JPH11170526A - Ink jet printer and recording head driver and driving method therefor - Google Patents
Ink jet printer and recording head driver and driving method thereforInfo
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- JPH11170526A JPH11170526A JP34835097A JP34835097A JPH11170526A JP H11170526 A JPH11170526 A JP H11170526A JP 34835097 A JP34835097 A JP 34835097A JP 34835097 A JP34835097 A JP 34835097A JP H11170526 A JPH11170526 A JP H11170526A
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- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14338—Multiple pressure elements per ink chamber
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はノズル部からインク
滴を吐出して記録用紙に記録を行うインクジェットプリ
ンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの
駆動装置および方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet printer for ejecting ink droplets from a nozzle to perform recording on a recording sheet, and a drive apparatus and method for a recording head for the ink jet printer.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、インク室に連通したノズル部から
インク滴を吐出して記録用紙に記録を行うインクジェッ
トプリンタが普及している。従来、この種のインクジェ
ットプリンタでは、1つのノズルに対応して1つの圧電
素子が設けられていた。この圧電素子は、例えば、イン
ク流路を介してインクが供給されるインク室の外壁をな
す振動板に固設されており、印加される駆動信号の電圧
波形に応じて撓むことでインク室の容積を変化させて吐
出圧力を生じさせ、この吐出圧力によってノズルからイ
ンク滴を吐出させることができるようになっていた。2. Description of the Related Art In recent years, an ink jet printer which discharges ink droplets from a nozzle portion communicating with an ink chamber and performs recording on recording paper has become widespread. Conventionally, in this type of ink jet printer, one piezoelectric element is provided corresponding to one nozzle. The piezoelectric element is, for example, fixed to a vibration plate forming an outer wall of an ink chamber to which ink is supplied via an ink flow path, and bends in accordance with a voltage waveform of a drive signal to be applied. The discharge pressure is generated by changing the volume of the ink droplet, and the ink pressure can be discharged from the nozzle by the discharge pressure.
【0003】この種のインクジェットプリンタにおいて
は、上記のようにインク室の容積を変化させて吐出圧力
を発生させるようになっているので、ノズルから吐出さ
れたインクが柱状になって(尾を引く形で)飛翔し、こ
の飛翔するインクの先頭部分と後尾部分との間に時間差
や速度差が生ずる。このため、先行する主たるインク滴
に付随して、微小な衛星状の不要なインク小滴(以下、
サテライト滴という。)が発生し、これが記録用紙上に
着弾することによって好ましくない印字結果が生ずる。
この場合、比較的大きなインク滴で記録を行う濃い画像
ではサテライト滴の発生は画品位にあまり大きな影響を
与えないが、濃度の淡い画像や中間階調画像を表現する
場合のように小さいインク滴で記録を行う場合には、サ
テライト滴の発生による画品位の低下が著しくなること
が予想される。したがって、特に、小さいサイズのイン
ク滴を吐出する場合におけるサテライト滴の発生が大き
な問題となる。[0003] In this type of ink jet printer, since the discharge pressure is generated by changing the volume of the ink chamber as described above, the ink discharged from the nozzles becomes columnar (trails). (In the form), and a time difference and a speed difference occur between the leading portion and the trailing portion of the flying ink. For this reason, a small satellite-like unnecessary ink droplet (hereinafter, referred to as a small ink droplet) accompanies the preceding main ink droplet.
Called satellite drops. ) Occurs and lands on the recording paper, resulting in an undesirable printing result.
In this case, the generation of satellite droplets does not have a great effect on the image quality in a dark image in which printing is performed with relatively large ink droplets, but small ink droplets such as when expressing a light-density image or a halftone image. When recording is performed by using, it is expected that the image quality is significantly reduced due to the generation of satellite droplets. Therefore, the generation of satellite droplets when discharging small-sized ink droplets is a serious problem.
【0004】この問題に対処するため、従来よりいくつ
かの方策が提案されている。例えば、特開平7−760
87号公報には、1つのノズルについて1つの圧電素子
を設け、この圧電素子に印加する吐出用電圧の変化速度
を2段階に切り替えてインク滴吐出を行う方法が提案さ
れている。この方法は、図9に示したように、当初は第
1の電圧変化速度v1をもって吐出用電圧を増加させ、
途中からv1よりも大きい第2の電圧変化速度v2をも
って吐出用電圧を増加させるものである。なお、図9
で、縦軸は電圧、横軸は時間を表す。この方法によれ
ば、先に吐出されたインクの先頭部分を追いかける形で
引き続いてインクが噴射されるようになるので、インク
柱の先頭部分と後尾部分との間の速度差が小さくなり、
サテライト滴が生じにくくなる。[0004] To cope with this problem, several measures have been proposed in the past. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-760
No. 87 proposes a method in which one piezoelectric element is provided for one nozzle, and the changing speed of the discharge voltage applied to the piezoelectric element is switched between two stages to discharge ink droplets. According to this method, as shown in FIG. 9, the discharge voltage is initially increased with the first voltage change speed v1,
The discharge voltage is increased from the middle with a second voltage change speed v2 greater than v1. Note that FIG.
The vertical axis represents voltage, and the horizontal axis represents time. According to this method, the ink is continuously ejected in a manner to follow the leading portion of the previously ejected ink, so that the speed difference between the leading portion and the trailing portion of the ink column is reduced,
Satellite drops are less likely to occur.
【0005】また、例えば、特開昭59−133067
号公報には、1つのノズルについて1つの圧電素子を設
け、この圧電素子に互いに独立した2つの電圧パルスを
印加してインク滴吐出を行う方法が提案されている。こ
の方法は、図10に示したように、まず、第1のパルス
P1を圧電素子に加えて第1の圧力変動を生じさせてノ
ズルからのインク滴の噴射を開始し、その後、第1のパ
ルスP1を終了させたのちノズルからインク滴が射出さ
れる前に第2のパルスP2を圧電素子に加えて第2の圧
力変動を生じさせるようにしたものである。なお、図1
0で、縦軸は電圧、横軸は時間を表す。この方法によれ
ば、ノズルから噴射されたインク柱が早期に破断され、
サテライト滴が生じにくくなる。[0005] For example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-133067.
Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-15083 proposes a method in which one piezoelectric element is provided for one nozzle, and two independent voltage pulses are applied to the piezoelectric element to discharge ink droplets. In this method, as shown in FIG. 10, first, a first pulse P1 is applied to a piezoelectric element to cause a first pressure fluctuation to start ejection of an ink droplet from a nozzle. The second pulse P2 is applied to the piezoelectric element after the pulse P1 is completed and before the ink droplet is ejected from the nozzle, to cause a second pressure fluctuation. FIG.
At 0, the vertical axis represents voltage and the horizontal axis represents time. According to this method, the ink column ejected from the nozzle is broken at an early stage,
Satellite drops are less likely to occur.
【0006】なお、例えば、特開昭51−45931号
公報には、1つのノズルに対して2つの圧力発生手段を
設け、これらの2つの圧力発生手段からの振動の重ね合
わせによってインクを振動させてインク滴を吐出させる
ようにしたインク滴吐出装置が提案されている。[0006] For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 51-45531, two pressure generating means are provided for one nozzle, and ink is vibrated by superimposing vibrations from these two pressure generating means. There has been proposed an ink droplet ejection apparatus which ejects ink droplets by using the above method.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
特開平7−76087号公報に記載された方法では、第
1の電圧変化速度v1を第2の電圧変化速度v2よりも
必ず小さくしなければならない。このため、全吐出行程
にわたって高速の電圧変化速度v2で電圧を変化させた
場合に比べると、吐出されるインク滴の飛翔速度が低下
せざるを得なくなる。インク滴の飛翔速度の低下は、そ
の飛翔ルートの直線性の悪化や飛翔速度のばらつき等、
吐出の不安定性を招くことから、記録ドットのずれが生
じて印字品質を低下させるおそれがある。However, in the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-76087, the first voltage change speed v1 must be always smaller than the second voltage change speed v2. . For this reason, the flying speed of the ejected ink droplets is inevitably reduced as compared with the case where the voltage is changed at the high voltage change speed v2 over the entire ejection process. A decrease in the flight speed of the ink droplets is caused by the deterioration of the linearity of the flight route and the dispersion of the flight speed.
Since instability of ejection is caused, there is a possibility that a shift of a recording dot occurs and print quality is deteriorated.
【0008】また、上記の特開昭59−133067号
公報に記載された方法では、第1のパルスP1を終了さ
せたのち、ある時間間隔Tiをおいて第2のパルスP2
を印加するようになっているので、この時間間隔Tiが
大きいと、インク柱の尾引きが長くなってサテライト滴
の発生を防止しにくくなる。一方、時間間隔Tiが小さ
いと、圧電素子が電圧変化に追随できず、所期の動作が
得られなくなる。一般に、圧電素子は固有の振動特性を
有し、その固有振動数以上の周波数では動作し得ないか
らである。この点は、高い固有振動数をもつ圧電素子を
製作することで解決できると考えられるが、圧電素子の
固有振動数を高めるにしてもそれには限度があり、しか
も製造技術上の困難性を伴ってコスト高にもつながるこ
とから、現実的ではない。また、上記公報の記載では、
第1のパルスP1の電圧値V1よりも第2のパルスP2
の電圧値V2の方が小さくなっているが、インク柱の先
頭部分に後尾部分を追い付かせて一体化させるために
は、第1のパルスP1の電圧値V1よりも第2のパルス
P2の電圧値V2の方を大きくする必要がある。ところ
が、圧電素子への印加電圧を大きくすることは、圧電素
子およびこの圧電素子によって励振される振動板の寿命
を縮める要因になると共に、残留振動が大きくなって周
波数特性が悪化することが予想される。In the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-133067, after terminating the first pulse P1, the second pulse P2 is placed at a certain time interval Ti.
Therefore, if the time interval Ti is large, the trailing of the ink column becomes long, making it difficult to prevent the generation of satellite droplets. On the other hand, if the time interval Ti is small, the piezoelectric element cannot follow the voltage change, and the desired operation cannot be obtained. In general, a piezoelectric element has a unique vibration characteristic and cannot operate at a frequency higher than its natural frequency. It is thought that this problem can be solved by manufacturing a piezoelectric element having a high natural frequency.However, increasing the natural frequency of the piezoelectric element has a limit, and involves the technical difficulties. It is not realistic because it leads to high costs. Also, in the above publication,
The second pulse P2 is higher than the voltage value V1 of the first pulse P1.
Although the voltage value V2 of the first pulse P1 is smaller than the voltage value V1 of the first pulse P1, the voltage value V2 of the second pulse P2 is smaller than the voltage value V1 of the first pulse P1. It is necessary to increase the value V2. However, increasing the voltage applied to the piezoelectric element is expected to shorten the life of the piezoelectric element and the vibration plate excited by the piezoelectric element, and is expected to increase the residual vibration and deteriorate the frequency characteristics. You.
【0009】また、上記の特開昭51−45931号公
報に記載されたインク滴吐出装置は小さい電源入力で効
率よくインク滴を吐出させることを目的としたものであ
り、この目的を達成するために、2つの圧力発生手段に
高周波駆動信号をそれぞれ印加すると共に、これらの高
周波駆動信号の位相差や振幅を変化させることで2つの
圧力発生手段からの振動をうまく重ね合わせてインクを
振動させ、これによりインク滴を吐出させるようにして
いる。すなわち、このインク滴吐出装置は、サテライト
滴の発生を防止することを目的とはしておらず、また、
そのための構成を備えていない。また、そのような示唆
もない。Further, the ink droplet discharge device described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-5931 is intended to discharge ink droplets efficiently with a small power supply input. In addition, while applying a high-frequency drive signal to each of the two pressure generating means, and changing the phase difference and the amplitude of these high-frequency drive signals, the vibrations from the two pressure generating means are overlapped well to vibrate the ink, In this way, ink droplets are ejected. That is, this ink droplet ejection device is not intended to prevent the generation of satellite droplets,
There is no configuration for that. There is no such suggestion.
【0010】このように、従来は、吐出されるインク滴
の飛翔速度の低下や装置寿命の短縮、あるいは周波数特
性の悪化等を伴うことなく、また、圧電素子の固有振動
特性による制約を受けることなく、サテライト滴の発生
を十分に抑制することは困難であった。As described above, conventionally, the flying speed of the ejected ink droplets, the life of the apparatus, and the frequency characteristics are not reduced, and the restriction is imposed by the natural vibration characteristics of the piezoelectric element. Therefore, it was difficult to sufficiently suppress the generation of satellite droplets.
【0011】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、上記のような諸問題を克服しつつイ
ンク滴吐出時のサテライト滴の発生を抑制することがで
きるインクジェットプリンタ、ならびにインクジェット
プリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法を提供する
ことにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above problems, and has as its object to overcome the above-mentioned problems and to suppress the occurrence of satellite droplets during ink droplet ejection, and an ink jet printer. An object of the present invention is to provide a driving device and a method of a recording head for an inkjet printer.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明に係るインクジェ
ットプリンタは、インク滴を吐出するためのノズル部
と、ノズル部にインクを供給するインク室と、各ノズル
部ごとに設けられ、変位することによりインク室の容積
を変化させてノズル部からインク滴を吐出させるための
圧力を発生する吐出用圧力発生手段と、各ノズル部ごと
に設けられ、変位することによりインク室の容積を変化
させてノズル部からのインク滴吐出時における付随的な
インク小滴の発生を抑制するための圧力を発生する付随
小滴防止用圧力発生手段と、予め付随小滴防止用圧力発
生手段をインク室収縮方向に変位させておくと共に、イ
ンク滴の吐出のために吐出用圧力発生手段をインク室収
縮方向に変位させ、この吐出用圧力発生手段のインク室
収縮方向への変位動作によってインク室が収縮状態にあ
るときに、付随小滴防止用圧力発生手段をインク室膨張
方向に変位させる制御を行う吐出制御手段とを備えてい
る。ここで、「収縮状態にある」とは、主として収縮完
了状態をいう。An ink jet printer according to the present invention is provided with a nozzle portion for discharging ink droplets, an ink chamber for supplying ink to the nozzle portion, and a displaceable nozzle provided for each nozzle portion. A discharge pressure generating means for generating a pressure for discharging ink droplets from the nozzles by changing the volume of the ink chamber, and a pressure change means provided for each nozzle to change the volume of the ink chamber by displacement. An auxiliary droplet preventing pressure generating means for generating pressure for suppressing the generation of incidental ink droplets at the time of ink droplet ejection from the nozzle portion; The ejection pressure generating means is displaced in the ink chamber contraction direction for ejecting ink droplets, and the displacement of the ejection pressure generating means in the ink chamber contraction direction is performed. Ink chamber in its contracted, and a discharge control means for performing control to displace the associated drop prevention pressure generating means in the ink chamber expands direction by. Here, “in a contracted state” mainly means a contracted state.
【0013】本発明に係るインクジェットプリンタ用記
録ヘッドの駆動装置は、インク滴を吐出するためのノズ
ル部と、ノズル部にインクを供給するインク室と、各ノ
ズル部ごとに設けられ、変位することによりインク室の
容積を変化させてノズル部からインク滴を吐出させるた
めの圧力を発生する吐出用圧力発生手段と、各ノズル部
ごとに設けられ、変位することによりインク室の容積を
変化させてノズル部からのインク滴吐出時における付随
的なインク小滴の発生を抑制するための圧力を発生する
付随小滴防止用圧力発生手段とを備えたインクジェット
プリンタ用記録ヘッドを駆動する装置であって、予め付
随小滴防止用圧力発生手段をインク室収縮方向に変位さ
せておくと共に、インク滴の吐出のために吐出用圧力発
生手段をインク室収縮方向に変位させ、この吐出用圧力
発生手段のインク室収縮方向への変位動作によってイン
ク室が収縮状態にあるときに、付随小滴防止用圧力発生
手段をインク室膨張方向に変位させる制御を行う吐出制
御手段を備えたものである。A drive device for a recording head for an ink jet printer according to the present invention is provided with a nozzle portion for discharging ink droplets, an ink chamber for supplying ink to the nozzle portion, and is provided for each nozzle portion, and is displaced. A discharge pressure generating means for generating a pressure for discharging ink droplets from the nozzles by changing the volume of the ink chamber, and a pressure change means provided for each nozzle to change the volume of the ink chamber by displacement. An apparatus for driving a recording head for an ink jet printer, comprising: a pressure generating means for preventing the generation of incidental ink droplets when an ink droplet is ejected from a nozzle unit; In addition, the accompanying small droplet preventing pressure generating means is displaced in the ink chamber contracting direction in advance, and the discharging pressure generating means is used for discharging the ink droplets. Control in which the accompanying small droplet preventing pressure generating means is displaced in the ink chamber expansion direction when the ink chamber is in a contracted state by the displacement operation of the ejection pressure generating means in the ink chamber contracting direction. And a discharge control means for performing the discharge control.
【0014】本発明に係るインクジェットプリンタ用記
録ヘッドの駆動方法は、インク滴を吐出するためのノズ
ル部と、ノズル部にインクを供給するインク室と、各ノ
ズル部ごとに設けられ、変位することによりインク室の
容積を変化させてノズル部からインク滴を吐出させるた
めの圧力を発生する吐出用圧力発生手段と、各ノズル部
ごとに設けられ、変位することによりインク室の容積を
変化させてノズル部からのインク滴吐出時における付随
的なインク小滴の発生を抑制するための圧力を発生する
付随小滴防止用圧力発生手段とを備えたインクジェット
プリンタ用記録ヘッドを駆動する方法であって、予め付
随小滴防止用圧力発生手段をインク室収縮方向に変位さ
せておく工程と、インク滴の吐出のために吐出用圧力発
生手段をインク室収縮方向に変位させる工程と、吐出用
圧力発生手段のインク室収縮方向への変位動作によって
インク室が収縮状態にあるときに、付随小滴防止用圧力
発生手段をインク室膨張方向に変位させる工程とを含ん
でいる。A method of driving a recording head for an ink jet printer according to the present invention is characterized in that a nozzle unit for discharging ink droplets, an ink chamber for supplying ink to the nozzle unit, and a nozzle unit are provided for each nozzle unit and are displaced. A discharge pressure generating means for generating a pressure for discharging ink droplets from the nozzles by changing the volume of the ink chamber, and a pressure change means provided for each nozzle to change the volume of the ink chamber by displacement. A method of driving a recording head for an ink jet printer, comprising: a pressure generating means for preventing the generation of incidental ink droplets when an ink droplet is ejected from a nozzle unit; Displacing the associated droplet prevention pressure generating means in the ink chamber contracting direction in advance, and setting the discharging pressure generating means for discharging the ink droplets to the ink chamber. A step of displacing in the contracting direction and a step of displacing the accompanying droplet preventing pressure generating means in the ink chamber expanding direction when the ink chamber is in a contracted state by the displacement operation of the ejection pressure generating means in the ink chamber contracting direction. And
【0015】本発明に係るインクジェットプリンタ、ま
たはインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置も
しくは方法では、予め付随小滴防止用圧力発生手段がイ
ンク室収縮方向に変位している状態で、インク滴の吐出
のために吐出用圧力発生手段がインク室収縮方向に変位
させる動作が行われると共に、この吐出用圧力発生手段
のインク室収縮方向への変位動作によってインク室が収
縮状態にあるときに、付随小滴防止用圧力発生手段をイ
ンク室膨張方向に変位させる動作が行われる。これによ
り、吐出用圧力発生手段の変位によってノズル部から押
し出されたインクの後尾部分が、付随小滴防止用圧力発
生手段の変位によって引き戻され、インク滴が長く尾を
引く前に早期に断ち切られる。In the ink jet printer or the apparatus or method for driving a recording head for an ink jet printer according to the present invention, the ejection of ink droplets is performed in a state where the accompanying small droplet preventing pressure generating means is displaced in the ink chamber contracting direction in advance. Therefore, when the ejection pressure generating means is displaced in the ink chamber contraction direction and the ink chamber is in a contracted state by the displacement operation of the ejection pressure generation means in the ink chamber contraction direction, accompanying small droplets are generated. An operation of displacing the prevention pressure generating means in the ink chamber expansion direction is performed. Thus, the trailing portion of the ink pushed out of the nozzle portion by the displacement of the ejection pressure generating means is pulled back by the displacement of the accompanying droplet preventing pressure generating means, and the ink droplet is cut off earlier before the ink droplet long trails. .
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0017】図1は本発明の一実施の形態に係るインク
ジェットプリンタの要部の概略構成を表すものである。
本実施の形態では、複数のノズルを有するマルチノズル
ヘッドを備えたインクジェットプリンタについて説明す
るが、本発明は単一のノズルを有するシングルノズルヘ
ッドを備えたインクジェットプリンタについても適用可
能である。なお、本発明の実施の形態に係るインクジェ
ットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法は本実
施の形態に係るインクジェットプリンタによって具現化
されるので、以下併せて説明する。FIG. 1 shows a schematic configuration of a main part of an ink jet printer according to an embodiment of the present invention.
In the present embodiment, an ink jet printer having a multi-nozzle head having a plurality of nozzles will be described. However, the present invention is also applicable to an ink jet printer having a single nozzle head having a single nozzle. The driving apparatus and method for a recording head for an ink jet printer according to the embodiment of the present invention are embodied by the ink jet printer according to the present embodiment, and will be also described below.
【0018】このインクジェットプリンタ1は、記録用
紙2に対してインク滴を吐出して記録を行う記録ヘッド
11と、この記録ヘッド11にインクを供給するインク
カートリッジ12と、記録ヘッド11の位置と記録用紙
2の紙送りとを制御するヘッド位置・紙送りコントロー
ラ13と、駆動信号21により記録ヘッド11のインク
滴吐出動作を制御するヘッドコントローラ14と、入力
される画像データに所定の画像処理を行い、印画データ
22としてヘッドコントローラ14に供給する画像処理
部15と、制御信号23,24,25によってそれぞれ
ヘッド位置・紙送りコントローラ13、ヘッドコントロ
ーラ14および画像処理部15を制御するシステムコン
トローラ16とを備えている。ここで、ヘッドコントロ
ーラ14が本発明における「吐出制御手段」に対応す
る。The ink jet printer 1 has a recording head 11 for discharging ink droplets onto a recording sheet 2 for recording, an ink cartridge 12 for supplying ink to the recording head 11, a position of the recording head 11, and recording. A head position / paper feed controller 13 for controlling the paper feed of the paper 2; a head controller 14 for controlling the ink droplet ejection operation of the recording head 11 by a drive signal 21; and performing predetermined image processing on input image data. An image processing unit 15 that supplies the print data 22 to the head controller 14, and a system controller 16 that controls the head position / paper feed controller 13, the head controller 14, and the image processing unit 15 by control signals 23, 24, and 25, respectively. Have. Here, the head controller 14 corresponds to “ejection control means” in the present invention.
【0019】図2は図1における記録ヘッド11の斜視
断面構造を表し、図3は図2における記録ヘッド11を
矢印Zの方向から見た断面構造を表すものである。これ
らの図に示したように、記録ヘッド11は、薄いノズル
プレート板111と、ノズルプレート111上に積層さ
れた流路プレート112と、流路プレート112上に積
層された振動プレート113とを備えて構成されてい
る。これらの各プレートは、例えば、図示しない接着剤
により相互に貼り合わされている。FIG. 2 shows a perspective sectional structure of the recording head 11 in FIG. 1, and FIG. 3 shows a sectional structure of the recording head 11 in FIG. As shown in these drawings, the recording head 11 includes a thin nozzle plate plate 111, a flow path plate 112 stacked on the nozzle plate 111, and a vibration plate 113 stacked on the flow path plate 112. It is configured. These plates are bonded to each other by, for example, an adhesive (not shown).
【0020】流路プレート112の上面側には選択的に
凹部が形成されており、これらの凹部と振動プレート1
13とによって、複数のインク室114とこれらのイン
ク室に連通する共同流路115とを構成している。共同
流路115と各インク室114との連通部分は挟路とな
っており、ここから各インク室114の方向に向かうに
従って流路幅が拡がるような構造となっている。各イン
ク室114の真上部分の振動プレート113上には、そ
れぞれ、例えばピエゾ素子等からなる一対の圧電素子1
16a,116bが互いに一定距離を隔てて固着されて
いる。各圧電素子116a,116bの上下面には、図
示しない電極がそれぞれ積層配置されており、これらの
電極にヘッドコントローラ14(図1)からの駆動信号
を印加して各圧電素子116a,116b、ひいては振
動プレート113をたわませることで、インク室114
の容積を増大(膨張)させたり減少(収縮)させること
ができるようになっている。ここで、インク室114が
本発明における「インク室」に対応する。Concave portions are selectively formed on the upper surface side of the flow path plate 112, and these concave portions and the vibrating plate 1 are formed.
13 form a plurality of ink chambers 114 and a common channel 115 communicating with these ink chambers. The communicating portion between the common flow channel 115 and each of the ink chambers 114 is a squeezed path, and has a structure in which the width of the flow channel increases in the direction toward each of the ink chambers 114 from here. A pair of piezoelectric elements 1 made of, for example,
16a and 116b are fixed at a fixed distance from each other. Electrodes (not shown) are laminated on the upper and lower surfaces of the piezoelectric elements 116a and 116b, respectively. A drive signal from the head controller 14 (FIG. 1) is applied to these electrodes to apply the piezoelectric elements 116a and 116b, By flexing the vibration plate 113, the ink chamber 114
Can be increased (expanded) or decreased (contracted). Here, the ink chamber 114 corresponds to the “ink chamber” in the present invention.
【0021】本実施の形態において、圧電素子116
a,116bは、同じ印加電圧に対する変位量(以下、
変位能力という。)が等しくなるように構成されてい
る。そのために本実施の形態では、圧電素子116a,
116bの材質、厚さおよび面積を等しく形成してい
る。これにより、同一の印加電圧に対して同じ容積変化
をインク室114に与えることができる。但し、2つの
圧電素子116a,116bの面積や厚さ等を変えて、
両者の変位能力を異ならせるように構成してもよい。こ
こで、圧電素子116aが本発明における「吐出用圧力
発生手段」に対応し、圧電素子116bが本発明におけ
る「付随小滴防止用圧力発生手段」に対応する。In this embodiment, the piezoelectric element 116
a and 116b are displacement amounts (hereinafter, referred to as the displacement amounts) for the same applied voltage.
It is called displacement capacity. ) Are configured to be equal. Therefore, in the present embodiment, the piezoelectric elements 116a,
The material, thickness, and area of 116b are equal. Thus, the same change in volume can be given to the ink chamber 114 for the same applied voltage. However, by changing the area and thickness of the two piezoelectric elements 116a and 116b,
You may comprise so that the displacement capability of both may differ. Here, the piezoelectric element 116a corresponds to the "discharge pressure generating means" of the present invention, and the piezoelectric element 116b corresponds to the "assisting droplet preventing pressure generating means" of the present invention.
【0022】各インク室114における共同流路115
に連通した側と反対側の部分は、流路幅が次第に狭まっ
ていく構造になっており、その終端部の流路プレート1
12には、厚み方向に穿たれた流路孔117が設けられ
ている。そして、この流路孔117は、最下層のノズル
プレート111に形成された微小なノズル118へと連
通しており、このノズル118からインク滴が吐出され
るようになっている。本実施の形態では、記録ヘッド1
1には、記録用紙2(図1)の紙送り方向(図2の矢印
X)に沿って、複数のノズル118が1列に等間隔で形
成されている。但し、その他の配列(例えば千鳥状の二
列配列)としてもよい。ここで、ノズル118が本発明
における「ノズル部」に対応する。The common channel 115 in each ink chamber 114
The portion on the opposite side to the side that communicates with the channel has a structure in which the width of the flow channel gradually narrows.
12 is provided with a channel hole 117 drilled in the thickness direction. The passage hole 117 communicates with a minute nozzle 118 formed in the lowermost nozzle plate 111, and an ink droplet is ejected from the nozzle 118. In the present embodiment, the recording head 1
1, a plurality of nozzles 118 are formed at regular intervals in a row along the paper feed direction (arrow X in FIG. 2) of the recording paper 2 (FIG. 1). However, another arrangement (for example, a staggered two-row arrangement) may be used. Here, the nozzle 118 corresponds to the “nozzle part” in the present invention.
【0023】共同流路115は、図1に示したインクカ
ートリッジ12(図2および図3では図示せず)に連通
している。そして、このインクカートリッジ12から共
同流路115を経て各インク室114に常時一定速度で
インクが供給されるようになっている。このインクの供
給は、例えば毛細管現象を利用して行うことができる
が、そのほか、インクカートリッジ12に所定の加圧機
構を設けて加圧することで行うようにしてもよい。The common flow path 115 communicates with the ink cartridge 12 shown in FIG. 1 (not shown in FIGS. 2 and 3). Then, the ink is always supplied from the ink cartridge 12 to the respective ink chambers 114 via the common flow channel 115 at a constant speed. The supply of the ink can be performed by using, for example, a capillary phenomenon. Alternatively, the ink may be supplied by providing a predetermined pressurizing mechanism in the ink cartridge 12 and pressurizing the ink.
【0024】このような構成の記録ヘッド11は、図示
しないキャリッジ駆動モータおよびこれに付随するキャ
リッジ機構によって記録用紙2の紙送り方向Xと直交す
る方向Y(図2)に往復移動しながらインク滴を吐出す
ることにより、記録用紙2に画像を記録するようになっ
ている。The recording head 11 having the above-described configuration is configured such that ink droplets are reciprocated in a direction Y (FIG. 2) perpendicular to the paper feeding direction X of the recording paper 2 by a carriage driving motor (not shown) and a carriage mechanism associated therewith. Is ejected to record an image on the recording paper 2.
【0025】図1に示したヘッドコントローラ14は、
例えば、いずれも図示しないが、マイクロプロセッサ
と、このマイクロプロセッサが実行するプログラムが格
納されたROM(Read Only Memory)と、マイクロプロ
セッサによる所定の演算や一時的なデータ記憶等に用い
られるワークメモリとしてのRAM(Random Access Me
mory)と、不揮発性メモリからなる駆動波形記憶部と、
駆動波形記憶部から読み出されたディジタルデータをア
ナログに変換するためのディジタルアナログ(D/A)
コンバータと、D/Aコンバータの出力を増幅するアン
プとを備えて構成される。ここで、駆動波形記憶部は、
記録ヘッド11の各ノズルの圧電素子116a,116
bをそれぞれ駆動するための駆動信号21a,21bの
各電圧波形を示す波形データを組の形で記憶している。
これらの波形データは、例えば図4に示した各種のパラ
メータ(時間パラメータおよび電圧パラメータ)を様々
な値に設定して作成されたものである。但し、各組の駆
動信号21aと駆動信号21bとの間には、後述するよ
うな一定の関係が保たれている。これらの波形データは
マイクロプロセッサによってそれぞれ読み出され、D/
Aコンバータでアナログ信号に変換されたのちアンプで
増幅され、ノズル数nと同数の駆動信号21a,21b
の組として出力される。なお、ヘッドコントローラ14
は、上記のような構成に限られることはなく、これと異
なる構成とすることも可能である。The head controller 14 shown in FIG.
For example, although not shown, a microprocessor, a ROM (Read Only Memory) storing a program to be executed by the microprocessor, and a work memory used for a predetermined operation and temporary data storage by the microprocessor. RAM (Random Access Me)
mory), a driving waveform storage unit including a non-volatile memory,
Digital / analog (D / A) for converting digital data read from the drive waveform storage into analog
It comprises a converter and an amplifier for amplifying the output of the D / A converter. Here, the driving waveform storage unit
The piezoelectric elements 116a and 116 of each nozzle of the recording head 11
The waveform data indicating the respective voltage waveforms of the drive signals 21a and 21b for driving b respectively is stored in the form of a set.
These waveform data are created by, for example, setting various parameters (time parameter and voltage parameter) shown in FIG. 4 to various values. However, a certain relationship described later is maintained between the drive signal 21a and the drive signal 21b of each set. These waveform data are read out by the microprocessor, respectively, and D /
After being converted into an analog signal by an A converter, the signal is amplified by an amplifier, and the same number of drive signals 21a and 21b as the number n of nozzles
Is output as a set. The head controller 14
Is not limited to the above-described configuration, and may be configured differently.
【0026】これらの駆動信号の組のうち、各駆動信号
21aは対応するノズルの圧電素子116aに印加さ
れ、各駆動信号21bは対応するノズルの圧電素子11
6bに印加されようになっている。なお、図1では、n
組の駆動信号21a,21bをまとめて駆動信号21と
して描いている。Of these sets of drive signals, each drive signal 21a is applied to the corresponding nozzle piezoelectric element 116a, and each drive signal 21b is applied to the corresponding nozzle piezoelectric element 11a.
6b. In FIG. 1, n
The set of drive signals 21 a and 21 b is drawn together as a drive signal 21.
【0027】図4は駆動信号21a,21bの各一周期
分(T)の波形の一例を表すものである。この図の
(a)は駆動信号21a、(b)は駆動信号21bを表
す。ここで、縦軸は電圧、横軸は時間を表し、時間は図
の左から右方向へと進むものとする。これらのうち、駆
動信号21aは、インク滴を吐出する圧力を発生させる
ための吐出用駆動信号であり、基準電圧0Vのほかに引
込電圧Vpおよび吐出電圧Vaを取り得るようになって
いる。駆動信号21bは、インク滴吐出時のサテライト
滴の発生を抑制する圧力を発生させるための補助駆動信
号であり、基準電圧0Vと引込電圧Vpとを取り得る。
駆動信号21a,21bの組は、ヘッドコントローラ1
4によって各吐出周期ごとに適宜切り替えられて、対応
するノズルに供給されるようになっている。FIG. 4 shows an example of the waveform of one cycle (T) of each of the drive signals 21a and 21b. FIG. 3A shows the drive signal 21a, and FIG. 3B shows the drive signal 21b. Here, the vertical axis represents voltage and the horizontal axis represents time, and time proceeds from left to right in the figure. Among these, the drive signal 21a is an ejection drive signal for generating a pressure for ejecting ink droplets, and can take a pull-in voltage Vp and an ejection voltage Va in addition to the reference voltage 0V. The drive signal 21b is an auxiliary drive signal for generating a pressure that suppresses the generation of satellite droplets when ejecting ink droplets, and can take a reference voltage 0V and a pull-in voltage Vp.
The set of drive signals 21a and 21b is
4 is switched appropriately for each discharge cycle and supplied to the corresponding nozzle.
【0028】ここで、図5を参照して、駆動信号21a
の波形の意義について説明する。この図5は、駆動信号
の波形と、この駆動信号が印加される圧電素子116a
の挙動と、ノズル118内におけるインクの先端部の位
置(以下、メニスカス位置という。)の変化との関係を
表すものである。この図の(a)は、駆動信号21aを
一般化した波形のほぼ1周期分を表し、同図(b)は
(a)のような波形の駆動信号が圧電素子116aに印
加されたときのインク室114の状態の変化を表し、同
図(c)はそのときのノズル118内におけるメニスカ
ス位置の変化を表す。Here, referring to FIG. 5, drive signal 21a
Will be described. FIG. 5 shows the waveform of the drive signal and the piezoelectric element 116a to which the drive signal is applied.
And the change of the position of the tip of the ink in the nozzle 118 (hereinafter referred to as meniscus position). (A) of this figure represents almost one cycle of a waveform obtained by generalizing the drive signal 21a, and (b) of the figure shows a case where a drive signal having a waveform as shown in (a) is applied to the piezoelectric element 116a. FIG. 4C shows a change in the state of the ink chamber 114, and FIG. 4C shows a change in the meniscus position in the nozzle 118 at that time.
【0029】図5(a)において、まず、駆動電圧を基
準電圧0Vから引込電圧Vpに変化させる行程(Aから
Bまで)を第1の前行程とし、引込電圧Vpを一定時間
保持する行程(BからCまで)を第2の前行程とする。
また、駆動電圧を引込電圧Vp1から基準電圧0Vに変
化させる行程(CからDまで)を第1行程とし、これに
要する時間をt1とする。また、基準電圧0Vを保持し
て待機する行程(DからEまで)を第2行程とし、これ
に要する時間をt2とする。さらに、基準電圧0Vから
吐出電圧Vaに変化させる行程(EからFまで)を第3
行程とし、これに要する時間をt3とする。In FIG. 5A, first, a process of changing the drive voltage from the reference voltage 0V to the pull-in voltage Vp (from A to B) is a first preceding process, and a process of holding the pull-in voltage Vp for a predetermined time ( B to C) is the second previous step.
Further, a process (from C to D) of changing the drive voltage from the pull-in voltage Vp1 to the reference voltage 0V is defined as a first process, and a time required for the first process is defined as t1. Also, a process (from D to E) of holding the reference voltage 0V and waiting is defined as a second process, and a time required for the process is defined as t2. Further, the process (from E to F) of changing the reference voltage from 0 V to the ejection voltage Va is performed in the third step.
This is a process, and the time required for this is t3.
【0030】本実施の形態において、第3行程の開始時
点である時点Eは、吐出が開始されるタイミングであ
り、このタイミングに先立って第1の前行程、第2の前
行程、第1行程、および第2行程が行われるようになっ
ている。In the present embodiment, the time point E, which is the start point of the third stroke, is the timing at which the discharge starts, and prior to this timing, the first preceding stroke, the second preceding stroke, and the first stroke. , And the second step are performed.
【0031】まず、時点Aおよびそれ以前においては、
圧電素子116aへの印加電圧は0Vであるので、図5
(b)の状態PA のように、振動プレート113にたわ
みはなく、インク室114の容積は最大となっている。
時点Aにおいて、ノズル118内におけるメニスカス位
置は、図5(c)の状態MA に示したように、ノズル開
口端から所定距離だけ後退した所に位置しているものと
する。First, at time A and before,
Since the voltage applied to the piezoelectric element 116a is 0 V, FIG.
As in the state P A of FIG. 3B, the vibration plate 113 has no deflection, and the volume of the ink chamber 114 is the maximum.
At time A, the meniscus position in the nozzle 118, as shown in state M A in FIG. 5 (c), assumed to be located set back from the nozzle edge by a predetermined distance.
【0032】次に、時点Aの電圧0Vから時点Bの引込
電圧Vpへと駆動電圧をゆっくりと増加させる第1の前
行程を行うと、振動プレート113が内側にたわみ、イ
ンク室114は収縮する(図5(b)の状態PB )。こ
のときのインク室114の収縮速度はゆっくりとしたも
のなので、インク室114の容積の減少分は、ノズル1
18内のメニスカス位置を前進させると同時に、図2に
示した共同流路115へのインクの逆流をも引き起こ
す。このときのインクの前進量と逆流量との比は、主と
して、ノズル118内の流路抵抗と、インク室114と
共同流路115とをつなぐ狭路における流路抵抗との比
によって決まるが、これを最適化することにより、図5
(c)の状態MB で示したように、時点Bでのメニスカ
ス位置がノズル開口端から突出することなく、ノズル開
口端とほぼ同じ位置にくるように設定することができ
る。Next, when the first pre-process of gradually increasing the drive voltage from the voltage 0 V at the time A to the pull-in voltage Vp at the time B is performed, the vibration plate 113 bends inward and the ink chamber 114 contracts. (State P B in FIG. 5B). Since the contraction speed of the ink chamber 114 at this time is slow, the decrease in the volume of the ink chamber
Advancing the meniscus position in 18 also causes a backflow of ink to the common channel 115 shown in FIG. At this time, the ratio between the amount of ink advance and the reverse flow rate is determined mainly by the ratio between the flow path resistance in the nozzle 118 and the flow path resistance in a narrow path connecting the ink chamber 114 and the common flow path 115. By optimizing this, FIG.
As shown in the state M B of (c), without meniscus position at the time B is protruded from the nozzle opening end it may be set to come to approximately the same position as the nozzle edge.
【0033】次に、時点Bから時点Cまでの間、駆動電
圧を引込電圧Vpに保持することでインク室114の容
積を一定に保つ第2の前行程を行う。ところが、この間
もインクカートリッジ12からのインク供給は連続的に
行われているので、ノズル118内におけるメニスカス
位置はノズル開口端に向かって変位し、時点Cでは、例
えば図5(c)の状態MC で示したように、ノズル開口
端よりもやや突出した位置まで前進する。Next, from the time point B to the time point C, a second pre-process for maintaining the volume of the ink chamber 114 constant by holding the drive voltage at the pull-in voltage Vp is performed. However, during this time, since the ink supply from the ink cartridge 12 is continuously performed, the meniscus position in the nozzle 118 is displaced toward the nozzle opening end. At the time C, for example, the state M in FIG. As shown by C , the nozzle advances to a position slightly protruding from the nozzle opening end.
【0034】次に、時点Cの引込電圧Vpから時点Bの
基準電圧0Vへと駆動電圧を減少させる第1行程を行う
と、圧電素子116への印加電圧が0になるので振動プ
レート113のたわみがなくなり、インク室114は膨
張する(図5(b)の状態PD )。このため、ノズル1
18内のメニスカスはインク室114の方向に引き込ま
れ、時点Dでは、例えば図5(c)の状態MD に示した
ように後退する(すなわち、ノズル開口端から遠ざか
る)。なお、時点Cと時点Dとの電位差である引込電圧
Vpの大きさを変更することにより第1行程におけるメ
ニスカスの引き込み量が変化するので、これによりイン
ク滴のサイズを制御することが可能である。インク滴の
サイズは吐出開始時点のメニスカス位置に依存し、メニ
スカス位置が深いほどインク滴サイズが小さくなるから
である。Next, when the first step of reducing the drive voltage from the pull-in voltage Vp at the time point C to the reference voltage 0V at the time point B is performed, the voltage applied to the piezoelectric element 116 becomes 0, and the deflection of the vibration plate 113 is reduced. Disappears, and the ink chamber 114 expands (the state P D in FIG. 5B). Therefore, the nozzle 1
Meniscus in 18 is retracted in the direction of the ink chamber 114, the time point D, and retracted as shown in state M D, for example, FIG. 5 (c) (i.e., away from the nozzle edge). It should be noted that the amount of meniscus pull-in in the first step changes by changing the level of the pull-in voltage Vp, which is the potential difference between the point C and the point D, so that the size of the ink droplet can be controlled. . This is because the size of the ink droplet depends on the meniscus position at the start of ejection, and the deeper the meniscus position, the smaller the ink droplet size.
【0035】次に、時点Dから時点Eまでの時間t2の
間、駆動電圧を基準電圧0Vに固定して振動プレート1
13cをたわみがない状態に維持することでインク室1
14の容積を一定に保つ第2行程を行う(図5(c)の
状態PD 〜PE )。ところが、この間もインクカートリ
ッジ12からのインク供給は連続的に行われているの
で、ノズル118内のメニスカス位置はノズル開口端に
向かって変位し、時点Eでは、例えば図5(c)の状態
ME に示した位置まで前進する。なお、第2行程の所要
時間t2を変更することによりメニスカス位置の前進量
が変化し、第3行程の開始時点におけるメニスカス位置
を調整することができるので、これにより、吐出される
インク滴のサイズを制御することが可能である。Next, during the time t2 from the time point D to the time point E, the driving voltage is fixed to the reference voltage 0V and the vibration plate 1
The ink chamber 1 is maintained by maintaining the deflection of the ink chamber 13c.
Performing a second step of maintaining the 14 volume constant (state P D to P E in FIG. 5 (c)). However, during this time, since the ink supply from the ink cartridge 12 is continuously performed, the meniscus position in the nozzle 118 is displaced toward the nozzle opening end, and at the time E, for example, the state M in FIG. Move forward to the position shown in E. The amount of advance of the meniscus position is changed by changing the required time t2 of the second stroke, and the meniscus position at the start of the third stroke can be adjusted. Can be controlled.
【0036】次に、時点Eの電圧0Vから時点Fの吐出
電圧Vaへと駆動電圧を急激に増大させる第3行程を行
う。ここで、時点Eは、上記したように、吐出開始タイ
ミングである。このとき、時点Fにおいて振動プレート
113は、図5(b)の状態PF に示したように内側に
大きくたわみ、インク室114は急激に収縮するので、
図5(c)の状態MF に示したように、ノズル118内
のメニスカスはノズル開口端に向かって一気に押され、
ここからインク滴として吐出される。吐出されたインク
滴は空気中を飛翔し、記録用紙2(図2)上に着弾す
る。Next, a third step of rapidly increasing the drive voltage from the voltage 0 V at the point E to the discharge voltage Va at the point F is performed. Here, the time point E is the ejection start timing as described above. At this time, at the time point F, the vibration plate 113 is largely bent inward as shown in a state P F of FIG. 5B, and the ink chamber 114 is rapidly contracted.
As shown in state M F in FIG. 5 (c), the meniscus in the nozzle 118 is pressed once towards the nozzle edge,
From here, ink droplets are ejected. The ejected ink drops fly in the air and land on the recording paper 2 (FIG. 2).
【0037】その後、駆動電圧を吐出電圧Vaに保った
まま所定時間経過した時点Gで、再び基準電圧0Vまで
減少させる。これにより時点Hでは、図5(b)の状態
PHに示したように、振動プレート113はたわみのな
い状態に戻る。この状態を次の吐出動作における第1前
行程の開始時点Iまで維持する。駆動電圧を再び0Vに
減少させた直後の時点Hにおいては、図5(c)の状態
MH に示したように、吐出されたインク滴の体積とイン
ク室114の容積の増加分とを加えた体積に相当する分
だけメニスカス位置が後退した状態となるが、その後も
行われるインクの充填(リフィル)により、次回の吐出
動作における第1の前行程の開始時点Iにおけるメニス
カス位置は、図5(c)の状態MI に示したように、当
初の時点Aにおける状態MA と同じになる。Thereafter, when a predetermined time has elapsed while the drive voltage is maintained at the discharge voltage Va, the reference voltage is reduced to 0 V again. In this way the time H, as shown in state P H in FIG. 5 (b), the vibration plate 113 returns to the state with no deflection. This state is maintained until the start point I of the first previous step in the next ejection operation. At the time point H immediately after the drive voltage is again reduced to 0 V, the volume of the ejected ink droplet and the increase in the volume of the ink chamber 114 are added as shown in the state MH of FIG. The meniscus position is retracted by an amount corresponding to the volume of the ink that has been discharged. However, due to ink filling (refilling) performed thereafter, the meniscus position at the start point I of the first previous process in the next ejection operation is changed to the state shown in FIG. As shown in the state M I of FIG. 10C, the state M A becomes the same as the state M A at the initial time point A.
【0038】このようにして1回の吐出動作が終了す
る。以下、このようなサイクル動作を各ノズル118ご
とに並行してそれぞれ繰り返し行うことで、記録用紙2
(図2)への画像記録が連続的に行われる。Thus, one ejection operation is completed. Hereinafter, by repeating such a cycle operation in parallel for each nozzle 118, the recording paper 2
Image recording on (FIG. 2) is performed continuously.
【0039】なお、本実施の形態において、第2行程の
所要時間t2は第1行程で引き込まれたメニスカスがノ
ズル開口端に到達するまでの所要時間以下であるとし、
第3行程の吐出電圧Vaはインク滴を吐出させるに足る
範囲に入っているものとしている。また、図4(a)
で、上記の行程CD,DE,EF以外の行程の所要時間
については、それぞれ次のように表記する。AB=τ
1,BC=τ2,FG=t4,GH=t5。In the present embodiment, it is assumed that the required time t2 of the second stroke is equal to or less than the required time for the meniscus drawn in the first stroke to reach the nozzle opening end.
It is assumed that the ejection voltage Va in the third step falls within a range sufficient for ejecting ink droplets. FIG. 4 (a)
The time required for the steps other than the above steps CD, DE, and EF will be described as follows. AB = τ
1, BC = τ2, FG = t4, GH = t5.
【0040】次に、再び図4に戻って、駆動信号21b
の波形について説明する。本実施の形態では、駆動信号
21bは行程ABで駆動信号21aと同じく基準電圧0
Vから引込電圧Vpに変化する。そして、この引込電圧
Vpを、駆動信号21aが吐出電圧Vaに立ち上がり終
わった時点F以降の所定の時点C′まで保持し、ここか
ら急速に基準電圧0Vに立ち下げるようにしている。こ
の図で、駆動信号21aの吐出開始タイミングte(す
なわち、基準電圧0Vから吐出電圧Vaへの立ち上がり
開始時点E)を起算点として、駆動信号21bの引込電
圧Vpから基準電圧0Vへの立ち下がり開始時点C′ま
での時間をtdとすると、引込電圧Vpを保持する行程
BC′の所要時間はt1+t2+tdとなる。ここで、
td>t3である。なお、図4(b)では、駆動信号2
1bが引込電圧Vpから基準電圧0Vに変化する行程
C′D′の所要時間をt6と表記する。ここで、遅延時
間tdを適切に設定する点が本発明の1つの特徴をなし
ているが、これについては後述する。Next, returning to FIG. 4 again, the drive signal 21b
Will be described. In this embodiment, the drive signal 21b has the same reference voltage 0 as the drive signal 21a during the stroke AB.
The voltage changes from V to the pull-in voltage Vp. Then, the pull-in voltage Vp is held until a predetermined time point C 'after the time point F at which the drive signal 21a has finished rising to the discharge voltage Va, from which the reference voltage is rapidly dropped to 0V. In this figure, starting from the ejection start timing te of the drive signal 21a (ie, the rising start time E from the reference voltage 0V to the ejection voltage Va), the fall of the drive signal 21b from the pull-in voltage Vp to the reference voltage 0V is started. Assuming that the time until the time point C 'is td, the time required for the step BC' for holding the pull-in voltage Vp is t1 + t2 + td. here,
td> t3. In FIG. 4B, the drive signal 2
The time required for the process C'D 'in which 1b changes from the pull-in voltage Vp to the reference voltage 0V is represented as t6. Here, an appropriate setting of the delay time td is one feature of the present invention, which will be described later.
【0041】次に、図1のインクジェットプリンタ1の
全体動作を簡単に説明する。Next, the overall operation of the ink jet printer 1 shown in FIG. 1 will be briefly described.
【0042】図1において、図示しないパーソナルコン
ピュータ等の情報処理装置から印刷データがインクジェ
ットプリンタ1に入力されると、画像処理部15は、こ
の入力データに対して所定の画像処理(例えば圧縮され
たデータの伸長等)を行ったのち、これを印画データ2
2としてヘッドコントローラ14に送出する。In FIG. 1, when print data is input to the ink jet printer 1 from an information processing device such as a personal computer (not shown), the image processing section 15 performs predetermined image processing (for example, compression) on the input data. Data decompression, etc.) and print data 2
2 is sent to the head controller 14.
【0043】ヘッドコントローラ14は、記録ヘッド1
1のノズル数に対応したnドット分の印画データ22を
取得すると、これらの印画データ22を基に、n個のノ
ズルのそれぞれについて、ドットを形成するためのイン
ク滴サイズを判定し、この判定結果から、各ノズルに供
給すべき各1組の駆動信号21a,21bを選択する。
例えば、高濃度を表現する場合にはインク滴サイズを大
きくし得るような駆動波形(t2,Vaが大きく、Vp
が小さい波形)の組を選択し、低濃度を表現する場合や
高解像度表現を行う場合にはインク滴サイズを小さくし
得るような駆動波形(t2,Vaが小さく、Vpが大き
い波形)の組を選択する。また、微妙な中間階調を表現
する場合には、隣接するドット間でインク滴サイズを少
しずつ異ならせるようにし、また、例えば、各ノズル間
でインク吐出特性がばらついている場合には、これを補
正し得るような駆動波形の組を選択する。The head controller 14 controls the recording head 1
When the print data 22 for n dots corresponding to the number of nozzles of 1 is acquired, the size of the ink droplet for forming a dot is determined for each of the n nozzles based on the print data 22. From the result, each set of drive signals 21a and 21b to be supplied to each nozzle is selected.
For example, when expressing high density, a driving waveform (t2, Va is large and Vp
A set of drive waveforms (waveforms with small t2 and Va and large Vp) that can reduce the ink droplet size when a low density or high resolution expression is selected by selecting a set of waveforms Select Also, when expressing a subtle intermediate gradation, the ink droplet size should be slightly different between adjacent dots.For example, if the ink ejection characteristics vary between nozzles, Is selected as a set of drive waveforms that can correct the above.
【0044】さて、ヘッドコントローラ14は、nドッ
ト分の駆動信号(すなわち、n個のノズル118に供給
する駆動信号)の組を選択したのち、吐出周期の切替タ
イミングにおいて、記録ヘッド11における各ノズル1
18の圧電素子116aに対し、選択した駆動信号21
aを供給すると同時に、各ノズル118の圧電素子11
6bに対し、選択した駆動信号21bを供給する。各ノ
ズルにおける圧電素子116aは、供給された駆動信号
21aの電圧波形に従って図5で説明したような各行程
を行い、インク滴を吐出する。このとき、各ノズルの圧
電素子116bは、供給された駆動信号21bの電圧波
形に従って後述するように変位し、圧電素子116aに
よる吐出動作を補助するための動作を行う。After selecting a set of drive signals for n dots (that is, drive signals supplied to the n nozzles 118), the head controller 14 selects each of the nozzles in the recording head 11 at the switching timing of the ejection cycle. 1
The selected drive signal 21 is applied to the 18 piezoelectric elements 116a.
a and the piezoelectric element 11 of each nozzle 118
6b is supplied with the selected drive signal 21b. The piezoelectric element 116a in each nozzle performs each process as described with reference to FIG. 5 according to the supplied voltage waveform of the drive signal 21a, and ejects ink droplets. At this time, the piezoelectric element 116b of each nozzle is displaced as described later according to the voltage waveform of the supplied drive signal 21b, and performs an operation for assisting the ejection operation by the piezoelectric element 116a.
【0045】次に、図4、図6および図7を参照して、
本実施の形態に係るインクジェットプリンタの特徴的な
作用を説明する。Next, referring to FIGS. 4, 6 and 7,
The characteristic operation of the ink jet printer according to the present embodiment will be described.
【0046】従来技術の項において述べたように、イン
ク滴の吐出の際に生ずる付随的なインク小滴であるサテ
ライト滴は、圧電素子により吐出圧力を発生させてイン
ク滴吐出を行う方式において多く発生するもので、柱状
になって飛翔するインクの先頭部分と後尾部分との間に
生ずる時間差や速度差に起因して先頭部分から後尾部分
が分離し、この後尾部分が微小なインク小滴となったも
のと考えられる。As described in the section of the prior art, satellite droplets, which are incidental small ink droplets generated when ink droplets are ejected, are often used in a method of ejecting ink droplets by generating ejection pressure by a piezoelectric element. The tail part is separated from the head part due to the time difference and speed difference between the head part and the tail part of the ink flying in a columnar shape, and this tail part becomes a small ink droplet. It is thought that it became.
【0047】本実施の形態では、このようなサテライト
滴の発生を防止するため、図4に示したように、予め補
助用(サテライト滴防止用)の駆動信号21bを引込電
圧Vpに保持してインク室114を収縮状態にしてお
き、この状態で吐出用の駆動信号21aにより上記の第
1〜第3行程(図5)を行うと共に、吐出用の駆動信号
21aによって圧電素子116aがインク室収縮方向に
変位している状態において、補助用の駆動信号21bを
立ち下げて圧電素子116bをインク室膨張方向に変位
させるようにしている。この点をさらに図6を参照して
説明する。In this embodiment, in order to prevent the generation of such satellite droplets, as shown in FIG. 4, the auxiliary (satellite droplet prevention) drive signal 21b is held in advance at the pull-in voltage Vp. The ink chamber 114 is kept in a contracted state. In this state, the above-described first to third steps (FIG. 5) are performed by the ejection drive signal 21a, and the piezoelectric element 116a is contracted by the ejection drive signal 21a. In the state in which the piezoelectric element 116b is displaced in the ink chamber expansion direction, the auxiliary drive signal 21b falls and the piezoelectric element 116b is displaced in the ink chamber expansion direction. This point will be further described with reference to FIG.
【0048】図6は駆動信号21a,21bの電圧波形
の変化と圧電素子116a,116bの変位との関係を
表すものである。具体的には、この図の(a)は駆動信
号21aの要部波形を表し、(b)は圧電素子116a
の変位を表し、(c)は駆動信号21bの要部波形を表
し、(d)は圧電素子116bの変位を表す。ここで、
横軸は時間を示し、また、(a),(c)における縦軸
は電圧を示し、(b),(d)における縦軸は変位量を
示す。FIG. 6 shows the relationship between the change in the voltage waveform of the drive signals 21a and 21b and the displacement of the piezoelectric elements 116a and 116b. Specifically, (a) of this figure shows a main part waveform of the drive signal 21a, and (b) shows the piezoelectric element 116a.
(C) shows the waveform of the main part of the drive signal 21b, and (d) shows the displacement of the piezoelectric element 116b. here,
The horizontal axis indicates time, the vertical axis in (a) and (c) indicates voltage, and the vertical axis in (b) and (d) indicates displacement.
【0049】図6(c),(d)に示したように、予め
駆動信号21bを引込電圧Vpに保持しておくことによ
りノズル側の圧電素子116bはインク室収縮方向に変
位した状態を保っている。この状態で、同図(a),
(b)に示したように、供給側の圧電素子116aは、
時点Eから駆動信号21aの電圧増加と共にインク室収
縮方向への変位を開始する。そして、圧電素子116a
は、慣性力により、電圧が吐出電圧Vaに達した時点F
をオーバーランした時点Pで最大変位状態となる。一
方、図6(c),(d)に示したように、駆動信号21
bは駆動信号21aが吐出電圧Vaに達した時点F以降
の所定の時点C′(すなわち、吐出開始タイミングtc
(=時点E)から時間tdだけ経過した時点)におい
て、引込電圧Vpから基準電圧0Vへの立ち下がりを開
始し、時点D′で基準電圧0Vとなる。これにより、圧
電素子116bはインク室膨張方向に急激に変位する。As shown in FIGS. 6C and 6D, by holding the drive signal 21b at the pull-in voltage Vp in advance, the piezoelectric element 116b on the nozzle side is kept displaced in the ink chamber contraction direction. ing. In this state, FIG.
As shown in (b), the piezoelectric element 116a on the supply side is
From time E, displacement in the ink chamber contraction direction starts with the voltage increase of the drive signal 21a. Then, the piezoelectric element 116a
Is the time F when the voltage reaches the ejection voltage Va due to the inertial force.
At the time point P when an overrun occurs. On the other hand, as shown in FIGS.
b is a predetermined time point C 'after the time point F when the drive signal 21a reaches the ejection voltage Va (that is, the ejection start timing tc
At the time (elapse of the time td from the time point E), the fall from the pull-in voltage Vp to the reference voltage 0V starts, and the reference voltage becomes 0V at the time point D '. As a result, the piezoelectric element 116b is rapidly displaced in the ink chamber expansion direction.
【0050】図6(a),(b)に示したように、時点
Eで駆動信号21aの吐出電圧Vaの印加が開始された
圧電素子116aは、インク室収縮方向に変位すること
によりインク室114内に圧力を発生させ、この圧力に
よりノズル118からインクを押し出す。この時点で
は、ノズル118から押し出されたインクはまだ尾を引
いており、インク柱の状態をなしている。一方、圧電素
子116aの変位開始から時間tdを経過した時点C′
において印加電圧が引込電圧Vpから基準電圧0Vへと
立ち下げられた圧電素子116bは、インク室膨張方向
に急激に変位することによりインク室114内に負の圧
力を発生させる。そして、この負の圧力により、既にノ
ズル118から押し出されつつあるインク柱の後尾部分
が引き戻される。このため、インクの流れに不連続性が
発生し、インク柱の先頭部分と後尾部分との間が断ち切
られる。これにより、インク柱の尾が長く伸びることが
抑制され、サテライト滴の発生が抑制される。As shown in FIGS. 6A and 6B, the piezoelectric element 116a, to which the application of the ejection voltage Va of the drive signal 21a has been started at the time point E, is displaced in the ink chamber contraction direction. A pressure is generated in 114 and the pressure pushes ink out of nozzle 118. At this point, the ink ejected from the nozzle 118 is still trailing, forming an ink column. On the other hand, a time point C ′ at which time td has elapsed from the start of the displacement of the piezoelectric element 116a.
The piezoelectric element 116b whose applied voltage has fallen from the pull-in voltage Vp to the reference voltage 0V at, generates a negative pressure in the ink chamber 114 by rapidly displacing in the ink chamber expansion direction. Then, the trailing portion of the ink column already being pushed out of the nozzle 118 is pulled back by the negative pressure. For this reason, a discontinuity occurs in the flow of the ink, and the space between the head and the tail of the ink column is cut off. This suppresses a long tail of the ink column and suppresses the generation of satellite droplets.
【0051】なお、圧電素子116aは、吐出電圧Va
が保たれている間、固有振動をするが、駆動信号21a
が時点Gの吐出電圧Vaから時点Hの基準電圧0Vへと
変化すると、圧電素子116aの変位は0に戻り、さら
に、次第に減衰する固有振動を行う。また、圧電素子1
16bは、電圧が基準電圧0Vに達した時点D′以降、
所期変位位置を中心として次第に減衰する固有振動を行
う。It should be noted that the piezoelectric element 116a is provided with a discharge voltage Va.
Is maintained while the driving signal 21a
Changes from the discharge voltage Va at the time point G to the reference voltage 0V at the time point H, the displacement of the piezoelectric element 116a returns to 0, and further, the natural vibration gradually attenuates. Also, the piezoelectric element 1
16b, after time D 'when the voltage reaches the reference voltage 0V,
A natural vibration that attenuates gradually around the intended displacement position.
【0052】図7は吐出開始タイミングte(時点E)
から駆動信号21bの立ち下げのタイミングC′までの
遅延時間tdを様々に変えた場合のインク滴の吐出状態
を表すものである。この図の(a)は、遅延時間tdを
それぞれ10,9,8,7μsecに設定した場合のイ
ンク滴の尾の切断時点の変化を表し、(b)は、駆動信
号21aによって圧電素子116aのみを変位させて吐
出した場合および遅延時間tdをそれぞれ10,9,
8,7μsecに設定した場合における吐出開始タイミ
ングteから32μsec経過後のインク滴の状態を表
すものである。なお、このときの圧電素子116a,1
16bの厚さは25μm、振動プレート113の厚さは
25μmとし、また、図4に示した駆動信号21a,2
1bの各時間パラメータおよび電圧パラメータは次のよ
うに設定している。なお、時間パラメータの単位はいず
れもμsecであり、電圧パラメータの単位はいずれも
ボルトである。FIG. 7 shows the discharge start timing te (time E).
This shows the ejection state of ink droplets when the delay time td from the time t to the falling timing C 'of the drive signal 21b is variously changed. (A) of this figure shows the change at the time of cutting the tail of the ink droplet when the delay time td is set to 10, 9, 8, and 7 μsec, respectively, and (b) shows only the piezoelectric element 116a by the drive signal 21a. And the delay time td is set to 10, 9,
This represents the state of the ink droplet 32 μsec after the ejection start timing te when set to 8.7 μsec. Note that the piezoelectric elements 116a, 1
16b is 25 μm, the thickness of the vibrating plate 113 is 25 μm, and the driving signals 21a and 21 shown in FIG.
Each time parameter and voltage parameter of 1b are set as follows. The unit of the time parameter is μsec, and the unit of the voltage parameter is volt.
【0053】τ1=30,τ2=10,t1=9,t2
=2,t3=5,t4=50,t5=50,t6=1,
td=9,Vp=35,Va=35,Vb=35Τ1 = 30, τ2 = 10, t1 = 9, t2
= 2, t3 = 5, t4 = 50, t5 = 50, t6 = 1,
td = 9, Vp = 35, Va = 35, Vb = 35
【0054】図7(a)に示したように、遅延時間td
をそれぞれ10,9,8,7μsecに設定したときの
インク滴の各切断タイミングは、吐出開始タイミングt
eからそれぞれ23,21.8,22.8,36μse
cだけ経過した時点となっている。また、同図(b)に
示したように、吐出開始タイミングteから32μse
c経過後の状態を見てみると、遅延時間tdを10,
9,8μsecに設定したいずれの場合においても、イ
ンク滴の尾は圧電素子116aのみで吐出を行った場合
よりも早く断ち切られている。特に、遅延時間tdを9
μsecに設定したときには、遅延時間tdを他の値に
設定した場合と異なりサテライト滴の発生がない。但
し、遅延時間tdを7μsec以下に設定したときに
は、圧電素子116aによる吐出圧力が圧電素子116
bによる負の圧力と相殺されて、吐出されるインク滴の
速度が低下し、特に、遅延時間tdを5μsecに設定
したときには、インク滴が吐出されなくなる。As shown in FIG. 7A, the delay time td
Are set to 10, 9, 8, and 7 μsec, respectively, the cutting timings of the ink droplets are the ejection start timings t.
e, 23, 21.8, 22.8, 36 μse respectively
This is the time when c has elapsed. In addition, as shown in FIG.
Looking at the state after elapse of c, the delay time td is 10,
In any of the cases set at 9.8 μsec, the tail of the ink droplet is cut off earlier than when the ejection is performed only by the piezoelectric element 116a. In particular, when the delay time td is 9
When set to μsec, unlike the case where the delay time td is set to another value, no satellite drops are generated. However, when the delay time td is set to 7 μsec or less, the discharge pressure of the piezoelectric element
The speed of the ink droplet to be ejected is reduced by being offset by the negative pressure due to b. In particular, when the delay time td is set to 5 μsec, the ink droplet is not ejected.
【0055】以上のことから、駆動信号21bを圧電素
子116bに印加することによってインク滴の尾の切断
時期を早めることができ、サテライト滴の発生が抑制さ
れることが判る。特に、遅延時間tdを9μsecに設
定した場合にはインク滴の尾が最も早く断ち切られ、サ
テライト滴の発生を最も効果的に抑制し得ることが判
る。本実施の形態において、この9μsecという遅延
時間は、圧電素子116aが変位を開始してから最大変
位位置P(図6(b))に到達するまでの所要時間にほ
ぼ等しくなっている。すなわち、駆動信号21aの吐出
電圧Vaによって圧電素子116aの変位量が最大にな
った時点で駆動信号21bを立ち下げて圧電素子116
bのインク室膨張方向への変位を開始させるようにする
ことにより、サテライト滴の発生を最も効果的に抑制す
ることができるのである。From the above, it can be seen that by applying the drive signal 21b to the piezoelectric element 116b, the timing of cutting off the tail of the ink droplet can be advanced, and the generation of satellite droplets can be suppressed. In particular, when the delay time td is set to 9 μsec, the tail of the ink droplet is cut off earliest, and it can be seen that the generation of satellite droplets can be suppressed most effectively. In the present embodiment, the delay time of 9 μsec is substantially equal to the time required from when the piezoelectric element 116a starts to be displaced to when it reaches the maximum displacement position P (FIG. 6B). That is, when the displacement of the piezoelectric element 116a becomes maximum due to the ejection voltage Va of the drive signal 21a, the drive signal 21b falls and the piezoelectric element 116
By starting the displacement of b in the ink chamber expansion direction, the generation of satellite droplets can be suppressed most effectively.
【0056】このように、本実施の形態によれば、各ノ
ズルに対応した各インク室114ごとに2つの圧電素子
116a,116bを設けると共に、予めノズル側の圧
電素子116bをインク室収縮方向に変位させておき、
この状態でインク供給側の圧電素子116aをインク室
収縮方向に変位させてインク滴の吐出を開始したのち、
他方の圧電素子116bをインク室膨張方向に変位させ
てインク室114内に負の圧力を発生させるようにした
ので、インク滴の尾を早期に細くして断ち切ることがで
き、この結果、サテライト滴の発生を抑制することが可
能となる。特に、圧電素子116aがインク室収縮方向
に最も大きく変位した時点で圧電素子116bのインク
室膨張方向への変位を開始させることにより、サテライ
ト滴の発生を最も効果的に抑制することが可能となる。As described above, according to the present embodiment, two piezoelectric elements 116a and 116b are provided for each ink chamber 114 corresponding to each nozzle, and the piezoelectric element 116b on the nozzle side is previously moved in the ink chamber contracting direction. Displaced,
In this state, after the piezoelectric element 116a on the ink supply side is displaced in the ink chamber contraction direction to start ejection of ink droplets,
Since the negative pressure is generated in the ink chamber 114 by displacing the other piezoelectric element 116b in the ink chamber expansion direction, the tail of the ink drop can be thinned and cut off early, and as a result, the satellite drop Can be suppressed. In particular, by starting the displacement of the piezoelectric element 116b in the ink chamber expansion direction when the piezoelectric element 116a is displaced the most in the ink chamber contraction direction, the generation of satellite droplets can be suppressed most effectively. .
【0057】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明はこの実施の形態に限定されず、種々変更
可能である。Although the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to this embodiment, and can be variously modified.
【0058】例えば図6に示した例では、圧電素子11
6aが最も大きく変位した時点で圧電素子116bの変
位を開始させるようにしたが、本発明はこれに限定され
るものではなく、圧電素子116aの平開始後の他のタ
イミングで圧電素子116bの変位を開始させるように
しても、相当の効果は得られる。For example, in the example shown in FIG.
Although the displacement of the piezoelectric element 116b is started at the time when the displacement of the piezoelectric element 116b is greatest, the present invention is not limited to this, and the displacement of the piezoelectric element 116b is started at another timing after the flat start of the piezoelectric element 116a. A considerable effect can be obtained by starting.
【0059】また、図4における各時間パラメータおよ
び電圧パラメータの設定値は、上に例示した値に限定さ
れるものではなく、適宜変更可能である。例えば、本実
施の形態では、駆動信号21a,21bの双方における
引込電圧を同じVpとしたが、両者を異ならせてもよ
い。Further, the set values of each time parameter and voltage parameter in FIG. 4 are not limited to the values exemplified above, but can be changed as appropriate. For example, in the present embodiment, the pull-in voltage in both of the drive signals 21a and 21b is the same Vp, but they may be different.
【0060】また、上記実施の形態では、吐出用圧力発
生手段としてインク供給側の圧電素子116aを用いる
と共に、サテライト滴防止用圧力発生手段としてノズル
側の圧電素子116bを用いることとしたが、これとは
逆に、吐出用圧力発生手段としてノズル側の圧電素子1
16bを用いると共に、サテライト滴防止用圧力発生手
段としてインク供給側の圧電素子116aを用いるよう
にしてもよい。In the above-described embodiment, the piezoelectric element 116a on the ink supply side is used as the discharge pressure generating means, and the piezoelectric element 116b on the nozzle side is used as the satellite drop preventing pressure generating means. On the contrary, the piezoelectric element 1 on the nozzle side serves as a discharge pressure generating means.
16b, and the piezoelectric element 116a on the ink supply side may be used as the satellite drop preventing pressure generating means.
【0061】また、上記実施の形態では、1つのノズル
について2つの圧電素子を設ける場合について説明した
が、1つのノズルについて3つ以上の圧電素子を設け、
これらの圧電素子を吐出用とサテライト滴抑制用とに区
分し、吐出用圧電素子に吐出用の駆動信号21aを加え
ると共に、サテライト滴抑制用圧電素子にサテライト滴
抑制用の駆動信号21bを印加するようにしてもよい。
この場合、3つ以上の圧電素子の変位能力は、互いに等
しくしてもよいし、あるいは異ならせてもよい。こうす
ることにより、よりきめ細かく、サテライト滴の抑制制
御を行うことができる。In the above embodiment, the case where two piezoelectric elements are provided for one nozzle has been described. However, three or more piezoelectric elements are provided for one nozzle.
These piezoelectric elements are divided into those for ejection and those for satellite drop suppression, and a drive signal 21a for ejection is applied to the piezoelectric element for ejection, and a drive signal 21b for satellite drop suppression is applied to the piezoelectric element for satellite drop suppression. You may do so.
In this case, the displacement capabilities of three or more piezoelectric elements may be equal to each other or may be different. By doing so, satellite droplet suppression control can be performed more finely.
【0062】また、上記実施の形態では、1つのノズル
118に対して1つのインク室114を設けると共に、
この1つのインク室114に対応して2つの圧電素子1
16a,116bを設けるようにしたが、例えば、図8
に示したように、1つのノズル118に対して2つのイ
ンク室114a,114bを設けると共に、各インク室
114a,114bに対応させて圧電素子116a,1
16bを設けるようにしてもよい。なお、図8は、記録
ヘッド11の一部を真上から見た状態を表すものであ
り、図2に示した要素と同一要素には同一の符号を付
し、また、振動プレート113の図示を省略している。
この図に示した構成によれば、一方のインク室114a
における圧電素子116aの挙動が他方のインク室11
4bの状態に与える影響が少ないので、圧電素子116
a,116bの相互間のクロストークを低減することが
でき、より高精度の印字品質を得ることができる。In the above embodiment, one ink chamber 114 is provided for one nozzle 118,
Two piezoelectric elements 1 corresponding to this one ink chamber 114
16a and 116b are provided, for example, as shown in FIG.
As shown in FIG. 2, two ink chambers 114a and 114b are provided for one nozzle 118, and the piezoelectric elements 116a and 1b are respectively associated with the ink chambers 114a and 114b.
16b may be provided. FIG. 8 shows a state in which a part of the recording head 11 is viewed from directly above. The same elements as those shown in FIG. Is omitted.
According to the configuration shown in this figure, one ink chamber 114a
Of the piezoelectric element 116a in the other ink chamber 11
4b has little effect on the state of the piezoelectric element 116b.
a, 116b can be reduced, and higher-precision printing quality can be obtained.
【0063】[0063]
【発明の効果】以上説明したように請求項1記載のイン
クジェットプリンタ、請求項2記載のインクジェットプ
リンタ用記録ヘッドの駆動装置、または請求項3記載の
インクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動方法によれ
ば、各ノズル部ごとに吐出用圧力発生手段と付随小滴防
止用圧力発生手段とを設け、予め付随小滴防止用圧力発
生手段がインク室収縮方向に変位している状態で、イン
ク滴の吐出のために吐出用圧力発生手段がインク室収縮
方向に変位させる動作を行うと共に、この吐出用圧力発
生手段のインク室収縮方向への変位動作によってインク
室が収縮状態にあるときに、付随小滴防止用圧力発生手
段をインク室膨張方向に変位させるようにしたので、吐
出用圧力発生手段の変位によってノズル部から押し出さ
れたインクの後尾部分が、付随小滴防止用圧力発生手段
の変位によって引き戻され、インク滴が長く尾を引く前
に早期に断ち切られる。このため、付随的なインク小滴
の発生を抑制することができ、記録される画像の品質の
低下を防止することができる。特に、小さいインク滴を
用いて表現する必要がある淡い画像や中間階調画像のよ
うに、不要なインク小滴の影響を受け易い画像において
も、画質の低下を効果的に防止することができる。しか
も、1つのノズル部に対して設けた2つの吐出用圧力発
生手段および付随小滴防止用圧力発生手段を独立して制
御するようにしていることから、吐出されるインク滴の
飛翔速度の低下や装置寿命の短縮、あるいは周波数特性
の悪化等を伴うことがなく、また、これらの圧力発生手
段が有する固有振動特性による制約を受けにくくなると
いう効果もある。As described above, according to the ink jet printer according to the first aspect, the recording head driving device for the ink jet printer according to the second aspect, or the driving method for the recording head for the ink jet printer according to the third aspect, A discharge pressure generating means and an accompanying droplet preventing pressure generating means are provided for each nozzle portion, and in a state where the accompanying droplet preventing pressure generating means is displaced in the ink chamber contracting direction in advance, the discharge of the ink droplet is performed. For this reason, the ejection pressure generating means performs an operation of displacing in the ink chamber contraction direction, and when the ink chamber is in a contracted state by the displacement operation of the ejection pressure generation means in the ink chamber contraction direction, accompanying small droplets are prevented. Pressure generating means is displaced in the ink chamber expansion direction, so that the trailing of the ink pushed out from the nozzle portion by the displacement of the discharge pressure generating means. Min, drawn back by the displacement of the associated drop prevention pressure generating means, are cut off early before tailing long ink droplets. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of incidental ink droplets, and it is possible to prevent the quality of the recorded image from deteriorating. In particular, it is possible to effectively prevent deterioration in image quality even in an image that is easily affected by unnecessary ink droplets, such as a light image or a halftone image that needs to be expressed using small ink droplets. . In addition, since the two ejection pressure generation means and the associated small drop prevention pressure generation means provided for one nozzle portion are independently controlled, the flying speed of the ejected ink droplets is reduced. In addition, there is an effect that the pressure generating means is not restricted by the natural vibration characteristics of the pressure generating means without shortening the apparatus life or deteriorating the frequency characteristics.
【図1】本発明の一実施の形態に係るインクジェットプ
リンタの概略構成を表すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of an inkjet printer according to an embodiment of the present invention.
【図2】記録ヘッドの一構造例を表す斜視断面図であ
る。FIG. 2 is a perspective sectional view illustrating a configuration example of a recording head.
【図3】記録ヘッドの一構造例を表す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a structural example of a recording head.
【図4】図1におけるヘッドコントローラから出力され
る駆動信号の波形の一例を表す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a waveform of a drive signal output from a head controller in FIG.
【図5】図4に示した吐出用の駆動信号波形と、インク
室の状態およびノズル内のメニスカス位置の変化との関
係を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the ejection drive signal waveform shown in FIG. 4 and the state of the ink chamber and the change in the meniscus position in the nozzle.
【図6】図4に示した駆動信号波形と圧電素子の変位量
との関係の一例を表す図である。6 is a diagram illustrating an example of a relationship between a drive signal waveform illustrated in FIG. 4 and a displacement amount of a piezoelectric element.
【図7】図4に示した駆動信号波形によるインク滴の吐
出状態の一例を表す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an ink droplet ejection state according to the drive signal waveform illustrated in FIG.
【図8】本実施の形態に係るインクジェットプリンタに
用いられる記録ヘッドの変形例を表す平面図である。FIG. 8 is a plan view illustrating a modification of the recording head used in the ink jet printer according to the present embodiment.
【図9】従来のインクジェットプリンタの駆動方法を説
明するための説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a driving method of a conventional inkjet printer.
【図10】従来の他のインクジェットプリンタの駆動方
法を説明するための説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a driving method of another conventional inkjet printer.
【符号の説明】 1…インクジェットプリンタ、11…記録ヘッド、14
…ヘッドコントローラ、21a,21b…駆動信号、2
2…印画データ、113…振動プレート、114…イン
ク室、115…共同流路、116a,116b…圧電素
子、118…ノズル、Vp…引込電圧、Va…吐出電
圧、Vb…補助電圧、td…遅延時間、te…吐出開始
タイミング[Description of Signs] 1 ... Inkjet printer, 11 ... Recording head, 14
... head controller, 21a, 21b ... drive signal, 2
2: Print data, 113: Vibration plate, 114: Ink chamber, 115: Common flow path, 116a, 116b: Piezoelectric element, 118: Nozzle, Vp: Pull-in voltage, Va: Discharge voltage, Vb: Auxiliary voltage, td: Delay Time, te ... Discharge start timing
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳永 洋 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Tokunaga 6-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation
Claims (3)
記インク室の容積を変化させて前記ノズル部からインク
滴を吐出させるための圧力を発生する吐出用圧力発生手
段と、 前記各ノズル部ごとに設けられ、変位することにより前
記インク室の容積を変化させて前記ノズル部からのイン
ク滴吐出時における付随的なインク小滴の発生を抑制す
るための圧力を発生する付随小滴防止用圧力発生手段
と、 予め前記付随小滴防止用圧力発生手段をインク室収縮方
向に変位させておくと共に、インク滴の吐出のために前
記吐出用圧力発生手段をインク室収縮方向に変位させ、
この吐出用圧力発生手段のインク室収縮方向への変位動
作によって前記インク室が収縮状態にあるときに、前記
付随小滴防止用圧力発生手段をインク室膨張方向に変位
させる制御を行う吐出制御手段とを備えたことを特徴と
するインクジェットプリンタ。A nozzle for discharging ink droplets; an ink chamber for supplying ink to the nozzle; and a nozzle provided for each of the nozzles, wherein the volume of the ink chamber is changed by displacement. A discharge pressure generating means for generating a pressure for discharging ink droplets from the nozzle portion; and a discharge pressure generating means provided for each of the nozzle portions, wherein the displacement of the ink chamber changes the volume of the ink chamber so that the ink from the nozzle portion is changed. An auxiliary droplet preventing pressure generating means for generating pressure for suppressing the generation of incidental ink droplets at the time of droplet ejection; and displacing the auxiliary droplet preventing pressure generating means in the ink chamber contracting direction in advance. In addition, the ejection pressure generating means is displaced in the ink chamber contraction direction for ejection of ink droplets,
Discharge control means for controlling the displacement of the accompanying small droplet preventing pressure generation means in the ink chamber expansion direction when the ink chamber is in a contracted state by the displacement operation of the discharge pressure generation means in the ink chamber contraction direction. An ink jet printer comprising:
前記ノズル部にインクを供給するインク室と、前記各ノ
ズル部ごとに設けられ、変位することにより前記インク
室の容積を変化させて前記ノズル部からインク滴を吐出
させるための圧力を発生する吐出用圧力発生手段と、前
記各ノズル部ごとに設けられ、変位することにより前記
インク室の容積を変化させて前記ノズル部からのインク
滴吐出時における付随的なインク小滴の発生を抑制する
ための圧力を発生する付随小滴防止用圧力発生手段とを
備えたインクジェットプリンタ用記録ヘッドを駆動する
装置であって、 予め前記付随小滴防止用圧力発生手段をインク室収縮方
向に変位させておくと共に、インク滴の吐出のために前
記吐出用圧力発生手段をインク室収縮方向に変位させ、
この吐出用圧力発生手段のインク室収縮方向への変位動
作によって前記インク室が収縮状態にあるときに、前記
付随小滴防止用圧力発生手段をインク室膨張方向に変位
させる制御を行う吐出制御手段を備えたことを特徴とす
るインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置。2. A nozzle unit for discharging ink droplets,
An ink chamber for supplying ink to the nozzle section, and an ejection chamber that is provided for each of the nozzle sections and generates pressure for ejecting ink droplets from the nozzle section by changing the volume of the ink chamber by being displaced. Pressure generating means, provided for each of the nozzles, for changing the volume of the ink chamber by displacing and suppressing the generation of incidental ink droplets when ink droplets are ejected from the nozzles. And a driving unit for driving a recording head for an ink jet printer, comprising: a pressure generating means for preventing the accompanying small droplets, the pressure generating means for preventing the accompanying small droplets being displaced in the ink chamber contracting direction in advance. Along with displacing the ejection pressure generating means in the ink chamber contraction direction for ejection of ink droplets,
Discharge control means for controlling the displacement of the accompanying small droplet preventing pressure generation means in the ink chamber expansion direction when the ink chamber is in the contracted state by the displacement operation of the discharge pressure generation means in the ink chamber contraction direction. A recording head driving device for an ink jet printer, comprising:
前記ノズル部にインクを供給するインク室と、前記各ノ
ズル部ごとに設けられ、変位することにより前記インク
室の容積を変化させて前記ノズル部からインク滴を吐出
させるための圧力を発生する吐出用圧力発生手段と、前
記各ノズル部ごとに設けられ、変位することにより前記
インク室の容積を変化させて前記ノズル部からのインク
滴吐出時における付随的なインク小滴の発生を抑制する
ための圧力を発生する付随小滴防止用圧力発生手段とを
備えたインクジェットプリンタ用記録ヘッドを駆動する
方法であって、 予め前記付随小滴防止用圧力発生手段をインク室収縮方
向に変位させておく工程と、 インク滴の吐出のために前記吐出用圧力発生手段をイン
ク室収縮方向に変位させる工程と、 前記吐出用圧力発生手段のインク室収縮方向への変位動
作によって前記インク室が収縮状態にあるときに、前記
付随小滴防止用圧力発生手段をインク室膨張方向に変位
させる工程とを含むことを特徴とするインクジェットプ
リンタ用記録ヘッドの駆動方法。3. A nozzle unit for discharging ink droplets,
An ink chamber for supplying ink to the nozzle section, and an ejection chamber that is provided for each of the nozzle sections and generates pressure for ejecting ink droplets from the nozzle section by changing the volume of the ink chamber by being displaced. Pressure generating means, provided for each of the nozzles, for changing the volume of the ink chamber by displacing and suppressing the generation of incidental ink droplets when ink droplets are ejected from the nozzles. A method for driving a recording head for an ink jet printer, comprising: a pressure generating means for preventing small droplets, the pressure generating means for generating small pressure, wherein the pressure generating means for preventing small droplets is displaced in the ink chamber contracting direction in advance. A step of displacing the ejection pressure generating means in the ink chamber contraction direction for ejecting ink droplets; and a step of displacing the ejection pressure generating means in the ink chamber contraction direction. When the ink chamber by the displacement operation is in a contracted state, a driving method for an ink jet printer recording head which comprises a step of displacing the associated drop prevention pressure generating means in the ink chamber expands direction.
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