JP3671955B2 - 液体噴射装置、及び、その駆動方法 - Google Patents
液体噴射装置、及び、その駆動方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3671955B2 JP3671955B2 JP2002360704A JP2002360704A JP3671955B2 JP 3671955 B2 JP3671955 B2 JP 3671955B2 JP 2002360704 A JP2002360704 A JP 2002360704A JP 2002360704 A JP2002360704 A JP 2002360704A JP 3671955 B2 JP3671955 B2 JP 3671955B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- potential
- drive signal
- expansion
- discharge
- drive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット式記録装置、ディスプレー製造装置、電極形成装置、或いは、バイオチップ製造装置等、各種の液体を液滴として吐出可能な液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置、及び、その駆動方法に関し、特に、階調データに応じて駆動パルスの圧力発生素子への供給を制御し、ノズル開口からの液滴の吐出を制御可能なものに関する。
【0002】
【従来の技術】
液体噴射装置は、液体をノズル開口から液滴の状態で吐出させる装置であり、例えば、インク滴を吐出して記録紙上に画像等を記録する画像記録装置、液状の電極材を基板上に吐出して電極を形成する電極形成装置、生体試料を吐出してバイオチップを製造するバイオチップ製造装置、或いは、所定量の試料を容器に吐出するマイクロピペットが提案されている。
【0003】
この液体噴射装置においては、液滴が着弾する着弾対象物に対する処理の高速化と着弾量制御の高精度化とを両立すべく、ノズル開口から吐出される液滴の量を変更可能としたものが提案されている。例えば、この液体噴射装置の一種であるインクジェット式記録装置では、複数の駆動パルスを1つの記録周期内に一連に含ませた単一の駆動信号を発生し、記録データ(階調データ)に応じて駆動信号の必要部分を圧力発生素子に供給することで、ノズル開口から吐出されるインク量を変更している(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平10−81012号公報(第9頁,第9図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、単一の駆動信号の必要部分を圧力発生素子に供給する従来の構成では、液体噴射ヘッドが有する本来の性能を十分に発揮させ難いという問題があった。即ち、1つの吐出周期内に複数の駆動パルスを含ませた関係から、駆動可能な最大周波数よりも低い周波数で液体噴射ヘッド(圧力発生素子)を駆動せざるを得なかった。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体噴射ヘッドをより高い周波数で駆動できるようにした液体噴射装置、及び、その駆動方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、電位に応じて状態を変化させ、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ得る圧力発生素子及び圧力室に連通したノズル開口を有する液体噴射ヘッドと、
駆動パルスを含んだ駆動信号を吐出周期毎に繰り返し発生する駆動信号発生手段と、
前記駆動信号の圧力発生素子への供給を制御可能なスイッチ手段と、
階調データに応じてスイッチ手段を制御するスイッチ制御手段とを備え、
前記階調データに応じて駆動パルスの圧力発生素子への供給を制御し、ノズル開口からの液滴の吐出を制御可能な液体噴射装置において、
前記駆動信号発生手段は、複数の波形要素によって構成される第1駆動パルスを1吐出周期内に少なくとも2つ有する第1駆動信号を発生可能な第1駆動信号発生手段と、複数の波形要素によって構成される第2駆動パルスを1吐出周期内に少なくとも1つ有する第2駆動信号を発生可能な第2駆動信号発生手段とを備え、前記第1駆動パルスと前記第2駆動パルスの発生期間が少なくとも一部で重なった構成とされ、
前記スイッチ手段は、各駆動信号を選択的に圧力発生素子へ供給可能な構成とし、
前記スイッチ制御手段は、1吐出周期内で各駆動信号の波形要素を組み合わせて圧力発生素子に供給可能な構成とし、
前記第1駆動パルスは、基準電位から膨張電位まで一定勾配で電位を変化させ、圧力室を基準容積から膨張容積まで膨張させる膨張要素と、膨張電位を所定時間維持し、圧力室の膨張状態を維持する膨張ホールド要素とを少なくとも含み、
前記第2駆動パルスは、吐出電位を所定時間維持し、圧力室を吐出容積で維持する吐出ホールド要素と、吐出電位から基準電位まで一定勾配で電位を変化させ、圧力室を吐出容積から基準容積まで収縮させる収縮制振要素とを少なくとも含み、
前記第1駆動パルスの膨張電位と第2駆動パルスの吐出電位とを同電位に揃え、
前記スイッチ制御手段は、非吐出を示す階調データの場合に、膨張要素、膨張ホールド要素、吐出ホールド要素、及び、収縮制振要素を圧力発生素子に供給し、液滴が吐出されない程度の圧力変動を圧力室内の液体に付与することを特徴とする。
【0008】
また、本発明は、電位に応じて状態を変化させ、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ得る圧力発生素子及び圧力室に連通したノズル開口を有する液体噴射ヘッドと、
駆動パルスを含んだ駆動信号を吐出周期毎に繰り返し発生する駆動信号発生手段と、
前記駆動信号の圧力発生素子への供給を制御可能なスイッチ手段と、
階調データに応じてスイッチ手段を制御するスイッチ制御手段とを備え、
前記階調データに応じて駆動パルスの圧力発生素子への供給を制御し、ノズル開口からの液滴の吐出を制御可能な液体噴射装置の駆動方法において、
複数の波形要素によって構成される第1駆動パルスを1吐出周期内に少なくとも2つ有する第1駆動信号と、複数の波形要素によって構成される第2駆動パルスを1吐出周期内に少なくとも1つ有する第2駆動信号とを、前記第1駆動パルスと前記第2駆動パルスの発生期間が少なくとも一部で重なった状態で発生し、
階調データに基づき、1吐出周期内で各駆動信号の波形要素を組み合わせて圧力発生素子に供給可能とし、
前記第1駆動パルスは、基準電位から膨張電位まで一定勾配で電位を変化させ、圧力室を基準容積から膨張容積まで膨張させる膨張要素と、膨張電位を所定時間維持し、圧力室の膨張状態を維持する膨張ホールド要素とを少なくとも含み、
前記第2駆動パルスは、吐出電位を所定時間維持し、圧力室を吐出容積で維持する吐出ホールド要素と、吐出電位から基準電位まで一定勾配で電位を変化させ、圧力室を吐出容積から基準容積まで収縮させる収縮制振要素とを少なくとも含み、
前記第1駆動パルスの膨張電位と第2駆動パルスの吐出電位とを同電位に揃え、
非吐出を示す階調データの場合に、膨張要素、膨張ホールド要素、吐出ホールド要素、及び、収縮制振要素を圧力発生素子に供給し、液滴が吐出されない程度の圧力変動を圧力室内の液体に付与することを特徴とする。
【0009】
これらの発明によれば、複数の波形要素によって構成される第1駆動パルスを1吐出周期内に少なくとも2つ有する第1駆動信号と、複数の波形要素によって構成される第2駆動パルスを1吐出周期内に少なくとも1つ有する第2駆動信号とを、第1駆動パルスと第2駆動パルスの発生期間が少なくとも一部で重なった状態で発生させているので、複数の駆動パルスを1つの駆動信号に一連に含ませた場合よりも吐出周期を短縮化できる。これにより、液体噴射ヘッドを従来よりも高い周波数で駆動できる。
また、第1駆動パルスの膨張電位と第2駆動パルスの吐出電位とを同電位に揃え、非吐出を示す階調データの場合に、第1駆動パルスの膨張要素及び膨張ホールド要素と、第2駆動パルスの吐出ホールド要素及び収縮制振要素とを圧力発生素子に供給し、液滴が吐出されない程度の圧力変動を圧力室内の液体に付与するので、微振動専用の波形要素を第1駆動信号及び第2駆動信号内に設けなくてもメニスカスの微振動が行える。
なお、上記の「階調データ」は、着弾階調を示すデータである。そして、「着弾階調」とは、単位面積あたりの液体の着弾量を示す情報であり、記録装置における「記録階調」の上位概念である。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は、インクジェット式のプリンタを例に挙げて行う。このプリンタは、液体状のインク(本発明の液体の一種)を液滴の状態にして記録ヘッド(本発明の液体噴射ヘッドの一種)から吐出させるものであり、本発明の液体噴射装置の一種である。
【0011】
図1に例示したプリンタは、プリンタコントローラ1とプリントエンジン2とから構成されている。プリンタコントローラ1は、図示しないホストコンピュータ等からの印刷データ(上位装置から送られてくる第1制御データの一種)等を受信するインターフェース3(以下、外部I/F3と称する。)と、各種データの記憶等を行うRAM4と、各種データ処理のためのルーチン等を記憶したROM5と、CPU等からなる制御部6と、クロック信号(CK)を発生する発振回路7と、記録ヘッド8へ供給する駆動信号(COM1,COM2)を発生する駆動信号発生回路9と、記録データ及び駆動信号等をプリントエンジン2に送信するためのインターフェース10(以下、内部I/F10と称する。)とを備えている。
【0012】
外部I/F3は、例えばキャラクタコード、グラフィック関数、イメージデータのいずれか1つのデータ又は複数のデータからなる印刷データをホストコンピュータ等から受信する。また、外部I/F3は、ホストコンピュータに対してビジー信号(BUSY)やアクノレッジ信号(ACK)等を出力する。
【0013】
RAM4は、受信バッファ、中間バッファ、出力バッファ及びワークメモリ(図示せず)等として利用されるものである。受信バッファには、外部I/F3が受信したホストコンピュータからの印刷データが一時的に記憶される。中間バッファには、制御部6によって中間コードに変換された中間コードデータが記憶される。出力バッファには、記録ヘッド8に送られる記録データ(液体噴射ヘッドに送られる第2制御データの一種)が展開される。また、ROM5は、制御部6によって実行される各種制御ルーチン、フォントデータ及びグラフィック関数、各種手続き等を記憶している。
【0014】
駆動信号発生回路9は、本発明の駆動信号発生手段に相当し、第1駆動信号COM1を発生可能な第1駆動信号発生部9A(本発明の第1駆動信号発生手段に相当)と、第2駆動信号COM2を発生可能な第2駆動信号発生部9B(本発明の第2駆動信号発生手段に相当)とを備える。そして、図3に示すように、第1駆動信号COM1は、ミドルドット駆動パルスDP1,DP2を1記録周期T内に2つ有する一連の信号であり、記録周期T毎に繰り返し発生される。また、第2駆動信号COM2は、スモールドット駆動パルスDP3を1記録周期T内に1つ有する一連の信号であり、記録周期T毎に繰り返し発生される。
【0015】
なお、上記の記録周期Tは、駆動信号COMの繰り返し単位であり、本発明における吐出周期の一種である。また、ミドルドット駆動パルスDP1,DP2は本発明における第1駆動パルスの一種であり、スモールドット駆動パルスDP3は本発明における第2駆動パルスの一種である。これらのミドルドット駆動パルスDP1,DP2及びスモールドット駆動パルスDP3に関し、吐出されるインク量(液滴の量)は、ミドルドット駆動パルスDP1,DP2の方がスモールドット駆動パルスDP3よりも多い。そして、これらの駆動信号COM1,COM2については、後で詳しく説明する。
【0016】
制御部6は、駆動信号発生回路9に対する信号発生の制御を行ったり、ホストコンピュータからの印刷データを記録データに展開したりする。そして、記録データへの展開時において、制御部6は、まず受信バッファ内の印刷データを読み出して中間コードに変換し、この中間コードデータを中間バッファに記憶する。次に、制御部6は、中間バッファから読み出した中間コードデータを解析し、ROM5内のフォントデータ及びグラフィック関数等を参照して中間コードデータをドット毎の記録データに展開する。
【0017】
本実施形態の記録データは、1ドットが2ビットの階調データによって構成される。この階調データは、例えば、非記録(印字内微振動)を示す階調データ[00]と、スモールドットによる記録を示す階調データ[01]と、ミドルドットによる記録を示す階調データ[10]と、ラージドットによる記録を示す階調データ[11]とから構成される。従って、この構成では、各ドットを4階調で記録することができる。なお、この記録階調は、着弾階調の下位概念に相当し、単位面積あたりのインクの着弾量を示す情報である。
【0018】
また、制御部6は、タイミング信号発生手段の一部を構成し、内部I/F10を通じて記録ヘッド8にラッチ信号(LAT)やチャンネル信号(CH−A,CH−B)を供給する。これらのラッチ信号やチャンネル信号に含まれるラッチパルスやチャンネルパルスは、駆動信号COM1,COM2を構成する複数の波形部や調整要素(PS1〜PS6,P0,P20)の供給開始タイミングを規定する。
【0019】
具体的には、図3に示すように、ラッチパルスLAT1は、振動子充電期間(期間t10,期間t20)で発生される調整要素P0,P20の供給開始タイミングを規定する。
また、第1チャンネル信号CH−Aにおける第1チャンネルパルスCH11は第1駆動信号COM1の期間t11で発生される第1波形部PS1の供給開始タイミングを規定し、第2チャンネルパルスCH12は期間t12で発生される第2波形部PS2の供給開始タイミングを規定し、第3チャンネルパルスCH13は期間t13で発生される第3波形部PS3の供給開始タイミングを規定する。
同様に、第2チャンネル信号CH−Bにおける第1チャンネルパルスCH21は第2駆動信号COM2の期間t21で発生される第4波形部PS4の供給開始タイミングを規定し、第2チャンネルパルスCH22は期間t22で発生される第5波形部PS5の供給開始タイミングを規定し、第3チャンネルパルスCH23は期間t23で発生される第6波形部PS6の供給開始タイミングを規定する。
【0020】
次に、プリントエンジン2について説明する。このプリントエンジン2は、図1に示すように、記録ヘッド8と、キャリッジ機構11と、紙送り機構12とを備えている。
【0021】
キャリッジ機構11は、記録ヘッド8が取り付けられたキャリッジと、このキャリッジをタイミングベルト等を介して走行させる駆動モータ(例えば、DCモータ)等からなり、記録ヘッド8を主走査方向に移動させる。紙送り機構12は、紙送りモータ及び紙送りローラ等からなり、記録紙(印刷記録媒体の一種)を順次送り出して副走査を行う。
【0022】
上記の記録ヘッド8は、本発明の液体噴射ヘッドの一種である。以下、この記録ヘッド8について詳しく説明する。まず、図2に基づいて記録ヘッド8の構造を説明する。例示した記録ヘッド8は、複数の圧電振動子21、固定板22、及び、フレキシブルケーブル23等をユニット化した振動子ユニット24と、この振動子ユニット24を収納可能なケース25と、ケース25の先端面に接合された流路ユニット26とを備えている。
【0023】
ケース25は、先端と後端が共に開放された収納空部27を形成した合成樹脂製のブロック状部材であり、収納空部27内には振動子ユニット24が収納固定されている。
【0024】
圧電振動子21は、本発明における圧力発生素子の一種であり、縦方向に細長い櫛歯状に形成されている。この圧電振動子21は、圧電体と内部電極とを交互に積層して構成された積層型の圧電振動子であって、積層方向に直交する縦方向に伸縮可能な縦振動モードの圧電振動子である。そして、各圧電振動子21の先端面が、流路ユニット26の島部28に接合されている。
なお、この圧電振動子21はコンデンサと同じように振る舞う。即ち、充電により圧電振動子21の電位(振動子電位)は上昇し、放電によって電位は下降する。そして、信号の供給が停止された場合において、圧電振動子21の電位は、停止直前の電位で保持される。
【0025】
流路ユニット26は、流路形成基板29を間に挟んでノズルプレート30を流路形成基板29の一方の面側に配置し、弾性板31をノズルプレート30とは反対側となる他方の面側に配置して積層することで構成されている。
【0026】
ノズルプレート30は、複数(例えば、96個)のノズル開口32を副走査方向に沿って開設した薄手の金属製板材(例えば、ステンレス板)によって構成してある。流路形成基板29は、リザーバ33(共通インク室)、インク供給口34(液体供給口の一種)、圧力室35、及び、ノズル連通口36からなるインク流路(液体流路の一種)が形成された板状部材である。本実施形態では、この流路形成基板29を、シリコンウェハーのエッチング処理によって作製している。弾性板31は、ステンレス製の支持板37上に樹脂フィルム38をラミネート加工した二重構造の複合板材であり、圧力室35に対応した部分の支持板37を環状に除去して島部28を形成している。
【0027】
この記録ヘッド8では、リザーバ33から圧力室35を通ってノズル開口32に至る一連のインク流路がノズル開口32毎に形成される。そして、圧電振動子21を充電したり放電したりすることで圧電振動子21が変形する。即ち、この縦振動モードの圧電振動子21は、充電によって振動子長手方向に収縮し、放電によって振動子長手方向に伸長する。このため、充電によって振動子電位を上昇させると、島部28が圧電振動子側に引っ張られ、島部周辺の樹脂フィルム38が変形して圧力室35が膨張する。また、放電によって振動子電位を下降させると、圧力室35が収縮する。
【0028】
このように、振動子電位に応じて圧力室35の容積が制御できるので、圧力室35内のインク圧力を可変でき、ノズル開口32からインク滴を吐出させることができる。例えば、基準容積の圧力室35を一旦膨張させた後に急激に収縮させることで、インク滴を吐出させることができる。
【0029】
次に、この記録ヘッド8の電気的構成について説明する。
【0030】
この記録ヘッド8は、図1に示すように、第1シフトレジスタ41及び第2シフトレジスタ42からなるシフトレジスタ回路と、第1ラッチ回路43と第2ラッチ回路44とからなるラッチ回路と、デコーダ45と、制御ロジック46と、第1レベルシフタ47及び第2レベルシフタ48とからなるレベルシフタ回路と、第1スイッチ49及び第2スイッチ50とからなるスイッチ回路と、圧電振動子21とを備えている。
そして、各シフトレジスタ41,42、各ラッチ回路43,44、各レベルシフタ47,48、各スイッチ49,50、及び、圧電振動子21は、それぞれノズル開口32に対応して複数設けられる。
【0031】
この記録ヘッド8は、プリンタコントローラ1からの記録データ(SI)に基づいてインク滴を吐出させる。本実施形態では、記録データの上位ビット群、記録データの下位ビット群の順に記録ヘッド8へ送られてくるので、まず、記録データの上位ビット群が第2シフトレジスタ42にセットされる。全ノズル開口32について記録データの上位ビット群が第2シフトレジスタ42にセットされると、続いて記録データの下位ビット群が第2シフトレジスタ42にセットされる。この記録データの下位ビット群のセットに伴い、記録データの上位ビット群はシフトして第1シフトレジスタ41にセットされる。
【0032】
第1シフトレジスタ41には第1ラッチ回路43が電気的に接続され、第2シフトレジスタ42には第2ラッチ回路44が電気的に接続されている。そして、プリンタコントローラ1からのラッチパルス(LAT1)が各ラッチ回路43,44に入力されると、第1ラッチ回路43は記録データの上位ビット群をラッチし、第2ラッチ回路44は記録データの下位ビット群をラッチする。
【0033】
各ラッチ回路43,44でラッチされた記録データ(上位ビット群,下位ビット群)はそれぞれ、デコーダ45に入力される。このデコーダ45は、記録データの上位ビット群及び下位ビット群に基づいて翻訳を行い、駆動信号COM1,COM2を構成する各波形部PS1〜PS6や調整要素P0,P20を選択するための波形選択データを生成する。
【0034】
本実施形態において波形選択データは、各駆動信号COM1,COM2毎に生成される。即ち、第1駆動信号COM1に対応する第1波形選択データは、第1調整要素P0(期間t10)、第1波形部PS1(期間t11)、第2波形部PS2(期間t12)、及び、第3波形部PS3(期間t13)に対応する合計4ビットのデータによって構成されている。また、第2駆動信号COM2に対応する第2波形選択データは、第2調整要素P20(期間t20)、第4波形部PS4(期間t21)、第5波形部PS5(期間t22)、及び、第6波形部PS6(期間t23)に対応する合計4ビットのデータによって構成されている。
【0035】
このような動作をするデコーダ45は、波形選択データ生成手段として機能し、2ビットの記録データ(階調データ)から4ビットの波形選択データを駆動信号に対応した複数組生成する。
【0036】
また、デコーダ45には、制御ロジック46からのタイミング信号も入力されている。この制御ロジック46は、制御部6と共にタイミング信号発生手段として機能しており、ラッチ信号(LAT)やチャンネル信号(CH−A,CH−B)の入力に同期してタイミング信号(TYM−A,TYM−B)を発生する。
このタイミング信号も駆動信号COM1,COM2毎に生成される。即ち、図3に示すように、制御ロジック46は、ラッチパルス(LAT1)と、第1駆動信号COM1用のチャンネルパルス(CH11〜CH13)とにより、第1タイミング信号(TYM−A)を生成し、ラッチパルスと、第2駆動信号COM2用のチャンネルパルス(CH21〜CH23)とにより、第2タイミング信号(TYM−B)を生成する。
【0037】
デコーダ45によって生成された4ビットの波形選択データは、タイミング信号によって規定されるタイミングで上位ビット側から順次各レベルシフタ47,48に入力される。即ち、第1タイミング信号TYM−Aに含まれる各タイミングパルスの発生タイミングに応じて、第1波形選択データが第1レベルシフタ47に入力される。また、第2タイミング信号TYM−Bに含まれる各タイミングパルスの発生タイミングに応じて、第2波形選択データが第2レベルシフタ48に入力される。
【0038】
これらのレベルシフタ47,48は、電圧増幅器として機能し、波形選択データが[1]の場合には、対応するスイッチ49,50を駆動できる電圧、例えば数十ボルト程度の電圧に昇圧された電気信号を出力する。即ち、第1波形選択データが[1]の場合には第1スイッチ49に電気信号が出力され、第2波形選択データが[1]の場合には第2スイッチ50に電気信号が出力される。
【0039】
そして、第1スイッチ49の入力側には駆動信号発生回路9からの第1駆動信号COM1が供給されており、第2スイッチ50の入力側には第2駆動信号COM2が供給されている。また、各スイッチ49,50の出力側には圧電振動子21が導通されている。これらの第1スイッチ49及び第2スイッチ50は、本発明における第1スイッチ手段(スイッチ手段の一種)として機能する。即ち、これらのスイッチ49,50は、発生される駆動信号の種類毎に設けられており、駆動信号発生回路9と圧電振動子21との間に介在して各駆動信号COM1,COM2を圧電振動子21へ選択的に供給する。
【0040】
上記の波形選択データは、各スイッチ49,50の作動を制御する。即ち、第1スイッチ49に入力された波形選択データが[1]である期間中は、この第1スイッチ49が導通状態になり、第1駆動信号COM1が圧電振動子21に供給される。同様に、第2スイッチ50に入力された波形選択データが[1]である期間中は、第2駆動信号COM2が圧電振動子21に供給される。そして、供給された駆動信号COM1,COM2に応じて圧電振動子21の振動子電位が変化する。一方、各スイッチ49,50に入力された波形選択データが共に[0]の期間中は、各レベルシフタ47,48からは各スイッチ49,50を作動させるための電気信号が出力されないので、圧電振動子21へは駆動信号が供給されない。要するに、波形選択データとして[1]が設定された期間の調整要素P0,P20、及び、波形部(第1波形部PS1〜第6波形部PS6)が選択的に圧電振動子21に供給される。
【0041】
このように、本実施形態では、デコーダ45、制御ロジック46、及び、各レベルシフタ47,48が本発明のスイッチ制御手段として機能し、記録データ(階調データ)に応じて各スイッチ49,50を制御する。
【0042】
次に、駆動信号発生回路9が発生する各駆動信号COM1,COM2と、これらの駆動信号COM1,COM2の圧電振動子21への供給制御について説明する。
【0043】
図3に例示した駆動信号は、上記したように、第1駆動信号COM1と、第2駆動信号COM2とからなる。そして、第1駆動信号COM1は、期間t10で発生される第1調整要素P0と、期間t11で発生される第1波形部PS1と、期間t12で発生される第2波形部PS2と、期間t13で発生される第3波形部PS3とからなる。また、第2駆動信号COM2は、期間t20で発生される第2調整要素P20と、期間t21で発生される第4波形部PS4と、期間t22で発生される第5波形部PS5と、期間t23で発生される第6波形部PS6とからなる。
【0044】
まず、第1駆動信号COM1について説明する。
【0045】
第1調整要素P0は、中間電位Vhmで一定な波形要素によって構成されている。この第1調整要素P0は、後述するように、記録周期Tの始期において振動子電位を中間電位Vhmに調整すべく圧電振動子21に供給される。
なお、中間電位Vhmは、本発明の基準電位の一種であり、各駆動パルスDP1〜DP3の始終端電位でもある。
【0046】
第1波形部PS1は、第1定電位要素P1と、第1膨張要素P2と、前側膨張ホールド要素P3とからなる。第1定電位要素P1は中間電位Vhmで一定な波形要素であり、第1膨張要素P2は中間電位Vhmから第1膨張電位Vh1までインク滴を吐出させない程度の比較的緩やかな一定勾配で電位を上昇させる波形要素である。また、前側膨張ホールド要素P3は第1膨張電位Vh1で一定な波形要素である。
【0047】
第2波形部PS2は、後側膨張ホールド要素P4と、第1吐出要素P5と、制振ホールド要素P6と、膨張制振要素P7と、第2定電位要素P8とからなる。後側膨張ホールド要素P4は第1膨張電位Vh1で一定な波形要素であり、第1吐出要素P5は第1膨張電位Vh1から収縮電位VLまで急勾配で電位を下降させる波形要素である。そして、制振ホールド要素P6は収縮電位VLで一定な波形要素であり、膨張制振要素P7は収縮電位VLから中間電位Vhmまでインク滴を吐出させない程度の一定勾配で電位を上昇させる波形要素である。また、第2定電位要素P8は、中間電位Vhmで一定な波形要素である。
【0048】
第3波形部PS3は、第3定電位要素P9と、第1膨張要素P10と、第1膨張ホールド要素P11と、第1吐出要素P12と、制振ホールド要素P13と、膨張制振要素P14とからなる。
上記の第3定電位要素P9は中間電位Vhmで一定な波形要素であり、第1膨張ホールド要素P11は第1膨張電位Vh1で一定な波形要素である。そして、この第1膨張ホールド要素P11の発生時間は前側膨張ホールド要素P3と後側膨張ホールド要素P4の和に等しい値に設定されている。
なお、これら以外の各波形要素、即ち、第1膨張要素P10、第1吐出要素P12、制振ホールド要素P13、及び、膨張制振要素P14は、第1波形部PS1及び第2波形部PS2における第1膨張要素P2、第1吐出要素P5、制振ホールド要素P6、及び、膨張制振要素P7と同じ波形要素であるため説明は省略する。
【0049】
この第1駆動信号COM1では、第1波形部PS1及び第2波形部PS2の第1膨張要素P2、前側膨張ホールド要素P3、後側膨張ホールド要素P4、第1吐出要素P5、制振ホールド要素P6、及び、膨張制振要素P7が第1ミドルドット駆動パルスDP1を構成する。また、第3波形部PS3の第1膨張要素P10、第1膨張ホールド要素P11、第1吐出要素P12、制振ホールド要素P13、及び、膨張制振要素P14が第2ミドルドット駆動パルスDP2を構成する。これらのミドルドット駆動パルスDP1,DP2は何れも同じ波形形状であり、圧電振動子21に供給されると、ミドルドットに対応する量のインク滴(中液滴の一種)がノズル開口32から吐出される。
【0050】
第1ミドルドット駆動パルスDP1を例に挙げて説明すると、第1膨張要素P2の供給により圧電振動子21は素子長手方向に収縮し、圧力室35は中間電位Vhm(基準電位)に対応する基準容積から第1膨張電位Vh1に対応する膨張容積まで膨張する。この膨張により、圧力室35内にはリザーバ33側からインクが供給される。そして、この圧力室35の膨張状態は、前側膨張ホールド要素P3及び後側膨張ホールド要素P4の供給期間中に亘って維持される。
【0051】
その後、第1吐出要素P5が供給されて圧電振動子21は伸長する。この圧電振動子21の伸長により、圧力室35は、膨張容積から収縮電位VLに対応する収縮容積まで急激に収縮される。この圧力室35の急激な収縮により圧力室35内のインクが加圧され、ノズル開口32から所定量のインク滴が吐出される。
圧力室35の収縮状態は、制振ホールド要素P6の供給期間に亘って維持される。この間に、インク滴の吐出によって減少した圧力室35内のインク圧力は、その固有振動によって再び上昇する。この上昇タイミングにあわせて膨張制振要素P7が供給される。この膨張制振要素P7の供給により、圧力室35が基準容積まで膨張復帰し、圧力室35内のインクの圧力変動が吸収される。
【0052】
また、この第1駆動信号COM1では、上記の第1調整要素P0、第1定電位要素P1、第2定電位要素P8、及び、第3定電位要素P9によって、ミドルドット駆動パルス同士DP1,DP2を始終端電位(中間電位Vhm)で接続し、各ミドルドット駆動パルスDP1,DP2が記録周期Tを跨いで一定間隔で発生されるようにしている。即ち、第1調整要素P0の発生期間と第1定電位要素P1の発生期間の和と、第2定電位要素P8の発生期間と第3定電位要素P9の発生期間の和を同じ値に設定している。
このように、各ミドルドット駆動パルスDP1,DP2を、記録周期Tを跨いで一定間隔で発生させるようにすると、ミドルドット駆動パルスDP1,DP2を連続的に圧電振動子21に供給した際に、供給開始時点におけるメニスカスの状態を一定にできる。これにより、インク滴の飛行が安定化でき、画質の向上が図れる。
【0053】
そして、以上の様に構成された第1駆動信号COM1では、第1膨張要素P2,P10、前側膨張ホールド要素P3、後側膨張ホールド要素P4、第1膨張ホールド要素P11、第1吐出要素P5,P12、制振ホールド要素P6,P13、及び、膨張制振要素P7,P14の各波形要素が、本発明における駆動波形要素として機能する。即ち、これらの波形要素は、インク滴を吐出させるべく圧力室35の状態を制御する波形要素として機能する。また、第1調整要素P0、第1定電位要素P1、第2定電位要素P8、及び、第3定電位要素P9の各波形要素が、本発明における定電位波形要素として機能する。即ち、これらの波形要素は、圧力室35を基準容積で維持するための波形要素として機能する。
【0054】
次に、第2駆動信号COM2について説明する。
【0055】
上記の第2調整要素P20は、第1調整要素P0と同様に中間電位Vhmで一定な波形要素によって構成されている。そして、この第2調整要素P20も、記録周期Tの始期において振動子電位を中間電位Vhmに調整するために、圧電振動子21に供給される。
なお、本実施形態では、記録周期Tの始期において、第2調整要素P20と第1調整要素P0の何れか一方を圧電振動子21へ供給する構成である。このため、第2調整要素P20の発生期間t20を、第1調整要素P0の発生期間t10と同じ時間幅に設定している。
【0056】
第4波形部PS4は、第4定電位要素P21によって構成されている。この第4定電位要素P21は、中間電位Vhmで一定な波形要素であり、第1駆動信号COM1における期間t11から期間t12までの間に発生される。具体的には、期間t11の開始時点から発生を開始し、第2波形部PS2における制振ホールド要素P6の発生期間の途中で発生が終了する。
【0057】
第5波形部PS5は、第5定電位要素P22と、第2膨張要素P23と、第2膨張ホールド要素P24と、第2吐出要素P25と、前側吐出ホールド要素P26とからなる。第5定電位要素P22は、中間電位Vhmで一定な波形要素であり、極く短時間に亘って発生される。第2膨張要素P23は中間電位Vhmから第2膨張電位Vh2まで急激に電位を上昇させる波形要素であり、第2膨張ホールド要素P24は第2膨張電位Vh2で一定な波形要素である。また、第2吐出要素P25は第2膨張電位Vh2から吐出電位Vh3まで急激に電位を下降させる波形要素であり、前側吐出ホールド要素P26は吐出電位Vh3で一定な波形要素である。
なお、本実施形態における吐出電位Vh3は、第1駆動信号COM1における第1膨張電位Vh1と同電位に揃えられている。
【0058】
第6波形部PS6は、後側吐出ホールド要素P27と、収縮制振要素P28と、第6定電位要素P29とからなる。後側吐出ホールド要素P27は、吐出電位Vh3で一定な波形要素であり、極く短時間に亘って発生される。収縮制振要素P28は、吐出電位Vh3から中間電位Vhmまで比較的緩やかな一定勾配で電位を下降させる波形要素であり、第6定電位要素P29は中間電位Vhmで一定な波形要素であり、収縮制振要素P28の終端から記録周期Tの終端に亘って発生される。
【0059】
この第2駆動信号COM2では、第5波形部PS5及び第6波形部PS6の第2膨張要素P23、第2膨張ホールド要素P24、第2吐出要素P25、吐出ホールド要素P26,P27、及び、収縮制振要素P28がスモールドット駆動パルスDP3を構成する。そして、このスモールドット駆動パルスDP3が圧電振動子21に供給されると、スモールドットに対応する極く少量のインク滴(小液滴の一種)がノズル開口32から吐出される。
【0060】
即ち、第2膨張要素P23の供給により圧電振動子21は素子長手方向に急速に収縮し、中間電位Vhmに対応する基準容積から第2膨張電位Vh2に対応する第2膨張容積まで急速に膨張する。この膨張により、圧力室35内には比較的強い負圧が発生し、メニスカス(ノズル開口32で露出しているインクの自由表面)が圧力室35側に大きく引き込まれる。そして、この圧力室35の膨張状態は、第2膨張ホールド要素P24の供給期間中に亘って維持される。この間にメニスカスの中心部分の移動方向が吐出方向に反転し、この中心部分が柱状に盛り上がった状態になる。
【0061】
その後、第2吐出要素P25が供給されて圧電振動子21は伸長する。この圧電振動子21の伸長により、圧力室35は、第2膨張容積から吐出電位Vh3に対応する吐出容積まで急激に収縮される。そして、この圧力室35の急激な収縮により圧力室35内のインクが加圧されて柱状部分の成長が促され、この柱状部分が途中でちぎれてインク滴として吐出される。
【0062】
第2吐出要素P25に続いて、前側吐出ホールド要素P26と後側吐出ホールド要素P27とが供給され、その後、収縮制振要素P28が供給される。収縮制振要素P28は、インク滴の吐出によって減少した圧力室35内のインク圧力を補うべく圧力室35を収縮させる。即ち、この収縮制振要素P28の供給により、圧力室35が基準容積まで収縮し、圧力室35内のインクの圧力変動を吸収する。
【0063】
そして、このスモールドット駆動パルスDP3を構成する各波形要素(P23〜P28)は、その一部の発生期間がミドルドット駆動パルスDP1,DP2を構成する各波形要素(P2〜P7,P10〜P14)の発生期間に重なっている。例えば、スモールドット駆動パルスDP3の第2膨張要素P23の発生期間は、その一部が第1ミドルドット駆動パルスDP1の膨張制振要素P7の発生期間に重なっている。また、スモールドット駆動パルスDP3の収縮制振要素P28の発生期間は、終端部分で第2ミドルドット駆動パルスDP2の第1膨張要素P10の発生期間に重なっている。
このように、各駆動パルスDP1〜DP3を各駆動信号COM1,COM2に分けて設け、時間的に重畳させて発生させると、限られた長さの記録周期Tであっても、駆動パルスDP1〜DP3を効率よく配置できる。その結果、記録ヘッド8の高周波駆動が実現できる。
【0064】
また、この第2駆動信号COM2では、上記の第2調整要素P20、第4定電位要素P21、第5定電位要素P22、及び、第6定電位要素P29により、スモールドット駆動パルスDP3同士を始終端電位(中間電位Vhm)で接続している。
さらに、このスモールドット駆動パルスDP3の発生タイミングを、第1ミドルドット駆動パルスDP1と第2ミドルドット駆動パルスDP2との中間に設定している。詳しくは、スモールドット駆動パルスDP3における第2吐出要素P25の発生タイミングを、第1ミドルドット駆動パルスDP1における第1吐出要素P5の発生タイミングと第2ミドルドット駆動パルスDP2における第1吐出要素P12の発生タイミングの丁度中間に設定している。これは、画質の向上を図るためである。
【0065】
本実施形態では、ラージドットの記録時において第1ミドルドット駆動パルスDP1と第2ミドルドット駆動パルスDP2の両方を圧電振動子21に供給し、ミドルドットの記録時において第2ミドルドット駆動パルスDP2を圧電振動子21に供給する。さらに、スモールドットの記録時においてはスモールドット駆動パルスDP3を圧電振動子21に供給する。
【0066】
ここで、スモールドット駆動パルスDP3を、第1ミドルドット駆動パルスDP1と第2ミドルドット駆動パルスDP2の中間に発生させると、前回記録周期Tと今回記録周期Tとで記録階調が切り替わってもインク滴の吐出間隔を均等にできる。例えば、前回記録周期Tでスモールドットを、今回記録周期Tでラージドットをそれぞれ記録した場合の吐出間隔と、前回記録周期Tでラージドットを、今回記録周期Tでスモールドットをそれぞれ記録した場合の吐出間隔とを揃えることができる。
これにより、今回記録周期Tにおけるメニスカスの状態が一定となり、インク滴の吐出を安定化でき、ひいては画質の向上を図ることができる。
【0067】
そして、以上の様に構成された第2駆動信号COM2では、第2膨張要素P23、第2膨張ホールド要素P24、第2吐出要素P25、前側吐出ホールド要素P26、後側吐出ホールド要素P27、及び、収縮制振要素P28の各波形要素が、本発明における駆動波形要素として機能する。また、第2調整要素P20、第4定電位要素P21、第5定電位要素P22、及び、第6定電位要素P29の各波形要素が、本発明における定電位波形要素として機能する。
【0068】
次に、図3〜図7に基づいて、本実施形態における多階調の制御について説明する。この多階調の制御において、各スイッチ49,50は、スイッチ制御手段(デコーダ45、制御ロジック46、及び、各レベルシフタ47,48,以下同様。)により制御される。そして、各スイッチ49,50は、選択された駆動信号COM1,COM2を圧電振動子21に供給する。即ち、第1駆動信号COM1と第2駆動信号COM2とは、同時に圧電振動子21に供給されない。これは、振動子電位を安定化させるためである。
【0069】
まず、非記録の場合について説明する。この場合、デコーダ45は、非記録の階調データ[00]の翻訳により、第1波形選択データ[1100]及び第2波形選択データ[0001]を生成する。そして、スイッチ制御手段は、生成された波形選択データに基づいて第1スイッチ49及び第2スイッチ50の動作を制御し、第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2の圧電振動子21への供給を制御する。
【0070】
即ち、期間t10(t20)においては、第1調整要素P0を圧電振動子21に供給する。これにより、振動子電位は中間電位Vhmに調整される。ここで、第1調整要素P0と第2調整要素P20は、次に供給される波形部(波形要素)に応じて選択され、選択された要素が圧電振動子21に供給される。具体的には、次に供給される波形部が第1駆動信号COM1のものであれば第1調整要素P0が選択され、第2駆動信号COM2のものであれば第2調整要素P20が選択される。これは、各スイッチ49,50の作動回数を低減するためである。即ち、各スイッチ49,50の作動回数が低減すると、圧電振動子21に供給される駆動信号が安定化され、圧電振動子21の動作も安定化するためである。
【0071】
そして、期間t11において第1スイッチ49が接続状態とされる一方で、期間t21において第2スイッチ50は切断状態とされる。これにより、図4に太線で示すように、第1駆動信号COM1の第1波形部PS1が圧電振動子21に供給され、第1膨張要素P2によって圧力室35は膨張容積まで膨張する。この圧力室35の膨張に伴って圧力室35内のインクが少し減圧される。
【0072】
続く期間t12及び期間t13においては第1スイッチ49が切断状態に制御され、期間t22においては第2スイッチ50が切断状態に制御される。これにより、期間t12の開始から期間t22の終了まで、圧電振動子21には第1駆動信号COM1も第2駆動信号COM2も供給されない。その結果、図4に細線で示すように、振動子電位は切断直前の電位である第1膨張電位Vh1を維持し、圧力室35の容積は膨張容積を維持する。この期間において圧力室35内のインクには、期間t11での減圧による圧力振動が励起される。
【0073】
期間t23においては第2スイッチ50が接続状態に制御される。これにより、図4に太線で示すように、第2駆動信号COM2の第6波形部PS6が圧電振動子21に供給され、収縮制振要素P28によって圧力室35は基準容積まで収縮する。そして、この圧力室35の収縮に伴って圧力室35内のインクが少し加圧される。
【0074】
このようにしてインクに付与された圧力変動により、メニスカスは、圧力室側と吐出側とに僅かに振動する。このメニスカスの微振動によってノズル開口32付近の増粘インクが分散され、インクの増粘が防止される。
【0075】
なお、本実施形態では、第1駆動信号COM1における第1膨張電位Vh1と、第2駆動信号COM2における吐出電位Vh3とを同電位に揃えているので、期間t23にて第6波形部PS6(後側吐出ホールド要素P27)を圧電振動子21に供給した際に、振動子電位と第6波形部PS6の始端電位とが揃う。このため、第6波形部PS6を圧電振動子21に対して円滑に供給できる。
【0076】
このように、本実施形態では、非記録の記録階調の場合に、第1駆動信号COM1を構成する一部の波形要素(第1膨張要素P2,前側膨張ホールド要素P3等)と、第2駆動信号COM2を構成する一部の波形要素(後側吐出ホールド要素P27,収縮制振要素P28等)とを組み合わせて圧電振動子21に供給し、メニスカスを微振動させている。これにより、微振動専用の波形要素を各駆動信号COM1,COM2内に設けなくてもメニスカスを微振動させることができ、ノズル開口32付近のインク増粘を防止できる。
【0077】
次に、スモールドットを記録する場合について説明する。この場合、デコーダ45は、スモールドットの階調データ[01]の翻訳により、第1波形選択データ[0000]及び第2波形選択データ[1111]を生成する。そして、スイッチ制御手段は、生成された波形選択データに基づいて第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2の圧電振動子21への供給を制御する。
【0078】
即ち、期間t10(t20)では、第2調整要素P20が圧電振動子21に供給され、振動子電位が中間電位Vhmに調整される。そして、期間t11,期間t12,期間t13において第1スイッチ49が切断状態に制御され、期間t21,期間t22,期間t23において第2スイッチ50が接続状態に制御される。これにより、期間t21で第4波形部PS4が、期間t22で第5波形部PS5が、期間t23で第6波形部PS6がそれぞれ圧電振動子21に供給される。即ち、スモールドット駆動パルスDP3が圧電振動子21に供給される。
その結果、図5に太線で示すように、振動子電位が第2駆動信号COM2に倣って変化し、スモールドット駆動パルスDP3による極く少量のインク滴がノズル開口32から吐出される。
【0079】
次に、ミドルドットを記録する場合(即ち、ミドルドット駆動パルスの一部を用いる場合)について説明する。この場合、デコーダ45は、ミドルドットの階調データ[10]の翻訳により、第1波形選択データ[0001]及び第2波形選択データ[1100]を生成する。そして、スイッチ制御手段は、生成された波形選択データに基づいて第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2の圧電振動子21への供給を制御する。
【0080】
即ち、期間t10(t20)では、第2調整要素P20が圧電振動子21に供給され、振動子電位が中間電位Vhmに調整される。期間t11及び期間t12では第1スイッチ49が切断状態とされ、期間t21において第2スイッチ50が接続状態とされる。これにより、図6に太線で示すように、第2駆動信号COM2の第4波形部PS4が圧電振動子21に供給され、第4定電位要素P21によって振動子電位が中間電位Vhmで維持される。
【0081】
続く期間t22では、第2スイッチ50が切断状態に制御されるので、t22の開始からt13の開始直前までに亘って、圧電振動子21には第1駆動信号COM1も第2駆動信号COM2も供給されない。その結果、図6に細線で示すように、振動子電位は切断直前の電位である中間電位Vhmを維持する。そして、先の期間t21で第4定電位要素P21が圧電振動子21に供給されているため、駆動信号の非供給期間は比較的短時間となる。
【0082】
そして、期間t13において、第1スイッチ49が接続状態に制御される。これにより、図6に太線で示すように、第1駆動信号COM1の第3波形部PS3が圧電振動子21に供給され、第2ミドルドット駆動パルスDP2の供給によりミドルドットに対応する少量のインク滴が吐出される。
【0083】
このように、本実施形態では、ミドルドットの記録階調の場合にも、第1駆動信号COM1を構成する一部の波形要素(第3定電位要素P9,第1膨張要素P10,第1膨張ホールド要素P11,第1吐出要素P12,制振ホールド要素P13,膨張制振要素P14)と、第2駆動信号COM2を構成する一部の波形要素(第4定電位要素P21)とを組み合わせて圧電振動子21に供給している。即ち、波形要素の関係で第1駆動信号COM1を供給できない期間(期間t11,期間t12)において、第2駆動信号COM2の第4定電位要素P21を供給することで、振動子電位を中間電位Vhmに維持している。
【0084】
これは、駆動信号COM1,COM2の圧電振動子21への非供給期間を可及的に短くするためである。即ち、プリンタを高湿下で使用した場合や圧電振動子21を長期間に亘って酷使する等によって圧電体の絶縁抵抗が低下した場合には、圧電振動子21における電荷の保持力が低下する虞がある。そして、電荷の保持力が低下すると、非供給期間における放電により振動子電位が徐々に下降してしまう。このため、非供給期間が長期に亘ると振動子電位の下降幅が大きくなり、次に駆動信号を供給した際に駆動信号の電位と振動子電位との電位差が大きくなってしまう。この場合、圧電振動子21の急激な変形が生じてインク滴が誤って吐出されてしまう。
そして、本実施形態のように、駆動信号COM1,COM2の非供給期間を可及的に短くすると、万一、電荷の保持力が低下したとしても、振動子電位の下降幅を少なくできるので、駆動信号COM1,COM2を支障なく供給することができる。
【0085】
次に、ラージドットを記録する場合について説明する。この場合、デコーダ45は、ラージドットの階調データ[11]の翻訳により、第1波形選択データ[1111]及び第2波形選択データ[0000]を生成する。そして、スイッチ制御手段は、生成された波形選択データに基づいて第1駆動信号COM1及び第2駆動信号COM2の圧電振動子21への供給を制御する。
【0086】
即ち、期間t10(t20)では、第1調整要素P0が圧電振動子21に供給され、振動子電位が中間電位Vhmに調整される。そして、期間t11,期間t12,期間t13において第1スイッチ49が接続状態に制御される一方、期間t21,期間t22,期間t23では第2スイッチ50が切断状態に制御される。これにより、期間t11で第1波形部PS1が、期間t12で第2波形部PS2が、期間t13で第3波形部PS3がそれぞれ圧電振動子21に供給される。即ち、第1ミドルドット駆動パルスDP1と第2ミドルドット駆動パルスDP2とが圧電振動子21に供給される。
その結果、図7に太線で示すように、振動子電位が第1駆動信号COM1に倣って変化し、ミドルドット駆動パルスによる少量のインク滴がノズル開口32から2回続けて吐出され、これらのインク滴によってラージドットが記録される。
【0087】
以上説明したように、本実施形態では、2つのミドルドット駆動パルスDP1,DP2を第1駆動信号COM1に含ませると共に、1つのスモールドット駆動パルスDP3を第2駆動信号COM2に含ませ、且つ、ミドルドット駆動パルスDP1,DP2の発生期間とスモールドット駆動パルスDP3の発生期間とを部分的に重畳させているので、記録周期Tを短縮化できる。これにより、圧電振動子21の高周波駆動が可能となり、記録ヘッド8の性能を十分に発揮させることができる。
【0088】
また、第1駆動信号COM1を構成する波形要素の一部と、第2駆動信号COM2を構成する波形要素の一部とを組み合わせて圧電振動子21に供給しているので、各駆動信号には明示されていない新たなパターンでの駆動が可能である。例えば、専用の微振動パルスを用いなくても、メニスカスを微振動させることができる。また、圧電振動子21への駆動信号の非供給期間を可及的に短くすることもできる。これにより、記録ヘッド8を高周波駆動しつつも、複雑な制御を実現できる。
【0089】
ところで、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。
【0090】
上記実施形態では、発生される駆動信号の種類毎に設けられた第1スイッチ49及び第2スイッチ50により、各駆動信号COM1,COM2を圧電振動子21へ選択的に供給するようにしたものを例示したが、この構成に限定されるものではない。例えば、図8に示す切換スイッチ61により、各駆動信号COM1,COM2を圧電振動子21へ選択的に供給してもよい。
【0091】
例示した切換スイッチ61は、本発明の第2スイッチ手段として機能するものであり、各圧電振動子21毎に設けられる。この切換スイッチ61は、発生される駆動信号の種類に対応して設けられた第1入力接点61a、第2入力接点61b及びオフ接点61cと、圧電振動子21に導通される出力端子61dとを有しており、各接点61a〜61cの1つが選択的に出力端子61dに導通される。そして、第1入力接点61aには第1駆動信号COM1の供給線が電気的に接続され、第2入力接点61bには第2駆動信号COM2の供給線が電気的に接続され、オフ接点61cは電気的に非接続とされている。
【0092】
この切換スイッチ61では、出力端子61dに導通させる接点61a〜61cを切り換えることで、各駆動信号COM1,COM2を選択的に圧電振動子21へ供給できる。即ち、第1入力接点61aを導通させると第1駆動信号COM1を供給でき、第2入力接点61bを導通させると第2駆動信号COM2を供給できる。また、オフ接点61cを導通させると第1駆動信号COM1と第2駆動信号COM2の何れも供給されない。
【0093】
そして、この切換スイッチ61は、デコーダ62及びスイッチ制御回路63(本発明のスイッチ制御手段に相当)によって、動作が制御される。即ち、デコーダ62は、スイッチ切換データ生成手段として機能し、記録データ(階調データ)の翻訳により、第1入力接点61a([1])、第2入力接点61b([2])、オフ接点61c([0])の何れかを示すスイッチ切換データを生成する。そして、このスイッチ切換データを、制御ロジック46´からのタイミングに同期させてスイッチ制御回路63に出力する。
【0094】
図3の駆動信号で説明すると、階調データ[00]の場合、デコーダ62は、スイッチ切換データ[110002]を生成する。そして、このスイッチ切換データの上位ビット側から順に、期間t10(t20)の開始タイミング、期間t11(t21)の開始タイミング、期間t12の開始タイミング、期間t22の開始タイミング、期間t13の開始タイミング、及び、期間t23の開始タイミングでスイッチ制御回路63に出力する。
これにより、期間t10及び期間t11では、切換スイッチ61が第1入力接点61aに導通されて第1駆動信号COM1の第1調整要素P0及び第1波形部PS1が圧電振動子21に供給される。その後、期間t23の直前までは切換スイッチ61がオフ接点61cに切り換えられるので、駆動信号の供給が遮断される。そして、期間t23では、切換スイッチ61が第2入力接点61bに切り換えられて第2駆動信号COM2の第6波形部PS6が圧電振動子21に供給される。
その結果、上記した実施形態と同様に、印字内微振動を行うことができる。
【0095】
また、階調データ[01]の場合、デコーダ62は、スイッチ切換データ[222222]を生成する。これにより、記録周期Tの全期間に亘って切換スイッチ61が第2入力接点61bに導通され、第2駆動信号COM2の第2調整要素P20,第4波形部PS4,第5波形部PS5,第6波形部PS6が圧電振動子21に供給される。
その結果、上記した実施形態と同様に、スモールドットに対応するインク滴を吐出させることができる。
【0096】
また、階調データ[10]の場合、デコーダ62は、スイッチ切換データ[222011]を生成する。これにより、期間t22の開始直前までは切換スイッチ61が第2入力接点61bに導通されて第2駆動信号COM2の第2調整要素P20及び第4波形部PS4が圧電振動子21に供給される。そして、期間t22の開始時点から期間t13の開始直前までは切換スイッチ61がオフ接点61cに切り換えられ、駆動信号の供給が遮断される。その後、期間t13で切換スイッチ61が第1入力接点61aに切り換えられて第1駆動信号COM1の第3波形部PS3が圧電振動子21に供給される。
その結果、上記した実施形態と同様に、ミドルドットに対応するインク滴を吐出させることができる。
【0097】
また、階調データ[11]の場合、デコーダ62は、スイッチ切換データ[111111]を生成する。これにより、記録周期Tの全期間に亘って切換スイッチ61が第1入力接点61aに導通され、第1駆動信号COM1の第1調整要素P0,第1波形部PS1,第2波形部PS2,第3波形部PS3が圧電振動子21に供給される。
その結果、上記した実施形態と同様に、ラージドットに対応するインク滴を吐出させることができる。
【0098】
そして、この構成では、1つの圧電振動子21に対して1つの切換スイッチ61を制御すれば足りるので、スイッチ制御の単純化が図れる。
【0099】
また、駆動信号発生回路9が発生する駆動信号に関し、上記実施形態では、1記録周期T内に2つのミドルドット駆動パルスDP1,DP2を有する第1駆動信号COM1、及び、1つのスモールドット駆動パルスDP3を有する第2駆動信号COM2を例示したが、この構成に限定されない。例えば、第1駆動信号COM1に3つ以上の駆動パルスを含ませ、第2駆動信号に2つ以上の駆動パルスを含ませてもよい。この場合において、第1駆動信号COM1にはミドルドット駆動パルスDP1,DP2以外の駆動パルスを含ませてもよく、第2駆動信号COM2にはスモールドット駆動パルスDP3以外の駆動パルスを含ませるでもよい。
【0100】
また、駆動信号発生回路9に関し、上記実施形態では、2種類の駆動信号を発生可能なものを例示したが、3種類以上の駆動信号を発生させても同様に実施できる。
【0101】
また、圧力発生素子に関し、上記実施形態では、所謂縦振動モードの圧電振動子21を用いた場合について説明したが、これに限定されるものではない。即ち、駆動パルスの供給によって電位を変化させ、駆動パルスの供給を遮断した場合には直前の電位を保持可能な素子であれば種々のものを用いることができる。例えば、所謂撓み振動モードの圧電振動子を用いてもよいし、静電アクチュエータを用いてもよい。
【0102】
なお、本発明は、プリンタに限らず、プロッタ、ファクシミリ装置、コピー機等、各種のインクジェット式記録装置にも適用可能である。
また、本発明は、記録装置以外の液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタを製造するディスプレー製造装置,有機EL(Electro Luminescence)ディスプレーやFED(面発光ディスプレー)等の電極を形成する電極製造装置,バイオチップ(生物化学素子)を製造するチップ製造装置,極く少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペットにも適用することができる。
そして、ディスプレー製造装置では、色材噴射ヘッドからR(Red)・G(Green)・B(Blue)の各色材の溶液を吐出する。また、電極製造装置では、電極材噴射ヘッドから液状の電極材料を吐出する。チップ製造装置では、生体有機物噴射ヘッドから生体有機物の溶液を吐出する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 インクジェット式プリンタの機能ブロック図である。
【図2】 縦振動モードの記録ヘッドの構成を説明する断面図である。
【図3】 駆動信号発生回路が発生する駆動信号とこの駆動信号の供給制御を説明する図である。
【図4】 非記録時における駆動信号の供給制御を説明する図である。
【図5】 スモールドット記録時における駆動信号の供給制御を説明する図である。
【図6】 ミドルドット記録時における駆動信号の供給制御を説明する図である。
【図7】 ラージドット記録時における駆動信号の供給制御を説明する図である。
【図8】 スイッチ手段の他の例を説明するブロック図である。
【符号の説明】
1…プリンタコントローラ,2…プリントエンジン,3…外部I/F,4…RAM,5…ROM,6…制御部,7…発振回路,8…記録ヘッド,9…駆動信号発生回路,10…内部I/F,11…キャリッジ機構,12…紙送り機構,21…圧電振動子,22…固定板,23…フレキシブルケーブル,24…振動子ユニット,25…ケース,26…流路ユニット,27…収納空部,28…島部,29…流路形成基板,30…ノズルプレート,31…振動板,32…ノズル開口,33…リザーバ,34…インク供給口,35…圧力室,36…ノズル連通口,37…支持板,38…樹脂フィルム,41…第1シフトレジスタ,42…第2シフトレジスタ,43…第1ラッチ回路,44…第2ラッチ回路,45…デコーダ,46,46´…制御ロジック,47…第1レベルシフタ,48…第2レベルシフタ,49…第1スイッチ,50…第2スイッチ,61…切換スイッチ,62…デコーダ,63…スイッチ制御回路
Claims (2)
- 電位に応じて状態を変化させ、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ得る圧力発生素子及び圧力室に連通したノズル開口を有する液体噴射ヘッドと、
駆動パルスを含んだ駆動信号を吐出周期毎に繰り返し発生する駆動信号発生手段と、
前記駆動信号の圧力発生素子への供給を制御可能なスイッチ手段と、
階調データに応じてスイッチ手段を制御するスイッチ制御手段とを備え、
前記階調データに応じて駆動パルスの圧力発生素子への供給を制御し、ノズル開口からの液滴の吐出を制御可能な液体噴射装置において、
前記駆動信号発生手段は、複数の波形要素によって構成される第1駆動パルスを1吐出周期内に少なくとも2つ有する第1駆動信号を発生可能な第1駆動信号発生手段と、複数の波形要素によって構成される第2駆動パルスを1吐出周期内に少なくとも1つ有する第2駆動信号を発生可能な第2駆動信号発生手段とを備え、前記第1駆動パルスと前記第2駆動パルスの発生期間が少なくとも一部で重なった構成とされ、
前記スイッチ手段は、各駆動信号を選択的に圧力発生素子へ供給可能な構成とし、
前記スイッチ制御手段は、1吐出周期内で各駆動信号の波形要素を組み合わせて圧力発生素子に供給可能な構成とし、
前記第1駆動パルスは、基準電位から膨張電位まで一定勾配で電位を変化させ、圧力室を基準容積から膨張容積まで膨張させる膨張要素と、膨張電位を所定時間維持し、圧力室の膨張状態を維持する膨張ホールド要素とを少なくとも含み、
前記第2駆動パルスは、吐出電位を所定時間維持し、圧力室を吐出容積で維持する吐出ホールド要素と、吐出電位から基準電位まで一定勾配で電位を変化させ、圧力室を吐出容積から基準容積まで収縮させる収縮制振要素とを少なくとも含み、
前記第1駆動パルスの膨張電位と第2駆動パルスの吐出電位とを同電位に揃え、
前記スイッチ制御手段は、非吐出を示す階調データの場合に、膨張要素、膨張ホールド要素、吐出ホールド要素、及び、収縮制振要素を圧力発生素子に供給し、液滴が吐出されない程度の圧力変動を圧力室内の液体に付与することを特徴とする液体噴射装置。 - 電位に応じて状態を変化させ、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ得る圧力発生素子及び圧力室に連通したノズル開口を有する液体噴射ヘッドと、
駆動パルスを含んだ駆動信号を吐出周期毎に繰り返し発生する駆動信号発生手段と、
前記駆動信号の圧力発生素子への供給を制御可能なスイッチ手段と、
階調データに応じてスイッチ手段を制御するスイッチ制御手段とを備え、
前記階調データに応じて駆動パルスの圧力発生素子への供給を制御し、ノズル開口からの液滴の吐出を制御可能な液体噴射装置の駆動方法において、
複数の波形要素によって構成される第1駆動パルスを1吐出周期内に少なくとも2つ有する第1駆動信号と、複数の波形要素によって構成される第2駆動パルスを1吐出周期内に少なくとも1つ有する第2駆動信号とを、前記第1駆動パルスと前記第2駆動パルスの発生期間が少なくとも一部で重なった状態で発生し、
階調データに基づき、1吐出周期内で各駆動信号の波形要素を組み合わせて圧力発生素子に供給可能とし、
前記第1駆動パルスは、基準電位から膨張電位まで一定勾配で電位を変化させ、圧力室を基準容積から膨張容積まで膨張させる膨張要素と、膨張電位を所定時間維持し、圧力室の膨張状態を維持する膨張ホールド要素とを少なくとも含み、
前記第2駆動パルスは、吐出電位を所定時間維持し、圧力室を吐出容積で維持する吐出ホールド要素と、吐出電位から基準電位まで一定勾配で電位を変化させ、圧力室を吐出容積から基準容積まで収縮させる収縮制振要素とを少なくとも含み、
前記第1駆動パルスの膨張電位と第2駆動パルスの吐出電位とを同電位に揃え、
非吐出を示す階調データの場合に、膨張要素、膨張ホールド要素、吐出ホールド要素、及び、収縮制振要素を圧力発生素子に供給し、液滴が吐出されない程度の圧力変動を圧力 室内の液体に付与することを特徴とする液体噴射装置の駆動方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/314,451 US6779866B2 (en) | 2001-12-11 | 2002-12-09 | Liquid jetting apparatus and method for driving the same |
CNB02154218XA CN1201932C (zh) | 2001-12-11 | 2002-12-11 | 液体喷射装置和驱动该装置的方法 |
JP2002360704A JP3671955B2 (ja) | 2001-12-18 | 2002-12-12 | 液体噴射装置、及び、その駆動方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001-384068 | 2001-12-18 | ||
JP2001384068 | 2001-12-18 | ||
JP2002360704A JP3671955B2 (ja) | 2001-12-18 | 2002-12-12 | 液体噴射装置、及び、その駆動方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005023829A Division JP4297059B2 (ja) | 2001-12-18 | 2005-01-31 | 液体噴射装置、及び、その駆動方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003246086A JP2003246086A (ja) | 2003-09-02 |
JP3671955B2 true JP3671955B2 (ja) | 2005-07-13 |
Family
ID=28676803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002360704A Expired - Fee Related JP3671955B2 (ja) | 2001-12-11 | 2002-12-12 | 液体噴射装置、及び、その駆動方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3671955B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8303067B2 (en) | 2009-09-15 | 2012-11-06 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4539227B2 (ja) | 2004-08-19 | 2010-09-08 | セイコーエプソン株式会社 | 印刷装置、印刷システム、及び、素子の駆動の制御方法 |
JP4635515B2 (ja) * | 2004-08-24 | 2011-02-23 | セイコーエプソン株式会社 | 印刷装置、印刷システム、及び印刷方法 |
CN1754697A (zh) * | 2004-09-29 | 2006-04-05 | 精工爱普生株式会社 | 液体喷出设备、驱动信号施加方法和液体喷出方法 |
JP4735160B2 (ja) * | 2004-09-29 | 2011-07-27 | セイコーエプソン株式会社 | 印刷システム、印刷方法及びプログラム |
JP4735161B2 (ja) * | 2004-09-29 | 2011-07-27 | セイコーエプソン株式会社 | 印刷装置、印刷方法、プログラム及び印刷システム |
JP4734908B2 (ja) * | 2004-09-29 | 2011-07-27 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置、及び駆動信号の印加方法 |
US7686407B2 (en) | 2004-09-29 | 2010-03-30 | Seiko Epson Corporation | Printing method, printing system, and storage medium having program recorded thereon |
JP4765309B2 (ja) * | 2004-09-29 | 2011-09-07 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置、及び駆動信号の印加方法 |
JP2006205720A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-08-10 | Seiko Epson Corp | 液体吐出装置、液体吐出方法、および、プログラム |
JP5954566B2 (ja) * | 2012-03-17 | 2016-07-20 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
-
2002
- 2002-12-12 JP JP2002360704A patent/JP3671955B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8303067B2 (en) | 2009-09-15 | 2012-11-06 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003246086A (ja) | 2003-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0979732B1 (en) | Method of driving an ink jet recording head | |
US6450603B1 (en) | Driver for ink jet recording head | |
US6779866B2 (en) | Liquid jetting apparatus and method for driving the same | |
JP3438727B2 (ja) | インクジェット式記録装置、及び、その駆動方法 | |
JP4631506B2 (ja) | 液体噴射装置 | |
JP2000052570A (ja) | インクジェット記録装置 | |
JP4636372B2 (ja) | 液体噴射装置 | |
JP2001150672A (ja) | インクジェット式記録装置、及び、インクジェット式記録ヘッドの駆動方法 | |
JP3671955B2 (ja) | 液体噴射装置、及び、その駆動方法 | |
JP4389800B2 (ja) | 液体噴射装置 | |
JP3912270B2 (ja) | 液体噴射装置 | |
JP3891199B2 (ja) | インクジェット式記録装置 | |
JP4202639B2 (ja) | インクジェット式記録装置 | |
JP4296796B2 (ja) | 液体噴射装置、及び、その液滴吐出制御方法 | |
JP4297059B2 (ja) | 液体噴射装置、及び、その駆動方法 | |
JP2003182075A5 (ja) | ||
JP3636129B2 (ja) | インクジェット式記録装置、及び、その駆動方法 | |
EP1319511B1 (en) | Liquid jetting apparatus and method for driving the same | |
JP2007083737A (ja) | インクジェット式記録装置 | |
JP2003118107A (ja) | 液体噴射装置及び同装置の駆動方法並びにコンピュータ読み取り可能な記録媒体 | |
JP4501921B2 (ja) | インクジェット式記録装置 | |
JP2010188695A (ja) | 液体吐出装置、及び、液体吐出装置の制御方法 | |
JP4039038B2 (ja) | インクジェット式記録装置、及び、記録ヘッドの駆動方法 | |
JP3921945B2 (ja) | インクジェット式記録装置 | |
JP2006159511A (ja) | 液体噴射装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040310 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040316 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040517 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041130 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050329 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050411 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080428 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120428 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130428 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |