JP4764038B2 - Driving method of ink jet recording apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、マルチドロップ駆動を採用したインクジェット駆動方法に関する。 The present invention relates to an inkjet driving method employing multi-drop driving.
インクを収容するインク室に連通しこのインク室のインクを吐出するノズルと、前記インク室の容積を駆動波形に応じて変化させるアクチュエータを有し、前記アクチュエータの動作により前記ノズルからインク滴を複数回連続的に吐出させて1画素を形成するインクジェット駆動方法が知られている。このインクジェット駆動方法においては、インク室内の圧力波がインク吐出方向の一端から他端まで伝播する時間をALとしたとき、1ドロップのインクを吐出するのに少なくとも3ALの時間が必要であった。これは、マルチドロップの各ドロップでインク吐出動作をするパルス及びインク吐出後のインクの振動をキャンセルするパルスの計3ALで構成されているからである。 A nozzle that communicates with an ink chamber containing ink, and an actuator that changes the volume of the ink chamber according to a drive waveform; and a plurality of ink droplets are generated from the nozzle by the operation of the actuator. There is known an ink jet driving method in which one pixel is formed by continuously discharging a single pixel. In this inkjet driving method, when the time for the pressure wave in the ink chamber to propagate from one end to the other end in the ink discharge direction is AL, it takes at least 3 AL to discharge one drop of ink. This is because it is composed of a total of 3 ALs of a pulse for performing the ink ejection operation in each multi-drop and a pulse for canceling the vibration of the ink after ink ejection.
なお、複数滴を飛翔させ、該複数滴で1画素を形成するインクジェットヘッドが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Ink jet heads that fly a plurality of droplets and form one pixel with the plurality of droplets are known (see, for example, Patent Document 1).
さらに、非印字時に圧電振動子を作動させてノズル開口のメニスカスを揺動させることにより、インクの膜による目詰まりを防止するようにしたインクジェット式記録装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。 Further, an ink jet recording apparatus is known in which clogging due to an ink film is prevented by operating a piezoelectric vibrator to swing a meniscus of a nozzle opening during non-printing (for example, Patent Document 2). reference).
さらに、インク滴形成前のメニスカスを反吐出方向に後退させる第1の電圧パルスに対してインク滴を吐出させる第2の電圧パルスを使用するインクジェット記録方式が知られている(例えば、特許文献3参照)。 Further, an ink jet recording method is known that uses a second voltage pulse for ejecting ink droplets with respect to a first voltage pulse for retreating a meniscus before ink droplet formation in the reverse ejection direction (for example, Patent Document 3). reference).
さらに、インク吐出を行なわない画素に対してノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面を振動させるためのパルスを含んだ駆動信号を生成するようにしたインクジェットプリンタが知られている(例えば、特許文献4参照)。
このように、1ドロップ吐出するのに要する時間が長いため、マルチドロップ数が増えると、顕著に高速駆動が難しくなってくる。 As described above, since it takes a long time to discharge one drop, when the number of multidrops increases, it becomes extremely difficult to drive at high speed.
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、ノズルからインク滴を複数回連続的に吐出させて1画素を形成するインクジェット記録装置において、高速駆動が可能なインクジェット記録装置の駆動方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus capable of high-speed driving in an ink jet recording apparatus that forms one pixel by continuously ejecting ink droplets from a nozzle a plurality of times. It is to provide a driving method.
請求項1記載の発明は、インクを収容するインク室に連通しこのインク室のインクを吐出するノズルと、前記インク室の容積を駆動波形に応じて変化させるアクチュエータを有し、前記アクチュエータの動作により前記インク室を拡張し前記アクチュエータを元に戻す駆動パルスを前記アクチュエータに複数回連続して加えることで前記ノズルからインク滴を複数回連続的に吐出させて1画素を形成するインクジェット記録装置の駆動方法であって、前記インク室内の圧力波がインク吐出方向の一端から他端まで伝播する時間をALとしたとき、前記インク室を拡張させる時間幅がAL以下の前記駆動パルスを2.25AL〜2.4ALのパルス周期Tdで連続して前記アクチュエータに供給し、連続的に複数のインクを吐出させて1つの画素を形成するようにし、1画素を形成する複数の前記駆動パルスの最後の駆動パルス後のインク室の残留振動を抑えるキャンセルパルスを、前記最後の駆動パルスの前端部とこのキャンセルパルスの前端部との時間間隔をTdとし、このキャンセルパルスのパルス幅を1.4AL〜1.9ALとして、前記最後の駆動パルス後に前記アクチュエータに供給するようにしたことを特徴とする。
The invention described in
請求項2記載の発明は、インクを収容するインク室に連通しこのインク室のインクを吐出するノズルと、前記インク室の容積を駆動波形に応じて変化させるアクチュエータを有し、前記アクチュエータの動作により前記インク室を拡張し前記アクチュエータを元に戻す駆動パルスを前記アクチュエータに複数回連続して加えることで前記ノズルからインク滴を複数回連続的に吐出させて1画素を形成するインクジェット記録装置の駆動方法であって、前記インク室内の圧力波がインク吐出方向の一端から他端まで伝播する時間をALとしたとき、前記インク室を拡張させる時間幅がAL以下の前記駆動パルスを2.25〜2.4ALのパルス周期Tdで連続して前記アクチュエータに供給し、前記複数の駆動パルスの最初の駆動パルスの前に、インクが吐出しない程度のインクの振動を引き起こすプリパルスを前記アクチュエータに印加し、そのプリパルスの前端部と後端部の中間位置と前記最初の駆動パルスの前端部と後端部の中間位置との時間間隔を2.25〜2.4ALとし、このプリパルスのパルス幅は前記第1の駆動パルスのパルス幅以下であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a nozzle that communicates with an ink chamber that contains ink and ejects ink in the ink chamber, and an actuator that changes the volume of the ink chamber in accordance with a drive waveform. An ink jet recording apparatus that forms one pixel by continuously ejecting ink droplets from the nozzle a plurality of times by continuously applying a drive pulse to the actuator a plurality of times to expand the ink chamber and return the actuator to the original state . In the driving method, when the time during which the pressure wave in the ink chamber propagates from one end to the other end in the ink discharge direction is AL, the driving pulse whose time width for expanding the ink chamber is AL or less is 2.25 to 2.4. The actuator is continuously supplied to the actuator with a pulse period Td of AL, and before the first drive pulse of the plurality of drive pulses, ink is supplied. A pre-pulse that causes ink vibration to the extent that it is not ejected is applied to the actuator, and the time interval between the intermediate position between the front end and the rear end of the pre-pulse and the intermediate position between the front end and the rear end of the first drive pulse is set. The pulse width of the pre-pulse is 2.25 to 2.4 AL, which is equal to or less than the pulse width of the first drive pulse.
請求項1記載の発明によれば、確実にインク室内のインクの残留振動を抑制することができる。これにより、一層ヘッドの高速駆動が可能である。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to reliably suppress the residual vibration of the ink in the ink chamber. As a result, the head can be driven at a higher speed.
請求項2記載の発明によれば、ヘッドの高速駆動が可能である。 According to the second aspect of the present invention, the head can be driven at a high speed.
以下図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。まず、図12を参照してカイザー型インクジェットヘッドの概略構成について説明する。図12(A)は図12(B)の隔壁を含む平面に沿った断面図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a schematic configuration of the Kaiser type inkjet head will be described with reference to FIG. FIG. 12A is a cross-sectional view along a plane including the partition wall of FIG.
図12に示すように、カイザー型インクジェットヘッドは、インクを収容する複数のインク室11を隔壁12で仕切って構成している。そして、各インク室11にはインク滴を吐出するノズル13が設けられている。各インク室11の底面は振動板14によって形成され、この振動板14の下面側には各インク室11に対応して複数の圧電部材15が固定されている。これら振動板14と圧電部材15によりアクチュエータが構成され、圧電部材15は駆動波形発生手段16の出力端子に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 12, the Kaiser-type inkjet head is configured by partitioning a plurality of
なお、図12(A)において、16は共通インク室、17はインク供給口である。 In FIG. 12A, 16 is a common ink chamber, and 17 is an ink supply port.
次に、図13を参照してシェア−モード型のインクジェットヘッドの概略構成について説明する。図13(A)は図13(B)のノズルを含む平面での断面図である。 Next, a schematic configuration of the share-mode ink jet head will be described with reference to FIG. FIG. 13A is a cross-sectional view in a plane including the nozzle of FIG.
図13に示すように、シェア−モード型のインクジェットヘッドの隔壁21はせん断方向に歪む圧電部材で構成されている。この隔壁21には駆動波形発生手段22から出力される駆動電圧が印加される。そして、駆動電圧の印加により圧電部材が変形し、インク室23内の容積が変形して、ノズル24からインクが吐出される。
As shown in FIG. 13, the
なお、図13(A)において、25は共通インク室、26はインク供給口である。 In FIG. 13A, 25 is a common ink chamber, and 26 is an ink supply port.
以降、図13のシェア−モード型インクジェットヘッドを用いて本願発明に係るインクジェット駆動方法について説明する。 Hereinafter, an inkjet driving method according to the present invention will be described using the share-mode inkjet head of FIG.
まず、本願発明のインクジェット駆動方法と従来のインクジェット駆動方法との相違について説明する。 First, the difference between the inkjet driving method of the present invention and the conventional inkjet driving method will be described.
複数の液滴を連続的にノズル24から吐出させて1つの画素を形成するいわゆるマルチドロップ式駆動方法が知られている。例えば、8つの液滴をノズル24から連続的に吐出させて1つの画素を形成する駆動方法を一例にとって説明する。
A so-called multi-drop driving method is known in which a plurality of droplets are continuously ejected from a
従来のマルチドロップ駆動方法では、図1(A)に示すように8つの駆動パルスP1〜P8を隔壁21に印加する。
In the conventional multi-drop driving method, eight driving pulses P1 to P8 are applied to the
従来の駆動方法における各駆動パルスP1〜P8はそれぞれインク室23を拡張させる拡張パルスPaと、その後にインク室23を収縮させる収縮パルスPbとを有する。この一組の拡張パルスPaと収縮パルスPbによりノズル24からインクを1滴吐出させるようにしている。
Each of the driving pulses P1 to P8 in the conventional driving method has an expansion pulse Pa for expanding the
これに対して、本願発明の駆動方法では、図1(B)〜図1(D)に示すように駆動パルスとして拡張パルスPaだけを用い、収縮パルスPbは用いていない。 On the other hand, in the driving method of the present invention, as shown in FIGS. 1B to 1D, only the expansion pulse Pa is used as the driving pulse, and the contraction pulse Pb is not used.
本願発明は、インク室23内の圧力波がインク吐出方向の一端から他端まで伝播する時間をALとしたときに、インク室23を拡張する方向に時間幅AL以下のパルスを入力させる。以下、このパルスを第1駆動パルスPxと呼ぶことにする。もし、第1駆動パルスPxの時間幅をAL時間より長くすると、インク室23の圧力が減少しているときにインク室23の圧力を上げることになるので効率が良くないためである。
In the present invention, when the time during which the pressure wave in the
そして、最初の第1駆動パルスPxで引き起こしたインク室23内のインクの振動に合わせて、次の第1駆動パルスPxを印加して次のインクの吐出を行なう。この操作が繰り返し行なわれることにより、複数の液滴が連続的に吐出されて1つの画素が形成される。
Then, in accordance with the vibration of the ink in the
つまり、図1(B)に示すように8つの駆動パルスP1〜P8が連続して印加される。図1(B)においては、駆動パルスP8の後にキャンセルパルスが印加されているが、このキャンセルパルスが印加されない状態での動作について以降説明する。 That is, as shown in FIG. 1B, eight drive pulses P1 to P8 are applied continuously. In FIG. 1B, a cancel pulse is applied after the drive pulse P8. The operation in a state where the cancel pulse is not applied will be described below.
第1駆動パルスPxを印加する周期TdをALの偶数倍にすると、効率は良くなるが、インク室23の圧力及びインクの流速がインク吐出毎に増大してしまい、直ぐに印字不良やミスディレクション印字を引き起こしてしまうなど、インクの安定した吐出が得られなくなる(図2参照)。図2(A)は第1駆動パルスPxの周期Tdを2ALとした波形である。図2(B)は図2(A)の駆動パルスを印加したときのインク室23内の圧力及びインク流速を示す。つまり、図2(B)に示すように、インク室23内の圧力及びインク流速は変化してしまうため、安定したインクの吐出を得ることができない。
If the cycle Td for applying the first drive pulse Px is set to an even multiple of AL, the efficiency is improved, but the pressure in the
そこで、本願発明では、第1駆動パルスPxをALの2.25〜2.4好ましくは2.29〜2.38倍の周期Tdでインクジェットヘッドに印加して連続的にインクを吐出するようにして1つの画素を形成するようにしている。この2.29〜2.38の技術的意義については、表1を参照して後述する。 Therefore, in the present invention, one pixel is formed by applying the first drive pulse Px to the inkjet head at a period Td that is 2.25 to 2.4 times, preferably 2.29 to 2.38 times AL, and continuously ejecting ink. I have to. The technical significance of 2.29 to 2.38 will be described later with reference to Table 1.
このように、第1駆動パルスPxをALの2倍に対してずれた周期Tdでインクジェットヘッドに印加することにより、各ドロップ毎のインク室23の圧力及びインク流速の増大を抑え、各ドロップで安定したインクの吐出を得ている(図3参照)。
In this way, by applying the first drive pulse Px to the inkjet head at a period Td shifted with respect to twice AL, an increase in the pressure in the
ここで、AL=2.4μSとする。図3(A)に示すよう、第1駆動パルスPxのパルス幅TwをAL(=2.4μS)以下である1.5μSとし、その周期TdをALの2倍である4.8(=2.4×2)よりずらした5.7μSとしている。このようにすることにより、図3(B)の示すように各ドロップでのインク室23の圧力及びインク流速の増大を抑制し、各ドロップで安定したインクの吐出を行なっている。
Here, AL = 2.4 μS. As shown in FIG. 3 (A), the pulse width Tw of the first drive pulse Px is set to 1.5 μS which is AL (= 2.4 μS) or less, and the cycle Td is 4.8 (= 2.4 × 2) which is twice AL. The shifted 5.7 μS. By doing so, as shown in FIG. 3B, an increase in the pressure of the
次に、第1駆動パルスPxのパルス幅Twと周期Tdを変化させて印字品質を実験で確かめて見た。 Next, the print quality was confirmed by experiment by changing the pulse width Tw and the period Td of the first drive pulse Px.
ここで、使用したインクジェットヘッドは図13に示したシェア−モード型であり、3つのノズル郡に分けて駆動する3分割駆動方式で駆動されている。8つの第1駆動パルスPxのサイクルの周期をTc(=53.5μS)とし、第1駆動バルスPxの周期Td及びパルス幅Twを変化して実際に印字を行った場合の印字品質を調べてみた。ここで、インクとして粘度は10cp、表面張力は30N/mのものを使用した。 Here, the used inkjet head is of the share-mode type shown in FIG. 13, and is driven by a three-division driving method in which the inkjet head is divided into three nozzle groups. The cycle quality of the eight first drive pulses Px was set to Tc (= 53.5 μS), and the print quality when printing was actually performed by changing the cycle Td and the pulse width Tw of the first drive pulse Px was examined. . Here, an ink having a viscosity of 10 cp and a surface tension of 30 N / m was used.
このときの印字結果を表1に示す。
表1に示すように、第1駆動パルスPxの周期Tdが5.5〜5.7の範囲でしかもそのパルス幅TwがAL(=2.4μS)以下である1.8〜2.2において印字品質が「○(良好)」であることが判明した。 As shown in Table 1, when the period Td of the first drive pulse Px is in the range of 5.5 to 5.7 and the pulse width Tw is AL (= 2.4 μS) or less, the print quality is “Good (Good)”. It turned out to be.
5.5/AL(=2.4μS)は2.29であり、5.7/AL(=2.4μS)は2.38となる。誤差も考慮すると、第1駆動パルスPxの周期Tdは2.25AL〜2.4ALで、好ましくは2.29AL〜2.38ALの範囲である場合に、安定したインクの吐出が得られ、印字品質が良好であることが判明した。 5.5 / AL (= 2.4 μS) is 2.29, and 5.7 / AL (= 2.4 μS) is 2.38. In consideration of errors, the period Td of the first drive pulse Px is 2.25AL to 2.4AL, and preferably 2.29AL to 2.38AL, so that stable ink ejection is obtained and the print quality is good. It has been found.
次に、第1駆動パルスPxを8つ印加した後に、インク室23内のインクの振動を抑制するためのキャンセルパルスについて説明する。
Next, a cancel pulse for suppressing vibration of ink in the
図2(B)に示すように、最後の第1駆動パルスPxが印加された後に、インク室23内には残留振動Aが存在している。この残留振動Aが残っている時に次の画素に対する駆動を行なってしまうと、インクの吐出が不安定となる。更に、高速駆動をするためにも、この残留振動Aを抑制するキャンセルパルスが必要となる。
As shown in FIG. 2B, residual vibration A exists in the
以降、このキャンセルパルスの入力方法について説明する。本発明のインクジェット駆動方法において、第1駆動パルスPxのパルス幅Twはインク室23の圧力及びインク流速と相関がある。つまり、パルス幅Twを大きくすると、インク室23の圧力及びインク流速も大きくなる(図4及び図5参照)。図4は第1駆動パルスPxの周期Td=5.7μS、パルス幅Tw=1.5μSであり、図5は第1駆動パルスPxの周期Td=5.7μS、パルス幅Tw=2.0μSである。パルス幅Twが大きい図5では、インク室23の圧力及びインク流速は図4のものよりも大きいことが分かる。
Hereinafter, a method for inputting the cancel pulse will be described. In the inkjet driving method of the present invention, the pulse width Tw of the first driving pulse Px is correlated with the pressure in the
また、前述したように第1駆動パルスPxの周期Tdは2ALよりずらすことにより、各ドロップでのインク室23の圧力及びインク流速の増大を抑制している。つまり、第1駆動パルスPxのパルス幅Twを変化させても、インク室23内のインクの振動周期は変化しない。
Further, as described above, the period Td of the first drive pulse Px is shifted from 2AL to suppress the increase in the pressure of the
例えば、キャンセルパルスCPのパルス幅Tcpwを0.5ALとした場合、第1駆動パルスPxのパルス幅Tw=2.0μSの場合で、従来のように最後の第1駆動パルスPxの後端部を基準としてキャンセルパルスCPを入力すると、図6のBに示すようにインク室23内に残留振動が残ってしまう。しかし、第1駆動パルスPxのパルス幅Tw=1.5μSの場合はインク室23の残留振動はないことが確かめられた。
For example, when the pulse width Tcpw of the cancel pulse CP is 0.5 AL, the pulse width Tw of the first drive pulse Px is 2.0 μS, and the rear end of the last first drive pulse Px is used as a reference as in the conventional case. When the cancel pulse CP is input, residual vibration remains in the
本発明では、キャンセルパルスCPの入力するタイミングは、図1(B)に示すように、最後の第1駆動パルスPx(つまりP8)の前端部と後端部との間の中間位置とキャンセルパルスCPの前端部と後端部間の中間位置との時間間隔Tcpを0.5Td*ALとし、パルス幅TcpwをAL以下である0.5ALとしている。 In the present invention, as shown in FIG. 1B, the input timing of the cancel pulse CP is the intermediate position between the front end portion and the rear end portion of the last first drive pulse Px (that is, P8) and the cancel pulse. The time interval Tcp between the front end portion and the rear end portion of the CP is set to 0.5Td * AL, and the pulse width Tcpw is set to 0.5AL which is equal to or less than AL.
このようにキャンセルパルスCPを入力させるタイミングを最後の第1駆動パルスPx(つまりP8)の前端部と後端部との間の中間位置とキャンセルパルスCPの前端部と後端部間の中間位置との時間間隔Tcpとすることにより、第1駆動パルスPxのパルス幅Twが変わっても確実にインク室23内の残留振動をキャンセルすることができる(図4,図5参照)。
In this way, the timing at which the cancel pulse CP is input is set to an intermediate position between the front end portion and the rear end portion of the last first drive pulse Px (that is, P8) and an intermediate position between the front end portion and the rear end portion of the cancel pulse CP. Thus, even if the pulse width Tw of the first drive pulse Px changes, the residual vibration in the
これはインク室23内のインクの圧力は、第1駆動パルスPxの中心で変化するため、
キャンセルパルスCPを入力させるタイミングを最後の第1駆動パルスPx(つまりP8)の前端部と後端部との間の中間位置とキャンセルパルスCPの前端部と後端部間の中間位置との時間間隔Tcpとすることにより、インク室23内の残留振動を十分にキャンセルすることができる。
This is because the ink pressure in the
The timing at which the cancel pulse CP is input is the time between the intermediate position between the front end portion and the rear end portion of the last first drive pulse Px (that is, P8) and the intermediate position between the front end portion and the rear end portion of the cancel pulse CP. By setting the interval Tcp, the residual vibration in the
次に、キャンセルパルスCPのパルス幅Tcpwと時間間隔Tcpについてシミュレーションを行なった。このシミュレーションでは、キャンセルパルスCPのパルス幅TcpwをAL(=2.4μS)とし、時間間隔Tcpのバラツキを考慮してシミュレーションを行なった。図7及び図8はその結果である。図7はTcp=(0.5Td−0.05)AL、図8はTcp=(0.5Td+0.05)ALとした。 Next, simulation was performed on the pulse width Tcpw and the time interval Tcp of the cancel pulse CP. In this simulation, the pulse width Tcpw of the cancel pulse CP was set to AL (= 2.4 μS), and the simulation was performed in consideration of variations in the time interval Tcp. 7 and 8 show the results. FIG. 7 shows Tcp = (0.5Td−0.05) AL, and FIG. 8 shows Tcp = (0.5Td + 0.05) AL.
このように、Tcpが(0.5Td−0.05)ALと(0.5Td+0.05)ALの範囲内であれば、インク室23内の残留振動がキャンセルパルスCPによりキャンセルされることが判明した。
Thus, it was found that if Tcp is in the range of (0.5Td−0.05) AL and (0.5Td + 0.05) AL, the residual vibration in the
以上のシミュレーション結果より、Tc=50μS、Td=5.7μS、Tw=2μS、Tcp=7μS、Tcpw=1.2μSの条件で、キャンセルパルスCPの有無での印字品質を比較し、その実験結果を表2に示す。
つまり、キャンセルパルスCPを印加しなくて、Tcを短くすると、印字品質は多少悪くなる。これは、ある電圧では良好な印字であるが、駆動電圧を上下させ、良好な印字をする電圧に対してどのくらいの電圧マージンがあるかを見る評価において、キャンセルパ
ルスCPがあった方が電圧マージンが大きいことが判明した。
That is, if Tc is shortened without applying the cancel pulse CP, the print quality is somewhat deteriorated. This is good printing at a certain voltage, but in the evaluation to see how much voltage margin there is for the voltage for good printing by raising and lowering the drive voltage, the voltage margin is better when there is a cancel pulse CP. Turned out to be great.
また、この実験結果と前述したシミュレーションの残留振動の大きさの結果が一致していることが判明した。 In addition, it was found that the result of this experiment and the result of the magnitude of residual vibration in the simulation described above agree.
次に、キャンセルパルスの他の入力方法について図1(C)及び図9及び図10を参照して説明する。つまり、最後の第1駆動パルスPx(つまり、P8)の後端部から周期Td後にインク室23を拡張させるキャンセルパルスCPを印加する。このキャンセルパルスCPのパルス幅Tcpwを第1駆動パルスPxのパルス幅Twと同じにするとインクが吐出されてしまうため、このキャンセルパルスCPのパルス幅Tcpwを1.4AL〜1.9AL、好ましくは1.42AL〜1.84ALとしている。
Next, another method for inputting the cancel pulse will be described with reference to FIG. 1 (C), FIG. 9 and FIG. That is, the cancel pulse CP for expanding the
このようにすることにより、最後の第1駆動パルスPx(つまり、P8)の後にインク室23を拡張させるキャンセルパルスCPを印加することにより、インク室23を拡張状態を保ち、インク流速が下がってきたところでタイミング良く、インク室23の拡張状態を元の状態に戻すことによって、インク室の残留振動を抑えている(図9,図10参照)。
In this way, by applying the cancel pulse CP for expanding the
図9に示すように、キャンセルパルスCPのパルス幅Tcpwを3.5μS(=3.5/2.4=1.46AL)とした場合に、Bで示すようにインク室23の残留振動が抑えられることが判明した。
As shown in FIG. 9, when the pulse width Tcpw of the cancel pulse CP is set to 3.5 μS (= 3.5 / 2.4 = 1.46 AL), it has been found that the residual vibration of the
また、図10に示すようにキャンセルパルスCPのパルス幅Tcpwを4.5μS(=4.5/2.4=1.87AL)とした場合に、Cで示すようにインク室23の残留振動が抑えられることが判明した。
Further, as shown in FIG. 10, when the pulse width Tcpw of the cancel pulse CP is 4.5 μS (= 4.5 / 2.4 = 1.87 AL), it is found that the residual vibration of the
次に、図1(D)及び図11を参照して、最初の第1駆動パルスPx(つまり、P1)の前に、インク室23からインクを吐出させない程度の振動を引き起こすプリバルスPPを印加して、駆動パルスP1に応答して吐出されるインク、つまり第1ドロップの速度低下を防止する一例について説明する。
Next, referring to FIG. 1D and FIG. 11, before the first first drive pulse Px (that is, P1), a prepulse PP that causes vibrations that do not cause ink to be ejected from the
このプリパルスPPの入力タイミングは、そのプリパルスの前端部と後端部の中間位置と駆動パルスP1との時間間隔を2.25〜2.4AL(好ましくは2.29〜2.38AL)とし、このプリパルスのパルス幅Tbは前記第1の駆動パルスのパルス幅Tw以下とした。 The input timing of this prepulse PP is such that the time interval between the driving pulse P1 and the intermediate position between the front and rear ends of the prepulse is 2.25 to 2.4 AL (preferably 2.29 to 2.38 AL), and the pulse width Tb of this prepulse is The first drive pulse has a pulse width Tw or less.
図11は、このプリパルスPPを導入した場合のシミュレーション結果である。このシミュレーションにおいて、AL=2.4μS、Td=5.7μS、Tw=2.0μS、Tb=1.0μS(<Tw)とした。 FIG. 11 shows a simulation result when the prepulse PP is introduced. In this simulation, AL = 2.4 μS, Td = 5.7 μS, Tw = 2.0 μS, and Tb = 1.0 μS (<Tw).
図11を見ても明らかなように、このプリパルスPPによりDで示すようにインク室23のインク室23の圧力及びインク流速の振動を小さい振幅で起こし、Td(=5.7μS)後に入力される第1駆動パルスPx(つまり、P1)でその振幅を増幅しインクを吐出するようにしている。図11を見ても明らかなように、プリパルスPPを印加することにより、1ドロップ目の速度を上げて安定した吐出を行なうことができる。
As is apparent from FIG. 11, the prepulse PP causes the
つまり、プリパルスPPを印加していない図10では、第1ドロップのインク流速はaで示すように25(m/s)程度であるが、プリパルスPPを印加した図11では、第1ドロップのインク流速はbで示すように30(m/s)を超えている。 That is, in FIG. 10 where the prepulse PP is not applied, the ink flow velocity of the first drop is about 25 (m / s) as indicated by a, but in FIG. 11 where the prepulse PP is applied, the first drop ink is applied. The flow velocity exceeds 30 (m / s) as shown by b.
ところで、表3に従来方法、請求項2及び3記載の方法でインクを8ドロップ吐出させて1画素を形成させた場合に各ドロップが終了する時間を計測した結果を示す。
表3に示すように、従来ではインクを8ドロップ吐出させるまでに、57.6μSの時間がかかっていた。従って、1ドロップ当たりは、57.6/8=7.2μSの時間がかかる。AL=2.4μSであるので、7.2/2.4=3ALの時間を要する。 As shown in Table 3, in the past, it took 57.6 μS to eject 8 drops of ink. Therefore, it takes 57.6 / 8 = 7.2 μS per drop. Since AL = 2.4 μS, it takes 7.2 / 2.4 = 3 AL time.
一方、請求項2の方法では、8ドロップ吐出させるまでに、48.9μSの時間がかかっていた。従って、1ドロップ当たりは、48.9/8=6.1μSの時間がかかる。AL=2.4μSであるので、6.1/2.4=2.54ALの時間を要する。
On the other hand, in the method of
さらに、請求項3の方法では、8ドロップ吐出させるまでに、49.1μSの時間がかかっていた。従って、1ドロップ当たりは、49.1/8=6.13μSの時間がかかる。AL=2.4μSであるので、6.13/2.4=2.55ALの時間を要する。
Furthermore, in the method of
従って、従来の方法より短い時間で1画素を形成させることができるので、高速駆動を行なうことができる。 Therefore, since one pixel can be formed in a shorter time than the conventional method, high-speed driving can be performed.
次に、本発明に使用されるヘッド駆動回路について図14を参照して説明する。図14に示すように、ヘッド駆動回路は、メモリ31と、制御回路32と、シフトレジスタ33、ラッチ回路34、波形発生手段35で構成される。つまり、メモリ31に記憶されている画像データは制御回路31を介してシフトレジスタ33に転送される。そして、ラッチ回路34にラッチされた後、波形発生手段35から第1駆動パルスPxが出力される。
Next, a head drive circuit used in the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 14, the head drive circuit includes a
本発明のように、複数の液滴を連続的に吐出し1つの画素を構成するインクジェットヘッドであれば、例えば印字するデータを複数ビット(多値データ)にして、その多値データによって連続して吐出する数を制御するようにすれば、高速で多諧調の印字を実現することができる。 In the case of an inkjet head that continuously discharges a plurality of droplets and constitutes one pixel as in the present invention, for example, the data to be printed is converted into a plurality of bits (multi-value data), and the multi-value data continuously. If the number of ejections is controlled in this way, high-speed and multi-tone printing can be realized.
なお、上記した実施の形態では、AL=2.4μSのインクジェットヘッドについて説明したが、それ以外のALのインクジェットヘッドでも本発明は適用可能である。 In the above-described embodiment, the AL = 2.4 μS ink jet head has been described. However, the present invention can also be applied to other AL ink jet heads.
なお、上記実施の形態では、シェア-モード型インクジェットヘッドを使用して実験を行なったが、図12に示すようなカイザー型インクジェットヘッドなどの独立タイプのインクジェットヘッドにも適用することができる。 In the above embodiment, the experiment was performed using the share-mode type ink jet head, but the present invention can also be applied to an independent type ink jet head such as a Kaiser type ink jet head as shown in FIG.
21…隔壁、22…駆動波形発生手段、23…インク室、24…ノズル、25…共通インク室、26…共通インク室。 21 ... partition wall, 22 ... drive waveform generating means, 23 ... ink chamber, 24 ... nozzle, 25 ... common ink chamber, 26 ... common ink chamber.
Claims (2)
前記インク室内の圧力波がインク吐出方向の一端から他端まで伝播する時間をALとしたとき、
前記インク室を拡張させる時間幅がAL以下の前記駆動パルスを2.25AL〜2.4ALのパルス周期Tdで連続して前記アクチュエータに供給し、連続的に複数のインクを吐出させて1つの画素を形成するようにし、
1画素を形成する複数の前記駆動パルスの最後の駆動パルス後のインク室の残留振動を抑えるキャンセルパルスを、前記最後の駆動パルスの前端部とこのキャンセルパルスの前端部との時間間隔をTdとし、このキャンセルパルスのパルス幅を1.4AL〜1.9ALとして、前記最後の駆動パルス後に前記アクチュエータに供給するようにした、
ことを特徴とするインクジェット記録装置の駆動方法。 A nozzle communicating with the ink chamber containing the ink, and an actuator for changing the volume of the ink chamber according to a driving waveform, and expanding the ink chamber by the operation of the actuator; In the ink jet recording apparatus for forming one pixel by continuously ejecting ink droplets from the nozzle a plurality of times by continuously applying a driving pulse for returning the actuator to the actuator a plurality of times,
When the time for the pressure wave in the ink chamber to propagate from one end to the other end in the ink discharge direction is AL,
The drive pulse for expanding the ink chamber is continuously supplied to the actuator with a pulse period Td of 2.25 AL to 2.4 AL, and a plurality of inks are continuously ejected to form one pixel. Like
A cancel pulse for suppressing the residual vibration of the ink chamber after the last drive pulse of the plurality of drive pulses forming one pixel is defined as a time interval between the front end of the last drive pulse and the front end of the cancel pulse as Td. The pulse width of this cancel pulse is 1.4AL to 1.9AL, and is supplied to the actuator after the last drive pulse.
A method for driving an ink jet recording apparatus .
前記インク室内の圧力波がインク吐出方向の一端から他端まで伝播する時間をALとしたとき、前記インク室を拡張させる時間幅がAL以下の前記駆動パルスを2.25〜2.4ALのパルス周期Tdで連続して前記アクチュエータに供給し、前記複数の駆動パルスの最初の駆動パルスの前に、インクが吐出しない程度のインクの振動を引き起こすプリパルスを前記アクチュエータに印加し、そのプリパルスの前端部と後端部の中間位置と前記最初の駆動パルスの前端部と後端部の中間位置との時間間隔を2.25〜2.4ALとし、このプリパルスのパルス幅は前記駆動パルスのパルス幅以下であること、
を特徴とするインクジェット記録装置の駆動方法。 A nozzle communicating with the ink chamber containing the ink, and an actuator for changing the volume of the ink chamber according to a driving waveform, and expanding the ink chamber by the operation of the actuator; In the ink jet recording apparatus for forming one pixel by continuously ejecting ink droplets from the nozzle a plurality of times by continuously applying a driving pulse for returning the actuator to the actuator a plurality of times,
When the time during which the pressure wave in the ink chamber propagates from one end to the other end in the ink ejection direction is defined as AL, the drive pulse whose time width for expanding the ink chamber is equal to or less than AL is set to a pulse period Td of 2.25 to 2.4AL. Continuously supplying the actuator, and before the first drive pulse of the plurality of drive pulses, a pre-pulse that causes ink vibrations to the extent that ink is not ejected is applied to the actuator, and the front and rear ends of the pre-pulse A time interval between the intermediate position of the first part and the intermediate position of the front end part and the rear end part of the first drive pulse is 2.25 to 2.4 AL, and the pulse width of the pre-pulse is equal to or less than the pulse width of the drive pulse,
A method for driving an ink jet recording apparatus .
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