JPH10193613A

JPH10193613A - 印字補正方法およびそれを用いたインクジェットプリンタ

Info

Publication number: JPH10193613A
Application number: JP9313688A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Yoshida; 達穂吉田; Masao Yaji; 雅夫矢治
Original assignee: Oki Data Corp
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1996-11-15
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 1998-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】インクの吐出量を常に一定にする。【解決手段】ベース圧電体１、中間圧電体２の静電容
量を測定し、静電容量が所定よりも小さいときに電極５
に印加する電圧を大きくまたはその時間を長くし、静電
容量が所定よりも大きいときに電極に印加する電圧を小
さくまたはその時間を短くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリントデータに
応じてインクを吐出し、印刷を行うインクジェットプリ
ンタの印字補正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタは、インクを吸
入してインク滴を吐出するインクジェットヘッドを有す
る。インクジェットヘッドには圧電体を使用したものが
ある。プリントデ−タに応じて選択された圧電体に電圧
を印加すると、その圧電体は変形する。そこで、インク
加圧室のインクは、この変形に応じて、インクを吸入
し、インク滴を吐出する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】インク加圧室に使用し
た圧電体は、加工時の寸法精度や組立時の位置誤差など
により、電圧を印加したときの変形量に差が生ずる。ま
た、圧電体の物理的特性や電気的特性も時間の経過や環
境の変化などにより劣化し、電圧を印加したときの変形
量が変わってくる。したがって、圧電体を使用したイン
クジェットプリンタの印字品質が悪くなるという問題が
生ずることになる。

【０００４】そこで、本発明では、圧電体の静電容量を
測定することにより、圧電体の変形量を制御し、インク
滴の吐出を補正することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の印字補正方法においては、圧電体の静電容
量を測定し、静電容量が所定よりも小さいときに電極に
印加する電圧の最大値を大きく、静電容量が所定よりも
大きいときに電極に印加する電圧の最大値を小さくす
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、各図面に共通な
要素には同一の符号を付す。図３は本発明のインクジェ
ットヘッドの一部を示す斜視図、図４は図３を矢印Ａ方
向から見た断面図、図５は図３を矢印Ｂ方向から見た断
面図、図６はインクジェットヘッドの駆動回路を示すブ
ロック図である。

【０００７】図３において、インクジェットヘッド３１
は、ベース圧電体１、中間圧電体２と、天板３とを積層
して構成される。このベース圧電体１と中間圧電体２
は、矢印Ｐ方向に分極されている。このようなインクジ
ェットヘッド３１の端面には、オリフィスプレート１３
が接着されており、オリフィスプレート１３の反対側で
は、封止材１６が後述する各インク加圧室４を塞いでい
る。オリフィスプレート１３には、インクを吐出する複
数のオリフィス１４が、一列に並んで形成されている。
天板３の上部には、インクジェットヘッド３１の図示せ
ぬインクタンクに通じるインク吸入口１５が設けられて
いる。

【０００８】図４において、ベース圧電体１は、その上
側に電極５を有し、中間圧電体２は、電極６、７間に挟
まれている。また天板３は、その下側に共通電極８を有
しており、これらのベース圧電体１、中間圧電体２、天
板３は、導電性を有する接合部材９、１０により接合さ
れている。

【０００９】図５において、ベース圧電体１と中間圧電
体２には各オリフィス１４に対応するインク加圧室４が
形成され、このインク加圧室４は、その内側に絶縁材料
からなるコート層１２を有している。これらのインク加
圧室４は、天板３の上部に設けられたインク吸入口１５
に通じており、その内部には、インクが充満している。
また、天板３の共通電極８は、導電性を有する接合部材
１１ａおよび１１ｂによって、ベース圧電体１の両端の
電極５ａに接続され、さらにベース圧電体１の中間圧電
体２と重なり合わない部分から、図示せぬ駆動回路のグ
ランド電極へ接続されている。

【００１０】図６において、インクジェットヘッド３１
を駆動する駆動回路３２は、インクジェットヘッド３１
内で駆動する電極の数だけ存在している。Ｓ１、Ｓ２お
よびＳ３は、図示せぬ制御部から入力される制御信号で
あり、出力端子Ｑには各電極５ｂ、５ｃ・・・が接続さ
れる。ＳＷ１、ＳＷ２およびＳＷ３はスイッチであ
り、、信号Ｓ１、Ｓ２およびＳ３により作動し、駆動回
路の出力を切り替え、出力端子Ｑから電圧＋Ｖや電圧−
Ｖを出力する。図１１は、インクジェットヘッドの駆動
回路を含むブロック図である。制御部２０は、信号Ｓ
１、Ｓ２およびＳ３を各駆動回路３２に送信し、駆動回
路３２は、電圧＋Ｖや電圧−Ｖをインクジェットヘッド
３１に出力し、基準電圧Ｖ２を静電容量検出回路３３に
出力する。制御部２０は、また、負の電圧源２１に信号
を送出して負の測定用電圧−Ｖを静電容量検出回路３３
に出力させる。

【００１１】さて、中間圧電体２は、同じ電圧を印加さ
れたときに、その静電容量が大きいほど、その変形量が
大きくなり、逆に、その静電容量が小さいほど、その変
形量が小さくなるということが見出だされた。そして、
この変形量が大きくなるほど、吐出されるインクの量は
多くなり、この変形量が小さくなるほど、吐出されるイ
ンクの量は少なくなる。

【００１２】上述したようなインクジェットヘッド３１
のインク吐出動作について図面を参照しながら説明す
る。図７、図８はインク加圧室の変化を示す側面図、図
９は駆動回路に対する制御信号を示すタイムチャートで
ある。図９（ａ）において、共通電極８を０Ｖとしたと
きに、時刻ｔ０で、電極５ｂに対して信号Ｓ１およびＳ
２がスイッチＳＷ１およびＳＷ２をそれぞれオフし、信
号Ｓ３がスイッチＳＷ３をオンし、電極５ｃに対して信
号Ｓ１がスイッチＳＷ１をオンし、信号Ｓ２およびＳ３
がスイッチＳＷ２およびＳＷ３をそれぞれオフすると、
電極５ｂにドライバ出力である−Ｖ、電極５ｃに＋Ｖが
加えられ、ベース圧電体１、中間圧電体２には、それぞ
れ図７に示す矢印Ｅ方向に電界が発生する。

【００１３】このとき電極５ｃに印加される電圧は、図
９（ａ）に示すような信号に対して、図９（ｂ）に示す
ような波形となる。反対に電極５ｂに印加される電圧
は、電極５ｃに印加される電圧の正負逆転した波形とな
る。このような電界発生によって、ベース圧電体１と中
間圧電体２とは、それぞれ逆のせん断モードにより図７
中の点線で示すように変形する。このときインク加圧室
４の体積が大きくなって、インク吸入口１５から次の動
作で吐出するインクが吸入される。

【００１４】次に、時刻ｔ１で、電極５ｂに対して信号
Ｓ１がスイッチＳＷ１をオンし、信号Ｓ２およびＳ３が
スイッチＳＷ２およびＳＷ３をそれぞれオフし、電極５
ｃに対して信号Ｓ１およびＳ２がスイッチＳＷ１および
ＳＷ２をそれぞれオフし、信号Ｓ３がスイッチＳＷ３を
オンすると、電極５ｂにドライバ出力である＋Ｖ、電極
５ｃに−Ｖが加えられ、ベース圧電体１、中間圧電体２
には、それぞれ図８に示す矢印Ｅ´方向に電界が発生す
る。このとき電極５ｃに印加される電圧は、図９（ａ）
に示すような信号に対して、図９（ｂ）に示すような波
形となる。反対に電極５ｂに印加される電圧は、電極５
ｃに印加される電圧の正負逆転した波形となる。このよ
うな電界発生によって、ベース圧電体１と中間圧電体２
とは、それぞれ逆のせん断モードにより図８中の点線で
示すように変形する。

【００１５】このときインク加圧室４の体積が小さくな
って、オリフィス１４からインク滴が吐出される。最後
に時刻ｔ２で、電極５ｂおよび電極５ｃに対して、信号
Ｓ２がスイッチＳＷ２をオンし、信号Ｓ１およびＳ３が
スイッチＳＷ１およびＳＷ３をそれぞれオフすると、電
極５ｂ、５ｃに対して０Ｖが印加され、ベース圧電体
１、中間圧電体２に発生していた電界が消滅する。この
ような電界消滅によって、ベース圧電体１と中間圧電体
２の変形が元に戻り、インク加圧室４の体積も元に戻
る。

【００１６】図９（ｂ）に示すように、インク吐出時に
おける各電極に印加される電圧は、その切り替え時の遷
移が一定の様相を呈している。この電圧遷移の様相は、
ベース圧電体１と中間圧電体２の静電容量値と、これを
駆動する駆動回路３２のインピーダンスとによって以下
に説明するように定まる。図１０はインクジェットヘッ
ドの等価回路を示すブロック図である。

【００１７】図１０において、第１の実施の形態のイン
クジェットヘッド３１を等価回路により電気的に表す。
Ｃｔは電極５ｂ、５ｃなどの独立した各電極と、共通電
極８との間の静電容量を示し、Ｃｕは電極５ｂ、５ｃな
どの隣り合う電極間の静電容量を示す。ここで、本実施
の形態におけるインクジェットヘッド３１では、隣り合
う電極間をベース圧電体１中を通る線で結んだ距離が、
中間圧電体２の厚さと比較して充分大きく、静電容量Ｃ
ｕは、静電容量Ｃｔと比較して充分小さいので、計算上
無視することができる。

【００１８】図６中の駆動回路３２のインピーダンスを
Ｚ、各電源電圧を±Ｖとすると、図９中のｔ０≦ｔ＜ｔ
１における電極５ｂ、５ｃに印加される電圧波形は、ｖ＝Ｖ×［１−ｅｘｐ｛−ｔ／（Ｃｔ×Ｚ）｝］・・・（１）となる。またｔ１≦ｔ＜ｔ２においては、ｖ＝−Ｖ×［１−ｅｘｐ｛−（ｔ−ｔ１−Ｃｔ×Ｚ×Ｌｎ２）／（Ｃｔ×Ｚ）｝］・・・（２）となる。またｔ２≦ｔにおいては、ｖ＝−Ｖ×ｅｘｐ｛−（ｔ−ｔ２）／（Ｃｔ×Ｚ）｝・・・（３）となる。

【００１９】上述したようなインクジェットヘッド３１
のベース圧電体１、中間圧電体２は、インクジェットヘ
ッド３１の経時変化に応じて、その材質の静電容量が変
化する。本実施の形態においては、電源投入時、または
印刷開始前にこの静電容量を検出し、この検出した静電
容量に基づいて、各電極５ｂ、５ｃ・・・に印加する出
力を制御する。図１は本発明の第１の実施の形態を示す
回路図、図２は静電容量と被検出電圧との関係を示すグ
ラフである。

【００２０】図１において、電極８および電極５には、
それぞれ端子Ｒ、Ｑおよび静電容量検出回路３３が接続
されている。なお、静電容量検出回路３３端子Ｓは図示
せぬ−Ｖ電圧に接続され、端子Ｒは図示せぬグランド電
極に接続されている。静電容量検出回路３３のコンパレ
ータ３４の−端子には、中間圧電体２に印加される被検
出電圧Ｖ１が入力され、＋端子にはあらかじめ設定され
た基準電圧Ｖ２が入力される。コンパレータ３４は、被
検出電圧と基準電圧との比較結果を図示せぬ制御部に出
力する。

【００２１】制御部は、中間圧電体２を変形させないと
き、電極５に０Ｖを印加している。中間圧電体２の静電
容量を検出するときは、図６の信号Ｓ１、Ｓ２およびＳ
３をオフにして、電極５に対する出力を０Ｖ出力からハ
イインピーダンスに切り替える。この切り替える瞬間を
時刻ｔ０とする。この出力をハイインピーダンスに切り
替えると、被検出電圧Ｖ１は低下するが、この被検出電
圧Ｖ１が基準電圧Ｖ２まで低下する時間は、そのときの
中間圧電体２の静電容量の大小によって差が生じる。つ
まり、この時間を測定することにより、そのときの中間
圧電体２の静電容量を推定することができる。

【００２２】コンパレータ３４は、被検出電圧Ｖ１が基
準電圧Ｖ２まで低下すると、比較結果“１”を出力す
る。制御部は、時刻ｔ０から比較結果が“１”になるま
での時間を測定し、中間圧電体２の静電容量を推定す
る。図２において、中間圧電体２の静電容量が小さいと
きには、ａ線で示されるように、被検出電圧Ｖ１が基準
電圧まで低下するのに時刻ｔ０から時刻ｔ３までかか
る。静電容量が小さいほど、中間圧電体２の変形量が小
さくなり、インク吐出量が減るので、電極５に対する電
圧Ｖの最大値を上げる。これにより、上述した中間圧電
体２の変形量は、静電容量が基準の値であるときと同じ
になるので、インクの吐出量が一定となる。

【００２３】反対に静電容量が大きいときには、ｂ線で
示されるように、被検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖ２まで低
下するのに時刻ｔ０から時刻ｔ４までかかる。中間圧電
体２の静電容量が大きいほど、中間圧電体２の変形量が
大きくなり、インク吐出量が増えるので、電極５に印加
する電圧Ｖの最大値を下げる。これにより、上述した中
間圧電体２の変形量は、静電容量が基準の値であるとき
と同じになるので、インクの吐出量が一定となる。

【００２４】このように、中間圧電体２の静電容量を検
出する静電容量検出回路３３と、この静電容量検出回路
３３が検出した静電容量に基づいて、各電極５ｃ、５ｂ
・・・に印加する電圧を制御する制御部とを設けたこと
により、インクジェットヘッド３１の長時間使用に伴う
劣化により、ベース圧電体１、中間圧電体２の静電容量
が変化しても、インクの吐出量を常に一定にすることが
できる。

【００２５】次に、本発明の第２の実施の形態について
図面を参照しながら説明する。第２の実施の形態のその
他の構成要素、およびインク吐出動作については、第１
の実施の形態と同様であるので説明は省略する。

【００２６】図１２は本発明の第２の実施の形態を示す
回路図である。図１２において、中間圧電体ＰＥ１、Ｐ
Ｅ２・・・ＰＥｎには、静電容量検出回路３５が接続さ
れている。なお、インクジェットヘッド３１の圧電体
は、圧電体がｎ個であれば、それぞれの圧電体をｎ個の
トランジスタを介して静電容量検出回路３５に接続し、
静電容量を検出する。静電容量検出回路３５のコンパレ
ータ３８の−端子には、それぞれトランジスタＴＲ１、
ＴＲ２・・・ＴＲｎを介して、中間圧電体に印加される
被検出電圧Ｖ１が入力され、＋端子にはあらかじめ設定
された基準電圧Ｖ２が入力される。

【００２７】コンパレータ３８は、被検出電圧と基準電
圧との比較結果を図示せぬ制御部に出力する。制御部
は、中間圧電体２を変形させないとき、各電極５ｂ、５
ｃ、・・・に０Ｖを印加している。中間圧電体ＰＥ１の
静電容量を検出するには、対応するトランジスタＴＲ１
のみをオンし、対応する電極に対する駆動回路の出力を
０Ｖ出力からハイインピーダンスに切り替える。中間圧
電体ＰＥ２の静電容量を検出するときは、その中間圧電
体のトランジスタＴＲ２のみをオンし、対応する電極に
対する駆動回路の出力を０Ｖ出力からハイインピーダン
スに切り替える。

【００２８】第２の実施の形態においては、電源投入
時、または印刷開始前に、特定の圧電体のトランジスタ
のみをオンして電極５に対する駆動回路の出力をハイイ
ンピーダンスに切り替え、被検出電圧Ｖ１が基準電圧Ｖ
２まで低下する時間を測定し、その圧電体の静電容量を
推定する。そして、第１の実施の形態と同様に、その静
電容量の大小に基づいて、各電極５ｂ、５ｃ、・・・に
印加する駆動回路の出力電圧を制御し、インクの吐出量
を調整する。

【００２９】このように、中間圧電体２を、それぞれト
ランジスタＴＲ１、ＴＲ２・・・ＴＲｎを介してコンパ
レータ３８に接続し、静電容量検出回路３５を構成した
ことにより、一つのコンパレータと数個のトランジスタ
で各圧電体の静電容量を測定することができるので、回
路の低コスト化が可能となる。また、プリンタがインク
ジェットヘッドを複数個有し、一つのインクジェットヘ
ッド内の各圧電体同志の静電容量のばらつきが少ない場
合、各インクジェットヘッドから一つずつ圧電体を選択
し、その選択された各圧電体を図１２に示すような静電
容量検出回路３５に接続すれば、各インクジェットヘッ
ド間における静電容量のばらつきを調整して、インクの
吐出量を均一にすることが可能となる。

【００３０】また、第１の実施の形態においては、圧電
体の静電容量の大小に応じて、駆動回路が出力する電圧
を上げ下げし、インクの吐出量を調整したが、静電容量
の大小に応じて駆動回路が出力する電圧のタイミングを
変えても良い。つまり、静電容量が大きい場合は、図９
の時刻ｔ０〜時刻ｔ１、時刻ｔ１〜時刻ｔ２までの時間
を短くし、静電容量が小さい場合は、時刻ｔ０〜時刻ｔ
１、時刻ｔ１〜時刻ｔ２までの時間を長くする。これに
より、電圧Ｖを変更する場合よりも簡単な制御でインク
の吐出量を一定にすることができる。

【００３１】そこで、本発明の第３の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１３は、本発明の第
３の実施の形態を示すインクジェットヘッドの断面図で
ある。例えば、オリフィスｉからインクを吐出する場合
に、圧電体ｉとｉ＋１を駆動する。同様に、オリフィス
ｉ−１からインクを吐出するときは、圧電体ｉ−１とｉ
を駆動し、オリフィスｉ＋１からインクを吐出するとき
は圧電体ｉ＋１とｉ＋２を駆動する。したがって、圧電
体ｉはオリフィスｉに隣接するオリフィスｉ−１からイ
ンクを吐出するときにも使用する。また、圧電体ｉ＋１
は、オリフィスｉに隣接するオリフィスｉ＋１からイン
クを吐出するときにも使用する。

【００３２】オリフィスからインクを吐出する場合、最
初にインク加圧室の容積を膨張させるように圧電体を駆
動する。例えば、オリフィスｉからインクを吐出する場
合に、圧電体ｉはオリフィスｉ−１のインク加圧室の容
積を収縮させる方向に変形し、圧電体ｉ＋１はオリフィ
スｉ＋１のインク加圧室の容積を収縮させる方向に変形
する。したがって、隣合うオリフィスからは、同時にイ
ンクを吐出することはできない。また、本発明のプリン
トヘッドでは、あるインク加圧室の片側の圧電体を駆動
するだけでは、インクを吐出するに充分な収縮を行わな
い。

【００３３】また、オリフィスｉ−１、ｉ＋１を同時に
駆動しようとすれば、圧電体ｉ−１、ｉ、ｉ＋１、ｉ＋
２を同時に駆動して、オリフィスｉ−１、ｉ＋１のイン
ク加圧室の容積を膨張させる。このとき、２つの圧電体
ｉ、ｉ＋１がオリフィスｉのインク加圧室の容積を収縮
させる方向に変形するので、オリフィスｉからインクを
吐出する可能性が高くなる。換言すれば、第ｉ番目のオ
リフィスからインクを吐出する場合に、ｉ−２番目のオ
リフィス、ｉ＋２番目のオリフィスはｉ番目のオリフィ
スと同時にインクを吐出することはできない。

【００３４】なお、、オリフィスｉ−１とｉ＋２から同
時にインクを吐出しようとすれば、圧電体ｉ−１、ｉと
ｉ＋２、ｉ＋３が駆動される。そのとき、インクを吐出
しないインク加圧室（つまりオリフィスｉ、ｉ＋１）を
形成する圧電体は、インク加圧室の片側の圧電体しか駆
動されない。換言すれば、第ｉ番目のオリフィスからイ
ンクを吐出する場合に、ｉ−３番目のオリフィスとｉ＋
３番目のオリフィスはｉ番目のオリフィスと同時にイン
クを吐出することができる。

【００３５】したがって、同時にインク吐出可能なオリ
フィスは、インクを吐出するオリフィスから３オリフィ
ス以上離れた場所に位置するオリフィスとなる。

【００３６】図１４は、この実施の形態におけるインク
ジェットヘッドのオリフィスグループ例を示す。隣り合
う２つの圧電体が１つのインク加圧室を構成し、各イン
ク加圧室が１つのオリフィスを有するので、オリフィス
の総数が３ｎなら、インク加圧室の璧を構成する圧電体
の総数は３ｎ＋１個となる。

【００３７】図１４において、全オリフィスを、各々が
隣接する３個のオリフィスからなるｎ個のオリフィスグ
ループａ、ｂ、・・・ｎに分割する。オリフィスグルー
プａは、オリフィス１、２、３を含み、オリフィスグル
ープｂは、オリフィス４，５，６を含む。オリフィスグ
ループｎは、オリフィス３ｎ−２、３ｎ−１、３ｎを含
む。さらに、各オリフィスグループａ、ｂ、・・・ｎ中
のオリフィスを３つのオリフィスグループＡ、Ｂ、Ｃの
いずれかに割り当てる。オリフィスグループＡ、Ｂ、Ｃ
は互いに異なるタイミングで駆動され、同一のオリフィ
スグループＡ、Ｂ、Ｃに属するオリフィスは、同時に駆
動できる。

【００３８】図１５は、第３の実施の形態の全体の構成
を示すブロック図である。ＣＰＵ４０は、ＲＯＭ４１に
格納したプログラムにしたがって、回路全体を制御す
る。ＲＡＭ４２は印刷データを格納する。また、ＲＡＭ
４２はＣＰＵ４０が計算に使用する記憶領域を有する。
第１および第２のストローブ信号生成部４３および４４
は、プリントヘッド内の圧電体を駆動するためのタイミ
ングを決めるストローブ信号を生成する。上記ｎ個のオ
リフィスグループａ、ｂ、・・・ｎに対応して、第１電
圧制御回路４５から第ｎ電圧制御回路４７まで備えてい
て、各電圧制御回路が３つの、例えば図６に示すような
中間圧電体駆動回路を駆動する。各駆動回路は、インク
加圧室を形成する圧電体に接続される出力端子Ｑを有
し、この出力端子Ｑに駆動電圧を出力する。第１から第
ｎ−１電圧制御回路は、それぞれ、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ
３からなる制御信号を印刷データに応じて出力し、各駆
動回路は、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３にしたがって、駆動電
圧を出力する。

【００３９】ここで、例えば、第３オリフィスは、第３
番目の圧電体と第４番目の圧電体により形成されてい
る。したがって、第３オリフィスを駆動する場合、第１
電圧制御回路４５と第２電圧制御回路４６とが共働する
ので、第１電圧制御回路４５から、第２電圧制御回路４
６へドライブ１信号を送る。同様にして、第ｎ電圧制御
回路４７を除く各電圧制御回路は次の電圧制御回路へド
ライブ信号を送る。

【００４０】第３ｎオリフィスを駆動するには、第３ｎ
中間圧電体と第３ｎ＋１中間圧電体とを駆動するので、
第ｎ電圧制御回路からは、４種類の信号が出力される。

【００４１】さて、第３の実施の形態では、負の電圧源
２１および静電容量検出回路３３を設けているが、これ
は第１の実施の形態と同じく作用するので、説明を省略
する。なお、第３の実施の形態では、第１番目の圧電体
からｎ＋１番目の圧電休まで全ての圧電体の容量を測定
する。容量の測定は、電源立ち上げ直後や、印刷動作の
直前などに行う。そして、経時変化などによる圧電体の
静電容量変化に応じて、各インク室の「膨張」、「収
縮」の時間長を変化させることによりインク吐出量を一
定に保つようにする。インク加圧室の「膨張」および
「収縮」の時間長は、圧電体に印加される駆動電圧が変
化するタイミングを変更することで設定する。各圧電体
について個別にタイミングを変更するのが好ましい。し
かし、実際には、静電容量変化のばらつきは、およそ２
つのグループに分けられるので、本実施例では、２つの
異なるタイミングストローブ信号（以下ストローブ信号
１とストローブ信号２と呼ぶ）を準備し、実装に適した
駆動を行う。静電容量の測定回路は、例えば、第１や第
２の実施の形態で使用した、図１や図１２に示す、いず
れかの回路と同じ構成の回路を使用するので、説明は省
略する。

【００４２】図１５には、タイミングストローブ生成部
５９を示し、図１７はそのうちの第１タイミングストロ
ーブ生成部４３を示す。図１８は、動作状態レジスタ６
４の内容とストローブ信号との関係を示すタイムチャー
トである。図において、ストローブ信号１とストローブ
信号２は、それぞれ第１および第２タイミングストロー
ブ生成部４３および４４で生成される。２つのタイミン
グストローブ生成部４３および４４は同じ構成であり、
圧電体の静電容量変化により、ｔ１設定レジスタおよび
ｔ２設定レジスタそれぞれに、ｔ１とｔ２の設定値が異
なるだけなので、図１７には１つのみを示す。

【００４３】タイミングストローブ生成部４３は、３つ
の時間長設定レジスタ６０、６１および６２と、タイム
カウンタ６３と、動作状態レジスタ６４と、タイミング
ストローブ出力回路６５とからなる。動作状態レジスタ
６４の内容は、時間が経過するにつれて、「停止」→
「状態１」→「状態２」→「状態３」へと変わる。「停
止」のとき、タイムカウント値は”０”であり、動作状
態レジスタ６４の内容が切り替わる度に、タイムカウン
ト値は”０”にリセットされる。

【００４４】印刷動作の開始時に、ＣＰＵ４０は、動作
状態レジスタ６４を「停止」から「状態１」に移行さ
せ、タイムカウンタ６３がカウントアップを開始する。
動作状態レジスタ６４の内容が「状態１」のとき、タイ
ムカウント値がｔ０設定レジスタ６０の内容と同じ値ま
でカウントアップすると、タイミングストローブ出力回
路６５が、ストローブ信号を”０”にし、動作状態レジ
スタ６４の内容を「状態２」に移行させ、また、タイミ
ングストローブ出力回路６５はストローブ信号を”１”
に戻す。

【００４５】動作状態レジスタ６４の内容が「状態２」
のとき、タイムカウント値がｔ１設定レジスタ６１の内
容と同じ値までカウントアップすると、タイミングスト
ローブ出力回路６５が、ストローブ信号を”０”にし、
動作状態レジスタ６４の内容を「状態３」に移行させ、
また、タイミングストローブ出力回路６５はストローブ
信号を”１”に戻す。

【００４６】動作状態レジスタ６４の内容が「状態３」
で、タイムカウント値がｔ２設定レジスタ６２の内容と
同じ値までカウントアップすると、タイミングストロー
ブ出力回路６５は、ストローブ信号を”０”にし、タイ
ミングストローブ出力６５は、動作状態レジスタの内容
を「停止」に移行させ、また、ストローブ信号を”１”
に戻す。

【００４７】図１９には、ｔ１設定レジスタ６１に格納
する時間長ｔ１とインク吐出量との関係を示し、図２０
には、ｔ２設定レジスタ６２に格納する時間長ｔ２とイ
ンク吐出量との関係を示す。インク吐出量は、時間長と
ともに増加し、ある空いた以上に時間が長くなっても、
インク量はそれ以上増えない。製造時には、例えば図１
９のＡ点及び図２０のＢ点に設定しておき、圧電体の静
電容量が変化したら、時間長をａおよびｂを中心にして
それぞれ前後に変化させる。

【００４８】なお、時間長ｔ１，ｔ２は、ストローブ信
号１で印刷したときよりもストローブ信号２で印刷した
ときのほうが、インク吐出量が多くなるように設定す
る。

【００４９】図１５のブロック図を参照して、動作の概
略を述べる。

【００５０】例えば、印刷直前に、ＣＰＵ４０は、圧電
体の静電容量測定を行う。測定した静電容量変化を２つ
のグループに分けて、各グループに対応して、タイミン
グストローブ生成部４３のｔ１設定レジスタ６１および
ｔ２設定レジスタ６２に、ｔ１とｔ２の設定値を設定す
る。

【００５１】印刷時に、ＣＰＵ４０は、ＲＡＭ４２から
印刷データを読み取り、第１電圧制御回路４５から第ｎ
電圧制御回路４７までの印刷データ格納バッフア６８乃
至７０ヘ入力する。例えば、第１電圧制御回路４５に
は、第１、２、３オリフィスの印刷データを格納する。
（図２１参照）。第ｎ電圧制御回路４７には、第３ｎ−
２、３ｎ−１、３ｎオリフィスの印刷データを格納す
る。なお、印刷すべきドットである場合は、印刷データ
値を”１”とし、印刷すべきドットでない場合は、”
０”とする。

【００５２】インクジェットヘッドを駆動するタイミン
グには、圧電体の静電容量変化の大きさに応じて、スト
ローブ信号１とストローブ信号２の２つがある。ストロ
ーブ信号１および２は、それぞれ、図１７に示すタイミ
ングストローブ生成部４３および４４で生成され、図１
６に示すようなタイミングで出力される。

【００５３】ＣＰＵ４０は、各オリフィスに対し、どち
らのストローブ信号を使用するかにつき、第１電圧制御
回路４５から第ｎ電圧制御回路４７の補正データ格納バ
ッファ７１から補正データ格納バッファ７３に指定す
る。すなわち、ストローブ信号１に従って印刷をする場
合は”０”を、また、ストローブ信号２に従って印刷す
る場合は”１”を、それぞれ、補正データ格納バッファ
に送る。

【００５４】そして、圧電体の静電容量が低いグループ
に属するとき、そのオリフィスはストローブ信号２に従
って印刷し、圧電体の静電容量が高いグループに属する
とき、そのオリフィスはストローブ信号１に従って印刷
する。

【００５５】図１６は、第３の実施形態によるインクジ
ェットヘッドを駆動するストローブ信号のタイムチャー
トである。図１６に示すように、各インク加圧室の動作
状態は、ストローブ信号が”０”になるたびに変化し、
アイドル、膨張、収縮、アイドル、膨張、・・・・の順
で３つの状態をとる。

【００５６】図１６に示す動作状態レジスタ６４の内容
が「状態１」のとき、タイムカウンタ６３がｔ０設定レ
ジスタ６０の内容と同じ値に達すると、ストローブ信号
が”０”になる。このストローブ信号に応答して、対応
する電圧制御回路がインク加圧室の容積を「膨張」状態
にする。

【００５７】動作状態レジスタ６４の内容が「状態２」
のとき、タイムカウンタ６３がｔ１設定レジスタ６０の
内容と同じ値に達すると、ストローブ信号が”０”にな
る。そして、印刷動作をするインク加圧室の容積を「収
縮」にするように、対応する電圧制御回路がインク加圧
室の容積を「収縮」状態にする。

【００５８】動作状態レジスタ６４の内容が「状態３」
のとき、タイムカウンタ６３がｔ２設定レジスタ６２の
内容と同じ値に達すると、ストローブ信号が”０”にな
る。そして、インク加圧室の容積をもとに戻し、「アイ
ドル」状態に移行させる。

【００５９】さて、電圧制御回路はｎ個設けられてい
る。図２１は、電圧制御回路の１例として、第ｎ電圧制
御回路４７のブロック図を示す。

【００６０】第ｎ電圧制御回路４７は、オリフィスグル
ープｎ、すなわち、第３ｎ−２番目、第３ｎ−１番目お
よび第３ｎ番目のオリフィスの制御を行う。

【００６１】第１電圧制御回路４５から第ｎ−１電圧制
御回路４７は、同じ構成になっているが、第ｎ電圧制御
回路には、さらに、第３ｎ＋１番目の圧電体を制御する
制御回路８１が設けられている。

【００６２】さて、ＣＰＵ４０は、各オリフィスに対応
する印刷データを、第３ｎ−２、第３ｎ−１および第３
ｎオリフィス印刷データ格納バッファ６８乃至７０に書
き込む。同様に、ＣＰＵ４０は、各オリフィスに対応す
る補正データを第３ｎ−２、第３ｎ−１および第３ｎオ
リフィス補正データ格納バッファ７１乃至７３に書き込
む。

【００６３】ＣＰＵ４０は、最初に印刷するオリフィス
として、第３ｎ−２、第３ｎ−１および第３ｎオリフィ
スのうちいずれかを選択する。その選択したオリフィス
をオリフィスグループ選択部６７に送信し、さらに、オ
リフィスグループ選択部６７は、選択したオリフィスグ
ループｎを印刷データ選択部７４と補正データ選択部７
５に送信する。

【００６４】印刷データ選択部７４は、オリフィスグル
ープ選択部６７に指定されたオリフィスグループｎの印
刷データをストローブ選択部７６へ送信する。

【００６５】補正データ選択部７５は、オリフィスグル
ープ選択部６７に指定されたオリフィスグループｎの補
正データをストローブ選択部７６へ送信する。

【００６６】ストローブ選択部７６は、印刷データと補
正データに基づいて、ストローブ信号１および２のいず
れを選択オリフィス動作状態コントロール部７７へ送信
するかを決定する。

【００６７】印刷データが”０”の場合、ストローブ選
択部７６は選択オリフィス動作状態コントロール部７７
へ”１”を出し続けて、インクジェットヘッドが印刷動
作をしないように「アイドル」状態にする。

【００６８】印刷データが”１”であるととともに補正
データが”０”の場合、ストローブ選択部７６はストロ
ーブ信号１を、選択オリフィス動作状態コントロール部
７７へ送信する。また、印刷データが”１”であるとと
もに補正データが”１”の場合、ストローブ選択部７６
はストローブ信号２を、選択オリフィス動作状態コント
ロール部７７へ送信する。

【００６９】選択オリフィス動作状態コントロール部７
７は、選択したオリフィスに対応する第３ｎ−２、第３
ｎ−１、第３ｎおよび第３ｎ＋１圧電体動作状態コント
ロール部７８、７９、８０、８１へ指令信号を送る。各
圧電体動作状態コントロール部７８、７９、８０、８１
は、選択オリフィス動作状態コントロール部７７から送
信された指令信号の値に応じて、制御信号Ｓ１、Ｓ２、
Ｓ３の値を決定する。制御信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、図
６に示す駆動回路３２と同じ構成の駆動回路へ送出され
る。

【００７０】そして、指令信号の値が”０”の場合、信
号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３をＯＮ、ＯＦＦ、ＯＦＦにして駆動
回路３２から＋Ｖ電圧を出力させる。指令信号の値が”
１”の場合、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３をＯＦＦ、０Ｎ、０
ＦＦにして駆動回路３２から０電圧を出力させる。指令
信号の値が”２”の場合、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３をＯＦ
Ｆ、ＯＦＦ、ＯＮにして駆動回路３２から−Ｖ電圧を出
力させる。

【００７１】なお、第３ｎ、第３ｎ＋１の圧電体が互い
に隣接して第３ｎオリフィスを形成するから、第３ｎオ
リフィスからインクを吐出する場合、第３ｎ番目および
第３ｎ＋１番目の圧電体を駆動する。したがって、第ｎ
番目の電圧制御回路４７は、他の電圧制御回路よりも１
つ多い４つの圧電体動作状態コントロール部を有する。

【００７２】駆動回路３２が駆動電圧を出力して圧電体
を変形させる動作について、再び図１３を参照しながら
説明する。

【００７３】ｉ番目の選択オリフィスにつき「アイド
ル」状態にする場合、選択オリフィス動作状態コントロ
ール部７７が、各圧電体動作状態コントロール部に命令
をだして、上記の対応する圧電体を変形させないように
する。具体的には、圧電体動作状態コントロール部に”
１”を送信し、それにより、オリフィスに対応する圧電
体の電極５には０Ｖが印加されるようにする。

【００７４】ｉ番目のオリフィスにつき「膨張」状態に
する場合、選択オリフィス動作状態コントロール部７７
は、ｉ番目の圧電体動作状態コントロール部へ値”２”
を送信して、ｉ番目の圧電体の電極５には＋Ｖ電圧を加
え、第ｉ十１番目の圧電体動作状態コントロール部へ
値”０”を送信して、ｉ＋１番目の電極５に−Ｖ電圧を
印加するようにする。

【００７５】ｉ番目のオリフィスにつき「収縮」状態に
する場合、選択オリフィス動作状態コントロール部７７
は、ｉ番目の圧電体動作状態コントロール部へ値”０”
を送信して、ｉ番目の圧電体の電極５には−Ｖ電圧を加
え、第ｉ＋１番目圧電体動作状態コントロール部へ値”
２”を送信して、ｉ＋１番目の電極５に＋Ｖ電圧を印加
するようにする。

【００７６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００７７】すなわち、圧電体の静電容量を測定し、静
電容量が所定よりも小さいときに電極に印加する電圧を
大きくまたはその時間を長くし、静電容量が所定よりも
大きいときに電極に印加する電圧を小さくまたは短くす
ることにより、インクジェットヘッドの長時間使用に伴
う劣化により、圧電体の静電容量が変化しても、インク
の吐出量を常に一定にすることができるので、印刷品質
を均一に保つことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図２】静電容量と被検出電圧との関係を示すグラフで
ある。

【図３】本発明のインクジェットヘッドを示す斜視図で
ある。

【図４】図３を矢印Ａ方向から見た断面図である。

【図５】図３を矢印Ｂ方向から見た断面図である。

【図６】インクジェットヘッドの駆動回路を示すブロッ
ク図である。

【図７】インク加圧室の変化を示す側面図である。

【図８】インク加圧室の変化を示す側面図である。

【図９】制御信号と印加電圧との関係を示すタイムチャ
ートである。

【図１０】インクジェットヘッドの等価回路を示すブロ
ック図である。

【図１１】インクジェットヘッドの駆動回路を含むブロ
ック図である。

【図１２】本発明の第２の実施の形態を示す回路図であ
る。

【図１３】本発明の第３の実施の形態を示すヘッドの断
面図である。

【図１４】オリフィスグループ例を示す説明図である。

【図１５】第３の実施の形態の全体の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１６】ヘッドを駆動するストローブ信号のタイムチ
ャートである。

【図１７】タイミングストローブ生成部のブロック図で
ある。

【図１８】動作状態レジスタに関するタイムチャートで
ある。

【図１９】時間長ｔ１とインク吐出量との関係を示すタ
イムチャートである。

【図２０】時間長ｔ２とインク吐出量との関係を示すタ
イムチャートである。

【図２１】電圧制御回路の１例を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ベース圧電体２中間圧電体５、６、７、８電極３１インクジェットヘッド３３、３５静電容量検出回路３４、３８コンパレータ３６、３７トランジスタ４３、４４タイミングストローブ生成部６８、６９、７０印刷データ格納バッファ７１、７２、７３補正データ格納バッファ７６ストローブ選択部７７選択オリフィス動作状態コントロール部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極に印加する電圧を可変とし、電極に
接続された圧電体の変形量を調節してインクの吐出量を
補正する印字補正方法において、上記圧電体の静電容量を測定し、上記静電容量が所定よりも小さいときに上記電極に印加
する電圧を大きくまたは電圧を印加する時間を長くし、
静電容量が所定よりも大きいときに上記電極に印加する
電圧を小さくまたは電圧を印加する時間を短くすること
を特徴とする印字補正方法。
【請求項２】上記圧電体に印加される電圧の値とあら
かじめ設定された基準値とを比較したコンパレータが、
圧電体に印加される電圧が基準値以下のときに信号を送
出し、上記電極に電圧を印加してから、上記コンパレータが信
号を送出するまでの時間により静電容量を測定する請求
項１記載の印字補正方法。
【請求項３】電極に電圧を印加することにより、電極
に接続された複数の圧電体を変形してインクを吐出し、
印刷を行うインクジェットプリンタにおいて、上記圧電体の静電容量を検出する静電容量検出手段と、上記静電容量検出手段が検出した静電容量に基づいて、
上記電極に印加する電圧またはその時間を制御する制御
部とを設けたことを特徴とするインクジェットプリン
タ。
【請求項４】上記静電容量検出手段は、上記圧電体に
印加される電圧の値とあらかじめ設定された基準値とを
比較し、圧電体に印加される電圧が基準値以下のときに
信号を送出するコンパレータを有し、上記電極に電圧を印加してから、上記コンパレータが信
号を送出するまでの時間により静電容量を測定する請求
項３記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】上記制御部は、上記静電容量が所定より
も小さいときに上記電極に印加する電圧を大きくまたは
その時間を長くし、静電容量が所定よりも大きいときに
電極に印加する電圧を小さくまたはその時間を短くする
請求項３記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】上記複数の各圧電体に上記コンパレータ
を一つずつ設けた請求項４記載のインクジェットプリン
タ。
【請求項７】上記複数の各圧電体にトランジスタを一
つずつ設け、各トランジスタを一つの上記コンパレータ
に接続した請求項４記載のインクジェットプリンタ。