JPS6229232B2 - - Google Patents
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- JPS6229232B2 JPS6229232B2 JP9053880A JP9053880A JPS6229232B2 JP S6229232 B2 JPS6229232 B2 JP S6229232B2 JP 9053880 A JP9053880 A JP 9053880A JP 9053880 A JP9053880 A JP 9053880A JP S6229232 B2 JPS6229232 B2 JP S6229232B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- orifice
- piezoelectric element
- frequency
- ink chamber
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
- B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
- B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
- B41J2/04541—Specific driving circuit
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
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- B41J2/04581—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits controlling heads based on piezoelectric elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
- B41J2/04588—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits using a specific waveform
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はドロツプ・オン・デイマンド形のイン
クジエツト記録装置用プリントヘツドの駆動装置
に関する。
クジエツト記録装置用プリントヘツドの駆動装置
に関する。
最近、インク液滴を必要時だけ噴出するドロツ
プ・オン・デイマンド形のインクジエツト記録装
置が開発されている。このような、インクジエツ
ト記録装置は、大別して、静電引力でインクを引
つ張り出す方式と圧電素子の圧力波によりインク
を噴出する方式とがあり、本発明は後者の圧電素
子を用いるインクジエツト記録装置に関する。
プ・オン・デイマンド形のインクジエツト記録装
置が開発されている。このような、インクジエツ
ト記録装置は、大別して、静電引力でインクを引
つ張り出す方式と圧電素子の圧力波によりインク
を噴出する方式とがあり、本発明は後者の圧電素
子を用いるインクジエツト記録装置に関する。
一般に、圧電素子を用いたインクジエツト記録
装置用のプリントヘツドにおいては、インク噴出
口としてのオリフイスに通じるインク導出路とイ
ンクタンクに通じるインク供給路との間に、イン
ク室を設け、さらに、このインク室に圧電素子を
設け、圧電素子に電気信号を印加してインク室の
容積を変化させることにより、インク液滴をオリ
フイスから噴出させている。このオリフイスのイ
ンク液滴の液面（以下、メニスカスという）振動
は２つの共振周波数を有するという現象があり、
このうち、低い共振周波数は、後述するごとく、
インクの粒子速度、オリフイスへの気泡侵入ある
いは残留振動等に悪影響し、従つて、インクの噴
出効率を低下させる。
装置用のプリントヘツドにおいては、インク噴出
口としてのオリフイスに通じるインク導出路とイ
ンクタンクに通じるインク供給路との間に、イン
ク室を設け、さらに、このインク室に圧電素子を
設け、圧電素子に電気信号を印加してインク室の
容積を変化させることにより、インク液滴をオリ
フイスから噴出させている。このオリフイスのイ
ンク液滴の液面（以下、メニスカスという）振動
は２つの共振周波数を有するという現象があり、
このうち、低い共振周波数は、後述するごとく、
インクの粒子速度、オリフイスへの気泡侵入ある
いは残留振動等に悪影響し、従つて、インクの噴
出効率を低下させる。
しかしながら、従来、圧電素子に印加される電
気信号の周波数帯域は、広く且つ上述の低い共振
周波数を含むために、インクの噴出効率が低いと
いう問題点があつた。
気信号の周波数帯域は、広く且つ上述の低い共振
周波数を含むために、インクの噴出効率が低いと
いう問題点があつた。
本発明の目的は、圧電素子に印加される電気信
号から予めメニスカスの低い共振周波数を含む低
域周波数成分を除去するという構想にもとづきイ
ンクの噴出効率を向上せしめ、前述の問題点を解
決することにある。
号から予めメニスカスの低い共振周波数を含む低
域周波数成分を除去するという構想にもとづきイ
ンクの噴出効率を向上せしめ、前述の問題点を解
決することにある。
以下、図面により本発明を説明する。
第１図は一般的なインクジエツト記録装置用プ
リントヘツドの断面図を示す。第１図において、
１はインク噴出口としてのオリフイス、４はオリ
フイス１に通じるインク導通路２とインクタンク
（図示せず）に通じるインク供給路３との間に設
けられたインク室、５はインク室４の容積を変化
させるための圧電素子である。圧電素子５の端子
６に電気信号たとえば矩形波信号を印加すること
によりインク室４の容積を変化させ、これによ
り、オリフイス１からインク液滴を噴出させる。
このようなオリフイス１上のメニスカス振動は印
加される電気信号の周波数成分に大きく依存す
る。
リントヘツドの断面図を示す。第１図において、
１はインク噴出口としてのオリフイス、４はオリ
フイス１に通じるインク導通路２とインクタンク
（図示せず）に通じるインク供給路３との間に設
けられたインク室、５はインク室４の容積を変化
させるための圧電素子である。圧電素子５の端子
６に電気信号たとえば矩形波信号を印加すること
によりインク室４の容積を変化させ、これによ
り、オリフイス１からインク液滴を噴出させる。
このようなオリフイス１上のメニスカス振動は印
加される電気信号の周波数成分に大きく依存す
る。
第２図は一般的なメニスカス変位レベルの周波
数特性を示すグラフである。第２図に示すよう
に、２つの共振周波数ｆp1，ｆp2が存在する。こ
のうち、共振周波数ｆp1は第１図のインク供給路
３に依存し、共振周波数ｆp2は第１図のオリフイ
ス１およびインク導通路２に依存している。
数特性を示すグラフである。第２図に示すよう
に、２つの共振周波数ｆp1，ｆp2が存在する。こ
のうち、共振周波数ｆp1は第１図のインク供給路
３に依存し、共振周波数ｆp2は第１図のオリフイ
ス１およびインク導通路２に依存している。
第３図は従来のメニスカス変位の時間的変化を
示すグラフであつて、第１図の圧電素子５に急激
なインパルス波形の電気信号を印加した場合を示
す。第３図において、メニスカス変位が＋の場合
にはオリフイス１の液面が突出していることを示
し、逆に、メニスカス変位が−の場合にはオリフ
イス１の液面が凹んでいることを示す。また、曲
線Ａは共振周波数ｆp1による減衰振動を示し、曲
線Ｂは共振周波数ｆp2による減衰振動を示し、曲
線Ｃはこれら２つの減衰振動を合成して得られる
実際のメニスカス変位の減衰振動を示す。つま
り、共振周波数ｆp1（曲線Ａ）による減衰振動が
共振周波数ｆp2の減衰振動の＋側の最大変位をl1
からl2に下げ、−側の最大変位−l3を−l4まで大き
くしている。ところで、インクの粒子化は最初に
噴出した量が慣性力によつて直進して分離されて
起こるものであり、従つて、曲線Ｃの＋側の最大
変位l2に依存する。共振周波数ｆp1の振動は最大
変位l2を小さくする傾向にあり、従つて、共振周
波数ｆp1の振動はインクの噴射効率を低下させ
る。これを捕うために、駆動電圧を高める必要が
あるが、これもまた、曲線Ｃの−側の最大変位−
l4が増大してオリフイス１（第１図）への気泡侵
入を招くことになる。また粒子化後は残留振動を
小さくすることが好ましい。第３図に示すよう
に、共振周波数ｆp2による振動（曲線Ｂ）の減衰
は早いが、共振周波数ｆp1（曲線Ａ）による振動
の減衰は遅い。すなわち、残留振動が大きい。こ
のように、共振周波数ｆp1の振動は、インクの粒
子速度の低下、オリフイスへの気泡伸入の可能性
大、あるいは残留振動大等を招き、従つて、イン
クの噴出効率を低下させる。本発明においては、
メニスカス変位に共振周波数ｆp1の振動が生じな
いように、予め圧電素子５（第１図）に印加され
る電気信号から共振周波数ｆp1成分を含む低域周
波数を除去している。
示すグラフであつて、第１図の圧電素子５に急激
なインパルス波形の電気信号を印加した場合を示
す。第３図において、メニスカス変位が＋の場合
にはオリフイス１の液面が突出していることを示
し、逆に、メニスカス変位が−の場合にはオリフ
イス１の液面が凹んでいることを示す。また、曲
線Ａは共振周波数ｆp1による減衰振動を示し、曲
線Ｂは共振周波数ｆp2による減衰振動を示し、曲
線Ｃはこれら２つの減衰振動を合成して得られる
実際のメニスカス変位の減衰振動を示す。つま
り、共振周波数ｆp1（曲線Ａ）による減衰振動が
共振周波数ｆp2の減衰振動の＋側の最大変位をl1
からl2に下げ、−側の最大変位−l3を−l4まで大き
くしている。ところで、インクの粒子化は最初に
噴出した量が慣性力によつて直進して分離されて
起こるものであり、従つて、曲線Ｃの＋側の最大
変位l2に依存する。共振周波数ｆp1の振動は最大
変位l2を小さくする傾向にあり、従つて、共振周
波数ｆp1の振動はインクの噴射効率を低下させ
る。これを捕うために、駆動電圧を高める必要が
あるが、これもまた、曲線Ｃの−側の最大変位−
l4が増大してオリフイス１（第１図）への気泡侵
入を招くことになる。また粒子化後は残留振動を
小さくすることが好ましい。第３図に示すよう
に、共振周波数ｆp2による振動（曲線Ｂ）の減衰
は早いが、共振周波数ｆp1（曲線Ａ）による振動
の減衰は遅い。すなわち、残留振動が大きい。こ
のように、共振周波数ｆp1の振動は、インクの粒
子速度の低下、オリフイスへの気泡伸入の可能性
大、あるいは残留振動大等を招き、従つて、イン
クの噴出効率を低下させる。本発明においては、
メニスカス変位に共振周波数ｆp1の振動が生じな
いように、予め圧電素子５（第１図）に印加され
る電気信号から共振周波数ｆp1成分を含む低域周
波数を除去している。
第４図は本発明の一実施例としての第１図の圧
電素子５に印加される電気信号を発生する回路の
ブロツク回路図であり、第５図ａ、第５図ｂおよ
び第６図ａおよび第６図ｂは第４図の回路内に現
われる信号「ａ」および「ｂ」の波形図および周
波数スペクトル図である。第２図において、入力
信号「ａ」は低域除去フイルタ４１（高域ろ波フ
イルタ）によつて低域周波数を除去し、増幅器４
２によつて増幅して得られた信号「ｂ」を圧電素
子５の端子６に印加する。この場合、低域除去フ
イルタ４１のカツトオフ周波数は前述のメニスカ
スの２つの共振周波数ｆp1とｆp2との間に設定さ
れる。たとえば、第５図ａに示すパルス幅Ｔのイ
ンパルス信号「ａ」（この信号の周波数スペクト
ルは第６図ａに示される）が低域除去フイルタ４
１および増幅器４２を通過すると、第５図ｂに示
す信号「ｂ」（この信号の周波数スペクトルは第
６図ｂに示される）が得られる。
電素子５に印加される電気信号を発生する回路の
ブロツク回路図であり、第５図ａ、第５図ｂおよ
び第６図ａおよび第６図ｂは第４図の回路内に現
われる信号「ａ」および「ｂ」の波形図および周
波数スペクトル図である。第２図において、入力
信号「ａ」は低域除去フイルタ４１（高域ろ波フ
イルタ）によつて低域周波数を除去し、増幅器４
２によつて増幅して得られた信号「ｂ」を圧電素
子５の端子６に印加する。この場合、低域除去フ
イルタ４１のカツトオフ周波数は前述のメニスカ
スの２つの共振周波数ｆp1とｆp2との間に設定さ
れる。たとえば、第５図ａに示すパルス幅Ｔのイ
ンパルス信号「ａ」（この信号の周波数スペクト
ルは第６図ａに示される）が低域除去フイルタ４
１および増幅器４２を通過すると、第５図ｂに示
す信号「ｂ」（この信号の周波数スペクトルは第
６図ｂに示される）が得られる。
実験によれば、第１図のプリントヘツドの共振
周波数ｆp1，ｆp2はそれぞれ2kHz、7.5kHzであ
り、従つて、第４図の低域除去フイルタ４１とし
て、カツトオフ周波数ｆcが3kHzの一次の高域通
過形アクテイブフイルタを用いた。この結果、第
７図の曲線C′（曲線Ｃは従来形による）に示す
ように、メニスカスの＋側の最大変位はl2′と大き
くなり、従つて、インクの粒子速度が大きくな
る。この場合、約4.5ｍ／ｓであつた（従来は約
３ｍ／ｓ）。また、メニスカスの一側の最大変位
は−l4′と小さくなり、従つて、オリフイス１（第
１図）への気泡侵入を防止できる。さらにまた、
従来の曲線Ｃに比べて分るように、本発明に係る
曲線C′の減衰が早い、すなわち、残留振動が少
ない。
周波数ｆp1，ｆp2はそれぞれ2kHz、7.5kHzであ
り、従つて、第４図の低域除去フイルタ４１とし
て、カツトオフ周波数ｆcが3kHzの一次の高域通
過形アクテイブフイルタを用いた。この結果、第
７図の曲線C′（曲線Ｃは従来形による）に示す
ように、メニスカスの＋側の最大変位はl2′と大き
くなり、従つて、インクの粒子速度が大きくな
る。この場合、約4.5ｍ／ｓであつた（従来は約
３ｍ／ｓ）。また、メニスカスの一側の最大変位
は−l4′と小さくなり、従つて、オリフイス１（第
１図）への気泡侵入を防止できる。さらにまた、
従来の曲線Ｃに比べて分るように、本発明に係る
曲線C′の減衰が早い、すなわち、残留振動が少
ない。
以上説明したように、本発明によれば、従来形
に比べて、メニスカスの＋側の最大変位を大にで
き従つて、インクの粒子速度を大にでき、また、
一側の最大変位を小にでき、従つて、オリフイス
への気泡侵入を防止でき、さらに、メニスカスの
残留振動を少なくすることができる。したがつ
て、インクの噴出効率を向上させることができ、
前述の従来形における問題点の解決に役立つもの
である。
に比べて、メニスカスの＋側の最大変位を大にで
き従つて、インクの粒子速度を大にでき、また、
一側の最大変位を小にでき、従つて、オリフイス
への気泡侵入を防止でき、さらに、メニスカスの
残留振動を少なくすることができる。したがつ
て、インクの噴出効率を向上させることができ、
前述の従来形における問題点の解決に役立つもの
である。
第１図は一般的なインクジエツト記録装置用プ
リントヘツドの断面図、第２図は一般的なメニス
カス変位レベルの周波数特性を示すグラフ、第３
図は従来のメニスカス変位の時間的変化を示すグ
ラフ、第４図は本発明の一実施例としての第１図
の圧電素子に印加される電気信号を発生する回路
のブロツク回路図、第５図ａ、第５図ｂおよび第
６図ａ、第６図ｂは第４図の回路内に現われる信
号「ａ」および「ｂ」の波形図、および周波数ス
ペクトル図、第７図は本発明に係るメニスカス変
位の時間的特性を示すグラフである。 １……オリフイス、２……インク導出路、３…
…インク供給路、４……インク室、５……圧電素
子、６……端子、４１……低域除去フイルタ、４
２……増幅器。
リントヘツドの断面図、第２図は一般的なメニス
カス変位レベルの周波数特性を示すグラフ、第３
図は従来のメニスカス変位の時間的変化を示すグ
ラフ、第４図は本発明の一実施例としての第１図
の圧電素子に印加される電気信号を発生する回路
のブロツク回路図、第５図ａ、第５図ｂおよび第
６図ａ、第６図ｂは第４図の回路内に現われる信
号「ａ」および「ｂ」の波形図、および周波数ス
ペクトル図、第７図は本発明に係るメニスカス変
位の時間的特性を示すグラフである。 １……オリフイス、２……インク導出路、３…
…インク供給路、４……インク室、５……圧電素
子、６……端子、４１……低域除去フイルタ、４
２……増幅器。
Claims (1)
- １ インク液滴を噴出するためのオリフイスと、
一端が該オリフイスに接続され他端がインク供給
口に接続されたインク室と、該インク室の一部に
設けられた圧電素子とを具備し、該圧電素子に電
気信号を印加し前記インク室の容積を変化させる
ことにより前記オリフイスから前記インク液滴が
噴出されるインクジエツト記録装置用プリントヘ
ツドにおいて、前記電気信号を、少なくとも前記
インク室のインク供給口側部材に依存する共振周
波数成分ｆp1を除去すると共に少なくとも前記イ
ンク室のオリフイス側部材に依存する共振周波数
成分ｆp2（ｆp2＞f10）を通過させるフイルタを介
して前記圧電素子に印加させたことを特徴とする
インクジエツト記録装置用プリントヘツドの駆動
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9053880A JPS5715974A (en) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | Driving system for printing head of ink jet recorder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9053880A JPS5715974A (en) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | Driving system for printing head of ink jet recorder |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5715974A JPS5715974A (en) | 1982-01-27 |
| JPS6229232B2 true JPS6229232B2 (ja) | 1987-06-25 |
Family
ID=14001184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9053880A Granted JPS5715974A (en) | 1980-07-04 | 1980-07-04 | Driving system for printing head of ink jet recorder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5715974A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58168572A (ja) * | 1982-03-31 | 1983-10-04 | Fujitsu Ltd | 液滴噴射方法 |
| US4599626A (en) * | 1984-08-02 | 1986-07-08 | Metromedia, Inc. | Ink drop ejecting head |
-
1980
- 1980-07-04 JP JP9053880A patent/JPS5715974A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5715974A (en) | 1982-01-27 |
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