(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴をノズルから吐出させるための圧力室を有するキャビティプレートと、インク滴を前記ノズルから吐出させるために前記圧力室内の圧力を変動せしめるアクチュエータとを備えたインク噴射装置において、記録媒体との相対移動方向に沿って所定の印字周期ごとに順次形成すべきドット情報に基づき、前記アクチュエータに対して前記圧力室内の圧力を変動せしめるための駆動パルスを出力する駆動装置であって、
１ドットを複数のインク滴で形成すべく前記駆動パルスを複数個連続して出力する際に、現在及びその直前の印字周期のドット情報が吐出であり、現在の次の印字周期のドット情報が不吐出である場合には、前記直前の印字周期における最後の駆動パルスから現在の印字周期における最初の駆動パルスまでの間隔がその次の印字周期のドット情報が吐出である場合よりも長くなるように、現在の印字周期において、前記複数個の駆動パルスを出力するタイミングをその次の印字周期のドット情報が吐出である場合よりも所定時間遅らせる、ことを特徴とするインク噴射装置の駆動装置。
【請求項２】
１ドットを複数のインク滴で形成すべく前記駆動パルスを複数個連続して出力する際に、現在及びその直前の印字周期のドット情報が吐出であり、現在の次の印字周期のドット情報が不吐出である場合には、当該次の印字周期にまたがるように前記駆動パルスを複数個連続して出力することを特徴とする請求項１記載のインク噴射装置の駆動装置。
【請求項３】
前記複数個連続して出力される駆動パルスには、前記圧力室内の圧力変動を低減させるキャンセルパルスを含むことを特徴とする請求項１または２記載のインク噴射装置の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク噴射装置の駆動装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
圧電式インクジェットプリンタにおけるインクジェットプリンタヘッドは、圧力室を備えたキャビティと、このキャビティの圧力室に隣接して設けられたアクチュエータとしての圧電素子とを備えて構成されている。そして、この圧電素子に所定の駆動パルスを供給することで、圧力室の容積を小さくし、インクをオリフィスから吐出させる。更に、1ドットについて複数個の駆動パルスを供給することにより、所望の濃度のドットを形成している。
【０００３】
例えば、駆動パルスとして２パルスを供給する場合には、第１のパルスにより発生した圧力室内の残留圧力変動がより大きくなるようなタイミングで第２のパルスを供給することで、効率良く２発目のインク滴を吐出することができる。
【０００４】
ところが、このように複数のパルスを供給した場合には、インクの吐出の際、本来吐出されるべきインク滴以外に、サテライトと呼ばれる余分なインク滴が発生することがある。これは、複数のパルスにより連続してインクを吐出した後などにおいて、本来のインク滴の吐出後もキャビティ内の圧力変動が十分に収まらず、残留圧力によってインクが飛び出してしまうのが主な原因である。このようなサテライトが発生すると、形成された文字等の画像品質が低下してしまう。
【０００５】
そこで、従来は、以上のような余分なインク滴の発生を防ぐために、駆動波形にキャンセルパルス（安定化パルス）を加えることが行われている。例えば、上述したように２パルスを供給する場合には、第２の駆動パルスの供給後、圧力室内の残留圧力変動を相殺するようなタイミングでキャンセルパルスを供給する方法が採られている。また、第１の駆動パルスの供給後、同様に残留圧力変動を相殺する第１のキャンセルパルスを供給し、更に第２の駆動パルスの供給後も第２のキャンセルパルスを供給する等の方法も採られていた。
【０００６】
キャンセルパルスは、次のドットの印字周期においてインク吐出がない場合に特に重要である。即ち、次のドットの印字周期もインク吐出がある場合には、残留圧力変動を十分に減衰させなくても次が再びインク吐出であるから影響が少ない。しかし、次のドットの印字周期においてインク吐出がない場合、残留圧力変動を十分に減衰させなければ、前述のサテライトが発生してしまう。
【０００７】
このような印字周期ごとのインク吐出の有無についての判断は、イメージメモリに記憶されたドット情報に基づいて行われる。インクジェットヘッドの動作の基準となるストローブが発生すると、ドット情報がデータとなってインクジェットヘッドの制御回路に入力される。そして、制御回路は、ドット情報と、駆動パルス発生の基準となるクロックとに基づいて、そのドット情報に対応する駆動パルスを決定する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のように残留圧力変動を十分に減衰させるキャンセルパルスを供給した場合には、ドットを形成するのに必要な本来の駆動パルスに、キャンセルパルスを挿入することになるため、駆動波形全体が長くなってしまう。
【０００９】
その結果、このように長い駆動波形に合わせて印字周期を決めざるを得ず、インクジェットヘッドの動作速度が全体的に低下してしまうという問題があった。
【００１０】
また、１ドットに対して複数の駆動パルスを供給する場合には、吐出を行う印字周期が２つ連続した場合などにおいては、パルス数によっては、最初のドットに対する最後の駆動パルスから、次のドットに対する最初の駆動パルスまでの時間が短くなる。その結果、圧力室の残留圧力の減衰が間に合わず、前記次のドットに対する吐出を安定して行うことができない場合があった。
【００１１】
そこで、本発明は、このような問題を解決し、駆動波形が長くなる場合でも、高速に記録動作を行うことができ、且つ、吐出を行う印字周期が連続する場合でも、吐出を安定して行うことのできるインク噴射装置の駆動装置を提供することを課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のインク噴射装置の駆動装置は、前記課題を解決するために、インク滴をノズルから吐出させるための圧力室を有するキャビティプレートと、インク滴を前記ノズルから吐出させるために前記圧力室内の圧力を変動せしめるアクチュエータとを備えたインク噴射装置において、記録媒体との相対移動方向に沿って所定の印字周期ごとに順次形成すべきドット情報に基づき、前記アクチュエータに対して前記圧力室内の圧力を変動せしめるための駆動パルスを出力する駆動装置であって、１ドットを複数のインク滴で形成すべく前記駆動パルスを複数個連続して出力する際に、現在及びその直前の印字周期のドット情報が吐出であり、現在の次の印字周期のドット情報が不吐出である場合には、前記直前の印字周期における最後の駆動パルスから現在の印字周期における最初の駆動パルスまでの間隔がその次の印字周期のドット情報が吐出である場合よりも長くなるように、現在の印字周期において、前記複数個の駆動パルスを出力するタイミングをその次の印字周期のドット情報が吐出である場合よりも所定時間遅らせることを特徴とする。
【００１３】
請求項１記載のインク噴射装置の駆動装置によれば、１ドットを複数のインク滴で形成すべく駆動パルスを複数個連続して出力する際に、現在及びその直前の印字周期のドット情報が吐出であり、現在の次の印字周期のドット情報が不吐出である場合には、前記直前の印字周期における最後の駆動パルスから現在の印字周期における最初の駆動パルスまでの間隔がその次の印字周期のドット情報が吐出である場合よりも長くなるように、現在の印字周期において、前記複数個の駆動パルスを出力するタイミングをその次の印字周期のドット情報が吐出である場合よりも所定時間遅らせる。従って、前記駆動パルスを出力しようとする時の印字周期の直前の印字周期において、駆動パルスが複数個連続して出力されていたとしても、その出力された複数個の駆動パルスの最後のパルスから、これから出力する複数個の駆動パルスの最初のパルスまでに、従来よりも長い所定時間の時間的余裕があるため、前記複数個連続して出力された駆動パルスによる圧力室の残留圧力が確実に減衰し、これから出力する複数個連続した駆動パルスによるインクの吐出が安定して行われることになる。
【００１４】
請求項２記載のインク噴射装置の駆動装置は、前記課題を解決するために、請求項１記載のインク噴射装置の駆動装置において、１ドットを複数のインク滴で形成すべく前記駆動パルスを複数個連続して出力する際に、現在及びその直前の印字周期のドット情報が吐出であり、現在の次の印字周期のドット情報が不吐出である場合には、当該次の印字周期にまたがるように前記駆動パルスを複数個連続して出力することを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載のインク噴射装置の駆動装置によれば、１ドットを複数のインク滴で形成すべく前記駆動パルスを複数個連続して出力する際に、現在及びその直前の印字周期のドット情報が吐出であり、現在の次の印字周期のドット情報が不吐出である場合には、前記駆動パルスを出力するタイミングをその次の印字周期のドット情報が吐出である場合よりも所定時間遅らせるだけでなく、隣接する印字周期にまたがるように前記駆動パルスを複数個連続して出力する。従って、前記所定時間遅らせて出力される駆動パルスによる駆動波形が長い駆動波形であっても、短い印字周期で出力されることになる。
【００１６】
請求項３記載のインク噴射装置の駆動装置は、前記課題を解決するために、請求項１または２記載のインク噴射装置の駆動装置において、前記複数個連続して出力される駆動パルスには、前記圧力室内の圧力変動を低減させるキャンセルパルスを含むことを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載のインク噴射装置の駆動装置によれば、前記複数個連続して出力される駆動パルスには、前記圧力室内の圧力変動を減衰させるキャンセルパルスが含まれる。従って、駆動パルスが複数個連続して出力される場合であっても、前記圧力室内の圧力変動の安定化が図られる。更に、現在及びその直前の印字周期のドット情報が吐出であり、現在の次の印字周期のドット情報が不吐出である場合には、前記駆動パルスを出力するタイミングがその次の印字周期のドット情報が吐出である場合よりも所定時間遅れるので、現在の印字周期の直前の印字周期において前記キャンセルパルスを含む複数個の駆動パルスが出力されたとしても、前記圧力室内の圧力変動の減衰に十分な時間が与えられることになり、確実に前記圧力室内の圧力変動の安定化が図られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて説明する。以下の説明は、圧電式インクジェットヘッドに対して本発明を適用した場合の実施形態である。
【００１９】
図１は、本実施形態におけるインクジェットヘッド１及び駆動装置３０を示す概略図である。
【００２０】
図１に示すように、インクジェットヘッド１は、キャビティプレート１０と、圧電アクチュエータ２０とから構成されている。
【００２１】
また、キャビティプレート１０には、インク供給源に接続されるインク供給口１１、マニホールド１２、絞り部１３、圧力室１４、ディセンダ孔１５、及びノズル１６が形成されている。
【００２２】
このキャビティプレート１０は、例えば４２％ニッケル合金鋼板（４２合金）製で、５０μｍ〜１５０μｍ程度の厚さを有する金属板を複数枚形成し、それぞれを接着剤にて重ね接合して積層した構造となっている。但し、金属に限らず、例えば、樹脂により形成してもよい。
【００２３】
圧電アクチュエータ２０は、例えば、圧電シート、絶縁シート、及び駆動電極等が積層された構成となっており、前記キャビティプレート１０の圧力室１４の開放面を覆って取り付けられている。
【００２４】
駆動装置３０は、外部から入力した印字すべきドット情報を格納するイメージメモリ３１、そのメモリ３１内のドット情報に基づいて現在の印字周期と次の印字周期に印字するドット情報があるかどうかを判別するドット情報判別手段３２、複数種類の駆動波形を格納する駆動波形メモリ３３、ドット情報判別手段３２の出力情報に基づいて駆動波形メモリ３３から１つの駆動波形を選択する駆動波形選択手段３４、イメージメモリ３１内のドット情報を選択した駆動波形でクロック信号にのせて圧電アクチュエータ２０に供給する出力回路３５を備える。
【００２５】
このような構成において、圧電アクチュエータ２０における駆動電極に、駆動装置３０により駆動パルスを供給すると、圧電効果による積層方向の歪みが発生する。そして、この歪みによる圧力にて、圧力室１４の内容積が縮小されることにより、この圧力室１４内のインクが、ノズル１６から液滴状に吐出して、所定の印字が行われる。
【００２６】
この時のインクの流路は、上流から、インク供給口１１、マニホールド１２、絞り部１３、圧力室１４、ディセンダ孔１５、及びノズル１６により構成される。
【００２７】
次に、本実施形態における駆動装置３０によるインクジェットヘッド１のインク吐出制御について詳しく説明する。
【００２８】
本実施形態においては、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、１ドットに対して同じ数の吐出パルスを持ちながら印字周期Ｔ以内に出力される通常の波形Ｈ１と、２つの印字周期Ｔにまたがって出力される長い波形Ｈ２との２種類の波形を用いる。なお、波形Ｈ１、Ｈ２は、１ドットに対して３つの吐出パルスを出力する例で、これらは駆動波形メモリ３３に格納されている。
【００２９】
図２（Ａ）において、時刻ｔ０のタイミングで出力される波形Ｈ１が、３つの吐出パルスと１つのキャンセルパルスとからなる通常の波形である。一方、時刻ｔ１よりもtｄのディレイ時間を有するタイミングで出力される波形Ｈ２が、長い波形である。この長い波形は、３つの吐出パルスと２つのキャンセルパルスとから構成され、全体の長さが、印字周期Ｔよりも長くなっている。
【００３０】
この長い波形Ｈ２は、現在印字しようとするドットの次の印字周期が、印字を行わない印字周期である場合に用いられ、サテライトの発生を効果的に抑えることができる波形である。
【００３１】
図２（Ａ）の例では、時刻ｔ０から始まる第１番目の印字周期Ｔにおいて第１番目のドットが形成され、次に時刻ｔ１から始まる第２番目の印字周期Ｔにおいて第２番目のドットの形成が開始されるが、その次の時刻ｔ２から始まる第３番目の印字周期Ｔでは、形成を開始すべきドットが存在しない場合である。
【００３２】
また、図２（Ｂ）の例では、時刻ｔ０から始まる第１番目の印字周期Ｔには、形成すべきドットが存在せず、次に時刻ｔ１から始まる第２番目の印字周期Ｔにおいて第１番目のドットの形成が開始されるが、その次の時刻ｔ２から始まる第３番目の印字周期Ｔでは、形成を開始すべきドットが存在しない場合である。
【００３３】
これらの場合には、第２番目の印字周期Ｔにおいて出力が開始される駆動波形の全体の長さが長く、あるいは当該駆動波形の出力タイミングが遅いために、当該駆動波形の一部が前記第３番目の印字周期Ｔにかかったとしても、それによって影響を受ける駆動波形が存在しない。
【００３４】
そこで、本実施形態では、このように現在印字しようとするドットの次の印字周期が、印字を行わない印字周期である場合には、駆動波形として前記長い波形Ｈ２を使用すると共に、通常の波形Ｈ１よりもディレイ時間tｄだけ遅れたタイミングで出力を行うように構成した。
【００３５】
その結果、前記長い波形においては、好ましいタイミングでキャンセルパルスを出力することができ、また、図２（Ａ）に示すような場合には、２回に亘ってキャンセルパルスを出力することができるので、１つのドットに対して複数回の吐出パルスを出力する場合であっても、圧力室１４内の圧力変動を確実に安定させることができる。従って、サテライトの発生及び不安定な吐出を確実に防止することができる。
【００３６】
また、前記長い波形を、通常の波形の出力タイミングよりも、ディレイ時間tｄだけ遅らせて出力するようにしたので、図２（Ａ）に示すように、時刻ｔ０から始まる第１番目の印字周期Ｔにおいて形成されるドットの次のドットが印字される場合であっても、図２（Ａ）に示すように、第１番目の印字周期Ｔにおいて使用する駆動波形にキャンセルパルスを加えることができる。その結果、１つのドットに対して複数回の吐出パルスを出力する際に、圧力室１４内の圧力変動を確実に安定させることができる。
【００３７】
これに対し、図３（Ａ）に示すように、時刻ｔ１のタイミングで前記長い波形Ｈ２を出力した場合には、時刻ｔ０から始まる第１番目の印字周期Ｔにおいて出力されたキャンセルパルスから、前記長い波形Ｈ２の最初のパルスまでの時間が短くなってしまう。その結果、圧力室１４の残留圧力の減衰が間に合わず、前記長い波形Ｈ２によるインクの吐出が安定して行われない。
【００３８】
図３（Ｂ）に示すように、時刻ｔ０から始まる第１番目の印字周期Ｔにおいて出力される駆動波形がない場合には、時刻ｔ１のタイミングで前記長い波形を出力しても安定した吐出を行うことができる。しかしながら、この場合には、図２（Ｂ）に示すようにｔｄのディレイ時間で前記長い波形Ｈ２を出力したとしても、図３（Ｂ）の場合と同様の結果が得られる。
【００３９】
従って、本実施形態のように、現在印字しようとするドットの次の印字周期が印字を行わない印字周期である場合には、現在印字しようとするドットの前のドットの印字の有無に拘わらず、一律にｔｄのディレイ時間をもたせて前記長い波形を出力することにより、簡単な構成で、安定したインクの吐出を行うことができる。
【００４０】
なお、前記実施形態においては、１つの印字周期内に出力される通常の波形と、２つの印字周期にまたがって出力される長い波形との２種類の波形を用いる例について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、互いに１つの印字周期内に出力される波形ではあるが、一方はキャンセルパルスが１つである駆動波形、他方はキャンセルパルスが２つである駆動波形を用い、現在印字しようとするドットの次の印字周期が印字を行わない印字周期である場合には、前記キャンセルパルスが２つである駆動波形を、ｔｄのディレイ時間をもたせて出力するようにしても良い。
【００４１】
また、ディレイ時間ｔｄの長さは、圧力室１４の大きさ、または形状等から、適宜最適な値を選択するようにすれば良い。また、インクジェットヘッド１の周囲温度等に基づいて最適な値を選択するようにしても良い。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１記載のインク噴射装置の駆動装置によれば、１ドットを複数のインク滴で形成すべく駆動パルスを複数個連続して出力する際に、現在の次の印字周期のドット情報が不吐出である場合には、前記直前の印字周期における最後の駆動パルスから現在の印字周期における最初の駆動パルスまでの間隔がその次の印字周期のドット情報が吐出である場合よりも長くなるように、現在の印字周期において、前記複数個の駆動パルスを出力するタイミングをその次の印字周期のドット情報が吐出である場合よりも所定時間遅らせるので、前記複数個連続して出力された駆動パルスによる圧力室の残留圧力を確実に減衰させることができ、インクの吐出を安定して行うことができる。また、サテライトの発生を確実に防止することができる。
【００４３】
請求項２記載のインク噴射装置の駆動装置によれば、１ドットを複数のインク滴で形成すべく前記駆動パルスを複数個連続して出力する際に、現在及びその直前の印字周期のドット情報が吐出であり、現在の次の印字周期のドット情報が不吐出である場合には、前記駆動パルスを出力するタイミングをその次の印字周期のドット情報が吐出である場合よりも所定時間遅らせるだけでなく、隣接する印字周期にまたがるように前記駆動パルスを複数個連続して出力するので、前記所定時間遅らせて出力される駆動パルスによる駆動波形が長い駆動波形であっても、短い印字周期で出力することができる。
【００４４】
請求項３記載のインク噴射装置の駆動装置によれば、前記複数個連続して出力される駆動パルスには、前記圧力室内の圧力変動を減衰させるキャンセルパルスが含まれるので、駆動パルスが複数個連続して出力される場合であっても、前記圧力室内の圧力変動の安定化を図ることができる。更に、現在及びその直前の印字周期のドット情報が吐出であり、現在の次の印字周期のドット情報が不吐出である場合には、前記駆動パルスを出力するタイミングがその次の印字周期のドット情報が吐出である場合よりも所定時間遅れるので、現在の印字周期の直前の印字周期において前記キャンセルパルスを含む複数個の駆動パルスが出力されたとしても、前記圧力室内の圧力変動の低減に十分な時間が与えられることになり、確実に前記圧力室内の圧力変動の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態における圧電式インクジェットヘッド及び駆動装置を示す図である。
【図２】  図１の駆動装置により出力される駆動波形を示す図であり、（Ａ）は、印字周期、印字周期、非印字周期、及び印字周期が並んだ場合、（Ｂ）は、非印字周期、印字周期、非印字周期、及び印字周期が並んだ場合を示す図である。
【図３】  従来の方式に従う駆動波形を示す図であり、（Ａ）は、印字周期、印字周期、非印字周期、及び印字周期が並んだ場合、（Ｂ）は、非印字周期、印字周期、非印字周期、及び印字周期の場合を示す図である。
【符号の説明】
１  インクジェットヘッド
１０  キャビティプレート
１１  インク供給口
１２  マニホールド
１３  絞り部
１４  圧力室
１５  ディセンダ孔
１６  ノズル
２０  圧電アクチュエータ
３０  駆動装置
【図１】
0003777991.tif 000002
【図２】
0003777991.tif 000003
【図３】
0003777991.tif 000004