JP3583045B2 - Ink jet recording device - Google Patents

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

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に係わり、特に超音波を用い、かつインク滴の粒径制御可能なインクジェット記録装置に関わる。
【0002】
【従来の技術】
従来より、インク液を記録媒体上に吐出させて記録ドットを形成するインクジェットプリンタが知られている。このインクジェットプリンタは、他の記録方法と比べて騒音が少なく、現像や定着等の処理が不要であるという利点を有し、普通紙記録技術として注目されている。現在までに、数多くのインクジェットプリンタの方式が提案されているが、特に発熱体の熱により発生する蒸気の圧力でインク滴を吐出させる方式および圧電体の変位による圧力パルスでインク滴を吐出させる方式が代表的なものである。
【0003】
しかしながら、これらのインクジェットプリンタは、インク滴を吐出させるノズル径によってインク滴の径が決定するため、解像度を高めるにはノズル径を小さくさせる必要があり、その結果ノズルの目詰まりが生じやすくなるという問題が生じる。
【0004】
これらの欠点を克服するために、薄膜の圧電体から発生する超音波ビームの圧力を用いてインク液面からインク滴を吐出させる超音波方式が提案されている。
【0005】
超音波方式では、ノズルレスの構成を採ることが可能なため、ノズルの目詰まりが生じることがなく、非常に小さい径のインク滴を安定に吐出させることができる。
【0006】
超音波方式のインクジェットプリンタの中でも、圧電素子アレイ方式のものが提案されている。これはアレイ状に配置された圧電素子の一部(圧電素子グループ)に位相制御した電圧で同時駆動し、同時駆動されたそれぞれの圧電素子から位相制御した超音波を励起して、インク液面近傍の一点に集中させる方式である。この方式によれば同時駆動する圧電素子グループを、アレイ上で順次ずらしていくことで、アレイ方向にリニア電子走査することが可能になる。
【0007】
この方式では、同時に駆動する圧電素子グループの素子数を一定にすれば、圧電素子グループの組み合わせを切り替えるだけで走査が可能であるため、駆動回路は複雑な遅延時間を制御する必要がなく、1つの圧電素子グループの遅延時間パターンを制御するだけでよい。
【0008】
さらに、このリニア電子走査方式における遅延時間の設定方法として、通常の電子フォーカス方式で用いられる二次関数的な遅延時間の設定ではなく、フレネル回折理論に基づいて圧電素アレイをさらに2つのグループに分け互いに位相が半波長異なるように遅延時間を設定するという、より簡便な方法も提案されている(特開平8−132607号)。
【0009】
しかしながら、超音波方式のインクジェットプリンタにおけるインク滴径は、従来超音波の周波数、すなわち圧電素子の厚みによって制御しているため、同じ圧電素子アレイを用いて階調制御するためには、一画素を形成するためのインク滴の数で制御する必要がある。そのために印字速度が低下するという問題があった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の超音波方式のインクジェットプリンタにおいては、一画素のサイズを変更して画像階調を制御するためには、一画素に対して複数のインク滴を吐出させなければならず、そのために印字速度が低下するという問題が生じた。
【0011】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、画像階調の情報に応じてインク滴の径を変化させることを可能にし、印字速度を低下させずに画像階調制御することが可能なインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明のインクジェット記録装置は、収束超音波をインクに向けて放射し、この収束超音波の収束点近傍のインクをインク滴として吐出させ記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、複数の圧電素子を所定ピッチで配列した圧電素子アレイと、この圧電素子アレイ中の所定数個の圧電素子からなる圧電素子グループを同時駆動する駆動手段を備え、前記駆動手段は、前記圧電素子グループの中心位置を基準として対称の位置にある少なくとも一対の圧電素子を吐出量制御素子とし、この吐出量制御素子をインク滴径情報に応じて駆動/非駆動を選択する吐出量制御手段を有することを特徴とする。
【0013】
本発明者らは、吐出するインク滴の粒径が、超音波の波長だけでなく、収束した超音波のエネルギー量によって変化することを確認し、本発明に至った。すなわち、本発明によればインク滴の粒径情報に応じ、同時駆動する圧電素子数を変えることで階調制御を行うことを可能にしている。
【0014】
また、前記吐出量制御手段は、非駆動時に前記吐出量制御素子に直流電圧を印加する手段とすることができる。
【0015】
圧電素子は、通常狭ピッチで配列されるために、隣接する圧電素子に印加される電圧による影響で、不所望の振動が発生する恐れがある。同時駆動しない圧電素子に直流電圧を印加することで、その振動を抑制することができる。
【0016】
また、前記吐出量制御手段は、非駆動時に前記吐出量制御素子に前記収束点における収束音波を弱める位相の高周波電圧を印加する手段とすることができる。
【0017】
非駆動時に吐出量制御素子に収束超音波を弱める超音波を発生させることで、インク吐出位置における収束超音波のエネルギー量を低下させることが可能なため、インク滴の粒径差を大きくすることができる。
【0018】
本発明の別のインクジェット記録装置は、収束超音波をインクに向けて放射し、この収束超音波の収束点近傍のインクをインク滴として吐出させ記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、複数の圧電素子を所定ピッチで配列した圧電素子アレイと、この圧電素子アレイ中の所定数個の圧電素子からなる圧電素子グループを同時駆動する駆動手段を備え、前記駆動手段は、インク滴径情報に応じ、同時同駆動する前記圧電素子数を変化させる吐出量制御手段を有することを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【0020】
図1は、本発明に係るインクジェット記録装置の記録ヘッド部の構成を示す斜視図である。
【0021】
支持部材100としてのガラス基板の上面には個別電極(ガラス板側)112が形成され、さらにその上面には個別電極(ガラス板側)112の位置に対応した個別電極(圧電体層側)103が形成された圧電体層102とその上面に設けられた共通電極104とからなる圧電素子アレイ101が形成されている。すなわち、個別電極112,103および共通電極104と、両電極に挟持された圧電体層102とからなる圧電素子が配列した圧電素子アレイが形成されている。
【0022】
また、支持部材100上の圧電素子アレイ101が形成された側には、圧電素子アレイ101を囲うようにインク液保持室107が取り付けられ、その上面には、スリット板108が設けられている。インク液保持室107の内部には、インク液106が充填されている。
【0023】
そして、圧電素子から発せられる超音波は、それぞれ音響レンズ105で収束され、スリット板108で形成されるスリット部に収束される。
【0024】
本実施形態では、圧電素子アレイ101のうち圧電体層102はアレイ状に分割されておらず、個別電極103のみがアレイ状に分割されることにより、複数の圧電素子に分離されている。またこの例では、指示部材100の圧電素子アレイ101と接触する面には、圧電体層102側に設けられた個別電極103と同じ間隔でガラス板側に設けられた個別電極112がアレイ状に形成されており、この支持部材100上のアレイ状個別電極と接着剤を介して圧着され配線されている。この支持部材100上のアレイ状個別電極は、同じ支持部材100上に配置された駆動手段110にボンディングワイヤ111によって配線されている。また、共通電極104も同様に図示しないボンディングワイヤにより駆動手段110に配線されている。
【0025】
圧電素子アレイ101は、駆動手段110と接続されており、インク液面近傍の所定の位置に超音波が収束するように、圧電素子アレイ101の一部の圧電素子を実質的に同時駆動することでインク液面からインク滴を吐出させる。
【0026】
以下、この同時駆動する複数の圧電素子を圧電素子グループと呼ぶ。
【0027】
本実施形態では、音響レンズ105としてフレネル輪帯理論に基づく凹凸が主走査方向(アレイの配列方向)に平行に形成された一次元フレネルレンズを用いている。この音響レンズ105の凹凸部分の厚みはそれぞれ音響レンズ中の波長の(2N+1)/4倍(Nは0以上の整数)に近くなるように設定されており、また音響レンズ材料には圧電体層103の音響インピーダンスとインク液106のそれとの積の平方根に近い値のもの、例えばアルミナ粉末を分散させたエポキシ樹脂を用いることにより、音響レンズ105は音響マッチング層としての機能も兼ね備えている。
【0028】
次に、圧電素子アレイ101の駆動方法について説明する。
【0029】
圧電素子アレイ101の駆動方法としては、同時駆動する圧電素子グループのそれぞれの圧電素子に位相差を与えて駆動する方法として、凹面レンズ的な集率を模して二次関数的に違涜変化する複雑な位相差を割り当てる方法と、フレネルレンズ的な集束を模して互いに半波長すれた2相(以下、0相とπ相と呼ぶ)を割り当てる方法とが考えられる。後者は、駆動回路を非常に簡略化できる優れた方法であり、本実施形態ではこの0相とπ相の2相のみを用いる駆動方法を使用した。
【0030】
図2は、図1に示すインクジェット記録ヘッドにおける超音波集束方法の原理を説明する図であり、(a)は副走査方向(アレイの配列方向と直行する方向)、(b)は主走査方向の超音波集東状態をそれぞれ示している。図2(a)に示すように、圧電体層102から放射された超音波は、音響レンズ(フレネルレンズ)によりスリット開口部109付近に焦点を結ぶように、インク中で副走査方向に集束する。さらに、図2(b)に示すように圧電体層102から放射される超音波は音響レンズ層105を経て、フレネル輪体理論に基づいた駆動により、インク中で主走査方向に集束する。このようにしてスリット開口部109付近に集束した超音波により大きな圧力が発生するため、インク滴が吐出することになる。
【0031】
(インクジェット記録装置の駆動方法)
図3(a)〜(d)は、圧電素子アレイ2のうちの隣接する4個の圧電素子を1つの圧電素子グループとして同時駆動し、超音波ビームを一点に集中させる場合の動作を模式的に示したものである。1ライン分の画点を少なくとも1/4ラインずつ、あるいはそれ以上に分割して形成する場合の動作であり、個別電極層103a、103b、103c、103d、103e、103f、103g、103hに対してリニアスキャン動作で主走査方向にシフトしつつ駆動電圧を印加するようにしている。
【0032】
図3(a)では、グループ化された個別電極層103b、103c、103d、103eのうち、内側2個の個別電極層103c、103dに所定のバースト電圧を印加し、外側2個の個別電極層103a、103eには内側2個の個別電極層103c、103dに印加するバースト電圧の位相よりも位相の進んだバースト電圧を印加することで、圧電素子グループの中心部すなわち個別電極103c、104d間の直上からインク滴を吐出させている。
【0033】
図3(b)では、次にグループ化された個別電極層103c、103d、103e、103fのうち、内側2個の個別電極層103d、103eに所定のバースト電圧を印加し、外側2個の個別電極層103c、103fには内側2個の個別電極層103d、103eに印加するバースト電圧の位相よりも位相の進んだバースト電圧を印加し、103d、103e間の直上からインク滴を吐出させている。
【0034】
図3(c)では、次にグループ化された個別電極層103d、103e、103f、103gのうち、内側2個の個別電極層103e、103fに所定のバースト電圧を印加し、外側2個の個別電極層103d、103gには内側2個の個別電極層103e、103fに印加するバースト電圧の位相よりも位相の進んだバースト電圧を印加している。
【0035】
また、図3(d)では、個別電極層103a、103b、103c、103d、103e、103f、103g、103hを個別電極層103a、103b、103c、103dのグループと、個別電極層103e、103f、103g、103hのグループに分け、これら2つのグループを同時に駆動して、所定のピッチで2つのインク液滴を吐出させる場合の動作を示している。
【0036】
この動作例では、1画点を記録するために4個の圧電素子で1つの圧電素子グルーブとしたが、1つの圧電素子グループを構成する圧電素子の素子数を増加させれば、求心的に集束する超音波ビームの波面が滑らかになり、エネルギー密度も高くなるので、インク液滴のばらつき低減と圧電素子アレイ101に印加する駆動電圧の低減を図ることができる。
【0037】
(駆動手段の構成例)
次に、図1中の駆動手段110の構成例について説明する。図4は、駆動手段110の要部構成を示すブロック図である。図4において、制御部40はシステムのタイミングを制御する部分であり、CPUを有することもある。ラインメモリ42は、制御部40からのタイミング信号によって制御され、画像データの書き込み及び読み出しが行われる。
【0038】
駆動データ生成部43は、ラインメモリ42から送られてくる画像データに基づき、図1中の圧電素子アレイ101の圧電素子48を駆動するための駆動データを生成する。ここでは、説明を簡単にするために、圧電素子48を個別に48a、48b、48c・・・と示しているが、図1〜図3における個別電極103に相当すると考えることができる。この駆動データ生成部43の詳細は、図5を用いて後に詳しく説明する。
【0039】
図示しないスキャナの出力や伝送路から送られてくる画像データはラインメモリ42に入力され、制御部40によってタイミングが制御されてラインメモリ42に書き込まれる。画像データは、この例では1画素あたり1ビットのデータで構成される。ラインメモリ42は、例えば4960ビットの容量を有し、600dpiの解像度でA4用紙サイズの1ライン分の画像データを記憶できる。
【0040】
もちろん、画像データが1画素あたり8ビットなどの多値データの場合もあり、その時のラインメモリ42はビット数に対応した容量を有している。
【0041】
ラインメモリ42に一時的に記憶された画像データは、順次読み出されて駆動データ生成部43に送られる。駆動データ生成部43では、圧電素子48を駆動するための選択信号を生成する。
【0042】
(駆動手段110の動作)
次に、図6に示した駆動データの転送と圧電素子の駆動タイミングチャートを参照して、駆動手段110の動作を説明する。
駆動手段110は、水平同期信号HSYNCの立ち上がりで動作を開始する。駆動データ生成部43で生成された駆動データは、シフトレジスタ44の初段のシフトレジスタ素子44aの入力に与えられ、制御部40からのクロックSIFT CLOCKに同期して順次、次段のシフトレジスタ素子44b,44c・・・に転送される。4960個全ての駆動データがシフトレジスタ44に転送されると、制御部40からのラッチ信号LATCH CLOCKによりシフトレジスタ44内の駆動データがラッチ45に取り込まれる。
【0043】
さらに、セレクタ46において、ラッチ45から出力される駆動データに応じて、高周波信号発生部41からの位相の異なる2種類の高周波信号SIGNAL ZERO、SIGNAL PAI及び接地信号GNDのいずれかが選択的に出力される。駆動データ生成部43で生成される駆動データは、これらの2種類の高周波信号SHIGNAL ZERO、SHIGNAL PAIのそれぞれによる圧電素子48の駆動のオン・オフを制御するデータであり、1つの高周波信号に対して1ビットのデータである。駆動データは、2種類の高周波信号のオン・オフにより2ビットのデータとして出力される。従って、1つの圧電素子48に対応するシフトレジスタ44及びラッチ45はそれぞれ2ビットで一組となるように構成されている。セレクタ46における高周波信号の選択は、表1のような真理値表に基づいて行われる。
【表1】

Figure 0003583045
セレクタ46から出力された高周波信号は、ドライバ47により電圧増幅された後、対応する圧電素子48に印加される。1つの圧電素子48には、実質的に10〜30V程度の振幅の電圧が印加される。また、600dpi程度の画素密度に適したインク滴を吐出させるためには、高周波信号の周波数が50MHz程度に選ばれる。
【0044】
このようにして圧電素子48に対するハースト状の高周波信号の印加が行われている間に、2番目の高周波信号印加のための駆動データがシフトレジスタ44に転送され、最初の高周波信号の印加期間DRIVE1、つまり最初のインク液滴吐出動作が終了すると、2番目の高周波信号印加期間DRIVE2が始まる。以下同様に、高周波信号の印加を繰り返し行い、必要回数だけ行った時点で1ラインの記録動作が終了する。図6では、簡単のために1ラインを4回の吐出動作で記録する例を示している。
【0045】
(駆動データ生成部43について)
図5に、図4中の駆動データ生成部43の概略構成を示す。図5において、駆動データ列生成ブロック53,63は、駆動データ列設定部54および64により1つのインク液滴を吐出するために必要な複数の圧電素子を駆動するためのデータ列を設定して、駆動データ列バッファ55,65を介して出力するものであり、例えば4つの圧電素子を同時駆動することにより1つのインク液滴を吐出する場合には、4つの駆動データを1組のデータ列として設定する。駆動データ列は、前述した位相の異なる2種類の高周波信号SIGNAL ZERO、SIGNAL PAIさらにGNDを選択するために2種類用意される。
【0046】
すなわち、駆動データ列生成ブロック53,63は、3種類の高周波信号SIGNAL ZERO、SIGNAL PAIさらにGND対応する2種類の駆動データ列ZERO−DATEを生成する。これら2つの駆動データ列生成ブロック53,63は同一の構成で実現できる。駆動データ列設定部54,64は、単純なスイッチ構成にすることもできるし、RAMやROMを用いて構成することも可能である。
【0047】
駆動データ列バッファ55,65は、駆動データ列設定部54,64からの駆動データ列を取り込み、駆動データ列を構成するデータを1個ずつ時系列的に順次読み出すバッファである。本実施形態では、駆動データ列バッファ55,65はパラレル入力/シリアル出力のシフトレジスタからなり、制御部40からのロード信号LOAD CLOCKによって駆動データ列設定部54,64から駆動データ列を読み込み、制御部40からの読み出し信号READ CLOCKによって駆動データ列のうちの1つのデータを読み出す構成となっている。
【0048】
セレクタ56,66は、それぞれ駆動データ列バッファ55,65から送出される駆動データを制御部40からのタイミング選択信号TIMING SELECTに従って選択してAND回路57,67に送出する。AND回路57,67は、セレクタ56,66からの駆動データと図4中のラインメモリ42からの画像データとの論理積を図4中のシフトレジスタ44に駆動データDRIVE EDATAとして送出する。ここで、画像データ1画素分に対して駆動データは複数個を対応させる必要があるので、この例では4つの読み出し信号READ CLOCKに対応させた4個の駆動データと1つの画像データとの論理値をそれぞれ送出した後、次の画素に対する画像データの処理に移る。このために、ラインメモリ42から読み出した1つの画像データを4回読み出す期間だけ保持しておくためのラッチ52が設けてある。
【0049】
また、図5では図4中のラインメモリ42からの画像データが量子化部51を介してラッチ52に入力されるように構成されているが、画像データとして2値データを扱う場合は、量子化部51は何も機能する必要はない。しかし、本実施形態のように、例えばラインメモリ42に入力される画像データが1画素当たり8ビットなどの多値データの場合には、この量子化部51において適当な値で例えば4値化処理が行われる。この多値化処理に基づき、駆動データ列設定部54,64に駆動データ列が設定される。
【0050】
このようにしてAND回路57,67から送出されるデータは、所定の圧電素子を駆動するための駆動データであり、高周波信号SIGNAL ZERO、SIGNAL PAIを選択するための2値のデータである。高周波信号SIGNAL ZEROを選択するための駆動データZERO−DATEの生成と同様に、高周波信号SIGNAL PAIを選択するための駆動データPAI−DATEも出力される。すなわち、図4中のシフトレジスタ44には2ビットのデータが入力される。
【0051】
(駆動データ生成部43の動作)
次に、図4に示す駆動データの生成と転送に関するタイミングチャートを参照して、駆動データ生成部43の動作をさらに詳しく説明する。
図7(a)に示すように、まず制御部40からのロード信号LOAD CLOCKにより駆動データ列設定部54,64から駆動データ列が駆動データ列バッファ55,65に取り込まれる。このとき、1画素目の画像データIMAGE DATEがラインメモリ42から読み出されてラッチ52に一時記憶される。この1画素目の画像データに対して、4つの駆動データDRIVE DATEが読み出し信号READ CLOCKに同気同期して生成される。次に、1画素目の画像データから4つ先の5画素目の画像データがラインメモリ42から読み出され、この5画素目の画像データに対しても4つの駆動データが生成されて送出される。以下、同様にラインメモリ42からは4番地づつずれた画像データが読み出される。すなわち、圧電素子の位置で4つおきにインク液滴が吐出するように駆動データが設定される。
【0052】
このようにして駆動データが4960個転送されると、先に図6のタイミングチャートで説明したように、ラッチ信号LACH CLOCKによりラッチ45に駆動デー夕を取り込み、圧電素子の4素子おきの位置からインク液滴を吐出させるという一連の記録動作が行われる。
【0053】
インク液滴の吐出は4素子おきの位置なので、次回のインク液滴吐出に際しては吐出位置を1素子分ずらして吐出させる。すなわち、図7(b)に示すようにシフトレジスタ44に対する転送クロックSHIFT CLOCKの送出が開始されるが、1個目の転送クロックに対しては、制御部40からのタイミング選択信号TIMING SELECTはオフであり、図5のセレクタ56,66の出力は駆動データ列を選択せずに非駆動データ(ここでは接地信号GND)を送出する。これは、前回のインク液滴吐出時に用いられた圧電素子の位相を1つずらす役目をしており、一番端に対応する圧電素子を強制的に非駆動状態にするものである。この後、タイミング選択信号TIMING SELECTがオンになり、ロード信号LOAD CLOCK以下の信号が図7(a)と同様に送出される。このとき、ラインメモリ42から読み出される画像データは2画素目、6画素目、10画素目、14画素目・・・のように4つおきに読み出される。
【0054】
同様に、3回目のインク液滴吐出時には図7(c)に示すように、端から2素子分だけ非駆動となるように、タイミング選択信号TIMING SELECTと転送クロックSIFT CLOCKの関係が設定される。図示しないが、4回目のインク液滴吐出時も同様の動作が行われ、1ライン分の全てのインク液滴の吐出が完了し、1ライン目と同様な動作で次ラインの吐出が行われる。
【0055】
(駆動データ列の具体例)
上述のように4つの圧電素子を同時駆動する場合に必要な4つの駆動データを下記表1のようにあらわした時の駆動データ列の具体例を表2に示す。なお、表2(a)は、素子の並び順に選択される高周波信号の位相を示し、表2(b)は、その時の駆動データ列を示している。この例では、圧電素子48の並び順にPAI、ZERO、ZERO、PAIとなるデータ列である。ここで、ZERO、PAIは互いに位相が180°異なる高周波信号をそれぞれ選択するためのデータを意味する。このような駆動データを与えた場合のインク液滴の吐出原理は、先の図2および図3で説明した通りである。
【表2】
Figure 0003583045
さらに、表3乃至5に同時駆動する圧電素子の素子数(同時駆動素子数)の異なる場合の駆動データ列の例も示す。表3は同時駆動素子数が8素子、表4は同時駆動素子数が9素子、表5は、同時駆動素子数が10素子の場合の例である。
【表3】
Figure 0003583045
【表4】
Figure 0003583045
【表5】
Figure 0003583045
次に、インク滴の粒径情報を含む画像情報が入力された場合の駆動方法を図8を用いて説明する。
【0056】
まず、第1の粒径のインク滴を吐出させる時の吐出量制御素子の制御法(インク吐出量制御駆動1)を説明する。圧電素子アレイを形成する複数の圧電素子の内、m番目〜m+n番目のn+1個の素子を圧電素子グループとし、その中のm番目およびm+n番目の素子を吐出量制御用素子としている。この圧電素子グループ内の個々の圧電素子へ、フレネル輪帯理論に基づく0相あるいはπ相の位相を表6(a),(b)にしたがって割り当てて駆動する。すなわち、吐出量制御用素子も含め、圧電素子グループの全ての素子を同時駆動している。
【0057】
それぞれの圧電素子から発生した超音波は、主走査方向の超音波はインク液面近傍に集束し、副走査方向の超音波の集束は図1中の音響レンズ兼音響マッチング層105によって行われ、液面近傍のインク106が第1の粒径のインク滴となって吐出する。
【表6】
Figure 0003583045
次に、第2の粒径のインク滴を吐出させる時の吐出量制御素子の制御法(インク吐出量制御駆動2)を説明する。
【0058】
(インク吐出量制御駆動1)と同じ圧電素子グループのうち、吐出量制御素子に直流電圧を印加し、m+1番目〜m+n−1番目のn−1個の圧電素子をフレネル輪帯理論に基づく0相あるいはπ相の位相で表7(c)、(d)にしたがって割り当てて同時駆動する。
【0059】
すなわち圧電素子グループの素子配列の中心位置を基準に、左右対称な位置にある少なくとも1対の素子(この例ではm+n番目の素子と、さらにこのm+n番目の圧電素子に対して、圧電素子グループの素子配列の中心位置を基準に、左右対称な位置にあるm番目の素子)を同時駆動させずに非駆動状態(ここでは接地状態)とする駆動手段である。これにより、発生する超音波エネルギー量が減少し、インク滴の吐出量は、「インク滴吐出量制御駆動1」と比較して減少し、小粒のインク滴(第2の粒径のインク滴)が吐出する。
【表7】
Figure 0003583045
次に、第3の粒径のインク滴を吐出させる時の吐出量制御素子の制御法(インク吐出量制御駆動3)を説明する。
【0060】
(インク吐出量制御駆動1)と同じ圧電素子グループのうち、m+1番目〜m+n−1番目のn−1個の圧電素子をフレネル輪帯理論に基づく0相あるいはπ相の位相で駆動し、吐出量制御用素子にはフレネル輪帯に基づく位相と反対の位相で高周波電圧を印加し、表8(e)、(f)にしたがって割り当てて同時駆動する。
【0061】
すなわち圧電素子グループの素子配列の中心位置を基準に、左右対称な位置にある少なくとも一対の素子(この例ではm+n番目の素子と、さらにこのm+n番目の圧電素子に対して、圧電素子グループの素子配列の中心位置を基準に、左右対称な位置にあるm番目の素子)を本来の位相とは逆位相の駆動信号を印加する調整用駆動素子とし、集束点での音波のエネルギー量を減少させる駆動とする制御方法である。これにより、インク滴の吐出量は、「インク滴吐出量制御駆動1」と比較して減少する。特に、本来の位相とは逆位相の駆動信号を印加して、集束点での音波のエネルギー量の一部を相殺し、吐出のためのエネルギーを減少させる駆動の場合は、「インク滴吐出量制御法2」のように、単純に発生エネルギーを減少させる場合よりも、さらに小粒のインク滴(第3の粒径のインク滴)が吐出することが可能である。
【表8】
Figure 0003583045
次に、第4の粒径のインク滴を吐出させる時の吐出量制御素子の制御法(インク吐出量制御駆動4)を説明する。圧電素子アレイを形成する複数の圧電素子の内、m−1番目〜m+n+1番目のn+3個の素子を圧電素子グループとし、その中のm−1番目およびm+n+1番目の素子を吐出量制御用素子としている。この圧電素子グループ内の個々の圧電素子へ、フレネル輪帯理論に基づく0相あるいはπ相の位相を表9(a),(b)にしたがって割り当てて駆動する。すなわち、吐出量制御用素子も含め、圧電素子グループの全ての素子を同時駆動している。
【0062】
これにより、インク滴(第4の粒径のインク滴)は、[インク滴吐出量制御駆動1]と比較して大粒となる。
【表9】
Figure 0003583045
インク粒径の情報にしたがって、前記インク滴吐出量制御手段1〜4を選択し、画点サイズを変化させることで、画像の階調制御を行うことができるようになる。
【0063】
なお、超音波ビームのエネルギー量によってインク粒径が変化するメカニズムは明らかでないが、以下のような理由であると推察される。
【0064】
図9は、インク吐出時の様子を示す模式図である。
【0065】
図9(a)に示すように超音波の収束部近傍においてインク液面にメニスカス1が形成され、さらにメニスカスの先端部から波長λの位置にくびれが生じ、この先端部が、図9(b)に示すようにインク滴2となって突出するが、超音波ビームのエネルギー量が増加すると、先端部の幅(図中dで示す)が大きくなるためであると思われる。
【0066】
以下、上述した表6〜9に示した「インク滴吐出量制御駆動1〜4」による具体的な実施例と結果についてのべる。
【0067】
【実施例】
まず、以下の要領で、図1に示すようなインクジェット記録装置を作成した。
【0068】
圧電体層102には、比誘電率200のチタン酸塩系圧電セラミック板を用いた。この圧電セラミック板の両一面にTi/Au積層電極をスパッタで、それぞれの厚さが0.05μm、0.3μmになるように形成した後、3kV/mmの電界を印加して分極処理を行った。その後、エッチングにより個別電極103を形成し、1素子当たりの電極幅60μm、電極間隔26μm、配列ピッチ86μmとなるようにした。また、圧電体層102の副走査方向の幅は5mmとした。一方、ガラス製の支持部材100にもTi/Auのアレイ状個別電極を86μm間隔で形成した。圧亀体層102上のアレイ状の個別電極103と支持部材100上のアレイ状電極を位置合わせした状態でエポキシ樹脂で接着し、両電極が導通するように加圧した。
【0069】
次に、圧電体層102を約50MHzで共振を得られるように厚さ45μmになるように研磨した後、Ti/Au積層電極からなる共通電極104をスパッタ法でそれぞれ0.05μm、1μmの厚さに形成した。このとき副走査方向の電極の長さ、すなわち副走査方向の口径は2.0mmとした。
【0070】
次のステップで形成する音響レンズ兼音響マッチング層105には、エポキシ樹脂とアルミナ粉末の混合物を用いた。まず音速が3×10m/s近傍になるように混合比を調整し、密度2.20×10kg/s、音速2.95×10m/sを得た。この混合物を共通電極104の面に塗布して硬化させ、厚さが約45μmになるように研磨した。その後、焦点距離が目的の値になるように深さ1/2波長(約30μm)の溝を主走査方向に平行に入れて、一次元フレネルレンズを形成した。そして、超音波放射面とインク液106の液面との距離が音響レンズ105の焦点距離とほぼ一致するようにインク液保持室7を取り付け、駆動手段110の配線を行って、図1に示す構成のインクジェット記録ヘッドを完成した。
(第1の実施例)
まず、焦点距離2.5mm、同時駆動する圧電素子グループの素子数16である図1のインクジェット記録ヘッドを、図8(a)に示した[インク滴吐出量制御駆動1]に従い、駆動周波数50MHz、電圧15V、信号印加持問50μsecとしたバースト信号で駆動した。
【0071】
この時の印字記録実験の結果は、画点サイズ直径60μmとなった。
【0072】
次に、同じインクジェット記録ヘッドを、図8(b)に示した[インク滴吐出量制御駆動2]に従い、14個の圧電素子を駆動周波数50MHz、電圧15V、信号印加時間50μsecにしたバースト信号で同時駆動した。
【0073】
この時の印字記録実験の結果は、画点サイズが直径50μmになった。
【0074】
次に、図8(c)に示した[インク滴吐出量制御駆動3]に従い、14個の圧電素子を同時駆動するとともに、この同時駆動素子に隣接する両端の素子を本来印加すべき位相とは逆位相の駆動信号を印加した。駆動条件は駆動周波数50MHz、電圧15V、信号印加時間50μsecにしたバースト信号とした。
【0075】
この時の印字記録実験の結果は、画点サイズが直径40μmとなった。
【0076】
さらに、同様なインクジェット記録ヘッドにおいて、図8(d)に示した[インク滴吐出量制御駆動4]に従い、圧電素子18個の圧電素子グループに、50MHz、電圧15V信号印加時間50μsecとしたバースト信号を印加した。
【0077】
この時の印字記録実験の結果は、画点サイズが直径70μmとなった。
【0078】
上述した4つの[インク滴吐出量制御駆動1〜4]インク粒径情報にしたがって選択しながら、カラー写真画像を印字したところ、インク滴制御法を使用しない場合に比べて階調性が向上し、高品位な印字記録ができた。
(第2の実施例)
本実施例2では、32素子の圧電素子グループを基本素子数としてインク吐出を確認した。すなわち、圧電素子グループを下記表10〜表12にしたがってそれぞれ同時駆動させた。
【0079】
また、この実施例ではインクジェット記録ヘッドの音響レンズを焦点距離が4.0mmのものに変更し、液面が圧電素子アレイから4.0mmの位置に来るインク液保持室を用いて行った。
【0080】
表10にしたがって、1番目〜32番目の32素子を50MHz、電圧25V、信号印加時間50μsecの条件で同時駆動させてインク滴を吐出させたところ、画点サイズ80μmになった。
【表10】
Figure 0003583045
表11にしたがって、2番目〜31番目の30素子を同様の条件で同時駆動させてインク滴を吐出させたところ、画点サイズが70μmになった。
【表11】
Figure 0003583045
表12にしたがって、3番目から30番目の28素子を同様の条件で同時駆動させてインク滴を吐出させたところ、画点サイズが60μmにとなった。
【表12】
Figure 0003583045
表13にしたがって、4番目〜29番目の26素子を同様の条件で同時駆動させてインク滴を吐出させたところ、画点サイズが50μmになった。
【表13】
Figure 0003583045
上述した4つの駆動条件を画像情報に応じて選択しながらカラー写真画像を印字したところ、インク滴制御法を使用しない場合に比べて階調性が向上し、高品位な印字記録ができた。
【0081】
このように本実施形態によると、複数の音波発生素子を所定ピッチで配列した音波発生素子アレイと該音波発生素子アレイ中の隣接す局所定数個の音波発生素子からなるグループを同時に駆動する駆動手段をそれぞれ有する記録ヘッドを備え、前記駆動手段は、前記音波発生素子アレイを構成する複数の音波発生素子の少なくとも一部を、インク滴の吐出量制御用素子として、議制御用素子に対する駆動条件を調整することにより該インク滴の吐出量制御手段を有することにより、記録紙上の画点サイズを変化させて、階調性の向上を図ることができ、高品位な記録を実現することが可能となる。
【0082】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、超音波を利用したインクジェット記録装置において、吐出するインク滴の粒径を簡便に制御することが可能になり、ひいては画像の階調制御を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置のヘツドの斜視図。
【図2】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録ヘッドにおける超音波収束方法の原理を説明する図。
【図3】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録ヘッドにおいて超音波ビームを1点に集中させる場合の1例を模式的に示す図。
【図4】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの駆動手段の要素構成を示すブロック図。
【図5】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの駆動手段の駆動データ生成部の概略構成因。
【図6】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの駆動手段の動作説明図。
【図7】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの、駆動手段の駆動データ生成部の動作説明図。
【図8】本発明の一実施形態に係るインク滴吐出量制御方法の一例を説明するための図。
【図9】本発明のインクジェット記録装置によるインク滴吐出時の様子を示す模式図。
【符号の説明】
1・・・メニスカス
2・・・インク滴
40・・・制御部
41・・・高周波信号発生部
42・・・ラインメモリ
43・・・駆動データ生成部
44・・・シフトレジスタ
45・・・ラッチ
46・・・セレクタ
47・・・ドライバ
48、48a〜c・・・圧電素子
51・・・量子化部
52・・・ラッチ
53,63・・・駆動データ列生成ブロック
54,64・・・駆動データ列設定部
55,65・・・駆動データ列バッファ
56,66・・・セレクタ
57,67・・・AND回路
100・・・ガラス板
101・・・圧電素子アレイ
102・・・圧電体層
103,103a〜h・・・個別電極(圧電体側)
104・・・共通電極
105・・・音響レンズ
106・・・インク液
107・・・インク液保持室
108・・・スリット板
109・・・スリット開口部(インク滴吐出口)
110・・・駆動手段
111・・・ボンディングワイヤ
112 ・・・個別電極(ガラス板側)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording apparatus, and more particularly to an ink jet recording apparatus using ultrasonic waves and capable of controlling the particle diameter of ink droplets.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Inkjet printers that form recording dots by discharging an ink liquid onto a recording medium have been conventionally known. This ink-jet printer has the advantages that it has less noise than other recording methods and does not require processing such as development and fixing, and has thus attracted attention as a plain paper recording technique. To date, a number of ink jet printer methods have been proposed, but in particular, a method in which ink droplets are ejected with the pressure of steam generated by the heat of a heating element and a method in which ink droplets are ejected with a pressure pulse due to displacement of a piezoelectric body. Are typical.
[0003]
However, in these ink jet printers, since the diameter of the ink droplet is determined by the diameter of the nozzle that discharges the ink droplet, it is necessary to reduce the nozzle diameter in order to increase the resolution, and as a result, nozzle clogging is likely to occur. Problems arise.
[0004]
In order to overcome these drawbacks, there has been proposed an ultrasonic system in which ink droplets are ejected from an ink liquid surface using the pressure of an ultrasonic beam generated from a thin-film piezoelectric body.
[0005]
In the ultrasonic method, since a nozzleless configuration can be adopted, clogging of nozzles does not occur, and ink droplets having a very small diameter can be stably ejected.
[0006]
Among the ultrasonic inkjet printers, a piezoelectric element array inkjet printer has been proposed. In this method, a part of the piezoelectric elements (piezoelectric element group) arranged in an array are simultaneously driven with a phase-controlled voltage, and the phase-controlled ultrasonic waves are excited from each of the simultaneously driven piezoelectric elements, and the ink liquid level is increased. This is a method that concentrates on one point in the vicinity. According to this method, linear electronic scanning can be performed in the array direction by sequentially shifting the piezoelectric element groups that are simultaneously driven on the array.
[0007]
In this method, if the number of simultaneously driven piezoelectric element groups is kept constant, scanning can be performed only by switching the combination of piezoelectric element groups. It is only necessary to control the delay time pattern of one piezoelectric element group.
[0008]
Furthermore, as a method of setting the delay time in the linear electronic scanning method, the piezoelectric array is further divided into two groups based on the Fresnel diffraction theory, instead of setting the quadratic function of the delay time used in the normal electronic focusing method. A simpler method of setting the delay time so that the phases are different from each other by a half wavelength has also been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 8-132607).
[0009]
However, since the ink droplet diameter in an ultrasonic ink jet printer is conventionally controlled by the frequency of ultrasonic waves, that is, the thickness of the piezoelectric element, one pixel is required to perform gradation control using the same piezoelectric element array. It is necessary to control the number of ink droplets to be formed. Therefore, there is a problem that the printing speed is reduced.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional ultrasonic inkjet printer, in order to control the image gradation by changing the size of one pixel, a plurality of ink droplets must be ejected to one pixel. Therefore, there has been a problem that the printing speed is reduced.
[0011]
The present invention has been made in view of such a problem, and it is possible to change the diameter of an ink droplet according to image gradation information, and perform image gradation control without lowering printing speed. It is an object of the present invention to provide an ink jet recording apparatus capable of performing the following.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The inkjet recording apparatus of the present invention emits convergent ultrasonic waves toward ink, discharges ink near the convergence point of the convergent ultrasonic waves as ink droplets, and performs recording on a recording medium. And a driving unit for simultaneously driving a piezoelectric element group consisting of a predetermined number of piezoelectric elements in the piezoelectric element array, wherein the driving unit sets a center position of the piezoelectric element group. At least one pair of piezoelectric elements located at symmetrical positions as a reference is used as an ejection amount control element, and the ejection amount control element is provided with an ejection amount control means for selecting driving / non-driving according to ink droplet diameter information. .
[0013]
The present inventors have confirmed that the particle size of the ejected ink droplet changes not only with the wavelength of the ultrasonic waves but also with the energy amount of the converged ultrasonic waves, and have reached the present invention. That is, according to the present invention, gradation control can be performed by changing the number of simultaneously driven piezoelectric elements in accordance with the particle diameter information of ink droplets.
[0014]
Further, the discharge amount control means may be a means for applying a DC voltage to the discharge amount control element when not driven.
[0015]
Since the piezoelectric elements are usually arranged at a narrow pitch, there is a possibility that undesired vibration may occur due to the influence of the voltage applied to the adjacent piezoelectric elements. By applying a DC voltage to the piezoelectric elements that are not simultaneously driven, the vibration can be suppressed.
[0016]
Further, the discharge amount control means may be a means for applying a high frequency voltage having a phase for weakening a convergent sound wave at the convergence point to the discharge amount control element when not driven.
[0017]
By generating an ultrasonic wave that weakens the convergent ultrasonic wave in the ejection amount control element when not driven, it is possible to reduce the energy amount of the convergent ultrasonic wave at the ink ejection position, thereby increasing the difference in ink droplet particle size. Can be.
[0018]
Another inkjet recording apparatus of the present invention emits convergent ultrasonic waves toward ink, ejects ink near the convergence point of the convergent ultrasonic waves as ink droplets, and performs recording on a recording medium. A piezoelectric element array in which the piezoelectric elements are arranged at a predetermined pitch; and driving means for simultaneously driving a piezoelectric element group including a predetermined number of piezoelectric elements in the piezoelectric element array, wherein the driving means responds to ink droplet diameter information. And a discharge amount control means for changing the number of the piezoelectric elements to be driven simultaneously and simultaneously.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a recording head unit of an ink jet recording apparatus according to the present invention.
[0021]
An individual electrode (glass plate side) 112 is formed on the upper surface of the glass substrate as the support member 100, and an individual electrode (piezoelectric layer side) 103 corresponding to the position of the individual electrode (glass plate side) 112 is formed on the upper surface. A piezoelectric element array 101 including a piezoelectric layer 102 on which is formed and a common electrode 104 provided on the upper surface thereof is formed. That is, a piezoelectric element array is formed in which piezoelectric elements including the individual electrodes 112 and 103, the common electrode 104, and the piezoelectric layer 102 sandwiched between both electrodes are arranged.
[0022]
An ink liquid holding chamber 107 is attached to the support member 100 on the side where the piezoelectric element array 101 is formed so as to surround the piezoelectric element array 101, and a slit plate 108 is provided on the upper surface thereof. The inside of the ink liquid holding chamber 107 is filled with the ink liquid 106.
[0023]
Then, the ultrasonic waves emitted from the piezoelectric elements are respectively converged by the acoustic lens 105 and are converged on a slit formed by the slit plate 108.
[0024]
In the present embodiment, the piezoelectric layer 102 of the piezoelectric element array 101 is not divided into an array, but is divided into a plurality of piezoelectric elements by dividing only the individual electrodes 103 into an array. In this example, on the surface of the pointing member 100 that contacts the piezoelectric element array 101, individual electrodes 112 provided on the glass plate side at the same interval as the individual electrodes 103 provided on the piezoelectric layer 102 side are arranged in an array. It is formed by pressing and wiring the array-shaped individual electrodes on the support member 100 via an adhesive. The array-shaped individual electrodes on the support member 100 are wired by bonding wires 111 to driving means 110 arranged on the same support member 100. The common electrode 104 is also wired to the driving unit 110 by a bonding wire (not shown).
[0025]
The piezoelectric element array 101 is connected to the driving unit 110, and drives a part of the piezoelectric elements of the piezoelectric element array 101 substantially simultaneously so that the ultrasonic waves converge to a predetermined position near the ink liquid level. Ejects ink droplets from the ink liquid surface.
[0026]
Hereinafter, the plurality of simultaneously driven piezoelectric elements will be referred to as a piezoelectric element group.
[0027]
In the present embodiment, as the acoustic lens 105, a one-dimensional Fresnel lens in which irregularities based on the Fresnel zone theory are formed in parallel with the main scanning direction (array direction) is used. The thickness of the concave and convex portions of the acoustic lens 105 is set so as to be close to (2N + 1) / 4 times (N is an integer of 0 or more) the wavelength in the acoustic lens. By using a material having a value close to the square root of the product of the acoustic impedance 103 and that of the ink liquid 106, for example, an epoxy resin in which alumina powder is dispersed, the acoustic lens 105 also has a function as an acoustic matching layer.
[0028]
Next, a method for driving the piezoelectric element array 101 will be described.
[0029]
As a method of driving the piezoelectric element array 101, a method of driving each of the piezoelectric elements of the group of piezoelectric elements that are simultaneously driven by giving a phase difference is used. And a method of allocating two phases (hereafter, referred to as 0 phase and π phase) which are shifted by half a wavelength to simulate focusing like a Fresnel lens. The latter is an excellent method that can greatly simplify the driving circuit. In the present embodiment, the driving method using only the 0 phase and the π phase is used.
[0030]
2A and 2B are views for explaining the principle of the ultrasonic focusing method in the ink jet recording head shown in FIG. 1, wherein FIG. 2A shows a sub-scanning direction (a direction perpendicular to the array direction), and FIG. Respectively show the state of the ultrasonic collection. As shown in FIG. 2A, the ultrasonic wave radiated from the piezoelectric layer 102 is focused in the sub-scanning direction in the ink so that the acoustic lens (Fresnel lens) focuses on the vicinity of the slit opening 109. . Further, as shown in FIG. 2B, the ultrasonic wave radiated from the piezoelectric layer 102 passes through the acoustic lens layer 105 and is focused in the ink in the main scanning direction by driving based on the Fresnel cycle theory. In this manner, a large pressure is generated by the focused ultrasonic wave near the slit opening 109, so that an ink droplet is ejected.
[0031]
(Driving method of inkjet recording apparatus)
FIGS. 3A to 3D schematically show an operation in which four adjacent piezoelectric elements of the piezoelectric element array 2 are simultaneously driven as one piezoelectric element group to concentrate an ultrasonic beam at one point. This is shown in FIG. This is an operation in the case where the image points for one line are formed by dividing the image into at least 1/4 lines or more, and the operation is performed on the individual electrode layers 103a, 103b, 103c, 103d, 103e, 103f, 103g, and 103h. The driving voltage is applied while shifting in the main scanning direction by the linear scanning operation.
[0032]
In FIG. 3A, a predetermined burst voltage is applied to the inner two individual electrode layers 103c and 103d among the grouped individual electrode layers 103b, 103c, 103d and 103e, and the outer two individual electrode layers By applying a burst voltage having a phase advanced from the phase of the burst voltage applied to the inner two individual electrode layers 103c and 103d to 103a and 103e, a central portion of the piezoelectric element group, that is, between the individual electrodes 103c and 104d is applied. Ink droplets are ejected from directly above.
[0033]
In FIG. 3B, a predetermined burst voltage is applied to the inner two individual electrode layers 103d and 103e of the next grouped individual electrode layers 103c, 103d, 103e and 103f, and the outer two A burst voltage whose phase is advanced from the phase of the burst voltage applied to the inner two individual electrode layers 103d and 103e is applied to the electrode layers 103c and 103f, and ink droplets are ejected from immediately above between the 103d and 103e. .
[0034]
In FIG. 3C, a predetermined burst voltage is applied to two inner individual electrode layers 103e and 103f of the next grouped individual electrode layers 103d, 103e, 103f, and 103g, and two outer individual To the electrode layers 103d and 103g, a burst voltage having a phase advanced from the phase of the burst voltage applied to the inner two individual electrode layers 103e and 103f is applied.
[0035]
In FIG. 3D, the individual electrode layers 103a, 103b, 103c, 103d, 103e, 103f, 103g, and 103h are represented by a group of the individual electrode layers 103a, 103b, 103c, and 103d, and the individual electrode layers 103e, 103f, and 103g. , 103h, and the two groups are simultaneously driven to eject two ink droplets at a predetermined pitch.
[0036]
In this operation example, one piezoelectric element groove is formed by four piezoelectric elements in order to record one image point. However, if the number of piezoelectric elements constituting one piezoelectric element group is increased, the piezoelectric element becomes centripetal. Since the wavefront of the focused ultrasonic beam becomes smooth and the energy density becomes high, it is possible to reduce variation in ink droplets and drive voltage applied to the piezoelectric element array 101.
[0037]
(Configuration example of driving means)
Next, a configuration example of the driving unit 110 in FIG. 1 will be described. FIG. 4 is a block diagram illustrating a main configuration of the driving unit 110. In FIG. 4, a control unit 40 controls the timing of the system, and may include a CPU. The line memory 42 is controlled by a timing signal from the control unit 40, and writes and reads image data.
[0038]
The drive data generation unit 43 generates drive data for driving the piezoelectric elements 48 of the piezoelectric element array 101 in FIG. 1 based on the image data sent from the line memory 42. Here, for the sake of simplicity, the piezoelectric elements 48 are individually shown as 48a, 48b, 48c,..., But can be considered to correspond to the individual electrodes 103 in FIGS. The details of the drive data generator 43 will be described later in detail with reference to FIG.
[0039]
The output of a scanner (not shown) or image data sent from a transmission path is input to the line memory 42, and the timing is controlled by the control unit 40 and written into the line memory 42. The image data is composed of 1-bit data per pixel in this example. The line memory 42 has a capacity of, for example, 4960 bits and can store image data for one line of A4 paper size at a resolution of 600 dpi.
[0040]
Of course, the image data may be multi-valued data such as 8 bits per pixel, and the line memory 42 at that time has a capacity corresponding to the number of bits.
[0041]
The image data temporarily stored in the line memory 42 is sequentially read out and sent to the drive data generation unit 43. The drive data generation unit 43 generates a selection signal for driving the piezoelectric element 48.
[0042]
(Operation of driving means 110)
Next, the operation of the driving unit 110 will be described with reference to the driving data transfer and the piezoelectric element driving timing chart shown in FIG.
The driving means 110 starts operating at the rise of the horizontal synchronization signal HSYNC. The drive data generated by the drive data generation unit 43 is supplied to the input of the first-stage shift register element 44a of the shift register 44, and sequentially synchronized with the clock SIFT CLOCK from the control unit 40, the next-stage shift register element 44b , 44c... When all 4960 drive data are transferred to the shift register 44, the drive data in the shift register 44 is taken into the latch 45 by the latch signal LATCH CLOCK from the control unit 40.
[0043]
Further, in the selector 46, one of two types of high-frequency signals SIGNAL ZERO, SIGNAL PAI and ground signal GND having different phases from the high-frequency signal generation unit 41 is selectively output according to the drive data output from the latch 45. Is done. The drive data generated by the drive data generation unit 43 is data for controlling on / off of driving of the piezoelectric element 48 by each of these two kinds of high-frequency signals SHIGNEL ZERO and SHIGNAL PAI. Is 1-bit data. The drive data is output as 2-bit data by turning on / off two types of high-frequency signals. Accordingly, the shift register 44 and the latch 45 corresponding to one piezoelectric element 48 are configured so as to form a set of two bits. The selection of the high-frequency signal in the selector 46 is performed based on a truth table as shown in Table 1.
[Table 1]
Figure 0003583045
The high frequency signal output from the selector 46 is amplified by a driver 47 and then applied to a corresponding piezoelectric element 48. A voltage having an amplitude of substantially 10 to 30 V is applied to one piezoelectric element 48. In order to eject ink droplets suitable for a pixel density of about 600 dpi, the frequency of the high-frequency signal is selected to be about 50 MHz.
[0044]
In this manner, while the application of the hearst-like high-frequency signal to the piezoelectric element 48 is performed, the drive data for applying the second high-frequency signal is transferred to the shift register 44, and the application period DRIVE1 of the first high-frequency signal is applied. That is, when the first ink droplet discharging operation is completed, the second high-frequency signal application period DRIVE2 starts. Hereinafter, similarly, the application of the high frequency signal is repeatedly performed, and the recording operation of one line is completed when the required number of times is performed. FIG. 6 shows an example in which one line is printed by four ejection operations for simplicity.
[0045]
(About the drive data generation unit 43)
FIG. 5 shows a schematic configuration of the drive data generation unit 43 in FIG. In FIG. 5, drive data string generation blocks 53 and 63 set data strings for driving a plurality of piezoelectric elements necessary for discharging one ink droplet by drive data string setting units 54 and 64. Are output via the drive data string buffers 55 and 65. For example, when one ink droplet is ejected by simultaneously driving four piezoelectric elements, the four drive data are converted into a set of data strings. Set as Two types of drive data strings are prepared for selecting the two types of high-frequency signals SIGNAL ZERO, SIGNAL PAI, and GND having different phases described above.
[0046]
That is, the drive data string generation blocks 53 and 63 generate two kinds of drive data strings ZERO-DATE corresponding to three kinds of high-frequency signals SIGNAL ZERO, SIGNAL PAI and GND. These two drive data string generation blocks 53 and 63 can be realized by the same configuration. The drive data string setting units 54 and 64 can have a simple switch configuration, or can be configured using a RAM or a ROM.
[0047]
The drive data string buffers 55 and 65 are buffers that take in the drive data strings from the drive data string setting units 54 and 64 and sequentially read out data constituting the drive data strings one by one in time series. In the present embodiment, the drive data string buffers 55 and 65 are composed of shift registers of parallel input / serial output, and read the drive data strings from the drive data string setting sections 54 and 64 in response to the load signal LOAD CLOCK from the control section 40 and control the data. A configuration is such that one data of the drive data sequence is read by a read signal READ CLOCK from the unit 40.
[0048]
The selectors 56 and 66 select the drive data sent from the drive data string buffers 55 and 65, respectively, according to the timing selection signal TIMING SELECT from the control unit 40, and send them to the AND circuits 57 and 67. The AND circuits 57 and 67 send the logical product of the drive data from the selectors 56 and 66 and the image data from the line memory 42 in FIG. 4 to the shift register 44 in FIG. 4 as drive data DRIVE EDATA. Here, since a plurality of drive data need to correspond to one pixel of image data, in this example, the logic of four drive data and one image data corresponding to four read signals READ CLOCK is used. After transmitting the values, the processing shifts to processing of image data for the next pixel. For this purpose, a latch 52 is provided to hold one image data read from the line memory 42 for a period of four readings.
[0049]
Further, in FIG. 5, the image data from the line memory 42 in FIG. 4 is configured to be input to the latch 52 via the quantization unit 51. The conversion unit 51 does not need to function at all. However, when the image data input to the line memory 42 is multi-valued data such as 8 bits per pixel, as in the present embodiment, the quantization unit 51 uses a suitable value, for example, a quaternary processing. Is performed. Based on this multi-value processing, a drive data string is set in the drive data string setting units 54 and 64.
[0050]
The data transmitted from the AND circuits 57 and 67 in this manner is drive data for driving a predetermined piezoelectric element, and is binary data for selecting the high-frequency signals SIGNAL ZERO and SIGNAL PAI. Similarly to the generation of the drive data ZERO-DATE for selecting the high-frequency signal SIGNAL ZERO, the drive data PAI-DATE for selecting the high-frequency signal SIGNAL PAI is also output. That is, 2-bit data is input to the shift register 44 in FIG.
[0051]
(Operation of Drive Data Generation Unit 43)
Next, the operation of the drive data generation unit 43 will be described in more detail with reference to a timing chart related to generation and transfer of drive data shown in FIG.
As shown in FIG. 7A, first, drive data strings are taken into the drive data string buffers 55 and 65 from the drive data string setting sections 54 and 64 by a load signal LOAD CLOCK from the control section 40. At this time, the image data IMAGE DATE of the first pixel is read from the line memory 42 and temporarily stored in the latch 52. For the image data of the first pixel, four drive data DRIVE DATE are generated in synchronism with the read signal READ CLOCK. Next, the image data of the fifth pixel, which is four pixels ahead of the image data of the first pixel, is read from the line memory 42, and four drive data are also generated and transmitted for the image data of the fifth pixel. You. Thereafter, similarly, image data shifted by four addresses is read from the line memory 42. That is, the driving data is set so that every fourth ink droplet is ejected at the position of the piezoelectric element.
[0052]
When 4960 pieces of drive data are transferred in this way, the drive data is fetched into the latch 45 by the latch signal LACH CLOCK as described earlier with reference to the timing chart of FIG. A series of recording operations of discharging ink droplets are performed.
[0053]
Since ink droplets are ejected at every fourth element, the ejection position is shifted by one element at the time of the next ink droplet ejection. That is, transmission of the transfer clock SHIFT CLOCK to the shift register 44 is started as shown in FIG. 7B, but the timing selection signal TIMING SELECT from the control unit 40 is turned off for the first transfer clock. The outputs of the selectors 56 and 66 in FIG. 5 transmit the non-drive data (here, the ground signal GND) without selecting the drive data string. This serves to shift the phase of the piezoelectric element used at the time of the previous ink droplet ejection by one, and forcibly puts the piezoelectric element corresponding to the extreme end into the non-drive state. Thereafter, the timing selection signal TIMING SELECT is turned on, and a signal equal to or less than the load signal LOAD CLOCK is transmitted in the same manner as in FIG. At this time, the image data read from the line memory 42 is read every fourth pixel, such as the second pixel, the sixth pixel, the tenth pixel, the fourteenth pixel, and so on.
[0054]
Similarly, the relationship between the timing selection signal TIMING SELECT and the transfer clock SIFT CLOCK is set so that two elements from the end are not driven at the time of the third ink droplet ejection, as shown in FIG. 7C. . Although not shown, the same operation is performed at the time of the fourth ink droplet discharge, the discharge of all the ink droplets for one line is completed, and the next line is discharged by the same operation as the first line. .
[0055]
(Specific example of driving data sequence)
Table 2 shows a specific example of a drive data string when the four drive data required for simultaneously driving the four piezoelectric elements as described above are shown in Table 1 below. Table 2 (a) shows the phase of the high-frequency signal selected in the arrangement order of the elements, and Table 2 (b) shows the drive data sequence at that time. In this example, the data sequence is PAI, ZERO, ZERO, and PAI in the order in which the piezoelectric elements 48 are arranged. Here, ZERO and PAI mean data for selecting high-frequency signals whose phases are different from each other by 180 °. The principle of ejecting ink droplets when such drive data is given is as described with reference to FIGS.
[Table 2]
Figure 0003583045
Further, Tables 3 to 5 also show examples of driving data strings when the number of simultaneously driven piezoelectric elements (the number of simultaneously driven elements) is different. Table 3 shows an example in which the number of simultaneously driven elements is eight, Table 4 shows an example in which the number of simultaneously driven elements is nine, and Table 5 shows an example in the case where the number of simultaneously driven elements is ten.
[Table 3]
Figure 0003583045
[Table 4]
Figure 0003583045
[Table 5]
Figure 0003583045
Next, a driving method when image information including ink droplet diameter information is input will be described with reference to FIG.
[0056]
First, a method of controlling the ejection amount control element when ejecting ink droplets of the first particle diameter (ink ejection amount control drive 1) will be described. Of the plurality of piezoelectric elements forming the piezoelectric element array, the (m + 1) -th to (m + n) -th elements are a piezoelectric element group, and the m-th and (m + n) -th elements among them are ejection amount controlling elements. Each of the piezoelectric elements in this piezoelectric element group is assigned a phase of 0 or π based on the Fresnel zone theory according to Tables 6 (a) and 6 (b) and driven. That is, all the elements of the piezoelectric element group, including the ejection amount control elements, are simultaneously driven.
[0057]
As for the ultrasonic waves generated from the respective piezoelectric elements, the ultrasonic waves in the main scanning direction are focused near the ink liquid surface, and the ultrasonic waves in the sub-scanning direction are focused by the acoustic lens and acoustic matching layer 105 in FIG. The ink 106 near the liquid surface is ejected as an ink droplet having the first particle diameter.
[Table 6]
Figure 0003583045
Next, a method of controlling the ejection amount control element when ejecting ink droplets of the second particle size (ink ejection amount control drive 2) will be described.
[0058]
In the same piezoelectric element group as in (ink discharge amount control drive 1), a DC voltage is applied to the discharge amount control element, and the (m + 1) th to (m + n-1) th n-1 piezoelectric elements are set to 0 based on the Fresnel zone theory. In accordance with Tables 7 (c) and 7 (d), the phase and π phase are assigned and driven simultaneously.
[0059]
That is, at least one pair of elements (in this example, the (m + n) -th element and the (m + n) -th element), which are symmetrical with respect to the center position of the element array of the piezoelectric element group, This is driving means for setting the non-driving state (here, the ground state) without simultaneously driving the m-th element symmetrically positioned with respect to the center position of the element array. As a result, the amount of generated ultrasonic energy is reduced, and the ejection amount of the ink droplet is reduced as compared with the “ink droplet ejection amount control drive 1”, and a small ink droplet (an ink droplet having a second particle size) is obtained. Is discharged.
[Table 7]
Figure 0003583045
Next, a method of controlling the ejection amount control element when ejecting ink droplets of the third particle diameter (ink ejection amount control drive 3) will be described.
[0060]
In the same piezoelectric element group as in (ink ejection amount control drive 1), the (m + 1) th to (m + n-1) th n-1 piezoelectric elements are driven with a phase of 0 phase or π phase based on the Fresnel zone theory and ejected. A high-frequency voltage is applied to the quantity control element at a phase opposite to the phase based on the Fresnel zone, and the elements are allocated and driven simultaneously according to Tables 8 (e) and 8 (f).
[0061]
That is, at least a pair of elements (in this example, the (m + n) -th element and the (m + n) -th element, and the (m + n) -th element in the left-right symmetric position with respect to the center position of the element arrangement of the element group of the element group, The m-th element located symmetrically with respect to the center position of the array) is used as an adjustment drive element for applying a drive signal having a phase opposite to the original phase, and the energy amount of the sound wave at the focal point is reduced. This is a control method for driving. As a result, the ejection amount of the ink droplet is reduced as compared with “ink droplet ejection amount control drive 1”. In particular, in the case of driving in which a drive signal having a phase opposite to the original phase is applied to offset a part of the energy amount of the sound wave at the focal point and reduce the energy for ejection, the “ink droplet ejection amount” It is possible to discharge even smaller ink droplets (ink droplets having a third particle size) than in the case where the generated energy is simply reduced as in “Control method 2”.
[Table 8]
Figure 0003583045
Next, a method of controlling the ejection amount control element when ejecting ink droplets of the fourth particle diameter (ink ejection amount control drive 4) will be described. Among the plurality of piezoelectric elements forming the piezoelectric element array, the (m-1) th to (m + n + 1) th n + 3 elements are set as a piezoelectric element group, and the (m-1) th and (m + n + 1) th elements are set as ejection amount control elements. I have. A phase of 0 phase or π phase based on the Fresnel zone theory is assigned to each piezoelectric element in the piezoelectric element group according to Tables 9 (a) and 9 (b) and driven. That is, all the elements of the piezoelectric element group, including the ejection amount control elements, are simultaneously driven.
[0062]
As a result, the ink droplet (the ink droplet having the fourth particle diameter) becomes larger than the ink droplet ejection amount control drive 1.
[Table 9]
Figure 0003583045
The tone control of the image can be performed by selecting the ink droplet ejection amount control means 1 to 4 according to the information of the ink particle diameter and changing the image spot size.
[0063]
The mechanism by which the particle diameter of the ink changes depending on the energy amount of the ultrasonic beam is not clear, but is presumed to be as follows.
[0064]
FIG. 9 is a schematic diagram showing a state at the time of ink ejection.
[0065]
As shown in FIG. 9A, a meniscus 1 is formed on the ink liquid surface in the vicinity of the convergence portion of the ultrasonic wave, and a neck is formed at the wavelength λ from the tip of the meniscus. As shown in FIG. 2), the ink droplets 2 protrude, but it is considered that the width of the tip (shown by d in the figure) increases as the energy amount of the ultrasonic beam increases.
[0066]
Hereinafter, specific examples and results of “ink droplet ejection amount control driving 1 to 4” shown in Tables 6 to 9 will be described.
[0067]
【Example】
First, an ink jet recording apparatus as shown in FIG. 1 was prepared in the following manner.
[0068]
As the piezoelectric layer 102, a titanate-based piezoelectric ceramic plate having a relative dielectric constant of 200 was used. Ti / Au laminated electrodes are formed on both surfaces of the piezoelectric ceramic plate by sputtering so that the thicknesses thereof become 0.05 μm and 0.3 μm, respectively, and then a polarization process is performed by applying an electric field of 3 kV / mm. Was. Thereafter, the individual electrodes 103 were formed by etching, and the electrode width per element was 60 μm, the electrode interval was 26 μm, and the arrangement pitch was 86 μm. The width of the piezoelectric layer 102 in the sub-scanning direction was 5 mm. On the other hand, arrayed individual electrodes of Ti / Au were also formed on the supporting member 100 made of glass at intervals of 86 μm. The arrayed individual electrodes 103 on the impression body layer 102 and the arrayed electrodes on the support member 100 were bonded with an epoxy resin in a state where they were aligned, and pressure was applied so that both electrodes were conducted.
[0069]
Next, the piezoelectric layer 102 is polished so as to have a thickness of 45 μm so as to obtain resonance at about 50 MHz, and then the common electrodes 104 composed of Ti / Au laminated electrodes are respectively formed by sputtering to a thickness of 0.05 μm and 1 μm. Formed. At this time, the length of the electrode in the sub-scanning direction, that is, the aperture in the sub-scanning direction was 2.0 mm.
[0070]
For the acoustic lens / acoustic matching layer 105 formed in the next step, a mixture of epoxy resin and alumina powder was used. First, the sound speed is 3 × 10 3 The mixing ratio was adjusted to be near m / s, and the density was 2.20 × 10 3 kg / s, sound speed 2.95 × 10 3 m / s was obtained. This mixture was applied to the surface of the common electrode 104, cured, and polished to a thickness of about 45 μm. Then, a one-dimensional Fresnel lens was formed by inserting a groove having a half wavelength (about 30 μm) in parallel with the main scanning direction so that the focal length became a target value. Then, the ink liquid holding chamber 7 is mounted so that the distance between the ultrasonic wave emitting surface and the liquid surface of the ink liquid 106 substantially coincides with the focal length of the acoustic lens 105, and wiring of the driving means 110 is performed. An ink jet recording head having the above configuration was completed.
(First embodiment)
First, the inkjet recording head of FIG. 1 having a focal length of 2.5 mm and the number of elements of a piezoelectric element group to be simultaneously driven is 16 is driven at a driving frequency of 50 MHz according to [ink droplet ejection amount control driving 1] shown in FIG. It was driven by a burst signal with a voltage of 15 V and a signal applied voltage of 50 μsec.
[0071]
The result of the print recording experiment at this time was a dot size diameter of 60 μm.
[0072]
Next, the same ink jet recording head was subjected to a burst signal in which 14 piezoelectric elements were set to a driving frequency of 50 MHz, a voltage of 15 V, and a signal application time of 50 μsec in accordance with [ink droplet ejection amount control driving 2] shown in FIG. 8B. Driven simultaneously.
[0073]
As a result of the print recording experiment at this time, the pixel size was 50 μm in diameter.
[0074]
Next, according to [ink droplet ejection amount control drive 3] shown in FIG. 8C, the fourteen piezoelectric elements are simultaneously driven, and the elements at both ends adjacent to the simultaneous drive element are set to the phase to be originally applied. Applied drive signals of opposite phases. The driving conditions were a burst signal with a driving frequency of 50 MHz, a voltage of 15 V, and a signal application time of 50 μsec.
[0075]
As a result of the print recording experiment at this time, the pixel size was 40 μm in diameter.
[0076]
Further, in the same ink jet recording head, according to [ink droplet ejection amount control drive 4] shown in FIG. 8D, a burst signal of 50 MHz, voltage 15 V signal application time 50 μsec was applied to the 18 piezoelectric element groups. Was applied.
[0077]
As a result of the printing and recording experiment at this time, the pixel size was 70 μm in diameter.
[0078]
When a color photographic image was printed while selecting according to the above-described four [ink droplet ejection amount control drives 1 to 4] ink particle size information, the gradation was improved as compared with the case where the ink droplet control method was not used. , High quality print record was obtained.
(Second embodiment)
In Example 2, ink ejection was confirmed using a piezoelectric element group of 32 elements as the basic number of elements. That is, the piezoelectric element groups were simultaneously driven according to Tables 10 to 12 below.
[0079]
Further, in this embodiment, the acoustic lens of the ink jet recording head was changed to a lens having a focal length of 4.0 mm, and an ink liquid holding chamber whose liquid level was 4.0 mm from the piezoelectric element array was used.
[0080]
According to Table 10, when the first to 32nd 32 elements were simultaneously driven under the conditions of 50 MHz, a voltage of 25 V, and a signal application time of 50 μsec to eject ink droplets, the pixel size became 80 μm.
[Table 10]
Figure 0003583045
According to Table 11, the second to 31st 30 elements were simultaneously driven under the same conditions to eject ink droplets. As a result, the pixel size became 70 μm.
[Table 11]
Figure 0003583045
According to Table 12, the third to thirty-eighth elements were simultaneously driven under the same conditions to eject ink droplets. As a result, the pixel size became 60 μm.
[Table 12]
Figure 0003583045
According to Table 13, the fourth to 29th 26 elements were simultaneously driven under the same conditions to eject ink droplets, and the pixel size became 50 μm.
[Table 13]
Figure 0003583045
When a color photographic image was printed while selecting the above four driving conditions according to the image information, the gradation was improved as compared with the case where the ink droplet control method was not used, and high-quality print recording was possible.
[0081]
As described above, according to the present embodiment, the driving unit that simultaneously drives a group consisting of a sound wave generating element array in which a plurality of sound wave generating elements are arranged at a predetermined pitch, and a local constant number of sound wave generating elements in the sound wave generating element array And a driving unit, wherein at least a part of the plurality of sound wave generating elements constituting the sound wave generating element array is used as an ink droplet ejection amount controlling element, and a driving condition for the control element is set. By having the means for controlling the ejection amount of the ink droplet by adjusting, it is possible to improve the gradation by changing the pixel size on the recording paper, thereby realizing high quality recording. Become.
[0082]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in an ink jet recording apparatus using ultrasonic waves, it is possible to easily control the particle diameter of ejected ink droplets, and it is possible to control the gradation of an image. become.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a head of an inkjet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining the principle of an ultrasonic convergence method in the ink jet recording head according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of a case where an ultrasonic beam is focused on one point in the inkjet recording head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing an element configuration of a driving unit of the inkjet recording head according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a driving data generation unit of a driving unit of an inkjet recording head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram of an operation of a driving unit of the inkjet recording head according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an operation explanatory diagram of a drive data generation unit of a driving unit of the inkjet recording head according to one embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram for explaining an example of an ink droplet ejection amount control method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic diagram showing a state when ink droplets are ejected by the inkjet recording apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... meniscus
2 ... Ink drops
40 ... Control unit
41 ... high frequency signal generator
42 ... Line memory
43 ... Drive data generation unit
44 ・ ・ ・ Shift register
45 ... Latch
46 ... Selector
47 ・ ・ ・ Driver
48, 48a to c ... piezoelectric element
51 Quantizer
52 ... Latch
53, 63... Drive data string generation block
54, 64... Drive data string setting unit
55, 65... Drive data string buffer
56, 66 ... selector
57, 67 ... AND circuit
100 ... glass plate
101: Piezoelectric element array
102: Piezoelectric layer
103, 103a-h ... individual electrode (piezoelectric body side)
104 common electrode
105 ・ ・ ・ Acoustic lens
106 ・ ・ ・ Ink liquid
107 ・ ・ ・ Ink liquid holding chamber
108 ・ ・ ・ Slit plate
109 ··· Slit opening (ink drop ejection port)
110 ・ ・ ・ Drive means
111 ... bonding wire
112 ··· Individual electrode (glass plate side)

Claims (4)

収束超音波をインクに向けて放射し、この収束超音波の収束点近傍のインクをインク滴として吐出させ記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、
複数の圧電素子を所定ピッチで配列した圧電素子アレイと、この圧電素子アレイ中の所定数個の圧電素子からなる圧電素子グループを同時駆動する駆動手段を備え、
前記駆動手段は、前記圧電素子グループの中心位置を基準として対称の位置にある少なくとも一対の圧電素子を吐出量制御素子とし、この吐出量制御素子をインク滴径情報に応じて駆動/非駆動を選択する吐出量制御手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
In an ink jet recording apparatus that radiates convergent ultrasonic waves toward ink and ejects ink near the convergence point of the convergent ultrasonic waves as ink droplets to perform recording on a recording medium,
A piezoelectric element array in which a plurality of piezoelectric elements are arranged at a predetermined pitch, and driving means for simultaneously driving a piezoelectric element group including a predetermined number of piezoelectric elements in the piezoelectric element array,
The driving unit sets at least a pair of piezoelectric elements symmetrically positioned with respect to a center position of the piezoelectric element group as an ejection amount control element, and drives / non-drives the ejection amount control element according to ink droplet diameter information. An ink jet recording apparatus comprising a discharge amount control means for selecting.
前記吐出量制御手段は、非駆動時に前記吐出量制御素子に直流電圧を印加する手段であることを特徴とする請求項1記載のインクジェット記録装置。2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ejection amount control unit is a unit that applies a DC voltage to the ejection amount control element when the device is not driven. 前記吐出量制御手段は、非駆動時に前記吐出量制御素子に前記収束点における収束超音波を弱める位相の高周波電圧を印加する手段であることを特徴とする請求項1記載のインクジェット記録装置。2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the discharge amount control means is a means for applying a high-frequency voltage having a phase for weakening the converging ultrasonic wave at the convergence point to the discharge amount control element when not driven. 収束超音波をインクに向けて放射し、この収束超音波の収束点近傍のインクをインク滴として吐出させ記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、
複数の圧電素子を所定ピッチで配列した圧電素子アレイと、この圧電素子アレイ中の所定数個の圧電素子からなる圧電素子グループを同時駆動する駆動手段を備え、
前記駆動手段は、インク滴径情報に応じ、同時駆動する前記圧電素子数を変化させる吐出量制御手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
In an ink jet recording apparatus that radiates convergent ultrasonic waves toward ink and ejects ink near the convergence point of the convergent ultrasonic waves as ink droplets to perform recording on a recording medium,
A piezoelectric element array in which a plurality of piezoelectric elements are arranged at a predetermined pitch, and driving means for simultaneously driving a piezoelectric element group including a predetermined number of piezoelectric elements in the piezoelectric element array,
The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the driving unit includes an ejection amount control unit that changes the number of the simultaneously driven piezoelectric elements according to ink droplet diameter information.
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