JPH11991A - インクジェット記録装置 - Google Patents
インクジェット記録装置Info
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- JPH11991A JPH11991A JP15360897A JP15360897A JPH11991A JP H11991 A JPH11991 A JP H11991A JP 15360897 A JP15360897 A JP 15360897A JP 15360897 A JP15360897 A JP 15360897A JP H11991 A JPH11991 A JP H11991A
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- Japan
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- ink
- displacement
- pressure
- recording apparatus
- jet recording
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 キャリッジの移動に伴う圧力変動でドット径
がばらついて画像品質が低下し、また、インクだれを生
じやすい。 【解決手段】 キャリッジの移動によって発生する圧力
変動P1と逆極性で略同一の振幅を有する圧力変動P1
を発生する変位発生手段50を備えた。
がばらついて画像品質が低下し、また、インクだれを生
じやすい。 【解決手段】 キャリッジの移動によって発生する圧力
変動P1と逆極性で略同一の振幅を有する圧力変動P1
を発生する変位発生手段50を備えた。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はインクジェット記録装置
に関し、特に高品質の画像を印写するためのインクジェ
ット記録装置に関する。
に関し、特に高品質の画像を印写するためのインクジェ
ット記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の
画像形成装置として用いるインクジェット記録装置にお
いては、インク滴を吐出する複数のノズル孔と、各ノズ
ルが連通するインク液室と、各インク液室内のインクを
加圧してノズル孔からインク滴を吐出させるためのエネ
ルギーを発生する電気機械変換素子或いは電気熱変換素
子等のエネルギー発生手段とを備えたインクジェットヘ
ッドを記録ヘッドに用いて、ヘッドのエネルギー発生手
段を印字データに応じて駆動することで所要のノズルか
らインク滴を吐出させて画像を記録する。
画像形成装置として用いるインクジェット記録装置にお
いては、インク滴を吐出する複数のノズル孔と、各ノズ
ルが連通するインク液室と、各インク液室内のインクを
加圧してノズル孔からインク滴を吐出させるためのエネ
ルギーを発生する電気機械変換素子或いは電気熱変換素
子等のエネルギー発生手段とを備えたインクジェットヘ
ッドを記録ヘッドに用いて、ヘッドのエネルギー発生手
段を印字データに応じて駆動することで所要のノズルか
らインク滴を吐出させて画像を記録する。
【0003】このようなインクジェット記録装置とし
て、複数の色のインク滴を吐出する記録ヘッドと、記録
ヘッドのインクを供給するためのインクカートリッジを
キャリッジに搭載して、キャリッジを主走査方向に走査
させ、用紙を副走査方向に送りながら、記録ヘッドから
所要の色のインク滴を吐出させて用紙上にカラー画像を
記録するシリアルスキャン型カラー記録装置が一般的で
ある。
て、複数の色のインク滴を吐出する記録ヘッドと、記録
ヘッドのインクを供給するためのインクカートリッジを
キャリッジに搭載して、キャリッジを主走査方向に走査
させ、用紙を副走査方向に送りながら、記録ヘッドから
所要の色のインク滴を吐出させて用紙上にカラー画像を
記録するシリアルスキャン型カラー記録装置が一般的で
ある。
【0004】ところで、インクジェット記録装置におい
ては記録速度の高速化を図るために記録ヘッドを構成し
ているインクジェットヘッドを高周波数で駆動すると共
に、キャリッジの走査速度も高速化している。
ては記録速度の高速化を図るために記録ヘッドを構成し
ているインクジェットヘッドを高周波数で駆動すると共
に、キャリッジの走査速度も高速化している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したように記録速
度の高速化の要請に伴ってキャリッジの走査速度を高く
すると、短い時間でキャリッジ速度を立上げることが必
要になる。ところが、キャリッジ速度の立上げ時間を短
くするに従ってキャリッジに搭載している記録ヘッドや
インクカートリッジに加わる加速度が大きくなり、記録
ヘッドやインクカートリッジ内に保持しているインクに
加速度が作用して圧力変動が発生する。
度の高速化の要請に伴ってキャリッジの走査速度を高く
すると、短い時間でキャリッジ速度を立上げることが必
要になる。ところが、キャリッジ速度の立上げ時間を短
くするに従ってキャリッジに搭載している記録ヘッドや
インクカートリッジに加わる加速度が大きくなり、記録
ヘッドやインクカートリッジ内に保持しているインクに
加速度が作用して圧力変動が発生する。
【0006】このように記録ヘッドやインクカートリッ
ジ内のインクに加速度が作用して圧力変動が発生する
と、微小なインク滴を吐出する際のインク滴吐出特性が
変動し、特に第1ドットのドット径が大きくなり、画像
品質が低下する。また、圧力変動によりインクのメニス
カスがノズル孔から突出してノズル表面にインクだれを
生じ、用紙の汚れなどを生じ易くなる。
ジ内のインクに加速度が作用して圧力変動が発生する
と、微小なインク滴を吐出する際のインク滴吐出特性が
変動し、特に第1ドットのドット径が大きくなり、画像
品質が低下する。また、圧力変動によりインクのメニス
カスがノズル孔から突出してノズル表面にインクだれを
生じ、用紙の汚れなどを生じ易くなる。
【0007】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、キャリッジの移動に伴う圧力変動によるドット径
のバラツキを低減して画像品質を向上し、また圧力変動
によるノズル表面でのインクだれを防止することを目的
とする。
あり、キャリッジの移動に伴う圧力変動によるドット径
のバラツキを低減して画像品質を向上し、また圧力変動
によるノズル表面でのインクだれを防止することを目的
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項1のインクジェット記録装置は、エネルギー
発生手段で発生したエネルギーによって液室内のインク
を加圧してノズル孔からインク滴を吐出する記録ヘッド
を備えたインクジェット記録装置において、前記キャリ
ッジの移動に伴って発生する圧力変動と逆極性の圧力変
動を発生させる圧力発生手段を備えている構成とした。
め、請求項1のインクジェット記録装置は、エネルギー
発生手段で発生したエネルギーによって液室内のインク
を加圧してノズル孔からインク滴を吐出する記録ヘッド
を備えたインクジェット記録装置において、前記キャリ
ッジの移動に伴って発生する圧力変動と逆極性の圧力変
動を発生させる圧力発生手段を備えている構成とした。
【0009】請求項2のインクジェット記録装置は、上
記請求項1のインクジェット記録装置において、前記圧
力発生手段は、前記記録ヘッドにインクを供給するイン
ク供給パイプ内のインクに変位を発生させる変位発生手
段を備えている構成とした。
記請求項1のインクジェット記録装置において、前記圧
力発生手段は、前記記録ヘッドにインクを供給するイン
ク供給パイプ内のインクに変位を発生させる変位発生手
段を備えている構成とした。
【0010】請求項3のインクジェット記録装置は、上
記請求項2のインクジェット記録装置において、前記イ
ンク供給パイプ内のインクの流れをx、キャリッジの移
動により発生する圧力をpとするとき、d2x/dt2=
−p、の微分方程式で得られる変位データ(x)に基づ
いて前記インク供給パイプ内のインクに変位を発生させ
る構成とした。
記請求項2のインクジェット記録装置において、前記イ
ンク供給パイプ内のインクの流れをx、キャリッジの移
動により発生する圧力をpとするとき、d2x/dt2=
−p、の微分方程式で得られる変位データ(x)に基づ
いて前記インク供給パイプ内のインクに変位を発生させ
る構成とした。
【0011】請求項4のインクジェット記録装置は、上
記請求項2又は3のインクジェット記録装置において、
前記変位発生手段が圧電バイモルフ型ポンプを備えてい
る構成とした。
記請求項2又は3のインクジェット記録装置において、
前記変位発生手段が圧電バイモルフ型ポンプを備えてい
る構成とした。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図1は本発明に係るインクジ
ェット記録装置の機構部の概略斜視図、図2は図1の要
部概略斜視図、図3は図1の要部概略断面図である。
図面を参照して説明する。図1は本発明に係るインクジ
ェット記録装置の機構部の概略斜視図、図2は図1の要
部概略斜視図、図3は図1の要部概略断面図である。
【0013】このインクジェット記録装置は、左右の側
板1,2間(図2参照)に横架したガイドロッド3とガ
イド板4とでキャリッジ5を主走査方向(図2の矢示A
方向)に摺動自在に保持し、キャリッジ5の下面側には
インクジェットヘッドからなる記録ヘッド6をインク滴
吐出方向を下方に向けて装着し、キャリッジ5の上面側
には記録ヘッド6にインクを供給するためのインクタン
ク(インクカートリッジ)7を装着している。
板1,2間(図2参照)に横架したガイドロッド3とガ
イド板4とでキャリッジ5を主走査方向(図2の矢示A
方向)に摺動自在に保持し、キャリッジ5の下面側には
インクジェットヘッドからなる記録ヘッド6をインク滴
吐出方向を下方に向けて装着し、キャリッジ5の上面側
には記録ヘッド6にインクを供給するためのインクタン
ク(インクカートリッジ)7を装着している。
【0014】記録ヘッド6は、イエロー(Y)インク、
マゼンタ(M)インク、シアン(C)インク、ブラック
(Bk)インクを吐出する4個のヘッド主走査方向に配
列してなる。これらの各ヘッドに各色のインクを供給す
るためインクタンク7も各色の4個のインクタンクから
なる。
マゼンタ(M)インク、シアン(C)インク、ブラック
(Bk)インクを吐出する4個のヘッド主走査方向に配
列してなる。これらの各ヘッドに各色のインクを供給す
るためインクタンク7も各色の4個のインクタンクから
なる。
【0015】そして、キャリッジ5は、ステッピングモ
ータからなる主走査モータ8で回転される駆動プーリ9
と従動プーリ10との間に張装したタイミングベルト1
1に連結して、主走査モータ8を駆動制御することによ
ってキャリッジ5、即ち記録ヘッド6が主走査方向に移
動されるようにしている。
ータからなる主走査モータ8で回転される駆動プーリ9
と従動プーリ10との間に張装したタイミングベルト1
1に連結して、主走査モータ8を駆動制御することによ
ってキャリッジ5、即ち記録ヘッド6が主走査方向に移
動されるようにしている。
【0016】一方、用紙14を副走査方向(図2の矢示
B方向)に搬送するためにプラテンローラ(以下、単に
「プラテン」という。)15と、プラテン15の周面に
押し付けて配設した給紙ローラ16,17及び用紙送り
角を規定するピンチローラ18と、記録ヘッド6が対向
するガイド板19と、記録ヘッド6より用紙搬送方向下
流側の排紙ローラ20及びこの排紙ローラ20に押し付
けられて当接する用紙押え用拍車ローラ21とを備えて
いる。
B方向)に搬送するためにプラテンローラ(以下、単に
「プラテン」という。)15と、プラテン15の周面に
押し付けて配設した給紙ローラ16,17及び用紙送り
角を規定するピンチローラ18と、記録ヘッド6が対向
するガイド板19と、記録ヘッド6より用紙搬送方向下
流側の排紙ローラ20及びこの排紙ローラ20に押し付
けられて当接する用紙押え用拍車ローラ21とを備えて
いる。
【0017】そして、ステッピングモータからなる副走
査モータ23の回転をギヤ24〜26及びプラテンギヤ
27を介してプラテン15に伝達して、プラテン15を
回転駆動することによって給紙部28に収納した用紙1
4をプラテン15と給紙ローラ16,17及び用紙押え
用ローラ18を経て、記録ヘッド6とガイド板19との
間に送り込み、プラテン15で用紙14を所定量ずつ送
りながら、プラテンギヤ27に噛み合うギヤ29を介し
て回転される排紙ローラ20及び用紙押え用拍車ローラ
21で用紙14を排紙方向(図2の矢示B方向)に送り
出す。
査モータ23の回転をギヤ24〜26及びプラテンギヤ
27を介してプラテン15に伝達して、プラテン15を
回転駆動することによって給紙部28に収納した用紙1
4をプラテン15と給紙ローラ16,17及び用紙押え
用ローラ18を経て、記録ヘッド6とガイド板19との
間に送り込み、プラテン15で用紙14を所定量ずつ送
りながら、プラテンギヤ27に噛み合うギヤ29を介し
て回転される排紙ローラ20及び用紙押え用拍車ローラ
21で用紙14を排紙方向(図2の矢示B方向)に送り
出す。
【0018】このように構成したこの記録装置では、記
録ヘッド6(キャリッジ5)を主走査方向に移動走査さ
せながら、用紙14を副走査方向に搬送して、記録ヘッ
ド6のノズルからインク滴を噴射させることによって、
用紙14上に所要のカラー画像を記録する。
録ヘッド6(キャリッジ5)を主走査方向に移動走査さ
せながら、用紙14を副走査方向に搬送して、記録ヘッ
ド6のノズルからインク滴を噴射させることによって、
用紙14上に所要のカラー画像を記録する。
【0019】また、このプリンタにおいては、キャリッ
ジ5の主走査領域の右側部分に、記録ヘッド6の信頼性
維持回復機構(サブシステム)30を配設し、印字待機
状態にあるとき、ホスト側から所定時間印刷データが転
送されないとき、或いは予め定めた時間間隔などで、記
録ヘッド6のノズル面やノズルの汚れを除去するなどの
信頼性維持回復動作を行う。
ジ5の主走査領域の右側部分に、記録ヘッド6の信頼性
維持回復機構(サブシステム)30を配設し、印字待機
状態にあるとき、ホスト側から所定時間印刷データが転
送されないとき、或いは予め定めた時間間隔などで、記
録ヘッド6のノズル面やノズルの汚れを除去するなどの
信頼性維持回復動作を行う。
【0020】次に、記録ヘッド6を構成しているインク
ジェットヘッドについて図4を参照して説明する。この
インクジェットヘッドは、セラミック、ガラスエポキシ
樹脂等からなる絶縁性の基板31上に、積層型圧電素子
である複数の圧電素子32を配列して接合し、駆動ユニ
ット33を構成している。
ジェットヘッドについて図4を参照して説明する。この
インクジェットヘッドは、セラミック、ガラスエポキシ
樹脂等からなる絶縁性の基板31上に、積層型圧電素子
である複数の圧電素子32を配列して接合し、駆動ユニ
ット33を構成している。
【0021】そして、この駆動ユニット33上に、Ni
電鋳工法等で製造した振動板34、感光性樹脂フィルム
(DFR)等からなる液室隔壁部材35、及びノズル3
6を形成したNi電鋳工法等で製造したノズル形成部材
37を順次積層して接合した液室ユニット38を接合し
ている。
電鋳工法等で製造した振動板34、感光性樹脂フィルム
(DFR)等からなる液室隔壁部材35、及びノズル3
6を形成したNi電鋳工法等で製造したノズル形成部材
37を順次積層して接合した液室ユニット38を接合し
ている。
【0022】この液室ユニット38の振動板34、液室
隔壁部材35及びノズル形成部材37によって、各圧電
素子32に対応する圧力室40と、圧力室40の両側に
位置する共通インク室41と、各共通インク室41から
圧力室40にインクを供給するインク供給路42を形成
している。そして、共通インク室41にインクを供給す
るためにインク供給パイプ43を接続している。このイ
ンク供給パイプ43は図3に示すようにインクカートリ
ッジ7に接続される。
隔壁部材35及びノズル形成部材37によって、各圧電
素子32に対応する圧力室40と、圧力室40の両側に
位置する共通インク室41と、各共通インク室41から
圧力室40にインクを供給するインク供給路42を形成
している。そして、共通インク室41にインクを供給す
るためにインク供給パイプ43を接続している。このイ
ンク供給パイプ43は図3に示すようにインクカートリ
ッジ7に接続される。
【0023】これらの駆動ユニット33及び液室ユニッ
ト38を接合してなるインクジェットヘッドは、ヘッド
ケース44内に収容し、このヘッドケース44内には圧
電素子32を画像信号に応じて駆動するための駆動回路
45も収容している。この駆動回路45からは、共通信
号ライン46を通じて複数の圧電素子32,32……の
共通電極に対して共通電圧を印加し、選択信号ライン4
7を通じて複数の圧電素子32,32……の各選択電極
に対して画像信号に応じた選択信号を印加して、画像信
号に応じて複数の圧電素子32,32……を選択的に駆
動する。
ト38を接合してなるインクジェットヘッドは、ヘッド
ケース44内に収容し、このヘッドケース44内には圧
電素子32を画像信号に応じて駆動するための駆動回路
45も収容している。この駆動回路45からは、共通信
号ライン46を通じて複数の圧電素子32,32……の
共通電極に対して共通電圧を印加し、選択信号ライン4
7を通じて複数の圧電素子32,32……の各選択電極
に対して画像信号に応じた選択信号を印加して、画像信
号に応じて複数の圧電素子32,32……を選択的に駆
動する。
【0024】このインクジェットヘッドの作用について
図5を参照して説明しておくと、同図(a)に示すよう
に、圧力室40の定常状態では、インクの表面張力によ
るメニスカス49がノズル36のインク吐出側に形成さ
れ、インクの表面張力とインク内圧が平衡している。こ
の状態で、画像信号に応じて圧電素子32の選択電極に
駆動波形(10〜50Vのパルス電圧)を印加すること
によって、圧電素子32に同図に示す矢示δ方向(積層
方向)の変位が生起し、同図(b)に示すように振動板
34を介して圧力室40内容積が減少し、圧力室40内
圧力が上昇してノズル36からインク滴が吐出される。
図5を参照して説明しておくと、同図(a)に示すよう
に、圧力室40の定常状態では、インクの表面張力によ
るメニスカス49がノズル36のインク吐出側に形成さ
れ、インクの表面張力とインク内圧が平衡している。こ
の状態で、画像信号に応じて圧電素子32の選択電極に
駆動波形(10〜50Vのパルス電圧)を印加すること
によって、圧電素子32に同図に示す矢示δ方向(積層
方向)の変位が生起し、同図(b)に示すように振動板
34を介して圧力室40内容積が減少し、圧力室40内
圧力が上昇してノズル36からインク滴が吐出される。
【0025】そして、インク滴吐出の終了に伴い、圧力
室40内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性と
駆動パルス(駆動波形)の放電過程によって圧力室40
内に負圧が発生してインク充填行程へ移行する。このと
き、インクカートリッジ7からインク供給パイプ43を
介して供給されるインクは共通インク室41に流入し、
共通インク室41からインク供給路42を経て圧力室4
0内に充填される。そして、ノズル36の出口のインク
メニスカス面の振動が減衰し、ある程度定常状態に戻れ
ば次のインク滴吐出動作に移行する。
室40内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性と
駆動パルス(駆動波形)の放電過程によって圧力室40
内に負圧が発生してインク充填行程へ移行する。このと
き、インクカートリッジ7からインク供給パイプ43を
介して供給されるインクは共通インク室41に流入し、
共通インク室41からインク供給路42を経て圧力室4
0内に充填される。そして、ノズル36の出口のインク
メニスカス面の振動が減衰し、ある程度定常状態に戻れ
ば次のインク滴吐出動作に移行する。
【0026】このインクジェット記録装置においては、
図3に示すように、インクカートリッジ7から記録ヘッ
ド6にインクを供給するためのインク供給パイプ43
に、インクの変位を発生させる変位発生手段である圧電
バイモルフ型ポンプ50を連通接続している。この圧電
バイモルフ型ポンプ50は、図6にも示すようにケース
部材51内にバイモルフ振動子52を弾性体モールド5
3で固定してなる変形可能な隔壁部材54を設けて、ケ
ース部材51内を2つの室S1、S2に画成し、一方の
室S1をパイプ部材55を介してインク供給パイプ43
に連通させている。
図3に示すように、インクカートリッジ7から記録ヘッ
ド6にインクを供給するためのインク供給パイプ43
に、インクの変位を発生させる変位発生手段である圧電
バイモルフ型ポンプ50を連通接続している。この圧電
バイモルフ型ポンプ50は、図6にも示すようにケース
部材51内にバイモルフ振動子52を弾性体モールド5
3で固定してなる変形可能な隔壁部材54を設けて、ケ
ース部材51内を2つの室S1、S2に画成し、一方の
室S1をパイプ部材55を介してインク供給パイプ43
に連通させている。
【0027】そして、この圧電バイモルフ型ポンプ50
において、バイモルフ振動子54に電圧波形を印加する
ことで、電圧に比例してバイモルフ振動子54が同図に
破線で示すように変形し、これによって室S1の内容積
が変化するので、この室S1にパイプ部材55を介して
連通しているインク供給パイプ43内のインクに変位を
発生させることができる。
において、バイモルフ振動子54に電圧波形を印加する
ことで、電圧に比例してバイモルフ振動子54が同図に
破線で示すように変形し、これによって室S1の内容積
が変化するので、この室S1にパイプ部材55を介して
連通しているインク供給パイプ43内のインクに変位を
発生させることができる。
【0028】次に、このインクジェット記録装置におけ
る制御部の概要について図7を参照して説明する。この
制御部は、記録装置全体の制御を司るマイクロコンピュ
ータ(以下、「CPU」と称する。)60と、本発明に
係る変位データ等の必要な固定情報を格納したROM6
1と、画像メモリ、ワーキングメモリ等として使用する
RAM62と、パラレル入出力(PIO)ポート63
と、入力バッファ64と、出力バッファ65と、パラレ
ル入出力(PIO)ポート66,67と、ヘッド6の各
圧電素子の共通電極に対して駆動波形を印加する共通ド
ライバ69と、ヘッド6の各圧電素子を印写データに応
じて選択する選択信号を与えるドライバ70と、主走査
モータ8及び副走査モータ23を各々駆動制御するモー
タドライバ71と、変位発生手段(バイモルフ型ポン
プ)50を駆動制御するドライバ72等を備えている。
る制御部の概要について図7を参照して説明する。この
制御部は、記録装置全体の制御を司るマイクロコンピュ
ータ(以下、「CPU」と称する。)60と、本発明に
係る変位データ等の必要な固定情報を格納したROM6
1と、画像メモリ、ワーキングメモリ等として使用する
RAM62と、パラレル入出力(PIO)ポート63
と、入力バッファ64と、出力バッファ65と、パラレ
ル入出力(PIO)ポート66,67と、ヘッド6の各
圧電素子の共通電極に対して駆動波形を印加する共通ド
ライバ69と、ヘッド6の各圧電素子を印写データに応
じて選択する選択信号を与えるドライバ70と、主走査
モータ8及び副走査モータ23を各々駆動制御するモー
タドライバ71と、変位発生手段(バイモルフ型ポン
プ)50を駆動制御するドライバ72等を備えている。
【0029】ここで、PIO63にはホスト側からの印
字データや図示しないオペレーションパネルからの指示
信号などが入力される。また、入力バッファ64は、P
IO63を介して受信するホスト側からの印字データを
一時格納し、所定の処理を行った後出力バッファ65に
転送する。出力バッファ65に蓄積された印写データは
所要のタイミングで読み出されてPIO66に印写デー
タとして送出され、PIO66からドライバ69に与え
られて、ドライバ69から選択信号として記録ヘッド6
に送出する。
字データや図示しないオペレーションパネルからの指示
信号などが入力される。また、入力バッファ64は、P
IO63を介して受信するホスト側からの印字データを
一時格納し、所定の処理を行った後出力バッファ65に
転送する。出力バッファ65に蓄積された印写データは
所要のタイミングで読み出されてPIO66に印写デー
タとして送出され、PIO66からドライバ69に与え
られて、ドライバ69から選択信号として記録ヘッド6
に送出する。
【0030】また、PIO67を介してモータドライバ
71に対して駆動制御信号を出力して、キャリッジ5を
主走査方向の移動走査し、プラテン15を回転させて用
紙14を所定量搬送させる。さらに、キャリッジ5の移
動開始時等の加減速時時にPIO66を介してドライバ
72に変位発生手段50のバイモルフ振動子54を駆動
する信号を出力して、ヘッド6へのインク供給パイプ4
3内のインクに対して変位を与える。
71に対して駆動制御信号を出力して、キャリッジ5を
主走査方向の移動走査し、プラテン15を回転させて用
紙14を所定量搬送させる。さらに、キャリッジ5の移
動開始時等の加減速時時にPIO66を介してドライバ
72に変位発生手段50のバイモルフ振動子54を駆動
する信号を出力して、ヘッド6へのインク供給パイプ4
3内のインクに対して変位を与える。
【0031】次に、このように構成したこのインクジェ
ット記録装置の作用について図8以降をも参照して説明
する。先ず、最短距離印字モード(双方向印字モードで
キャリッジの停止位置から当該印字行の近い方の印字ド
ット位置にキャリッジを移動して印字を行なうモード)
で印写を行なうために、キャリッジ5を目的とする印字
開始位置まで高速移動した後、一旦停止し、加速して印
字のための定速移動に変化させた場合には、キャリッジ
速度は図8(a)に示すように変化する。
ット記録装置の作用について図8以降をも参照して説明
する。先ず、最短距離印字モード(双方向印字モードで
キャリッジの停止位置から当該印字行の近い方の印字ド
ット位置にキャリッジを移動して印字を行なうモード)
で印写を行なうために、キャリッジ5を目的とする印字
開始位置まで高速移動した後、一旦停止し、加速して印
字のための定速移動に変化させた場合には、キャリッジ
速度は図8(a)に示すように変化する。
【0032】このキャリッジ5の移動によって発生する
加速度とこのキャリッジ5の移動によって発生するイン
クカートリッジ7の内圧変化を測定すると、同図
(b)、((c)に示すようになる。なお、インクカー
トリッジ7の内圧の測定は、インクカートリッジ7内に
圧力センサを設置して行った。
加速度とこのキャリッジ5の移動によって発生するイン
クカートリッジ7の内圧変化を測定すると、同図
(b)、((c)に示すようになる。なお、インクカー
トリッジ7の内圧の測定は、インクカートリッジ7内に
圧力センサを設置して行った。
【0033】同図(c)から分るように、キャリッジ5
を移動させた場合の加速度によってヘッドには圧力波の
残留振動81が発生する。この残留振動81は、記録ヘ
ッド6の内圧(インクカートリッジ7の内圧にほぼ等し
い。)の変化を引き起こすことになる。
を移動させた場合の加速度によってヘッドには圧力波の
残留振動81が発生する。この残留振動81は、記録ヘ
ッド6の内圧(インクカートリッジ7の内圧にほぼ等し
い。)の変化を引き起こすことになる。
【0034】そこで、この残留振動とインクジェットヘ
ッド(記録ヘッド6)のメニスカス面49との関係を図
9に示している。図8(c)に示す残留振動81のの
部分ではヘッド内圧力は正圧になるので、図9(a)に
示すようにメニスカス面49はノズル36の吐出面より
も出っ張った位置になる。同様に、残留振動81のの
部分ではヘッド内圧力は負圧になるので、同図(b)に
示すようにメニスカス面49はノズル36の吐出面より
も引っ込んだ位置になる。
ッド(記録ヘッド6)のメニスカス面49との関係を図
9に示している。図8(c)に示す残留振動81のの
部分ではヘッド内圧力は正圧になるので、図9(a)に
示すようにメニスカス面49はノズル36の吐出面より
も出っ張った位置になる。同様に、残留振動81のの
部分ではヘッド内圧力は負圧になるので、同図(b)に
示すようにメニスカス面49はノズル36の吐出面より
も引っ込んだ位置になる。
【0035】更に、残留振動81のの部分ではヘッド
内圧力は正圧になるので、同図(c)に示すようにメニ
スカス面49のノズル36の吐出面より出っ張るが、残
留振動が減衰しているので、出っ張り量はに比較して
小さくなる。更にまた、残留振動81のの部分ではヘ
ッド内圧力は負圧になるので、同図(d)に示すように
メニスカス面49のノズル36の吐出面より引っ込む
が、残留振動が減衰しているので、引っ込み量はに比
較して小さくなる。そして、漸次、同図(e)に示すよ
うに定常状態に移行する。
内圧力は正圧になるので、同図(c)に示すようにメニ
スカス面49のノズル36の吐出面より出っ張るが、残
留振動が減衰しているので、出っ張り量はに比較して
小さくなる。更にまた、残留振動81のの部分ではヘ
ッド内圧力は負圧になるので、同図(d)に示すように
メニスカス面49のノズル36の吐出面より引っ込む
が、残留振動が減衰しているので、引っ込み量はに比
較して小さくなる。そして、漸次、同図(e)に示すよ
うに定常状態に移行する。
【0036】また、上述した測定に伴って用紙(媒体)
への打込み精度(隣接ドットピッチ精度)及びドット径
を測定した。この測定による印字サンプルを図10に示
し、隣接ドットピッチ精度及びドット径の測定結果を図
11に示している。これらの図から分かるように、隣接
ドットピッチ精度(隣接ドット位置精度)はキャリッジ
の移動による圧力変動の影響をさほど受けないが、第1
ドットのドット径は大きく影響を受けている。
への打込み精度(隣接ドットピッチ精度)及びドット径
を測定した。この測定による印字サンプルを図10に示
し、隣接ドットピッチ精度及びドット径の測定結果を図
11に示している。これらの図から分かるように、隣接
ドットピッチ精度(隣接ドット位置精度)はキャリッジ
の移動による圧力変動の影響をさほど受けないが、第1
ドットのドット径は大きく影響を受けている。
【0037】以上のことから推測すると、印字開始時に
おけるメニスカス面49は、図9(a)に示す位置にあ
り、このとき駆動パルスがヘッドのエネルギー発生手段
に印加されると、定常状態のメニスカス位置(同図
(e)の位置)よりも出っ張っているために、インク滴
の体積が大きくなり、その結果、媒体上に形成されるド
ットの径も大きくなると考えられる。第1ドットのイン
ク滴吐出後は、この噴射に伴う圧力変動が発生し、この
圧力変動はキャリッジの移動による残留振動よりも数倍
大きな値になるため、残留振動による影響は少なくなっ
てインク滴体積の変動も少なくなる。
おけるメニスカス面49は、図9(a)に示す位置にあ
り、このとき駆動パルスがヘッドのエネルギー発生手段
に印加されると、定常状態のメニスカス位置(同図
(e)の位置)よりも出っ張っているために、インク滴
の体積が大きくなり、その結果、媒体上に形成されるド
ットの径も大きくなると考えられる。第1ドットのイン
ク滴吐出後は、この噴射に伴う圧力変動が発生し、この
圧力変動はキャリッジの移動による残留振動よりも数倍
大きな値になるため、残留振動による影響は少なくなっ
てインク滴体積の変動も少なくなる。
【0038】そこで、本発明ではキャリッジの加減速動
作によって発生する圧力変動と極性が反対で略同一の振
幅を有する圧力振動を発生させて、2つの圧力変動が打
消し合わせることで、キャリッジの加減速による圧力変
動をできる限り「0」に近づけるようにする。
作によって発生する圧力変動と極性が反対で略同一の振
幅を有する圧力振動を発生させて、2つの圧力変動が打
消し合わせることで、キャリッジの加減速による圧力変
動をできる限り「0」に近づけるようにする。
【0039】すなわち、前述した図8(c)でも説明し
たが、キャリッジ5を高速移動させた後加減速動作を行
ったときには図12(a)に示すように圧力変動が発生
し(この圧力変動を「実測圧力変動P1」とする。)て
ヘッドに作用し、加減速後には残留振動81が発生す
る。そこで、同図(b)に示すように実測圧力変動P1
と逆極性で略同一の振幅を有する圧力変動P2を発生さ
せて、これを実測圧力変動P1に加算すると、同図
(c)に示すように圧力変動P1,P2が互いに打ち消
し合うので、実際にヘッドに作用する圧力変動P3はほ
ぼ「0」になる。
たが、キャリッジ5を高速移動させた後加減速動作を行
ったときには図12(a)に示すように圧力変動が発生
し(この圧力変動を「実測圧力変動P1」とする。)て
ヘッドに作用し、加減速後には残留振動81が発生す
る。そこで、同図(b)に示すように実測圧力変動P1
と逆極性で略同一の振幅を有する圧力変動P2を発生さ
せて、これを実測圧力変動P1に加算すると、同図
(c)に示すように圧力変動P1,P2が互いに打ち消
し合うので、実際にヘッドに作用する圧力変動P3はほ
ぼ「0」になる。
【0040】これによって、キャリッジ5の移動に伴う
圧力変動によって生じる第1ドットの肥大化(インク滴
質量の増大)を防止することができ、全体としてドット
径のバラツキを低減することができて画像品質が向上す
ると共に、圧力変動自体を抑制しているので、メニスカ
スのノズル面(吐出面)からの突出を抑えることができ
てインクだれを防止することができる。
圧力変動によって生じる第1ドットの肥大化(インク滴
質量の増大)を防止することができ、全体としてドット
径のバラツキを低減することができて画像品質が向上す
ると共に、圧力変動自体を抑制しているので、メニスカ
スのノズル面(吐出面)からの突出を抑えることができ
てインクだれを防止することができる。
【0041】ここで、変位発生手段(バイモルフ型ポン
プ)50による圧力変動P2の発生について図13をも
参照して説明する。同図(a)は図12(a)の圧力変
動P1の極性を逆にして直線近似した圧力変動P4を示
し、同図(b)は図12(a)を右辺とする微分方程式
を解いて求められる変位(x)を示し、同図(c)は変
位(x)をインク供給パイプ43に与えることで発生す
る圧力変動P2を示し、同図(d)はインクカートリッ
ジ7で実測した圧力変動P3を示している。
プ)50による圧力変動P2の発生について図13をも
参照して説明する。同図(a)は図12(a)の圧力変
動P1の極性を逆にして直線近似した圧力変動P4を示
し、同図(b)は図12(a)を右辺とする微分方程式
を解いて求められる変位(x)を示し、同図(c)は変
位(x)をインク供給パイプ43に与えることで発生す
る圧力変動P2を示し、同図(d)はインクカートリッ
ジ7で実測した圧力変動P3を示している。
【0042】つまり、インク供給系はほぼ一次元の系と
みなすことができるので、インク変位(インク供給パイ
プ内のインクの流れ)xを制御することで、キャリッジ
の移動による圧力変動P1と逆極性で略同一の振幅を有
する圧力変動P2を発生させる。インク供給系内のイン
クに変位を発生させ、その時に発生する加速度により圧
力が発生する。
みなすことができるので、インク変位(インク供給パイ
プ内のインクの流れ)xを制御することで、キャリッジ
の移動による圧力変動P1と逆極性で略同一の振幅を有
する圧力変動P2を発生させる。インク供給系内のイン
クに変位を発生させ、その時に発生する加速度により圧
力が発生する。
【0043】このとき、インクの変位(x)は、実測圧
力変動P1の圧力をp、時間をtとするとき、d2x/
dt2=−p、で表わされる微分方程式を解くことで求
められる。また、初期条件は、t=0において、インク
供給系内のインクは静止しているので、dx/dt=0
となって、x=0となる。
力変動P1の圧力をp、時間をtとするとき、d2x/
dt2=−p、で表わされる微分方程式を解くことで求
められる。また、初期条件は、t=0において、インク
供給系内のインクは静止しているので、dx/dt=0
となって、x=0となる。
【0044】そこで、直線近似した各区間において、こ
の微分方程式を解くことによってインクの変位(x)が
求まるので、変位発生手段50によって上式を満足する
変位(x)をインク供給パイプ43内のインクに与える
ことで、実測圧力変動P1とほぼ同じ振幅で極性が逆の
圧力変動(圧力波形)P2が発生し、図13(d)に示
すようにキャリッジ5の移動に伴う実際の圧力変動P3
が極めて小さくなる。
の微分方程式を解くことによってインクの変位(x)が
求まるので、変位発生手段50によって上式を満足する
変位(x)をインク供給パイプ43内のインクに与える
ことで、実測圧力変動P1とほぼ同じ振幅で極性が逆の
圧力変動(圧力波形)P2が発生し、図13(d)に示
すようにキャリッジ5の移動に伴う実際の圧力変動P3
が極めて小さくなる。
【0045】なお、上記実施例においては、エネルギー
発生手段として圧電素子に用いるインクジェットヘッド
を備えたインクジェット記録装置に適用した例で説明し
たが、インクジェットヘッドとして圧電素子以外の電気
機械変換素子を用いるもの、或いは電気機械変換素子に
代えて電気熱変換素子をエネルギー発生手段として用い
るものなどを備えたインクジェット記録装置にも同様に
適用することができる。
発生手段として圧電素子に用いるインクジェットヘッド
を備えたインクジェット記録装置に適用した例で説明し
たが、インクジェットヘッドとして圧電素子以外の電気
機械変換素子を用いるもの、或いは電気機械変換素子に
代えて電気熱変換素子をエネルギー発生手段として用い
るものなどを備えたインクジェット記録装置にも同様に
適用することができる。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1のインク
ジェット記録装置によれば、キャリッジの移動に伴って
発生する圧力変動と逆極性の圧力変動を発生させる圧力
発生手段を備えたので、キャリッジの移動によるヘッド
内圧力変動を抑制することができて、ドット径のバラツ
キを低減して画像品質が向上すると共に、キャリッジの
移動による圧力変動自体が小さくなることでインクだれ
を防止できる。
ジェット記録装置によれば、キャリッジの移動に伴って
発生する圧力変動と逆極性の圧力変動を発生させる圧力
発生手段を備えたので、キャリッジの移動によるヘッド
内圧力変動を抑制することができて、ドット径のバラツ
キを低減して画像品質が向上すると共に、キャリッジの
移動による圧力変動自体が小さくなることでインクだれ
を防止できる。
【0047】請求項2のインクジェット記録装置によれ
ば、上記請求項1のインクジェット記録装置において、
圧力発生手段は、記録ヘッドにインクを供給するインク
供給パイプ内のインクに変位を発生させる変位発生手段
を備えたので、キャリッジの移動による圧力変動を容易
に抑制することができる。
ば、上記請求項1のインクジェット記録装置において、
圧力発生手段は、記録ヘッドにインクを供給するインク
供給パイプ内のインクに変位を発生させる変位発生手段
を備えたので、キャリッジの移動による圧力変動を容易
に抑制することができる。
【0048】請求項3のインクジェット記録装置によれ
ば、上記請求項2のインクジェット記録装置において、
インク供給パイプ内のインクの流れをx、キャリッジの
移動により発生する圧力をpとするとき、d2x/dt2
=−p、の微分方程式で得られる変位データ(x)に基
づいてインク供給パイプ内のインクに変位を発生させる
構成としたので、キャリッジの移動による圧力変動を容
易に抑制することができる逆極性で略同一の圧力変動を
発生させることができる。
ば、上記請求項2のインクジェット記録装置において、
インク供給パイプ内のインクの流れをx、キャリッジの
移動により発生する圧力をpとするとき、d2x/dt2
=−p、の微分方程式で得られる変位データ(x)に基
づいてインク供給パイプ内のインクに変位を発生させる
構成としたので、キャリッジの移動による圧力変動を容
易に抑制することができる逆極性で略同一の圧力変動を
発生させることができる。
【0049】請求項4のインクジェット記録装置によれ
ば、上記請求項2又は3のインクジェット記録装置にお
いて、変位発生手段が圧電バイモルフ型ポンプを備えて
いる構成としたので、キャリッジの移動による圧力変動
を抑制することができる逆極性で略同一の圧力変動を容
易に発生させることができる。。
ば、上記請求項2又は3のインクジェット記録装置にお
いて、変位発生手段が圧電バイモルフ型ポンプを備えて
いる構成としたので、キャリッジの移動による圧力変動
を抑制することができる逆極性で略同一の圧力変動を容
易に発生させることができる。。
【図1】本発明に係るインクジェット記録装置の機構部
の概略斜視図
の概略斜視図
【図2】図1の要部概略斜視図
【図3】図1の要部概略断面図
【図4】同インクジェットヘッドの分解斜視図
【図5】同インクジェットヘッドの作用説明に供する要
部拡大断面図
部拡大断面図
【図6】同記録装置の変位発生手段の断面図
【図7】同記録装置の制御部の概略ブロック図
【図8】キャリッジ速度、加速度及び圧力変動の関係を
説明する線図
説明する線図
【図9】圧力変動とメニスカス位置の関係を説明する要
部拡大断面図
部拡大断面図
【図10】印字行の第1〜第10ドット付近の印写パタ
ーンの一例を説明する説明図
ーンの一例を説明する説明図
【図11】図10の各ドットの隣接ドットピッチ及びド
ット径の測定結果を説明する説明図
ット径の測定結果を説明する説明図
【図12】本発明による圧力変動の抑制の説明に供する
説明図
説明図
【図13】変位発生手段の駆動制御の説明に供する説明
図
図
5…キャリッジ、6…記録ヘッド、8…主走査モータ、
15…プラテン、23…副走査モータ、31…基板、3
2…圧電素子、33…駆動ユニット、34…振動板、3
5…液室隔壁部材、36…ノズル、37…ノズル形成部
材、38…液室ユニット、43…インク供給パイプ、5
0…変位発生手段。
15…プラテン、23…副走査モータ、31…基板、3
2…圧電素子、33…駆動ユニット、34…振動板、3
5…液室隔壁部材、36…ノズル、37…ノズル形成部
材、38…液室ユニット、43…インク供給パイプ、5
0…変位発生手段。
Claims (4)
- 【請求項1】 エネルギー発生手段で発生したエネルギ
ーによって液室内のインクを加圧してノズル孔からイン
ク滴を吐出する記録ヘッドを備えたインクジェット記録
装置において、前記キャリッジの移動に伴って発生する
圧力変動と逆極性の圧力変動を発生させる圧力発生手段
を備えていることを特徴とするインクジェット記録装
置。 - 【請求項2】 請求項1に記載のインクジェット記録装
置において、前記圧力発生手段は、前記記録ヘッドにイ
ンクを供給するインク供給パイプ内のインクに変位を発
生させる変位発生手段を備えていることを特徴とするイ
ンクジェット記録装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載のインクジェット記録装
置において、前記インク供給パイプ内のインクの流れを
x、キャリッジの移動により発生する圧力をpとすると
き、d2x/dt2=−p、の微分方程式で得られる変位
データ(x)に基づいて前記インク供給パイプ内のイン
クに変位を発生させることを特徴とするインクジェット
記録装置。 - 【請求項4】 請求項2又は3に記載のインクジェット
記録装置において、前記変位発生手段が圧電バイモルフ
型ポンプを備えていることを特徴とするインクジェット
記録装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15360897A JPH11991A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | インクジェット記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15360897A JPH11991A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | インクジェット記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11991A true JPH11991A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15566213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15360897A Pending JPH11991A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | インクジェット記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11991A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7926929B2 (en) | 2007-01-24 | 2011-04-19 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | System and methods for producing composite colors having improved saturation using pigment-based inks on generic media |
-
1997
- 1997-06-11 JP JP15360897A patent/JPH11991A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7926929B2 (en) | 2007-01-24 | 2011-04-19 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | System and methods for producing composite colors having improved saturation using pigment-based inks on generic media |
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