ
ず、かつ目詰まりを防止する場合には前記第２の信号を
それぞれ選択的に出力させる駆動信号発生手段とを備え
ようにした。
るために本発明においては、ノズル開口と、インク供給
口を介してリザーバとに連通する圧力発生室と、該圧力
発生室の容積を膨張、収縮させる圧電振動子とからなる
インクジェット式記録ヘッドと、前記圧力発生室の容積
を急速に変化させてインク滴を吐出させる第１の駆動信
号と、インク滴を吐出しない程度に前記圧力発生室の容
積を変化させ、かつ前記第１の駆動信号によりインク滴
を吐出した後のメニスカスの残留振動がノズル開口側に
反転する時点で発生する第２の駆動信号と、前記第１の
駆動信号よりもインク量の少ないインク滴を吐出させる
ように前記圧力発生室の容積を変化させ、かつ前記第２
の駆動信号の後に発生する第３の信号とを出力すること
ができ、第１のインク量のインク滴を形成する場合には
第１の駆動信号と第２の駆動信号とを、第２のインク量
のインク滴を形成する場合には、前記第１、第２、及び
第３の信号を、第３のインク量のインク滴を形成する場
合には、前記第３の信号を、また、インク滴を形成せ
ず、かつ目詰まりを防止する場合には前記第２の信号を
それぞれ選択的に出力させる駆動信号発生手段とを備え
ようにした。
【０００５】
【作用】第２の駆動信号により、インク滴吐出後のメニ
スカスの残留振動抑制と、メニスカスを微小振動させて
目詰まり解消とを行わせ、さらにこの第２の駆動信号を
積極的に利用してインク滴のインク量を調整することが
できる。
スカスの残留振動抑制と、メニスカスを微小振動させて
目詰まり解消とを行わせ、さらにこの第２の駆動信号を
積極的に利用してインク滴のインク量を調整することが
できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の第一
実施例を示すブロック図であって、駆動周期信号発生手
段１は、図示しないホストから出力される印字モード情
報に基づいて駆動周期信号を発生し、キャリッジ制御手
段２に出力されて、ホストからの印字モード情報に基づ
き伝達手段３を介してキャリッジ４に接続するキャリッ
ジ駆動モータ５を制御する。
した実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の第一
実施例を示すブロック図であって、駆動周期信号発生手
段１は、図示しないホストから出力される印字モード情
報に基づいて駆動周期信号を発生し、キャリッジ制御手
段２に出力されて、ホストからの印字モード情報に基づ
き伝達手段３を介してキャリッジ４に接続するキャリッ
ジ駆動モータ５を制御する。
【０００７】記録ヘッド６は、この実施例においては、
図２に示したように圧力発生室２０と、インク供給口２
１と、リザーバ２２とを形成する流路形成基板２３の一
方の面をノズル開口２４が穿設されたノズルプレート２
５により、また他方の面を弾性変形可能な弾性板２６に
封止された流路ユニット２７と、軸方向に伸長して弾性
板２６を変位させる圧電振動子２８とから構成されてい
る。
図２に示したように圧力発生室２０と、インク供給口２
１と、リザーバ２２とを形成する流路形成基板２３の一
方の面をノズル開口２４が穿設されたノズルプレート２
５により、また他方の面を弾性変形可能な弾性板２６に
封止された流路ユニット２７と、軸方向に伸長して弾性
板２６を変位させる圧電振動子２８とから構成されてい
る。
【０００８】駆動信号発生手段７は、図３に示したよう
にインク滴吐出用の第１の駆動信号Ｓ1と、メニスカス
の振動抑制及びノズル開口の目詰まり防止用の第２の駆
動信号Ｓ2とを出力するように構成されている。第１の
駆動信号Ｓ1は、圧力発生室２０をインク滴吐出の前段
階の膨張状態まで膨張させる膨張信号と、この膨張状
態を維持する保持信号と、前記膨張状態からインク滴
吐出が完了する収縮状態までインク滴の吐出に適した変
化率で圧力発生室２０の容積を縮小させる収縮信号と
により構成されている。
にインク滴吐出用の第１の駆動信号Ｓ1と、メニスカス
の振動抑制及びノズル開口の目詰まり防止用の第２の駆
動信号Ｓ2とを出力するように構成されている。第１の
駆動信号Ｓ1は、圧力発生室２０をインク滴吐出の前段
階の膨張状態まで膨張させる膨張信号と、この膨張状
態を維持する保持信号と、前記膨張状態からインク滴
吐出が完了する収縮状態までインク滴の吐出に適した変
化率で圧力発生室２０の容積を縮小させる収縮信号と
により構成されている。
【０００９】また、第２の駆動信号Ｓ2は、インク滴を
吐出させない程度の膨張信号’、保持信号’、及び
収縮信号’とにより構成されている。そして、膨張信
号’及び収縮信号’は、これらの継続時間ｔ1、及
びｔ3が、圧電振動子２８の固有周期Ｔａ以上、好まし
くは圧力発生室２０のヘルムホルツ共振周期Ｔｃとほぼ
同一となるように設定されている。このように膨張信号
’及び収縮信号’を可及的に短く設定することで１
印字周期Ｔ0を短縮できるものの、メニスカスが無用に
振動するのを防止するためには、ヘルムホルツ共振周期
Ｔｃに一致させるのが望ましい。
吐出させない程度の膨張信号’、保持信号’、及び
収縮信号’とにより構成されている。そして、膨張信
号’及び収縮信号’は、これらの継続時間ｔ1、及
びｔ3が、圧電振動子２８の固有周期Ｔａ以上、好まし
くは圧力発生室２０のヘルムホルツ共振周期Ｔｃとほぼ
同一となるように設定されている。このように膨張信号
’及び収縮信号’を可及的に短く設定することで１
印字周期Ｔ0を短縮できるものの、メニスカスが無用に
振動するのを防止するためには、ヘルムホルツ共振周期
Ｔｃに一致させるのが望ましい。
【００１０】また、第２の駆動信号Ｓ2によりメニスカ
スが無用に振動するのをより確実に防止するため、膨張
信号’と収縮信号’によるメニスカスの振動が相殺
するように、保持信号’をヘルムホルツ共振周期Ｔｃ
のほぼ１／２と同一となるように設定するのが望まし
い。
スが無用に振動するのをより確実に防止するため、膨張
信号’と収縮信号’によるメニスカスの振動が相殺
するように、保持信号’をヘルムホルツ共振周期Ｔｃ
のほぼ１／２と同一となるように設定するのが望まし
い。
【００１１】さらに、第２の駆動信号Ｓ2は、第１の駆
動信号Ｓ1によってインク滴を吐出した後のメニスカス
の残留振動を抑制するため、インク滴の吐出によるメニ
スカスの振動が一旦ノズル開口内に引き込まれ、その後
にノズル開口側へ反転するタイミングに合わせて出力す
るのが望ましい。そのためには、第１の駆動信号Ｓ1の
収縮信号の継続時間と、第１の駆動信号の終了時点
と第２駆動信号の印加開始時点との時間差（図３にお
ける時間Ｔ1）の合計時間が、ヘルムホルツ共振周期Ｔ
ｃと実質的に同一となるように時間Ｔ1を調整しておく
のが望ましい。
動信号Ｓ1によってインク滴を吐出した後のメニスカス
の残留振動を抑制するため、インク滴の吐出によるメニ
スカスの振動が一旦ノズル開口内に引き込まれ、その後
にノズル開口側へ反転するタイミングに合わせて出力す
るのが望ましい。そのためには、第１の駆動信号Ｓ1の
収縮信号の継続時間と、第１の駆動信号の終了時点
と第２駆動信号の印加開始時点との時間差（図３にお
ける時間Ｔ1）の合計時間が、ヘルムホルツ共振周期Ｔ
ｃと実質的に同一となるように時間Ｔ1を調整しておく
のが望ましい。
【００１２】なお、圧力発生室２０のヘルムホルツ共振
周期Ｔｃは、周知のようにノズル開口２４のイナータン
スをＬn、インク供給口２１のイナータンスをＬi、弾性
板２６のコンプライアンスをＣv、インクのコンプライ
アンスをＣinkとしたとき、Ｔc＝２π√〔（ＣV＋Ｃin
k）×Ｌn×Ｌi〕／（Ｌn＋Ｌi）として表される値であ
る。
周期Ｔｃは、周知のようにノズル開口２４のイナータン
スをＬn、インク供給口２１のイナータンスをＬi、弾性
板２６のコンプライアンスをＣv、インクのコンプライ
アンスをＣinkとしたとき、Ｔc＝２π√〔（ＣV＋Ｃin
k）×Ｌn×Ｌi〕／（Ｌn＋Ｌi）として表される値であ
る。
【００１３】これら第１、第２の動信号は、充放電回路
の放電定数をスイツチング回路により適宜切替えたり、
またＲＯＭに記憶された波形データや、ホストからの駆
動信号情報に基づいて信号を発生するプログラマブル信
号発生手段を使用することにより容易に発生させること
ができる。
の放電定数をスイツチング回路により適宜切替えたり、
またＲＯＭに記憶された波形データや、ホストからの駆
動信号情報に基づいて信号を発生するプログラマブル信
号発生手段を使用することにより容易に発生させること
ができる。
【００１４】ラッチ信号発生手段８は、非印字状態から
印字状態に切り替わる直前に第２の駆動信号を選択的に
複数回ラッチし、また印刷データが存在する場合には、
第１の駆動信号Ｓ1をラッチするとともに、第１の駆動
信号が出力された後、インク滴吐出後に生じるメニスカ
スの振動がノズル開口に向う時点（時間Ｔ1の経過後）
で第２の駆動信号Ｓ2をラッチするラッチ信号を後述す
るスイッチング手段９に出力する。ヘッド駆動手段１０
は、印刷バッファ１１に格納された図示しないホストか
らの印刷信号により生成されるピットマップデ―夕に基
づいて、個々のノズル開口２４からのインク滴の吐出を
制御するスイッチング手段９に対応した印刷デ−夕をラ
ッチ信号によりラッチさせ、個々のスイッチング素子を
ＯＮ・ＯＦＦを制御する。
印字状態に切り替わる直前に第２の駆動信号を選択的に
複数回ラッチし、また印刷データが存在する場合には、
第１の駆動信号Ｓ1をラッチするとともに、第１の駆動
信号が出力された後、インク滴吐出後に生じるメニスカ
スの振動がノズル開口に向う時点（時間Ｔ1の経過後）
で第２の駆動信号Ｓ2をラッチするラッチ信号を後述す
るスイッチング手段９に出力する。ヘッド駆動手段１０
は、印刷バッファ１１に格納された図示しないホストか
らの印刷信号により生成されるピットマップデ―夕に基
づいて、個々のノズル開口２４からのインク滴の吐出を
制御するスイッチング手段９に対応した印刷デ−夕をラ
ッチ信号によりラッチさせ、個々のスイッチング素子を
ＯＮ・ＯＦＦを制御する。
【００１５】この実施例において、記録ヘッド６が図示
しないキャッピング手段から露出されて非印字状態にお
かれている場合には所定の周期で、駆動信号発生手段７
の第２の駆動信号Ｓ2がラッチ信号発生手段８により選
択的にラッチされて、圧電振動子２８に印加される。こ
れにより、圧力発生室２０が微小膨張、収縮するから、
ノズル開口２４のメニスカスが圧力発生室２０に引き込
まれ、インク滴を吐出しない程度の振幅で振動を開始す
る。これにより、ノズル開口近傍で増粘したインクは、
粘度が比較的低い圧力発生室２０のインクと置換されて
目詰まりが防止される。
しないキャッピング手段から露出されて非印字状態にお
かれている場合には所定の周期で、駆動信号発生手段７
の第２の駆動信号Ｓ2がラッチ信号発生手段８により選
択的にラッチされて、圧電振動子２８に印加される。こ
れにより、圧力発生室２０が微小膨張、収縮するから、
ノズル開口２４のメニスカスが圧力発生室２０に引き込
まれ、インク滴を吐出しない程度の振幅で振動を開始す
る。これにより、ノズル開口近傍で増粘したインクは、
粘度が比較的低い圧力発生室２０のインクと置換されて
目詰まりが防止される。
【００１６】また、印刷休止状態が継続している状態で
ホストから印刷データが出力されると、駆動信号発生手
段７の第２の駆動信号Ｓ2がラッチ信号発生手段８によ
り選択的にラッチされてノズル開口近傍で増粘したイン
クを、圧力発生室２０のインクと置換して目詰まりを解
消する準備動作が行われる。
ホストから印刷データが出力されると、駆動信号発生手
段７の第２の駆動信号Ｓ2がラッチ信号発生手段８によ
り選択的にラッチされてノズル開口近傍で増粘したイン
クを、圧力発生室２０のインクと置換して目詰まりを解
消する準備動作が行われる。
【００１７】印刷データが存在する場合には（図４
（I））、第１の駆動信号Ｓ1がラッチされて、その膨張
信号により圧電振動子２８が収縮して圧力発生室２１
が膨張し、リザーバ２２からインクを圧力発生室２０に
充填するとともに、ノズル開口２４のメニスカスを圧力
発生室２０に大きく引き込む。膨張信号が所定電圧に
到達すると、保持信号により一定時間維持され、圧力
発生室２０の容積が一定に維持される。これにより、圧
力発生室２０に引き込まれたメニスカスは振動を開始
し、所定時間の経過後にノズル開口側に反転する。
（I））、第１の駆動信号Ｓ1がラッチされて、その膨張
信号により圧電振動子２８が収縮して圧力発生室２１
が膨張し、リザーバ２２からインクを圧力発生室２０に
充填するとともに、ノズル開口２４のメニスカスを圧力
発生室２０に大きく引き込む。膨張信号が所定電圧に
到達すると、保持信号により一定時間維持され、圧力
発生室２０の容積が一定に維持される。これにより、圧
力発生室２０に引き込まれたメニスカスは振動を開始
し、所定時間の経過後にノズル開口側に反転する。
【００１８】この時点で収縮信号が印加されて圧電振
動子２８が伸長して圧力発生室２０の容積が縮小する。
これにより圧力発生室２０のインクが加圧されてノズル
開口２４からインク滴が吐出する。
動子２８が伸長して圧力発生室２０の容積が縮小する。
これにより圧力発生室２０のインクが加圧されてノズル
開口２４からインク滴が吐出する。
【００１９】インク滴の吐出後、メニスカスは慣性によ
り再び振動を開始するが、ノズル開口側に反転した時点
で、第２の駆動信号Ｓ2がラッチされる。これにより圧
力発生室２０が微小膨張してノズル開口のメニスカスを
圧力発生室２０に引き込み、残留振動を強制的に停止さ
せる。
り再び振動を開始するが、ノズル開口側に反転した時点
で、第２の駆動信号Ｓ2がラッチされる。これにより圧
力発生室２０が微小膨張してノズル開口のメニスカスを
圧力発生室２０に引き込み、残留振動を強制的に停止さ
せる。
【００２０】この印刷周期においては、インク滴を吐出
しているからノズル開口近傍の増粘したインクはインク
滴として排出され、かわって圧力発生室２０のインクに
置換されているから、ノズル開口２４が目詰まりを起こ
すことはない。
しているからノズル開口近傍の増粘したインクはインク
滴として排出され、かわって圧力発生室２０のインクに
置換されているから、ノズル開口２４が目詰まりを起こ
すことはない。
【００２１】引き続き印刷データが存在する場合には
（図４（II））は、前述と同様に第１の駆動信号Ｓ1と
第２の駆動信号Ｓ2とがラッチされ、圧電振動子２８に
印加される。
（図４（II））は、前述と同様に第１の駆動信号Ｓ1と
第２の駆動信号Ｓ2とがラッチされ、圧電振動子２８に
印加される。
【００２２】一方、印刷データが存在しない場合には
（図４（III））、第２の駆動信号Ｓ2だけがラッチされ
るため、圧力発生室２０が微小膨張、収縮する。そして
直前にはインク滴が吐出されていないため、ノズル開口
２４のメニスカスが静止状態にあり、したがって、圧力
発生室２０の膨張により、メニスカスは圧力発生室２０
に引き込まれ、インク滴を吐出しない程度の振幅で振動
を開始する。これにより、ノズル開口近傍で増粘したイ
ンクは、粘度が比較的低い圧力発生室２０のインクに置
換されて目詰まりが防止される。
（図４（III））、第２の駆動信号Ｓ2だけがラッチされ
るため、圧力発生室２０が微小膨張、収縮する。そして
直前にはインク滴が吐出されていないため、ノズル開口
２４のメニスカスが静止状態にあり、したがって、圧力
発生室２０の膨張により、メニスカスは圧力発生室２０
に引き込まれ、インク滴を吐出しない程度の振幅で振動
を開始する。これにより、ノズル開口近傍で増粘したイ
ンクは、粘度が比較的低い圧力発生室２０のインクに置
換されて目詰まりが防止される。
【００２３】図５は、中ドットと小ドットを形成する実
施例を示すものであって、前述の第１、第２の駆動信号
Ｓ2、Ｓ2に引き続いて小ドットを形成するための第３の
駆動信号Ｓ3が印刷周期中に付加され、これら３種類の
信号Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3により１印刷周期Ｔ0’が形成され
る。
施例を示すものであって、前述の第１、第２の駆動信号
Ｓ2、Ｓ2に引き続いて小ドットを形成するための第３の
駆動信号Ｓ3が印刷周期中に付加され、これら３種類の
信号Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3により１印刷周期Ｔ0’が形成され
る。
【００２４】第３の駆動信号は、圧力発生室２０をイン
ク滴吐出の前段階の膨張状態まで膨張させる膨張信号
"と、この膨張状態を維持する保持信号"と、前記膨
張状態からインク滴吐出が完了する収縮状態まで微小な
インク滴の吐出に適した変化率で圧力発生室２０の容積
を縮小させる収縮信号”とにより構成されている。
ク滴吐出の前段階の膨張状態まで膨張させる膨張信号
"と、この膨張状態を維持する保持信号"と、前記膨
張状態からインク滴吐出が完了する収縮状態まで微小な
インク滴の吐出に適した変化率で圧力発生室２０の容積
を縮小させる収縮信号”とにより構成されている。
【００２５】この実施例において、休止状態が継続して
いる状態でホストから印刷データが出力されると、駆動
信号発生手段７の第２の駆動信号Ｓ2がラッチ信号発生
手段８により選択的にラッチされて、圧電振動子２８に
印加される。これにより、圧力発生室２０が微小膨張、
収縮するから、ノズル開口２４のメニスカスが圧力発生
室２０に引き込まれ、インク滴を吐出しない程度の振幅
で振動を開始する。これにより、ノズル開口近傍で増粘
したインクは、粘度が比較的低い圧力発生室２０のイン
クと置換されて目詰まりが防止される。
いる状態でホストから印刷データが出力されると、駆動
信号発生手段７の第２の駆動信号Ｓ2がラッチ信号発生
手段８により選択的にラッチされて、圧電振動子２８に
印加される。これにより、圧力発生室２０が微小膨張、
収縮するから、ノズル開口２４のメニスカスが圧力発生
室２０に引き込まれ、インク滴を吐出しない程度の振幅
で振動を開始する。これにより、ノズル開口近傍で増粘
したインクは、粘度が比較的低い圧力発生室２０のイン
クと置換されて目詰まりが防止される。
【００２６】印刷データが存在し、かつ中ドットを形成
する場合には（図６（I））、駆動信号Ｓ1がラッチされ
て、前述と同様にインク滴が吐出される。
する場合には（図６（I））、駆動信号Ｓ1がラッチされ
て、前述と同様にインク滴が吐出される。
【００２７】インク滴の吐出後、ノズル開口側に反転し
た時点で、第２の駆動信号Ｓ2がラッチされ、残留振動
が圧力発生室２０の容積変化により強制的に停止され
る。この周期においては、インク滴を吐出しているから
ノズル開口近傍の増粘したインクはインク滴としてノズ
ル開口から排出され、比較的粘度が低い圧力発生室２０
のインクと置換されているから、目詰まりを生じること
はない。
た時点で、第２の駆動信号Ｓ2がラッチされ、残留振動
が圧力発生室２０の容積変化により強制的に停止され
る。この周期においては、インク滴を吐出しているから
ノズル開口近傍の増粘したインクはインク滴としてノズ
ル開口から排出され、比較的粘度が低い圧力発生室２０
のインクと置換されているから、目詰まりを生じること
はない。
【００２８】印刷データが存在し、かつ小ドットを形成
する場合には（図６（II））、第３の駆動信号Ｓ3がラ
ッチされて、その膨張信号"により圧電振動子２８が
収縮して圧力発生室２１が膨張し、リザーバ２２からイ
ンクを圧力発生室２０に充填するとともに、ノズル開口
２４のメニスカスを圧力発生室２０に引き込む。
する場合には（図６（II））、第３の駆動信号Ｓ3がラ
ッチされて、その膨張信号"により圧電振動子２８が
収縮して圧力発生室２１が膨張し、リザーバ２２からイ
ンクを圧力発生室２０に充填するとともに、ノズル開口
２４のメニスカスを圧力発生室２０に引き込む。
【００２９】膨張信号"が所定電圧に到達すると、保
持信号"により一定時間維持され、圧力発生室２０の
容積が一定に維持される。これにより、圧力発生室２０
に引き込まれたメニスカスは振動を開始し、所定時間の
経過後にノズル開口側に反転する。
持信号"により一定時間維持され、圧力発生室２０の
容積が一定に維持される。これにより、圧力発生室２０
に引き込まれたメニスカスは振動を開始し、所定時間の
経過後にノズル開口側に反転する。
【００３０】この時点で収縮信号”が印加されて圧電
振動子２８が伸長しノズル開口２４から微小なインク滴
が吐出する。
振動子２８が伸長しノズル開口２４から微小なインク滴
が吐出する。
【００３１】もとより、微小なインク滴の吐出によるメ
ニスカスの振動振幅は、小さいから次の印刷周期が始ま
るまでに平定され、またこの印刷周期においては、イン
ク滴を吐出しているからノズル開口近傍の増粘したイン
クはインク滴として排出され、かわって圧力発生室２０
のインクに置換されているから、ノズル開口２４が目詰
まりを起こすことはない。
ニスカスの振動振幅は、小さいから次の印刷周期が始ま
るまでに平定され、またこの印刷周期においては、イン
ク滴を吐出しているからノズル開口近傍の増粘したイン
クはインク滴として排出され、かわって圧力発生室２０
のインクに置換されているから、ノズル開口２４が目詰
まりを起こすことはない。
【００３２】一方、印刷データが存在しない場合には
（図６（III））、第２の駆動信号Ｓ2だけがラッチされ
るため、圧力発生室２０が微小膨張、収縮する。そして
直前にはインク滴が吐出されていないため、ノズル開口
２４のメニスカスが静止状態にあり、したがって、圧力
発生室２０の膨張により、メニスカスは圧力発生室２０
に引き込まれ、インク滴を吐出しない程度の振幅で振動
を開始する。これにより、ノズル開口近傍で増粘したイ
ンクは、粘度が比較的低い圧力発生室２０のインクに置
換されて目詰まりが防止される。
（図６（III））、第２の駆動信号Ｓ2だけがラッチされ
るため、圧力発生室２０が微小膨張、収縮する。そして
直前にはインク滴が吐出されていないため、ノズル開口
２４のメニスカスが静止状態にあり、したがって、圧力
発生室２０の膨張により、メニスカスは圧力発生室２０
に引き込まれ、インク滴を吐出しない程度の振幅で振動
を開始する。これにより、ノズル開口近傍で増粘したイ
ンクは、粘度が比較的低い圧力発生室２０のインクに置
換されて目詰まりが防止される。
【００３３】また、この実施例においては、同一印字周
期内に中ドットと小ドットの両方を形成することもでき
る。すなわち、中ドットと小ドットとを同一点に形成し
て比較的大きなドットを形成する場合には、駆動信号Ｓ
1、Ｓ2、Ｓ3の全てをラッチ信号発生手段８によりラッ
チする方法（図７（Ｉ））と、駆動信号Ｓ1と駆動信号
Ｓ3とをラッチする方法（図７（II））がある。
期内に中ドットと小ドットの両方を形成することもでき
る。すなわち、中ドットと小ドットとを同一点に形成し
て比較的大きなドットを形成する場合には、駆動信号Ｓ
1、Ｓ2、Ｓ3の全てをラッチ信号発生手段８によりラッ
チする方法（図７（Ｉ））と、駆動信号Ｓ1と駆動信号
Ｓ3とをラッチする方法（図７（II））がある。
【００３４】前者の方法（図７（Ｉ））は、第１の駆動
信号Ｓ1がラッチされて、前述と同様にインク滴が吐出
して中ドットが形成され、前述と同様にメニスカスがノ
ズル開口側に反転した時点で、第２の駆動信号Ｓ2がラ
ッチされ、残留振動が急速に減衰される。これにより、
第３の駆動信号Ｓ3がラッチされる時点では、インク滴
吐出に適した位置とほとんど同一の位置にメニスカスが
静止しているので、第３の駆動信号Ｓ3により吐出され
るインク滴により形成される小ドットは、１印字周期内
で第３の駆動信号Ｓ3を単独に印加して形成される小ド
ットとほとんど同一のサイズである。したがって、中ド
ットと小ドットとが加算されて大きなドットが形成され
ることになる。
信号Ｓ1がラッチされて、前述と同様にインク滴が吐出
して中ドットが形成され、前述と同様にメニスカスがノ
ズル開口側に反転した時点で、第２の駆動信号Ｓ2がラ
ッチされ、残留振動が急速に減衰される。これにより、
第３の駆動信号Ｓ3がラッチされる時点では、インク滴
吐出に適した位置とほとんど同一の位置にメニスカスが
静止しているので、第３の駆動信号Ｓ3により吐出され
るインク滴により形成される小ドットは、１印字周期内
で第３の駆動信号Ｓ3を単独に印加して形成される小ド
ットとほとんど同一のサイズである。したがって、中ド
ットと小ドットとが加算されて大きなドットが形成され
ることになる。
【００３５】これに対して第２の方法（図７（II））
は、第１の駆動信号Ｓ1によってインク滴が吐出された
後に第２の駆動信号Ｓ2がラッチされないため、メニス
カスが残留振動を継続し、この状態で第３の駆動信号Ｓ
3がラッチされる。この時点でのメニスカスは、図７に
おける変位α分だけ余分にノズル開口面から突出してい
るから、第３の駆動信号Ｓ3によって吐出されるインク
滴のインク量は、１印字周期内に単独で駆動する場合よ
りもβだけ増加する。したがって、形成されるドット
は、小ドットプラス増加分βとなり結果として特大のド
ットを形成することができる。
は、第１の駆動信号Ｓ1によってインク滴が吐出された
後に第２の駆動信号Ｓ2がラッチされないため、メニス
カスが残留振動を継続し、この状態で第３の駆動信号Ｓ
3がラッチされる。この時点でのメニスカスは、図７に
おける変位α分だけ余分にノズル開口面から突出してい
るから、第３の駆動信号Ｓ3によって吐出されるインク
滴のインク量は、１印字周期内に単独で駆動する場合よ
りもβだけ増加する。したがって、形成されるドット
は、小ドットプラス増加分βとなり結果として特大のド
ットを形成することができる。
【００３６】これにより、第２の方法により形成される
ドットは、中ドットと小ドットの和にさらに増加分βを
加算したインク量からなる特大のドットとなるから、ド
ットサイズの調整範囲が拡大して階調性の高い印字が可
能となる。
ドットは、中ドットと小ドットの和にさらに増加分βを
加算したインク量からなる特大のドットとなるから、ド
ットサイズの調整範囲が拡大して階調性の高い印字が可
能となる。
【００３７】これら２つの方法は、目的とする印字条件
に適した方をプリンタドライバにより選択すればよい。
そして、印字データが存在しない場合には、前述実施例
と同様に第２の駆動信号Ｓ2だけをラッチして、ノズル
開口近傍で増粘したインクを粘度の比較的低い圧力発生
室２０のインクと置換して目詰まりを防止する。
に適した方をプリンタドライバにより選択すればよい。
そして、印字データが存在しない場合には、前述実施例
と同様に第２の駆動信号Ｓ2だけをラッチして、ノズル
開口近傍で増粘したインクを粘度の比較的低い圧力発生
室２０のインクと置換して目詰まりを防止する。
【００３８】この実施例においても、第２の駆動信号Ｓ
2が、インク滴吐出後のメニスカスの残留振動抑制用の
信号と、メニスカスを微小振動させて目詰まり解消する
ための信号とを兼ねるため、それぞれを独立に用意する
場合に比較して、印刷周期Ｔ0’を短縮することが可能
となる。
2が、インク滴吐出後のメニスカスの残留振動抑制用の
信号と、メニスカスを微小振動させて目詰まり解消する
ための信号とを兼ねるため、それぞれを独立に用意する
場合に比較して、印刷周期Ｔ0’を短縮することが可能
となる。
【００３９】なお、上述の実施例のおいては、軸方向に
変位する圧電振動子をアクチュエータとする記録ヘッド
に例を採って説明したが、図８に示したようにインク供
給口３０を介してリザーバ３１に連通し、ノズル連通孔
３２を介してノズル開口３３に連通する圧力発生室３４
の一部を弾性板３５で封止し、この弾性板３５にたわみ
変位する圧電振動子３６を設けた記録ヘッドに適用して
も同様の作用を奏する。
変位する圧電振動子をアクチュエータとする記録ヘッド
に例を採って説明したが、図８に示したようにインク供
給口３０を介してリザーバ３１に連通し、ノズル連通孔
３２を介してノズル開口３３に連通する圧力発生室３４
の一部を弾性板３５で封止し、この弾性板３５にたわみ
変位する圧電振動子３６を設けた記録ヘッドに適用して
も同様の作用を奏する。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
第２の駆動信号により、インク滴吐出後のメニスカスの
残留振動抑制と、メニスカスを微小振動させて目詰まり
解消とを行わせることができ、インク滴吐出用の信号の
他に、残留振動抑制用の信号と、目詰まり解消用の信号
とを必要とする場合に比較して、１印刷周期を短縮でき
て、駆動周波数の向上を図ることができる。
第２の駆動信号により、インク滴吐出後のメニスカスの
残留振動抑制と、メニスカスを微小振動させて目詰まり
解消とを行わせることができ、インク滴吐出用の信号の
他に、残留振動抑制用の信号と、目詰まり解消用の信号
とを必要とする場合に比較して、１印刷周期を短縮でき
て、駆動周波数の向上を図ることができる。
【図１】本発明の一実施例を示す装置のブロック図であ
る。
る。
【図２】インクジェット記録ヘッドの一実施例を示す断
面図である。
面図である。
【図３】駆動信号の一実施例を示す波形図である。
【図４】同上駆動信号による印刷時の動作を示すタイミ
ングチャートである。
ングチャートである。
【図５】駆動信号の他の実施例を示す波形図である。
【図６】同上駆動信号による印刷時の動作を示すタイミ
ングチャートである。
ングチャートである。
【図７】本発明の他の駆動方法を示す駆動信号とメニス
カスの変位との関係を示す図である。
カスの変位との関係を示す図である。
【図８】本発明が適用できる他の形式の記録ヘッドの一
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
６ 記録ヘッド
９ スイッチング手段
２０ 圧力発生室
２１ インク供給口
２２ リザーバ
２３ 流路形成基板
２４ ノズル開口
２５ ノズルプレート
２８ 圧電振動子
Ｓ1 第１の駆動信号
Ｓ2 第２の駆動信号
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B41J 2/045
B41J 2/055
Claims (10)
- 【請求項１】 ノズル開口と、インク供給口を介してリ
ザーバとに連通する圧力発生室と、該圧力発生室の容積
を膨張、収縮させる圧電振動子とからなるインクジェッ
ト式記録ヘッドと、 前記圧力発生室の容積を急速に変化させてインク滴を吐
出させる第１の駆動信号と、インク滴を吐出しない程度
に前記圧力発生室の容積を変化させ、かつ前記第１の駆
動信号によりインク滴を吐出した後のメニスカスの残留
振動がノズル開口側に反転する時点で発生する第２の駆
動信号と、前記第１の駆動信号よりもインク量の少ない
インク滴を吐出させるように前記圧力発生室の容積を変
化させ、かつ前記第２の駆動信号の後に発生する第３の
信号とを出力することができ、 第１のインク量のインク滴を形成する場合には第１の駆
動信号と第２の駆動信号とを、 第２のインク量のインク滴を形成する場合には、前記第
１、第２、及び第３の信号を、 第３のインク量のインク滴を形成する場合には、前記第
３の信号を、 また、インク滴を形成せず、かつ目詰まりを防止する場
合には前記第２の信号をそれぞれ選択的に出力させる 駆
動信号発生手段とを備えたインクジェット式記録装置。 - 【請求項２】 ノズル開口と、インク供給口を介してリ
ザーバとに連通する圧力発生室と、該圧力発生室の容積
を膨張、収縮させる圧電振動子とからなるインクジェッ
ト式記録ヘッドと、 前記圧力発生室の容積を急速に変化させてインク滴を吐
出させる第１の駆動信号と、インク滴を吐出しない程度
に前記圧力発生室の容積を変化させ、かつ前記第１の駆
動信号によりインク滴を吐出した後のメニスカスの残留
振動がノズル開口側に反転する時点で発生する第２の駆
動信号と、前記第１の駆動信号よりもインク量の少ない
インク滴を吐出させるように前記圧力発生室の容積を変
化させ、かつ前記第２の駆動信号の後に発生する第３の
信号とを出力することができ、 第１のインク量のインク滴を形成する場合には第１の駆
動信号と第２の駆動信号とを、 第２のインク量のインク滴を形成する場合には、前記第
１の駆動信号と第３の駆動信号を、 第３のインク量のインク滴を形成する場合には、第３の
信号を、 また、インク滴を形成せず、かつ目詰まりを防止する場
合には前記第２の信号をそれぞれ選択的に出力させる 駆
動信号発生手段とを備えたインクジェット式記録装置。 - 【請求項３】 前記第２の駆動信号による前記圧電振動
子の充電時間が、前記圧電振動子の固有周期Ｔａ以上で
ある請求項１または請求項２に記載のインクジェット式
記録装置。 - 【請求項４】 前記第２の駆動信号による前記圧電振動
子の充電時間が、前記圧力発生室のヘルムホルツ共振周
期Ｔｃと実質的に同一である請求項１または請求項２に
記載のインクジェット式記録装置。 - 【請求項５】 前記第２の駆動信号による前記圧電振動
子の充電後の放電時間が前記圧電振動子の固有周期Ｔａ
以上である請求項１または請求項２に記載のインクジェ
ット式記録装置。 - 【請求項６】 前記第２の駆動信号による前記圧電振動
子の充電後の放電時間が、前記圧力発生室のヘルムホル
ツ共振周期Ｔｃと実質的に同一である請求項１または請
求項２に記載のインクジェット式記録装置。 - 【請求項７】 前記第２の駆動信号の電位保持時間が、
前記圧力発生室のヘルムホルツ共振周期Ｔｃの１／２に
実質的に同一である請求項１または請求項２に記載のイ
ンクジェット式記録装置。 - 【請求項８】 前記第１の駆動信号による前記圧電振動
子の充電後の放電開始から、前記第２の駆動信号が出力
するまでの時間が、前記圧力発生室のヘルムホルツ共振
周期Ｔｃと実質的に同一である請求項１または請求項２
に記載のインクジェット式記録装置。 - 【請求項９】 印刷休止状態から印刷が開始される直前
に前記第２の駆動信号が間欠的に出力される請求項１ま
たは請求項２に記載のインクジェット式記録装置。 - 【請求項１０】 前記記録ヘッドが非キャッピング状態
におかれている場合に、前記第２の駆動信号が一定周期
で出力される請求項１または請求項２に記載のインクジ
ェット式記録装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26319798A JP3514136B2 (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | インクジェット式記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26319798A JP3514136B2 (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | インクジェット式記録装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000094669A JP2000094669A (ja) | 2000-04-04 |
| JP3514136B2 true JP3514136B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=17386134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26319798A Expired - Fee Related JP3514136B2 (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | インクジェット式記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3514136B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
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|---|---|---|---|---|
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| US7195327B2 (en) | 2003-02-12 | 2007-03-27 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Droplet ejection apparatus and its drive method |
| JP4631285B2 (ja) * | 2004-01-30 | 2011-02-16 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | インクジェット記録装置及びインクジェット記録方法 |
| JP4793563B2 (ja) * | 2006-01-27 | 2011-10-12 | ブラザー工業株式会社 | インク滴吐出装置 |
| JP5347725B2 (ja) * | 2009-06-01 | 2013-11-20 | 株式会社リコー | インク滴吐出制御方法ならびにインクジェット記録装置 |
| JP5354790B2 (ja) * | 2009-09-01 | 2013-11-27 | 富士フイルム株式会社 | インクジェットヘッドの駆動方法及び装置 |
| JP5334321B2 (ja) * | 2010-01-18 | 2013-11-06 | 富士フイルム株式会社 | インクジェット噴射装置及びインクジェット噴射方法並びにインクジェット記録装置 |
| JP6164511B2 (ja) * | 2012-09-14 | 2017-07-19 | 株式会社リコー | 液滴吐出ヘッドの駆動方法、液滴吐出ヘッドおよび画像形成装置 |
| JP6755510B2 (ja) | 2015-11-30 | 2020-09-16 | ブラザー工業株式会社 | 画像処理装置、および、コンピュータプログラム |
| JP2020192690A (ja) * | 2019-05-24 | 2020-12-03 | 東芝テック株式会社 | 液体吐出ヘッド及びプリンタ |
-
1998
- 1998-09-17 JP JP26319798A patent/JP3514136B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000094669A (ja) | 2000-04-04 |
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