インクジェットヘッド駆動方法並びに駆動装置及びインクジェット記録装置
【課題】１印刷周期に占める休止期間を短くし、印刷速度の向上を図る。
【解決手段】複数の圧力室を２個置きの３組に分割し、組毎に位相を、例えば位相Ａ、位相Ｂ、位相Ｃと変化させてインク滴を吐出させる吐出パルスをＡ１（位相Ａ）→Ｂ１（位相Ｂ）→Ｃ１（位相Ｃ）→Ａ２（位相Ａ）→…の順に出力する。そして、これを全階調分のインク滴を吐出させるタイミングが終了するまで、すなわち、吐出パルスＣ7を出力させるタイミングまで繰り返し行い、その後所定の休止期間を経て１ドットラインを印刷する１印刷周期を終了して次の周期の印刷に移行する。次の周期では位相Ｃから開始させる。また、位相Ｂの階調が小さく吐出パルスがＢ1、Ｂ2、Ｂ3であってもこれらは位相Ａの吐出パルスＡ1、Ａ2、Ａ3の次に出力される。そして、位相Ｃの吐出パルスＣ4〜Ｃ7の出力タイミングは位相Ｂの吐出パルスＢ4〜Ｂ7があった場合と同じタイミングとなる。
【解決手段】複数の圧力室を２個置きの３組に分割し、組毎に位相を、例えば位相Ａ、位相Ｂ、位相Ｃと変化させてインク滴を吐出させる吐出パルスをＡ１（位相Ａ）→Ｂ１（位相Ｂ）→Ｃ１（位相Ｃ）→Ａ２（位相Ａ）→…の順に出力する。そして、これを全階調分のインク滴を吐出させるタイミングが終了するまで、すなわち、吐出パルスＣ7を出力させるタイミングまで繰り返し行い、その後所定の休止期間を経て１ドットラインを印刷する１印刷周期を終了して次の周期の印刷に移行する。次の周期では位相Ｃから開始させる。また、位相Ｂの階調が小さく吐出パルスがＢ1、Ｂ2、Ｂ3であってもこれらは位相Ａの吐出パルスＡ1、Ａ2、Ａ3の次に出力される。そして、位相Ｃの吐出パルスＣ4〜Ｃ7の出力タイミングは位相Ｂの吐出パルスＢ4〜Ｂ7があった場合と同じタイミングとなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動パルスにより変形して圧力室に圧力変化を与えるアクチュエータを隣接する圧力室間で共有する構成としたインクジェットヘッドの駆動方法並びに駆動装置及びインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクを充填する複数の圧力室を、２枚の圧電部材を接着固定した後切削加工して形成し、各圧力室を形成する圧電部材をアクチュエータとし、このアクチュエータに駆動パルス電圧を選択的に印加して変形させ、これにより圧力室を変形させて圧力変化を起こし、ノズルからインクを吐出させる剪断モード型のインクジェットヘッドを使用して、ノズルから階調に応じて１または複数のインク滴を吐出させる制御を行う、いわゆる、マルチドロップ方式のインクジェットヘッドの駆動方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このインクジェットヘッドの駆動方法で使用される剪断モード型のインクジェットヘッドは、圧力室の変形が隣接する圧力室に影響する為、２つ置きに３つの組に分け、各組においては階調に応じたインク滴の吐出動作を連続して行い、１組目の圧力室からのインク滴の吐出動作が終了すると所定の休止期間を設けた後、２組目の圧力室からのインク滴の吐出動作行い、このインク滴の吐出動作が終了すると所定の休止期間を設けた後、３組目の圧力室からのインク滴の吐出動作行い、このインク滴の吐出動作が終了すると所定の休止期間を経て１ドットラインを印刷する１印刷周期を終了し、次の１ドットラインを印刷する為の動作を開始するという制御を行っている。
【特許文献１】特開２０００−１５８０３（段落「００２２」〜「００２４」、「００３２」、図３、図５等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インク滴の吐出動作を終了した後に設けた所定の休止期間は、次のインク吐出動作の開始におけるインクメニスカスの位置を適正な位置に復帰させる為に必要なものである。例えば、ある組の圧力室のインク吐出動作を行っているとき、隣接する他の組の圧力室にも圧力振動が発生する。このためこの隣接した圧力室のノズル内におけるインクメニスカスが振動する。この振動は、図１１に示すように、ノズル内のメニスカスを徐々にインク吐出方向に前進させ、図１２に示すようにメニスカスをノズル開口面より盛り上げる現象を引き起こす。この盛り上がりはメニスカスの振動回数に応じて累積する。
【０００５】
このように隣接した圧力室のノズルのメニスカスが盛り上がった状態で、この隣接した圧力室の吐出動作が開始されると、この圧力室のノズルから吐出するインク滴の吐出速度が大幅に低下してしまい、インク滴の着弾位置が大きくずれて印字品質が損なわれるという問題が生じる。特に、この圧力室からのインク滴の吐出動作が１回しか行われない場合には吐出速度が顕著に低下する。
【０００６】
このような問題が生じるのを避ける為に、各組の吐出動作の終わりに休止期間を設け、この休止期間によって隣接した圧力室のノズルにおけるメニスカスの盛り上がりをインクの表面張力の力によって自然に復帰させるようにしている。しかし、休止期間としては比較的長い時間を要するので、３分割駆動において各組毎に休止期間を設けたのでは、１ドットラインを印刷する１印刷周期が長くなるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、１ドットラインを印刷する１印刷周期に占める休止期間を短くし、これにより印刷速度の向上を図ることができるインクジェットヘッド駆動方法並びに駆動装置及びインクジェット記録装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、インク滴を吐出させるノズルを有し、内部にインクを充填する圧力室を複数個並べるとともに駆動パルスにより変形して圧力室に圧力変化を与えるアクチュエータを隣接する圧力室間で共有する構成としたインクジェットヘッドに対し、各圧力室をｎ個置きの（ｎ＋１）組に分割し、組毎に駆動する位相を変えるとともに同一組内の各圧力室については選択的に駆動し、２階調以上の画素については圧力室のノズルから複数のインク滴を吐出させるインクジェットヘッド駆動方法において、インク滴を吐出させるタイミング毎に駆動する位相を変え、これを各組の圧力室について全階調分のインク滴を吐出させるタイミングが終了するまで繰り返し行い、その後所定の休止期間を経て１ドットラインを印刷する１印刷周期を終了して次のドットラインの印刷に移行し、この１印刷周期の各タイミングにおいて圧力室のノズルからインク滴を吐出するときには駆動信号を該当するアクチュエータに印加し、かつ、各組において各階調のインク滴を吐出させるタイミングは常に全階調のインク滴を吐出させるときの各階調のインク滴を吐出させるタイミングと一致させることにある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、１ドットラインを印刷する１印刷周期に占める休止期間を短くし、これにより印刷速度の向上を図ることができるインクジェットヘッド駆動方法並びに駆動装置及びインクジェット記録装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
この実施の形態はインクジェットヘッドの駆動について述べる。
【００１１】
図１及び図２はインクジェットヘッドの構成を示す断面図で、低誘電率の基板１の先端部に、分極方向が互いに板厚方向に対して内側に向かって反対になるように貼り合わせた圧電部材２、３を埋め込んでいる。なお、前記基板１は、圧電部材２、３に比べて誘電率の低い材料であれば良いが、ここでは圧電部材２、３の膨張係数との差が大きくならないよう考慮して、低誘電率の未分極の圧電セラミックを用いている。
【００１２】
そして、圧電部材２、３及びその後方にある基板１の部分を、例えば、ダイヤモンドカッタなどにより切削加工し、一定の間隔で平行に複数の長溝を形成している。前記基板１の上に、天板枠４とインク供給口を有する天板蓋５を接着することによってインク供給路６を形成している。前記各長溝と天板枠４とで複数の圧力室７を形成し、前記各圧電部材２、３を、圧力室７を変形駆動するアクチュエータとしている。
【００１３】
前記各圧力室７の先端に所定の大きさのインク滴を吐出するためのノズル８を形成したノズルプレート９を接着剤で接着固定している。圧力室７を形成する長溝の側面と底面には個々に電気的に独立した電極１０を無電界メッキにより形成している。前記電極１０は圧力室７の後端から基板１の上面に延出して駆動回路（図示せず）に接続している。なお、電極１０の形成は、無電界メッキに限らず、スパッタリングや真空蒸着などで電極材を成膜後、エッチングにより所定のパターンにする方法で形成してもよい。
【００１４】
次にこのインクジェットヘッドの動作原理について説明する。
駆動信号により、図２において、電極１０ａ−１０ｂ間及び電極１０ａ−１０ｃ間の電圧が変化すると、圧電部材２、３からなるアクチュエータは逆圧電効果により変形し、圧力室７ａの容積が変化して内部のインクに圧力振動が発生する。この振動を利用して圧力室７ａ内の圧力を高め、ノズル８ａ内のインクを吐出する。また逆に、インク圧力が振動しているときに駆動信号により適切なタイミングで圧力室７ａの容積を変化させれば、インクの圧力振動を消去することができる。
【００１５】
アクチュエータは隣接する圧力室７ｂ、７ｃと共有しているので、圧力室７ａ、７ｂ、７ｃ内の圧力振動を個別に制御することはできない。したがって、分割駆動する必要が有る。ここでは２つ置きに３つの組に分けて３分割駆動するようにしている。すなわち、圧力室７ａがインク吐出動作を行う時は、圧力室７ｂ、７ｃはインク吐出動作を行うことはない。また、圧力室７ｂがインク吐出動作を行う時は、圧力室７ｃ、７ａはインク吐出動作を行うことはない。さらに、圧力室７ｃがインク吐出動作を行う時は、圧力室７ａ、７ｂはインク吐出動作を行うことはない。
【００１６】
このような構成のインクジェットヘッドを駆動する駆動回路は図３に示す構成になっている。すなわち、インクジェットヘッド１１をドライバ１２で駆動し、このドライバ１２を画像メモリ１３に格納されているイメージデータに基づいて制御回路１４が制御するようになっている。
【００１７】
前記制御回路１４は、マイクロコンピュータを搭載し、図４に示すように、インク滴を吐出させるタイミング毎に駆動する位相を変え、これを各組の圧力室について全階調分のインク滴を吐出させるタイミングが終了するまで繰り返し行い、その後所定の休止期間を経て１ドットラインを印刷する１印刷周期を終了して次のドットラインの印刷に移行する制御を行うタイミング制御手段１５と、このタイミング制御手段が制御する１印刷周期の各タイミングにおいて圧力室のノズルからインク滴を吐出するときには駆動信号を該当するアクチュエータに印加し、かつ、各組において各階調のインク滴を吐出させるタイミングを常に全階調のインク滴を吐出させるときの各階調のインク滴を吐出させるタイミングと一致するように制御するインク滴吐出制御手段１６とを備えている。
【００１８】
次に、前記インク滴吐出制御手段１６が出力する駆動信号の構成について説明する。
図５及び図６はそれぞれ駆動信号の一例である。駆動信号は、３つの組の圧力室７ａ、７ｂ、７ｃにそれぞれ対応した位相Ａ、位相Ｂ、位相Ｃの駆動信号からなる。位相Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれインク吐出タイミングが異なる。
【００１９】
位相Ａ，位相Ｂ，位相Ｃの駆動信号は、それぞれ圧力室７ａの電極１０ａ、圧力室７の電極１０ｂ、圧力室７ｃの電極１０ｃに印加され、圧力室７ａ，７ｂ，７ｃを駆動してノズル８ａ，８ｂ，８ｃからインク滴を吐出させる。すなわち、駆動信号は、各位相において吐出パルスＰを出力する動作可能期間ｔ1とそれに続く吐出パルスＰを出力しない動作不能期間ｔ2とで１階調分のインク滴を吐出させるタイミングを形成し、最大これを７回繰り返し出力することで８階調画素印刷のためにインク滴を吐出させるタイミングを形成している。
【００２０】
図５は、各位相Ａ，Ｂ，Ｃにおいてそれぞれ８階調画素印刷のためにインク滴を吐出させるときの駆動信号のタイミングを示している。位相Ａの駆動信号は、吐出パルスＡ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4、Ａ5、Ａ6、Ａ7からなり、各信号間に動作不能期間ｔ2を設定している。位相Ｂの駆動信号は、吐出パルスＢ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5、Ｂ6、Ｂ7からなり、各信号間に動作不能期間ｔ2を設定している。位相Ｃの駆動信号は、吐出パルスＣ1、Ｃ2、Ｃ3、Ｃ4、Ｃ5、Ｃ6、Ｃ7からなり、各信号間に動作不能期間ｔ2を設定している。
【００２１】
各位相Ａ，Ｂ，Ｃの駆動信号の出力タイミングは、印字周期ｉにおいては、位相Ａの吐出パルスＡ1が先ず出力し、動作可能期間ｔ1経過後に位相Ｂの吐出パルスＢ1が出力し、動作可能期間ｔ1経過後に位相Ｃの吐出パルスＣ1が出力し、動作可能期間ｔ1経過後に位相Ａの吐出パルスＡ2が出力し、動作可能期間ｔ1経過後に位相Ｂの吐出パルスＢ2が出力する、というように各位相の吐出パルスが順番に出力し、最後に位相Ｃの吐出パルスＣ7が出力すると、所定の休止期間を経て１ドットラインを印刷する１印刷周期を終了するようにしている。このときの吐出パルスの出力タイミングや休止期間の設定は前記タイミング制御手段１５が行う。
【００２２】
ある位相の動作可能期間においては他の位相では吐出パルスを出力させることはない。また、動作不能期間ｔ2は他の２つの位相において吐出パルスを出力する期間となり、動作可能期間ｔ1の略２倍の長さとなる。また、所定の休止期間においてはいずれの位相においても吐出パルスを出力させることはない。この休止期間は、ノズル８内のインクのメニスカスが略ノズル開口面の位置に安定できる期間以上に設定されている。
【００２３】
図６は位相Ａ、Ｃにおいてそれぞれ８階調画素印刷のためにインク滴を吐出させ、位相Ｂにおいて４階調画素印刷のためにインク滴を吐出させるときの駆動信号のタイミングを示している。この場合、位相Ｂにおける吐出パルスＢ1、Ｂ2、Ｂ3の出力するタイミングは図５の場合と同様である。また、位相Ｃにおいては吐出パルスＣ4から吐出パルスＣ7を出力する場合に直前に位相Ｂにおける吐出パルスの出力は行われないが、そのタイミングは位相Ｂにおける吐出パルスの出力が行われたときと全く同一である。すなわち、図５のときと同じタイミングになる。従って、１ドットラインを印刷する１印刷周期が終了するタイミングは各位相Ａ、Ｂ、Ｃにおける最大階調に従うことになる。
【００２４】
位相Ａ、位相Ｂ、位相Ｃ間における吐出パルスの出力タイミングの順序は、印刷周期毎に変えることが望ましい。すなわち、図５に示すように、印刷周期ｉでは、駆動信号の各吐出パルスの出力タイミングは位相Ａ、位相Ｂ、位相Ｃの順に行っているが、次の印字周期ｉ＋１では、駆動信号の各吐出パルスの出力タイミングは位相Ｃ、位相Ａ、位相Ｂの順に変化させている。この位相の切替え制御も前記タイミング制御手段１５が行う。
【００２５】
このような切替えを行うのは、各位相間の時間差によってインクの吐出体積が若干異なる場合があるためである。各位相における吐出パルスの出力タイミングの順番が固定されると、各位相間の時間差による吐出体積の差が周期的に生ずるので、このような出力タイミングで画素印刷を繰り返すと、印刷媒体上で筋状の濃淡ムラとして視認されやすくなる。
【００２６】
これに対し、印刷周期毎に各位相における吐出パルスの出力タイミングの順番を切り替えれば、濃淡ムラが筋状にならないので視認されにくくなり、印字品質が向上する。
なお、印字周期毎の順番の決定には、乱数、あるいは乱数に準じた順番がでたらめな数列を用いることが望ましい。もし、規則性のある順番の決め方を行うと、濃淡ムラが模様状になって現れる可能性がある。
なお、ここでは、１つの動作可能期間においては１液滴のみの吐出を行うようにしたが、例えば、１つの動作可能期間において２液滴ずつ吐出させることも可能である。
【００２７】
前記吐出パルスＰは、図７に示すように、拡張パルスＰ１と、収縮パルスＰ２から成り立っている。拡張パルスＰ１は圧力室７の容積を拡張させ、収縮パルスＰ２は圧力室７の容積を収縮させる。拡張パルスＰ１によってインクがノズル８から吐出し、収縮パルスＰ２によってインクの吐出動作により発生した圧力振動が消去される。
【００２８】
拡張パルスＰ１の幅は１ＡＬに設定されている。拡張パルスＰ１の中心と収縮パルスＰ２の中心との時間間隔は２ＡＬに設定されている。収縮パルスＰ２のパルス幅Ｗは、吐出パルスＰの出力が終了した後の圧力室７内におけるインクの残留圧力振動が最も小さくなるように調整されている。ここでは、０．４ＡＬに設定されている。
【００２９】
なお、ＡＬは、圧力室７及びノズル８内のインクの主音響共振周波数、あるいはヘルムホルツ周波数の周期の１／２である。ＡＬは、インクの物性とインクジェットヘッドの構造との組み合わせによって決まる固有の時間である。ＡＬは、実験で測定することが可能であり、例えば市販のインピーダンスアナライザを用いてアクチュエータのインピーダンスを測定することにより求めることができる。
また、吐出パルスＰの形態は図７の形態に限らず様々な形態の駆動波形を用いることができるが、残留圧力振動が極力小さくなる駆動波形を用いることが望ましい。
【００３０】
次に、図５の駆動信号によるインクジェットヘッドの動作について説明する。
前の印刷周期ｉ−１において休止時間により、ノズル８内のインクのメニスカスが略ノズル開口面の位置に安定した後、今回の印刷周期ｉの吐出動作が開始される。
【００３１】
印刷周期ｉでは吐出パルスがＡ１（位相Ａ）→Ｂ１（位相Ｂ）→Ｃ１（位相Ｃ）→Ａ２（位相Ａ）→…の順に出力され、それに応じてノズル８ａ→８ｂ→８ｃ→８ａ→…の順にインクが吐出される。各ノズル８内のインクのメニスカスは、隣接圧力室の駆動に伴うメニスカス振動によりノズル面から盛り上がろうとするが、インク吐出動作によって盛り上がった分のインクが排除されるので、吐出動作が継続している間はメニスカスの盛り上がりが累積することはなく、メニスカスの盛り上がりによるインク吐出速度の大幅な低下は防止される。
【００３２】
また、図６の駆動信号のように、位相Ａと位相Ｃでは印刷周期ｉにおいて８階調分の７つのインク滴を吐出させ、位相Ｂでは４階調分の３つのインク滴を吐出させる場合には、位相Ｂの圧力室７ｂからの吐出パルスＢ３によるインク滴の吐出動作終了後、ノズル８ｂのメニスカスは隣接圧力室７ａ，７ｃの吐出動作の振動により盛り上がるが、その盛り上がりは印刷周期ｉの最後に設けられている休止期間によって解消される。
【００３３】
このように、休止時間は、印刷周期の最後に１回だけ設ければよい。すなわち、休止期間を全位相に対して共通のタイミングで設けることができる。従って、休止期間は１ドットラインを印刷する間に１回設定すればよく、１印刷周期の時間を短縮することができる。従って、１ドットラインの印刷を何回も繰り返す記録媒体への印刷速度を向上させることができる。
【００３４】
なお、ここでは駆動信号を拡張パルスＰ１と収縮パルスＰ２とからなる吐出パルスＰをインク滴の吐出回数に合わせて間に動作不能期間ｔ2を設けて並べた構成としてが、これに限定するものではなく、図９の(a)に示す構成の吐出パルスＰ01と図９の(b)に示す構成の非吐出パルスＰ10を組み合わせた信号を使用したものであってもよい。すなわち、吐出パルスＰ01は図７の拡張パルスＰ１と同じであり、非吐出パルスＰ10は図７の収縮パルスＰ２を正負反転したものと同じである。
【００３５】
そして、このような構成の吐出パルスＰ01と非吐出パルスＰ10を使用して図８に示す駆動信号としている。すなわち、吐出パルスＰ01を位相Ａの圧力室７ａの電極１０ａに印加してノズル８ａからインク滴を吐出させるときには同じ動作可能期間ｔ1内の、所定のタイミングで隣接した圧力室７ｂ、７ｃの電極１０ｂ、１０ｃに非吐出パルスＰ10を印加して圧力室７ａ内のインクの残留圧力振動を小さくする。
【００３６】
従って、吐出パルスＰ01を位相Ｂの圧力室７ｂの電極１０ｂに印加してノズル８ｂからインク滴を吐出させるときには同じ動作可能期間ｔ1内の、所定のタイミングで隣接した圧力室７ｃ、７ａの電極１０ｃ、１０ａに非吐出パルスＰ10を印加して圧力室７ｂ内のインクの残留圧力振動を小さくする。また、吐出パルスＰ01を位相Ｃの圧力室７ｃの電極１０ｃに印加してノズル８ｃからインク滴を吐出させるときには同じ動作可能期間ｔ1内の、所定のタイミングで隣接した圧力室７ａ、７ｂの電極１０ａ、１０ｂに非吐出パルスＰ10を印加して圧力室７ｃ内のインクの残留圧力振動を小さくする。
【００３７】
このように、収縮パルスＰ2を使用せずにこの収縮パルスＰ2の極性を反転した非吐出パルスＰ10を隣接した圧力室の電極に印加する駆動信号を使用しても動作可能期間ｔ1、動作不能期間ｔ2、休止期間の関係は上述した実施の形態と同様であり、従って、同様の作用効果が得られる。
【００３８】
（第２の実施の形態）
この実施の形態は、第１の実施の形態におけるインクジェットヘッドの駆動を適用したインクジェット記録装置について述べる。
図１０はインクジェット記録装置の要部外観を示す斜視図で、基板２１の両面に、複数のインクジェットヘッド２２を交互にかつ位置も交互となるようにずらして配置して１つのラインヘッド２０を構成している。
【００３９】
前記ラインヘッド２０は媒体搬送ベルト２３から所定の隙間だけ離れた位置に設置されている。前記媒体搬送ベルト２３は搬送ローラ２４によって矢印の方向に駆動するもので、用紙などの記録媒体２５を上面に密着した状態で搬送する。記録媒体２５がラインヘッド２０の下を通過するとき、各インクジェットヘッド２２から下向きにインク滴を吐出し、このインク滴を記録媒体２５に付着させて印刷を行う。なお、記録媒体２５を媒体搬送ベルト２３に密着させる方法としては、静電気や空気流により吸着させる方法や、記録用紙の端を部材で押さえる方法など、周知の方法を用いることができる。
【００４０】
ラインヘッド２０の各インクジェットヘッド２２は記録媒体２５に対して１ドットラインの印刷が直線上に行えるように圧力室のノズルから吐出するインク滴のタイミングをインクジェットヘッド間で調整している。前記各インクジェットヘッド２２を駆動する駆動回路の構成は前述した第１の実施の形態と同じであり、図３の構成になっている。
【００４１】
媒体搬送ベルト２３によって搬送される記録媒体２５がラインヘッド２０の下を通過する時、制御回路１４は画像メモリ１３から所定の順序でイメージデータを読み出し、ドライバ１２にイメージデータに対応した印刷信号を送る。ドライバ１３は印刷信号に応じてインクジェットヘッド２２に駆動信号を送る。前記制御回路１４は内部に乱数表を設け、この乱数表に従って１ドットラインの印刷周期毎に位相Ａ、位相Ｂ、位相Ｃにおける吐出パルスの相間の出力タイミングを変えている。
【００４２】
このような構成においては、各インクジェットヘッド２２の圧力室７はそれぞれ３つの組に分けられて３分割駆動される。そして、各インクジェットヘッド２２において１ドットラインの印刷周期毎に各位相の駆動信号は、図５及び図６に示すように、例えば、吐出パルスが、Ａ１（位相Ａ）→Ｂ１（位相Ｂ）→Ｃ１（位相Ｃ）→Ａ２（位相Ａ）→…の順に出力され、それに応じて該当する圧力室のノズルからインクが吐出される。そして休止期間を経て印刷周期を終了する。
【００４３】
従って、１印刷周期における休止期間を１回にできるので、１印刷周期の時間を短縮することができ、記録媒体２５への印刷速度を向上させることができる。しかも、印刷周期毎に各位相における吐出パルスの出力タイミングの順番を乱数表に従って切り替えるので、濃淡ムラが視認されにくく、印字品質を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の、第１の実施の形態に係るインクジェットヘッドの構成を示す縦断面図。
【図２】同実施の形態に係るインクジェットヘッドの構成を示す部分横断面図。
【図３】同実施の形態に係るインクジェットヘッドを駆動する駆動回路の構成を示すブロック図。
【図４】図３の駆動回路における制御回路の要部機能構成を示すブロック図。
【図５】同実施の形態に係るインクジェットヘッドの圧力室を駆動する駆動信号の一例を示す図。
【図６】同実施の形態に係るインクジェットヘッドの圧力室を駆動する駆動信号の一例を示す図。
【図７】図５及び図６の駆動信号を構成する吐出パルスの構成を示す図。
【図８】同実施の形態に係るインクジェットヘッドの圧力室を駆動する駆動信号の他の例を示す図。
【図９】図８の駆動信号を構成する吐出パルスと非吐出パルスの構成を示す図。
【図１０】本発明の、第２の実施の形態に係るインクジェット記録装置の要部外観を示す斜視図。
【図１１】隣接した圧力室の、ノズル内のメニスカス変化を説明するための図。
【図１２】隣接した圧力室の、ノズル内のメニスカスの盛り上がり状態を示す図。
【符号の説明】
【００４５】
２，３…圧電部材、７…圧力室、８…ノズル、１０…電極、２２…インクジェットヘッド。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動パルスにより変形して圧力室に圧力変化を与えるアクチュエータを隣接する圧力室間で共有する構成としたインクジェットヘッドの駆動方法並びに駆動装置及びインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクを充填する複数の圧力室を、２枚の圧電部材を接着固定した後切削加工して形成し、各圧力室を形成する圧電部材をアクチュエータとし、このアクチュエータに駆動パルス電圧を選択的に印加して変形させ、これにより圧力室を変形させて圧力変化を起こし、ノズルからインクを吐出させる剪断モード型のインクジェットヘッドを使用して、ノズルから階調に応じて１または複数のインク滴を吐出させる制御を行う、いわゆる、マルチドロップ方式のインクジェットヘッドの駆動方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このインクジェットヘッドの駆動方法で使用される剪断モード型のインクジェットヘッドは、圧力室の変形が隣接する圧力室に影響する為、２つ置きに３つの組に分け、各組においては階調に応じたインク滴の吐出動作を連続して行い、１組目の圧力室からのインク滴の吐出動作が終了すると所定の休止期間を設けた後、２組目の圧力室からのインク滴の吐出動作行い、このインク滴の吐出動作が終了すると所定の休止期間を設けた後、３組目の圧力室からのインク滴の吐出動作行い、このインク滴の吐出動作が終了すると所定の休止期間を経て１ドットラインを印刷する１印刷周期を終了し、次の１ドットラインを印刷する為の動作を開始するという制御を行っている。
【特許文献１】特開２０００−１５８０３（段落「００２２」〜「００２４」、「００３２」、図３、図５等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インク滴の吐出動作を終了した後に設けた所定の休止期間は、次のインク吐出動作の開始におけるインクメニスカスの位置を適正な位置に復帰させる為に必要なものである。例えば、ある組の圧力室のインク吐出動作を行っているとき、隣接する他の組の圧力室にも圧力振動が発生する。このためこの隣接した圧力室のノズル内におけるインクメニスカスが振動する。この振動は、図１１に示すように、ノズル内のメニスカスを徐々にインク吐出方向に前進させ、図１２に示すようにメニスカスをノズル開口面より盛り上げる現象を引き起こす。この盛り上がりはメニスカスの振動回数に応じて累積する。
【０００５】
このように隣接した圧力室のノズルのメニスカスが盛り上がった状態で、この隣接した圧力室の吐出動作が開始されると、この圧力室のノズルから吐出するインク滴の吐出速度が大幅に低下してしまい、インク滴の着弾位置が大きくずれて印字品質が損なわれるという問題が生じる。特に、この圧力室からのインク滴の吐出動作が１回しか行われない場合には吐出速度が顕著に低下する。
【０００６】
このような問題が生じるのを避ける為に、各組の吐出動作の終わりに休止期間を設け、この休止期間によって隣接した圧力室のノズルにおけるメニスカスの盛り上がりをインクの表面張力の力によって自然に復帰させるようにしている。しかし、休止期間としては比較的長い時間を要するので、３分割駆動において各組毎に休止期間を設けたのでは、１ドットラインを印刷する１印刷周期が長くなるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、１ドットラインを印刷する１印刷周期に占める休止期間を短くし、これにより印刷速度の向上を図ることができるインクジェットヘッド駆動方法並びに駆動装置及びインクジェット記録装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、インク滴を吐出させるノズルを有し、内部にインクを充填する圧力室を複数個並べるとともに駆動パルスにより変形して圧力室に圧力変化を与えるアクチュエータを隣接する圧力室間で共有する構成としたインクジェットヘッドに対し、各圧力室をｎ個置きの（ｎ＋１）組に分割し、組毎に駆動する位相を変えるとともに同一組内の各圧力室については選択的に駆動し、２階調以上の画素については圧力室のノズルから複数のインク滴を吐出させるインクジェットヘッド駆動方法において、インク滴を吐出させるタイミング毎に駆動する位相を変え、これを各組の圧力室について全階調分のインク滴を吐出させるタイミングが終了するまで繰り返し行い、その後所定の休止期間を経て１ドットラインを印刷する１印刷周期を終了して次のドットラインの印刷に移行し、この１印刷周期の各タイミングにおいて圧力室のノズルからインク滴を吐出するときには駆動信号を該当するアクチュエータに印加し、かつ、各組において各階調のインク滴を吐出させるタイミングは常に全階調のインク滴を吐出させるときの各階調のインク滴を吐出させるタイミングと一致させることにある。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、１ドットラインを印刷する１印刷周期に占める休止期間を短くし、これにより印刷速度の向上を図ることができるインクジェットヘッド駆動方法並びに駆動装置及びインクジェット記録装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
この実施の形態はインクジェットヘッドの駆動について述べる。
【００１１】
図１及び図２はインクジェットヘッドの構成を示す断面図で、低誘電率の基板１の先端部に、分極方向が互いに板厚方向に対して内側に向かって反対になるように貼り合わせた圧電部材２、３を埋め込んでいる。なお、前記基板１は、圧電部材２、３に比べて誘電率の低い材料であれば良いが、ここでは圧電部材２、３の膨張係数との差が大きくならないよう考慮して、低誘電率の未分極の圧電セラミックを用いている。
【００１２】
そして、圧電部材２、３及びその後方にある基板１の部分を、例えば、ダイヤモンドカッタなどにより切削加工し、一定の間隔で平行に複数の長溝を形成している。前記基板１の上に、天板枠４とインク供給口を有する天板蓋５を接着することによってインク供給路６を形成している。前記各長溝と天板枠４とで複数の圧力室７を形成し、前記各圧電部材２、３を、圧力室７を変形駆動するアクチュエータとしている。
【００１３】
前記各圧力室７の先端に所定の大きさのインク滴を吐出するためのノズル８を形成したノズルプレート９を接着剤で接着固定している。圧力室７を形成する長溝の側面と底面には個々に電気的に独立した電極１０を無電界メッキにより形成している。前記電極１０は圧力室７の後端から基板１の上面に延出して駆動回路（図示せず）に接続している。なお、電極１０の形成は、無電界メッキに限らず、スパッタリングや真空蒸着などで電極材を成膜後、エッチングにより所定のパターンにする方法で形成してもよい。
【００１４】
次にこのインクジェットヘッドの動作原理について説明する。
駆動信号により、図２において、電極１０ａ−１０ｂ間及び電極１０ａ−１０ｃ間の電圧が変化すると、圧電部材２、３からなるアクチュエータは逆圧電効果により変形し、圧力室７ａの容積が変化して内部のインクに圧力振動が発生する。この振動を利用して圧力室７ａ内の圧力を高め、ノズル８ａ内のインクを吐出する。また逆に、インク圧力が振動しているときに駆動信号により適切なタイミングで圧力室７ａの容積を変化させれば、インクの圧力振動を消去することができる。
【００１５】
アクチュエータは隣接する圧力室７ｂ、７ｃと共有しているので、圧力室７ａ、７ｂ、７ｃ内の圧力振動を個別に制御することはできない。したがって、分割駆動する必要が有る。ここでは２つ置きに３つの組に分けて３分割駆動するようにしている。すなわち、圧力室７ａがインク吐出動作を行う時は、圧力室７ｂ、７ｃはインク吐出動作を行うことはない。また、圧力室７ｂがインク吐出動作を行う時は、圧力室７ｃ、７ａはインク吐出動作を行うことはない。さらに、圧力室７ｃがインク吐出動作を行う時は、圧力室７ａ、７ｂはインク吐出動作を行うことはない。
【００１６】
このような構成のインクジェットヘッドを駆動する駆動回路は図３に示す構成になっている。すなわち、インクジェットヘッド１１をドライバ１２で駆動し、このドライバ１２を画像メモリ１３に格納されているイメージデータに基づいて制御回路１４が制御するようになっている。
【００１７】
前記制御回路１４は、マイクロコンピュータを搭載し、図４に示すように、インク滴を吐出させるタイミング毎に駆動する位相を変え、これを各組の圧力室について全階調分のインク滴を吐出させるタイミングが終了するまで繰り返し行い、その後所定の休止期間を経て１ドットラインを印刷する１印刷周期を終了して次のドットラインの印刷に移行する制御を行うタイミング制御手段１５と、このタイミング制御手段が制御する１印刷周期の各タイミングにおいて圧力室のノズルからインク滴を吐出するときには駆動信号を該当するアクチュエータに印加し、かつ、各組において各階調のインク滴を吐出させるタイミングを常に全階調のインク滴を吐出させるときの各階調のインク滴を吐出させるタイミングと一致するように制御するインク滴吐出制御手段１６とを備えている。
【００１８】
次に、前記インク滴吐出制御手段１６が出力する駆動信号の構成について説明する。
図５及び図６はそれぞれ駆動信号の一例である。駆動信号は、３つの組の圧力室７ａ、７ｂ、７ｃにそれぞれ対応した位相Ａ、位相Ｂ、位相Ｃの駆動信号からなる。位相Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれインク吐出タイミングが異なる。
【００１９】
位相Ａ，位相Ｂ，位相Ｃの駆動信号は、それぞれ圧力室７ａの電極１０ａ、圧力室７の電極１０ｂ、圧力室７ｃの電極１０ｃに印加され、圧力室７ａ，７ｂ，７ｃを駆動してノズル８ａ，８ｂ，８ｃからインク滴を吐出させる。すなわち、駆動信号は、各位相において吐出パルスＰを出力する動作可能期間ｔ1とそれに続く吐出パルスＰを出力しない動作不能期間ｔ2とで１階調分のインク滴を吐出させるタイミングを形成し、最大これを７回繰り返し出力することで８階調画素印刷のためにインク滴を吐出させるタイミングを形成している。
【００２０】
図５は、各位相Ａ，Ｂ，Ｃにおいてそれぞれ８階調画素印刷のためにインク滴を吐出させるときの駆動信号のタイミングを示している。位相Ａの駆動信号は、吐出パルスＡ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4、Ａ5、Ａ6、Ａ7からなり、各信号間に動作不能期間ｔ2を設定している。位相Ｂの駆動信号は、吐出パルスＢ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4、Ｂ5、Ｂ6、Ｂ7からなり、各信号間に動作不能期間ｔ2を設定している。位相Ｃの駆動信号は、吐出パルスＣ1、Ｃ2、Ｃ3、Ｃ4、Ｃ5、Ｃ6、Ｃ7からなり、各信号間に動作不能期間ｔ2を設定している。
【００２１】
各位相Ａ，Ｂ，Ｃの駆動信号の出力タイミングは、印字周期ｉにおいては、位相Ａの吐出パルスＡ1が先ず出力し、動作可能期間ｔ1経過後に位相Ｂの吐出パルスＢ1が出力し、動作可能期間ｔ1経過後に位相Ｃの吐出パルスＣ1が出力し、動作可能期間ｔ1経過後に位相Ａの吐出パルスＡ2が出力し、動作可能期間ｔ1経過後に位相Ｂの吐出パルスＢ2が出力する、というように各位相の吐出パルスが順番に出力し、最後に位相Ｃの吐出パルスＣ7が出力すると、所定の休止期間を経て１ドットラインを印刷する１印刷周期を終了するようにしている。このときの吐出パルスの出力タイミングや休止期間の設定は前記タイミング制御手段１５が行う。
【００２２】
ある位相の動作可能期間においては他の位相では吐出パルスを出力させることはない。また、動作不能期間ｔ2は他の２つの位相において吐出パルスを出力する期間となり、動作可能期間ｔ1の略２倍の長さとなる。また、所定の休止期間においてはいずれの位相においても吐出パルスを出力させることはない。この休止期間は、ノズル８内のインクのメニスカスが略ノズル開口面の位置に安定できる期間以上に設定されている。
【００２３】
図６は位相Ａ、Ｃにおいてそれぞれ８階調画素印刷のためにインク滴を吐出させ、位相Ｂにおいて４階調画素印刷のためにインク滴を吐出させるときの駆動信号のタイミングを示している。この場合、位相Ｂにおける吐出パルスＢ1、Ｂ2、Ｂ3の出力するタイミングは図５の場合と同様である。また、位相Ｃにおいては吐出パルスＣ4から吐出パルスＣ7を出力する場合に直前に位相Ｂにおける吐出パルスの出力は行われないが、そのタイミングは位相Ｂにおける吐出パルスの出力が行われたときと全く同一である。すなわち、図５のときと同じタイミングになる。従って、１ドットラインを印刷する１印刷周期が終了するタイミングは各位相Ａ、Ｂ、Ｃにおける最大階調に従うことになる。
【００２４】
位相Ａ、位相Ｂ、位相Ｃ間における吐出パルスの出力タイミングの順序は、印刷周期毎に変えることが望ましい。すなわち、図５に示すように、印刷周期ｉでは、駆動信号の各吐出パルスの出力タイミングは位相Ａ、位相Ｂ、位相Ｃの順に行っているが、次の印字周期ｉ＋１では、駆動信号の各吐出パルスの出力タイミングは位相Ｃ、位相Ａ、位相Ｂの順に変化させている。この位相の切替え制御も前記タイミング制御手段１５が行う。
【００２５】
このような切替えを行うのは、各位相間の時間差によってインクの吐出体積が若干異なる場合があるためである。各位相における吐出パルスの出力タイミングの順番が固定されると、各位相間の時間差による吐出体積の差が周期的に生ずるので、このような出力タイミングで画素印刷を繰り返すと、印刷媒体上で筋状の濃淡ムラとして視認されやすくなる。
【００２６】
これに対し、印刷周期毎に各位相における吐出パルスの出力タイミングの順番を切り替えれば、濃淡ムラが筋状にならないので視認されにくくなり、印字品質が向上する。
なお、印字周期毎の順番の決定には、乱数、あるいは乱数に準じた順番がでたらめな数列を用いることが望ましい。もし、規則性のある順番の決め方を行うと、濃淡ムラが模様状になって現れる可能性がある。
なお、ここでは、１つの動作可能期間においては１液滴のみの吐出を行うようにしたが、例えば、１つの動作可能期間において２液滴ずつ吐出させることも可能である。
【００２７】
前記吐出パルスＰは、図７に示すように、拡張パルスＰ１と、収縮パルスＰ２から成り立っている。拡張パルスＰ１は圧力室７の容積を拡張させ、収縮パルスＰ２は圧力室７の容積を収縮させる。拡張パルスＰ１によってインクがノズル８から吐出し、収縮パルスＰ２によってインクの吐出動作により発生した圧力振動が消去される。
【００２８】
拡張パルスＰ１の幅は１ＡＬに設定されている。拡張パルスＰ１の中心と収縮パルスＰ２の中心との時間間隔は２ＡＬに設定されている。収縮パルスＰ２のパルス幅Ｗは、吐出パルスＰの出力が終了した後の圧力室７内におけるインクの残留圧力振動が最も小さくなるように調整されている。ここでは、０．４ＡＬに設定されている。
【００２９】
なお、ＡＬは、圧力室７及びノズル８内のインクの主音響共振周波数、あるいはヘルムホルツ周波数の周期の１／２である。ＡＬは、インクの物性とインクジェットヘッドの構造との組み合わせによって決まる固有の時間である。ＡＬは、実験で測定することが可能であり、例えば市販のインピーダンスアナライザを用いてアクチュエータのインピーダンスを測定することにより求めることができる。
また、吐出パルスＰの形態は図７の形態に限らず様々な形態の駆動波形を用いることができるが、残留圧力振動が極力小さくなる駆動波形を用いることが望ましい。
【００３０】
次に、図５の駆動信号によるインクジェットヘッドの動作について説明する。
前の印刷周期ｉ−１において休止時間により、ノズル８内のインクのメニスカスが略ノズル開口面の位置に安定した後、今回の印刷周期ｉの吐出動作が開始される。
【００３１】
印刷周期ｉでは吐出パルスがＡ１（位相Ａ）→Ｂ１（位相Ｂ）→Ｃ１（位相Ｃ）→Ａ２（位相Ａ）→…の順に出力され、それに応じてノズル８ａ→８ｂ→８ｃ→８ａ→…の順にインクが吐出される。各ノズル８内のインクのメニスカスは、隣接圧力室の駆動に伴うメニスカス振動によりノズル面から盛り上がろうとするが、インク吐出動作によって盛り上がった分のインクが排除されるので、吐出動作が継続している間はメニスカスの盛り上がりが累積することはなく、メニスカスの盛り上がりによるインク吐出速度の大幅な低下は防止される。
【００３２】
また、図６の駆動信号のように、位相Ａと位相Ｃでは印刷周期ｉにおいて８階調分の７つのインク滴を吐出させ、位相Ｂでは４階調分の３つのインク滴を吐出させる場合には、位相Ｂの圧力室７ｂからの吐出パルスＢ３によるインク滴の吐出動作終了後、ノズル８ｂのメニスカスは隣接圧力室７ａ，７ｃの吐出動作の振動により盛り上がるが、その盛り上がりは印刷周期ｉの最後に設けられている休止期間によって解消される。
【００３３】
このように、休止時間は、印刷周期の最後に１回だけ設ければよい。すなわち、休止期間を全位相に対して共通のタイミングで設けることができる。従って、休止期間は１ドットラインを印刷する間に１回設定すればよく、１印刷周期の時間を短縮することができる。従って、１ドットラインの印刷を何回も繰り返す記録媒体への印刷速度を向上させることができる。
【００３４】
なお、ここでは駆動信号を拡張パルスＰ１と収縮パルスＰ２とからなる吐出パルスＰをインク滴の吐出回数に合わせて間に動作不能期間ｔ2を設けて並べた構成としてが、これに限定するものではなく、図９の(a)に示す構成の吐出パルスＰ01と図９の(b)に示す構成の非吐出パルスＰ10を組み合わせた信号を使用したものであってもよい。すなわち、吐出パルスＰ01は図７の拡張パルスＰ１と同じであり、非吐出パルスＰ10は図７の収縮パルスＰ２を正負反転したものと同じである。
【００３５】
そして、このような構成の吐出パルスＰ01と非吐出パルスＰ10を使用して図８に示す駆動信号としている。すなわち、吐出パルスＰ01を位相Ａの圧力室７ａの電極１０ａに印加してノズル８ａからインク滴を吐出させるときには同じ動作可能期間ｔ1内の、所定のタイミングで隣接した圧力室７ｂ、７ｃの電極１０ｂ、１０ｃに非吐出パルスＰ10を印加して圧力室７ａ内のインクの残留圧力振動を小さくする。
【００３６】
従って、吐出パルスＰ01を位相Ｂの圧力室７ｂの電極１０ｂに印加してノズル８ｂからインク滴を吐出させるときには同じ動作可能期間ｔ1内の、所定のタイミングで隣接した圧力室７ｃ、７ａの電極１０ｃ、１０ａに非吐出パルスＰ10を印加して圧力室７ｂ内のインクの残留圧力振動を小さくする。また、吐出パルスＰ01を位相Ｃの圧力室７ｃの電極１０ｃに印加してノズル８ｃからインク滴を吐出させるときには同じ動作可能期間ｔ1内の、所定のタイミングで隣接した圧力室７ａ、７ｂの電極１０ａ、１０ｂに非吐出パルスＰ10を印加して圧力室７ｃ内のインクの残留圧力振動を小さくする。
【００３７】
このように、収縮パルスＰ2を使用せずにこの収縮パルスＰ2の極性を反転した非吐出パルスＰ10を隣接した圧力室の電極に印加する駆動信号を使用しても動作可能期間ｔ1、動作不能期間ｔ2、休止期間の関係は上述した実施の形態と同様であり、従って、同様の作用効果が得られる。
【００３８】
（第２の実施の形態）
この実施の形態は、第１の実施の形態におけるインクジェットヘッドの駆動を適用したインクジェット記録装置について述べる。
図１０はインクジェット記録装置の要部外観を示す斜視図で、基板２１の両面に、複数のインクジェットヘッド２２を交互にかつ位置も交互となるようにずらして配置して１つのラインヘッド２０を構成している。
【００３９】
前記ラインヘッド２０は媒体搬送ベルト２３から所定の隙間だけ離れた位置に設置されている。前記媒体搬送ベルト２３は搬送ローラ２４によって矢印の方向に駆動するもので、用紙などの記録媒体２５を上面に密着した状態で搬送する。記録媒体２５がラインヘッド２０の下を通過するとき、各インクジェットヘッド２２から下向きにインク滴を吐出し、このインク滴を記録媒体２５に付着させて印刷を行う。なお、記録媒体２５を媒体搬送ベルト２３に密着させる方法としては、静電気や空気流により吸着させる方法や、記録用紙の端を部材で押さえる方法など、周知の方法を用いることができる。
【００４０】
ラインヘッド２０の各インクジェットヘッド２２は記録媒体２５に対して１ドットラインの印刷が直線上に行えるように圧力室のノズルから吐出するインク滴のタイミングをインクジェットヘッド間で調整している。前記各インクジェットヘッド２２を駆動する駆動回路の構成は前述した第１の実施の形態と同じであり、図３の構成になっている。
【００４１】
媒体搬送ベルト２３によって搬送される記録媒体２５がラインヘッド２０の下を通過する時、制御回路１４は画像メモリ１３から所定の順序でイメージデータを読み出し、ドライバ１２にイメージデータに対応した印刷信号を送る。ドライバ１３は印刷信号に応じてインクジェットヘッド２２に駆動信号を送る。前記制御回路１４は内部に乱数表を設け、この乱数表に従って１ドットラインの印刷周期毎に位相Ａ、位相Ｂ、位相Ｃにおける吐出パルスの相間の出力タイミングを変えている。
【００４２】
このような構成においては、各インクジェットヘッド２２の圧力室７はそれぞれ３つの組に分けられて３分割駆動される。そして、各インクジェットヘッド２２において１ドットラインの印刷周期毎に各位相の駆動信号は、図５及び図６に示すように、例えば、吐出パルスが、Ａ１（位相Ａ）→Ｂ１（位相Ｂ）→Ｃ１（位相Ｃ）→Ａ２（位相Ａ）→…の順に出力され、それに応じて該当する圧力室のノズルからインクが吐出される。そして休止期間を経て印刷周期を終了する。
【００４３】
従って、１印刷周期における休止期間を１回にできるので、１印刷周期の時間を短縮することができ、記録媒体２５への印刷速度を向上させることができる。しかも、印刷周期毎に各位相における吐出パルスの出力タイミングの順番を乱数表に従って切り替えるので、濃淡ムラが視認されにくく、印字品質を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の、第１の実施の形態に係るインクジェットヘッドの構成を示す縦断面図。
【図２】同実施の形態に係るインクジェットヘッドの構成を示す部分横断面図。
【図３】同実施の形態に係るインクジェットヘッドを駆動する駆動回路の構成を示すブロック図。
【図４】図３の駆動回路における制御回路の要部機能構成を示すブロック図。
【図５】同実施の形態に係るインクジェットヘッドの圧力室を駆動する駆動信号の一例を示す図。
【図６】同実施の形態に係るインクジェットヘッドの圧力室を駆動する駆動信号の一例を示す図。
【図７】図５及び図６の駆動信号を構成する吐出パルスの構成を示す図。
【図８】同実施の形態に係るインクジェットヘッドの圧力室を駆動する駆動信号の他の例を示す図。
【図９】図８の駆動信号を構成する吐出パルスと非吐出パルスの構成を示す図。
【図１０】本発明の、第２の実施の形態に係るインクジェット記録装置の要部外観を示す斜視図。
【図１１】隣接した圧力室の、ノズル内のメニスカス変化を説明するための図。
【図１２】隣接した圧力室の、ノズル内のメニスカスの盛り上がり状態を示す図。
【符号の説明】
【００４５】
２，３…圧電部材、７…圧力室、８…ノズル、１０…電極、２２…インクジェットヘッド。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク滴を吐出させるノズルを有し、内部にインクを充填する圧力室を複数個並べるとともに駆動パルスにより変形して圧力室に圧力変化を与えるアクチュエータを隣接する圧力室間で共有する構成としたインクジェットヘッドに対し、前記各圧力室をｎ個置きの（ｎ＋１）組に分割し、組毎に駆動する位相を変えるとともに同一組内の各圧力室については選択的に駆動し、２階調以上の画素については圧力室のノズルから複数のインク滴を吐出させるインクジェットヘッド駆動方法において、
インク滴を吐出させるタイミング毎に駆動する位相を変え、これを各組の圧力室について全階調分のインク滴を吐出させるタイミングが終了するまで繰り返し行い、その後所定の休止期間を経て１ドットラインを印刷する１印刷周期を終了して次のドットラインの印刷に移行し、この１印刷周期の各タイミングにおいて圧力室のノズルからインク滴を吐出するときには駆動信号を該当するアクチュエータに印加し、かつ、各組において各階調のインク滴を吐出させるタイミングは常に全階調のインク滴を吐出させるときの各階調のインク滴を吐出させるタイミングと一致させることを特徴とするインクジェットヘッド駆動方法。
【請求項２】
各組が駆動する位相の順番を、１または複数印刷周期毎に切り替えることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド駆動方法。
【請求項３】
各組が駆動する位相の順番を乱数によって割当てることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッド駆動方法。
【請求項４】
インク滴を吐出させるノズルを有し、内部にインクを充填する圧力室を複数個並べるとともに駆動パルスにより変形して圧力室に圧力変化を与えるアクチュエータを隣接する圧力室間で共有する構成としたインクジェットヘッドに対し、前記各圧力室をｎ個置きの（ｎ＋１）組に分割し、組毎に駆動する位相を変えるとともに同一組内の各圧力室については選択的に駆動し、２階調以上の画素については圧力室のノズルから複数のインク滴を吐出させるインクジェットヘッド駆動装置において、
インク滴を吐出させるタイミング毎に駆動する位相を変え、これを各組の圧力室について全階調分のインク滴を吐出させるタイミングが終了するまで繰り返し行い、その後所定の休止期間を経て１ドットラインを印刷する１印刷周期を終了して次のドットラインの印刷に移行する制御を行うタイミング制御手段と、
このタイミング制御手段が制御する１印刷周期の各タイミングにおいて圧力室のノズルからインク滴を吐出するときには駆動信号を該当するアクチュエータに印加し、かつ、各組において各階調のインク滴を吐出させるタイミングを常に全階調のインク滴を吐出させるときの各階調のインク滴を吐出させるタイミングと一致するように制御するインク滴吐出制御手段とを具備したことを特徴とするインクジェットヘッド駆動装置。
【請求項５】
タイミング制御手段は、各組が駆動する位相の順番を、１または複数印刷周期毎に切り替えることを特徴とする請求項４記載のインクジェットヘッド駆動装置。
【請求項６】
タイミング制御手段は、各組が駆動する位相の順番を、乱数を使用して決定したことを特徴とする請求項５記載のインクジェットヘッド駆動装置。
【請求項７】
請求項４記載のインクジェットヘッド駆動装置と、この駆動装置が駆動するインクジェットヘッドが吐出するインク滴によって画素形成される記録媒体を搬送する搬送手段と、前記駆動装置に印刷画像データを供給する手段とを備え、前記駆動装置は印刷画像データに基づいてアクチュエータを変形する駆動信号を生成することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１】
インク滴を吐出させるノズルを有し、内部にインクを充填する圧力室を複数個並べるとともに駆動パルスにより変形して圧力室に圧力変化を与えるアクチュエータを隣接する圧力室間で共有する構成としたインクジェットヘッドに対し、前記各圧力室をｎ個置きの（ｎ＋１）組に分割し、組毎に駆動する位相を変えるとともに同一組内の各圧力室については選択的に駆動し、２階調以上の画素については圧力室のノズルから複数のインク滴を吐出させるインクジェットヘッド駆動方法において、
インク滴を吐出させるタイミング毎に駆動する位相を変え、これを各組の圧力室について全階調分のインク滴を吐出させるタイミングが終了するまで繰り返し行い、その後所定の休止期間を経て１ドットラインを印刷する１印刷周期を終了して次のドットラインの印刷に移行し、この１印刷周期の各タイミングにおいて圧力室のノズルからインク滴を吐出するときには駆動信号を該当するアクチュエータに印加し、かつ、各組において各階調のインク滴を吐出させるタイミングは常に全階調のインク滴を吐出させるときの各階調のインク滴を吐出させるタイミングと一致させることを特徴とするインクジェットヘッド駆動方法。
【請求項２】
各組が駆動する位相の順番を、１または複数印刷周期毎に切り替えることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド駆動方法。
【請求項３】
各組が駆動する位相の順番を乱数によって割当てることを特徴とする請求項２記載のインクジェットヘッド駆動方法。
【請求項４】
インク滴を吐出させるノズルを有し、内部にインクを充填する圧力室を複数個並べるとともに駆動パルスにより変形して圧力室に圧力変化を与えるアクチュエータを隣接する圧力室間で共有する構成としたインクジェットヘッドに対し、前記各圧力室をｎ個置きの（ｎ＋１）組に分割し、組毎に駆動する位相を変えるとともに同一組内の各圧力室については選択的に駆動し、２階調以上の画素については圧力室のノズルから複数のインク滴を吐出させるインクジェットヘッド駆動装置において、
インク滴を吐出させるタイミング毎に駆動する位相を変え、これを各組の圧力室について全階調分のインク滴を吐出させるタイミングが終了するまで繰り返し行い、その後所定の休止期間を経て１ドットラインを印刷する１印刷周期を終了して次のドットラインの印刷に移行する制御を行うタイミング制御手段と、
このタイミング制御手段が制御する１印刷周期の各タイミングにおいて圧力室のノズルからインク滴を吐出するときには駆動信号を該当するアクチュエータに印加し、かつ、各組において各階調のインク滴を吐出させるタイミングを常に全階調のインク滴を吐出させるときの各階調のインク滴を吐出させるタイミングと一致するように制御するインク滴吐出制御手段とを具備したことを特徴とするインクジェットヘッド駆動装置。
【請求項５】
タイミング制御手段は、各組が駆動する位相の順番を、１または複数印刷周期毎に切り替えることを特徴とする請求項４記載のインクジェットヘッド駆動装置。
【請求項６】
タイミング制御手段は、各組が駆動する位相の順番を、乱数を使用して決定したことを特徴とする請求項５記載のインクジェットヘッド駆動装置。
【請求項７】
請求項４記載のインクジェットヘッド駆動装置と、この駆動装置が駆動するインクジェットヘッドが吐出するインク滴によって画素形成される記録媒体を搬送する搬送手段と、前記駆動装置に印刷画像データを供給する手段とを備え、前記駆動装置は印刷画像データに基づいてアクチュエータを変形する駆動信号を生成することを特徴とするインクジェット記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−１０７５（Ｐ２００６−１０７５Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１７８１８３（Ｐ２００４−１７８１８３）
【出願日】平成１６年６月１６日（２００４．６．１６）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月１６日（２００４．６．１６）
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
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