JPH1120165A - Apparatus and method for driving ink-jet recording head and printing apparatus using the apparatus - Google Patents

Apparatus and method for driving ink-jet recording head and printing apparatus using the apparatus

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JPH1120165A
JPH1120165A JP10123948A JP12394898A JPH1120165A JP H1120165 A JPH1120165 A JP H1120165A JP 10123948 A JP10123948 A JP 10123948A JP 12394898 A JP12394898 A JP 12394898A JP H1120165 A JPH1120165 A JP H1120165A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To widen a range of a recording dot diameter more by selecting a first, a second driving pulses in one recording cycle when larger dots than dots formed by a first, a second ink drops are to be obtained, and driving a pressure generation element by a driving signal including the selected driving pulses. SOLUTION: A piezoelectric element circuit 50 controls a waveform of a driving signal in accordance with outputs of an address, a clock signals from a control circuit 40. The driving signal comprises a first, a second pulses discharging smaller or larger ink drops in a recording cycle corresponding to one recording pixel. The first pulses are selected singly, or the first, second pulses are selected continuously, whereby a small dot diameter, or a large dot diameter is obtained. When the first, second pulses are continuously selected, a small ink drop is discharged first and a large ink drop is discharged thereafter while a carriage 11 is moved in a main scan direction. A scan speed of the carriage and a discharge timing of both ink drops are adjusted in accordance with a distance between the carriage and a paper, so that both ink drops are brought to the paper with the same timing.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、同一ノズルから異
なる大きさのインク滴を吐出するインクジェット記録ヘ
ッドの駆動装置およびその方法、更にこの駆動装置を用
いた印刷装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving apparatus and method for an ink jet recording head for ejecting ink droplets of different sizes from the same nozzle, and a printing apparatus using the driving apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェットプリンタは、印刷しよう
とする画像に対して2以上の多値化を行ない、多値化の
結果得られたドットのオン・オフの信号に基づいて、記
録ヘッドの各ノズルにより記録媒体上へのドットの形成
を制御している。具体的には、記録ヘッド上の複数のノ
ズルからインク滴がそれぞれ所定のタイミングで吐出さ
れ、これらの各インク滴が記録紙等の記録媒体の表面に
ドットを形成することで記録を行なう構成としている。
インクを吐出する手法は、基本的には、ノズルに至るイ
ンク通路において、極めて短時間、インクを加圧するこ
とにより、加圧されたインクがノズル先端からインク滴
となって吐出されるというものである。インクに加える
圧力の発生メカニズムの相違により、電歪素子を用いて
圧力を発生する方式や加熱による気泡の発生を持ついて
圧力を加える方式などか知られている。いずれのメカニ
ズムを採用しても、ノズル先端からインクを吐出するイ
ンクジェット方式では、インク滴を吐出するかしない
か、つまりドットのオンオフ制御を行なうに過ぎず、吐
出されるインク滴のインク重量を連続的かつ自由に制御
することは極めて困難であり、そのままでは中間階調を
記録することはできなかった。
2. Description of the Related Art An ink jet printer performs two or more multi-value processing on an image to be printed, and based on dot on / off signals obtained as a result of the multi-value processing, each nozzle of a recording head. Controls the formation of dots on the recording medium. Specifically, ink droplets are ejected from a plurality of nozzles on a recording head at predetermined timings, and each of these ink droplets forms dots on the surface of a recording medium such as recording paper to perform recording. I have.
The method of ejecting ink is basically to pressurize the ink for a very short time in the ink passage leading to the nozzle, so that the pressurized ink is ejected as ink droplets from the nozzle tip. is there. Depending on the difference in the generation mechanism of the pressure applied to the ink, there are known a method of generating pressure using an electrostrictive element and a method of applying pressure by generating bubbles due to heating. Regardless of which mechanism is adopted, the ink jet method that discharges ink from the nozzle tip determines whether or not to discharge ink droplets. It is extremely difficult to control it appropriately and freely, and it is not possible to record an intermediate gradation as it is.

【0003】そこで、従来より、中間階調を表現するた
めに、面積階調やディザ法、誤差拡散法といった手法が
提案されている。面積階調による中間階調の記録を例に
とると、1つの画素を4×4、8×8等の複数のドット
で表現することによって中間階調の記録を実現してい
る。4×4のドットマトリックスで1つの画素を表現す
れば、16階調(全白を含めると17階調)で濃淡を表
わすことができる。画素の分解能を上げれば、より細や
かに階調表現を行うことができる。しかし、記録ドット
径を変えずに階調を上げると実質的な解像度は低下す
る。また、記録紙上の記録ドット径が大きいと、低濃度
領域の粒状性が目立つようになる。従って、インク滴の
重量を少なくして記録するドット径を小さくする必要が
ある。
Therefore, conventionally, methods such as area gray scale, dither method, and error diffusion method have been proposed in order to express intermediate gray scale. Taking the recording of the intermediate gradation by the area gradation as an example, the recording of the intermediate gradation is realized by expressing one pixel with a plurality of dots such as 4 × 4, 8 × 8, and the like. If one pixel is represented by a 4 × 4 dot matrix, shades can be represented by 16 gradations (17 gradations including all white). If the resolution of the pixel is increased, the gradation can be expressed more finely. However, if the gradation is increased without changing the recording dot diameter, the actual resolution will decrease. In addition, when the recording dot diameter on the recording paper is large, the granularity of the low density region becomes conspicuous. Therefore, it is necessary to reduce the weight of the ink droplet and the diameter of the dot to be recorded.

【0004】ドット径を小さくするために、インク重量
の小さなインク滴を吐出する技術としては、例えば特開
昭55−17589号公報等に記載されているように、
インク通路に連接された圧力発生室の容積を一旦膨張さ
せてから収縮させるという、いわゆる「引き打ち」を行
なうものが知られている。圧力発生室の容積を一旦大き
くすることで、ノズルにおけるインク先端面(メニスカ
ス)が後退するため、加圧時にノズルから吐出するイン
ク滴が小さくなり、記録ドット径を小さくすることが可
能となる。
As a technique for ejecting an ink droplet having a small ink weight in order to reduce the dot diameter, for example, as described in JP-A-55-17589, etc.
There is known an apparatus which performs a so-called "pulling" in which the volume of a pressure generating chamber connected to an ink passage is once expanded and then contracted. By temporarily increasing the volume of the pressure generating chamber, the ink tip surface (meniscus) at the nozzle recedes, so that the ink droplet ejected from the nozzle at the time of pressurization becomes small, and the recording dot diameter can be reduced.

【0005】記録ドット径が小さくなれば、低濃度領域
での粒状性が目立たず記録品質を高めることができる
が、記録速度が大幅に低下する。例えば、通常の記録ド
ット径の約半分にした小径のドットのみを用いる場合
は、通常の記録ドット径を用いた場合の4倍の記録時間
を要する。記録速度の低下を防止するためには、インク
滴を吐出する駆動周波数を4倍に高めるか、あるいはノ
ズル数を4倍に増やせばよいが、いずれも容易ではな
い。
[0005] If the recording dot diameter is small, the granularity in a low density area is not conspicuous and the recording quality can be improved, but the recording speed is greatly reduced. For example, when using only small-diameter dots that are about half the normal recording dot diameter, a recording time four times as long as using a normal recording dot diameter is required. In order to prevent the printing speed from lowering, the driving frequency for ejecting ink droplets may be increased four times, or the number of nozzles may be increased four times, but neither is easy.

【0006】そこで、同一のノズルから異なる重量のイ
ンク滴を吐出させ階調記録を可能とする技術も提案され
ている(例えば、米国特許第5,285,215号明細
書)。かかる技術では、一つの記録周期内において同一
パルス信号を複数個発生することによって微少なインク
滴を複数発生させ、記録紙上に着弾する前に、これら複
数の微少なインク滴を合体させて大きなインク滴を生成
しようとしている。
Therefore, a technique has been proposed in which ink droplets having different weights are ejected from the same nozzle to enable gradation recording (for example, US Pat. No. 5,285,215). In this technique, a plurality of the same pulse signals are generated within one recording cycle to generate a plurality of minute ink droplets. Trying to create drops.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前記公報記載の技術に
よれば、微少なインク滴の吐出と、複数のインク滴が合
体した大きなインク滴の吐出とを制御することが可能で
あるが、記録紙着弾前に、大きさがほぼ同一の複数のイ
ンク滴を確実に合体させるには、ノズル先端から記録紙
までの距離やインク滴の吐出速度とヘッドの移動速度と
の関係など、多くの条件を満たさなければならない。同
様に、記録ドット径の可変範囲も狭いという問題があっ
た。
According to the technique described in the above publication, it is possible to control the ejection of minute ink droplets and the ejection of large ink droplets in which a plurality of ink droplets are combined. To ensure that multiple ink droplets of approximately the same size coalesce before landing on paper, there are many conditions, such as the distance from the nozzle tip to the recording paper and the relationship between the ink droplet ejection speed and the head moving speed. Must be satisfied. Similarly, there is a problem that the variable range of the recording dot diameter is narrow.

【0008】本発明は、係る問題を解決することを目的
としてなされ、記録ドット径の可変範囲を更に広くする
ことのできるインクジェット記録ヘッドの駆動装置、そ
の方法、およびこの記録ヘッドの駆動装置を用いた印刷
装置を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and uses an ink-jet recording head driving apparatus, a method thereof, and a recording head driving apparatus capable of further expanding the variable range of the recording dot diameter. And a printing device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】こ
のような問題の少なくとも一部を解消するために本発明
は、次の構成を採用した。即ち、本発明のインクジェッ
ト記録ヘッドの駆動装置は、複数のノズル開口の各々に
対応して設けられた圧力発生素子を作動させることによ
り、前記ノズル開口からインク滴を吐出させるインクジ
ェット記録ヘッドの駆動装置であって、前記複数のノズ
ルから第1のインク滴を吐出させるための第1の駆動パ
ルスと、該複数のノズルから前記第1のインク滴より大
きな第2のインク滴を吐出させるための第2の駆動パル
スとを含んでなる駆動信号を発生させる駆動信号発生手
段と、記録画素に対応した一記録周期内で前記各駆動パ
ルスのうちの少なくとも一つの駆動パルスを選択する駆
動パルス選択手段と、該選択された駆動パルスを含む前
記駆動信号により、前記圧力発生素子を駆動する素子駆
動手段と、記第1または第2のインク滴により形成され
るドットより大きいドットを形成しようとする場合に
は、前記パルス選択手段により、前記一記録周期内に前
記第1の駆動パルスと前記第2の駆動パルスとを選択
し、両駆動パルスに応じたインク滴により前記記録媒体
上に大ドットを形成する大ドット形成手段とを備えたこ
とを要旨としている。
Means for Solving the Problems and Their Functions and Effects To solve at least a part of such problems, the present invention employs the following constitution. That is, the driving apparatus for an ink jet recording head according to the present invention is a driving apparatus for an ink jet recording head that ejects ink droplets from the nozzle openings by activating pressure generating elements provided corresponding to each of the plurality of nozzle openings. A first drive pulse for discharging a first ink droplet from the plurality of nozzles, and a second driving pulse for discharging a second ink droplet larger than the first ink droplet from the plurality of nozzles. Drive signal generating means for generating a drive signal including two drive pulses, and drive pulse selecting means for selecting at least one of the drive pulses within one recording cycle corresponding to a recording pixel. An element driving unit for driving the pressure generating element by the driving signal including the selected driving pulse, and a first or second ink droplet. When a dot larger than the dot to be formed is to be formed, the first drive pulse and the second drive pulse are selected within the one recording cycle by the pulse selecting means, and both drive pulses are selected. A large dot forming means for forming a large dot on the recording medium by the corresponding ink droplet.

【0010】この記録ヘッドの駆動装置に対応する記録
ヘッドの駆動方法の発明は、複数のノズル開口の各々に
対応して設けられた圧力発生素子を作動させることによ
り、前記ノズル開口からインク滴を吐出させるインクジ
ェット記録ヘッドの駆動方法であって、前記複数のノズ
ルから第1のインク滴を吐出させるための第1の駆動パ
ルスと、該複数のノズルから前記第1のインク滴より大
きな第2のインク滴を吐出させるための第2の駆動パル
スとを含んでなる駆動信号を発生させ、記録画素に対応
した一記録周期内で前記各駆動パルスのうちの少なくと
も一つの駆動パルスを選択し、記第1または第2のイン
ク滴により形成されるドットより大きいドットを形成し
ようとする場合には、前記一記録周期内に前記第1の駆
動パルスと前記第2の駆動パルスとを選択し、該選択さ
れた駆動パルスを含む前記駆動信号により、前記圧力発
生素子を駆動することを要旨としている。
The invention of a method of driving a recording head corresponding to this recording head driving device is characterized in that a pressure generating element provided corresponding to each of a plurality of nozzle openings is actuated so that ink droplets are discharged from the nozzle openings. A method of driving an ink jet recording head for discharging, comprising: a first driving pulse for discharging a first ink droplet from the plurality of nozzles; and a second driving pulse larger than the first ink droplet from the plurality of nozzles. A drive signal including a second drive pulse for ejecting ink droplets is generated, and at least one of the drive pulses is selected within one print cycle corresponding to a print pixel, and the drive signal is selected. When forming a dot larger than the dot formed by the first or second ink droplet, the first drive pulse and the second Of selecting a driving pulse, by the driving signal including a driving pulse which is the selection, and summarized in that for driving the pressure generating element.

【0011】かかるインクジェット記録ヘッドの駆動装
置および駆動方法によれば、一記録周期内で、大きさの
異なる第1,第2のインク滴に対応した各駆動パルスの
内の少なくとも一つの駆動パルスを選択し、この駆動パ
ルスを含む駆動信号により圧力発生素子を駆動する。し
たがって、第1の駆動パルスに対応して形成される第1
のインク滴によるドットと、第2の駆動パルスに対応し
て形成される第2のインク滴によるドットと、第1およ
び第2の駆動パルスの両者に対応して形成される第1お
よび第2のインク滴によるドットとが形成可能であり、
少なくともこのうちの二つのドットを利用することで、
ドットを形成しない、小ドットを形成する、これより大
きなドットを形成するという3値化以上の多値化を行な
うことができる。
According to the driving apparatus and the driving method of the ink jet recording head, at least one of the driving pulses corresponding to the first and second ink droplets having different sizes within one recording cycle. Then, the pressure generating element is driven by a drive signal including the drive pulse. Therefore, the first drive pulse formed corresponding to the first drive pulse
, A dot formed by the second ink droplet formed in response to the second drive pulse, and first and second dots formed in response to both the first and second drive pulses. Can be formed with the ink droplets of
By using at least two of these dots,
It is possible to perform multi-valued processing, such as ternary or higher, in which dots are not formed, small dots are formed, and larger dots are formed.

【0012】また、かかるインクジェット記録ヘッドの
駆動装置および駆動方法では、圧力発生素子の変形によ
り容積が低減されてインクの液圧を増加する圧力発生室
を、前記ノズルへのインク通路に連通して設けておき、
他方、駆動信号を以下のように定め、かつ制御すること
が考えられる。一つは、第2の駆動パルスを、前記圧力
発生室を膨張させる第1信号と、膨張状態を保持する第
2信号と、前記圧力発生室を収縮する第3信号とを少な
くとも有するパルスとして形成すると共に、前記第1の
インク滴吐出のタイミングと、前記第2の駆動パルスの
前記第1信号の開始タイミングとの時間差を、前記第1
のインク滴吐出からのメニスカス戻り時間TRより長
く、TR+3・Tm/8(Tmは、メニスカス固有振動
周期)より短い時間として定める構成である。かかる構
成を採用することにより、第1のインク滴吐出からのメ
ニスカス戻りによるインクの動きを利用して、第2のイ
ンク滴を、大きなインク滴としてすることが容易とな
る。
Further, in the driving apparatus and the driving method of the ink jet recording head, the pressure generating chamber whose volume is reduced by deformation of the pressure generating element to increase the ink pressure is communicated with the ink passage to the nozzle. Set it up,
On the other hand, it is conceivable to determine and control the drive signal as follows. One is that a second drive pulse is formed as a pulse having at least a first signal for expanding the pressure generating chamber, a second signal for maintaining the expanded state, and a third signal for contracting the pressure generating chamber. In addition, the time difference between the timing of the ejection of the first ink droplet and the start timing of the first signal of the second drive pulse is determined by the first time.
Is set longer than the meniscus return time TR from the ink droplet ejection and shorter than TR + 3 · Tm / 8 (Tm is a meniscus natural oscillation cycle). By employing such a configuration, it is easy to make the second ink droplet a large ink droplet by utilizing the movement of the ink due to the meniscus return from the ejection of the first ink droplet.

【0013】この場合、インクの吐出のされ易さは、イ
ンクの様々な性状により影響を受ける。例えば、インク
の粘性が高くなれば、吐出されにくくなり、同じ駆動信
号を与えてもインク滴は小さくなると考えられる。イン
クの吐出のされ易さは、インクの粘性、もしくは粘性と
強い相関を示すインクの温度によって影響を受けるか
ら、常に同じタイミングで第2の駆動パルスの第1信号
のタイミングを定めると、インクの粘性によっては、イ
ンク滴の大きさが非所望の大きさになってしまう場合が
考えられる。そこで、インクの粘性、またはこれを反映
した何らかのバラメータ(例えばインク温度など)を検
出し、該検出したパラメータに基づいて前記第1信号の
開始タイミングを、前記第1のインク滴吐出のタイミン
グと前記第1信号の開始タイミングとの時間差を可変す
るものとすることも好適である。
In this case, the ease with which the ink is ejected is affected by various properties of the ink. For example, it is considered that the higher the viscosity of the ink, the more difficult it is to eject the ink, and the smaller the ink droplet even if the same drive signal is applied. Since the ease with which ink is ejected is affected by the viscosity of the ink or the temperature of the ink which has a strong correlation with the viscosity, if the timing of the first signal of the second drive pulse is always determined at the same timing, Depending on the viscosity, the size of the ink droplet may be undesired. Therefore, the viscosity of the ink or some parameter reflecting the viscosity (for example, the ink temperature) is detected, and the start timing of the first signal is determined based on the detected parameter. It is also preferable that the time difference from the start timing of the first signal is made variable.

【0014】通常のインクではその粘性は温度が高くな
るほど低くなるから、第1のインク滴吐出のタイミング
と第2の駆動パルスの第1信号の開始タイミングとの時
間差を、前記検出された温度が低温から高温となるにし
たがって長い側に可変することも好適である。この場
合、第2のインク滴の大きさを、インク温度によらず同
程度に保つことができる。
Since the viscosity of ordinary ink decreases as the temperature increases, the time difference between the first ink droplet ejection timing and the start timing of the first signal of the second drive pulse is determined by the detected temperature. It is also preferable to change the length to a longer side as the temperature increases from a low temperature. In this case, the size of the second ink droplet can be kept substantially the same regardless of the ink temperature.

【0015】上記の構成は、第1のインク滴を吐出した
とき、インク先端の界面(メニスカス)が一旦大きく後
退してから元の位置に戻った後、メニスカスが固有の振
動数で振動するというインクの大きな動きを考慮したも
のであるが、インクの動きを詳細に観察すると、インク
通路や圧力発生室の剛性や形状に依存すると見られるヘ
ルムホルツ共振による振動が存在する。したがって、こ
のヘルムホルツ共振による振動の周期を考慮して駆動信
号を生成することも有効である。この場合にも、圧力発
生素子の変形により容積が低減されてインクの液圧を増
加する圧力発生室を、前記ノズルへのインク通路に連通
して設け、かつ、前記第1のインク滴吐出のタイミング
と前記第2のインク滴吐出のタイミングとの時間差を、
前記圧力発生室内のインクのヘルムホルツ共振による振
動の周期Tcを考慮した時間として定めることになる。
In the above-described configuration, when the first ink droplet is ejected, the meniscus vibrates at a unique frequency after the interface (meniscus) at the ink tip has once largely retreated and returned to the original position. Although a large movement of the ink is taken into consideration, when the movement of the ink is observed in detail, there is a vibration due to Helmholtz resonance which is considered to depend on the rigidity and shape of the ink passage and the pressure generating chamber. Therefore, it is also effective to generate a drive signal in consideration of the cycle of the vibration due to Helmholtz resonance. Also in this case, a pressure generating chamber whose volume is reduced by deformation of the pressure generating element to increase the liquid pressure of the ink is provided in communication with the ink path to the nozzle, and the pressure generating chamber for discharging the first ink droplet is provided. The time difference between the timing and the timing of the second ink droplet ejection is:
The time is determined in consideration of the cycle Tc of the oscillation of the ink in the pressure generating chamber due to Helmholtz resonance.

【0016】インク通路のインクの固有振動を考慮して
第2のインク滴を生成する第2のパルスのタイミングを
決めることにより、第2のインク滴の大きさを細かく制
御することが可能となる。なお、かかる制御は、上述し
たメニスカス戻り時間を考慮した制御と重ねて行なって
も好適である。
The size of the second ink droplet can be finely controlled by determining the timing of the second pulse for generating the second ink droplet in consideration of the natural vibration of the ink in the ink passage. . It is preferable that such control is performed in combination with the above-described control in consideration of the meniscus return time.

【0017】固有振動数を考慮した前記第1のインク滴
吐出のタイミングと、前記第2のインク滴吐出のタイミ
ングとの時間差の決め方としては、例えば、この時間差
を、圧力発生室内のインクのヘルムホルツ共振による振
動の周期Tcの整数倍として定めることが考えられる。
整数倍の場合には、固有振動を利用して、第2のインク
滴の重量を高めることができる。
As a method of determining a time difference between the timing of the first ink droplet ejection in consideration of the natural frequency and the timing of the second ink droplet ejection, for example, the time difference is determined by the Helmholtz of the ink in the pressure generating chamber. It is conceivable to determine the period as an integral multiple of the period Tc of the vibration due to resonance.
In the case of the integral multiple, the weight of the second ink droplet can be increased by using the natural vibration.

【0018】なお、インクの吐出のされ易さがインクの
温度などの性状の変化により増減した場合には、ヘルム
ホルツ共振による振動の周期を考慮して吐出するインク
量を常に増加させたのでは、結果的に非所望のインク量
となってしまうことが考えられる。したがって、インク
の吐出のされ易さ、たとえばインクの粘性(あるいはこ
れを反映したインクの温度等)を反映したパラメータを
検出し、該パラメータに基づいて、前記第1のインク滴
の吐出のタイミングと前記第2のインク滴吐出のタイミ
ングとの時間差を、前記検出されたパラメータによりイ
ンクが吐出され易くなるに従って、ヘルムホルツ共振に
よる振動の周期Tcの(整数+1/2)倍へと可変する
ものとしてもよい。この場合も、インクの性状が変化し
て吐出されやすくなっても、インク滴の重量は同程度に
保たれる。
If the ease of ink ejection increases or decreases due to a change in the properties of the ink, such as the temperature of the ink, the amount of ink ejected should always be increased in consideration of the cycle of oscillation due to Helmholtz resonance. As a result, an undesired amount of ink may be generated. Therefore, a parameter that reflects the ease of ink ejection, for example, the viscosity of the ink (or the temperature of the ink that reflects the ink) is detected, and the timing of the ejection of the first ink droplet is determined based on the parameter. The time difference from the timing of the second ink droplet ejection may be changed to (an integer + 倍) times the period Tc of the oscillation due to Helmholtz resonance as the ink is easily ejected by the detected parameter. Good. Also in this case, even if the properties of the ink change and the ink is easily ejected, the weight of the ink droplet is maintained at the same level.

【0019】更に、上述したインクジェット記録ヘッド
の駆動装置はまた駆動方法を適用した印刷装置の発明を
考えことができる。かかる印刷装置は、複数のノズル開
口の各々に対応して設けられた圧力発生素子を作動させ
ることにより、前記ノズル開口からインク滴を吐出させ
るインクジェット記録ヘッドを備え、該ノズルから吐出
されるインク滴により、記録媒体上に画像を記録する印
刷装置であって、更に、画像を構成する画素毎に階調値
を有する印字データを入力する印字データ入力手段と、
前記複数のノズルから第1のインク滴を吐出させるため
の第1の駆動パルスと、該複数のノズルから前記第1の
インク滴より大きな第2のインク滴を吐出させるための
第2の駆動パルスとを含んでなる駆動信号を発生させる
駆動信号発生手段と、記録画素に対応した一記録周期内
で、前記入力された印字データの階調値に基づいて、前
記第1,第2の駆動パルスのいずれも選択せずインク滴
を吐出しないか、前記第1または第2の駆動パルスのい
ずれか一方のみ選択するか、前記第1および第2の駆動
パルスの両方を選択するかを決定する駆動パルス選択手
段と、該選択された駆動パルスを含む前記駆動信号によ
り前記圧力発生素子を駆動する素子駆動手段とを備えた
ことを要旨としている。
Furthermore, the above-described ink jet recording head driving device can be considered as a printing device to which the driving method is applied. Such a printing apparatus includes an ink jet recording head that ejects ink droplets from the nozzle openings by operating pressure generating elements provided corresponding to each of the plurality of nozzle openings, and ink droplets ejected from the nozzles. Thus, a printing apparatus for recording an image on a recording medium, further, print data input means for inputting print data having a gradation value for each pixel constituting the image,
A first driving pulse for discharging a first ink droplet from the plurality of nozzles, and a second driving pulse for discharging a second ink droplet larger than the first ink droplet from the plurality of nozzles A drive signal generating means for generating a drive signal comprising: the first and second drive pulses based on a gradation value of the input print data within one print cycle corresponding to a print pixel. Is not selected and neither ink droplet is ejected, or only one of the first and second drive pulses is selected, or both the first and second drive pulses are selected. The gist of the present invention is to include a pulse selecting unit and an element driving unit that drives the pressure generating element by the driving signal including the selected driving pulse.

【0020】この印刷装置は、入力した印字データの階
調値に基づいて、一記録周期内で、大きさの異なる第
1,第2のインク滴に対応した各駆動パルスの内の少な
くとも一つの駆動パルスを選択し、この駆動パルスを含
む駆動信号により圧力発生素子を駆動する。したがっ
て、第1の駆動パルスに対応して形成される第1のイン
ク滴によるドットと、第2の駆動パルスに対応して形成
される第2のインク滴によるドットと、第1および第2
の駆動パルスの両者に対応して形成される第1および第
2のインク滴によるドットとが形成可能であり、少なく
ともこのうちの二つのドットを利用することで、ドット
を形成しない、小ドットを形成する、これより大きなド
ットを形成するという3値化以上の多値化を行なうこと
ができる。この結果、小さいインク滴によるドットと、
大きなインク滴によるドットとを、容易かつ確実に形成
することができ、印刷速度を低下することなく、形成す
る画像の品質を格段に向上することができる。
This printing apparatus is configured such that at least one of the driving pulses corresponding to the first and second ink droplets having different sizes within one recording cycle based on the gradation value of the input print data. A drive pulse is selected, and the pressure generating element is driven by a drive signal including the drive pulse. Therefore, a dot formed by the first ink droplet formed in response to the first drive pulse, a dot formed by the second ink droplet formed in response to the second drive pulse, and the first and second dots are formed.
Can be formed by the first and second ink droplets formed in response to both of the drive pulses, and by using at least two of these dots, a small dot that does not form a dot can be formed. It is possible to perform multi-leveling, such as ternary or higher, in which dots are formed or larger dots are formed. As a result, dots formed by small ink droplets,
Dots with large ink droplets can be easily and reliably formed, and the quality of the formed image can be significantly improved without lowering the printing speed.

【0021】なお、かかる印刷装置においても、メニス
カス戻り時間TRやその固有振動の周期Tm、あるいは
インク通路のインクの固有振動数Tcを考慮して、第1
のパルス信号と第2のパルス信号との関係を定めること
も好適である。
In this printing apparatus as well, the first time is taken into consideration in consideration of the meniscus return time TR, the period Tm of the natural vibration thereof, or the natural frequency Tc of the ink in the ink passage.
It is also preferable to determine the relationship between the pulse signal and the second pulse signal.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、実施例に基づき説明する。A.印刷装置の概略構成: 説明の便を図って、まず印刷
装置の全体構成から説明する。図2は、本発明の一実施
例としての印刷装置の構成を示すブロック図である。図
示するように、コンピュータ90にスキャナ12とカラ
ープリンタ22とが接続されており、このコンピュータ
90に所定のプログラムがロードされ実行されることに
より、全体として印刷装置として機能する。図示するよ
うに、このコンピュータ90は、プログラムに従って画
像処理に関わる動作を制御するための各種演算処理を実
行するCPU81を中心に、バス80により相互に接続
された次の各部を備える。ROM82は、CPU81で
各種演算処理を実行するのに必要なプログラムやデータ
を予め格納しており、RAM83は、同じくCPU81
で各種演算処理を実行するのに必要な各種プログラムや
データが一時的に読み書きされるメモリである。入力イ
ンターフェイス84は、スキャナ12やキーボード14
からの信号の入力を司り、出力インタフェース85は、
プリンタ22へのデータの出力を司る。CRTC86
は、カラー表示可能なCRT21への信号出力を制御
し、ディスクコントローラ(DDC)87は、ハードデ
ィスク16やフレキシブルドライブ15あるいは図示し
ないCD−ROMドライブとの間のデータの授受を制御
する。ハードディスク16には、RAM83にロードさ
れて実行される各種プログラムやデバイスドライバの形
式で提供される各種プログラムなどが記憶されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples. A. Schematic Configuration of Printing Apparatus: First, the overall configuration of the printing apparatus will be described for convenience of explanation. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a printing apparatus as one embodiment of the present invention. As shown, the scanner 12 and the color printer 22 are connected to the computer 90, and a predetermined program is loaded and executed on the computer 90, so that the computer 90 functions as a printing apparatus as a whole. As shown in the figure, the computer 90 includes the following units interconnected by a bus 80 centering on a CPU 81 that executes various arithmetic processes for controlling operations related to image processing according to a program. The ROM 82 previously stores programs and data necessary for the CPU 81 to execute various arithmetic processes.
Is a memory in which various programs and data necessary for executing various arithmetic processing are temporarily read and written. The input interface 84 includes the scanner 12 and the keyboard 14
, And the output interface 85
It is responsible for outputting data to the printer 22. CRTC86
Controls a signal output to the CRT 21 capable of color display, and a disk controller (DDC) 87 controls transmission and reception of data to and from the hard disk 16, the flexible drive 15, or a CD-ROM drive (not shown). The hard disk 16 stores various programs loaded and executed in the RAM 83 and various programs provided in the form of device drivers.

【0023】このほか、バス80には、シリアル入出力
インタフェース(SIO)88が接続されている。この
SIO88は、モデム18に接続されており、モデム1
8を介して、公衆電話回線PNTに接続されている。コ
ンピュータ90は、このSIO88およびモデム18を
介して、外部のネットワークに接続されており、特定の
サーバーSVに接続することにより、画像処理に必要な
プログラムをハードディスク16にダウンロードするこ
とも可能である。また、必要なプログラムをフレキシブ
ルディスクFDやCD−ROMによりロードし、コンピ
ュータ90に実行させることも可能である。
In addition, a serial input / output interface (SIO) 88 is connected to the bus 80. This SIO 88 is connected to the modem 18 and the modem 1
8 is connected to a public telephone line PNT. The computer 90 is connected to an external network via the SIO 88 and the modem 18. By connecting to a specific server SV, it is also possible to download a program required for image processing to the hard disk 16. In addition, it is also possible to load a necessary program from a flexible disk FD or a CD-ROM, and cause the computer 90 to execute the program.

【0024】図3は本印刷装置のソフトウェアの構成を
示すブロック図である。コンピュータ90では、所定の
オペレーティングシステムの下で、アプリケーションプ
ログラム95が動作している。オペレーティングシステ
ムには、ビデオドライバ91やプリンタドライバ96が
組み込まれており、アプリケーションプログラム95か
らはこれらのドライバを介して、プリンタ22に転送す
るための中間画像データMIDが出力されることにな
る。画像のレタッチなどを行うアプリケーションプログ
ラム95は、スキャナ12から画像を読み込み、これに
対して所定の処理を行いつつビデオドライバ91を介し
てCRTディスプレイ21に画像を表示している。スキ
ャナ12から供給されるデータORGは、カラー原稿か
ら読みとられ、レッド(R),グリーン(G),ブルー
(B)の3色の色成分からなる原カラー画像データOR
Gである。
FIG. 3 is a block diagram showing the software configuration of the printing apparatus. In the computer 90, an application program 95 operates under a predetermined operating system. A video driver 91 and a printer driver 96 are incorporated in the operating system, and the application program 95 outputs intermediate image data MID to be transferred to the printer 22 via these drivers. An application program 95 for retouching an image reads an image from the scanner 12 and displays the image on the CRT display 21 via the video driver 91 while performing predetermined processing on the image. The data ORG supplied from the scanner 12 is read from a color original, and original color image data OR composed of three color components of red (R), green (G), and blue (B).
G.

【0025】このアプリケーションプログラム95が、
印刷命令を発すると、コンピュータ90のプリンタドラ
イバ96が、画像情報をアプリケーションプログラム9
5から受け取り、これをプリンタ22が処理可能な信号
(ここではシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの各
色についての多値化された信号)に変換している。図6
に示した例では、プリンタドライバ96の内部には、解
像度変換モジュール97と、色補正モジュール98と、
色補正テーブルLUTと、ハーフトーンモジュール99
と、ラスタライザ100とが備えられている。
This application program 95 is
When a print command is issued, the printer driver 96 of the computer 90 transmits the image information to the application program 9.
5 and converted into a signal that can be processed by the printer 22 (here, a multivalued signal for each color of cyan, magenta, yellow, and black). FIG.
In the example shown in FIG. 5, a resolution conversion module 97, a color correction module 98,
Color correction table LUT and halftone module 99
And a rasterizer 100.

【0026】解像度変換モジュール97は、アプリケー
ションプログラム95が扱っているカラー画像データの
解像度、即ち単位長さ当たりの画素数をプリンタドライ
バ96が扱うことができる解像度に変換する役割を果た
す。こうして解像度変換された画像データはまだRGB
の3色からなる画像情報であるから、色補正モジュール
98は色補正テーブルLUTを参照しつつ、各画素ごと
にプリンタ22が使用するシアン(C)、マゼンダ
(M)、イエロー(Y)、ブラック(K)の各色のデー
タに変換する。こうして色補正されたデータは例えば2
56階調等の幅で階調値を有している。ハーフトーンモ
ジュールは、ドットを分散して形成することによりプリ
ンタ22でかかる階調値を表現するためのハーフトーン
処理を実行する。本実施例では、後述するように、プリ
ンタ22が、各画素について、ドットなし、小ドット形
成、大ドット形成の3値の表現が可能であることから、
3値化を行なっている。こうして処理された画像データ
は、ラスタライザ100によりプリンタ22に転送すべ
きデータ順に並べ替えられて、最終的な画像データFN
Lとして出力される。本実施例では、プリンタ22は画
像データFNLに従ってドットを形成する役割を果たす
のみであり画像処理は行なっていない。また、コンピュ
ータ90側のプリンタドライバ96では、プリンタ22
内部の後述するピエゾ素子駆動信号の調整などは行なっ
ていないが、ピエゾ素子駆動信号に含まれる複数のパル
ス信号の設定などを、プリンタ22との双方向通信の機
能を利用して、プリンタドライバ96側で行なうものと
することも可能である。
The resolution conversion module 97 serves to convert the resolution of the color image data handled by the application program 95, that is, the number of pixels per unit length into a resolution that can be handled by the printer driver 96. The image data whose resolution has been converted in this way is still RGB.
The color correction module 98 refers to the color correction table LUT and uses the printer 22 for each pixel, cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black, with reference to the color correction table LUT. (K) is converted into data of each color. The data thus color-corrected is, for example, 2
It has a gradation value with a width such as 56 gradations. The halftone module executes halftone processing for expressing such gradation values in the printer 22 by forming dots in a dispersed manner. In the present embodiment, as will be described later, the printer 22 can express three values of no pixel, small dot formation, and large dot formation for each pixel.
Ternary conversion is performed. The image data processed in this way is rearranged by the rasterizer 100 in the order of data to be transferred to the printer 22, and the final image data FN
Output as L. In this embodiment, the printer 22 only plays a role of forming dots in accordance with the image data FNL, and does not perform image processing. Further, the printer driver 96 on the computer 90 side
Although adjustment of the internal piezo element drive signal described later is not performed, setting of a plurality of pulse signals included in the piezo element drive signal and the like are performed by using the bidirectional communication function with the printer 22 and the printer driver 96. It is also possible to do it on the side.

【0027】B.プリンタの概略構成:プリンタ22
は、図4に示すように、紙送りモータ23によって用紙
Pを搬送する機構と、キャリッジモータ24によってキ
ャリッジ31をプラテン26の軸方向に往復動させる機
構と、キャリッジ31に搭載された印字ヘッド28を駆
動してインクの吐出およびドット形成を行う機構と、こ
れらの紙送りモータ23,キャリッジモータ24,印字
ヘッド28および操作パネル32との信号のやり取りを
司る制御回路40と、この制御回路40からの信号を受
けてピエゾ素子を駆動する駆動信号を生成するピエゾ素
子駆動回路50とから構成されている。
B. Schematic Configuration of Printer : Printer 22
As shown in FIG. 4, a mechanism for conveying the paper P by a paper feed motor 23, a mechanism for reciprocating a carriage 31 in the axial direction of a platen 26 by a carriage motor 24, and a print head 28 mounted on the carriage 31 And a control circuit 40 that controls the exchange of signals with the paper feed motor 23, the carriage motor 24, the print head 28, and the operation panel 32. And a piezo element driving circuit 50 for generating a driving signal for driving the piezo element in response to the signal.

【0028】キャリッジ31をプラテン26の軸方向に
往復動させる機構は、プラテン26の軸と並行に架設さ
れキャリッジ31を摺動可能に保持する摺動軸34と、
キャリッジモータ24との間に無端の駆動ベルト36を
張設するプーリ38と、キャリッジ31の原点位置を検
出する位置検出センサ39等から構成されている。
A mechanism for reciprocating the carriage 31 in the axial direction of the platen 26 includes a sliding shaft 34 laid parallel to the axis of the platen 26 and holding the carriage 31 slidably.
A pulley 38 for extending an endless drive belt 36 between the carriage motor 24 and a position detection sensor 39 for detecting the origin position of the carriage 31 are provided.

【0029】このキャリッジ31には、黒インク(B
k)用のカートリッジ71とシアン(C1),ライトシ
アン(C2)、マゼンタ(M1),ライトマゼンダ(M
2)、イエロ(Y)の5色のインクを収納したカラーイ
ンク用カートリッジ72が搭載可能である。シアンおよ
びマゼンダの2色については、濃淡2種類のインクを備
えていることになる。キャリッジ31の下部の印字ヘッ
ド28には計6個のインク吐出用ヘッド61ないし66
が形成されており、キャリッジ31の底部には、この各
色用ヘッドにインクタンクからのインクを導く導入管6
7(図5参照)が立設されている。キャリッジ31に黒
(Bk)インク用のカートリッジ71およびカラーイン
ク用カートリッジ72を上方から装着すると、各カート
リッジに設けられた接続孔に導入管67が挿入され、各
インクカートリッジから吐出用ヘッド61ないし66へ
のインクの供給が可能となる。
The carriage 31 has black ink (B
k) cartridge 71 and cyan (C1), light cyan (C2), magenta (M1), light magenta (M
2) A color ink cartridge 72 containing five colors of yellow (Y) ink can be mounted. For two colors, cyan and magenta, two types of inks are provided. A total of six ink ejection heads 61 to 66 are provided on the print head 28 below the carriage 31.
Are formed at the bottom of the carriage 31, and an introduction pipe 6 for guiding ink from the ink tank to the head for each color.
7 (see FIG. 5). When the cartridge 71 for black (Bk) ink and the cartridge 72 for color ink are mounted on the carriage 31 from above, the introduction pipe 67 is inserted into the connection hole provided in each cartridge, and the ejection heads 61 to 66 from each ink cartridge. Can be supplied to the printer.

【0030】図8は、インク吐出用ヘッド61〜66に
おけるインクジェットノズルNzの配列を示す説明図で
ある。これらのノズルの配置は、各色ごとにインクを吐
出する6組のノズルアレイから成っており、48個のノ
ズルNzが一定のノズルピッチkで千鳥状に配列されて
いる。各ノズルアレイの副走査方向の位置は互いに一致
している。なお、各ノズルアレイに含まれる48個のノ
ズルNzは、千鳥状に配列されている必要はなく、一直
線上に配置されていてもよい。但し、図8に示すように
千鳥状に配列すれば、製造上、ノズルピッチkを小さく
設定し易いという利点がある。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the arrangement of the ink jet nozzles Nz in the ink discharge heads 61 to 66. The arrangement of these nozzles is composed of six sets of nozzle arrays that eject ink for each color, and 48 nozzles Nz are arranged in a staggered manner at a constant nozzle pitch k. The positions of the nozzle arrays in the sub-scanning direction coincide with each other. The 48 nozzles Nz included in each nozzle array need not be arranged in a staggered manner, but may be arranged on a straight line. However, the arrangement in a staggered manner as shown in FIG. 8 has the advantage that the nozzle pitch k can be easily set small in manufacturing.

【0031】上述したノズルNzからのインクの吐出
は、制御回路40およびピエゾ素子駆動回路50により
制御されている。制御回路40の内部構成を図10に示
した。図示するように、制御回路40の内部には、コン
ピュータ90からの多値階調情報を含む印字データ等を
受信するインターフェース(以下「I/F」という)4
3と、各種データの記憶を行うRAM44と、各種デー
タ処理のためのルーチン等を記憶したROM45と、C
PU等からなる制御部46と、発振回路47と、後述の
印字ヘッド28の各ピエゾ素子への駆動信号を発生させ
る「駆動信号発生手段」としての駆動信号発生回路48
と、ドットパターンデータに展開された印字データおよ
び駆動信号を、紙送りモータ23,キャリッジモータ2
4およびピエゾ素子駆動回路50に送信するためのI/
F49とを備えている。
The ejection of ink from the nozzles Nz is controlled by the control circuit 40 and the piezo element driving circuit 50. FIG. 10 shows the internal configuration of the control circuit 40. As shown in the figure, an interface (hereinafter, referred to as “I / F”) 4 that receives print data including multi-value gradation information from the computer 90 is provided inside the control circuit 40.
3, a RAM 44 for storing various data, a ROM 45 for storing various data processing routines and the like,
A control unit 46 composed of a PU or the like, an oscillation circuit 47, and a drive signal generation circuit 48 as "drive signal generation means" for generating a drive signal for each piezo element of the print head 28 described later.
And the print data and the drive signal developed into the dot pattern data are transmitted to the paper feed motor 23 and the carriage motor 2.
4 and I / O for transmitting to the piezo element drive circuit 50
F49.

【0032】コンピュータ90からは、本実施例では、
プリンタドライバ96により3値化処理がなされた後の
印字データが送られてくるので、制御回路40は、この
印字データを受信バッファ44Aに蓄えた後、印字ヘッ
ドのノズルアレイの配置に従って一旦出力バッファ44
Cにデータを展開し、これをI/F49を介して出力す
れば足りる。他方、コンピュータ90から送信されるデ
ータが、多値階調情報を含む印字データである場合(例
えばポストスクリプト形式のデータである場合)には、
プリンタ22は、制御回路40内で3値化の処理などを
行なうものとすればよい。この場合、印字データは、I
/F43を介して記録装置内部の受信バッファ44Aに
蓄えられる。受信バッファ44Aに蓄えられた記録デー
タに対してコマンド解析が行われてから中間バッファ4
4Bへ送られる。中間バッファ44B内では、制御部4
6によって中間コードに変換された中間形式としての記
録データが保持され、各文字の印字位置、修飾の種類、
大きさ、フォントのアドレス等が付加する処理が、制御
部46によって実行される。次に、制御部46は、中間
バッファ44B内の記録データを解析し、階調情報に応
じた3値化を行ない、ドットパターンデータを出力バッ
ファ44Cに展開し、記憶させる。
From the computer 90, in this embodiment,
Since the print data subjected to the ternarization processing by the printer driver 96 is sent, the control circuit 40 stores the print data in the reception buffer 44A, and then temporarily stores the output buffer in accordance with the arrangement of the nozzle array of the print head. 44
It is sufficient to develop the data in C and output it via the I / F 49. On the other hand, when the data transmitted from the computer 90 is print data including multi-valued gradation information (for example, when the data is PostScript format data),
The printer 22 may perform ternarization processing or the like in the control circuit 40. In this case, the print data is I
The data is stored in the reception buffer 44A inside the recording device via the / F43. After the command analysis is performed on the recording data stored in the reception buffer 44A, the intermediate buffer 4
4B. In the intermediate buffer 44B, the control unit 4
6, the recording data in the intermediate format converted into the intermediate code is held, and the printing position of each character, the type of decoration,
The process of adding the size, font address, and the like is performed by the control unit 46. Next, the control unit 46 analyzes the print data in the intermediate buffer 44B, performs ternarization in accordance with the gradation information, and develops and stores the dot pattern data in the output buffer 44C.

【0033】いずれの場合でも、出力バッファ44Cに
は、3値化されたドットパターンが展開され、蓄えられ
ることになる。印字ヘッドは、後述するように、各色4
8個のノズルが備えられているため、ヘッドの1スキャ
ン分に相当するドットパターンデータを出力バッファ4
4Cに用意した後、このドットパターンデータを、I/
F49を介して出力する。ドットパターンデータとして
展開された印字データは、後述するように、各ノズル毎
の階調データとして例えば2ビットで構成されており、
「00」はドットなしに、「10」は小ドット形成に、
「11」は大ドット形成に、それぞれ対応している。デ
ータの構成とドット形成の様子については、後述する。
In any case, the ternary dot pattern is developed and stored in the output buffer 44C. The print head is provided for each color 4 as described later.
Since eight nozzles are provided, dot pattern data corresponding to one scan of the head is output to the output buffer 4.
After preparing the dot pattern data for I / O 4C,
Output via F49. The print data developed as dot pattern data is composed of, for example, 2 bits as gradation data for each nozzle, as described later.
“00” has no dots, “10” has small dots,
“11” corresponds to large dot formation. The data structure and the state of dot formation will be described later.

【0034】C.インク吐出のメカニズム:インクの吐
出およびドット形成を行なう機構について説明する。図
5はインク吐出用ヘッド28の内部の概略構成を示す説
明図、図6は、ピエゾ素子PEの伸縮によりインクの吐
出を行なう様子を示す模式図である。インクカートリッ
ジ71,72がキャリッジ31に装着されると、図5に
示すように毛細管現象を利用してインクカートリッジ内
のインクが導入管67を介して吸い出され、キャリッジ
31下部に設けられた印字ヘッド28の各色ヘッド61
ないし66に導かれる。なお、初めてインクカートリッ
ジが装着されたときには、専用のポンプによりインクを
各色のヘッド61ないし66に吸引する動作が行われる
が、本実施例では吸引のためのポンプ、吸引時に印字ヘ
ッド28を覆うキャップ等の構成については図示および
説明を省略する。
C. Ink ejection mechanism: A mechanism for ejecting ink and forming dots will be described. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a schematic configuration inside the ink discharge head 28, and FIG. 6 is a schematic diagram showing a state in which ink is discharged by expansion and contraction of the piezo element PE. When the ink cartridges 71 and 72 are mounted on the carriage 31, the ink in the ink cartridge is sucked out through the introduction pipe 67 by utilizing the capillary phenomenon as shown in FIG. Each color head 61 of the head 28
To 66. When the ink cartridge is first mounted, the operation of sucking the ink into the heads 61 to 66 of the respective colors by a dedicated pump is performed. In this embodiment, a pump for suction and a cap for covering the print head 28 at the time of suction are provided. The illustration and description of such a configuration are omitted.

【0035】各色のヘッド61ないし66には、後で説
明する通り、各色毎に48個のノズルNzが設けられて
おり(図8参照)、各ノズル毎に圧力発生素子として、
電歪素子の一つであって応答性に優れたピエゾ素子PE
が配置されている。図6上段に図示するように、ピエゾ
素子PEは、ノズルNzまでインクを導くインク通路6
8に接する位置に設置されている。ピエゾ素子PEは、
周知のように、電圧の印加により結晶構造が歪み、極め
て高速に電気−機械エネルギの変換を行う素子である。
本実施例では、ピエゾ素子PEの両端に設けられた電極
間に所定時間幅の電圧を印加することにより、図6下段
に示すように、ピエゾ素子PEが電圧の印加時間だけ収
縮し、インク通路68の一側壁を変形させる。この結
果、インク通路68の容積はピエゾ素子PEの収縮に応
じて収縮し、この収縮分に相当するインクが、粒子Ip
となって、ノズルNzの先端から高速に吐出される。こ
のインク粒子Ipがプラテン26に装着された用紙Pに
染み込むことにより、印刷が行われる。
As will be described later, the heads 61 to 66 for each color are provided with 48 nozzles Nz for each color (see FIG. 8).
Piezo element PE which is one of the electrostrictive elements and has excellent response
Is arranged. As shown in the upper part of FIG. 6, the piezo element PE has an ink passage 6 that guides ink to the nozzle Nz.
It is installed at a position in contact with 8. The piezo element PE is
As is well known, the crystal structure is distorted by the application of a voltage, and the element performs electro-mechanical energy conversion at a very high speed.
In the present embodiment, by applying a voltage having a predetermined time width between the electrodes provided at both ends of the piezo element PE, the piezo element PE contracts by the voltage application time as shown in the lower part of FIG. One side wall 68 is deformed. As a result, the volume of the ink passage 68 shrinks in accordance with the shrinkage of the piezo element PE, and the ink corresponding to this shrinkage is reduced to particles Ip.
As a result, the liquid is discharged at a high speed from the tip of the nozzle Nz. Printing is performed by the ink particles Ip penetrating into the paper P mounted on the platen 26.

【0036】ピエゾ素子を用いたインク滴吐出の原理に
ついて、模式図を用いて説明したが、実際のピエゾ素子
PEを用いたインク吐出機構の詳細を図7に示した。図
7は、記録用ヘッド61ないし66の機械的断面構造の
一例を示す断面図である。図示するように、このヘッド
は、大きくは、アクチュエータユニット121と流路ユ
ニット122とから構成されている。アクチュエータユ
ニット121は、ピエゾ素子PE,第1の蓋部材13
0,第2の蓋部材136,スペーサ135等から構成さ
れている。第1の蓋部材130は、厚さ6μm程度のジ
ルコニアの薄板から構成され、その表面に一方の極とな
る共通電極131が形成され、その表面に後述する圧力
発生室132に対向するようにピエゾ素子PEが固定さ
れ、更にその表面にAu等の比較的柔軟な金属の層から
なる駆動電極134が形成されている。
The principle of ink droplet ejection using a piezo element has been described with reference to a schematic diagram. Details of an actual ink ejection mechanism using a piezo element PE are shown in FIG. FIG. 7 is a sectional view showing an example of a mechanical sectional structure of the recording heads 61 to 66. As shown in the drawing, this head is mainly composed of an actuator unit 121 and a flow path unit 122. The actuator unit 121 includes a piezo element PE and a first lid member 13.
0, a second lid member 136, a spacer 135 and the like. The first lid member 130 is formed of a thin plate of zirconia having a thickness of about 6 μm, has a common electrode 131 formed on one surface thereof as one pole, and has a piezo on its surface so as to face a pressure generating chamber 132 described later. The element PE is fixed, and a drive electrode 134 made of a relatively flexible metal layer such as Au is formed on the surface of the element PE.

【0037】ここで、ピエゾ素子PEは、第1の蓋部材
130とによりたわみ振動型のアクチュエータを形成し
ている。ピエゾ素子PEは、電荷が付加されると収縮し
て圧力発生室132の容積を縮める方向に変形し、付加
された電荷が放電されると伸長して圧力発生室132の
容積を元に拡げる方向に変形をする。
Here, the piezoelectric element PE and the first lid member 130 form a flexural vibration type actuator. The piezoelectric element PE contracts when charge is added and deforms in a direction to reduce the volume of the pressure generating chamber 132, and expands when the added charge is discharged and expands based on the volume of the pressure generating chamber 132. Deform to.

【0038】第1の蓋部材130の下部に設けられたス
ペーサ135は、圧力発生室132を形成するのに適し
た厚さ、例えば100μmのジルコニア(ZrO2)など
のセラミック板に通孔を穿設して構成されており、後述
する第2の蓋部材136と第1の蓋部材130により両
面を封止されて前述の圧力発生室132を形成してい
る。
The spacer 135 provided below the first lid member 130 has a through hole formed in a ceramic plate made of zirconia (ZrO 2) having a thickness suitable for forming the pressure generating chamber 132, for example, 100 μm. The pressure generating chamber 132 is formed by sealing both surfaces with a second lid member 136 and a first lid member 130 described later.

【0039】スペーサ135の他端に固定された第2の
蓋部材136は、スペーサ135と同様、ジルコニア等
のセラミックを材質として構成されている。この第2の
蓋部材136には、圧力発生室132との間でインク流
路を構成する二つの連通孔138,139が穿設されて
いる。連通孔138は、後述するインク供給口137と
圧力発生室132とを接続するものであり、連通孔13
9は、ノズル開口Nzと圧力発生室132の他端とを接
続するものである。
The second lid member 136 fixed to the other end of the spacer 135 is made of a ceramic material such as zirconia similarly to the spacer 135. In the second lid member 136, two communication holes 138 and 139 forming an ink flow path with the pressure generating chamber 132 are formed. The communication hole 138 connects an ink supply port 137 to be described later and the pressure generating chamber 132, and the communication hole 13
Reference numeral 9 denotes a connection between the nozzle opening Nz and the other end of the pressure generating chamber 132.

【0040】これら各部材130,135,136は、
粘土状のセラミックス材料を所定の形状に成形し、これ
を積層して焼成することにより接着剤を使用することな
くアクチュエータユニット121として纏められてい
る。
Each of these members 130, 135, 136
The actuator unit 121 is formed by forming a clay-like ceramic material into a predetermined shape, laminating and firing the same, without using an adhesive.

【0041】次に流路ユニット122について説明す
る。流路ユニット122は、インク供給口形成基板14
0,インク室形成基板143,ノズルプレート145な
どから構成されている。インク供給口形成基板140
は、アクチュエータユニット121の固定基板を兼ねる
とともに、圧力発生室132側の一端側にインク供給口
137が、圧力発生室132の多端側にはノズル開口N
zが、それぞれ設けられている。インク供給口137
は、各ノズル共通のインク室141と圧力発生室132
とを接続する連通路であり、その断面積は連通孔138
などと比べて十分に小さくされ、オリフィスとして機能
するよう設計されている。
Next, the flow channel unit 122 will be described. The flow path unit 122 includes the ink supply port forming substrate 14.
0, an ink chamber forming substrate 143, a nozzle plate 145, and the like. Ink supply port forming substrate 140
Is also used as a fixed substrate of the actuator unit 121, and has an ink supply port 137 at one end of the pressure generating chamber 132, and a nozzle opening N at one end of the pressure generating chamber 132.
z are provided respectively. Ink supply port 137
Are the ink chamber 141 and the pressure generating chamber 132 common to each nozzle.
And the cross-sectional area thereof is the communication hole 138.
It is designed to be sufficiently smaller than the others and function as an orifice.

【0042】インク室形成基板143は、他方の面をノ
ズルプレート145により封止されて、インク供給口形
成基板140と共に、インク室141を形成する部材で
あり、ノズル開口123と接続するノズル連通孔144
が設けられている。インク室141は、図示しないイン
クタンクからインクが流入するよう、インクカートリッ
ジ71,72に連なる図示しないインク流路に接続され
ている。
The ink chamber forming substrate 143 is a member that forms the ink chamber 141 together with the ink supply port forming substrate 140 with the other surface sealed by the nozzle plate 145, and a nozzle communication hole connected to the nozzle opening 123. 144
Is provided. The ink chamber 141 is connected to an ink channel (not shown) connected to the ink cartridges 71 and 72 so that ink flows from an ink tank (not shown).

【0043】これらインク供給口形成基板140、イン
ク室形成基板143、及びノズルプレート145は、各
々の間に熱溶着フィルムや接着剤等の接着層146,1
47により固定されており、全体として流路ユニット1
22を構成している。
The ink supply port forming substrate 140, the ink chamber forming substrate 143, and the nozzle plate 145 are each provided with an adhesive layer 146, 1 such as a heat welding film or an adhesive.
47, and as a whole, the flow path unit 1
22.

【0044】この流路ユニット122と前述のアクチュ
エータユニット121とは、熱溶着フィルムや接着剤等
の接着層148により固定されており、記録用の各ヘッ
ド61ないし66を構成している。
The channel unit 122 and the above-mentioned actuator unit 121 are fixed by an adhesive layer 148 such as a heat-sealing film or an adhesive, and constitute the recording heads 61 to 66.

【0045】上記の構成により、ピエゾ素子PEの駆動
電極131,134間に電圧を印可して電荷を付加する
と、ピエゾ素子PEは、収縮して圧力発生室132の容
積は縮小し、逆に電荷を放電すると、ピエゾ素子PE
は、伸張して圧力発生室132の容積は増大する。圧力
発生室132が膨張すると、圧力発生室132内の圧力
は低下して共通のインク室141から圧力発生室132
内にインクが流入する。ピエゾ素子PEに電荷を付加す
ると、圧力発生室132の容積は縮小し、圧力発生室1
32内の圧力が短時間に上昇して圧力発生室132内の
インクがノズル開口Nzを介して外部に吐出される。こ
のとき、インク滴IPが外部に吐出される。
According to the above configuration, when a voltage is applied between the driving electrodes 131 and 134 of the piezo element PE to apply an electric charge, the piezo element PE contracts and the volume of the pressure generating chamber 132 is reduced. Discharges the piezo element PE
Expands, and the volume of the pressure generating chamber 132 increases. When the pressure generating chamber 132 expands, the pressure in the pressure generating chamber 132 decreases and the common ink chamber 141 moves to the pressure generating chamber 132.
The ink flows into the inside. When an electric charge is applied to the piezo element PE, the volume of the pressure generation chamber 132 is reduced, and the pressure generation chamber 1
The pressure in the pressure generating chamber 132 rises in a short time, and the ink in the pressure generating chamber 132 is discharged to the outside via the nozzle opening Nz. At this time, the ink droplet IP is ejected to the outside.

【0046】ところで、このように構成されたインクジ
ェット記録用の印字ヘッド28では、ノズルNzに至る
流路に存在するインクは、圧力発生室132の圧力の変
化に伴って、流体として振動現象を起こす。この振動に
は、少なくとも2種類の固有振動が存在する。ひとつ
は、インク滴を吐出した後、インク界面であるメニスカ
スが揺れ戻す比較的長い周期の振動である。これを固有
振動(周期Tm)と呼ぶ。もう一つは、圧力発生室13
2の存在により流体に生じるヘルムホルム共振と呼ばれ
る振動であり、固有振動と比べると比較的周期の短い振
動(周期Tc)である。この圧力発生室132のヘルム
ホルム共振周波数fは、圧力発生室132のインクの圧
縮性に起因する流体コンプライアンスをCi、また圧力
発生室132を形成している第1の蓋部材130やピエ
ゾ素子PE等の材料自体による剛性コンプライアンスを
Cv、ノズル開口123のイナータンスをMn、インク
供給口137のイナータンスをMsとすると、次式
(1)で示される。
In the ink jet recording print head 28 thus configured, the ink present in the flow path leading to the nozzle Nz causes a vibration phenomenon as a fluid with a change in the pressure of the pressure generating chamber 132. . This vibration has at least two types of natural vibrations. One is a relatively long-period vibration in which a meniscus, which is an ink interface, swings back after an ink droplet is ejected. This is called natural vibration (period Tm). The other is the pressure generating chamber 13
2 is a vibration called Helmholm resonance that occurs in the fluid due to the presence of 2, and is a vibration having a relatively short period (period Tc) as compared with the natural vibration. The Helmholm resonance frequency f of the pressure generating chamber 132 indicates the fluid compliance due to the compressibility of the ink in the pressure generating chamber 132 as Ci, and the first lid member 130 or the piezo element PE forming the pressure generating chamber 132. If the rigidity compliance of the material itself is Cv, the inertance of the nozzle opening 123 is Mn, and the inertance of the ink supply port 137 is Ms, it is expressed by the following equation (1).

【0047】 f=1/(2π)×√{(Mn+Ms)/(Mn×Ms)/(Ci+Cv)} … (1)F = 1 / (2π) × {(Mn + Ms) / (Mn × Ms) / (Ci + Cv)} (1)

【0048】また、メニスカスのコンプライアンスをC
nとすると、インク流路の粘性抵抗を無視すれば、メニ
スカスの固有振動周期Tmは次式(2)で示される。
The meniscus compliance is defined as C
Assuming that n, if the viscous resistance of the ink flow path is ignored, the natural oscillation period Tm of the meniscus is expressed by the following equation (2).

【0049】 Tm=2π×√{(Mn+Ms)Cn} … (2)Tm = 2π × {(Mn + Ms) Cn} (2)

【0050】また、圧力発生室132の容積をV、イン
クの密度をρ、インク中での音速のcとすると、流体コ
ンプライアンスCiは次式(3)で示される。
When the volume of the pressure generating chamber 132 is V, the density of the ink is ρ, and the sound velocity in the ink is c, the fluid compliance Ci is expressed by the following equation (3).

【0051】 Ci=V/ρc2 … (3)Ci = V / ρc 2 (3)

【0052】なお、圧力発生室132の剛性コンプライ
アンスCvは、圧力発生室132に単位圧力を印加した
ときの圧力発生室132の静的な変形率に一致するか
ら、これを計測することにより、実際の値を求めること
ができる。
Note that the rigidity compliance Cv of the pressure generating chamber 132 matches the static deformation rate of the pressure generating chamber 132 when a unit pressure is applied to the pressure generating chamber 132. Can be obtained.

【0053】ピエゾ素子PEの収縮や伸長によりメニス
カスに励起される固有振動の周期Tcはヘルムホルム共
振周波数fの逆数で得られる周期と同一である。実施例
に即した計算の一例を挙げると、流体コンプライアンス
Ciが1×10-205-1、剛性コンプライアンスCv
が1.5×10-205-1、イナータンスMnが2×1
8kgm-4、イナータンスMsが1×108kgm-4
ときのヘルムホルム共振周波数fは125kHzであ
り、その周期Tcは8μsとなる。
The period Tc of the natural vibration excited in the meniscus by the contraction and expansion of the piezo element PE is the same as the period obtained by the reciprocal of the Helmholm resonance frequency f. As an example of the calculation according to the embodiment, the fluid compliance Ci is 1 × 10 −20 m 5 N −1 and the rigidity compliance Cv
Is 1.5 × 10 −20 m 5 N −1 , and the inertance Mn is 2 × 1
0 8 kgm -4, Herumuhorumu resonance frequency f when the inertance Ms of 1 × 10 8 kgm -4 is 125 kHz, the period Tc becomes 8 .mu.s.

【0054】D.大小ドットの形成の概略:本実施例の
プリンタ22に備えられた各色48個のノズルNzは、
その内径を等しく形成されている。かかるノズルNzを
用いて径の異なる2種類のドットを形成することができ
る。この原理について説明する。図9は、インクが吐出
される際のノズルNzの駆動波形と吐出されるインクI
pとの関係を模式的に示した説明図である。図9におい
て破線で示した駆動波形が通常のドットを吐出する際の
波形である。区間d2において一旦、マイナスの電圧を
ピエゾ素子PEに印加すると、圧力発生室132の容積
を増大する方向にピエゾ素子PEが変形するため、図9
の状態Aに示した通り、メニスカスMeは、ノズルNz
の内側にへこんだ状態となる。一方、図9の実線で示す
駆動波形を用い、区間d2に示すようにマイナス電圧を
急激に印加すると、状態aで示す通りメニスカスは状態
Aに比べて大きく内側にへこんだ状態となる。
D. Outline of formation of large and small dots: 48 nozzles Nz of each color provided in the printer 22 of the present embodiment
The inner diameters are formed equally. Two types of dots having different diameters can be formed using the nozzle Nz. This principle will be described. FIG. 9 shows the driving waveform of the nozzle Nz when ink is ejected and the ink I ejected.
FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing a relationship with p. The drive waveform indicated by a broken line in FIG. 9 is a waveform when a normal dot is ejected. In the section d2, once a negative voltage is applied to the piezo element PE, the piezo element PE is deformed in a direction to increase the volume of the pressure generating chamber 132.
As shown in the state A, the meniscus Me is the nozzle Nz
Will be indented inside. On the other hand, when a negative voltage is rapidly applied as shown in a section d2 using the driving waveform shown by the solid line in FIG.

【0055】ピエゾ素子PEに印可するマイナスの電圧
のパルス波形によりメニスカスの形状が異なるのは、次
の理由による。ピエゾ素子は、印可された電圧のパルス
形状に応じて変形し、圧力発生室132の容積を増減す
る。圧力発生室132の容積が増大する場合、その変化
が極めてゆっくりとしたものであれば、圧力発生室13
2の容積の増大に伴い、インクは共通のインク室141
から供給され、メニスカスはほとんど変化しない。一
方、ピエゾ素子PEの伸縮が短時間に行なわれ、圧力発
生室132の容積の変化が急激に生じると、インク室1
41からインクの供給は、インク供給口137により制
限されていることから間に合わず、メニスカスは圧力発
生室132の容積の変化により影響を受けることにな
る。ピエゾ素子PEに印可する電圧の変化が緩やかな場
合(図9破線参照)には、メニスカスの後退は小さく、
印可電圧の変化が急激な場合(図9実線参照)には、メ
ニスカスの後退が大きくなるのは、かかるインク供給の
バランスによっている。
The shape of the meniscus differs depending on the pulse waveform of the negative voltage applied to the piezo element PE for the following reason. The piezo element deforms according to the pulse shape of the applied voltage, and increases or decreases the volume of the pressure generating chamber 132. When the volume of the pressure generating chamber 132 increases, if the change is extremely slow, the pressure generating chamber 13
With the increase in the volume of the ink chamber 141, the ink is supplied to the common ink chamber 141.
And the meniscus changes little. On the other hand, when the expansion and contraction of the piezo element PE are performed in a short time and the volume of the pressure generating chamber 132 changes rapidly, the ink chamber 1
The supply of ink from 41 is limited by the ink supply port 137 and cannot be made in time, and the meniscus is affected by a change in the volume of the pressure generating chamber 132. When the change in the voltage applied to the piezo element PE is gradual (see the broken line in FIG. 9), the meniscus retreat is small, and
In the case where the applied voltage changes rapidly (see the solid line in FIG. 9), the meniscus retreat is increased by the balance of the ink supply.

【0056】メニスカスが後退した状態から、次に、ピ
エゾ素子PEへの印加電圧を正にすると(区間d3)、
先に図6を用いて説明した原理に基づいてインクが吐出
される。このとき、メニスカスがあまり内側にへこんで
いない状態(状態A)からは状態Bおよび状態Cに示す
ごとく大きなインク滴が吐出され、メニスカスが大きく
内側にへこんだ状態(状態a)からは状態bおよび状態
cに示すごとく小さなインク滴が吐出される。
Next, when the voltage applied to the piezo element PE is made positive from the state where the meniscus has receded (section d3),
The ink is ejected based on the principle described above with reference to FIG. At this time, large ink droplets are ejected as shown in states B and C from the state where the meniscus is not much depressed inward (state A). As shown in the state c, a small ink droplet is ejected.

【0057】以上に示した通り、駆動電圧を負にする際
(区間d1,d2)の変化率に応じて、ドット径を変化
させることができる。しかし、複数のノズルNzを備え
たプリンタでは、ドット毎に駆動信号の波形を異ならせ
る制御を行なうことは、極めて困難である。そこで、本
実施例では、異なる波形の二つのパルス信号を含んだ駆
動信号を用意し、この信号に応じて印字データを用意す
ることで、大小ドットを形成している。この手法につい
て次に説明する。
As described above, the dot diameter can be changed according to the change rate when the drive voltage is made negative (section d1, d2). However, in a printer having a plurality of nozzles Nz, it is extremely difficult to perform control for making the waveform of the drive signal different for each dot. Therefore, in the present embodiment, large and small dots are formed by preparing a drive signal including two pulse signals having different waveforms and preparing print data according to this signal. This technique will be described next.

【0058】E.ピエゾ素子駆動回路と駆動信号:本実
施例では、駆動波形とドット径との間のこのような関係
に基づいて、ドット径の小さい小ドットを形成するため
の駆動波形と、ドット径の大きな大ドットを形成するた
めの駆動波形の2種類を用意している(図11参照)。
駆動信号の違いによる大小のインク滴の形成の様子につ
いては、駆動信号の生成の詳細と共に後述する。
E. Piezo element drive circuit and drive signal: In this embodiment, a drive waveform for forming a small dot having a small dot diameter and a drive waveform for forming a large dot having a large dot diameter are based on such a relationship between the drive waveform and the dot diameter. Two types of drive waveforms for forming dots are prepared (see FIG. 11).
The manner in which large and small ink droplets are formed due to the difference in the drive signal will be described later together with details of the generation of the drive signal.

【0059】まず、図11に示した波形の駆動信号を生
成する構成について説明する。図11に示した駆動信号
は、ピエゾ素子駆動回路50により生成される。図12
は、このピエゾ素子駆動回路50の内部構成を示すブロ
ック図である。図示するように、このピエゾ素子駆動回
路50の内部には、制御回路40からの信号を受け取っ
て記憶するメモリ51、このメモリ51の内容を読み出
して一時的に保持するラッチ52、このラッチ52の出
力と後述するもう一つのラッチ54の出力とを加算する
加算器53、ラッチ54の出力をアナログデータに変換
するD/A変換器56、変換されたアナログ信号をピエ
ゾ素子PE駆動用の電圧振幅まで増幅する電圧増幅部5
7、増幅された電圧信号に対応した電流供給を行なうた
めの電流増幅部58とから構成されている。ここで、メ
モリ51は、駆動信号の波形を決める所定のパラメータ
を記憶しておくものである。後述するように、駆動信号
の波形は、予め制御回路40から受け取った所定のパラ
メータにより決定される。ピエゾ素子駆動回路50は、
図12に示したように、制御回路40から、クロック信
号1,2,3、データ信号、アドレス信号0ないし3お
よびリセット信号を受け取る。
First, a configuration for generating a drive signal having the waveform shown in FIG. 11 will be described. The drive signal shown in FIG. 11 is generated by the piezo element drive circuit 50. FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the piezo element driving circuit 50. As shown, a memory 51 for receiving and storing signals from the control circuit 40, a latch 52 for reading and temporarily storing the contents of the memory 51, An adder 53 for adding the output to an output of another latch 54 described later, a D / A converter 56 for converting the output of the latch 54 into analog data, and a voltage amplitude for driving the piezo element PE using the converted analog signal. Amplifying unit 5 that amplifies up to
And a current amplifying unit 58 for supplying a current corresponding to the amplified voltage signal. Here, the memory 51 stores predetermined parameters for determining the waveform of the drive signal. As described later, the waveform of the drive signal is determined by predetermined parameters received from the control circuit 40 in advance. The piezo element driving circuit 50
As shown in FIG. 12, the control circuit 40 receives clock signals 1, 2, 3, data signals, address signals 0 to 3, and a reset signal.

【0060】図13は、上述したピエゾ素子駆動回路5
0の構成により、駆動信号の波形が決定される様子を示
す説明図である。まず、駆動信号の生成に先立って、制
御回路40から、駆動信号のスルーレートを示すいくつ
かのデータ信号とそのデータ信号のアドレス信号とが、
クロック信号1に同期して、ピエゾ素子駆動回路50の
メモリ51に出力される。データ信号は1ビットしか存
在しないが、図14に示すように、クロック信号1を同
期信号とするシリアル転送により、データをやり取りす
る構成となっている。即ち、制御回路40から所定のス
ルーレートを転送する場合には、まずクロック信号1に
同期して複数ビットのデータ信号を出力し、その後、こ
のデータを格納するアドレスをクロック信号2に同期し
てアドレス信号0ないし3として出力する。メモリ51
は、このクロック信号2が出力されたタイミングでアド
レス信号を読み取り、受け取ったデータをそのアドレス
に書き込む。アドレス信号は0ないし3の4ビットの信
号なので、最大16種類のスルーレートをメモり51に
記憶することができる。なお、データの最上位のビット
は、符号として用いられている。
FIG. 13 shows the piezo element driving circuit 5 described above.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing how a waveform of a drive signal is determined by a configuration of 0. First, prior to generation of the drive signal, the control circuit 40 sends several data signals indicating the slew rate of the drive signal and the address signal of the data signal to
The signal is output to the memory 51 of the piezo element driving circuit 50 in synchronization with the clock signal 1. Although the data signal has only one bit, as shown in FIG. 14, data is exchanged by serial transfer using the clock signal 1 as a synchronization signal. That is, when transferring a predetermined slew rate from the control circuit 40, first, a data signal of a plurality of bits is output in synchronization with the clock signal 1, and then the address for storing this data is synchronized with the clock signal 2. Output as address signals 0 to 3. Memory 51
Reads the address signal at the timing when the clock signal 2 is output, and writes the received data to the address. Since the address signal is a 4-bit signal of 0 to 3, a maximum of 16 types of slew rates can be stored in the memory 51. Note that the most significant bit of the data is used as a code.

【0061】各アドレスA,B,・・・へのスルーレー
トの設定が完了した後、アドレスBがアドレス信号0な
いし3に出力されると、最初のクロック信号2により、
このアドレスBに対応したスルーレートが第1のラッチ
52により保持される。この状態で、次にクロック信号
3が出力されると、第2のラッチ54の出力に第1のラ
ッチ52の出力が加算された値が、第2のラッチ54に
保持される。即ち、図13に示したように、一旦アドレ
ス信号に対応したスルーレートが選択されると、その
後、クロック信号3を受ける度に、第2のラッチ54の
出力は、そのスルーレートに従って増減する。アドレス
Bに格納されたスルーレートは、単位時間△T当たり電
圧△V1だけ電圧を上昇することに対応した値となって
いる。なお、増加か減少かは、各アドレスに格納された
データの符号により決定される。
After the setting of the slew rate for each of the addresses A, B,... Is completed, when the address B is output to the address signals 0 to 3, the first clock signal 2 causes
The slew rate corresponding to the address B is held by the first latch 52. In this state, when the clock signal 3 is output next, the value obtained by adding the output of the first latch 52 to the output of the second latch 54 is held in the second latch 54. That is, as shown in FIG. 13, once the slew rate corresponding to the address signal is selected, each time the clock signal 3 is received thereafter, the output of the second latch 54 increases or decreases according to the slew rate. The slew rate stored at the address B is a value corresponding to increasing the voltage by the voltage ΔV1 per unit time ΔT. The increase or decrease is determined by the sign of the data stored at each address.

【0062】図13に示した例では、アドレスAには、
スルーレートとして値0、即ち電圧を維持する場合の値
が格納されている。したがって、クロック信号2により
アドレスAが有効となると、駆動信号の波形は、増減の
ない状態、即ちフラットな状態に保たれる。また、アド
レスCには、単位時間△T当たり電圧を△V2だけ低下
することに対応したスルーレートが格納されている。し
たがって、クロック信号2によりアドレスCが有効とな
った後は、この電圧△V2ずつ電圧は低下し行くことに
なる。
In the example shown in FIG.
The slew rate stores a value of 0, that is, a value when the voltage is maintained. Therefore, when the address A is made valid by the clock signal 2, the waveform of the drive signal is kept in a state of no increase or decrease, that is, a flat state. Also, the address C stores a slew rate corresponding to a decrease in voltage per unit time ΔT by ΔV2. Therefore, after the address C becomes valid by the clock signal 2, the voltage decreases by this voltage ΔV2.

【0063】上述した手法により制御回路40からアド
レス信号とクロック信号2とを出力するだけで、駆動信
号の波形を自由に制御することができる。実施例おける
駆動信号を構成する各パルスについて図11を用いて説
明する。まず、駆動信号は、一つの記録画素に対応した
記録周期において、大きく分けて第1パルスと第2パル
スとから構成されている。第1パルスは、その電圧値が
中間電位Vmからスタートし(T11)、最大電位VP
まで一定の勾配で上昇し(T12)、最大電位VPを所
定時間だけ維持する(T13)。次に、第1パルスは第
1の最低電位VLSまで一定の勾配で下降し(T1
4)、最低電位VLSを所定時間だけ維持する(T1
5)。第1パルスの電圧値は、その後、最大電位VPま
で一定の勾配で再び上昇し(T16)、最大電位VPを
所定時間だけ維持する(T17)。その後、第1パルス
は中間電位Vmまで一定の勾配で下降する(T18)。
By simply outputting the address signal and the clock signal 2 from the control circuit 40 by the method described above, the waveform of the drive signal can be freely controlled. Each pulse constituting the drive signal in the embodiment will be described with reference to FIG. First, the driving signal is roughly composed of a first pulse and a second pulse in a recording cycle corresponding to one recording pixel. In the first pulse, the voltage value starts from the intermediate potential Vm (T11) and reaches the maximum potential VP.
The maximum potential VP is maintained for a predetermined time (T13). Next, the first pulse falls at a constant gradient to the first lowest potential VLS (T1
4), the minimum potential VLS is maintained for a predetermined time (T1
5). Thereafter, the voltage value of the first pulse rises again at a constant gradient to the maximum potential VP (T16), and maintains the maximum potential VP for a predetermined time (T17). Thereafter, the first pulse falls at a constant gradient to the intermediate potential Vm (T18).

【0064】ここで、充電パルスT12がピエゾ素子P
Eに印加されると、ピエゾ素子PEは圧力発生室132
の容積を収縮させる方向にたわみ、圧力発生室132内
に正圧を発生させる。その結果、メニスカスはノズル開
口123から盛り上がる。充電パルスT12の電位差が
大きく、電圧勾配が急峻な場合には、充電パルスT12
にてインク滴を吐出させることも可能であるが、本実施
例においては充電パルスT12にてインク滴が吐出され
ない範囲に充電パルスT12の電位差を設定している。
本実施例においては更に、充電パルスT12の充電時間
は、メニスカスがヘルムホルツ周期Tcの振動を励起し
ないようにTc以上の期間(この実施例ではTcと実質
的に同一の期間)に設定されている。
Here, the charging pulse T12 is applied to the piezo element P
When applied to E, the piezo element PE becomes
Of the pressure generating chamber 132 to generate a positive pressure. As a result, the meniscus rises from the nozzle opening 123. When the potential difference of the charging pulse T12 is large and the voltage gradient is steep, the charging pulse T12
In this embodiment, the potential difference of the charging pulse T12 is set within a range in which the ink droplet is not discharged by the charging pulse T12.
Further, in this embodiment, the charging time of the charging pulse T12 is set to a period equal to or longer than Tc (substantially the same period as Tc in this embodiment) so that the meniscus does not excite the oscillation of the Helmholtz cycle Tc. .

【0065】充電パルスT12で盛り上がったメニスカ
スは、ホールドパルスT13が印加されている間、イン
クの表面張力により周期Tmの振動でノズル開口123
内へと戻る動きに転ずる。放電パルスT14を印加する
とピエゾ素子PEは圧力発生室132を膨張させる方向
にたわみ、圧力発生室132内に負圧が生じる。この負
圧によるノズル開口123内部へのメニスカスの動き
は、上記の周期Tmの振動に重畳されて、メニスカスは
ノズル開口123の内部に大きく引き込まれる。このよ
うに、メニスカスがノズル開口123の内部に向かうタ
イミングで放電パルスT14を印加することで、比較的
小さな放電パルスT14の電位差でもメニスカスをノズ
ル開口123の内部に大きく引き込むことができる。本
実施例では、ホールドパルスT13の継続時間をTmの
約1/2とすることで、上記のようなメニスカスの引き
込みを保証している。
During the application of the hold pulse T13, the meniscus raised by the charging pulse T12 is vibrated at a period Tm due to the surface tension of the ink.
It turns into a move back inside. When the discharge pulse T14 is applied, the piezo element PE bends in a direction to expand the pressure generating chamber 132, and a negative pressure is generated in the pressure generating chamber 132. The movement of the meniscus into the inside of the nozzle opening 123 due to the negative pressure is superimposed on the above-described vibration of the period Tm, and the meniscus is largely drawn into the inside of the nozzle opening 123. As described above, by applying the discharge pulse T14 at the timing when the meniscus moves toward the inside of the nozzle opening 123, the meniscus can be largely drawn into the nozzle opening 123 even with a relatively small potential difference of the discharge pulse T14. In the present embodiment, the meniscus pull-in as described above is guaranteed by setting the duration of the hold pulse T13 to about 1/2 of Tm.

【0066】メニスカスが引き込まれた状態から充電パ
ルスT16が印加されると圧力発生室132に正圧が発
生してメニスカスがノズル開口123から盛り上がる。
このとき、メニスカスはノズル開口123の内部に大き
く引き込まれているので、正圧方向の圧力が加わって
も、吐出されるインク滴は微小なインク滴にとどまるこ
とになる。放電パルスT18は、放電パルスT14及び
充電パルスT16で励起されたメニスカスの固有振動を
抑えるための放電パルスであり、周期Tcの固有振動が
ノズル開口123の出口に向かうタイミングでメニスカ
スをノズル開口123の内部へと向わせる放電パルスT
18を印加する。この結果、微少なインク滴の吐出が終
了した後のメニスカスの後退は、比較的小さなものに抑
制される。
When the charging pulse T16 is applied from the state where the meniscus is drawn, a positive pressure is generated in the pressure generating chamber 132, and the meniscus rises from the nozzle opening 123.
At this time, since the meniscus is largely drawn into the inside of the nozzle opening 123, even if a pressure in the positive pressure direction is applied, the ejected ink droplets are small ink droplets. The discharge pulse T18 is a discharge pulse for suppressing the natural vibration of the meniscus excited by the discharge pulse T14 and the charge pulse T16. Discharge pulse T for inward
18 is applied. As a result, the retreat of the meniscus after the ejection of the minute ink droplet is completed is suppressed to a relatively small value.

【0067】次に、第2パルスについて説明する。第2
パルスは、第1パルスに引き続いて中間電位Vmからス
タートする(T19)。第2の最低電位VLLまで一定
の勾配で下降し(T21)、最低電位VLLを所定時間
だけ維持する(T22)。この第2パルスの最低電位V
LLは第1パルスの最低電位VLSよりも低い。そし
て、第2パルスの電圧値は最大電位VPまで一定の勾配
で上昇し(T23)、最大電位VPを所定時間だけ維持
する(T24)。その後、第2パルスは中間電位Vmま
で一定の勾配で下降する(T25)。
Next, the second pulse will be described. Second
The pulse starts from the intermediate potential Vm following the first pulse (T19). The voltage drops to a second minimum potential VLL with a constant gradient (T21), and the minimum potential VLL is maintained for a predetermined time (T22). The minimum potential V of the second pulse
LL is lower than the lowest potential VLS of the first pulse. Then, the voltage value of the second pulse rises at a constant gradient to the maximum potential VP (T23), and maintains the maximum potential VP for a predetermined time (T24). Thereafter, the second pulse falls at a constant gradient to the intermediate potential Vm (T25).

【0068】放電パルスT21を印加すると、前述のよ
うに圧力発生室132内に負圧が生じてメニスカスはノ
ズル開口123の内部に引き込まれる。但し、放電パル
スT21の電位差を、第1パルスの放電パルスT14の
電位差よりも小さく設定することで、第1パルスに比べ
てメニスカスがノズル開口123の内部に大きく引き込
まれることがないようスルーレートを設定している。
When the discharge pulse T 21 is applied, a negative pressure is generated in the pressure generating chamber 132 as described above, and the meniscus is drawn into the nozzle opening 123. However, by setting the potential difference of the discharge pulse T21 to be smaller than the potential difference of the discharge pulse T14 of the first pulse, the slew rate is set so that the meniscus is not greatly drawn into the nozzle opening 123 as compared with the first pulse. You have set.

【0069】充電パルスT23が印加されると圧力発生
室132に正圧が発生してメニスカスがノズル開口12
3から盛り上がる。このとき、メニスカスがノズル開口
123の内部にそれほど引き込まれない状態で、正圧方
向の圧力変化が発生するため、吐出されるインク滴は第
1パルスに比べて大きなインク滴となる。なお、第2パ
ルスの最後の放電パルスT25は、放電パルスT21及
び充電パルスT23で励起されたメニスカスの固有振動
を抑えるための放電パルスであり、周期Tcの固有振動
によりメニスカスがノズル開口123の出口方向に向か
うタイミングで印加される。
When the charging pulse T23 is applied, a positive pressure is generated in the pressure generating chamber 132 and the meniscus is
It rises from 3. At this time, since the pressure change in the positive pressure direction occurs in a state where the meniscus is not so much drawn into the nozzle opening 123, the ejected ink droplet becomes an ink droplet larger than the first pulse. Note that the last discharge pulse T25 of the second pulse is a discharge pulse for suppressing the natural vibration of the meniscus excited by the discharge pulse T21 and the charge pulse T23, and the meniscus is discharged from the nozzle opening 123 by the natural vibration of the cycle Tc. It is applied at the timing heading in the direction.

【0070】第1パルスと第2パルスとを連続して選択
した場合には、結局、二つのインク滴がノズルNzから
徒手つれることになるが、二つのインク滴は、用紙上の
ほぼ同じ位置に着弾する。この様子を示したのが、図1
5である。図示するように、第1のパルスに対応した小
さなインク滴IPsと、第2のパルスを対応した大きな
インク滴IPmとが、用紙上のほぼ同一位置に着弾する
ことにより、最も大きなドットが形成される。図11に
示した駆動信号を用いて2種類のドットを形成する場
合、第2パルスの方がピエゾ素子PEの変化量が大きい
ため、インク滴IPが勢いよく吐出されることになり、
大きなインク滴IPmの飛翔速度は、小さなインク滴I
Psと比べて大きい。このようにインク滴の飛翔速度に
差が存在することから、キャリッジ31を主走査方向に
移動しながら、最初に小さなインク滴を吐出し、次に大
きなインク滴を吐出した場合、キャリッジ31の走査速
度と両インク滴の吐出タイミングとを、キャリッジ31
と用紙Pとの間の距離に応じて調整すれば、両インク滴
をほぼ同じタイミングで用紙Pに到達させることができ
る。本実施例では、このようにして図11の2種類の駆
動パルスから、最もドット径が大きな大ドットを形成し
ているのである。
When the first pulse and the second pulse are successively selected, two ink droplets are eventually displaced from the nozzle Nz, but the two ink droplets are substantially the same on the paper. Land at a position. This is shown in FIG.
5 As shown in the figure, the largest ink dot IPs corresponding to the first pulse and the larger ink droplet IPm corresponding to the second pulse land at almost the same position on the sheet, thereby forming the largest dot. You. When two types of dots are formed by using the drive signals shown in FIG. 11, the amount of change of the piezo element PE is larger in the second pulse, so that the ink droplet IP is ejected vigorously.
The flight speed of the large ink droplet IPm is determined by the small ink droplet I
It is larger than Ps. As described above, since there is a difference in the flying speed of the ink droplet, when the carriage 31 is moved in the main scanning direction, a small ink droplet is ejected first, and then a large ink droplet is ejected. The speed and the ejection timing of both ink droplets are determined by the carriage 31
If the adjustment is made in accordance with the distance between the sheet P and the sheet P, both ink droplets can reach the sheet P at substantially the same timing. In this embodiment, a large dot having the largest dot diameter is thus formed from the two types of drive pulses shown in FIG.

【0071】F.メニスカスの振動と第2パルスのタイ
ミング:以上説明したように、本実施例では、第1パル
スに対応したインク滴の吐出と第2パルスに対応したイ
ンク滴の吐出とを、単独あるいは連続して行なうことが
できるが、第1パルスと第2パルスとにより連続してイ
ンク滴を形成した場合のインク重量の総和が、それぞれ
のインク滴を単独で形成した場合の総和より有意に大き
くなるよう、メニスカスの振動を考慮して、第1,第2
パルスの形成タイミングを調整している。この点を以下
説明する。図16は、本実施例におけるパルス選択と1
記録周期あたりのインク滴重量との関係を示す説明図で
ある。図示するように、第1パルスと第2パルスを連続
的に選択した場合には、第1パルスと第2パルスをそれ
ぞれ単独に選択した場合のインク滴重量の総和に比べ
て、インク重量は、合計で5ng増加したことが判る。
このインク重量の増加は、小さなインク滴を吐出した後
に、メニスカスの動きを考慮した所定のタイミングで第
2のインク滴を形成していることにより得られている。
結果的に、小ドットのインク重量(実施例では5ng)
に対する大ドットのインク重量(実施例では20ng)
の比率は広がり、実質的に記録ドット径の可変範囲を更
に広くできたことになっている。具体的には、本実施例
では、「第1のインク滴吐出のタイミング」である第1
パルスの充電パルスT16の終点と、「圧力発生室を膨
張させる第1信号の開始タイミング」である第2パルス
の充電パルスT21の始点との時間が、後述する「(第
1のインク滴吐出からのメニスカス戻り時間)+(メニ
スカス固有振動周期Tmの1/8)」となるようにホー
ルドパルスT19の時間を設定している。
F. Meniscus vibration and tie of second pulse
Mining: As described above, in the present embodiment, the ejection of the ink droplet corresponding to the first pulse and the ejection of the ink droplet corresponding to the second pulse can be performed singly or continuously. In consideration of the vibration of the meniscus, the sum of the ink weights when ink droplets are continuously formed by the pulse and the second pulse is significantly larger than the sum when each ink droplet is formed alone, 1st, 2nd
The pulse formation timing is adjusted. This will be described below. FIG. 16 shows pulse selection and 1
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a relationship with an ink droplet weight per recording cycle. As shown in the figure, when the first pulse and the second pulse are continuously selected, the ink weight is smaller than the sum of the ink droplet weights when the first pulse and the second pulse are individually selected. It turns out that it increased by 5 ng in total.
This increase in ink weight is obtained by forming the second ink droplet at a predetermined timing in consideration of the movement of the meniscus after ejecting a small ink droplet.
As a result, the ink weight of the small dot (5 ng in the embodiment)
Weight of large dot with respect to (20 ng in the example)
, And the variable range of the recording dot diameter can be substantially widened. Specifically, in the present embodiment, the first timing, which is “the timing of the first ink droplet ejection”, is used.
The time between the end point of the charge pulse T16 of the pulse and the start point of the charge pulse T21 of the second pulse, which is the “start timing of the first signal for expanding the pressure generating chamber”, is referred to as “(1 Of the meniscus return time) + (よ う of the meniscus natural vibration period Tm).

【0072】図17,図18は、第1実施例におけるメ
ニスカスの動きを示す説明図である。縦軸がメニスカス
変位量、横軸が時間を示している。図中の符号707は
ノズル開口123の開口面を示し、ノズル開口面707
の下方がノズル開口123の内部に相当している。また
図中の曲線708がメニスカスの変位を示している。し
たがって、図中の曲線708の接線の傾き(微分値)
は、メニスカスの速度を示している。また、インク滴が
吐出された場合には、そのタイミングに対応した曲線7
08が横軸との間であって横軸より上方に形成する一つ
の閉領域の面積(図示ハッチング部)が、インク滴の重
量にほぼ比例することになる。
FIGS. 17 and 18 are explanatory views showing the movement of the meniscus in the first embodiment. The vertical axis indicates the meniscus displacement amount, and the horizontal axis indicates time. Reference numeral 707 in the figure indicates the opening surface of the nozzle opening 123, and the nozzle opening surface 707
Below corresponds to the inside of the nozzle opening 123. A curve 708 in the figure indicates the displacement of the meniscus. Therefore, the slope (differential value) of the tangent of the curve 708 in the figure
Indicates the velocity of the meniscus. When an ink droplet is ejected, a curve 7 corresponding to the timing is obtained.
08 is between the horizontal axis and above the horizontal axis, the area of one closed region (hatched portion in the drawing) is substantially proportional to the weight of the ink droplet.

【0073】図17は、第1パルスを単独に印加したと
きのメニスカス変位である。メニスカス振動のピーク7
04に対応してインク滴が吐出される。即ち、この時点
で、インク滴はメニスカスから分離して微小インク滴と
なって吐出する。その後、メニスカスはノズル開口面7
07より引き込まれた状態となる。一旦、引き込まれた
メニスカスはメニスカスの表面張力によりノズル開口面
707に向かって戻り始め、時刻701の時点でノズル
開口面707に達する。ここで第1のインク滴吐出のタ
イミングから時刻701までの経過時間が「第1のイン
ク滴吐出からのメニスカス戻り時間」TRである。更に
メニスカスはノズル開口面707を超え、やがて戻り始
める。つまり、メニスカスは減衰振動を起こすことにな
る。再びメニスカスがノズル開口面707に至る時刻を
709とすると、時刻701から時刻709までの経過
時間がメニスカスの固有振動周期Tmの約1/2であ
る。時刻703は、第1のインク滴吐出後メニスカス変
位が最大となるポイントであり、時刻701から時刻7
03の経過時間はメニスカスの固有振動周期Tmの約1
/4に等しい。時刻702は、ノズル開口123外部へ
向かうメニスカスの速度が最大となる時刻701と前記
時刻703のほぼ中間の時刻であり、時刻701から時
刻702の経過時間はメニスカスの固有振動周期Tmの
約1/8に等しい。時刻710は、時刻703と前記時
刻709のほぼ中間の時刻であり、時刻701から時刻
710の経過時間はメニスカスの固有振動周期Tmの約
3/8に等しい。
FIG. 17 shows the meniscus displacement when the first pulse is applied alone. Meniscus oscillation peak 7
04, an ink droplet is ejected. That is, at this point, the ink droplets are separated from the meniscus and ejected as minute ink droplets. Thereafter, the meniscus is moved to the nozzle opening surface 7.
07 is drawn in. The meniscus once drawn in starts to return toward the nozzle opening surface 707 due to the surface tension of the meniscus, and reaches the nozzle opening surface 707 at time 701. Here, the elapsed time from the timing of the first ink droplet ejection to the time 701 is “the meniscus return time from the first ink droplet ejection” TR. Further, the meniscus exceeds the nozzle opening surface 707 and starts to return soon. That is, the meniscus causes damped oscillation. Assuming that the time when the meniscus reaches the nozzle opening surface 707 again is 709, the elapsed time from the time 701 to the time 709 is about の of the natural oscillation period Tm of the meniscus. Time 703 is the point at which the meniscus displacement after the first ink droplet ejection becomes maximum, and from time 701 to time 7
The elapsed time of 03 is about 1 of the natural oscillation period Tm of the meniscus.
/ 4. The time 702 is a substantially intermediate time between the time 701 at which the speed of the meniscus going to the outside of the nozzle opening 123 becomes maximum and the time 703, and the elapsed time from the time 701 to the time 702 is about 1/1 / the natural oscillation period Tm of the meniscus. Equal to 8. The time 710 is almost halfway between the time 703 and the time 709, and the elapsed time from the time 701 to the time 710 is equal to about / of the meniscus natural oscillation period Tm.

【0074】次に第1パルスに引き続いて第2パルスを
印加したときのインク滴量の増加現象を図18を参照し
つつ説明する。本実施例では、図18に示したように、
時刻702のポイントで「圧力発生室を膨張させる第1
信号の開始タイミング」である放電パルスT21の印加
が開始するように、駆動信号を設定している。この時刻
702におけるメニスカスの状態は、メニスカス変位速
度およびメニスカス変位がいずれもノズル開口123外
向きとなっているため、第2パルスの放電パルスT21
によりメニスカスをノズル開口123内部に引き込もう
とする作用は相殺され、メニスカスの変位708の引き
込み量は低減される。この結果、充電パルスT23の印
加により、メニスカス振動のピーク705が高くなり、
メニスカスから分離するインク滴の大きさは、大きくな
る。なお、図18において図中符号706は、「第1の
インク滴吐出のタイミング」である充電パルスT16の
終点と、「圧力発生室を膨張させる第1信号の開始タイ
ミング」である放電パルスT21の始点との時間差を示
している。
Next, the phenomenon of an increase in the amount of ink droplets when the second pulse is applied following the first pulse will be described with reference to FIG. In the present embodiment, as shown in FIG.
At the point of time 702, “the first time to expand the pressure generation chamber”
The drive signal is set so that the application of the discharge pulse T21 which is the "signal start timing" starts. At this time 702, the state of the meniscus is such that the meniscus displacement speed and the meniscus displacement are both outward of the nozzle opening 123, and thus the discharge pulse T21 of the second pulse
Thus, the effect of drawing the meniscus into the nozzle opening 123 is canceled out, and the amount of pull-in of the meniscus displacement 708 is reduced. As a result, the peak 705 of the meniscus vibration increases due to the application of the charging pulse T23,
The size of the ink droplet separated from the meniscus increases. In FIG. 18, reference numeral 706 in the figure denotes the end point of the charging pulse T16, which is "the timing of the first ink droplet ejection", and the discharge pulse T21, which is "the start timing of the first signal for expanding the pressure generating chamber". The time difference from the starting point is shown.

【0075】図19に、「第2パルスの第1信号の開始
タイミング」の位相と第1パルスと第2パルスによって
吐出されるインク滴重量の総和と関係を示す。縦軸は第
1パルスと第2パルスにより吐出されるインク滴重量の
合計値、横軸が時間を示している。インク滴重量曲線G
Iは、第2パルスの第1信号の開始タイミングを時刻7
01から710まで可変して、インク量の合計値を計測
したものである。インク滴重量の総和は、第2パルスの
第1信号の開始タイミングを時刻702付近としたとき
最大値20ngとなり、第2パルスの第1信号の開始タ
イミングが伸びるにしたがって、第1パルスと第2パル
スを各々単独に吐出したときのインク滴重量(5+10
=)15ngに漸近していく。逆に、第2パルスの第1
信号の開始タイミングを短くした場合も、インク滴重量
の総和は低減する。これは、メニスカスがノズル開口1
23内部に引き込まれた状態で、更に第2の駆動パルス
の放電パルスT21によりメニスカスをノズル開口12
3内部に引き込もうとするためと考えられる。図18か
ら、第1のインク滴吐出のタイミングと、第2の駆動パ
ルスの第1の電圧下降波形の開始タイミングとの時間差
を、前記第1のインク滴吐出からのメニスカス戻り時間
TRより長く、(第1のインク滴吐出からのメニスカス
戻り時間TR)+(メニスカス固有振動周期Tmの3/
8)より短くすることが望ましいことが分かる。即ち、
第2パルスの第1信号の開始タイミングを時刻701か
ら時刻710の時間とすれば、二つのパルスによりそれ
ぞれインク滴を吐出した場合より、インク滴重量を増加
することができる。
FIG. 19 shows the relationship between the phase of the "start timing of the first signal of the second pulse" and the total weight of ink droplets ejected by the first and second pulses. The vertical axis indicates the total value of the ink droplet weights ejected by the first pulse and the second pulse, and the horizontal axis indicates the time. Ink drop weight curve G
I indicates the start timing of the first signal of the second pulse at time 7
The total value of the ink amount is measured while varying from 01 to 710. The total sum of the ink droplet weights reaches a maximum value of 20 ng when the start timing of the first signal of the second pulse is around time 702, and as the start timing of the first signal of the second pulse increases, the first pulse and the second pulse increase. Ink droplet weight when each pulse is ejected independently (5 + 10
=) Approaching 15 ng. Conversely, the first pulse of the second pulse
Even when the start timing of the signal is shortened, the sum of the ink droplet weights is reduced. This is because the meniscus has nozzle opening 1
23, the meniscus is further discharged by the discharge pulse T21 of the second drive pulse.
It is thought that it is to try to draw in the inside of No.3. From FIG. 18, the time difference between the timing of the first ink droplet ejection and the start timing of the first voltage drop waveform of the second drive pulse is longer than the meniscus return time TR from the first ink droplet ejection, (The meniscus return time TR from the first ink droplet ejection) + (3/3 of the meniscus natural oscillation period Tm)
8) It is understood that it is desirable to make the length shorter. That is,
If the start timing of the first signal of the second pulse is the time from time 701 to time 710, the weight of the ink droplet can be increased as compared with the case where ink droplets are ejected by two pulses.

【0076】G.駆動回路50の変形例:以上説明した
第1実施例では、ピエゾ素子PEに付加する駆動信号
は、制御回路40側からの指令に基づいてD/A変換器
56を用いて生成したが、駆動信号を生成する駆動回路
は、図20に示す回路50Aにより実現することも可能
である。かかる駆動回路50Aの構成の一例を、図20
に基づいて説明する。この駆動回路50Aは、ヘッド2
8の各ノズルに対応してシフトレジスタ253A〜25
3N、ラッチ素子254A〜254N、レベルシフタ2
55A〜255N、スイッチ素子256A〜256N、
ピエゾ素子257A〜257Nから構成されている。印
字データは、(10)、(11)等の如く、各ノズル毎
に、2ビットデータで構成されている。そして、全ての
ノズルについての各桁のビットデータが一記録周期内に
シフトレジスタ253A〜253Nに入力される。
G. Modified Example of Driving Circuit 50: In the first embodiment described above, the driving signal added to the piezo element PE is generated using the D / A converter 56 based on a command from the control circuit 40 side. A driving circuit for generating a signal can be realized by a circuit 50A illustrated in FIG. An example of the configuration of such a driving circuit 50A is shown in FIG.
It will be described based on. The driving circuit 50A includes the head 2
8 corresponding to the shift registers 253A to 253A.
3N, latch elements 254A to 254N, level shifter 2
55A to 255N, switch elements 256A to 256N,
It is composed of piezo elements 257A to 257N. The print data is composed of 2-bit data for each nozzle as shown in (10) and (11). Then, the bit data of each digit for all nozzles is input to the shift registers 253A to 253N within one recording cycle.

【0077】即ち、全ノズル分の上位ビットであるビッ
ト2のデータがシフトレジスタ253A〜253Nにシ
リアル転送された後、この全ノズル分のビット2のデー
タはラッチ素子254A〜254Nによってラッチされ
る。このラッチにより、次に、全ノズル分の下位ビット
であるビット1のデータがシフトレジスタ253A〜2
53Nにシリアル転送される。
That is, after the data of bit 2, which is the upper bit for all nozzles, is serially transferred to the shift registers 253A to 253N, the data of bit 2 for all nozzles is latched by the latch elements 254A to 254N. By this latch, next, the data of bit 1 which is the lower bit for all nozzles is transferred to the shift registers 253A to 253A-2.
It is serially transferred to 53N.

【0078】そして、例えばアナログスイッチとして構
成される各スイッチ素子256A〜256Nに加わるビ
ットデータが「1」の場合は、駆動信号(COM)がピ
エゾ素子257A〜257Nに直接印加され、各ピエゾ
素子257A〜257Nは駆動信号の信号波形に応じて
変位する。逆に、各スイッチ素子256A〜256Nに
加わるビットデータが「0」の場合は、各ピエゾ素子2
57A〜257Nへの駆動信号は遮断され、各ピエゾ素
子257A〜257Nは直前の電荷を保持する。
When the bit data applied to each of the switch elements 256A to 256N configured as, for example, analog switches is “1”, the drive signal (COM) is directly applied to the piezo elements 257A to 257N, and the respective piezo elements 257A 257N are displaced in accordance with the signal waveform of the drive signal. Conversely, if the bit data applied to each of the switch elements 256A to 256N is "0",
The drive signals to 57A to 257N are cut off, and each of the piezo elements 257A to 257N holds the charge immediately before.

【0079】この回路50Aでも、駆動信号(COM)
は第1実施例と同様、図1に示した波形となっており、
第1パルスおよび第2パルスにより、小さなインク滴と
大きなインク滴とが形成される。
In this circuit 50A, too, the drive signal (COM)
Has the waveform shown in FIG. 1 as in the first embodiment.
The first pulse and the second pulse form a small ink droplet and a large ink droplet.

【0080】第1パルスは、例えば約5ngの小さいイ
ンク滴を吐出させるためのものである。小ドットを記録
する場合、この第1パルスが単独に選択され、小さいド
ット径が得られる。第2パルスは、図1に示した例で
は、常に前記第1パルスに引き続いて選択され、単独に
第2パルスのみ選択されることはない。大ドットを記録
する場合、第1、第2パルスが連続して選択されること
で、例えば約(5+15=)20ngの大きなインク滴
が吐出され、大きなドット径が得られることは、第1実
施例で説明した通りである。
The first pulse is for discharging a small ink droplet of, for example, about 5 ng. When recording a small dot, the first pulse is selected independently, and a small dot diameter is obtained. In the example shown in FIG. 1, the second pulse is always selected following the first pulse, and the second pulse alone is not selected. In the case of printing a large dot, the first and second pulses are successively selected so that a large ink droplet of, for example, about (5 + 15 =) 20 ng is ejected and a large dot diameter is obtained in the first embodiment. As described in the example.

【0081】階調表現に関しては、ドットを形成しない
無ドットの場合(階調値1)、小ドットのみ形成する場
合(階調値2)、大ドットを形成する場合(階調値3)
の3パターンで記録紙上に記録ドットを形成すれば、3
階調のドット階調を行うことができる。なお、各階調値
を(00)、(01)、(10)のように2ビットデー
タで表わすことができる。
Regarding the gradation expression, when no dots are formed, no dots are formed (gradation value 1), when only small dots are formed (gradation value 2), when large dots are formed (gradation value 3).
If recording dots are formed on recording paper in the three patterns
It is possible to perform dot gradation of gradation. Note that each gradation value can be represented by 2-bit data such as (00), (01), and (10).

【0082】小さいインク滴のみを吐出する小ドットの
階調値2の場合は、スイッチ素子256に対して、第1
パルス発生時は同期させて「1」を印加し、第2パルス
発生時は「0」を印加すれば、第1パルスのみをピエゾ
素子257に供給することができる。つまり、階調2を
示す2ビットのデータ(01)を2ビットデータ(1
0)に翻訳(デコード)することにより、第1パルスの
みをピエゾ素子257に印加することができ、小ドット
の階調値2を実現することができる。
In the case of the gradation value 2 of a small dot that discharges only a small ink droplet, the first
When "1" is applied in synchronization with the generation of the pulse and "0" is applied in the generation of the second pulse, only the first pulse can be supplied to the piezo element 257. That is, the 2-bit data (01) indicating the gradation 2 is converted into the 2-bit data (1
By translating (decoding) to (0), only the first pulse can be applied to the piezo element 257, and the gradation value 2 of the small dot can be realized.

【0083】同様に、デコードされた2ビットデータ
(11)をスイッチ素子256に与えれば、第1パルス
及び第2パルスがピエゾ素子257に印加され、これに
より記録紙上に小大2発のインク滴が続けて着弾し、各
インク滴が混じり合って実質的に大ドットが形成され、
階調値3を実現できる。また同様に、インク滴を吐出し
ない無ドットの階調値1の場合は、2ビットデータ(0
0)をスイッチ素子256に与えれば、ピエゾ素子25
7にはパルスが印加されないで、無ドットの階調値1が
実現できることになる。
Similarly, when the decoded 2-bit data (11) is given to the switch element 256, the first pulse and the second pulse are applied to the piezo element 257, whereby two small and large ink droplets are printed on the recording paper. Continue to land, and each ink droplet mixes to form a substantially large dot,
A gradation value of 3 can be realized. Similarly, in the case of a non-dot gradation value of 1 where no ink droplet is ejected, 2-bit data (0
0) to the switch element 256, the piezo element 25
No pulse is applied to 7, so that a dot-free tone value of 1 can be realized.

【0084】各2ビットの印字データをスイッチ素子2
56等に与える具体的構成について、補足する。まず、
出力バッファ44Cには、制御回路46によりデコード
された2ビットの印字データ(D1,D2)が記憶され
ている。ここで、D1は第1パルスの選択信号、D2は
第1パルスの選択信号である。この2ビットの印字デー
タは、一記録周期内に記録ヘッド28の各ノズルに対応
したスイッチ素子256に与えられる。具体的には、記
録ヘッド28のノズル数をn個とし、副走査方向のある
位置における1番目のノズルの印字データを(D11,
D21)、2番目のノズルの印字データを(D12,D
22)のように表わした場合、シフトレジスタ253に
は、全ノズルについての第1パルス選択信号D1のデー
タ(D11,D12,D13,...D1n)がクロッ
ク信号に同期してシリアル入力される。同様にして、全
ノズルについての第2パルス選択信号D2のデータ(D
21,D22,D23,...D2n)が、一記録周期
内でシフトレジスタ253に転送される。この様子を、
図11の最下段に示しておいた。
The print data of each 2 bits is transferred to the switch element 2
The specific configuration given to 56 etc. will be supplemented. First,
The output buffer 44C stores 2-bit print data (D1, D2) decoded by the control circuit 46. Here, D1 is a selection signal of the first pulse, and D2 is a selection signal of the first pulse. The 2-bit print data is supplied to the switch elements 256 corresponding to the respective nozzles of the recording head 28 within one recording cycle. Specifically, the number of nozzles of the recording head 28 is n, and the print data of the first nozzle at a certain position in the sub-scanning direction is (D11,
D21) Change the print data of the second nozzle to (D12, D12
22), the data (D11, D12, D13,... D1n) of the first pulse selection signal D1 for all nozzles is serially input to the shift register 253 in synchronization with the clock signal. . Similarly, the data of the second pulse selection signal D2 (D
21, D22, D23,. . . D2n) is transferred to the shift register 253 within one recording cycle. This situation,
This is shown at the bottom of FIG.

【0085】図11に示したように、目的とする駆動パ
ルスを発生させるタイミングの前に、当該駆動パルスを
選択する印字データをシフトレジスタ253に転送して
おく。そして、目的とするパルスの発生に同期させて、
シフトレジスタ253にセットされた印字データをラッ
チ素子254に転送して記憶させる。ラッチ素子254
の印字データは、レベルシフタ255により昇圧された
後、スイッチ素子256を介して、ピエゾ素子257に
駆動信号として付加される。
As shown in FIG. 11, before the timing at which a target drive pulse is generated, print data for selecting the drive pulse is transferred to the shift register 253. Then, in synchronization with the generation of the target pulse,
The print data set in the shift register 253 is transferred to the latch element 254 and stored. Latch element 254
Is boosted by the level shifter 255 and then added as a drive signal to the piezo element 257 via the switch element 256.

【0086】H.第2実施例:次に本発明の第2実施例
について、説明する。第2実施例の印刷装置は、その全
体構成は、第1実施例と同様である。第2実施例が第1
実施例と異なる点は、インクジェット記録用の印字ヘッ
ド28の環境温度に応じて、第1パルスのインク滴吐出
のタイミングと、第2パルスの第1信号の開始タイミン
グとの時間差を可変とする点である。
H. Second Embodiment: Next, a second embodiment of the present invention will be described. The overall configuration of the printing apparatus according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment. The second embodiment is the first
The difference from the embodiment is that the time difference between the timing of the first pulse of ink droplet ejection and the start timing of the first signal of the second pulse is made variable according to the environmental temperature of the print head 28 for inkjet recording. It is.

【0087】図21は、第2実施例におけるプリンタ2
2の内部構成を示すブロック図である。この実施例のプ
リンタ22は、制御回路40およびピエゾ素子駆動回路
50の他に、タイミング記憶手段192、タイミング制
御手段191、温度センサ194およびAD変換器19
3を備える。温度センサ194は、印字ヘッド28の周
囲の温度を検出するセンサである。この温度センサ19
4は、インクの吐出のされ易さを反映したパラメータと
して環境温度を検出していることになる。この温度セン
サ194で測定された温度データは、AD変換器193
を介してタイミング制御手段191に取り込まれる。タ
イミング制御手段191では温度センサ194から入力
された温度データに基づいて、タイミング記憶手段19
2に予め記憶されている「第2パルスの第1信号の開始
タイミング」条件を読み出し、これを制御回路40の駆
動信号設定回路47に出力する。駆動信号設定回路47
は、この条件を取り込んで、第2パルスの第1信号の開
始タイミング条件を決定し、その情報をI/F49を介
してピエゾ素子駆動回路50に出力する信号のタイミン
グを調整する。したがって、環境温度により、第2パル
スの駆動信号のタイミングを調整することが可能となっ
ている。なお、単に温度センサ194のみを設け、タイ
ミングなどの決定をすべて制御回路40側で行なうよう
構成することも可能である。
FIG. 21 shows a printer 2 according to the second embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the second embodiment. The printer 22 of this embodiment includes a timing storage unit 192, a timing control unit 191, a temperature sensor 194, and an AD converter 19 in addition to the control circuit 40 and the piezo element driving circuit 50.
3 is provided. The temperature sensor 194 is a sensor that detects the temperature around the print head 28. This temperature sensor 19
Reference numeral 4 indicates that the environmental temperature is detected as a parameter reflecting the ease of ink ejection. The temperature data measured by the temperature sensor 194 is supplied to the AD converter 193
Is taken into the timing control means 191 via the. The timing control means 191 is based on the temperature data input from the temperature sensor 194,
2 is read in advance, and the “start timing of the first signal of the second pulse” condition is read out and output to the drive signal setting circuit 47 of the control circuit 40. Drive signal setting circuit 47
Takes this condition, determines the start timing condition of the first signal of the second pulse, and adjusts the timing of the signal that outputs the information to the piezo element drive circuit 50 via the I / F 49. Therefore, it is possible to adjust the timing of the drive signal of the second pulse according to the environmental temperature. It is also possible to provide a configuration in which only the temperature sensor 194 is provided and the control circuit 40 determines all timings and the like.

【0088】図22は、あるインクを採用したプリンタ
において、環境温度が15℃、25℃、40℃と変化し
た場合のメニスカスの動きを例示する図であり、縦軸は
メニスカスの変位、横軸は時間を示す。図中符号901
は、15℃におけるメニスカスの変位であり、符号90
2、903は各々25℃、40℃におけるメニスカスの
変位を示している。
FIG. 22 is a diagram illustrating the movement of the meniscus when the environmental temperature changes to 15 ° C., 25 ° C., and 40 ° C. in the printer using a certain ink. Indicates time. Reference numeral 901 in the figure
Is the displacement of the meniscus at 15 ° C.
Numerals 2 and 903 indicate the displacement of the meniscus at 25 ° C. and 40 ° C., respectively.

【0089】この例のインクは、その粘度が温度により
変化するタイプのインクであり、温度が高くなるほど、
粘性が低下する性状を有している。15℃におけるメニ
スカスの変位901は、25℃におけるメニスカスの変
位902に比べて、インク粘度の温度依存性により流路
抵抗が増大するため、メニスカス振動の減衰が大きくな
り、前述のインク滴吐出直後のメニスカスのヘルムホル
ツ共振による振幅、およびメニスカスの固有振動による
振幅は、共に小さい。更に固有振動の振動周期Tmは流
路抵抗の増大により長くなる。逆に、40℃におけるメ
ニスカスの変位901は、流路抵抗が減少するため、メ
ニスカス振動の減衰が小さくなり、メニスカスのヘルム
ホルツ共振による振幅、およびメニスカスの固有振動に
よる振幅は共に大きくなる。更に前記固有振動の周期T
mは流路抵抗の減少により短くなる。
The ink of this example is a type of ink whose viscosity changes with temperature.
It has the property of decreasing viscosity. The meniscus displacement 901 at 15 ° C. is larger than the meniscus displacement 902 at 25 ° C., because the flow path resistance increases due to the temperature dependence of the ink viscosity, so that the meniscus vibration is greatly attenuated, and The amplitude of the meniscus due to Helmholtz resonance and the amplitude of the meniscus due to natural vibration are both small. Further, the vibration period Tm of the natural vibration becomes longer due to an increase in the flow path resistance. Conversely, the displacement 901 of the meniscus at 40 ° C. decreases the flow path resistance, so that the attenuation of the meniscus vibration decreases, and the amplitude of the meniscus due to Helmholtz resonance and the amplitude of the meniscus due to the natural vibration both increase. Further, the period T of the natural vibration
m becomes shorter as the flow path resistance decreases.

【0090】このように、プリンタに用いるインクが、
温度により粘性が大きく変わるタイプのインクである場
合には、粘性の温度依存性によってメニスカス振動状態
が大きく変化するため、第1パルスのインク滴吐出のタ
イミングと、第2パルスの第1信号の開始タイミングと
の時間差を環境によらず一定とすると、インク滴の重量
が温度により大きく相違する可能性がある。第2パルス
の第1信号の開始タイミングにおけるメニスカス位置お
よびメニスカス速度が変化するからである。
Thus, the ink used for the printer is
In the case of an ink of a type whose viscosity changes greatly with temperature, the meniscus vibration state changes greatly due to the temperature dependence of the viscosity. If the time difference from the timing is constant irrespective of the environment, the weight of the ink droplet may greatly differ depending on the temperature. This is because the meniscus position and the meniscus velocity at the start timing of the first signal of the second pulse change.

【0091】そこで、こうしたインクを用いた場合に
は、図22に示したように、第2パルスの第1信号の開
始タイミングを、15℃においては時刻904に、25
℃においては時刻905に、40℃においては時刻90
6に、というように、環境温度によって可変とする。こ
の結果、メニスカス位置およびメニスカス速度の環境依
存性をある程度相殺することができ、環境温度による第
2パルスのインク滴重量の変化を簡単な構成で抑えるこ
とが可能となる。なお、インクの吐出のしやすさに関連
したパラメータが他にあれば、同様に検出し、第2パル
スの第1信号の開始タイミングに反映すれば良い。こう
したパラメータとしては、例えばインクの濃度や大気
圧、ピエゾ素子の特性の経年変化など様々なものを考え
ることができる。こうしたパラメータを直接検出するこ
とが望ましいが、直接検出することが困難な場合には、
推定したり使用者が設定するものとすることも差し支え
ない。例えば、インク濃度を交換直後のインクカートリ
ッジ全体の重量から推定したり、特性の経年変化を使用
開始からの経過時間により推定することも可能である。
また、大気圧などの情報は、プリンタ内にセンサを設け
ても良いが、例えばコンピュータ90が、電話回線を介
して所定の計測期間からデータを受け取り、これをプリ
ンタ22に転送するものとしてもよい。
Therefore, when such an ink is used, as shown in FIG. 22, the start timing of the first signal of the second pulse is changed to 25 at 15 ° C. at time 904.
At 90 ° C at 90 ° C and 90 at 40 ° C.
6, and so on, depending on the environmental temperature. As a result, the environmental dependence of the meniscus position and the meniscus velocity can be offset to some extent, and a change in the ink droplet weight of the second pulse due to the environmental temperature can be suppressed with a simple configuration. It should be noted that if there are other parameters related to the ease of ink ejection, the parameters may be similarly detected and reflected on the start timing of the first signal of the second pulse. Various parameters can be considered as such parameters, for example, the density of the ink, the atmospheric pressure, and the secular change of the characteristics of the piezo element. It is desirable to detect these parameters directly, but if it is difficult to detect them directly,
It may be estimated or set by the user. For example, it is possible to estimate the ink density from the weight of the entire ink cartridge immediately after the replacement, or to estimate the secular change in characteristics based on the elapsed time from the start of use.
Further, a sensor for the information such as the atmospheric pressure may be provided in the printer. For example, the computer 90 may receive data from a predetermined measurement period via a telephone line and transfer the data to the printer 22. .

【0092】I.第3実施例:次に本発明の第3実施例
について説明する。第3実施例の印刷装置およびプリン
タとそのヘッド駆動装置は、前記第2実施例の構成に準
じている。第3実施例が第2実施例と異なる点は、第1
パルスのインク滴吐出のタイミングと、第2パルスの第
1信号の開始タイミングとの時間差を高温環境になるに
したがって長い側に可変とする点である。
I. Third Embodiment: Next, a third embodiment of the present invention will be described. The printing apparatus, the printer, and the head driving device of the third embodiment conform to the configuration of the second embodiment. The third embodiment is different from the second embodiment in that
The point is that the time difference between the timing of the ink droplet ejection of the pulse and the start timing of the first signal of the second pulse can be changed to a longer side as the temperature becomes higher.

【0093】図23は、図22同様に、あるインクを用
いたプリンタにおいて、環境温度が15℃、25℃、4
0℃と変化した場合のメニスカスの動きを示す図であ
り、縦軸はメニスカスの変位、横軸は時間を示す。
FIG. 23 shows a case where the environmental temperature is 15 ° C., 25 ° C.,
It is a figure which shows the movement of the meniscus when it changes to 0 degreeC, a vertical axis | shaft shows the displacement of a meniscus, and a horizontal axis | shaft shows time.

【0094】図23に示さしたように、この実施例で
は、第2パルスの第1信号の開始タイミングを、15℃
においては時刻914に、25℃においては時刻915
に、40℃においては時刻916に、というように高温
環境になるにしたがって長い側に可変としている。この
本実施例でも、第2実施例同様、メニスカス位置および
メニスカス速度の環境依存性をある程度相殺することが
でき、環境温度による第2パルスのインク滴重量の変化
を簡単な構成で抑えることができる。更に本実施例で
は、高温環境になるにしたがって長い側に可変とするこ
とで、第2パルスの開始タイミングにおいて、第1のイ
ンク滴吐出直後のメニスカスのTc振動の影響を受けに
くいため、飛行曲がりの少ない、安定した飛翔状態が実
現できるという長所を合わせもつ。
As shown in FIG. 23, in this embodiment, the start timing of the first signal of the second pulse is set to 15 ° C.
At time 914 and at 25 ° C. at time 915
In addition, at 40 ° C., at time 916, it is variable to a longer side as the temperature becomes higher. In this embodiment, as in the second embodiment, the environmental dependence of the meniscus position and meniscus velocity can be offset to some extent, and the change in the ink drop weight of the second pulse due to the environmental temperature can be suppressed with a simple configuration. . Further, in the present embodiment, by varying the length to a longer side as the temperature becomes higher, the influence of the meniscus Tc vibration immediately after the ejection of the first ink droplet is less likely to occur at the start timing of the second pulse. It has the advantage of realizing a stable flying state with less noise.

【0095】J.第4実施例:次に、本発明の第4実施
例について、説明する。第4実施例は、第1実施例と同
様のハードウェア構成を有するが、第2のインク滴の吐
出のタイミングをホルムヘルツ共振の周期Tcを考慮し
て定めている点に特徴を有する。図22,23に例示し
たように、第1パルスによる小さなインク滴の吐出を行
なった後のメニスカスの動きを詳細に観察すると、メニ
スカスの固有振動の周期Tmに従うメニスカスの大きな
動きに加えて、この周期Tmよりかなり周期の短いホル
ムヘルツ共振による周期Tcの振動が見られる。したが
って、第2のインク滴の吐出のタイミングをこのホルム
ヘルツ共振による周期Tcを考慮して定めることによ
り、第2パルスに応じて吐出されるインク滴の重量を可
変することができる。
J. Fourth Embodiment: Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. The fourth embodiment has the same hardware configuration as the first embodiment, but is characterized in that the ejection timing of the second ink droplet is determined in consideration of the period Tc of the form-Holtz resonance. As illustrated in FIGS. 22 and 23, when the movement of the meniscus after the ejection of the small ink droplet by the first pulse is observed in detail, in addition to the large movement of the meniscus according to the period Tm of the natural oscillation of the meniscus, Oscillation of the period Tc due to the Holmhertz resonance whose period is considerably shorter than the period Tm is observed. Therefore, by determining the ejection timing of the second ink droplet in consideration of the period Tc due to the form Hertz resonance, the weight of the ink droplet ejected in accordance with the second pulse can be varied.

【0096】例えば、図24は、あるインクを用いた場
合のメニスカスの動きを詳しく示したものであり、メニ
スカスの固有振動による周期Tmに、ヘルムホルツ共振
による周期Tcの振動が重畳されている様子が分かる。
図2おいて、符号921は、第1パルスによるインク滴
の吐出終了後の最初のヘルムホルツ共振による振動のピ
ークを、符号922は2回目のピークを、符号923
は、3回目のピークを、符号924は4回目のピーク
を、それぞれ示している。そこで、第2パルスによるイ
ンク滴の吐出のタイミングをこの周期Tcの整数倍(1
倍、2倍、3倍。・・)としておければ、第2パルスに
応じて吐出されるインク滴の重量を増加することができ
る。また、第2パルスによるインク滴の吐出のタイミン
グをこの周期Tcの(整数+1/2)倍としておけば、
第2パルスに応じて吐出されるインク滴の重量を減らす
ことができる。
For example, FIG. 24 shows the movement of the meniscus in a case where a certain ink is used. FIG. 24 shows that the vibration of the period Tc due to Helmholtz resonance is superimposed on the period Tm due to the natural vibration of the meniscus. I understand.
In FIG. 2, reference numeral 921 denotes the first vibration peak due to Helmholtz resonance after the end of the ejection of the ink droplet by the first pulse, reference numeral 922 denotes the second peak, and reference numeral 923.
Indicates a third peak, and reference numeral 924 indicates a fourth peak. Therefore, the ejection timing of the ink droplet by the second pulse is set to an integral multiple of this cycle Tc (1
2 times, 3 times. ..), the weight of the ink droplet ejected in response to the second pulse can be increased. Also, if the ejection timing of the ink droplet by the second pulse is set to (integer ++ 1) times this cycle Tc,
The weight of the ink droplet ejected in response to the second pulse can be reduced.

【0097】この結果、メニスカスのヘルムホルツ共振
の周期Tcを考慮することにより、インク滴の重量を細
かく制御することが可能となる。この特徴を利用して、
例えばインクの粘性が低下してインク滴が吐出されやす
くなるにしたがって、第2のインク滴の吐出のタイミン
グを、周期Tcの整数倍から(整数+1/2)倍へと延
ばし(あるいは縮め)、粘性の変化により吐出されやす
くなる分を相殺して、粘性の変化によらずインク滴の重
量を一定に保つと言った制御を行なうことも可能であ
る。もとより、メニスカスの固有振動による周期Tmと
ヘルムホルツ共振による周期Tcの両者を考慮して、第
2パルスの第1信号のタイミングおよび第2のインク滴
の吐出のタイミングを決定することも好適である。この
場合には、両者を最適に選択してインク重量を最大とし
た状態から、両者を最も悪い条件としてインク重量を最
小にした状態まで、インク重量の可変範囲を最も広く取
ることが可能となる。
As a result, it is possible to finely control the weight of the ink droplet by considering the period Tc of the Helmholtz resonance of the meniscus. Using this feature,
For example, as the viscosity of the ink decreases and the ink droplets are easily ejected, the ejection timing of the second ink droplet is extended (or contracted) from an integral multiple of the period Tc to (integer + /) times, It is also possible to control such that the weight of ink droplets is kept constant irrespective of the change in viscosity, by canceling out the portion that is more likely to be ejected due to the change in viscosity. Of course, it is also preferable to determine the timing of the first signal of the second pulse and the timing of discharging the second ink droplet in consideration of both the period Tm due to the natural vibration of the meniscus and the period Tc due to the Helmholtz resonance. In this case, it is possible to obtain the widest variable range of the ink weight from the state where both are optimally selected and the ink weight is maximized, to the state where both are worst conditions and the ink weight is minimized. .

【0098】以上本発明のいくつかの実施例について説
明したが、本発明は、これらの実施例に何ら限定される
ものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内におい
て、種々の態様で実施可能である。例えば、上記の実施
例において、ピエゾ素子は、たわみ振動子型のPZTを
採用したが、縦振動横効果のPZTであってもよい。但
しこの場合、たわみ振動子型のPZTに対して、充電と
放電が入れ替わることになる。また、圧力発生素子とし
ては、ピエゾ素子に限らず、例えば磁歪素子等の他の素
子を用いてもよい。
Although several embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and may be implemented in various modes without departing from the scope of the present invention. It is possible. For example, in the above embodiment, the piezo element employs PZT of a flexural oscillator type, but may employ PZT of a longitudinal vibration lateral effect. However, in this case, charging and discharging are switched with respect to the flexural oscillator type PZT. Further, the pressure generating element is not limited to a piezo element, and another element such as a magnetostrictive element may be used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例におけるピエゾ素子の駆動信号
の一例を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing an example of a driving signal of a piezo element according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の印刷装置の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a printing apparatus according to the present invention.

【図3】プリンタドライバの構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a printer driver.

【図4】プリンタ22の内部構成を駆動系を中心に示す
説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram mainly showing a drive system of an internal configuration of the printer 22.

【図5】印字用ヘッドの導入管67まわりの概略構成を
示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a schematic configuration around an introduction pipe 67 of the printing head.

【図6】ピエゾ素子の伸縮によりインク滴が吐出される
原理を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view showing the principle of ejecting ink droplets by expansion and contraction of a piezo element.

【図7】ヘッドに設けられたインク吐出機構の機械的構
造を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a mechanical structure of an ink ejection mechanism provided in a head.

【図8】実施例における印字ヘッド28におけるノズル
の並びを例示する説明図である。
FIG. 8 is an explanatory view illustrating the arrangement of nozzles in a print head according to the embodiment.

【図9】ピエゾ素子に加える駆動信号とインク滴の吐出
との関係を例示する模式図である。
FIG. 9 is a schematic view illustrating the relationship between a drive signal applied to a piezo element and ejection of ink droplets.

【図10】本発明の第1実施例で用いたプリンタ22内
部の電気的な構成を例示するブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating an electrical configuration inside the printer 22 used in the first embodiment of the present invention.

【図11】駆動信号の各波形について説明する説明図で
ある。
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating each waveform of a drive signal.

【図12】ピエゾ素子駆動回路50の内部構成を例示す
るブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram illustrating an internal configuration of a piezo element driving circuit 50;

【図13】駆動パルスの生成の過程を示す説明図であ
る。
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a process of generating a drive pulse.

【図14】データ信号を用いてメモり51にスルーレー
トを設定する場合の各信号のタイミングを示すタイミン
グチャートである。
FIG. 14 is a timing chart showing the timing of each signal when a slew rate is set in the memory 51 using a data signal.

【図15】吐出された大小二つのインク滴が用紙P上に
着弾する状態を示す模式図である。
FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a state where ejected two large and small ink droplets land on a paper P.

【図16】パルス選択と1記録周期あたりのインク滴重
量との関係を示す説明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a relationship between pulse selection and ink droplet weight per recording cycle.

【図17】単独パルスによりインクの吐出を行なう場合
のメニスカスの変位の一実施例を示すグラフである。
FIG. 17 is a graph showing an example of meniscus displacement when ink is ejected by a single pulse.

【図18】連続する二つのパルスによりインクの吐出を
行なう場合のメニスカスの変位の一実施例を示すグラフ
である。
FIG. 18 is a graph showing an example of meniscus displacement when ink is ejected by two consecutive pulses.

【図19】第2パルスの第1信号の開始タイミングと二
つのパルスにより吐出されるインク滴重量との関係を示
すグラフである。
FIG. 19 is a graph showing the relationship between the start timing of a first signal of a second pulse and the weight of ink droplets ejected by two pulses.

【図20】第1実施例の変形例におけるピエゾ駆動回路
の概略構成を示すブロック図である。
FIG. 20 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a piezo drive circuit according to a modification of the first embodiment.

【図21】本発明の第2実施例におけるプリンタの内部
構成を示すブロック図である。
FIG. 21 is a block diagram illustrating an internal configuration of a printer according to a second embodiment of the present invention.

【図22】第2実施例におけるメニスカスの変位を示す
グラフである。
FIG. 22 is a graph showing the displacement of the meniscus in the second embodiment.

【図23】本発明の第3実施例におけるメニスカスの変
位を示すグラフである。
FIG. 23 is a graph showing the displacement of the meniscus in the third embodiment of the present invention.

【図24】本発明の第4実施例におけるメニスカスの変
位を示すグラフである。
FIG. 24 is a graph showing displacement of a meniscus in the fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12…スキャナ 14…キーボード 15…フレキシブルドライブ 16…ハードディスク 18…モデム 21…CRTディスプレイ 22…プリンタ 23…紙送りモータ 24…キャリッジモータ 26…プラテン 28…インク吐出用ヘッド 31…キャリッジ 32…操作パネル 34…摺動軸 36…駆動ベルト 38…プーリ 39…位置検出センサ 40…制御回路 43…I/F 44…RAM 44A…受信バッファ 44B…中間バッファ 44C…出力バッファ 45…ROM 46…制御部 47…発振回路 48…駆動信号発生回路 48A…駆動信号設定回路 49…I/F 50…ピエゾ素子駆動回路 51…メモリ 52…第1のラッチ 53…シフトレジスタ 53…加算器 54…第2のラッチ 55…レベルシフタ 56…D/A変換器 57…部 57A〜57N…ピエゾ素子 58…電圧増幅部 59…電流増幅部 61〜66…インク吐出用ヘッド 67…導入管 68…インク通路 71,72…インクカートリッジ 80…バス 81…CPU 82…ROM 83…RAM 84…入力インターフェイス 85…出力インタフェース 86…CRTC 88…SIO 90…コンピュータ 91…ビデオドライバ 95…アプリケーションプログラム 96…プリンタドライバ 97…解像度変換モジュール 98…色補正モジュール 99…ハーフトーンモジュール 100…ラスタライザ 121…アクチュエータユニット 122…流路ユニット 123…ノズル開口 130…第1の蓋部材 132…圧力発生室 134…駆動電極 135…スペーサ 136…第2の蓋部材 137…インク供給口 138,139…連通孔 140…インク供給口形成基板 141…インク室 143…インク室形成基板 144…ノズル連通孔 145…ノズルプレート 146,147,148…接着層 191…タイミング制御手段 192…タイミング記憶手段 193…AD変換器 194…温度センサ 253A〜253N…シフトレジスタ 254A〜254N…ラッチ素子 255A〜255N…レベルシフタ 256A〜256N…スイッチ素子 257A〜257N…ピエゾ素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Scanner 14 ... Keyboard 15 ... Flexible drive 16 ... Hard disk 18 ... Modem 21 ... CRT display 22 ... Printer 23 ... Paper feed motor 24 ... Carriage motor 26 ... Platen 28 ... Ink ejection head 31 ... Carriage 32 ... Operation panel 34 ... Sliding shaft 36 ... Drive belt 38 ... Pulley 39 ... Position detection sensor 40 ... Control circuit 43 ... I / F 44 ... RAM 44A ... Reception buffer 44B ... Intermediate buffer 44C ... Output buffer 45 ... ROM 46 ... Control unit 47 ... Oscillation circuit 48 drive signal generation circuit 48A drive signal setting circuit 49 I / F 50 piezo element drive circuit 51 memory 52 first latch 53 shift register 53 adder 54 second latch 55 level shifter 56 ... D / A converter 57 ... Part 5 A to 57N Piezoelectric element 58 Voltage amplifying unit 59 Current amplifying unit 61 to 66 Ink ejection head 67 Introduction tube 68 Ink passage 71, 72 Ink cartridge 80 Bus 81 CPU 82 ROM 83 RAM 84 input interface 85 output interface 86 CRTC 88 SIO 90 computer 91 video driver 95 application program 96 printer driver 97 resolution conversion module 98 color correction module 99 halftone module 100 rasterizer 121 actuator Unit 122: Flow path unit 123: Nozzle opening 130: First lid member 132: Pressure generating chamber 134: Drive electrode 135: Spacer 136: Second lid member 137: Ink supply ports 138, 139 Communication hole 140 ... Ink supply port forming substrate 141 ... Ink chamber 143 ... Ink chamber forming substrate 144 ... Nozzle communication hole 145 ... Nozzle plate 146, 147, 148 ... Adhesive layer 191 ... Timing control means 192 ... Timing storage means 193 ... AD conversion Unit 194 Temperature sensors 253A to 253N Shift registers 254A to 254N Latch elements 255A to 255N Level shifters 256A to 256N Switch elements 257A to 257N Piezo elements

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のノズル開口の各々に対応して設け
られた圧力発生素子を作動させることにより、前記ノズ
ル開口からインク滴を吐出させるインクジェット記録ヘ
ッドの駆動装置であって、 前記複数のノズルから第1のインク滴を吐出させるため
の第1の駆動パルスと、該複数のノズルから前記第1の
インク滴より大きな第2のインク滴を吐出させるための
第2の駆動パルスとを含んでなる駆動信号を発生させる
駆動信号発生手段と、 前記録画素に対応した一記録周期内で前記各駆動パルス
のうちの少なくとも一つの駆動パルスを選択する駆動パ
ルス選択手段と、 該選択された駆動パルスを含む前記駆動信号により、前
記圧力発生素子を駆動する素子駆動手段と、 記第1または第2のインク滴により形成されるドットよ
り大きいドットを形成しようとする場合には、前記パル
ス選択手段により、前記一記録周期内に前記第1の駆動
パルスと前記第2の駆動パルスとを選択し、両駆動パル
スに応じたインク滴により前記記録媒体上に大ドットを
形成する大ドット形成手段とを備えたインクジェット記
録ヘッドの駆動装置。
1. A driving device for an ink jet recording head for ejecting ink droplets from said nozzle openings by activating pressure generating elements provided corresponding to each of said plurality of nozzle openings, wherein: From a plurality of nozzles, and a second drive pulse for discharging a second ink droplet larger than the first ink droplet from the plurality of nozzles. Drive signal generation means for generating a drive signal, and drive pulse selection means for selecting at least one of the drive pulses within one recording cycle corresponding to a previous recording pixel; and the selected drive pulse. Element driving means for driving the pressure generating element by the driving signal including: a dot larger than a dot formed by the first or second ink droplet In the case where the recording medium is to be formed, the first drive pulse and the second drive pulse are selected within the one recording cycle by the pulse selection means, and the recording medium is formed by ink droplets corresponding to both drive pulses. A driving device for an ink jet recording head comprising: a large dot forming means for forming a large dot thereon.
【請求項2】 請求項1記載のインクジェット記録ヘッ
ドの駆動装置であって、 該圧力発生素子の変形により容積が低減されてインクの
液圧を増加する圧力発生室を、前記ノズルへのインク通
路に連通して設け、 前記駆動信号発生手段は、 前記第2の駆動パルスを、前記圧力発生室を膨張させる
第1信号と、膨張状態を保持する第2信号と、前記圧力
発生室を収縮する第3信号とを少なくとも有するパルス
として形成すると共に、 前記第1のインク滴吐出のタイミングと前記第2の駆動
パルスの前記第1信号の開始タイミングとの時間差を、
前記第1のインク滴吐出からのメニスカス戻り時間TR
より長く、TR+3・Tm/8(Tmは、メニスカス固
有振動周期)より短い時間として定めるインクジェット
記録ヘッドの駆動装置。
2. The ink jet recording head driving device according to claim 1, wherein a pressure generating chamber whose volume is reduced by deformation of the pressure generating element to increase the liquid pressure of the ink is provided in an ink passage to the nozzle. The drive signal generating means is configured to transmit the second drive pulse to a first signal for expanding the pressure generating chamber, a second signal for maintaining the expanded state, and to contract the pressure generating chamber. A pulse having at least a third signal, and a time difference between the timing of the first ink droplet ejection and the start timing of the first signal of the second drive pulse.
Meniscus return time TR from the first ink droplet ejection
A driving device for an ink jet recording head, which is set to a time longer than TR + 3 · Tm / 8 (Tm is a meniscus natural oscillation period).
【請求項3】 請求項2記載のインクジェット記録ヘッ
ドの駆動装置であって、 前記インクの吐出の程度に関与するインクの性状を反映
したパラメータを検出する検出手段と、 該検出手段により検出されたパラメータに基づいて前記
第1信号の開始タイミングを、前記第1のインク滴吐出
のタイミングと前記第1信号の開始タイミングとの時間
差を可変するタイミング変更手段とを備えたインクジェ
ット記録ヘッドの駆動装置。
3. The driving apparatus for an ink jet recording head according to claim 2, wherein: a detecting unit for detecting a parameter reflecting a property of the ink related to a degree of ejection of the ink; and the detecting unit detects the parameter. A drive device for an ink jet recording head, comprising: timing change means for changing a start timing of the first signal based on a parameter and a time difference between a timing of discharging the first ink droplet and a start timing of the first signal.
【請求項4】 前記検出手段は、前記パラメータとし
て、前記インクの温度を検出するセンサであり、前記第
1のインク滴吐出のタイミングと前記第1信号の開始タ
イミングとの時間差を、該検出された温度が低温から高
温となるにしたがって長い側に可変する請求項3記載の
インクジェット記録ヘッドの駆動装置。
4. A sensor for detecting the temperature of the ink as the parameter, wherein the detecting means detects the time difference between the timing of discharging the first ink droplet and the start timing of the first signal. 4. The driving device for an ink jet recording head according to claim 3, wherein the temperature changes from a low temperature to a high temperature to a longer side.
【請求項5】 請求項1記載のインクジェット記録ヘッ
ドの駆動装置であって、 該圧力発生素子の変形により容積が低減されてインクの
液圧を増加する圧力発生室を、前記ノズルへのインク通
路に連通して設けると共に、 前記駆動信号発生手段を、前記第1のインク滴吐出のタ
イミングと前記第2のインク滴吐出のタイミングとの時
間差を、前記圧力発生室内のインクのヘルムホルツ共振
による振動の周期Tcを考慮した時間として定める手段
としたインクジェット記録ヘッドの駆動装置。
5. The ink jet recording head driving device according to claim 1, wherein a pressure generating chamber, whose volume is reduced by deformation of the pressure generating element to increase the ink pressure, is connected to the ink passage to the nozzle. And the drive signal generating means determines the time difference between the timing of the first ink droplet ejection and the timing of the second ink droplet ejection by the vibration of Helmholtz resonance of the ink in the pressure generating chamber. A driving device for an ink jet recording head, which is a means for determining a time considering a period Tc.
【請求項6】 請求項2記載のインクジェット記録ヘッ
ドの駆動装置であって、 前記駆動信号発生手段を、前記第1のインク滴吐出のタ
イミングと前記第2のインク滴吐出のタイミングとの時
間差を、前記圧力発生室内のインクのヘルムホルツ共振
による振動の周期Tcを考慮した時間として定める手段
としたインクジェット記録ヘッドの駆動装置。
6. The driving apparatus for an ink jet recording head according to claim 2, wherein the drive signal generating means determines a time difference between the timing of discharging the first ink droplet and the timing of discharging the second ink droplet. A drive unit for an ink jet recording head, wherein the time is determined in consideration of a cycle Tc of oscillation of the ink in the pressure generating chamber due to Helmholtz resonance.
【請求項7】 請求項5記載のインクジェット記録ヘッ
ドの駆動装置であって、 前記駆動信号発生手段は、前記第1のインク滴吐出のタ
イミングと前記第2のインク滴吐出のタイミングとの時
間差を、前記ヘルムホルツ共振による振動の周期Tcの
整数倍として定める手段としたインクジェット記録ヘッ
ドの駆動装置。
7. The driving apparatus for an ink jet recording head according to claim 5, wherein the drive signal generating means determines a time difference between the timing of discharging the first ink droplet and the timing of discharging the second ink droplet. A driving device for an ink jet recording head, wherein the driving frequency is determined as an integral multiple of a period Tc of the vibration caused by Helmholtz resonance.
【請求項8】 請求項5記載のインクジェット記録ヘッ
ドの駆動装置であって、 前記インクの吐出の程度に影響を与えるパラメータを検
出する検出手段と、 該検出手段により検出されたパラメータに基づいて、前
記第1のインク滴吐出のタイミングと前記第2のインク
滴吐出のタイミングとの時間差を、前記インクが吐出さ
れやすくなるに従って、前記周期Tcの(整数+1/
2)倍へと可変する手段とを備えたインクジェット記録
ヘッドの駆動装置。
8. The driving apparatus for an ink jet recording head according to claim 5, wherein: a detecting unit that detects a parameter that affects a degree of ejection of the ink; and The time difference between the timing of the first ink droplet ejection and the timing of the second ink droplet ejection is set to be (an integer + 1 /
2) A driving device for an ink jet recording head, comprising: means for changing the size to twice.
【請求項9】 複数のノズル開口の各々に対応して設け
られた圧力発生素子を作動させることにより、前記ノズ
ル開口からインク滴を吐出させるインクジェット記録ヘ
ッドの駆動方法であって、 前記複数のノズルから第1のインク滴を吐出させるため
の第1の駆動パルスと、該複数のノズルから前記第1の
インク滴より大きな第2のインク滴を吐出させるための
第2の駆動パルスとを含んでなる駆動信号を発生させ、 記録画素に対応した一記録周期内で前記各駆動パルスの
うちの少なくとも一つの駆動パルスを選択し、 記第1または第2のインク滴により形成されるドットよ
り大きいドットを形成しようとする場合には、前記一記
録周期内に前記第1の駆動パルスと前記第2の駆動パル
スとを選択し、 該選択された駆動パルスを含む前記駆動信号により、前
記圧力発生素子を駆動するインクジェット記録ヘッドの
駆動方法。
9. A method of driving an ink jet recording head for ejecting ink droplets from said nozzle openings by activating pressure generating elements provided corresponding to each of said plurality of nozzle openings, comprising: From a plurality of nozzles, and a second drive pulse for discharging a second ink droplet larger than the first ink droplet from the plurality of nozzles. And selecting at least one of the driving pulses within one recording cycle corresponding to a recording pixel, and selecting a dot larger than the dot formed by the first or second ink droplet. When the first drive pulse and the second drive pulse are selected within the one recording cycle, the drive including the selected drive pulse is selected. The signal, the driving method of ink jet recording head which drives the pressure generating element.
【請求項10】 請求項9記載のインクジェット記録ヘ
ッドの駆動方法であって、 前記駆動パルスを発生する際、 前記第2の駆動パルスを、前記圧力発生素子の変形によ
り容積が低減されてインクの液圧を増加する圧力発生室
を膨張させる第1信号と、該膨張状態を保持する第2信
号と、前記圧力発生室を収縮する第3信号とを少なくと
も有するパルスとして形成すると共に、 前記第1のインク滴吐出のタイミングと、前記第2の駆
動パルスの前記第1信号の開始タイミングとの時間差
を、前記第1のインク滴吐出からのメニスカス戻り時間
TRより長く、TR+3・Tm/8(Tmは、メニスカ
ス固有振動周期)より短い時間とするインクジェット記
録ヘッドの駆動方法。
10. The method of driving an ink jet recording head according to claim 9, wherein, when the drive pulse is generated, the second drive pulse is generated by reducing the volume of the ink by deforming the pressure generating element. Forming a pulse having at least a first signal for expanding the pressure generating chamber for increasing the hydraulic pressure, a second signal for maintaining the expanded state, and a third signal for contracting the pressure generating chamber; Is longer than the meniscus return time TR from the first ink droplet discharge, and is TR + 3 · Tm / 8 (Tm). Is a method of driving the inkjet recording head in which the time is shorter than the meniscus natural oscillation period.
【請求項11】 請求項9記載のインクジェット記録ヘ
ッドの駆動方法であって、 前記駆動パルスを発生する際、 前記第1のインク滴吐出のタイミングと前記第2のイン
ク滴吐出のタイミングとの時間差を、前記圧力発生室内
のインクのヘルムホルツ共振による振動の周期Tcを考
慮した時間として定めるインクジェット記録ヘッドの駆
動方法。
11. The method of driving an ink jet recording head according to claim 9, wherein, when generating the drive pulse, a time difference between the timing of discharging the first ink droplet and the timing of discharging the second ink droplet. The method of driving an ink jet recording head, wherein the time is determined in consideration of a period Tc of the oscillation of the ink in the pressure generating chamber due to Helmholtz resonance.
【請求項12】 複数のノズル開口の各々に対応して設
けられた圧力発生素子を作動させることにより、前記ノ
ズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット記録
ヘッドを備え、該ノズルから吐出されるインク滴によ
り、記録媒体上に画像を記録する印刷装置であって、 更に、画像を構成する画素毎に階調値を有する印字デー
タを入力する印字データ入力手段と、 前記複数のノズルから第1のインク滴を吐出させるため
の第1の駆動パルスと、該複数のノズルから前記第1の
インク滴より大きな第2のインク滴を吐出させるための
第2の駆動パルスとを含んでなる駆動信号を発生させる
駆動信号発生手段と、 記録画素に対応した一記録周期内で、前記入力された印
字データの階調値に基づいて、前記第1,第2の駆動パ
ルスのいずれも選択せずインク滴を吐出しないか、前記
第1または第2の駆動パルスのいずれか一方のみ選択す
るか、前記第1および第2の駆動パルスの両方を選択す
るかを決定する駆動パルス選択手段と、 該選択された駆動パルスを含む前記駆動信号により前記
圧力発生素子を駆動する素子駆動手段とを備えた印刷装
置。
12. An ink jet recording head for ejecting ink droplets from said nozzle openings by operating pressure generating elements provided corresponding to each of said plurality of nozzle openings, wherein said ink droplets are ejected from said nozzles. A printing apparatus for printing an image on a printing medium, further comprising: printing data input means for inputting printing data having a gradation value for each pixel constituting the image; and a first ink from the plurality of nozzles. Generating a drive signal including a first drive pulse for discharging a droplet and a second drive pulse for discharging a second ink droplet larger than the first ink droplet from the plurality of nozzles; A drive signal generating means for causing the first and second drive pulses to be selected based on a gradation value of the input print data within one recording cycle corresponding to a recording pixel. Drive pulse selecting means for deciding whether to eject ink droplets without selection, to select only one of the first or second drive pulses, or to select both the first and second drive pulses And a device driving means for driving the pressure generating device by the drive signal including the selected drive pulse.
【請求項13】 請求項12記載の印刷装置であって、 該圧力発生素子の変形により容積が低減されてインクの
液圧を増加する圧力発生室を、前記ノズルへのインク通
路に連通して設け、 前記駆動信号発生手段は、 前記第2の駆動パルスを、前記圧力発生室を膨張させる
第1信号と、該膨張状態を保持する第2信号と、前記圧
力発生室を収縮する第3信号とを少なくとも有するパル
スとして形成すると共に、 前記第1のインク滴吐出のタイミングと前記第2の駆動
パルスの前記第1信号の開始タイミングとの時間差を、
前記第1のインク滴吐出からのメニスカス戻り時間TR
より長く、TR+3・Tm/8(Tmは、メニスカス固
有振動周期)より短い時間として定める手段である印刷
装置。
13. A printing apparatus according to claim 12, wherein a pressure generating chamber, whose volume is reduced by deformation of said pressure generating element to increase the ink pressure, is communicated with an ink passage to said nozzle. The drive signal generating means includes: a first signal for expanding the pressure generating chamber, a second signal for maintaining the expanded state, and a third signal for contracting the pressure generating chamber. And a time difference between the timing of the first ink droplet ejection and the start timing of the first signal of the second drive pulse.
Meniscus return time TR from the first ink droplet ejection
A printing apparatus which is means for determining a time longer than TR + 3 · Tm / 8 (Tm is a meniscus natural oscillation cycle).
【請求項14】 請求項12記載の印刷装置であって、 該圧力発生素子の変形により容積が低減されてインクの
液圧を増加する圧力発生室を、前記ノズルへのインク通
路に連通して設けると共に、 前記駆動信号発生手段を、前記第1のインク滴吐出のタ
イミングと前記第2のインク滴吐出のタイミングとの時
間差を、前記圧力発生室内のインクのヘルムホルツ共振
による振動の周期Tcを考慮した時間として定める手段
とした印刷装置。
14. The printing apparatus according to claim 12, wherein a pressure generating chamber whose volume is reduced by deformation of said pressure generating element and which increases the ink pressure is communicated with an ink passage to said nozzle. The driving signal generating means may be configured to determine a time difference between the timing of the first ink droplet ejection and the timing of the second ink droplet ejection in consideration of a period Tc of vibration of the ink in the pressure generating chamber due to Helmholtz resonance. A printing device as a means for determining the time taken
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