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JP7640353B2 - Inkjet head - Google Patents
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Description

本発明の実施形態は、インクジェットヘッドに関する。 An embodiment of the present invention relates to an inkjet head.

互いに隣接する圧力室の隔壁をアクチュエータとするタイプのインクジェットヘッドがある。このタイプのインクジェットヘッドでは、拡張パルスと収縮パルスとを含む駆動パルスがアクチュエータに印加されると、隔壁が圧力室を拡張させる方向または収縮させる方向に変形して、圧力室内に圧力振動が発生する。この圧力振動により圧力室内の容積が変化して、その圧力室に連通するノズルからインク滴が吐出される。 There is a type of inkjet head in which the partitions of adjacent pressure chambers act as actuators. In this type of inkjet head, when a drive pulse including an expansion pulse and a contraction pulse is applied to the actuator, the partitions deform in a direction that expands or contracts the pressure chamber, generating pressure vibrations within the pressure chamber. This pressure vibration changes the volume within the pressure chamber, causing ink droplets to be ejected from the nozzle that communicates with that pressure chamber.

このように、インクジェットヘッドは、圧力室の隔壁を変形させることでノズルからインク滴を吐出させるため、互いに隣接する圧力室にそれぞれ連通した隣り合うノズルからインク滴を同時に吐出することはできない。そこで、インクジェットヘッドは、各圧力室を例えば2個おきの3組に分割し、組毎に駆動パルスの位相を変えている。このため、画像パターンによっては、インクを吐出するノズルは1つであり、他のノズルからはインクが吐出されない状態(以下、単ノズル駆動状態と称する)と、インクを吐出するのはいずれか1組に属するノズルであり、他の組に属するノズルからはインクが吐出されない状態(以下、複ノズル同時駆動状態と称する)と、少なくとも2つの組に属するノズルから時分割でインクが吐出される状態(以下、複ノズル連続駆動状態と称する)とが生じる。 In this way, the inkjet head ejects ink droplets from the nozzles by deforming the partitions of the pressure chambers, so that adjacent nozzles that are connected to adjacent pressure chambers cannot eject ink droplets simultaneously. Therefore, the inkjet head divides each pressure chamber into three groups, for example, every two, and changes the phase of the drive pulse for each group. For this reason, depending on the image pattern, a state may occur in which only one nozzle ejects ink and no ink is ejected from the other nozzles (hereinafter referred to as a single-nozzle drive state), a state in which only one nozzle in one group ejects ink and no ink is ejected from the nozzles in the other groups (hereinafter referred to as a multiple-nozzle simultaneous drive state), or a state in which ink is ejected in a time-division manner from nozzles in at least two groups (hereinafter referred to as a multiple-nozzle continuous drive state).

近年、高解像度のインクジェットヘッドが望まれている。高解像度のインクジェットヘッドを実現するためには、アクチュエータを小さくする必要がある。小さなアクチュエータを使って所定の飛翔速度でインクを吐出しようとすると、アクチュエータに与える電界は強くしなくてはならない。アクチュエータに与える電界が強いと、アクチュエータの非線形性を無視できなくなる。 In recent years, there has been a demand for high-resolution inkjet heads. To achieve high-resolution inkjet heads, it is necessary to make the actuator smaller. To eject ink at a specified flight speed using a small actuator, the electric field applied to the actuator must be strong. If the electric field applied to the actuator is strong, the nonlinearity of the actuator cannot be ignored.

このようなアクチュエータの一つ一つを隣接する圧力室が共有し、各圧力室を2個おきの3組に分割し、組毎に駆動パルスの位相を変えて順次駆動するインクジェットヘッドは、複ノズル同時駆動状態のときと複ノズル連続駆動状態のときとで吐出速度に大きな違いを生じる。これは、複ノズル同時駆動状態のときと複ノズル連続駆動状態のときとでは、隣接する圧力室と共有するアクチュエータを前回駆動した履歴の向きが、隣接する圧力室からの吐出の有無によって逆転するためである。 Inkjet heads in which each of these actuators is shared by adjacent pressure chambers, each pressure chamber is divided into three groups of two, and the phase of the drive pulse is changed for each group to drive them sequentially, produce a large difference in ejection speed between the multiple nozzles being driven simultaneously and the multiple nozzles being driven continuously. This is because, in the multiple nozzles being driven simultaneously and the multiple nozzles being driven continuously, the direction of the previous drive history of the actuator shared with adjacent pressure chambers is reversed depending on whether ejection has occurred from the adjacent pressure chamber.

このような課題を解決するために、1ドロップ目を吐出させる駆動パルスの前に、ノズルからインク滴が吐出しない程度の拡張パルスと収縮パルスとを含む補助パルスをアクチュエータに印加して、アクチュエータの駆動方向の履歴をリセットすることで、駆動状態に関わらずマルチドロップの吐出速度を安定化する技術が知られている。 To solve this problem, a technique is known in which an auxiliary pulse including an expansion pulse and a contraction pulse that are large enough to prevent ink droplets from being ejected from the nozzle is applied to the actuator before the drive pulse that ejects the first drop, resetting the actuator's drive direction history and stabilizing the ejection speed of multiple drops regardless of the drive state.

しかし、この技術は、補助パルスとして拡張パルスと収縮パルスの2つのパルスを使用するため、駆動回数が多く、発熱が増加する懸念がある。 However, this technology uses two auxiliary pulses, an expansion pulse and a contraction pulse, which increases the number of times the device is driven, raising concerns about increased heat generation.

特開2017-013487号公報JP 2017-013487 A 特開2018-114642号公報JP 2018-114642 A

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、補助パルスとして単一のパルスを用いることで発熱増加等が懸念されることなく、駆動状態に係らずマルチドロップの吐出速度を安定化でき、高品質な印刷が可能なインクジェットヘッドを提供しようとするものである。 The problem that the embodiment of the present invention aims to solve is to provide an inkjet head capable of high-quality printing by using a single pulse as an auxiliary pulse, without the risk of increased heat generation, and capable of stabilizing the multi-drop ejection speed regardless of the driving state.

一実施形態において、インクジェットヘッドは、インクを収容する圧力室と、圧力室に連通するノズルを備えるノズルプレートと、圧力室に対応して設けられ、圧力室の容積を変位させるアクチュエータと、アクチュエータを駆動する駆動回路とを含む。駆動回路は、アクチュエータに、インクを吐出するための駆動パルスに先立ってインクを吐出しない補助パルスとして、圧力室を収縮する向きに駆動して当該圧力室の圧力を増大させた後、その圧力が減少して負圧に転じ、再び増大して正圧に転ずるまで当該圧力室の収縮状態を保持し、その後、当該圧力室を復帰させるパルスを与え、補助パルスは、当該補助パルスの後縁で、圧力室を複数回に分けて段階的に収縮状態から復帰させる
In one embodiment, the inkjet head includes a pressure chamber that contains ink, a nozzle plate having a nozzle communicating with the pressure chamber, an actuator that is provided corresponding to the pressure chamber and displaces the volume of the pressure chamber, and a drive circuit that drives the actuator. The drive circuit applies to the actuator a pulse that drives the pressure chamber in a contracting direction to increase the pressure of the pressure chamber, and then maintains the contracted state of the pressure chamber until the pressure decreases and turns negative and increases again and turns positive, as an auxiliary pulse that does not eject ink prior to a drive pulse for ejecting ink, and then returns the pressure chamber to its original state . The auxiliary pulse returns the pressure chamber from the contracted state in stages in a plurality of times at the trailing edge of the auxiliary pulse .

インクジェットヘッドの一部を分解して示す斜視図。FIG. 2 is an exploded perspective view of a part of the inkjet head. インクジェットヘッドの前方部における縦断面図。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the front portion of the inkjet head. インクジェットヘッドの前方部における横断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of the front portion of the inkjet head. インクジェットヘッドの動作原理を説明するための図。3A and 3B are diagrams for explaining the operation principle of an inkjet head. インクジェットプリンタのハードウェア構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing the hardware configuration of an inkjet printer. インクジェットプリンタにおけるヘッド駆動回路の具体的構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of a head driving circuit in an inkjet printer. ヘッド駆動回路に含まれるバッファ回路とスイッチ回路との概略回路図。4 is a schematic circuit diagram of a buffer circuit and a switch circuit included in the head drive circuit. インクを吐出するための駆動パルスの一例を示す波形図。FIG. 4 is a waveform diagram showing an example of a drive pulse for ejecting ink. ヘッドの各ノズルを印刷用紙の搬送路側から見た模式図。FIG. 4 is a schematic diagram of each nozzle of the head as viewed from the print paper transport path side. 複ノズル連続駆動状態の説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram of a multi-nozzle continuous drive state. 複ノズル同時駆動状態の説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram of a multiple nozzle simultaneous driving state. PZTテストピースに印加する電圧波形を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a voltage waveform applied to a PZT test piece. PZTテストピースに図12の電圧波形を印加したときの充電電荷と変位量とを示す図。13 is a graph showing the charge and displacement when the voltage waveform of FIG. 12 is applied to a PZT test piece. FIG. 補助パルス波形を加えなかったときのドロップ毎の吐出速度の一例を示すグラフ。13 is a graph showing an example of the ejection velocity for each drop when an auxiliary pulse waveform is not applied. 駆動パルスに先立って出力されるインクを吐出しない補助パルスの第1実施例を示す波形図。FIG. 11 is a waveform diagram showing a first embodiment of an auxiliary pulse that is output prior to a drive pulse and does not eject ink. 図8の駆動パルスと図15の補助パルスとを用いてマルチドロップ方式によりインク滴を吐出する場合のシミュレーション結果を示す図。16 is a diagram showing a simulation result when ink droplets are ejected by a multi-drop method using the drive pulse of FIG. 8 and the auxiliary pulse of FIG. 15 . 第1実施例の補助パルスの変形例を示す波形図。FIG. 11 is a waveform diagram showing a modified example of the auxiliary pulse in the first embodiment. 図8の駆動パルスと図17の補助パルスとを用いてマルチドロップ方式によりインク滴を吐出する場合のシミュレーション結果を示す図。18 is a diagram showing a simulation result when ink droplets are ejected by a multi-drop method using the drive pulse of FIG. 8 and the auxiliary pulse of FIG. 17. 図8の駆動パルスと図17の補助パルスとを用いてマルチドロップ方式によりインク滴を吐出する場合の別のシミュレーション結果を示す図。18 is a diagram showing another simulation result in the case where ink droplets are ejected by a multi-drop method using the drive pulses in FIG. 8 and the auxiliary pulses in FIG. 17. 駆動パルスに先立って出力されるインクを吐出しない補助パルスの第2実施例を示す波形図。FIG. 11 is a waveform diagram showing a second embodiment of an auxiliary pulse that is output prior to a drive pulse and does not eject ink. 図8の駆動パルスと図20の補助パルスとを用いてマルチドロップ方式によりインク滴を吐出する場合のシミュレーション結果を示す図。21 is a diagram showing a simulation result when ink droplets are ejected by a multi-drop method using the drive pulse of FIG. 8 and the auxiliary pulse of FIG. 20. 第2実施例の補助パルスの変形例を示す波形図。FIG. 13 is a waveform diagram showing a modified example of the auxiliary pulse in the second embodiment. 図8の駆動パルスと図22の補助パルスとを用いてマルチドロップ方式によりインク滴を吐出する場合のシミュレーション結果を示す図。23 is a diagram showing a simulation result when ink droplets are ejected by a multi-drop method using the drive pulse of FIG. 8 and the auxiliary pulse of FIG. 22. 図8の駆動パルスと図22の補助パルスとを用いてマルチドロップ方式によりインク滴を吐出する場合の別のシミュレーション結果を示す図。23 is a diagram showing another simulation result in the case where ink droplets are ejected by a multi-drop method using the drive pulses in FIG. 8 and the auxiliary pulses in FIG. 22 . 駆動パルスに先立って出力されるインクを吐出しない補助パルスの第3実施例を示す波形図。FIG. 11 is a waveform diagram showing a third embodiment of an auxiliary pulse that is output prior to a drive pulse and does not eject ink. 図8の駆動パルスと図25の補助パルスとを用いてマルチドロップ方式によりインク滴を吐出する場合のシミュレーション結果を示す図。26 is a diagram showing a simulation result when ink droplets are ejected by a multi-drop method using the drive pulse of FIG. 8 and the auxiliary pulse of FIG. 25 . 第3実施例の補助パルスの変形例を示す波形図。FIG. 13 is a waveform diagram showing a modified example of an auxiliary pulse in the third embodiment. 図8の駆動パルスと図27の補助パルスとを用いてマルチドロップ方式によりインク滴を吐出する場合のシミュレーション結果を示す図。28 is a diagram showing a simulation result when ink droplets are ejected by a multi-drop method using the drive pulse of FIG. 8 and the auxiliary pulse of FIG. 27. 図8の駆動パルスと図27の補助パルスとを用いてマルチドロップ方式によりインク滴を吐出する場合の別のシミュレーション結果を示す図。28 is a diagram showing another simulation result when ink droplets are ejected by a multi-drop method using the drive pulses in FIG. 8 and the auxiliary pulses in FIG. 27.

以下、実施形態に係るインクジェットヘッドについて、図面を用いて説明する。因みにこの実施形態では、インクジェットヘッドとしてシェアモード・シェアードウォールタイプのインクジェットヘッド100(図1を参照)を例示する。 The inkjet head according to the embodiment will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, a share mode shared wall type inkjet head 100 (see FIG. 1) is used as an example of the inkjet head.

はじめに、インクジェットヘッド100(以下、ヘッド100と略称する)の構成について、図1乃至図3を用いて説明する。図1は、ヘッド100の一部を分解して示す斜視図、図2は、ヘッド100の前方部における縦断面図、図3は、ヘッド100の前方部における横断面図である。 First, the configuration of the inkjet head 100 (hereinafter abbreviated as head 100) will be described with reference to Figs. 1 to 3. Fig. 1 is a perspective view showing a part of the head 100 in an exploded state, Fig. 2 is a vertical cross-sectional view of the front part of the head 100, and Fig. 3 is a horizontal cross-sectional view of the front part of the head 100.

図1乃至図3に示すように、ヘッド100は、ベース基板9を有する。ヘッド100は、ベース基板9の前方側の上面に第1の圧電部材1を接合し、この第1の圧電部材1の上に第2の圧電部材2を接合する。接合された第1の圧電部材1と第2の圧電部材2とは、図2の矢印で示すように、板厚方向に沿って互いに相反する方向に分極する。 As shown in Figs. 1 to 3, the head 100 has a base substrate 9. The head 100 has a first piezoelectric member 1 bonded to the upper surface of the front side of the base substrate 9, and a second piezoelectric member 2 bonded on top of the first piezoelectric member 1. The bonded first piezoelectric member 1 and second piezoelectric member 2 are polarized in opposite directions along the plate thickness direction, as shown by the arrows in Fig. 2.

ベース基板9は、誘電率が小さく、かつ圧電部材1,2との熱膨張率の差が小さい材料を用いて形成する。ベース基板9の材料としては、例えばアルミナ(Al203)、窒化珪素(Si3N4)、炭化珪素(SiC)、窒化アルミニウム(AlN)、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等がよい。一方、圧電部材1,2の材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、タンタル酸リチウム(LiTaO3)等が用いられる。 The base substrate 9 is formed using a material that has a small dielectric constant and a small difference in thermal expansion coefficient from the piezoelectric members 1 and 2. Suitable materials for the base substrate 9 include alumina (Al2O3), silicon nitride (Si3N4), silicon carbide (SiC), aluminum nitride (AlN), lead zirconate titanate (PZT), etc. On the other hand, suitable materials for the piezoelectric members 1 and 2 include lead zirconate titanate (PZT), lithium niobate (LiNbO3), lithium tantalate (LiTaO3), etc.

ヘッド100は、接合された圧電部材1,2の先端側から後端側に向けて、多数の長尺な溝3を設ける。各溝3は、間隔が一定でありかつ平行である。各溝3は、先端が開口し、後端が上方に傾斜する。 The head 100 has a large number of long grooves 3 extending from the tip end to the rear end of the joined piezoelectric members 1 and 2. The grooves 3 are parallel and spaced at regular intervals. The tip end of each groove 3 is open, and the rear end is inclined upward.

ヘッド100は、各溝3の側壁及び底面に電極4を設ける。電極4は、ニッケル(Ni)と金(Au)との二層構造となっている。電極4は、例えばメッキ法によって各溝3内に均一に成膜される。電極4の形成方法は、メッキ法に限定されない。他に、スパッタ法や蒸着法等を用いることもできる。 The head 100 has electrodes 4 on the side walls and bottom surface of each groove 3. The electrodes 4 have a two-layer structure of nickel (Ni) and gold (Au). The electrodes 4 are formed uniformly in each groove 3 by, for example, a plating method. The method of forming the electrodes 4 is not limited to plating. Other methods such as sputtering and vapor deposition can also be used.

図1及び図3に示すように、ヘッド100は、天板6とノズルプレート7とを備える。天板6は、各溝3の上部を塞ぐ。ノズルプレート7は、各溝3の先端を塞ぐ。ヘッド100は、天板6とノズルプレート7とで囲まれた各溝3によって、複数の圧力室15を形成する。圧力室15は、例えば深さが300μmで幅が80μmの形状を有し、169μmのピッチで平行に配列される。このような圧力室15は、インク室とも称される。 As shown in Figures 1 and 3, the head 100 comprises a top plate 6 and a nozzle plate 7. The top plate 6 covers the top of each groove 3. The nozzle plate 7 covers the tip of each groove 3. In the head 100, a plurality of pressure chambers 15 are formed by each groove 3 surrounded by the top plate 6 and the nozzle plate 7. The pressure chambers 15 are, for example, 300 μm deep and 80 μm wide, and are arranged in parallel at a pitch of 169 μm. Such pressure chambers 15 are also called ink chambers.

天板6は、その内側後方に共通インク室5を備える。ノズルプレート7は、各溝3と対向する位置にノズル8を穿設する。ノズル8は、対向する溝3つまりは圧力室15と連通する。ノズル8は、圧力室15側から反対側のインク吐出側に向けて先細りの形状をなす。ノズル8は、隣り合う3つの圧力室15に対応したものを1組とし、溝3の高さ方向(図2の紙面の上下方向)に一定の間隔でずれて形成される。 The top plate 6 has a common ink chamber 5 at the rear inside. The nozzle plate 7 has nozzles 8 drilled in positions facing each groove 3. The nozzles 8 communicate with the opposing groove 3, i.e., the pressure chambers 15. The nozzles 8 are tapered from the pressure chamber 15 side to the ink ejection side on the opposite side. The nozzles 8 are formed in a set corresponding to three adjacent pressure chambers 15, and are offset at a regular interval in the height direction of the groove 3 (the vertical direction on the paper in Figure 2).

図1に示すように、ヘッド100は、各溝3の後端から第2の圧電部材2の後部上面に向けて引出し電極10を設ける。引出し電極10は、前記電極4から延出する。またヘッド100は、ベース基板9の後方側の上面に、導電パターン13が形成されたプリント基板11を接合する。そしてヘッド100は、このプリント基板11に、後述するヘッド駆動回路101を実装したドライブIC12を搭載する。ドライブIC12は、導電パターン13に接続する。導電パターン13は、各引出し電極10とワイヤボンディングにより導線14で結合する。 As shown in FIG. 1, the head 100 has an extraction electrode 10 extending from the rear end of each groove 3 toward the rear upper surface of the second piezoelectric member 2. The extraction electrode 10 extends from the electrode 4. The head 100 also has a printed circuit board 11, on which a conductive pattern 13 is formed, bonded to the rear upper surface of the base substrate 9. The head 100 has a drive IC 12 mounted on this printed circuit board 11, which implements a head drive circuit 101, which will be described later. The drive IC 12 is connected to the conductive pattern 13. The conductive pattern 13 is connected to each extraction electrode 10 with a conductor 14 by wire bonding.

ヘッド100が有する圧力室15、電極4及びノズル8のセットをチャネルと称する。すなわちヘッド100は、溝3の数Nだけチャネルch.1,ch.2,…,ch.Nを有する。 The set of pressure chamber 15, electrode 4, and nozzle 8 that the head 100 has is called a channel. That is, the head 100 has channels ch.1, ch.2, ..., ch.N, the number of which is N, the number of grooves 3.

次に、上記の如く構成されたヘッド100の動作原理について、図4を用いて説明する。
図4の(a)は、中央の圧力室152と、この圧力室152に隣接する両隣の圧力室151,153との各壁面にそれぞれ配設された電極4の電位がいずれもグラウンド電位GNDである状態を示している。この状態では、互いに隣接する圧力室151,152で挟まれた隔壁161及び同じく隣接する圧力室152,153で挟まれた隔壁162は、いずれも何ら歪み作用を受けない。
Next, the operating principle of the head 100 configured as above will be described with reference to FIG.
4A shows a state in which the potentials of the electrodes 4 disposed on the wall surfaces of the central pressure chamber 152 and the adjacent pressure chambers 151, 153 on both sides adjacent to this pressure chamber 152 are all at the ground potential GND. In this state, neither the partition wall 161 sandwiched between the adjacent pressure chambers 151, 152 nor the partition wall 162 sandwiched between the adjacent pressure chambers 152, 153 is subjected to any distortion action.

図4の(b)は、中央の圧力室152の電極4に負極性の電圧-Vが印加された状態を示している。両隣の圧力室151,153の電極4の電位はいずれもグラウンド電位GNDのままである。この状態では、各隔壁161,162に対して、圧電部材1,2の分極方向と直交する方向に電圧Vの電界が作用する。この作用により、各隔壁161,162は、圧力室152の容積を拡張するようにそれぞれ外側に変形する。 Figure 4 (b) shows a state in which a negative voltage -V is applied to the electrode 4 of the central pressure chamber 152. The potentials of the electrodes 4 of both adjacent pressure chambers 151, 153 remain at ground potential GND. In this state, an electric field of voltage V acts on each of the partitions 161, 162 in a direction perpendicular to the polarization direction of the piezoelectric members 1, 2. This action causes each of the partitions 161, 162 to deform outward so as to expand the volume of the pressure chamber 152.

図4の(c)は、中央の圧力室152の電極4に正極性の電圧+Vが印加された状態を示している。両隣の圧力室151,153の電極4の電位はいずれもグラウンド電位GNDのままである。この状態では、各隔壁161,162に対して、図4の(b)のときとは逆の方向に電圧Vの電界が作用する。この作用により、各隔壁161,162は、圧力室152の容積を収縮するようにそれぞれ内側に変形する。 Figure 4(c) shows a state in which a positive voltage +V is applied to the electrode 4 of the central pressure chamber 152. The potentials of the electrodes 4 of both adjacent pressure chambers 151, 153 remain at ground potential GND. In this state, an electric field of voltage V acts on each of the partitions 161, 162 in the opposite direction to that in Figure 4(b). This action causes each of the partitions 161, 162 to deform inward so as to contract the volume of the pressure chamber 152.

圧力室152の容積が拡張または収縮された場合、圧力室152内に圧力振動が発生する。この圧力振動により、圧力室152内の圧力が高まり、圧力室152に連通するノズル8からインク滴が吐出される。 When the volume of the pressure chamber 152 is expanded or contracted, a pressure vibration occurs within the pressure chamber 152. This pressure vibration increases the pressure within the pressure chamber 152, and ink droplets are ejected from the nozzle 8 that communicates with the pressure chamber 152.

このように、圧力室151,152を隔てる隔壁161と、圧力室152,153を隔てる隔壁162とは、当該隔壁161,162を壁面とする圧力室152の内部に圧力振動を与えるためのアクチュエータとなる。つまり各圧力室15は、それぞれ隣接する圧力室15とアクチュエータを共有する。このため、ヘッド駆動回路101は、各圧力室15を個別に駆動することができない。ヘッド駆動回路101は、各圧力室15をn(nは2以上の整数)個おきに(n+1)個のグループに分割して駆動する。本実施形態では、ヘッド駆動回路101が、各圧力室15を2つおきに3つの組に分けて分割駆動する、いわゆる3分割駆動の場合を例示する。なお、3分割駆動はあくまでも一例であり、4分割駆動または5分割駆動などであってもよい。
ところで図4の(a),(b),(c)では、中央の圧力室152に対応するノズルからインクを吐出させるために、中央の圧力室152の電極4に電圧-V、+Vを与えた。中央の圧力室152に対応するノズルからインクを吐出させる例は、これに限らない。例えば、中央の圧力室152の電極4に電圧-Vを印加するとともに、両隣の圧力室151,153の電極4に電圧+Vを印加する。逆に、中央の圧力室152の電極4に電圧+Vを印加するとともに、両隣の圧力室151,153の電極4に電圧-Vを印加する。この場合も、与える電圧Vを半分にすればアクチュエータの動作は図4の場合と全く同じとなる。
In this way, the partition 161 separating the pressure chambers 151 and 152 and the partition 162 separating the pressure chambers 152 and 153 serve as actuators for applying pressure vibrations to the inside of the pressure chamber 152, which has the partitions 161 and 162 as its wall surfaces. That is, each pressure chamber 15 shares an actuator with the adjacent pressure chamber 15. For this reason, the head drive circuit 101 cannot drive each pressure chamber 15 individually. The head drive circuit 101 divides each pressure chamber 15 into (n+1) groups every n (n is an integer of 2 or more) chambers and drives them. In this embodiment, the head drive circuit 101 divides each pressure chamber 15 into three groups every two chambers and drives them, which is called three-division drive. Note that the three-division drive is merely an example, and four-division drive or five-division drive may also be used.
4A, 4B, and 4C, voltages -V and +V are applied to the electrode 4 of the central pressure chamber 152 in order to eject ink from the nozzle corresponding to the central pressure chamber 152. The example of ejecting ink from the nozzle corresponding to the central pressure chamber 152 is not limited to this. For example, a voltage -V is applied to the electrode 4 of the central pressure chamber 152, and a voltage +V is applied to the electrodes 4 of the adjacent pressure chambers 151 and 153. Conversely, a voltage +V is applied to the electrode 4 of the central pressure chamber 152, and a voltage -V is applied to the electrodes 4 of the adjacent pressure chambers 151 and 153. In this case as well, if the applied voltage V is halved, the operation of the actuator will be exactly the same as in the case of FIG. 4.

次に、インクジェットプリンタ200(以下、プリンタ200と略称する)の構成について、図5~図7を用いて説明する。図5は、プリンタ200のハードウェア構成を示すブロック図、図6は、ヘッド駆動回路101の具体的構成を示すブロック図、図7は、ヘッド駆動回路101に含まれるバッファ回路1013とスイッチ回路1014との概略回路図である。プリンタ200は、例えばオフィス用プリンタ、バーコードプリンタ、POS用プリンタ、産業用プリンタ等に適用される。 Next, the configuration of the inkjet printer 200 (hereinafter abbreviated as printer 200) will be described with reference to Figs. 5 to 7. Fig. 5 is a block diagram showing the hardware configuration of the printer 200, Fig. 6 is a block diagram showing the specific configuration of the head drive circuit 101, and Fig. 7 is a schematic circuit diagram of the buffer circuit 1013 and switch circuit 1014 included in the head drive circuit 101. The printer 200 is applicable to, for example, office printers, barcode printers, POS printers, industrial printers, etc.

プリンタ200は、CPU(Central Processing Unit)201、ROM(Read Only Memory)202、RAM(Random Access Memory)203、操作パネル204、通信インターフェース205、搬送モータ206、モータ駆動回路207、ポンプ208、ポンプ駆動回路209及びヘッド100を備える。またプリンタ200は、アドレスバス,データバスなどのバスライン211を含む。そしてプリンタ200は、このバスライン211に、CPU201、ROM202、RAM203、操作パネル204、通信インターフェース205、モータ駆動回路207、ポンプ駆動回路209及びヘッド100の駆動回路101をそれぞれ直接あるいは入出力回路を介して接続する。 The printer 200 includes a CPU (Central Processing Unit) 201, a ROM (Read Only Memory) 202, a RAM (Random Access Memory) 203, an operation panel 204, a communication interface 205, a conveying motor 206, a motor drive circuit 207, a pump 208, a pump drive circuit 209, and a head 100. The printer 200 also includes a bus line 211 such as an address bus and a data bus. The printer 200 connects the CPU 201, ROM 202, RAM 203, the operation panel 204, the communication interface 205, the motor drive circuit 207, the pump drive circuit 209, and the drive circuit 101 of the head 100 to this bus line 211 directly or via an input/output circuit.

CPU201は、コンピュータの中枢部分に相当する。CPU201は、オペレーティングシステムやアプリケーションプログラムに従って、プリンタ200としての各種の機能を実現するべく各部を制御する。 The CPU 201 corresponds to the central part of the computer. The CPU 201 controls each part to realize the various functions of the printer 200 according to the operating system and application programs.

ROM202は、上記コンピュータの主記憶部分に相当する。ROM202は、上記のオペレーティングシステムやアプリケーションプログラムを記憶する。ROM202は、CPU201が各部を制御するための処理を実行する上で必要なデータを記憶する場合もある。 ROM 202 corresponds to the main memory of the computer. ROM 202 stores the operating system and application programs. ROM 202 may also store data necessary for CPU 201 to execute processes for controlling each part.

RAM203は、上記コンピュータの主記憶部分に相当する。RAM203は、CPU201が処理を実行する上で必要なデータを記憶する。またRAM203は、CPU201によって情報が適宜書き換えられるワークエリアとしても利用される。ワークエリアは、印刷データが展開される画像メモリを含む。 RAM 203 corresponds to the main memory of the computer. RAM 203 stores data necessary for CPU 201 to execute processing. RAM 203 is also used as a work area where information is rewritten by CPU 201 as appropriate. The work area includes an image memory where print data is expanded.

操作パネル204は、操作部と表示部とを有する。操作部は、電源キー、用紙フィードキー、エラー解除キー等のファンクションキーを配置したものである。表示部は、プリンタ200の種々の状態を表示可能なものである。 The operation panel 204 has an operation section and a display section. The operation section has function keys such as a power key, a paper feed key, and an error reset key. The display section can display various statuses of the printer 200.

通信インターフェース205は、LAN(Local Area Network)等のネットワークを介して接続されるクライアント端末から印刷データを受信する。通信インターフェース205は、例えばプリンタ200にエラーが発生したとき、エラーを通知する信号をクライアント端末に送信する。 The communication interface 205 receives print data from a client terminal connected via a network such as a LAN (Local Area Network). For example, when an error occurs in the printer 200, the communication interface 205 sends a signal notifying the client terminal of the error.

モータ駆動回路207は、搬送モータ206の駆動を制御する。搬送モータ206は、印刷用紙などの記録媒体を搬送する搬送機構の駆動源として機能する。搬送モータ206が駆動すると、搬送機構が記録媒体の搬送を開始する。搬送機構は、記録媒体をヘッド100による印刷位置まで搬送する。搬送機構は、印刷を終えた記録媒体を図示しない排出口からプリンタ200の外部に排出する。 The motor drive circuit 207 controls the drive of the transport motor 206. The transport motor 206 functions as the drive source for the transport mechanism that transports a recording medium such as printing paper. When the transport motor 206 is driven, the transport mechanism starts transporting the recording medium. The transport mechanism transports the recording medium to the printing position by the head 100. The transport mechanism ejects the recording medium after printing from an ejection port (not shown) to the outside of the printer 200.

ポンプ駆動回路209は、ポンプ208の駆動を制御する。ポンプ208が駆動すると、図示しないインクタンク内のインクがヘッド100に供給される。 The pump drive circuit 209 controls the drive of the pump 208. When the pump 208 is driven, ink in an ink tank (not shown) is supplied to the head 100.

ヘッド駆動回路101は、印刷データに基づきヘッド100のチャネル群102を駆動する。ヘッド駆動回路101は、図6に示すように、パターンジェネレータ1011、ロジック回路1012、バッファ回路1013及びスイッチ回路1014を含む。 The head drive circuit 101 drives the channel group 102 of the head 100 based on print data. As shown in FIG. 6, the head drive circuit 101 includes a pattern generator 1011, a logic circuit 1012, a buffer circuit 1013, and a switch circuit 1014.

パターンジェネレータ1011は、吐出当該波形、吐出両隣波形、非吐出当該波形、非吐出両隣波形等の波形パターンを生成する。パターンジェネレータ1011で生成された波形パターンのデータは、ロジック回路1012に供給される。 The pattern generator 1011 generates waveform patterns such as the ejection target waveform, ejection adjacent waveforms, non-ejection target waveform, and non-ejection adjacent waveforms. The data of the waveform patterns generated by the pattern generator 1011 is supplied to the logic circuit 1012.

ロジック回路1012は、画像メモリから1ラインずつ読み出される印刷データの入力を受け付ける。印刷データが入力されると、ロジック回路1012は、ヘッド100の隣り合う3つのチャネルch.(i-1),ch.i,ch.(i+1)を1セットとし、そのうちひとつのチャネル、例えば中央のチャネルch.iがインクを吐出する吐出チャネルなのか、インクを吐出しない非吐出チャネルなのかを決定する。そして、チャネルch.iが吐出チャネルの場合、ロジック回路1012は、このチャネルch.iに対して吐出当該波形のパターンデータを出力し、かつ、その両隣のチャネルch.(i-1),ch.(i+1)に対して吐出両隣波形のパターンデータを出力する。チャネルch.iが非吐出チャネルの場合、ロジック回路1012は、このチャネルch.iに対して非吐出当該波形のパターンデータを出力し、かつ、その両隣のチャネルch.(i-1),ch.(i+1)に対して非吐出両隣波形のパターンデータを出力する。ロジック回路1012から出力される各パターンデータは、バッファ回路1013に与えられる。 The logic circuit 1012 accepts the input of print data read out one line at a time from the image memory. When the print data is input, the logic circuit 1012 sets three adjacent channels ch.(i-1), ch.i, and ch.(i+1) of the head 100 as one set, and determines whether one of the channels, for example the central channel ch.i, is an ejection channel that ejects ink or a non-ejection channel that does not eject ink. If the channel ch.i is an ejection channel, the logic circuit 1012 outputs pattern data of the ejection waveform to this channel ch.i, and outputs pattern data of the ejection waveforms on both sides to the adjacent channels ch.(i-1) and ch.(i+1). If the channel ch.i is a non-ejection channel, the logic circuit 1012 outputs pattern data of the non-ejection waveform to this channel ch.i, and outputs pattern data of the non-ejection waveforms on both sides to the adjacent channels ch.(i-1) and ch.(i+1). Each pattern data output from the logic circuit 1012 is provided to the buffer circuit 1013.

バッファ回路1013は、正電圧Vccの電源と負電圧-Vの電源とを接続する。またバッファ回路1013は、図7に示すように、ヘッド100のチャネルch.1,ch.2,…, ch.N毎にプリバッファPBを備える。なお、図7では、隣り合う3つのチャネルch.(i-1),ch.i,ch.(i+1)にそれぞれ対応したプリバッファPB(i-1),PBi,PB(i+1)を示す。 The buffer circuit 1013 connects a power supply of a positive voltage Vcc to a power supply of a negative voltage -V. As shown in FIG. 7, the buffer circuit 1013 includes a pre-buffer PB for each of the channels ch.1, ch.2, ..., ch.N of the head 100. Note that FIG. 7 shows pre-buffers PB(i-1), PBi, and PB(i+1) corresponding to three adjacent channels ch.(i-1), ch.i, and ch.(i+1), respectively.

各プリバッファPBは、それぞれ第1~第3の3つのバッファBa,Bb,Bcを有する。各バッファBa,Bb,Bcは、それぞれ正電圧Vccの電源と負電圧-Vの電源とに接続される。 Each pre-buffer PB has three buffers Ba, Bb, and Bc, the first to third. Each buffer Ba, Bb, and Bc is connected to a power supply of a positive voltage Vcc and a power supply of a negative voltage -V.

各プリバッファPBにおいて、第1~第3のバッファBa,Bb,Bcの出力は、ロジック回路1012から供給されるパターンデータの信号レベルに応じて変化する。ロジック回路1012からは、対応するチャネルch.k(1≦k≦N)が吐出チャネルなのか、非吐出チャネルなのか、吐出チャネルまたは非吐出チャネルに隣接するチャネルなのかによってそれぞれ異なるレベルの信号が供給される。ハイレベル信号が供給された第1~第3のバッファBa,Bb,Bcは、正電圧Vccレベルの信号を出力する。ローレベル信号が供給された第1~第3のバッファBa,Bb,Bcは、負電圧-Vレベルの信号を出力する。 In each pre-buffer PB, the output of the first to third buffers Ba, Bb, Bc changes according to the signal level of the pattern data supplied from the logic circuit 1012. The logic circuit 1012 supplies signals of different levels depending on whether the corresponding channel ch.k (1≦k≦N) is an ejection channel, a non-ejection channel, or a channel adjacent to an ejection channel or a non-ejection channel. The first to third buffers Ba, Bb, Bc supplied with a high-level signal output a signal of a positive voltage Vcc level. The first to third buffers Ba, Bb, Bc supplied with a low-level signal output a signal of a negative voltage -V level.

各プリバッファPBの出力、すなわち第1~第3のバッファBa,Bb,Bcの出力信号は、スイッチ回路1014に与えられる。 The output of each pre-buffer PB, i.e., the output signals of the first to third buffers Ba, Bb, and Bc, are provided to the switch circuit 1014.

スイッチ回路1014は、正電圧Vccの電源と、正電圧+Vの電源と、負電圧-Vの電源とグラウンド電位GNDとを接続する。正電圧Vccは正電圧+Vよりも高い。その代表的な値としては、正電圧Vccが24ボルトであり、正電圧+Vが15ボルトである。この場合、負電圧-Vは-15ボルトである。 The switch circuit 1014 connects a power supply of a positive voltage Vcc, a power supply of a positive voltage +V, a power supply of a negative voltage -V, and a ground potential GND. The positive voltage Vcc is higher than the positive voltage +V. Typical values are 24 volts for the positive voltage Vcc and 15 volts for the positive voltage +V. In this case, the negative voltage -V is -15 volts.

ただし、正電圧及び負電圧の適正値はインクの粘度によって異なる。インクの粘度はインクの種類や使用温度によって異なる。このため、正電圧+V及び負電圧-Vはインクの種類や使用温度に応じて±15ボルト~±30ボルト程度の範囲で選ばれる。その際、正電圧Vccは正電圧+Vよりも高くなくてはならないので、正電圧+V及び負電圧-Vが最大±30ボルトであれば正電圧Vccは例えば39ボルトとする。 However, the appropriate values for the positive and negative voltages vary depending on the viscosity of the ink. The viscosity of the ink varies depending on the type of ink and the temperature at which it is used. For this reason, the positive voltage +V and the negative voltage -V are selected within the range of approximately ±15 volts to ±30 volts depending on the type of ink and the temperature at which it is used. In this case, the positive voltage Vcc must be higher than the positive voltage +V, so if the positive voltage +V and the negative voltage -V are a maximum of ±30 volts, then the positive voltage Vcc is set to, for example, 39 volts.

スイッチ回路1014は、図7に示すように、ヘッド100のチャネルch.1,ch.2,…,ch.N毎にドライバDRを有する。なお、図7では、隣り合う3つのチャネルch.(i-1),ch.i,ch.(i+1)にそれぞれ対応したドライバDR (i-1),DRi,DR(i+1)を示す。 As shown in FIG. 7, the switch circuit 1014 has a driver DR for each of the channels ch.1, ch.2, ..., ch.N of the head 100. Note that FIG. 7 shows drivers DR(i-1), DRi, and DR(i+1) corresponding to three adjacent channels ch.(i-1), ch.i, and ch.(i+1), respectively.

各ドライバDRは、それぞれPMOSタイプの電界効果トランジスタTra(以下、第1トランジスタTraと称する)と、NMOSタイプの2つの電界効果トランジスタTrb,Trc(以下、第2トランジスタTrb,第3トランジスタTrcと称する)とを含む。各ドライバDRは、それぞれ正電圧+Vの電源とグラウンド電位GNDとの間に、第1トランジスタTraと第2トランジスタTrbとの直列回路を接続し、さらにこの第1トランジスタTraと第2トランジスタTrbとの接続点と負電圧-Vの電源との間に、第3トランジスタTrcを接続する。また各ドライバDRは、それぞれ第1トランジスタTraのバックゲートを正電圧Vccの電源に接続し、第2トランジスタTrb及び第3トランジスタTrcのバックゲートをそれぞれ負電圧-Vの電源に接続する。さらに各ドライバDRは、それぞれ対応するプリバッファPBの第1のバッファBaを第2トランジスタTrbのゲートに接続し、第2のバッファBbを第1トランジスタTraのゲートに接続し、第3のバッファBcを第3トランジスタTrcのゲートに接続する。そして各ドライバDRは、それぞれ第1トランジスタTraと第2トランジスタTrbとの接続点の電位を、対応するチャネルch.1,ch.2,…,ch.Nの電極4に印加する。 Each driver DR includes a PMOS type field effect transistor Tra (hereinafter referred to as the first transistor Tra) and two NMOS type field effect transistors Trb and Trc (hereinafter referred to as the second transistor Trb and the third transistor Trc). Each driver DR connects a series circuit of the first transistor Tra and the second transistor Trb between a power supply of a positive voltage +V and a ground potential GND, and further connects the third transistor Trc between the connection point of the first transistor Tra and the second transistor Trb and a power supply of a negative voltage -V. Each driver DR also connects the back gate of the first transistor Tra to a power supply of a positive voltage Vcc, and connects the back gates of the second transistor Trb and the third transistor Trc to a power supply of a negative voltage -V. Furthermore, each driver DR connects the first buffer Ba of the corresponding pre-buffer PB to the gate of the second transistor Trb, the second buffer Bb to the gate of the first transistor Tra, and the third buffer Bc to the gate of the third transistor Trc. Each driver DR then applies the potential of the connection point between the first transistor Tra and the second transistor Trb to the electrode 4 of the corresponding channel ch.1, ch.2, ..., ch.N.

したがって、第1トランジスタTraは、第2のバッファBbから正電圧Vccレベルの信号が入力されるとオフし、負電圧-Vレベルの信号が入力されるとオンする。第2トランジスタTrbは、第1のバッファBaから正電圧Vccレベルの信号が入力されるとオンし、負電圧-Vレベルの信号が入力されるとオフする。第3トランジスタTrcは、第3のバッファBcから正電圧Vccレベルの信号が入力されるとオンし、負電圧-Vレベルの信号が入力されるとオフする。 The first transistor Tra is therefore turned off when a signal of the positive voltage Vcc level is input from the second buffer Bb, and turned on when a signal of the negative voltage -V level is input. The second transistor Trb is turned on when a signal of the positive voltage Vcc level is input from the first buffer Ba, and turned off when a signal of the negative voltage -V level is input. The third transistor Trc is turned on when a signal of the positive voltage Vcc level is input from the third buffer Bc, and turned off when a signal of the negative voltage -V level is input.

このような構成のドライバDRは、第1トランジスタTraがオンし、第2トランジスタTrbと第3トランジスタTrcとがオフすると、対応するチャネルch.1,ch.2,…,ch.Nの電極4に正電圧+Vを印加する。ドライバDRは、第1トランジスタTraと第3トランジスタTrcとが同時にオフし、第2トランジスタTrbがオンすると、対応するチャネルch.1,ch.2,…,ch.Nの電極4の電位をグラウンドGNDレベルとする。ドライバDRは、第1トランジスタTraと第2トランジスタTrbとが同時にオフし、第3トランジスタTrcがオンすると、対応するチャネルch.1,ch.2,…,ch.Nの電極4に負電圧-Vを印加する。 When the first transistor Tra is turned on and the second transistor Trb and the third transistor Trc are turned off, the driver DR applies a positive voltage +V to the electrode 4 of the corresponding channel ch.1, ch.2, ..., ch.N. When the first transistor Tra and the third transistor Trc are turned off simultaneously and the second transistor Trb is turned on, the driver DR sets the potential of the electrode 4 of the corresponding channel ch.1, ch.2, ..., ch.N to the ground GND level. When the first transistor Tra and the second transistor Trb are turned off simultaneously and the third transistor Trc is turned on, the driver DR applies a negative voltage -V to the electrode 4 of the corresponding channel ch.1, ch.2, ..., ch.N.

次に、インクを吐出するための駆動パルスの一例について説明する。駆動パルスは、インクを吐出するチャネル(吐出チャネルch.x)の電極4、ひいてはアクチュエータに印加されるパルスである。 Next, an example of a drive pulse for ejecting ink will be described. The drive pulse is a pulse that is applied to the electrode 4 of the channel that ejects ink (ejection channel ch.x), and thus to the actuator.

図8は、駆動パルスの一例であるDRP波形の説明図である。図8において、実線「駆動電圧」は、駆動パルスの電圧を表す波形である。一点鎖線「圧力」は、駆動パルスにより圧力室15内に生じる圧力の変化を表す波形である。二点鎖線「流速」は、駆動パルスによりノズル8に流入するインクの流速の変化を表す波形である。破線「メニスカス」は、駆動パルスによりインクの液面の位置の変化を表す波形である。横軸は、時間(s)の経過を表している。縦軸は、駆動電圧、圧力、流速、波形及びメニスカスの大きさを表しており、その数値は正規化されている。なお、以下では、圧力室15における圧力の固有振動周期2AL(acoustic length)を、圧力振動周期Tとする。本実施形態において、圧力振動周期Tは、3.8μsとする。 Figure 8 is an explanatory diagram of a DRP waveform, which is an example of a drive pulse. In Figure 8, the solid line "drive voltage" is a waveform that represents the voltage of the drive pulse. The dashed line "pressure" is a waveform that represents the change in pressure generated in the pressure chamber 15 by the drive pulse. The dashed line "flow velocity" is a waveform that represents the change in the flow velocity of ink flowing into the nozzle 8 by the drive pulse. The dashed line "meniscus" is a waveform that represents the change in the position of the ink liquid surface by the drive pulse. The horizontal axis represents the passage of time (s). The vertical axis represents the drive voltage, pressure, flow velocity, waveform, and meniscus size, and the numerical values are normalized. In the following, the natural vibration period 2AL (acoustic length) of the pressure in the pressure chamber 15 is defined as the pressure vibration period T. In this embodiment, the pressure vibration period T is 3.8 μs.

吐出のための駆動パルスは、拡張パルス(Draw)Pdと、保持時間(Release)Rと、収縮パルス(Push)Ppと、を含む。駆動パルスは、定常状態である0Vから拡張パルスPdを印加後、0Vの保持時間Rを維持し、その後、収縮パルスPpを印加する。収縮パルスPpを印加後は、定常状態である0Vを維持する。 The drive pulse for ejection includes an expansion pulse (Draw) Pd, a retention time (Release) R, and a contraction pulse (Push) Pp. After applying an expansion pulse Pd from 0V, which is the steady state, the drive pulse maintains 0V for the retention time R, and then applies a contraction pulse Pp. After applying the contraction pulse Pp, the steady state of 0V is maintained.

拡張パルスPdは、その前縁で吐出チャネルch.xの圧力室15を急激に拡張するためのパルスである。拡張パルスPdは、圧力室15の拡張状態をT/2(1.9μs)の時間だけ維持してインクを引き込み、そのインクの圧力室15内における圧力が負圧から正圧に変わるまで待つ。拡張パルスPdは、インクの圧力が負圧から正圧に変わった後に、その後縁で圧力室15を急激に拡張状態から復帰させる。この復帰により、正圧となったインクの圧力はさらに増大して、圧力室15に連通したノズル8からインクが吐出する。 The expansion pulse Pd is a pulse for suddenly expanding the pressure chamber 15 of the ejection channel ch.x at its leading edge. The expansion pulse Pd maintains the expanded state of the pressure chamber 15 for a time of T/2 (1.9 μs) to draw in ink and waits until the pressure of the ink in the pressure chamber 15 changes from negative to positive pressure. After the ink pressure changes from negative to positive pressure, the expansion pulse Pd suddenly returns the pressure chamber 15 from the expanded state at its trailing edge. This return further increases the pressure of the ink, which has become positive, and ink is ejected from the nozzle 8 connected to the pressure chamber 15.

保持時間Rは、復帰状態になった圧力室15内のインクの圧力が正圧から負圧に転じ、最大負圧に達した後、再度増加するのを待つための時間である。 The retention time R is the time required to wait for the ink pressure in the pressure chamber 15, which has returned to the restored state, to change from positive pressure to negative pressure, reach the maximum negative pressure, and then increase again.

収縮パルスPpは、その前縁で保持時間Rの経過によりインクの圧力が増加に転じた圧力室15を収縮し、後援で圧力室15を収縮状態から復帰させる。この収縮と復帰により、圧力室15の残留振動がキャンセルされる。 The contraction pulse Pp, at its leading edge, contracts the pressure chamber 15 in which the ink pressure has started to increase due to the lapse of the retention time R, and then causes the pressure chamber 15 to return from the contracted state. This contraction and return cancels the residual vibration of the pressure chamber 15.

DRP波形は、最初に圧力室15を拡張状態とするが、その拡張状態を維持する時間を圧力室15の圧力振動周期Tの1/2としたときインクの吐出体積が最大となる。拡張状態を維持する時間が圧力振動周期Tの1/2よりも長い若しくは短いと、インクの吐出体積が減少する。そこでDRP波形では、吐出体積の調節等を目的として圧力室15の拡張状態を維持する時間を圧力振動周期Tの1/2からずらしても構わない。なお、インクを吐出するための駆動波形は、DRP波形に限定されない。他の駆動波形のパルス波形を駆動パルスとして用いてもよい。 The DRP waveform first puts the pressure chamber 15 into an expanded state, and the ink ejection volume is maximized when the time for which the expanded state is maintained is 1/2 the pressure vibration period T of the pressure chamber 15. If the time for which the expanded state is maintained is longer or shorter than 1/2 the pressure vibration period T, the ink ejection volume decreases. Therefore, in the DRP waveform, the time for which the pressure chamber 15 is maintained in an expanded state may be shifted from 1/2 the pressure vibration period T for the purpose of adjusting the ejection volume, etc. The drive waveform for ejecting ink is not limited to the DRP waveform. Other drive waveform pulse waveforms may also be used as the drive pulse.

次に、図9~図14を用いて、複ノズル同時駆動状態、複ノズル連続駆動状態について今一度説明する。
図9は、図1~図4のヘッド100の各ノズル8を印刷用紙PAの搬送路側から見た模式図である。図示するように、本実施形態のヘッド100は、ノズル8が3列の千鳥配置となっている。このタイプのヘッド100は、隣接する圧力室(151,152,153等)がアクチュエータ(161、162等)を共有しているため、隣接するノズル8から同時にインク滴を吐出することができない。このため、各ノズル8に対応した圧力室15を、(3n+1)番目の組と、(3n+2)番目の組と、(3n+3)番目の組とに分けて時分割で順次駆動する。例えば図9において、矢印の方向に印刷用紙PAが搬送される場合、横一列の直線を印字するためには、先ず符号aのノズル8に対応する圧力室15を駆動し、続いて符号cのノズル8に対応する圧力室15を駆動し、続いて符号bのノズル8に対応する圧力室15を駆動する。なお、図9において、符号bのノズル8は注目する当該ノズルであり、圧力室15は図4の圧力室152に相当する。符号a,cのノズル8は当該ノズルに隣接するノズルであり、圧力室15は図4の圧力室151,153に相当する。
Next, the multi-nozzle simultaneous drive state and the multi-nozzle continuous drive state will be explained once again with reference to FIGS.
9 is a schematic diagram of each nozzle 8 of the head 100 of FIGS. 1 to 4 as viewed from the transport path side of the print paper PA. As shown in the figure, the head 100 of this embodiment has three rows of nozzles 8 in a staggered arrangement. In this type of head 100, adjacent pressure chambers (151, 152, 153, etc.) share actuators (161, 162, etc.), so that ink droplets cannot be ejected simultaneously from adjacent nozzles 8. For this reason, the pressure chambers 15 corresponding to each nozzle 8 are divided into a (3n+1)th group, a (3n+2)th group, and a (3n+3)th group, and are sequentially driven in a time-division manner. For example, in FIG. 9, when the print paper PA is transported in the direction of the arrow, in order to print a horizontal line, the pressure chambers 15 corresponding to the nozzles 8 with the symbol a are driven first, followed by the pressure chambers 15 corresponding to the nozzles 8 with the symbol c, followed by the pressure chambers 15 corresponding to the nozzles 8 with the symbol b. 9, the nozzle 8 with the symbol b is the nozzle of interest, and the pressure chamber 15 corresponds to the pressure chamber 152 in Fig. 4. The nozzles 8 with the symbols a and c are nozzles adjacent to the nozzle of interest, and the pressure chamber 15 corresponds to the pressure chambers 151 and 153 in Fig. 4.

図10は、複ノズル連続駆動状態の説明図である。複ノズル連続駆動状態とは、少なくとも2つの組に属するノズルから時分割でインクが吐出される状態をいう。例えば同図(a)に示すように、横2本線の印刷イメージを得るためには、同図(b)に示すように、符号a,c,bの時間順でノズル8から必要な量のインク滴が吐出されるようにアクチュエータを駆動する。この場合、時間をずらして隣接するアクチュエータはすべて駆動される。このような駆動モードを複ノズル連続駆動と称する。ここで、連続駆動とは、空間方向(ノズルの並び方向)に連続するノズル8が駆動されるという意味である。 Figure 10 is an explanatory diagram of the multi-nozzle continuous drive state. The multi-nozzle continuous drive state refers to a state in which ink is ejected in a time-division manner from nozzles belonging to at least two groups. For example, as shown in FIG. 10(a), to obtain a print image of two horizontal lines, the actuators are driven so that the required amount of ink droplets are ejected from nozzles 8 in the time order of symbols a, c, and b, as shown in FIG. 10(b). In this case, adjacent actuators are all driven with a time lag. This type of drive mode is called multi-nozzle continuous drive. Here, continuous drive means that nozzles 8 that are consecutive in the spatial direction (the direction in which the nozzles are arranged) are driven.

図11は、複ノズル同時駆動状態の説明図である。複ノズル同時駆動状態とは、いずれか1つの組に属するノズルからインクが吐出され、他の組に属するノズルからはインクが吐出されない状態をいう。例えば同図(a)に示すように、横方向に並べられた複数の点を複数列に配置する印刷イメージを得るためには、同図(b)に示すように、(3n+1)番目の組と、(3n+2)番目の組と、(3n+3)番目の組とに分けたときに同じ組に属するノズルから必要な量のインクが吐出されるようにアクチュエータを駆動する。このような駆動モードを複ノズル同時駆動と称する。 Figure 11 is an explanatory diagram of the multiple nozzle simultaneous drive state. The multiple nozzle simultaneous drive state refers to a state in which ink is ejected from nozzles belonging to one of the groups, and ink is not ejected from nozzles belonging to the other groups. For example, to obtain a print image in which multiple horizontally aligned dots are arranged in multiple rows as shown in Figure 11(a), the actuator is driven so that the required amount of ink is ejected from nozzles belonging to the same group when the group is divided into the (3n+1)th group, the (3n+2)th group, and the (3n+3)th group, as shown in Figure 11(b). This type of drive mode is called multiple nozzle simultaneous drive.

複ノズル同時駆動は、圧力室15の挙動としては最もシンプルなものである。すなわち、同一の組に属するアクチュエータがノズルの並び方向に均一に駆動されるため、全てのチャネルの圧力室15が均一の挙動となる。 Simultaneous driving of multiple nozzles is the simplest way of controlling the behavior of the pressure chambers 15. In other words, the actuators belonging to the same group are driven uniformly in the direction in which the nozzles are arranged, so the pressure chambers 15 of all channels behave uniformly.

一方、複ノズル連続駆動は、時間方向に複雑な挙動を示す。これは、隣接するチャネルからインク滴が吐出される際に、隣接チャネルと共有する当該チャネルのアクチュエータの片壁を駆動した履歴が、当該チャネルのアクチュエータの動作に影響してしまうからである。 On the other hand, multi-nozzle continuous drive exhibits complex behavior in the time domain. This is because when ink droplets are ejected from an adjacent channel, the history of driving one wall of the actuator of that channel, which is shared with the adjacent channel, affects the operation of the actuator of that channel.

また、ノズル連続駆動状態では、アクチュエータが動作する際の履歴の向きが1ドロップ目と2ドロップ目以降とで異なる。この向きの違いが、1ドロップ目で吐出速度が大きく落ち込む原因である。その理由を理解するために、次に、圧電部材1,2として用いられるPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)のヒステリシス特性について説明する。 In addition, in the continuous nozzle drive state, the direction of the history when the actuator operates is different for the first drop and the second drop and onwards. This difference in direction is the cause of the large drop in the ejection speed for the first drop. To understand the reason for this, next we will explain the hysteresis characteristics of PZT (lead zirconate titanate), which is used as piezoelectric members 1 and 2.

このヒステリシス特性の説明に関しては、PZTのテストピースを用いる。テストピースは、高さ10[mm]、幅3[mm]、厚み0.2[mm]の直方体である。そしてこのテストピースを高さ方向で分極し、厚み方向に図12に示す波形の電圧を印加する。電圧は、テストピースの厚みがヘッド100の隔壁の厚みの約2.3倍なので、60[V]とした。 A PZT test piece is used to explain this hysteresis characteristic. The test piece is a rectangular parallelepiped with a height of 10 mm, a width of 3 mm, and a thickness of 0.2 mm. This test piece is polarized in the height direction, and a voltage with the waveform shown in Figure 12 is applied in the thickness direction. The voltage was set to 60 V, since the thickness of the test piece is approximately 2.3 times the thickness of the partition wall of the head 100.

図12に示す波形の電圧を印加してテストピースに注入される充電電荷P1[μC/cm2]とテストピースの変位量d[nm]とを測定すると、図13の結果が得られた。すなわち、アクチュエータが同方向の履歴を持つ場合、60[V]の電圧変化でテストピースに60[nm]の変位があった。これに対して逆方向の履歴を持つ場合には、60[V]の電圧変化でテストピースに80[nm]の変位があった。つまり、逆方向の履歴を持つことにより、同方向の履歴を持つときに対して133%の変位に増大する。このように、テストピースの変位量は、逆方向の履歴を持ったときよりも同方向の履歴を持ったときの方が小さい。したがって、同方向の履歴を持つ複ノズル連続駆動状態の1ドロップ目は、吐出速度が大きく落ち込むと考えられる。 When the voltage waveform shown in Figure 12 was applied and the charge P1 [μC/cm2] injected into the test piece and the displacement d [nm] of the test piece were measured, the results shown in Figure 13 were obtained. That is, when the actuator had a history in the same direction, a voltage change of 60 [V] caused a displacement of 60 [nm] in the test piece. In contrast, when the actuator had a history in the opposite direction, a voltage change of 60 [V] caused a displacement of 80 [nm] in the test piece. In other words, by having a history in the opposite direction, the displacement increases to 133% compared to when it had a history in the same direction. In this way, the displacement of the test piece is smaller when it has a history in the same direction than when it has a history in the opposite direction. Therefore, it is thought that the ejection speed drops significantly in the first drop in the multi-nozzle continuous drive state with a history in the same direction.

図14は、複ノズル同時駆動状態及び複ノズル連続駆動状態の各状態において、補助パルス波形を加えずにマルチドロップ方式により1ドロップのみ、または、2~5ドロップを連続して吐出したときの吐出速度[m/s]の一例を示している。図14において、横軸の数値“1”に対応してプロットされた点の縦軸の数値が、1ドロップのみ吐出したときの吐出速度である。横軸の数値“2”に対応してプロットされた点の縦軸の数値が、連続して2ドロップを吐出したときの2ドロップ目の吐出速度である。横軸の数値“3”に対応してプロットされた点の縦軸の数値が、連続して3ドロップを吐出したときの3ドロップ目の吐出速度である。横軸の数値“4”に対応してプロットされた点の縦軸の数値が、連続して4ドロップを吐出したときの4ドロップ目の吐出速度である。横軸の数値“5”に対応してプロットされた点の縦軸の数値が、連続して5ドロップを吐出したときの5ドロップ目の吐出速度である。図14において、一点鎖線のグラフは、複ノズル同時駆動状態のときの吐出速度[m/s]を示す。破線のグラフは、複ノズル連続駆動状態のときの吐出速度[m/s]を示す。 Figure 14 shows an example of the ejection speed [m/s] when only one drop or two to five drops are ejected consecutively by the multi-drop method without adding an auxiliary pulse waveform in each of the multiple nozzle simultaneous drive state and the multiple nozzle consecutive drive state. In Figure 14, the value on the vertical axis of the point plotted corresponding to the value "1" on the horizontal axis is the ejection speed when only one drop is ejected. The value on the vertical axis of the point plotted corresponding to the value "2" on the horizontal axis is the ejection speed of the second drop when two drops are ejected consecutively. The value on the vertical axis of the point plotted corresponding to the value "3" on the horizontal axis is the ejection speed of the third drop when three drops are ejected consecutively. The value on the vertical axis of the point plotted corresponding to the value "4" on the horizontal axis is the ejection speed of the fourth drop when four drops are ejected consecutively. The value on the vertical axis of the point plotted corresponding to the value "5" on the horizontal axis is the ejection speed of the fifth drop when five drops are ejected consecutively. In FIG. 14, the dashed line graph shows the ejection speed [m/s] when multiple nozzles are simultaneously driven. The dashed line graph shows the ejection speed [m/s] when multiple nozzles are continuously driven.

補助パルスを加えなかった場合、図14に示すように、複ノズル同時駆動状態及び複ノズル連続駆動状態において、1ドロップのみ吐出したとき、及び、連続して2ドロップ以上を吐出したときの始めのドロップを吐出したときの吐出速度が、連続して2ドロップ以上を吐出したときの最終ドロップの吐出速度よりも遅くなる。特に、複ノズル連続駆動状態のときには、1ドロップのみ吐出したときの吐出速度が極めて遅く、安定した印字品質が得られない。 When an auxiliary pulse is not applied, as shown in FIG. 14, in the multi-nozzle simultaneous drive state and the multi-nozzle continuous drive state, the ejection speed when only one drop is ejected and when the first drop is ejected when two or more drops are ejected in succession is slower than the ejection speed of the final drop when two or more drops are ejected in succession. In particular, in the multi-nozzle continuous drive state, the ejection speed when only one drop is ejected is extremely slow, and stable print quality cannot be obtained.

このような不具合は、インクを吐出するための駆動パルスに先立って補助パルスをアクチュエータに印加することで解決できる。そこで次に、補助パルスについて説明する。 This problem can be solved by applying an auxiliary pulse to the actuator prior to the drive pulse for ejecting ink. Next, we will explain the auxiliary pulse.

補助パルスは、インクを吐出しないパルスである。アクチュエータに対し、吐出のための駆動を行う直前に補助パルスをアクチュエータに印加して、アクチュエータに対して吐出しない程度の駆動を行うと、その後の吐出に影響を与える。その影響は、アクチュエータの履歴に依存する振幅の差異によるものと、駆動直前に残った残留振動によるものが含まれる。特に、マルチドロップ方式によりインク滴を吐出する場合には、補助パルスが1ドロップ目と2ドロップ目の吐出速度に与える影響は大きい。良好な吐出特性を得るためには、アクチュエータの履歴に依存する振幅の差異と吐出のための駆動直前の残留振動の両方を適切に制御できなくてはならない。そこで、先ず履歴をリセットし、その後に残留振動を残さない補助パルスについて説明する。そして次に、この補助パルスに修正を加えて、駆動直前に故意に所望の残留振動を残す補助パルスについて説明する。 An auxiliary pulse is a pulse that does not eject ink. If an auxiliary pulse is applied to the actuator just before driving the actuator for ejection, and the actuator is driven to a degree that does not eject ink, it will affect the subsequent ejection. The effects include differences in amplitude that depend on the actuator's history and residual vibrations that remain just before driving. In particular, when ejecting ink droplets using the multi-drop method, the auxiliary pulse has a large effect on the ejection speed of the first and second drops. In order to obtain good ejection characteristics, it is necessary to be able to appropriately control both the differences in amplitude that depend on the actuator's history and the residual vibrations just before driving for ejection. Therefore, we will first explain an auxiliary pulse that resets the history and leaves no residual vibrations thereafter. Next, we will explain an auxiliary pulse that is modified to intentionally leave a desired residual vibration just before driving.

[第1実施例]
図15は、第1実施例に係る補助パルスPaの説明図である。図15において、実線「駆動電圧」は、補助パルスPaの電圧を表す波形である。一点鎖線「圧力」は、補助パルスPaにより圧力室15内に生じる圧力の変化を表す波形である。二点鎖線「流速」は、補助パルスPaによりノズル8に流入するインクの流速の変化を表す波形である。破線「メニスカス」は、補助パルスPaによりインクの液面の位置の変化を表す波形である。横軸は、時間(s)の経過を表している。縦軸は、駆動電圧、圧力、流速、波形及びメニスカスの大きさを表しており、その数値は正規化されている。
[First embodiment]
FIG. 15 is an explanatory diagram of the auxiliary pulse Pa according to the first embodiment. In FIG. 15, the solid line "driving voltage" is a waveform representing the voltage of the auxiliary pulse Pa. The dashed and dotted line "pressure" is a waveform representing the change in pressure generated in the pressure chamber 15 by the auxiliary pulse Pa. The dashed and dotted line "flow velocity" is a waveform representing the change in the flow velocity of ink flowing into the nozzle 8 by the auxiliary pulse Pa. The dashed line "meniscus" is a waveform representing the change in the position of the ink surface by the auxiliary pulse Pa. The horizontal axis represents the passage of time (s). The vertical axis represents the driving voltage, pressure, flow velocity, waveform, and meniscus size, and the numerical values are normalized.

補助パルスPaは、定常状態である0Vから電圧を印加することで、圧力室15を収縮させ、一定時間電圧を維持した後、段階的に電圧を下げて0Vに戻す。補助パルスPaは、その前縁で圧力室15を急激に収縮させ、その収縮状態を維持する。このとき、圧力室15内に生じる圧力は、収縮によって急峻に増大する。そして、その収縮状態が維持されている間、その圧力は低下して負圧に転じ、やがて最大負圧に達する。最大負圧に達するのは補助パルスPaの前縁から圧力振動周期Tの1/2の時間が経過した後である。その後、圧力室15内に生じる圧力は再び増大し、正圧に転じる。仮に、圧力室15の収縮状態をそのまま維持していたとすれば、補助パルスPaの前縁から圧力振動周期Tの時間が経過時点で圧力室15内に生じる圧力は最大値を迎えて残留振動が継続する。しかし、圧力室15内に生じる圧力が正圧に転じた後、収縮状態にあった圧力室15を段階的に復帰させると、アクチュエータに収縮方向の履歴を持たせた状態で残留振動を止めることができる。 The auxiliary pulse Pa applies a voltage from 0V, which is the steady state, to contract the pressure chamber 15, maintains the voltage for a certain period of time, and then gradually reduces the voltage to return to 0V. The auxiliary pulse Pa suddenly contracts the pressure chamber 15 at its leading edge and maintains the contracted state. At this time, the pressure generated in the pressure chamber 15 increases sharply due to the contraction. Then, while the contracted state is maintained, the pressure decreases and turns to negative pressure, eventually reaching the maximum negative pressure. The maximum negative pressure is reached after 1/2 the pressure vibration period T has elapsed from the leading edge of the auxiliary pulse Pa. After that, the pressure generated in the pressure chamber 15 increases again and turns to positive pressure. If the contracted state of the pressure chamber 15 were maintained as it is, the pressure generated in the pressure chamber 15 would reach its maximum value when the time of the pressure vibration period T has elapsed from the leading edge of the auxiliary pulse Pa, and the residual vibration would continue. However, if the pressure chamber 15, which was in a contracted state, is gradually restored after the pressure generated in the pressure chamber 15 turns to a positive pressure, the residual vibration can be stopped while the actuator has a history of contraction.

補助パルスPaは、その後縁で圧力室15を2段階に分けて段階的に復帰させる。1段階目の復帰動作は、その後の2段階目の復帰動作による圧力変化で圧力室15内に生じる圧力がゼロとなるように振動の大きさを調節する。2段階目の復帰動作は、圧力室15のインクの流速がゼロとなった時点で行う。このような補助パルスPaは、その前縁である収縮動作の開始から、その後縁である2段階目の復帰動作終了までの時間が、圧力室15の圧力振動周期T以上、例えば4.4μsとなる。 The auxiliary pulse Pa causes the pressure chamber 15 to return in two stages at its rear edge. The first stage return operation adjusts the magnitude of vibration so that the pressure generated in the pressure chamber 15 due to the pressure change caused by the subsequent second stage return operation becomes zero. The second stage return operation is performed when the ink flow rate in the pressure chamber 15 becomes zero. The time from the start of the contraction operation at its leading edge to the end of the second stage return operation at its trailing edge of such an auxiliary pulse Pa is greater than the pressure vibration period T of the pressure chamber 15, for example 4.4 μs.

かかる構成の補助パルスPaを、インクを吐出するための駆動パルスに先立ってアクチュエータに印加する。そうすることにより、アクチュエータが常に収縮方向の履歴を持った状態で圧力室15の残留振動がキャンセルされる。そして、アクチュエータが常に収縮方向の履歴を持った後で、しかも圧力室15の残留振動がキャンセルされた後にインクを吐出するための駆動パルスがアクチュエータに与えられる。すなわち、前回駆動時の印字内容に係らず、インク吐出前におけるアクチュエータの駆動方向の履歴が常に一方向に揃えられる。 The auxiliary pulse Pa having such a configuration is applied to the actuator prior to the drive pulse for ejecting ink. By doing so, the residual vibration of the pressure chamber 15 is cancelled in a state in which the actuator always has a history of contraction. Then, after the actuator always has a history of contraction and after the residual vibration of the pressure chamber 15 has been cancelled, a drive pulse for ejecting ink is given to the actuator. In other words, regardless of the print contents from the previous drive, the history of the actuator's drive direction before ink ejection is always aligned in one direction.

このように、第1実施例における補助パルスPaは、先ずアクチュエータの履歴をリセットし、その後に残留振動を残さない信号である。すなわち補助パルスPaは、アクチュエータの履歴を一方向に固定することによって履歴に依存する振幅の差異を排除し、かつその後の吐出前に残留振動を止める。 In this way, the auxiliary pulse Pa in the first embodiment is a signal that first resets the actuator's history and leaves no residual vibration thereafter. In other words, the auxiliary pulse Pa fixes the actuator's history in one direction, eliminating amplitude differences that depend on the history, and also stops the residual vibration before the next ejection.

図16は、図8の駆動パルス(PRD波形)と図15の補助パルスPaとを用いてマルチドロップ方式によりインク滴を吐出する場合のシミュレーション結果を示す図である。シミュレーションは、インクジェットヘッドを模擬したLCR等価回路(図示省略)を用いて行った。図16は、補助パルスPaを1回印加した後、駆動パルスを3回印加した例を示す。 Figure 16 shows the results of a simulation in which ink droplets are ejected by the multi-drop method using the drive pulse (PRD waveform) of Figure 8 and the auxiliary pulse Pa of Figure 15. The simulation was performed using an LCR equivalent circuit (not shown) that simulates an inkjet head. Figure 16 shows an example in which the auxiliary pulse Pa is applied once, and then the drive pulse is applied three times.

図16において、実線「駆動電圧」は、補助パルスPa及び駆動パルスの電圧変化を表す波形である。駆動パルスは、拡張パルスPdと、収縮パルスPpとを含む。一点鎖線「圧力」は、圧力室15内に生じる圧力の変化を表す波形である。二点鎖線「流速」は、ノズル8に流入するインクの流速の変化を表す波形である。破線「メニスカス」は、インクの液面の位置の変化を表す波形である。図16において、横軸は時間(s)の経過を表しており、縦軸は、正規化された各項目の大きさを表している。 In FIG. 16, the solid line "drive voltage" is a waveform that represents the voltage change of the auxiliary pulse Pa and drive pulse. The drive pulse includes an expansion pulse Pd and a contraction pulse Pp. The dashed and dotted line "pressure" is a waveform that represents the change in pressure generated within the pressure chamber 15. The dashed and dotted line "flow velocity" is a waveform that represents the change in the flow velocity of the ink flowing into the nozzle 8. The dashed line "meniscus" is a waveform that represents the change in the position of the ink liquid surface. In FIG. 16, the horizontal axis represents the passage of time (s), and the vertical axis represents the normalized magnitude of each item.

図16に示すように、インクを吐出するための駆動パルスに先立って補助パルスPaを印加することにより、インク吐出前におけるアクチュエータの駆動方向の履歴は、収縮方向となる。また、圧力室15の残留振動はキャンセルされる。かくして、マルチドロップ方式により連続して吐出されるインクは、シミュレーション上では一定の吐出速度で吐出される。 As shown in FIG. 16, by applying an auxiliary pulse Pa prior to the drive pulse for ejecting ink, the history of the actuator drive direction before ink ejection becomes the contraction direction. In addition, the residual vibration of the pressure chamber 15 is canceled. Thus, ink ejected continuously by the multi-drop method is ejected at a constant ejection speed in the simulation.

しかし現実には正確にシミュレーション通りの動作とはならず、吐出前に残留振動を残すことによってその後の挙動を調整したい場合がある。そこで次に、補助パルスPaの変形例として、履歴をリセットした後で、残留振動を故意に残す補助パルスPeについて説明する。 However, in reality, the operation does not exactly follow the simulation, and there are cases where it is desired to adjust the subsequent behavior by leaving residual vibration before ejection. Next, as a variation of the auxiliary pulse Pa, we will explain the auxiliary pulse Pe, which intentionally leaves residual vibration after resetting the history.

図17は、補助パルスPeの説明図である。なお、図17においても、縦軸、横軸、実線「駆動電圧」、一点鎖線「圧力」、二点鎖線「流速」、破線「メニスカス」は、図15で説明した通りであるので、ここでの説明は省略する。 Figure 17 is an explanatory diagram of the auxiliary pulse Pe. Note that in Figure 17, the vertical axis, horizontal axis, solid line "driving voltage", dashed line "pressure", dashed line "flow velocity", and dashed line "meniscus" are the same as those explained in Figure 15, so explanations will be omitted here.

補助パルスPeも補助パルスPaと同様に定常状態である0Vから電圧を印加することで、圧力室15を収縮させ、一定時間電圧を維持した後、段階的に電圧を下げて0Vに戻す。補助パルスPeは、残留振動を故意に残すように補助パルスPaに修正を加えたものである。補助パルスPaの段階的な復帰動作のタイミングをずらすことにより、残留振動を残すことができる。補助パルスPeは、復帰1段目のタイミングを遅らせることで、残留振動を故意に残している。 Like the auxiliary pulse Pa, the auxiliary pulse Pe also applies a voltage from 0V, which is the steady state, to contract the pressure chamber 15, and after maintaining the voltage for a certain period of time, the voltage is gradually reduced back to 0V. The auxiliary pulse Pe is a modified version of the auxiliary pulse Pa that intentionally leaves residual vibration. Residual vibration can be left by shifting the timing of the stepwise return operation of the auxiliary pulse Pa. The auxiliary pulse Pe intentionally leaves residual vibration by delaying the timing of the first return stage.

復帰1段目のタイミングが遅くなることにより、その後の2段階目の復帰動作により圧力室15の圧力振動は減少するもののゼロにはならない。つまり、圧力室15の圧力振動が残る。このように圧力室15の圧力振動が残っているうちに、駆動パルスの出力を開始する。そうすることにより、1ドロップ目又は2ドロップ目の吐出速度を調整することができる。 By delaying the timing of the first stage of return, the pressure vibration in the pressure chamber 15 is reduced by the subsequent second stage return operation, but does not become zero. In other words, the pressure vibration in the pressure chamber 15 remains. In this way, the output of the drive pulse begins while the pressure vibration in the pressure chamber 15 remains. By doing so, the ejection speed of the first or second drop can be adjusted.

図18は、1ドロップ目の吐出速度を速める場合のシミュレーション結果であり、図19は、2ドロップ目の吐出速度を速める場合のシミュレーション結果である。図18及び図19は、補助パルスPeを1回印加した後、駆動パルスを3回印加した例を示す。 Figure 18 shows the simulation results when the ejection speed of the first drop is increased, and Figure 19 shows the simulation results when the ejection speed of the second drop is increased. Figures 18 and 19 show an example in which the auxiliary pulse Pe is applied once, and then the drive pulse is applied three times.

図18のシミュレーションと図19のシミュレーションとで異なる点は、補助パルスPeの2段階目の復帰動作が終了してから、駆動パルスの拡張パルスPdの前縁に至るまでの待機時間Haである。図18のシミュレーションでは、図19のシミュレーションよりも待機時間Haを短くしている。待機時間Haを短くして、圧力室15内の圧力が負圧のときに、拡張パルスPdの前縁で吐出チャネルch.xの圧力室15を急激に拡張する。そうすると、補助パルスPaを印加した場合と比較して、圧力室15内に生じる負の圧力は大きくなる。したがって、拡張パルスPdの後縁で圧力室15を急激に拡張状態に復帰させた際に圧力室15内に生じる正の圧力は、補助パルスPaを印加した場合と比較して大きい。その結果、1ドロップ目の吐出速度が速くなる。 The difference between the simulation in FIG. 18 and the simulation in FIG. 19 is the waiting time Ha from the end of the second stage return operation of the auxiliary pulse Pe until the leading edge of the expansion pulse Pd of the drive pulse. In the simulation in FIG. 18, the waiting time Ha is shorter than in the simulation in FIG. 19. By shortening the waiting time Ha, when the pressure in the pressure chamber 15 is negative, the pressure chamber 15 of the ejection channel ch.x is suddenly expanded by the leading edge of the expansion pulse Pd. In this way, the negative pressure generated in the pressure chamber 15 is larger than when the auxiliary pulse Pa is applied. Therefore, the positive pressure generated in the pressure chamber 15 when the pressure chamber 15 is suddenly returned to the expanded state by the trailing edge of the expansion pulse Pd is larger than when the auxiliary pulse Pa is applied. As a result, the ejection speed of the first drop is faster.

一方、図19のシミュレーションでは、図18のシミュレーションよりも待機時間Haを長くしている。待機時間Haを長くして、圧力室15内の圧力が正圧のときに、拡張パルスPdの前縁で吐出チャネルch.xの圧力室15を急激に拡張する。そうすると、補助パルスPaを印加した場合と比較して、圧力室15内に生じる負の圧力は小さくなる。したがって、拡張パルスPdの後縁で圧力室15を急激に拡張状態に復帰させた際に圧力室15内に生じる正の圧力は、補助パルスPaを印加した場合と比較して小さい。その結果、1ドロップ目の吐出速度よりも2ドロップ目の吐出速度が速くなる。 On the other hand, in the simulation of FIG. 19, the waiting time Ha is longer than in the simulation of FIG. 18. By lengthening the waiting time Ha, when the pressure in the pressure chamber 15 is positive, the pressure chamber 15 of the ejection channel ch.x is suddenly expanded at the leading edge of the expansion pulse Pd. In this way, the negative pressure generated in the pressure chamber 15 is smaller than when the auxiliary pulse Pa is applied. Therefore, the positive pressure generated in the pressure chamber 15 when the pressure chamber 15 is suddenly returned to the expanded state at the trailing edge of the expansion pulse Pd is smaller than when the auxiliary pulse Pa is applied. As a result, the ejection speed of the second drop is faster than the ejection speed of the first drop.

例えば、1ドロップ目の吐出速度が落ちるインクジェットヘッドに対しては、図18のシミュレーション結果をもたらす補助パルスPeが有効である。2ドロップ目の吐出速度が落ちるインクジェットヘッドに対しては、図19のシミュレーション結果をもたらす補助パルスPeが有効である。 For example, for an inkjet head in which the ejection speed of the first drop is slow, the auxiliary pulse Pe that produces the simulation result in FIG. 18 is effective. For an inkjet head in which the ejection speed of the second drop is slow, the auxiliary pulse Pe that produces the simulation result in FIG. 19 is effective.

このように、インクを吐出するための駆動パルスに先立ってインクを吐出しない補助パルスPa又は補助パルスPeをアクチュエータに印加することにより、複ノズル連続駆動状態又は複ノズル同時駆動状態等の駆動状態に係らず、マルチドロップの吐出速度を安定にできる効果を奏し得る。その結果、高品質な印刷が可能なインクジェットヘッド100を提供することができる。 In this way, by applying the auxiliary pulse Pa or auxiliary pulse Pe, which does not eject ink, to the actuator prior to the drive pulse for ejecting ink, it is possible to achieve the effect of stabilizing the ejection speed of multi-drops regardless of the drive state, such as the multi-nozzle continuous drive state or the multi-nozzle simultaneous drive state. As a result, it is possible to provide an inkjet head 100 capable of high-quality printing.

その上、補助パルスPa又は補助パルスPeは、1つのパルス信号で構成される。したがって、拡張パルスと収縮パルスとを含む補助パルスを出力する場合と比較して、駆動回数が少ない。その結果、発熱が増加する懸念も生じ得ない。 In addition, the auxiliary pulse Pa or auxiliary pulse Pe is composed of a single pulse signal. Therefore, the number of times it is driven is smaller than when an auxiliary pulse including an expansion pulse and a contraction pulse is output. As a result, there is no risk of increased heat generation.

[第2実施例]
図20は、第2実施例に係る補助パルスPbの説明図である。なお、図20においても、縦軸、横軸、実線「駆動電圧」、一点鎖線「圧力」、二点鎖線「流速」、破線「メニスカス」は、図15で説明した通りであるので、ここでの説明は省略する。
[Second embodiment]
Fig. 20 is an explanatory diagram of the auxiliary pulse Pb according to Example 2. In Fig. 20, the vertical axis, horizontal axis, solid line "driving voltage", dashed line "pressure", dashed line "flow velocity", and dashed line "meniscus" are the same as those explained in Fig. 15, so the explanation here will be omitted.

補助パルスPbは、補助パルスPaと比較してその前縁が異なる。すなわち補助パルスPbは、その前縁で、圧力室15を2段階に分けて段階的に収縮させる。補助パルスPbは、定常状態である0Vから電圧を印加することで、段階的に圧力室15を収縮させ、一定時間電圧を維持した後、段階的に電圧を下げて0Vに戻す。1段階目の収縮動作は、その前縁で圧力室15を収縮させ、その収縮状態を維持する。このとき、圧力室15内に生じる圧力は、収縮によって増大するが、収縮状態が維持されている間、その圧力は低下してゼロとなる。 The auxiliary pulse Pb has a different leading edge compared to the auxiliary pulse Pa. That is, the auxiliary pulse Pb causes the pressure chamber 15 to contract stepwise in two stages at its leading edge. The auxiliary pulse Pb applies a voltage from 0V, which is the steady state, causing the pressure chamber 15 to contract stepwise, and after maintaining the voltage for a certain period of time, the voltage is reduced stepwise and returned to 0V. The first stage contraction operation causes the pressure chamber 15 to contract at its leading edge, and the contracted state is maintained. At this time, the pressure generated within the pressure chamber 15 increases due to the contraction, but while the contracted state is maintained, the pressure decreases to zero.

圧力室15内に生じる圧力がゼロとなった時点で2段階目の収縮動作を行う。この収縮動作により、圧力室15内に生じる圧力は、再び増大する。そして、2段階目の収縮状態が維持されている間、その圧力は低下して負圧に転じ、やがて最大負圧に達する。最大負圧に達するのは補助パルスPaの2段階目の収縮時点から圧力振動周期Tの1/2の時間が経過した後である。その後、圧力室15内に生じる圧力は再び増大し、正圧に転じる。 When the pressure generated in the pressure chamber 15 becomes zero, a second-stage contraction operation is performed. This contraction operation causes the pressure generated in the pressure chamber 15 to increase again. Then, while the second-stage contraction state is maintained, the pressure decreases and turns to negative pressure, eventually reaching the maximum negative pressure. The maximum negative pressure is reached after 1/2 the pressure vibration period T has elapsed from the second-stage contraction of the auxiliary pulse Pa. After that, the pressure generated in the pressure chamber 15 increases again and turns to positive pressure.

正圧に転じた圧力がゼロとなった時点で、補助パルスPbは、補助パルスPaと同様に、圧力室15を2段階に分けて段階的に復帰させる。1段階目の復帰動作は、その後の2段階目の復帰動作による圧力変化で圧力室15内に生じる圧力がゼロとなるように振動の大きさを調節する。2段階目の復帰動作は、圧力室15のインクの流速がゼロとなった時点で行う。このような補助パルスPbも、その前縁である1段階目の収縮動作の開始から、その後縁である2段階目の復帰動作終了までの時間が、圧力室15の圧力振動周期T以上、例えば4.8μsとなる。 When the pressure that has turned positive becomes zero, the auxiliary pulse Pb, like the auxiliary pulse Pa, returns the pressure chamber 15 in two stages. The first stage return operation adjusts the magnitude of vibration so that the pressure generated in the pressure chamber 15 due to the pressure change caused by the subsequent second stage return operation becomes zero. The second stage return operation is performed when the ink flow rate in the pressure chamber 15 becomes zero. With this type of auxiliary pulse Pb, the time from the start of the first stage contraction operation, which is its leading edge, to the end of the second stage return operation, which is its trailing edge, is greater than the pressure vibration period T of the pressure chamber 15, for example 4.8 μs.

かかる構成の補助パルスPbを、インクを吐出するための駆動パルスに先立ってアクチュエータに印加する。そうすることにより、アクチュエータが常に収縮方向の履歴を持った状態で圧力室15の残留振動がキャンセルされる。そして、アクチュエータが常に収縮方向の履歴を持った後で、しかも圧力室15の残留振動がキャンセルされた後にインクを吐出するための駆動パルスがアクチュエータに与えられる。すなわち、前回駆動時の印字内容に係らず、インク吐出前におけるアクチュエータの駆動方向の履歴が常に一方向に揃えられる。 The auxiliary pulse Pb configured in this way is applied to the actuator prior to the drive pulse for ejecting ink. By doing so, the residual vibration of the pressure chamber 15 is cancelled while the actuator always has a history of contraction. Then, after the actuator always has a history of contraction and after the residual vibration of the pressure chamber 15 has been cancelled, a drive pulse for ejecting ink is given to the actuator. In other words, regardless of the print content from the previous drive, the history of the actuator's drive direction before ink ejection is always aligned in one direction.

このように、第2実施例における補助パルスPbも、先ずアクチュエータの履歴をリセットし、その後に残留振動を残さない信号である。すなわち補助パルスPbは、アクチュエータの履歴を一方向に固定することによって履歴に依存する振幅の差異を排除し、かつその後の吐出前に残留振動を止める。 In this way, the auxiliary pulse Pb in the second embodiment is also a signal that first resets the actuator's history and leaves no residual vibration thereafter. In other words, the auxiliary pulse Pb fixes the actuator's history in one direction, eliminating amplitude differences that depend on the history, and stopping the residual vibration before the next ejection.

図21は、図8の駆動パルス(PRD波形)と図20の補助パルスPbとを用いてマルチドロップ方式によりインク滴を吐出する場合のシミュレーション結果を示す図である。シミュレーションは、インクジェットヘッドを模擬したLCR等価回路(図示省略)を用いて行った。図21は、補助パルスPbを1回印加した後、駆動パルスを3回印加した例を示す。 Figure 21 shows the results of a simulation in which ink droplets are ejected by the multi-drop method using the drive pulse (PRD waveform) of Figure 8 and the auxiliary pulse Pb of Figure 20. The simulation was performed using an LCR equivalent circuit (not shown) that simulates an inkjet head. Figure 21 shows an example in which the auxiliary pulse Pb is applied once, and then the drive pulse is applied three times.

図21において、実線「駆動電圧」は、補助パルスPb及び駆動パルスの電圧変化を表す波形である。駆動パルスは、拡張パルスPdと、収縮パルスPpとを含む。一点鎖線「圧力」は、圧力室15内に生じる圧力の変化を表す波形である。二点鎖線「流速」は、ノズル8に流入するインクの流速の変化を表す波形である。破線「メニスカス」は、インクの液面の位置の変化を表す波形である。図21において、横軸は時間(s)の経過を表しており、縦軸は、正規化された各項目の大きさを表している。 In FIG. 21, the solid line "drive voltage" is a waveform that represents the voltage change of the auxiliary pulse Pb and the drive pulse. The drive pulse includes an expansion pulse Pd and a contraction pulse Pp. The dashed and dotted line "pressure" is a waveform that represents the change in pressure generated within the pressure chamber 15. The dashed and dotted line "flow velocity" is a waveform that represents the change in the flow velocity of the ink flowing into the nozzle 8. The dashed line "meniscus" is a waveform that represents the change in the position of the ink liquid surface. In FIG. 21, the horizontal axis represents the passage of time (s), and the vertical axis represents the normalized magnitude of each item.

図21に示すように、インクを吐出するための駆動パルスに先立って補助パルスPbを印加することにより、インク吐出前におけるアクチュエータの駆動方向の履歴は、収縮方向となる。また、圧力室15の残留振動はキャンセルされる。かくして、マルチドロップ方式により連続して吐出されるインクは、シミュレーション上では一定の吐出速度で吐出される。 As shown in FIG. 21, by applying an auxiliary pulse Pb prior to the drive pulse for ejecting ink, the history of the actuator drive direction before ink ejection becomes the contraction direction. In addition, the residual vibration of the pressure chamber 15 is canceled. Thus, ink ejected continuously by the multi-drop method is ejected at a constant ejection speed in the simulation.

しかし現実には正確にシミュレーション通りの動作とはならず、吐出前に残留振動を残すことによってその後の挙動を調整したい場合がある。そこで次に、補助パルスPbの変形例として、履歴をリセットした後で、残留振動を故意に残す補助パルスPfについて説明する。 However, in reality, the operation does not exactly follow the simulation, and there are cases where it is desired to adjust the subsequent behavior by leaving residual vibration before ejection. Next, as a variation of the auxiliary pulse Pb, we will explain the auxiliary pulse Pf, which intentionally leaves residual vibration after resetting the history.

図22は、補助パルスPfの説明図である。なお、図22においても、縦軸、横軸、実線「駆動電圧」、一点鎖線「圧力」、二点鎖線「流速」、破線「メニスカス」は、図15で説明した通りであるので、ここでの説明は省略する。 Figure 22 is an explanatory diagram of the auxiliary pulse Pf. Note that in Figure 22, the vertical axis, horizontal axis, solid line "drive voltage", dashed line "pressure", dashed line "flow velocity", and dashed line "meniscus" are the same as those explained in Figure 15, so explanations will be omitted here.

補助パルスPfは、残留振動を故意に残すように補助パルスPbに修正を加えたものである。補助パルスPfにおいても、補助パルスPeと同様に、段階的な復帰動作のタイミングをずらすことにより、残留振動を残すことができる。補助パルスPfは、定常状態である0Vから電圧を印加することで、圧力室15を段階的に収縮させ、一定時間電圧を維持した後、段階的に電圧を下げて0Vに戻す。補助パルスPfは、復帰1段目のタイミングを遅らせることで、残留振動を故意に残している。 The auxiliary pulse Pf is a modified version of the auxiliary pulse Pb that intentionally leaves residual vibration. As with the auxiliary pulse Pe, the auxiliary pulse Pf can also leave residual vibration by shifting the timing of the stepwise return operation. The auxiliary pulse Pf applies a voltage from 0V, which is the steady state, causing the pressure chamber 15 to contract stepwise, and after maintaining the voltage for a certain period of time, the voltage is gradually reduced and returned to 0V. The auxiliary pulse Pf intentionally leaves residual vibration by delaying the timing of the first return step.

復帰1段目のタイミングが遅くなることにより、その後の2段階目の復帰動作により圧力室15の圧力振動は減少するもののゼロにはならない。つまり、圧力室15の圧力振動が残る。このように圧力室15の圧力振動が残っているうちに、駆動パルスの出力を開始する。そうすることにより、1ドロップ目又は2ドロップ目の吐出速度を調整することができる。 By delaying the timing of the first stage of return, the pressure vibration in the pressure chamber 15 is reduced by the subsequent second stage return operation, but does not become zero. In other words, the pressure vibration in the pressure chamber 15 remains. In this way, the output of the drive pulse begins while the pressure vibration in the pressure chamber 15 remains. By doing so, the ejection speed of the first or second drop can be adjusted.

図23は、1ドロップ目の吐出速度を速める場合のシミュレーション結果であり、図24は、2ドロップ目の吐出速度を速める場合のシミュレーション結果である。図23及び図24は、補助パルスPfを1回印加した後、駆動パルスを3回印加した例を示す。 Figure 23 shows the simulation results when the ejection speed of the first drop is increased, and Figure 24 shows the simulation results when the ejection speed of the second drop is increased. Figures 23 and 24 show an example in which the auxiliary pulse Pf is applied once, and then the drive pulse is applied three times.

図23のシミュレーションと図24のシミュレーションとで異なる点は、補助パルスPfの2段階目の復帰動作が終了してから、駆動パルスの拡張パルスPdの前縁に至るまでの待機時間Hbである。図23のシミュレーションでは、図24のシミュレーションよりも待機時間Hbを短くしている。待機時間Haを短くして、圧力室15内の圧力が負圧のときに、拡張パルスPdの前縁で吐出チャネルch.xの圧力室15を急激に拡張する。そうすると、補助パルスPbを印加した場合と比較して、圧力室15内に生じる負の圧力は大きくなる。したがって、拡張パルスPdの後縁で圧力室15を急激に拡張状態に復帰させた際に圧力室15内に生じる正の圧力は、補助パルスPbを印加した場合と比較して大きい。その結果、1ドロップ目の吐出速度が速くなる。 The difference between the simulation in FIG. 23 and the simulation in FIG. 24 is the waiting time Hb from the end of the second stage return operation of the auxiliary pulse Pf until the leading edge of the expansion pulse Pd of the drive pulse. In the simulation in FIG. 23, the waiting time Hb is shorter than in the simulation in FIG. 24. By shortening the waiting time Ha, when the pressure in the pressure chamber 15 is negative, the pressure chamber 15 of the ejection channel ch.x is suddenly expanded at the leading edge of the expansion pulse Pd. In this way, the negative pressure generated in the pressure chamber 15 is larger than when the auxiliary pulse Pb is applied. Therefore, the positive pressure generated in the pressure chamber 15 when the pressure chamber 15 is suddenly returned to the expanded state at the trailing edge of the expansion pulse Pd is larger than when the auxiliary pulse Pb is applied. As a result, the ejection speed of the first drop is faster.

一方、図24のシミュレーションでは、図23のシミュレーションよりも待機時間Hbを長くしている。待機時間Haを長くして、圧力室15内の圧力が正圧のときに、拡張パルスPdの前縁で吐出チャネルch.xの圧力室15を急激に拡張する。そうすると、補助パルスPbを印加した場合と比較して、圧力室15内に生じる負の圧力は小さくなる。したがって、拡張パルスPdの後縁で圧力室15を急激に拡張状態に復帰させた際に圧力室15内に生じる正の圧力は、補助パルスPbを印加した場合と比較して小さい。その結果、1ドロップ目の吐出速度よりも2ドロップ目の吐出速度が速くなる。 On the other hand, in the simulation of FIG. 24, the waiting time Hb is longer than in the simulation of FIG. 23. By lengthening the waiting time Ha, when the pressure in the pressure chamber 15 is positive, the pressure chamber 15 of the ejection channel ch.x is suddenly expanded at the leading edge of the expansion pulse Pd. In this way, the negative pressure generated in the pressure chamber 15 is smaller than when the auxiliary pulse Pb is applied. Therefore, the positive pressure generated in the pressure chamber 15 when the pressure chamber 15 is suddenly returned to the expanded state at the trailing edge of the expansion pulse Pd is smaller than when the auxiliary pulse Pb is applied. As a result, the ejection speed of the second drop is faster than the ejection speed of the first drop.

例えば、1ドロップ目の吐出速度が落ちるインクジェットヘッドに対しては、図23のシミュレーション結果をもたらす補助パルスPfが有効である。2ドロップ目の吐出速度が落ちるインクジェットヘッドに対しては、図24のシミュレーション結果をもたらす補助パルスPfが有効である。 For example, for an inkjet head in which the ejection speed of the first drop is slow, the auxiliary pulse Pf that produces the simulation result in FIG. 23 is effective. For an inkjet head in which the ejection speed of the second drop is slow, the auxiliary pulse Pf that produces the simulation result in FIG. 24 is effective.

このように、インクを吐出するための駆動パルスに先立ってインクを吐出しない補助パルスPb又は補助パルスPfをアクチュエータに印加することにより、複ノズル連続駆動状態又は複ノズル同時駆動状態等の駆動状態に係らず、マルチドロップの吐出速度を安定にできる効果を奏し得る。その結果、高品質な印刷が可能なインクジェットヘッド100を提供することができる。 In this way, by applying the auxiliary pulse Pb or auxiliary pulse Pf, which does not eject ink, to the actuator prior to the drive pulse for ejecting ink, it is possible to achieve the effect of stabilizing the ejection speed of multi-drops regardless of the drive state, such as the multi-nozzle continuous drive state or the multi-nozzle simultaneous drive state. As a result, it is possible to provide an inkjet head 100 capable of high-quality printing.

その上、補助パルスPb又は補助パルスPfは、1つのパルス信号で構成される。したがって、拡張パルスと収縮パルスとを含む補助パルスを出力する場合と比較して、駆動回数が少ない。その結果、発熱が増加する懸念も生じ得ない。 In addition, the auxiliary pulse Pb or the auxiliary pulse Pf is composed of a single pulse signal. Therefore, the number of times it is driven is smaller than when an auxiliary pulse including an expansion pulse and a contraction pulse is output. As a result, there is no risk of increased heat generation.

しかも、補助パルスPb又は補助パルスPfは、その前縁で圧力室15を段階的に収縮させている。そして、その段階的収縮の時間差を適宜調整することより、圧力室15の最大変位を第1実施例と同じ大きさに保ったまま、圧力室15の最大圧力を減らすことができる効果を奏し得る。 In addition, the auxiliary pulse Pb or auxiliary pulse Pf causes the pressure chamber 15 to contract stepwise at its leading edge. By appropriately adjusting the time difference of the stepwise contraction, it is possible to reduce the maximum pressure of the pressure chamber 15 while keeping the maximum displacement of the pressure chamber 15 the same as in the first embodiment.

[第3実施例]
図25は、第3実施例に係る補助パルスPcの説明図である。なお、図25においても、縦軸、横軸、実線「駆動電圧」、一点鎖線「圧力」、二点鎖線「流速」、破線「メニスカス」は、図15で説明した通りであるので、ここでの説明は省略する。
[Third Example]
Fig. 25 is an explanatory diagram of the auxiliary pulse Pc according to Example 3. In Fig. 25 as well, the vertical axis, horizontal axis, solid line "driving voltage", dashed line "pressure", dashed line "flow velocity", and dashed line "meniscus" are the same as those explained in Fig. 15, so explanations thereof will be omitted here.

補助パルスPcは、補助パルスPa又は補助パルスPbと比較してその前縁及び後縁が異なる。すなわち補助パルスPcは、その前縁で、圧力室15を徐々に収縮させる。また補助パルスPcは、その後縁で、圧力室15を徐々に復帰させる。補助パルスPcは、定常状態である0Vから徐々に電圧を印加することで、圧力室15を徐々に収縮させ、一定時間電圧を維持した後、徐々に電圧を下げて0Vに戻す。 The auxiliary pulse Pc has different leading and trailing edges compared to the auxiliary pulse Pa or the auxiliary pulse Pb. That is, the auxiliary pulse Pc gradually contracts the pressure chamber 15 at its leading edge. The auxiliary pulse Pc also gradually restores the pressure chamber 15 at its trailing edge. The auxiliary pulse Pc gradually applies a voltage from 0V, which is the steady state, to gradually contract the pressure chamber 15, and after maintaining the voltage for a certain period of time, gradually reduces the voltage back to 0V.

補助パルスPcの前縁で、圧力室15を徐々に収縮させると、圧力室15内に生じる圧力は、収縮によって増加するが、その途中で最大正圧に達し、その後低下する。そして、圧力室15の収縮状態が維持されている間、その圧力はさらに低下して負圧に転じ、やがて最大負圧に達する。その後、圧力室15を徐々に復帰させると、圧力室15内に生じる圧力は、復帰させている途中で正圧に転じるが、その後、低下して、圧力室15のインクの流速がゼロとなった時点、つまりは圧力室15が復帰した時点で、圧力室15内に生じる圧力はゼロとなる。このような補助パルスPcも、その前縁である収縮動作の開始から、その後縁である復帰動作終了までの時間F、圧力室15の圧力振動周期T以上、例えば6.0μsとなる。 When the pressure chamber 15 is gradually contracted at the leading edge of the auxiliary pulse Pc, the pressure generated in the pressure chamber 15 increases due to the contraction, but reaches a maximum positive pressure during the contraction and then decreases. Then, while the contracted state of the pressure chamber 15 is maintained, the pressure further decreases and turns to negative pressure, eventually reaching the maximum negative pressure. After that, when the pressure chamber 15 is gradually restored, the pressure generated in the pressure chamber 15 turns to positive pressure during the restoration, but then decreases, and at the point when the ink flow rate in the pressure chamber 15 becomes zero, that is, when the pressure chamber 15 is restored, the pressure generated in the pressure chamber 15 becomes zero. Such an auxiliary pulse Pc also has a time F from the start of the contraction operation, which is its leading edge, to the end of the restoration operation, which is its trailing edge, which is greater than the pressure vibration period T of the pressure chamber 15, for example 6.0 μs.

図26は、図8の駆動パルス(PRD波形)と図25の補助パルスPcとを用いてマルチドロップ方式によりインク滴を吐出する場合のシミュレーション結果を示す図である。シミュレーションは、インクジェットヘッドを模擬したLCR等価回路(図示省略)を用いて行った。図26は、補助パルスPcを1回印加した後、駆動パルスを3回印加した例を示す。 Figure 26 shows the results of a simulation in which ink droplets are ejected by the multi-drop method using the drive pulse (PRD waveform) of Figure 8 and the auxiliary pulse Pc of Figure 25. The simulation was performed using an LCR equivalent circuit (not shown) that simulates an inkjet head. Figure 26 shows an example in which the auxiliary pulse Pc is applied once, and then the drive pulse is applied three times.

図26において、実線「駆動電圧」は、補助パルスPc及び駆動パルスの電圧変化を表す波形である。駆動パルスは、拡張パルスPdと、収縮パルスPpとを含む。一点鎖線「圧力」は、圧力室15内に生じる圧力の変化を表す波形である。二点鎖線「流速」は、ノズル8に流入するインクの流速の変化を表す波形である。破線「メニスカス」は、インクの液面の位置の変化を表す波形である。図26において、横軸は時間(s)の経過を表しており、縦軸は、正規化された各項目の大きさを表している。 In FIG. 26, the solid line "drive voltage" is a waveform that represents the voltage change of the auxiliary pulse Pc and drive pulse. The drive pulse includes an expansion pulse Pd and a contraction pulse Pp. The dashed and dotted line "pressure" is a waveform that represents the change in pressure generated within the pressure chamber 15. The dashed and dotted line "flow velocity" is a waveform that represents the change in the flow velocity of the ink flowing into the nozzle 8. The dashed line "meniscus" is a waveform that represents the change in the position of the ink liquid surface. In FIG. 26, the horizontal axis represents the passage of time (s), and the vertical axis represents the normalized magnitude of each item.

図26に示すように、インクを吐出するための駆動パルスに先立って補助パルスPcを印加することにより、インク吐出前におけるアクチュエータの駆動方向の履歴は、収縮方向となる。また、圧力室15の残留振動はキャンセルされる。かくして、マルチドロップ方式により連続して吐出されるインクは、一定の吐出速度で吐出される。 As shown in FIG. 26, by applying an auxiliary pulse Pc prior to the drive pulse for ejecting ink, the history of the actuator drive direction before ink ejection becomes the contraction direction. In addition, residual vibration of the pressure chamber 15 is canceled. Thus, ink is ejected continuously by the multi-drop method at a constant ejection speed.

かかる構成の補助パルスPcを、インクを吐出するための駆動パルスに先立ってアクチュエータに印加した場合も、第1実施例の補助パルスPa又は第2実施例の補助パルスPbを印加した場合と同様の作用効果を奏し得る。
その上に、補助パルスPcは、補助パルスPbと比較して、圧力室15の最大変位を所定に保ったまま、最大圧力をさらに減らすことができるメリットを奏し得る。
Even when the auxiliary pulse Pc having such a configuration is applied to the actuator prior to the drive pulse for ejecting ink, it is possible to obtain the same effect as when the auxiliary pulse Pa of the first embodiment or the auxiliary pulse Pb of the second embodiment is applied.
Moreover, compared to the auxiliary pulse Pb, the auxiliary pulse Pc has the advantage of being able to further reduce the maximum pressure while maintaining the maximum displacement of the pressure chamber 15 at a predetermined value.

このように、圧力室15内に生じる圧力の変化は、補助パルスPa、補助パルスPb、補助パルスPcの順に少なくなる。そしてその順番に、補助パルスによる語吐出が起こりにくい。ただし、チキソ性のあるインクに対しては、補助パルスPa、補助パルスPb、補助パルスPcの順に吐出時のインクの粘度を下げる効果が大きい利点がある。 In this way, the change in pressure that occurs within the pressure chamber 15 decreases in the order of auxiliary pulse Pa, auxiliary pulse Pb, and auxiliary pulse Pc. And, in that order, ejection due to the auxiliary pulses is less likely to occur. However, for ink that has thixotropy, there is an advantage in that the effect of reducing the viscosity of the ink during ejection is greater in the order of auxiliary pulse Pa, auxiliary pulse Pb, and auxiliary pulse Pc.

なお、補助パルスPcにおいても、後縁の波形を調整することにより、補助パルスPe又は補助パルスPfと同様に、残留振動を故意に残すことによって、1ドロップ目又は2ドロップ目の吐出速度を調整することは可能である。 In addition, by adjusting the waveform of the trailing edge of the auxiliary pulse Pc, it is possible to intentionally leave residual vibrations, as with the auxiliary pulse Pe or auxiliary pulse Pf, and adjust the ejection speed of the first or second drop.

図27は、補助パルスPcの変形例として、履歴をリセットした後で、残留振動を故意に残す補助パルスPgの説明図である。なお、図27においても、縦軸、横軸、実線「駆動電圧」、一点鎖線「圧力」、二点鎖線「流速」、破線「メニスカス」は、図15で説明した通りであるので、ここでの説明は省略する。 Figure 27 is an explanatory diagram of an auxiliary pulse Pg that intentionally leaves residual vibration after resetting the history as a modified example of the auxiliary pulse Pc. Note that in Figure 27, the vertical axis, horizontal axis, solid line "driving voltage", dashed line "pressure", dashed line "flow velocity", and dashed line "meniscus" are the same as those explained in Figure 15, so explanations will be omitted here.

補助パルスPcは、その後縁で、圧力室15を徐々に復帰させた。補助パルスPgは、その後縁で、補助パルスPe、補助パルスPfと同様に、圧力室15を急峻に復帰させ、圧力室15の圧力振動を残す。この圧力振動が残っているうちに、駆動パルスの出力を開始する。そうすることにより、1ドロップ目又は2ドロップ目の吐出速度を調整することができる。補助パルスPgは、定常状態である0Vから徐々に電圧を上げることで、圧力室15を徐々に収縮させ、一定時間電圧を維持した後、電圧を下げて0Vに戻す。 At its trailing edge, the auxiliary pulse Pc gradually returns the pressure chamber 15. At its trailing edge, the auxiliary pulse Pg, like the auxiliary pulses Pe and Pf, sharply returns the pressure chamber 15, leaving behind a pressure vibration in the pressure chamber 15. While this pressure vibration remains, the output of the drive pulse begins. By doing so, it is possible to adjust the ejection speed of the first or second drop. The auxiliary pulse Pg gradually increases the voltage from 0V, which is the steady state, gradually contracting the pressure chamber 15, and after maintaining the voltage for a certain period of time, the voltage is reduced back to 0V.

図28は、1ドロップ目の吐出速度を速める場合のシミュレーション結果であり、図29は、2ドロップ目の吐出速度を速める場合のシミュレーション結果である。図28及び図29は、補助パルスPgを1回印加した後、駆動パルスを3回印加した例を示す。 Figure 28 shows the simulation results when the ejection speed of the first drop is increased, and Figure 29 shows the simulation results when the ejection speed of the second drop is increased. Figures 28 and 29 show an example in which the auxiliary pulse Pg is applied once, and then the drive pulse is applied three times.

図28のシミュレーションと図29のシミュレーションとで異なる点は、補助パルスPgの段階的な復帰動作が終了してから、駆動パルスの拡張パルスPdの前縁に至るまでの待機時間である。待機時間を代えることによって、1ドロップ目の吐出速度を速めたり、2ドロップ目の吐出速度を速めたりできる。 The difference between the simulation in FIG. 28 and the simulation in FIG. 29 is the waiting time from when the gradual return operation of the auxiliary pulse Pg ends until the leading edge of the expansion pulse Pd of the drive pulse. By changing the waiting time, it is possible to increase the ejection speed of the first drop or the ejection speed of the second drop.

以上、インクを吐出するための駆動パルスに先立ってアクチュエータに与えられるインクを吐出しない補助パルスの実施例として、補助パルスPa、補助パルスPb、補助パルスPc、補助パルスPe、補助パルスPfを例示したが、補助パルスはこれらに限定されるものではない。 The above provides examples of auxiliary pulses that do not eject ink and are applied to the actuator prior to the drive pulse for ejecting ink, including auxiliary pulse Pa, auxiliary pulse Pb, auxiliary pulse Pc, auxiliary pulse Pe, and auxiliary pulse Pf, but the auxiliary pulses are not limited to these.

例えば、その前縁で圧力室15を収縮する際には、補助パルスPbのように段階的な収縮し、その後縁で圧力室15を復帰させる際には、補助パルスPcのように徐々に復帰させる補助パルスであってもよい。あるいは、その前縁で圧力室15を収縮する際には、補助パルスPcのように徐々に収縮し、その後縁で圧力室15を復帰させる際には、補助パルスPa又は補助パルスPbのように段階的に復帰させる補助パルスであってもよい。 For example, when the pressure chamber 15 is contracted at its leading edge, it may be a stepwise contraction like auxiliary pulse Pb, and when the pressure chamber 15 is returned at its trailing edge, it may be a gradual return like auxiliary pulse Pc. Alternatively, when the pressure chamber 15 is contracted at its leading edge, it may be a gradual contraction like auxiliary pulse Pc, and when the pressure chamber 15 is returned at its trailing edge, it may be a gradual return like auxiliary pulse Pa or auxiliary pulse Pb.

補助パルスPa又は補助パルスPbにおいて、収縮状態にある圧力室15を段階的に復帰させる場合の段階数は2段階に限定されない。3段階以上に分けて、圧力室15を復帰させてもよい。 When the pressure chamber 15 in the contracted state is gradually restored by the auxiliary pulse Pa or auxiliary pulse Pb, the number of stages is not limited to two stages. The pressure chamber 15 may be restored in three or more stages.

補助パルスPbにおいて、圧力室15を段階的に収縮する場合の段階数は2段階に限定されない。3段階以上に分けて、圧力室15を収縮してもよい。 When the auxiliary pulse Pb causes the pressure chamber 15 to contract stepwise, the number of steps is not limited to two. The pressure chamber 15 may be contracted in three or more steps.

補助パルスPa、補助パルスPb、補助パルスPc、補助パルスPe及び補助パルスPfのパルスの開始から終了までの時間は、圧力室15の圧力振動周期T以上であるとした。この点に関しては、圧力室15の圧力振動周期Tに近い値であれば、必ずしも圧力振動周期T以上でなくてもよい。 The time from the start to the end of the auxiliary pulse Pa, auxiliary pulse Pb, auxiliary pulse Pc, auxiliary pulse Pe, and auxiliary pulse Pf is set to be equal to or greater than the pressure vibration period T of the pressure chamber 15. In this regard, as long as the value is close to the pressure vibration period T of the pressure chamber 15, it does not necessarily have to be equal to or greater than the pressure vibration period T.

この他、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態及びその変形は、発明の範囲に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
なお、以下に本願の出願当初の特許請求の範囲の記載を付記する。
[C1]
インクを収容する圧力室と、
前記圧力室に連通するノズルを備えるノズルプレートと、
前記圧力室に対応して設けられ、前記圧力室の容積を変位させるアクチュエータと、 前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、
を具備し、
前記駆動回路は、
前記アクチュエータに、インクを吐出するための駆動パルスに先立ってインクを吐出しない補助パルスとして、前記圧力室を収縮する向きに駆動して当該圧力室の圧力を増大させた後、その圧力が減少して負圧に転じ、再び増大して正圧に転ずるまで当該圧力室の収縮状態を保持し、その後、当該圧力室を復帰させるパルスを与える、インクジェットヘッド。
[C2]
インクを収容する圧力室と、
前記圧力室に連通するノズルを備えるノズルプレートと、
前記圧力室に対応して設けられ、前記圧力室の容積を変位させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、
を具備し、
前記駆動回路は、
前記アクチュエータに、インクを吐出するための駆動パルスに先立ってインクを吐出しない補助パルスとして、前記圧力室を収縮する向きに駆動し、その収縮状態を保持した後復帰させるパルスであり、当該パルスの開始から終了までの時間は、圧力室の圧力振動周期以上であるパルスを与えるインクジェットヘッド。
[C3]
前記駆動パルスは、前記圧力室を拡張状態としてインクを引き込み、そのインクの前記圧力室内における圧力が負圧から正圧に代わった後に前記圧力室を前記拡張状態から復帰させることでさらに前記圧力を増大させてインクを吐出させ、その後、前記圧力室の収縮と拡張とを行うことで残留振動をキャンセルするパルスである、C1又はC2記載のインクジェットヘッド。
[C4]
前記補助パルスは、その前縁で、前記圧力室を複数回に分けて段階的に収縮させる、C1乃至C3のうちいずれか1つに記載のインクジェットヘッド。
[C5]
前記補助パルスは、その前縁で、前記圧力室を徐々に収縮させる、C1乃至C3のうちいずれか1つに記載のインクジェットヘッド。
[C6]
前記補助パルスは、その後縁で、前記圧力室を複数回に分けて段階的に収縮状態から復帰させる、C1乃至C3のうちいずれか1つに記載のインクジェットヘッド。
[C7]
前記補助パルスは、その後縁で、前記圧力室の残留振動を減少させる、C1乃至C6のうちいずれか1つに記載のインクジェットヘッド。
[C8]
前記補助パルスは、その後縁で、前記圧力室の残留振動が残っているうちに、前記駆動パルスの出力を開始する、C1乃至C6のうちいずれか1つに記載のインクジェットヘッド。
[C9]
隣接する前記圧力室は、前記アクチュエータを共有する、C1乃至C8のうちいずれか1つに記載のインクジェットヘッド。
Although several other embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope of the invention and the scope of the invention and its equivalents described in the claims.
In addition, the claims as originally filed of this application are set forth below.
[C1]
A pressure chamber that contains ink;
a nozzle plate having a nozzle communicating with the pressure chamber;
an actuator provided in correspondence with the pressure chamber and configured to change the volume of the pressure chamber; and a drive circuit configured to drive the actuator;
Equipped with
The drive circuit includes:
an inkjet head in which, prior to a drive pulse for ejecting ink, an auxiliary pulse that does not eject ink is applied to the actuator, which drives the pressure chamber in a direction to contract, thereby increasing the pressure in the pressure chamber, and then maintains the pressure chamber in a contracted state until the pressure decreases and becomes negative pressure, then increases again and becomes positive pressure, and then a pulse that returns the pressure chamber to its original state is applied to the actuator.
[C2]
A pressure chamber that contains ink;
a nozzle plate having a nozzle communicating with the pressure chamber;
an actuator provided corresponding to the pressure chamber and displacing a volume of the pressure chamber;
A drive circuit for driving the actuator;
Equipped with
The drive circuit includes:
An inkjet head that provides the actuator with a pulse that acts as an auxiliary pulse that does not eject ink prior to a drive pulse for ejecting ink, drives the pressure chamber in a direction to contract, maintains the contracted state, and then returns to its original state, the time from the start to the end of the pulse being equal to or longer than the pressure vibration period of the pressure chamber.
[C3]
The inkjet head described in C1 or C2, wherein the drive pulse is a pulse that draws in ink by expanding the pressure chamber, and after the pressure of the ink in the pressure chamber changes from negative pressure to positive pressure, returns the pressure chamber from the expanded state to further increase the pressure and ejects ink, and then contracts and expands the pressure chamber to cancel residual vibration.
[C4]
The inkjet head according to any one of C1 to C3, wherein the auxiliary pulse contracts the pressure chamber stepwise in a plurality of times at a leading edge thereof.
[C5]
The inkjet head according to any one of C1 to C3, wherein the auxiliary pulse gradually contracts the pressure chamber at a leading edge thereof.
[C6]
The inkjet head according to any one of C1 to C3, wherein the auxiliary pulse causes the pressure chamber to return from the contracted state stepwise in a plurality of times at a trailing edge thereof.
[C7]
The inkjet head according to any one of C1 to C6, wherein the auxiliary pulse reduces residual vibration of the pressure chamber at its trailing edge.
[C8]
The inkjet head according to any one of C1 to C6, wherein the auxiliary pulse starts outputting the drive pulse at its trailing edge while residual vibration remains in the pressure chamber.
[C9]
The inkjet head according to any one of C1 to C8, wherein adjacent pressure chambers share the actuator.

4…電極、7…ノズルプレート、8…ノズル、15、151、152、153…圧力室、16、161、162…隔壁、100…インクジェットヘッド、101…ヘッド駆動回路、Pa、Pb、Pc、Pe、Pf、Pg…補助パルス、Pd…拡張パルス、Pp…収縮パルス。 4...electrode, 7...nozzle plate, 8...nozzle, 15, 151, 152, 153...pressure chamber, 16, 161, 162...partition wall, 100...inkjet head, 101...head drive circuit, Pa, Pb, Pc, Pe, Pf, Pg...auxiliary pulse, Pd...expansion pulse, Pp...contraction pulse.

Claims (10)

インクを収容する圧力室と、
前記圧力室に連通するノズルを備えるノズルプレートと、
前記圧力室に対応して設けられ、前記圧力室の容積を変位させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、
を具備し、
前記駆動回路は、
前記アクチュエータに、インクを吐出するための駆動パルスに先立ってインクを吐出しない補助パルスとして、前記圧力室を収縮する向きに駆動して当該圧力室の圧力を増大させた後、その圧力が減少して負圧に転じ、再び増大して正圧に転ずるまで当該圧力室の収縮状態を保持し、その後、当該圧力室を復帰させるパルスを与え
前記補助パルスは、当該補助パルスの後縁で、前記圧力室を複数回に分けて段階的に収縮状態から復帰させる、インクジェットヘッド。
A pressure chamber that contains ink;
a nozzle plate having a nozzle communicating with the pressure chamber;
an actuator provided corresponding to the pressure chamber and displacing a volume of the pressure chamber;
A drive circuit for driving the actuator;
Equipped with
The drive circuit includes:
a pulse is applied to the actuator as an auxiliary pulse that does not eject ink prior to a drive pulse for ejecting ink, which drives the pressure chamber in a direction to contract, thereby increasing the pressure in the pressure chamber, and then maintains the contracted state of the pressure chamber until the pressure decreases and turns to negative pressure, then increases again and turns to positive pressure, and then returns the pressure chamber to its original state ;
The auxiliary pulse causes the pressure chamber to return from the contracted state stepwise in a plurality of times at a trailing edge of the auxiliary pulse .
インクを収容する圧力室と、
前記圧力室に連通するノズルを備えるノズルプレートと、
前記圧力室に対応して設けられ、前記圧力室の容積を変位させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、
を具備し、
前記駆動回路は、
前記アクチュエータに、インクを吐出するための駆動パルスに先立ってインクを吐出しない補助パルスとして、前記圧力室を収縮する向きに駆動して当該圧力室の圧力を増大させた後、その圧力が減少して負圧に転じ、再び増大して正圧に転ずるまで当該圧力室の収縮状態を保持し、その後、当該圧力室を復帰させるパルスを与え
前記補助パルスは、当該補助パルスの前縁で、前記圧力室を徐々に収縮させる、インクジェットヘッド。
A pressure chamber that contains ink;
a nozzle plate having a nozzle communicating with the pressure chamber;
an actuator provided corresponding to the pressure chamber and displacing a volume of the pressure chamber;
A drive circuit for driving the actuator;
Equipped with
The drive circuit includes:
a pulse is applied to the actuator as an auxiliary pulse that does not eject ink prior to a drive pulse for ejecting ink, which drives the pressure chamber in a direction to contract, thereby increasing the pressure in the pressure chamber, and then maintains the contracted state of the pressure chamber until the pressure decreases and turns to negative pressure, then increases again and turns to positive pressure, and then returns the pressure chamber to its original state ;
The auxiliary pulse causes the pressure chamber to gradually contract at a leading edge of the auxiliary pulse .
インクを収容する圧力室と、
前記圧力室に連通するノズルを備えるノズルプレートと、
前記圧力室に対応して設けられ、前記圧力室の容積を変位させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、
を具備し、
前記駆動回路は、
前記アクチュエータに、インクを吐出するための駆動パルスに先立ってインクを吐出しない補助パルスとして、前記圧力室を収縮する向きに駆動して当該圧力室の圧力を増大させた後、その圧力が減少して負圧に転じ、再び増大して正圧に転ずるまで当該圧力室の収縮状態を保持し、その後、当該圧力室を復帰させるパルスを与え
前記補助パルスは、当該補助パルスの前縁で、前記圧力室を複数回に分けて段階的に収縮させる、インクジェットヘッド。
A pressure chamber that contains ink;
a nozzle plate having a nozzle communicating with the pressure chamber;
an actuator provided corresponding to the pressure chamber and displacing a volume of the pressure chamber;
A drive circuit for driving the actuator;
Equipped with
The drive circuit includes:
a pulse is applied to the actuator as an auxiliary pulse that does not eject ink prior to a drive pulse for ejecting ink, which drives the pressure chamber in a direction to contract, thereby increasing the pressure in the pressure chamber, and then maintains the contracted state of the pressure chamber until the pressure decreases and turns to negative pressure, then increases again and turns to positive pressure, and then returns the pressure chamber to its original state ;
The auxiliary pulse causes the pressure chamber to contract stepwise in a plurality of times at a leading edge of the auxiliary pulse .
インクを収容する圧力室と、
前記圧力室に連通するノズルを備えるノズルプレートと、
前記圧力室に対応して設けられ、前記圧力室の容積を変位させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、
を具備し、
前記駆動回路は、
前記アクチュエータに、インクを吐出するための駆動パルスに先立ってインクを吐出しない補助パルスとして、前記圧力室を収縮する向きに駆動し、その収縮状態を保持した後復帰させるパルスであり、当該補助パルスの開始から終了までの時間は、圧力室の圧力振動周期以上であるパルスを与え
前記補助パルスは、当該補助パルスの後縁で、前記圧力室を複数回に分けて段階的に収縮状態から復帰させる、インクジェットヘッド。
A pressure chamber that contains ink;
a nozzle plate having a nozzle communicating with the pressure chamber;
an actuator provided corresponding to the pressure chamber and displacing a volume of the pressure chamber;
A drive circuit for driving the actuator;
Equipped with
The drive circuit includes:
a pulse is applied to the actuator as an auxiliary pulse that does not eject ink prior to a drive pulse for ejecting ink, the pulse being a pulse that drives the pressure chamber in a direction to contract and returns to its original state after maintaining the contracted state, the pulse having a time period from start to finish that is equal to or longer than the pressure vibration period of the pressure chamber ;
The auxiliary pulse causes the pressure chamber to return from the contracted state stepwise in a plurality of times at a trailing edge of the auxiliary pulse .
インクを収容する圧力室と、
前記圧力室に連通するノズルを備えるノズルプレートと、
前記圧力室に対応して設けられ、前記圧力室の容積を変位させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、
を具備し、
前記駆動回路は、
前記アクチュエータに、インクを吐出するための駆動パルスに先立ってインクを吐出しない補助パルスとして、前記圧力室を収縮する向きに駆動し、その収縮状態を保持した後復帰させるパルスであり、当該補助パルスの開始から終了までの時間は、圧力室の圧力振動周期以上であるパルスを与え
前記補助パルスは、当該補助パルスの前縁で、前記圧力室を徐々に収縮させる、インクジェットヘッド。
A pressure chamber that contains ink;
a nozzle plate having a nozzle communicating with the pressure chamber;
an actuator provided corresponding to the pressure chamber and displacing a volume of the pressure chamber;
A drive circuit for driving the actuator;
Equipped with
The drive circuit includes:
a pulse is applied to the actuator as an auxiliary pulse that does not eject ink prior to a drive pulse for ejecting ink, the pulse being a pulse that drives the pressure chamber in a direction to contract and returns to its original state after maintaining the contracted state, the pulse having a time period from start to finish that is equal to or longer than the pressure vibration period of the pressure chamber ;
The auxiliary pulse causes the pressure chamber to gradually contract at a leading edge of the auxiliary pulse .
インクを収容する圧力室と、
前記圧力室に連通するノズルを備えるノズルプレートと、
前記圧力室に対応して設けられ、前記圧力室の容積を変位させるアクチュエータと、
前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、
を具備し、
前記駆動回路は、
前記アクチュエータに、インクを吐出するための駆動パルスに先立ってインクを吐出しない補助パルスとして、前記圧力室を収縮する向きに駆動し、その収縮状態を保持した後復帰させるパルスであり、当該補助パルスの開始から終了までの時間は、圧力室の圧力振動周期以上であるパルスを与え
前記補助パルスは、当該補助パルスの前縁で、前記圧力室を複数回に分けて段階的に収縮させる、インクジェットヘッド。
A pressure chamber that contains ink;
a nozzle plate having a nozzle communicating with the pressure chamber;
an actuator provided corresponding to the pressure chamber and displacing a volume of the pressure chamber;
A drive circuit for driving the actuator;
Equipped with
The drive circuit includes:
a pulse is applied to the actuator as an auxiliary pulse that does not eject ink prior to a drive pulse for ejecting ink, the pulse being a pulse that drives the pressure chamber in a direction to contract and returns to its original state after maintaining the contracted state, the pulse having a time period from start to finish that is equal to or longer than the pressure vibration period of the pressure chamber ;
The auxiliary pulse causes the pressure chamber to contract stepwise in a plurality of times at a leading edge of the auxiliary pulse .
前記駆動パルスは、前記圧力室を拡張状態としてインクを引き込み、そのインクの前記圧力室内における圧力が負圧から正圧に代わった後に前記圧力室を前記拡張状態から復帰させることでさらに前記圧力を増大させてインクを吐出させ、その後、前記圧力室の収縮と拡張とを行うことで残留振動をキャンセルするパルスである、請求項1乃至6のうちいずれか1項記載のインクジェットヘッド。 7. An inkjet head according to claim 1, wherein the drive pulse is a pulse that expands the pressure chamber to draw in ink, and then returns the pressure chamber from the expanded state after the pressure of the ink in the pressure chamber has changed from negative pressure to positive pressure, thereby further increasing the pressure and ejecting ink, and then contracts and expands the pressure chamber to cancel residual vibration. 前記補助パルスは、当該補助パルスの後縁で、前記圧力室の残留振動を減少させる、請求項1乃至のうちいずれか1項記載のインクジェットヘッド。 The ink jet head according to claim 1 , wherein the auxiliary pulse reduces residual vibration of the pressure chamber at a trailing edge of the auxiliary pulse . 前記補助パルスは、当該補助パルスの後縁で、前記圧力室の残留振動が残っているうちに、前記駆動パルスの出力を開始する、請求項1乃至のうちいずれか1項記載のインクジェットヘッド。 8. The ink jet head according to claim 1 , wherein the auxiliary pulse starts outputting the drive pulse at a trailing edge of the auxiliary pulse while residual vibration remains in the pressure chamber. 隣接する前記圧力室は、前記アクチュエータを共有する、請求項1乃至のうちいずれか1項記載のインクジェットヘッド。
The ink jet head according to claim 1 , wherein adjacent pressure chambers share the actuator.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000168071A (en) 1998-12-09 2000-06-20 Nec Corp Method of and apparatus for driving print head in ink jet printer
JP2007022073A (en) 2005-06-16 2007-02-01 Toshiba Tec Corp Ink jet head driving method and driving apparatus
JP2010131988A (en) 2008-11-07 2010-06-17 Konica Minolta Ij Technologies Inc Ink jet record device and ink jet record method
JP2013006333A (en) 2011-06-23 2013-01-10 Seiko Epson Corp Liquid ejecting apparatus
JP2016006746A (en) 2014-06-20 2016-01-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 INK JET DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRONIC DEVICE USING INK JET DEVICE

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3978753B2 (en) * 1997-12-17 2007-09-19 ソニー株式会社 Ink jet printer, and recording head drive apparatus and method for ink jet printer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000168071A (en) 1998-12-09 2000-06-20 Nec Corp Method of and apparatus for driving print head in ink jet printer
JP2007022073A (en) 2005-06-16 2007-02-01 Toshiba Tec Corp Ink jet head driving method and driving apparatus
JP2010131988A (en) 2008-11-07 2010-06-17 Konica Minolta Ij Technologies Inc Ink jet record device and ink jet record method
JP2013006333A (en) 2011-06-23 2013-01-10 Seiko Epson Corp Liquid ejecting apparatus
JP2016006746A (en) 2014-06-20 2016-01-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 INK JET DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRONIC DEVICE USING INK JET DEVICE

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