JPH10291303A - インクジェット式記録装置 - Google Patents
インクジェット式記録装置Info
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- ink jet
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- Ink Jet (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電振動子を圧力発生源とするインクジェッ
ト式記録ヘッドから吐出するインク滴のインク量を減少
させること。 【解決手段】 インク滴吐出前に圧力発生室を大きく膨
張させてメニスカスの引き込み可能量を拡大し、インク
滴吐出時のメニスカスとノズル開口先端までの距離ｄ
１、ｄ２、ｄ３を任意に変えてインク滴の重量を調整す
る。
ト式記録ヘッドから吐出するインク滴のインク量を減少
させること。 【解決手段】 インク滴吐出前に圧力発生室を大きく膨
張させてメニスカスの引き込み可能量を拡大し、インク
滴吐出時のメニスカスとノズル開口先端までの距離ｄ
１、ｄ２、ｄ３を任意に変えてインク滴の重量を調整す
る。
Description
【０００１】
【発明が属する技術の分野】本発明は、圧電振動子をア
クチュエータに使用したインクジェット記録ヘッドの駆
動技術に関する。
クチュエータに使用したインクジェット記録ヘッドの駆
動技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】一部が弾性板により構成され、ノズル開
口に連通する圧力発生室を、圧電振動子により膨張、収
縮させて、圧力発生室へのインクの充填、圧力発生室の
インクの加圧を行なってノズル開口からインク滴を吐出
させるインクジェット式記録ヘッドは、その圧電振動子
として圧電材料と導電層を交互に積層し、その軸方向の
伸長する縦振動モードの圧電振動子や、また弾性板の表
面に設けられたわみ変位するたわみ変位型圧電振動子が
使用されている。
口に連通する圧力発生室を、圧電振動子により膨張、収
縮させて、圧力発生室へのインクの充填、圧力発生室の
インクの加圧を行なってノズル開口からインク滴を吐出
させるインクジェット式記録ヘッドは、その圧電振動子
として圧電材料と導電層を交互に積層し、その軸方向の
伸長する縦振動モードの圧電振動子や、また弾性板の表
面に設けられたわみ変位するたわみ変位型圧電振動子が
使用されている。
【０００３】縦振動モードを有する圧電振動子は、剛性
が大きく、高速駆動が可能である反面、振動板に対して
３次元的な組み付けを必要とするため、製造工程が複雑
化するという問題を抱えている。これに対して後者のた
わみ変位型圧電振動子は、圧電材料からなるグリーンン
シートの貼付や、膜形成法により弾性板に作り付けるこ
とができるため、製造工程の簡素化を図ることができ
る。
が大きく、高速駆動が可能である反面、振動板に対して
３次元的な組み付けを必要とするため、製造工程が複雑
化するという問題を抱えている。これに対して後者のた
わみ変位型圧電振動子は、圧電材料からなるグリーンン
シートの貼付や、膜形成法により弾性板に作り付けるこ
とができるため、製造工程の簡素化を図ることができ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、縦振動
モードの圧電振動子に比較して大きな変位面積を必要と
して圧力発生室の容積が大きくなり、吐出するインク滴
のインク量も多くなるため、グラフック印刷等のように
微小サイズのドット形成が困難であるという不都合を抱
えている。このような問題を解消するために、たわみ変
位型圧電振動子の変位を小さくして、インク量を少なく
することも考えられるが、吐出圧が低いため速度が低下
して記録媒体への着弾位置に誤差が生じ、特にグラフィ
ック印刷のように正確なドット形成が求められる印刷に
おいては印刷品質の低下が目立つという問題がある。本
発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、
その目的とするところは圧電振動子を駆動源とする記録
ヘッドにより、インク滴の飛行速度を低下させることな
く、インク滴を構成するインク量を可及的に少なくし
て、グラフィック印刷に適したドットを形成することが
できるインクジェット式記録装置を提供することであ
る。
モードの圧電振動子に比較して大きな変位面積を必要と
して圧力発生室の容積が大きくなり、吐出するインク滴
のインク量も多くなるため、グラフック印刷等のように
微小サイズのドット形成が困難であるという不都合を抱
えている。このような問題を解消するために、たわみ変
位型圧電振動子の変位を小さくして、インク量を少なく
することも考えられるが、吐出圧が低いため速度が低下
して記録媒体への着弾位置に誤差が生じ、特にグラフィ
ック印刷のように正確なドット形成が求められる印刷に
おいては印刷品質の低下が目立つという問題がある。本
発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、
その目的とするところは圧電振動子を駆動源とする記録
ヘッドにより、インク滴の飛行速度を低下させることな
く、インク滴を構成するインク量を可及的に少なくし
て、グラフィック印刷に適したドットを形成することが
できるインクジェット式記録装置を提供することであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、ノズル開口とリザーバに連
通する圧力発生室を備え、前記圧力発生室を圧電振動子
により膨張、収縮させて前記ノズル開口からインク滴を
吐出させるインクジェット式記録ヘッドと、前記圧力発
生室を膨張させる第１の膨張工程と、前記ノズル開口か
らインク滴が吐出するように前記圧力発生室を収縮させ
る第１の収縮工程と、第１の膨張工程での容積変化より
も少なく膨張させる第２の膨張工程と、前記圧力発生室
を収縮させる第２の収縮工程とを実行する駆動信号を前
記圧電振動子に出力する駆動手段を備えるようにした。
るために本発明においては、ノズル開口とリザーバに連
通する圧力発生室を備え、前記圧力発生室を圧電振動子
により膨張、収縮させて前記ノズル開口からインク滴を
吐出させるインクジェット式記録ヘッドと、前記圧力発
生室を膨張させる第１の膨張工程と、前記ノズル開口か
らインク滴が吐出するように前記圧力発生室を収縮させ
る第１の収縮工程と、第１の膨張工程での容積変化より
も少なく膨張させる第２の膨張工程と、前記圧力発生室
を収縮させる第２の収縮工程とを実行する駆動信号を前
記圧電振動子に出力する駆動手段を備えるようにした。
【０００６】
【作用】第２の収縮工程により圧力発生室を収縮させて
第１の膨張工程で圧力発生室を膨張させてインク滴吐出
直前のメニスカスを圧力発生室側に後退させた後、第１
の膨張工程で圧力発生室を膨張させることにより、イン
ク滴の吐出速度が低下することなく、インク滴のインク
量だけが減少する。
第１の膨張工程で圧力発生室を膨張させてインク滴吐出
直前のメニスカスを圧力発生室側に後退させた後、第１
の膨張工程で圧力発生室を膨張させることにより、イン
ク滴の吐出速度が低下することなく、インク滴のインク
量だけが減少する。
【０００７】
【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図１、本発明に使用す
るインクジェット式記録ヘッドの一実施例を示すもので
あって、図中符号１は、スペーサで、１５０μｍ程度の
厚みを持つジルコニア（ＺｒＯ2）などのセラミックス
板に、圧力発生室２となる通孔を形成して構成されてい
る。
した実施例に基づいて説明する。図１、本発明に使用す
るインクジェット式記録ヘッドの一実施例を示すもので
あって、図中符号１は、スペーサで、１５０μｍ程度の
厚みを持つジルコニア（ＺｒＯ2）などのセラミックス
板に、圧力発生室２となる通孔を形成して構成されてい
る。
【０００８】スペーサ１の一方の面は、後述する圧電振
動子５の変位により各圧力発生室２の容積を変化させる
ことができる厚さ１０μｍのジルコニアの薄板からなる
弾性板３により封止されている。弾性板３の表面には下
電極４が形成され、これの表面に圧力発生室毎に独立し
てたわみ変位する圧電振動子５が固定されている。
動子５の変位により各圧力発生室２の容積を変化させる
ことができる厚さ１０μｍのジルコニアの薄板からなる
弾性板３により封止されている。弾性板３の表面には下
電極４が形成され、これの表面に圧力発生室毎に独立し
てたわみ変位する圧電振動子５が固定されている。
【０００９】この圧電振動子５は、圧電材料からなるグ
リーンシートを貼付したり、また圧電材料をスパッタリ
ングする等の方法により形成されている。圧電振動子５
の表面には印刷データに対応してドットを形成すべく、
圧力発生室毎に独立して圧電振動子５を駆動するための
上電極６が形成されている。
リーンシートを貼付したり、また圧電材料をスパッタリ
ングする等の方法により形成されている。圧電振動子５
の表面には印刷データに対応してドットを形成すべく、
圧力発生室毎に独立して圧電振動子５を駆動するための
上電極６が形成されている。
【００１０】スペーサ１の他方の面は、厚さ１５０μｍ
のジルコニアの薄板からなるインク供給口形成基板７に
より封止されている。インク供給口形成基板７は、ノズ
ルプレートのノズル開口と圧力発生室２とを接続するノ
ズル連通孔８と、後述するリザーバ１１と圧力発生室２
とを接続するインク供給口９を穿設して構成されてい
る。
のジルコニアの薄板からなるインク供給口形成基板７に
より封止されている。インク供給口形成基板７は、ノズ
ルプレートのノズル開口と圧力発生室２とを接続するノ
ズル連通孔８と、後述するリザーバ１１と圧力発生室２
とを接続するインク供給口９を穿設して構成されてい
る。
【００１１】１０は、リザーバ形成基板で、インク流路
を構成するに適した例えば１５０μｍのステンレス鋼な
どの耐蝕性を備えた板材に、外部のインクタンクからイ
ンクの供給を受けて圧力発生室２にインクを供給するリ
ザーバ１１と、圧力発生室２とノズル開口とを接続する
ノズル連通孔１２とが形成されている。リザーバ形成基
板１０の開口面側には、圧力発生室２と同一の配列ピッ
チでノズル開口１３が形成されたノズルプレート１４に
より封止されている。なお、図中符号１５、１６は接着
材層を示す。
を構成するに適した例えば１５０μｍのステンレス鋼な
どの耐蝕性を備えた板材に、外部のインクタンクからイ
ンクの供給を受けて圧力発生室２にインクを供給するリ
ザーバ１１と、圧力発生室２とノズル開口とを接続する
ノズル連通孔１２とが形成されている。リザーバ形成基
板１０の開口面側には、圧力発生室２と同一の配列ピッ
チでノズル開口１３が形成されたノズルプレート１４に
より封止されている。なお、図中符号１５、１６は接着
材層を示す。
【００１２】このように構成されたインクジェット式記
録ヘッドは、インク滴を吐出させるべきノズル開口１３
に連通する圧力発生室２の圧電振動子５に選択的に駆動
信号を印加すると、予め中間電位により収縮されている
圧電振動子５が放電されて圧力発生室２が平衡状態に戻
り、圧力発生室２を膨張させる。これによりメニスカス
が圧力発生室側に引き込まれる。
録ヘッドは、インク滴を吐出させるべきノズル開口１３
に連通する圧力発生室２の圧電振動子５に選択的に駆動
信号を印加すると、予め中間電位により収縮されている
圧電振動子５が放電されて圧力発生室２が平衡状態に戻
り、圧力発生室２を膨張させる。これによりメニスカス
が圧力発生室側に引き込まれる。
【００１３】所定時間の経過後に駆動信号を断って圧電
振動子５を充電すると、圧電振動子５が圧力発生室側に
たわみ変位し、圧力発生室２を収縮させる。この過程で
圧力発生室２のインクを加圧して連通孔８、１２を介し
てノズル開口１３からインク滴として吐出させる。
振動子５を充電すると、圧電振動子５が圧力発生室側に
たわみ変位し、圧力発生室２を収縮させる。この過程で
圧力発生室２のインクを加圧して連通孔８、１２を介し
てノズル開口１３からインク滴として吐出させる。
【００１４】図２は、上述した記録ヘッドにより圧電振
動子５のたわみ変位により吐出されるインク滴よりもイ
ンク量の少ないインク滴を吐出させるの適した駆動信号
の一実施例を示すものであって、駆動信号は、圧力発生
室２が最も収縮した状態を保持した第１のホールド工程
と、メニスカスを圧力発生室２に最大限引き込む第１
の放電工程と、インク滴吐出のタイミングを調整する
第２のホールド工程と、インク滴を吐出させるために
圧力発生室２を第２のホールド電圧まで収縮させる第１
の充電工程と、インク滴吐出後に生じたメニスカスの
大きな振動の減衰タイミングを調整する第３のホールド
工程と、圧電振動子５を中間電位まで放電させて第１
の放電工程による圧力発生室２の膨張量よりも小さい膨
張を行わせる第２の放電工程と、メニスカスの振動を
平定させる第４のホールド工程と、インク滴を吐出さ
せることなく圧電振動子５を第１ホールド電圧に設定す
る第２の充電工程とから構成されている。
動子５のたわみ変位により吐出されるインク滴よりもイ
ンク量の少ないインク滴を吐出させるの適した駆動信号
の一実施例を示すものであって、駆動信号は、圧力発生
室２が最も収縮した状態を保持した第１のホールド工程
と、メニスカスを圧力発生室２に最大限引き込む第１
の放電工程と、インク滴吐出のタイミングを調整する
第２のホールド工程と、インク滴を吐出させるために
圧力発生室２を第２のホールド電圧まで収縮させる第１
の充電工程と、インク滴吐出後に生じたメニスカスの
大きな振動の減衰タイミングを調整する第３のホールド
工程と、圧電振動子５を中間電位まで放電させて第１
の放電工程による圧力発生室２の膨張量よりも小さい膨
張を行わせる第２の放電工程と、メニスカスの振動を
平定させる第４のホールド工程と、インク滴を吐出さ
せることなく圧電振動子５を第１ホールド電圧に設定す
る第２の充電工程とから構成されている。
【００１５】図３は、同上駆動信号を発生させる駆動回
路の一実施例を示すもので、図中符号２１、２２、２
３、２４は、それぞれ後述する制御手段４８から供給さ
れるパルス信号からなる制御信号の入力端子で、図４に
示す周期Ｔ０で出力される印字信号のタイミングに基づ
いて入力端子２１には第１の放電工程を制御する時間
幅Ｔ１の第１の放電パルス、入力端子２２に第２の放電
工程を制御する時間幅Ｔ５の第２の放電パルス、入力
端子２３には第１の充電工程を制御する時間幅Ｔ３の
第１の充電パルス、入力端子２４には第２の充電工程
を制御する時間幅Ｔ４７の第２の充電パルスがそれぞれ
入力する。
路の一実施例を示すもので、図中符号２１、２２、２
３、２４は、それぞれ後述する制御手段４８から供給さ
れるパルス信号からなる制御信号の入力端子で、図４に
示す周期Ｔ０で出力される印字信号のタイミングに基づ
いて入力端子２１には第１の放電工程を制御する時間
幅Ｔ１の第１の放電パルス、入力端子２２に第２の放電
工程を制御する時間幅Ｔ５の第２の放電パルス、入力
端子２３には第１の充電工程を制御する時間幅Ｔ３の
第１の充電パルス、入力端子２４には第２の充電工程
を制御する時間幅Ｔ４７の第２の充電パルスがそれぞれ
入力する。
【００１６】第２の充電パルスは、ＮＰＮ型トランジス
タ２６のベースに入力しており、ＮＰＮ型トランジスタ
２６が導通すると、ＰＮＰ型トランジスタ２７、２８及
び抵抗２９により構成された定電流回路３０が作動し
て、ノズル開口１３からインク滴を吐出させない程度の
一定電流Ｉraでコンデンサ３１を中間電位ＶMから第１
ホールド電圧ＶHまで充電させる。
タ２６のベースに入力しており、ＮＰＮ型トランジスタ
２６が導通すると、ＰＮＰ型トランジスタ２７、２８及
び抵抗２９により構成された定電流回路３０が作動し
て、ノズル開口１３からインク滴を吐出させない程度の
一定電流Ｉraでコンデンサ３１を中間電位ＶMから第１
ホールド電圧ＶHまで充電させる。
【００１７】同様に、入力端子２３に入力した第１の充
電パルスは、ＮＰＮ型トランジスタ３２のベースに入力
しており、ＮＰＮ型トランジスタ３２が導通すると、Ｐ
ＮＰ型トランジスタ３３、３４及び抵抗３５により構成
された定電流回路３６が作動し、零電位から第２ホール
ド電圧までコンデンサ３１をインク滴を吐出させるの適
した一定電流Ｉrbで充電させる。
電パルスは、ＮＰＮ型トランジスタ３２のベースに入力
しており、ＮＰＮ型トランジスタ３２が導通すると、Ｐ
ＮＰ型トランジスタ３３、３４及び抵抗３５により構成
された定電流回路３６が作動し、零電位から第２ホール
ド電圧までコンデンサ３１をインク滴を吐出させるの適
した一定電流Ｉrbで充電させる。
【００１８】一方、入力端子２１に入力した第１の放電
パルスは、ＮＰＮ型トランジスタ３７、３８及び抵抗３
９からなる定電流回路４０により、コンデンサ３１の電
荷を一定電流Ｉfaで放電させてメニスカスを圧力発生室
側に大きく引き込む。
パルスは、ＮＰＮ型トランジスタ３７、３８及び抵抗３
９からなる定電流回路４０により、コンデンサ３１の電
荷を一定電流Ｉfaで放電させてメニスカスを圧力発生室
側に大きく引き込む。
【００１９】また入力端子２２に入力した第２の放電パ
ルスは、ＮＰＮ型トランジスタ４１、４２及び抵抗４３
からなる定電流回路４４により、コンデンサ３１の電荷
をホールド電圧から中間電位ＶMまで一定電流Ｉfbで放
電させる。
ルスは、ＮＰＮ型トランジスタ４１、４２及び抵抗４３
からなる定電流回路４４により、コンデンサ３１の電荷
をホールド電圧から中間電位ＶMまで一定電流Ｉfbで放
電させる。
【００２０】トランジスタ２８のべース−エミツタ間電
圧をＶbｅ28、抵抗２９の抵抗値をＲraとすると、充電
電流Ｉraは、Ｉra＝Ｖbｅ28／Ｒraとなり、またコンデ
ンサ３１の容量をＣ0とすると、第１の充電電圧ＶHまで
電圧が立ち上がるに要する時間Ｔraは、Ｔra＝Ｃ0×ＶH
／Ｉraとなる。また、定電流回路３６についても同様で
あり、充電電流Ｉrbは、Ｉrb＝Ｖbｅ34／Ｒrbとなり、
電圧ΔＶ分を充電するに要する時間ＴrbはＴrb＝Ｃ0×
ΔＶ／Ｉrbとなる。
圧をＶbｅ28、抵抗２９の抵抗値をＲraとすると、充電
電流Ｉraは、Ｉra＝Ｖbｅ28／Ｒraとなり、またコンデ
ンサ３１の容量をＣ0とすると、第１の充電電圧ＶHまで
電圧が立ち上がるに要する時間Ｔraは、Ｔra＝Ｃ0×ＶH
／Ｉraとなる。また、定電流回路３６についても同様で
あり、充電電流Ｉrbは、Ｉrb＝Ｖbｅ34／Ｒrbとなり、
電圧ΔＶ分を充電するに要する時間ＴrbはＴrb＝Ｃ0×
ΔＶ／Ｉrbとなる。
【００２１】一方、放電電流に関しては、定電流回路４
０のトランジスタ３８のベース−エミッタ間電圧をＶb
ｅ38、抵抗３９の抵抗値をＲfaとすると、Ｉfa＝Ｖbｅ3
8／Ｒfaとなり、電圧ΔＶ分降下する要する時間Ｔfa
は、Ｔfa＝Ｃ0×ΔＶ／Ｉfaとなり、同様に、定電流回
路４４による放電電流Ｉfbは、Ｉfb＝Ｖbｅ42／Ｒfbと
なり、立ち下がり時間Ｔfbは、Ｔfb＝Ｃ0×ＶH／Ｉfbと
なる。なお、図中符号４５、４６により示すＮＰＮ型ト
ランジタは電流増幅器を構成している。
０のトランジスタ３８のベース−エミッタ間電圧をＶb
ｅ38、抵抗３９の抵抗値をＲfaとすると、Ｉfa＝Ｖbｅ3
8／Ｒfaとなり、電圧ΔＶ分降下する要する時間Ｔfa
は、Ｔfa＝Ｃ0×ΔＶ／Ｉfaとなり、同様に、定電流回
路４４による放電電流Ｉfbは、Ｉfb＝Ｖbｅ42／Ｒfbと
なり、立ち下がり時間Ｔfbは、Ｔfb＝Ｃ0×ＶH／Ｉfbと
なる。なお、図中符号４５、４６により示すＮＰＮ型ト
ランジタは電流増幅器を構成している。
【００２２】次にこのように構成した装置の動作を説明
する。ホストから印字信号が出力すると、制御手段４８
は第１の放電パルスを出力して圧電振動子５の電荷を放
電させる。これにより圧力発生室２が第１のホールド電
圧ＶH1とゼロ電位との電位差相当分だけ圧力発生室２が
膨張してノズル開口１３のメニスカスを圧力発生室２に
大きく引き込む。メニスカスは、圧力発生室側に引き込
まれると、自己共振周波数で運動を開始し、圧力発生室
２に最も接近した時点で移動方向を反転してノズル開口
１３に向かう。
する。ホストから印字信号が出力すると、制御手段４８
は第１の放電パルスを出力して圧電振動子５の電荷を放
電させる。これにより圧力発生室２が第１のホールド電
圧ＶH1とゼロ電位との電位差相当分だけ圧力発生室２が
膨張してノズル開口１３のメニスカスを圧力発生室２に
大きく引き込む。メニスカスは、圧力発生室側に引き込
まれると、自己共振周波数で運動を開始し、圧力発生室
２に最も接近した時点で移動方向を反転してノズル開口
１３に向かう。
【００２３】メニスカスの振動が反転する前後に制御手
段４８は、第１の充電パルスを出力して圧電振動子５を
急速に充電し、圧力発生室２を第２のホールド電圧ＶH
２と零電位との電位差相当分だけ急激に収縮させる。こ
れにより圧力発生室２のインクが加圧され、メニスカス
は現在の位置からノズル開口側に押されてノズル開口１
３からインク滴として吐出する。
段４８は、第１の充電パルスを出力して圧電振動子５を
急速に充電し、圧力発生室２を第２のホールド電圧ＶH
２と零電位との電位差相当分だけ急激に収縮させる。こ
れにより圧力発生室２のインクが加圧され、メニスカス
は現在の位置からノズル開口側に押されてノズル開口１
３からインク滴として吐出する。
【００２４】インク滴を構成するインク量は、メニスカ
スの先端からノズル開口先端までの距離ｄに反比例する
から、第１のホールド電圧ＶH1により圧力発生室２の事
前の収縮量を規定して、この収縮状態から圧力発生室２
を急激に膨張させることにより、メニスカスの引き込み
量を前記収縮量を調整することになり、結果としてイン
ク滴のインク量が減少するように調整できる。
スの先端からノズル開口先端までの距離ｄに反比例する
から、第１のホールド電圧ＶH1により圧力発生室２の事
前の収縮量を規定して、この収縮状態から圧力発生室２
を急激に膨張させることにより、メニスカスの引き込み
量を前記収縮量を調整することになり、結果としてイン
ク滴のインク量が減少するように調整できる。
【００２５】インク滴の吐出が終了して圧電振動子５の
充電電圧が第２のホールド電圧ＶH2に到達し、インク滴
吐出後に生じたメニスカスの大きな振動を平定するのに
適した時間が経過した時点で、制御回路４８は第２の放
電パルスを出力して圧電振動子５の電圧を中間電位ＶM
まで降下させる。
充電電圧が第２のホールド電圧ＶH2に到達し、インク滴
吐出後に生じたメニスカスの大きな振動を平定するのに
適した時間が経過した時点で、制御回路４８は第２の放
電パルスを出力して圧電振動子５の電圧を中間電位ＶM
まで降下させる。
【００２６】また、インク供給口９からリザ−バ１１の
インクが圧力発生室２に流れ込んで、インク滴吐出によ
り消費された分のインクが圧力発生室２に補充され、こ
れに併行してメニスカスがインク滴を吐出しない程度に
ノズル開口から突出する。
インクが圧力発生室２に流れ込んで、インク滴吐出によ
り消費された分のインクが圧力発生室２に補充され、こ
れに併行してメニスカスがインク滴を吐出しない程度に
ノズル開口から突出する。
【００２７】このようにしてメニスカスの振動が平定さ
れた後、制御手段４８は第２の充電パルスを出力して圧
電振動子５を中間電位ＶMから第１のホールド電圧ＶH1
まで充電する。
れた後、制御手段４８は第２の充電パルスを出力して圧
電振動子５を中間電位ＶMから第１のホールド電圧ＶH1
まで充電する。
【００２８】このようにインク滴吐出後のメニスカスの
振動が平定された状態、すなわちメニスカスの残留振動
が、２回目のノズル開口側に反転した時点以降に、第２
の充電信号を出力して圧力発生室２を収縮させるから、
ノズル開口１３からインク滴を吐出させることなく、圧
電振動子５の電圧を中間電位ＶMから第１のホールド電
圧ＶH1に上昇させて、インク滴吐出に適した位置にメニ
スカスを平定することができる。
振動が平定された状態、すなわちメニスカスの残留振動
が、２回目のノズル開口側に反転した時点以降に、第２
の充電信号を出力して圧力発生室２を収縮させるから、
ノズル開口１３からインク滴を吐出させることなく、圧
電振動子５の電圧を中間電位ＶMから第１のホールド電
圧ＶH1に上昇させて、インク滴吐出に適した位置にメニ
スカスを平定することができる。
【００２９】これに対して、メニスカスがノズル開口か
ら突出している状態で、第２の放電パルスを出力する
と、メニスカスを押し出すことになり、ノズルプレート
をインクで濡らしてインク滴の飛行曲がりを招いたり、
インクミストを誘発する等の不都合が生じる。
ら突出している状態で、第２の放電パルスを出力する
と、メニスカスを押し出すことになり、ノズルプレート
をインクで濡らしてインク滴の飛行曲がりを招いたり、
インクミストを誘発する等の不都合が生じる。
【００３０】このようにして第１のホールド電圧ＶH1ま
で圧電振動子５を充電した後、前述の工程〜を実行
することにより、少ない量のインク滴を吐出させること
ができる。
で圧電振動子５を充電した後、前述の工程〜を実行
することにより、少ない量のインク滴を吐出させること
ができる。
【００３１】前述したようにインク滴を構成するインク
量は、圧力発生室２の急速な収縮開始時点におけるメニ
スカス先端とノズル開口１３との距離ｄ１、ｄ２、ｄ３
に依存して変化し、かつ距離ｄ１、ｄ２、ｄ３は第２の
充電工程による第１のホールド電圧ＶH1と中間電位Ｖ
Mとの電位差（図５のａ、ｂ、ｃ）にも支配されるか
ら、第１のホールド電圧ＶH1によりインク滴のインク
量、つまり印刷媒体に形成されるドットのサイズを調整
することが可能となる。したがって、第２の充電パルス
の時間幅Ｔ７により印刷媒体に形成されるドットのサイ
ズを調整することができる。
量は、圧力発生室２の急速な収縮開始時点におけるメニ
スカス先端とノズル開口１３との距離ｄ１、ｄ２、ｄ３
に依存して変化し、かつ距離ｄ１、ｄ２、ｄ３は第２の
充電工程による第１のホールド電圧ＶH1と中間電位Ｖ
Mとの電位差（図５のａ、ｂ、ｃ）にも支配されるか
ら、第１のホールド電圧ＶH1によりインク滴のインク
量、つまり印刷媒体に形成されるドットのサイズを調整
することが可能となる。したがって、第２の充電パルス
の時間幅Ｔ７により印刷媒体に形成されるドットのサイ
ズを調整することができる。
【００３２】また、図６に示したようにメニスカスを平
定する第２のホールド工程の後に印加する第２の充電
工程の電圧の勾配α、β、γによって第１のホールド
電圧ＶH1を調整しても、やはり第２の充電工程での電
位差が変化するから、メニスカス先端とノズル開口１３
との距離ｄ１、ｄ２、ｄ３が変化して印刷媒体に形成さ
れるドットのサイズを調整することができる。
定する第２のホールド工程の後に印加する第２の充電
工程の電圧の勾配α、β、γによって第１のホールド
電圧ＶH1を調整しても、やはり第２の充電工程での電
位差が変化するから、メニスカス先端とノズル開口１３
との距離ｄ１、ｄ２、ｄ３が変化して印刷媒体に形成さ
れるドットのサイズを調整することができる。
【００３３】図７に示したように最高電位、つまり第２
のホールド電圧ＶH2に対する第１のホールド電圧ＶH1と
の比率が大きくなるほど、メニスカスの圧力発生室２へ
の引き込み量が大きくなり、しかもインク滴のインク量
と略直線関係を維持している。
のホールド電圧ＶH2に対する第１のホールド電圧ＶH1と
の比率が大きくなるほど、メニスカスの圧力発生室２へ
の引き込み量が大きくなり、しかもインク滴のインク量
と略直線関係を維持している。
【００３４】そして、第２のホールド電圧ＶH2に対する
第１のホールド電圧ＶH1との比率に対するインク滴のイ
ンク量の関係は、駆動周波数７．２ｋＨｚ（図中符号
Ａ）、３．６ｋＨｚ（符号Ｂ）で駆動したときにも維持
されている。
第１のホールド電圧ＶH1との比率に対するインク滴のイ
ンク量の関係は、駆動周波数７．２ｋＨｚ（図中符号
Ａ）、３．６ｋＨｚ（符号Ｂ）で駆動したときにも維持
されている。
【００３５】したがって、第２の充電パルスのパルス幅
Ｔ７や、また第２の充電工程での電圧勾配を調整して第
１のホールド電圧ＶH1を制御することにより、駆動周波
数に関りなく、減少比率を保持しながらインク滴のイン
ク量を調整することができる。
Ｔ７や、また第２の充電工程での電圧勾配を調整して第
１のホールド電圧ＶH1を制御することにより、駆動周波
数に関りなく、減少比率を保持しながらインク滴のイン
ク量を調整することができる。
【００３６】なお、上述の説明においては、インク滴の
インク量を積極的に調整する場合について説明したが、
第２の充電パルスのパルス幅Ｔ７、または第２の充電工
程での電圧勾配を温度に対応して調整することにより、
温度によるインク粘度の変化に起因するインク滴のイン
ク量を一定に維持することもできる。
インク量を積極的に調整する場合について説明したが、
第２の充電パルスのパルス幅Ｔ７、または第２の充電工
程での電圧勾配を温度に対応して調整することにより、
温度によるインク粘度の変化に起因するインク滴のイン
ク量を一定に維持することもできる。
【００３７】また、上述の実施例においては、中間電位
から第１のホールド電圧ＶH1まで連続的に充電するよう
にしているが、図８（イ）に示したように相互の間に一
定の時間ΔＴの遅れを設定して２段階’、’’に分
けて上昇させたり、またインク滴吐出時の電圧勾配α’
よりも小さい電圧勾配αに設定したりすると、メニスカ
スを無用に大きく移動させることなく、圧電振動子５を
第１のホールド電圧ＶH1まで充電することができる。
から第１のホールド電圧ＶH1まで連続的に充電するよう
にしているが、図８（イ）に示したように相互の間に一
定の時間ΔＴの遅れを設定して２段階’、’’に分
けて上昇させたり、またインク滴吐出時の電圧勾配α’
よりも小さい電圧勾配αに設定したりすると、メニスカ
スを無用に大きく移動させることなく、圧電振動子５を
第１のホールド電圧ＶH1まで充電することができる。
【００３８】上述の実施例においては第１のホールド工
程で周波数変動が生じる場合について説明したが、第
２のホールド工程に生じる場合についても同様の効果を
得ることできる。
程で周波数変動が生じる場合について説明したが、第
２のホールド工程に生じる場合についても同様の効果を
得ることできる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
ノズル開口とリザーバに連通する圧力発生室を備え、圧
力発生室を圧電振動子により膨張、収縮させてノズル開
口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッ
ドと、圧力発生室を膨張させる第１の膨張工程と、ノズ
ル開口からインク滴が吐出するように圧力発生室を収縮
させる第１の収縮工程と、第１の膨張工程での容積変化
よりも少なく膨張させる第２の膨張工程と、圧力発生室
を収縮させる第２の収縮工程とを実行する駆動信号を圧
電振動子に出力する駆動手段を備えたので、第２の収縮
工程で圧力発生室を収縮させから、第１の膨張工程で圧
力発生室を膨張させることにより、圧力発生室の膨張量
を大きくして、インク滴吐出前のメニスカスの引き込み
可能な距離を大きくして、インク滴のインク量の減少度
合を拡大できてグラフィック印刷に対応できるばかりで
なく、調整可能な範囲が拡大できていろいろな印刷モー
ドに対応したインク滴の吐出や、また外部環境の変化に
対応してインク量を一定に維持することができる。
ノズル開口とリザーバに連通する圧力発生室を備え、圧
力発生室を圧電振動子により膨張、収縮させてノズル開
口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッ
ドと、圧力発生室を膨張させる第１の膨張工程と、ノズ
ル開口からインク滴が吐出するように圧力発生室を収縮
させる第１の収縮工程と、第１の膨張工程での容積変化
よりも少なく膨張させる第２の膨張工程と、圧力発生室
を収縮させる第２の収縮工程とを実行する駆動信号を圧
電振動子に出力する駆動手段を備えたので、第２の収縮
工程で圧力発生室を収縮させから、第１の膨張工程で圧
力発生室を膨張させることにより、圧力発生室の膨張量
を大きくして、インク滴吐出前のメニスカスの引き込み
可能な距離を大きくして、インク滴のインク量の減少度
合を拡大できてグラフィック印刷に対応できるばかりで
なく、調整可能な範囲が拡大できていろいろな印刷モー
ドに対応したインク滴の吐出や、また外部環境の変化に
対応してインク量を一定に維持することができる。
【図１】本発明が対象するインクジェット式記録ヘッド
の一実施例を示す断面図である。
の一実施例を示す断面図である。
【図２】図（イ）、（ロ）は、それぞれ同上記録ヘッド
を駆動する駆動信号の一実施例と、これによるメニスカ
スの運動を示す図である。
を駆動する駆動信号の一実施例と、これによるメニスカ
スの運動を示す図である。
【図３】駆動回路の一実施例を示す回路図である。
【図４】同上駆動回路に入力する信号のタイミングを示
す波形図である。
す波形図である。
【図５】図（イ）、（ロ）は、それぞれ第１のホールド
電圧を時間により調整する駆動信号と、これに対応する
メニスカスの運動を示す線図である。
電圧を時間により調整する駆動信号と、これに対応する
メニスカスの運動を示す線図である。
【図６】図（イ）、（ロ）は、それぞれ第１のホールド
電圧を電圧勾配により調整する駆動信号と、これに対応
するメニスカスの運動を示す線図である。
電圧を電圧勾配により調整する駆動信号と、これに対応
するメニスカスの運動を示す線図である。
【図７】第２のホールド電圧に対する第１のホールド電
圧ＶHとの比率と、インク滴のインク重量との関係を示
す線図である。
圧ＶHとの比率と、インク滴のインク重量との関係を示
す線図である。
【図８】図（イ）、（ロ）は、それぞれ第１のホールド
電圧を制御するための他の実施例を示す波形図である。
電圧を制御するための他の実施例を示す波形図である。
１ スペーサ ２ 圧力発生室 ３ 弾性板 ５ 圧電振動子 ７ インク供給口形成基板 １１ リザーバ １３ ノズル開口 ３０、３６ 充電用定電流回路 ４０、４４ 放電用定電流回路 ４８ 制御手段
Claims (9)
- 【請求項１】 ノズル開口とリザーバに連通する圧力発
生室を備え、前記圧力発生室を圧電振動子により膨張、
収縮させて前記ノズル開口からインク滴を吐出させるイ
ンクジェット式記録ヘッドと、 前記圧力発生室を膨張させる第１の膨張工程と、前記ノ
ズル開口からインク滴が吐出するように前記圧力発生室
を収縮させる第１の収縮工程と、第１の膨張工程での容
積変化よりも少なく膨張させる第２の膨張工程と、前記
圧力発生室を収縮させる第２の収縮工程とを実行する駆
動信号を前記圧電振動子に出力する駆動手段を備えてな
るインクジェット式記録装置。 - 【請求項２】 第２の収縮工程が、直前のインク滴吐出
によるメニスカスの残留振動が２回目にノズル開口側に
反転した時点よりも以降である請求項１に記載のインク
ジェット式記録装置。 - 【請求項３】 第２の収縮工程における容積の変化量に
より複数の印字モードが実現されている請求項１に記載
のインクジェット式記録装置。 - 【請求項４】 前記複数の印字モードが、第２の収縮工
程の継続時間を変えることにより実現されている請求項
３に記載のインクジェット式記録装置。 - 【請求項５】 前記複数の印字モードが、第２の収縮工
程の収縮速度を変えることにより実現されている請求項
３に記載のインクジェット式記録装置。 - 【請求項６】 第２の収縮工程の継続時間が、温度に対
応して変化する請求項４に記載のインクジェット式記録
装置。 - 【請求項７】 第２の収縮工程の収縮速度が、温度に対
応して変化する請求項５に記載のインクジェット式記録
装置。 - 【請求項８】 第２の収縮工程が複数の段階に分割され
ている請求項１に記載のインクジェット式記録装置。 - 【請求項９】 第２の収縮工程の収縮速度が、第１の収
縮工程の収縮速度よりも小さく設定されている請求項１
に記載のインクジェット式記録装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11614097A JP3233197B2 (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | インクジェット式記録装置 |
| DE69825131T DE69825131T2 (de) | 1997-04-18 | 1998-04-17 | Aufzeichnungsvorrichtung des tintenstrahltyp |
| US09/202,416 US6247776B1 (en) | 1997-04-18 | 1998-04-17 | Ink jet recording apparatus for adjusting the weight of ink droplets |
| PCT/JP1998/001762 WO1998047711A1 (fr) | 1997-04-18 | 1998-04-17 | Dispositif d'enregistrement du type jet d'encre |
| EP98914063A EP0927634B1 (en) | 1997-04-18 | 1998-04-17 | Ink jet type recording device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11614097A JP3233197B2 (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | インクジェット式記録装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10291303A true JPH10291303A (ja) | 1998-11-04 |
| JP3233197B2 JP3233197B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=14679740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11614097A Expired - Lifetime JP3233197B2 (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | インクジェット式記録装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6247776B1 (ja) |
| EP (1) | EP0927634B1 (ja) |
| JP (1) | JP3233197B2 (ja) |
| DE (1) | DE69825131T2 (ja) |
| WO (1) | WO1998047711A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015047859A (ja) * | 2013-09-05 | 2015-03-16 | 株式会社リコー | 画像形成装置及びヘッド駆動制御方法 |
| JP2015134419A (ja) * | 2014-01-16 | 2015-07-27 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置、ヘッドユニットおよび液体吐出装置のノズル良否判定方法 |
| JP2015168146A (ja) * | 2014-03-07 | 2015-09-28 | セイコーエプソン株式会社 | 印刷装置、印刷装置の制御方法およびプログラム |
| JP2015168148A (ja) * | 2014-03-07 | 2015-09-28 | セイコーエプソン株式会社 | 印刷装置、印刷装置の制御方法、及び、印刷装置の制御プログラム |
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| JP4408608B2 (ja) * | 2002-06-24 | 2010-02-03 | 株式会社リコー | ヘッド駆動制御装置及び画像記録装置 |
| US8491076B2 (en) | 2004-03-15 | 2013-07-23 | Fujifilm Dimatix, Inc. | Fluid droplet ejection devices and methods |
| US7281778B2 (en) | 2004-03-15 | 2007-10-16 | Fujifilm Dimatix, Inc. | High frequency droplet ejection device and method |
| EP1836056B1 (en) | 2004-12-30 | 2018-11-07 | Fujifilm Dimatix, Inc. | Ink jet printing |
| US7988247B2 (en) | 2007-01-11 | 2011-08-02 | Fujifilm Dimatix, Inc. | Ejection of drops having variable drop size from an ink jet printer |
| JP5298790B2 (ja) * | 2008-11-12 | 2013-09-25 | セイコーエプソン株式会社 | 流体噴射装置、及び、流体噴射方法 |
| US8393702B2 (en) | 2009-12-10 | 2013-03-12 | Fujifilm Corporation | Separation of drive pulses for fluid ejector |
| WO2018022066A1 (en) | 2016-07-28 | 2018-02-01 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Weight parameters of print agent drops |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5615365A (en) | 1979-07-18 | 1981-02-14 | Fujitsu Ltd | Driving method for ink jet recorder |
| US4897665A (en) * | 1986-10-09 | 1990-01-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of driving an ink jet recording head |
| JPH01275148A (ja) * | 1988-04-28 | 1989-11-02 | Canon Inc | インクジェット記録方法 |
| JP3070074B2 (ja) * | 1990-07-13 | 2000-07-24 | セイコーエプソン株式会社 | オンデマンド型インクジェットヘッドの駆動方法 |
| JPH04339660A (ja) * | 1990-10-23 | 1992-11-26 | Ricoh Co Ltd | 液体噴射記録ヘッドの駆動方法 |
| JP3484798B2 (ja) * | 1995-01-10 | 2004-01-06 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット式記録装置 |
| JPH09164705A (ja) * | 1995-12-14 | 1997-06-24 | Mitsubishi Electric Corp | インクジェット記録装置 |
-
1997
- 1997-04-18 JP JP11614097A patent/JP3233197B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-04-17 EP EP98914063A patent/EP0927634B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-17 DE DE69825131T patent/DE69825131T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-17 WO PCT/JP1998/001762 patent/WO1998047711A1/ja not_active Ceased
- 1998-04-17 US US09/202,416 patent/US6247776B1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015047859A (ja) * | 2013-09-05 | 2015-03-16 | 株式会社リコー | 画像形成装置及びヘッド駆動制御方法 |
| JP2015134419A (ja) * | 2014-01-16 | 2015-07-27 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置、ヘッドユニットおよび液体吐出装置のノズル良否判定方法 |
| JP2015168146A (ja) * | 2014-03-07 | 2015-09-28 | セイコーエプソン株式会社 | 印刷装置、印刷装置の制御方法およびプログラム |
| JP2015168148A (ja) * | 2014-03-07 | 2015-09-28 | セイコーエプソン株式会社 | 印刷装置、印刷装置の制御方法、及び、印刷装置の制御プログラム |
Also Published As
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|---|---|
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| US6247776B1 (en) | 2001-06-19 |
| EP0927634A1 (en) | 1999-07-07 |
| EP0927634B1 (en) | 2004-07-21 |
| DE69825131D1 (de) | 2004-08-26 |
| WO1998047711A1 (fr) | 1998-10-29 |
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