JP2000255054A - インクジェットヘッドの駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 剪断モードインクジェットヘッドを駆動する
場合に、従来の一周期に複数のチャネルを同時駆動する
方法では、相互のチャネルが圧力変化の影響を受けるた
め、クロストークを生じ、インク滴吐出のタイミングず
れやインク滴形状の乱れ等を生じ鮮明ま画像の形成に問
題があった。またこのクロストークを解消するためには
駆動周期の数を増しチャネル相互の影響を無くせば良い
が、そうすると、記録速度も低下する問題がある。イン
クジェットヘッドの駆動方法におけるこのような問題を
解決する。 【解決手段】 駆動するチャネルの１周期内で複数のチ
ャネルを駆動する駆動パルスの位相を互いにずらす方法
によって上記のクロストークや画像形成の速度が遅くな
る等の問題を解消することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は少なくとも一部に
圧電駆動素子を用いた側壁によって多数のチャネルを構
成したインクジェットヘッドの駆動方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットヘッドは種々の方式が提
案されているが、その一つに剪断モードインクジェット
ヘッドがあり、図１、図２は１例として特開平２−１５
０３５５号の公報に記載されているインクジェットヘッ
ドの従来例を示す図で、１はインクチューブ、２はノズ
ル形成部材、３はノズル、４はインクチャネル、５は圧
電側壁、６はカバープレート、７はインク供給口、８は
基板、９、１０は電極である。そして、図２に示すよう
にインクチャネル４は圧電側壁５とカバープレート６及
び基板８によって形成されている。

【０００３】剪断モードインクジェットヘッドでは、図
２に示すようにカバープレート６と基板８の間に複数の
圧電側壁５で隔てられた多数のインクチャネルを構成
し、インクチャネル４の一端はノズル形成部材２に形成
されたノズル３につながり、インクチャネル４の他端は
インク供給口７に接続されている。インク供給口７はイ
ンクチューブ１によって図示されていないインクタンク
に接続されている。そして圧電側壁５に密着形成された
電極９、１０、１１に駆動パルス電圧を印加すると以下
述べる動作によってインク滴をノズル３から吐出する。

【０００４】圧電側壁５は図２（ａ）の矢印で示すよう
に分極方向が異なる２個の圧電材料から成る圧電側壁５
Ａと５Ｂとから構成されていて、電極９、１０、１１は
いずれにも駆動パルスが印加されない時は圧電側壁５
Ａ、５Ｂは変形しないが、図２（ｂ）に示すように電極
１０に駆動パルスが印加されると圧電材料の分極方向に
直角な方向の電界により、圧電側壁５Ａ、５Ｂとも圧電
側壁の接合面にズリ変形を生じ、それによりインクチャ
ネル４の圧力が変化する事によってインクチャネル４を
満たしているインクを一部ノズル３から吐出する。

【０００５】この多チャネルの剪断モードインクジェッ
トヘッドを駆動するには通常、３周期で行う。図３に示
すようにこの例ではインクジェットヘッドはＡ１、Ｂ
１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ａ３、Ｂ３、Ｃ３の９チ
ャネルで構成されているとして説明する。また関連する
パルスのタイムチャートを図４に示す。図４は縦には各
チャネルに加えられるパルス波形を又横には各周期（時
間）をとってある。

【０００６】図３（ａ）のように駆動パルスＰａを始め
の第１周期Ｔ１ではＡ１、Ａ２、Ａ３の３チャネルに同
時に印加し駆動すると、これらＡ１、Ｂ１、Ｃ１の３チ
ャネルの側壁が同時に変化し、各ノズルからインク滴を
吐出する。以下同様図３（ｂ）、図３（ｃ）に示すよう
に第２周期Ｔ２ではＢ１、Ｂ２、Ｂ３の３チャネルに同
時に駆動パルスを印加し、第３周期Ｔ３ではＣ１、Ｃ
２、Ｃ３の３チャネルに同時パルスを印加し駆動すると
各側壁が逐次変形し、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の３周期で一巡
すると、９チャネル全てが駆動されインク滴を吐出する
ことになる。勿論、実際に画像形成する場合には上記の
ように駆動すべき全てのチャネルに駆動パルスが印加さ
れるとは限らず、画像信号に応じて駆動されないチャネ
ルもある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上に説明した様に複数
のチャネルが多数並んだ剪断モードインクジェットヘッ
ドを３周期で駆動すると、圧電側壁５が変形して生ずる
圧力の一部が伝達して他のチャネルに影響し、駆動して
いるチャネルとチャネルの間でクロストークを生じ、イ
ンク滴の吐出を乱す結果となる。

【０００８】上記のように第１周期ではＡ１、Ａ２、Ａ
３の３チャネルが同時に駆動される。しかしチャネルＡ
１が駆動されるとその圧力変化の一部はチャネルＢ１を
経てチャネルＣ１にも伝達され、更に次のチャネルＡ２
にまでも伝わる。同様に同時に駆動されるチャネルＡ３
の圧力変化の一部も逆方向からこのチャネルＡ２にまで
伝わってチャネルＡ２はチャネルＡ２自身が駆動されて
生ずる圧力変化にチャネルＡ１とチャネルＡ３から伝達
して来た圧力変化が加わって通常より強力な圧力でイン
ク滴を吐出することになり、所謂クロストークを生ず
る。従ってインク滴吐出の速度が変化しタイミングが合
わなくなったり、インク滴の形状が変化したり画像形状
上問題点がある。

【０００９】前記のクロストークはチャネルを構成して
いる材料の剛性にもよるが、通常数チャネルまでも伝達
する、そこで同時に動作するチャネルの間隔を遠ざける
ため、駆動する周期を増やし、例えば６周期で駆動すれ
ば良いが、そうすると全体の画像形成時間が遅くなる等
の問題がある。

【００１０】本発明の目的は、インクジェットヘッドの
駆動に於ける前記のようなクロストークによるチャネル
間への影響の問題を解決することにあり、各チャネル共
クロストークの影響を受けない高速で確実、鮮明な画像
形成ができるインクジェットヘッドの駆動方法を提供す
ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の本発明の目的は、
側壁に隔てられて、端部にノズルを設けたインクチャネ
ルがｍ個設けられ、該側壁の一部又は全体が圧電材料で
構成され、各チャネルを駆動パルスで駆動してインクを
飛翔させるインクジェットヘッドの駆動方法において、
前記ｍ個のチャネルが配列順にｎ個を１単位とする単位
に分けられ、各単位に属する１チャネルを１周期内で駆
動し、ｎ周期で前記ｍ個のチャネルの全部が駆動される
駆動方法であって、隣り合う前記単位に属し、１周期内
に駆動されるチャネルを互いに時間的に重複しないよう
に位相をずらした駆動パルスで駆動することを特徴とす
るインクジェットヘッドの駆動方法によって達成され
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本実施の形態では、図３に示す９
チャネル構成のインクジェットヘッドが用いられる。全
チャネルはＡ１、Ｂ１、Ｃ１からなる単位Ｕ１、Ａ２、
Ｂ２、Ｃ２からなる単位Ｕ２及びＡ３、Ｂ３、Ｃ３から
なる単位Ｕ３にわけて駆動される。既に述べたように従
来の駆動方法では第１周期Ｔ１ではＡ１、Ａ２、Ａ３の
３チャネルが駆動されると、この駆動によってクロスト
ークを生ずため、図３に示した従来の９チャネルで構成
された剪断モードインクジェットヘッドの例を基本にし
て、これを解消する駆動方法を説明する。

【００１３】図５は実施の形態に係るインクジェットヘ
ッドの駆動パルスのタイムチャートを示した概略図であ
るが、以下述べる時間や電圧等のスケールは正確に対応
してはいない。

【００１４】先ず第１周期Ｔ１ではＡ１、Ａ２、Ａ３の
３チャネルが駆動されるが、実際に駆動されるＡ１、Ａ
２、Ａ３の各チャネルに加えられるパルスは互いに、こ
の第１周期Ｔ１内で微小時間ｔだけ位相をずらして駆動
する。即ち、第１周期Ｔ１の中でＡ１に印加する駆動パ
ルスＰａ１とＡ２に印加する駆動パルスＰａ２は時間ｔ
だけ位相がずれており、又Ａ２に印加する駆動パルスＰ
ａ２とＡ３に印加する駆動パルスＰａ３も時間ｔだけ位
相がずれているようにする。こうすると、実際にＡ１チ
ャネルの側壁が変形し圧力変化を生ずるタイミングとＡ
２チャネルが同様の側壁の変形や圧力の変化を生ずるタ
イミングとは時間ｔだけずれているためクロストークは
発生しない。又Ａ１チャネルとＡ３チャネルの間隔はこ
の例では６チャネル離れているので圧力変化の伝達は消
滅している。従ってＡ１チャネルとＡ３チャネルは同位
相のパルスで駆動してもクロストークを生ずる事はな
い。以下第２周期のＢ１〜Ｂ３の３チャネル、第３周期
のＣ１〜Ｃ３の３チャネルについても同様に位相をずら
して駆動すればクロストークは解消する。又更に多数の
チャネル構成のインクジェットヘッドにもこの駆動方法
を応用すれば３周期による駆動方法のままで、実質的に
は６周期の駆動の効果をもたらすため、画像形成の時間
が遅くなる事もなく全てのチャネルは有効に動作する。

【００１５】上記で位相をずらす時間ｔは相互のパルス
が重なるタイミングでなければ有効である。

【００１６】実際に使用されている駆動パルスの例とし
ては各周期Ｔは２５μｓ、パルス電圧は＋２０Ｖ、パル
ス幅は５μｓ程度である。

【００１７】以上説明したように、９チャネルから構成
されるインクジェットヘッドにおいて、１周期内に３チ
ャネル駆動し、３周期で全チャネルを駆動する駆動方法
において、Ａ１とＡ２のように隣り合う単位Ｕ１、Ｕ２
に属し、１周期内に駆動されるチャネルの駆動パルスの
位相をずらして時間的に重複しないようにすることによ
って、クロストークが有効に防止される。

【００１８】ｍ個のチャネルで構成されるインクジェッ
トヘッドにおいて、ｎ周期で全チャネルを駆動する場合
には、ｎ個からなるチャネルの単位で隣り合う単位に属
し、１周期内に駆動されるチャネルの駆動パルスを時間
的に重複しないように位相をずらすことによって、クロ
ストークが有効に防止される。

【００１９】

【発明の効果】剪断モードインクジェットヘッドを駆動
する場合に、従来の一周期に複数のチャネルを同時駆動
する方法では、相互のチャネルが圧力変化の影響を受け
るため、クロストークを生じ、インク滴吐出のタイミン
グずれやインク滴形状の乱れ等を生じ鮮明な画像の形成
に問題があった。又このクロストークを解消するために
は駆動周期の数を増し、チャネル相互の影響を無くせば
良いが、そうすると、記録速度も低下する問題がある。
しかし本発明による周期内で駆動パルスの位相をずらす
方法では上記クロストークの問題を解消して駆動するこ
とが可能であり、画像形成の速度が遅くなることもな
く、鮮明な画像を高速で形成可能なインクジェットヘッ
ドの駆動方法を提供出来るようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェットヘッドの構成を示す図である。

【図２】多チャネルインクジェットヘッドの構成と基本
動作を示す図である。

【図３】従来の多チャネルインクジェットヘッドの動作
の１例を示す図である。

【図４】多チャネルインクジェットヘッドの従来の駆動
方法における駆動パルスのタイムチャートの図である。

【図５】本発明の実施の形態にかかる駆動方法における
駆動パルスのタイムチャートの図である。

【符号の説明】

１ インクチューブ ３ ノズル ４ インクチャネル ５ 圧電側壁 ６ カバープレート ７ インク供給口 ８ 基板 ９、１０、１１ 電極 Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４ 駆動の周期 ｔ 位相ずれ時間 Ａ１、Ｂ１、Ｃ１・・・・・Ａ３、Ｂ３、Ｃ３ チャネ
ル Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐａ３ 駆動パルス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側壁に隔てられて、端部にノズルを設け
   たインクチャネルがｍ個設けられ、該側壁の一部又は全
   体が圧電材料で構成され、各チャネルを駆動パルスで駆
   動してインクを飛翔させるインクジェットヘッドの駆動
   方法において、前記ｍ個のチャネルが配列順にｎ個を１
   単位とする単位に分けられ、各単位に属する１チャネル
   を１周期内で駆動し、ｎ周期で前記ｍ個のチャネルの全
   部が駆動される駆動方法であって、隣り合う前記単位に
   属し、１周期内に駆動されるチャネルを互いに時間的に
   重複しないように位相をずらした駆動パルスで駆動する
   ことを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
2. 【請求項２】 ｎ＝３であり、３個離れたチャネルを、
   時間的に重ならないように位相をずらした駆動パルスで
   駆動するとともに、６個離れたチャネルを同一位相の駆
   動パルスで駆動することを特徴とする請求項１に記載の
   インクジェットヘッドの駆動方法。