JP2002103606A - Ink jet recorder - Google Patents

Ink jet recorder

Info

Publication number
JP2002103606A
JP2002103606A JP2000297977A JP2000297977A JP2002103606A JP 2002103606 A JP2002103606 A JP 2002103606A JP 2000297977 A JP2000297977 A JP 2000297977A JP 2000297977 A JP2000297977 A JP 2000297977A JP 2002103606 A JP2002103606 A JP 2002103606A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
ink jet
diaphragm
electrode
waveform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000297977A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002103606A5 (en
Inventor
Mikio Ohashi
幹夫 大橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2000297977A priority Critical patent/JP2002103606A/en
Publication of JP2002103606A publication Critical patent/JP2002103606A/en
Publication of JP2002103606A5 publication Critical patent/JP2002103606A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of an ink jet recorder that high frequency driving is impossible. SOLUTION: A rectangular driving waveform is applied to the electrode 55 of a head 14.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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、特に静電型インクジェットヘッドを搭載したイ
ンクジェット記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording apparatus, and more particularly, to an ink jet recording apparatus equipped with an electrostatic ink jet head.

【0002】[0002]

【従来の技術】プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プ
ロッタ等の画像記録装置(画像形成装置)として用いる
インクジェット記録装置として、インク滴を吐出するノ
ズルと、このノズルが連通する吐出室(インク流路、圧
力室、加圧液室、液室等とも称される。)と、このイン
ク流路の壁面を形成する振動板と、この振動板に対向す
る電極とを有し、振動板を静電気力で変形変位させるこ
とでノズルからインク滴を吐出させる静電型インクジェ
ットヘッドを搭載したものが知られている。
2. Description of the Related Art As an ink jet recording apparatus used as an image recording apparatus (image forming apparatus) such as a printer, a facsimile, a copying apparatus, and a plotter, a nozzle for discharging ink droplets and a discharge chamber (ink flow path, A pressure chamber, a pressurized liquid chamber, a liquid chamber, etc.), a vibrating plate forming a wall surface of the ink flow path, and an electrode opposed to the vibrating plate. 2. Description of the Related Art There is known an ink jet head equipped with an electrostatic ink jet head that ejects ink droplets from nozzles by deforming and displacing.

【0003】このようなインクジェット記録装置におけ
るヘッド駆動装置として、例えば特開平7−1325
98号公報に開示されているように、タイミングパルス
発生装置と充電抵抗、放電抵抗等を利用した充電回路及
び放電回路等を有し、振動板と電極との間に、振動板と
電極との間の電荷が指数関数的に充放電されるような駆
動パルス波形を印加するものがある。また、特開平7
−214770号公報に開示されているように、タイマ
ー回路と3相のスイッチング素子とを用いて、インク滴
を吐出するタイミングを調整するようにしたものも知ら
れている。
As a head driving device in such an ink jet recording apparatus, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-1325
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 98, there is provided a timing pulse generator and a charging circuit and a discharging circuit using a charging resistor and a discharging resistor, and the like. In some cases, a drive pulse waveform is applied such that charges between the two are charged and discharged exponentially. Also, Japanese Patent Application Laid-Open
As disclosed in JP-A-214770, there is also known a device in which a timer circuit and a three-phase switching element are used to adjust the timing at which ink droplets are ejected.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たの充放電回路を用いて振動板と電極との間に電荷が
指数関数的に充放電されるような駆動パルス波形を印加
するヘッド駆動装置にあっては、印字速度の高速化のた
めに駆動パルス波形の繰り返し周波数を高くすると、振
動板と電極との間の電荷の充電時間(振動板を電極側に
変位させる時間)が短くなり、このように充電時間が短
くなると、インク流路内の急激な負圧の発生によりノズ
ルから気泡が混入し、インク滴の吐出不良や吐出不能に
陥ることがある。
However, a head driving apparatus for applying a driving pulse waveform such that charges are charged and discharged exponentially between a diaphragm and an electrode using the above-described charging / discharging circuit is provided. If the repetition frequency of the drive pulse waveform is increased to increase the printing speed, the charge time of the electric charge between the diaphragm and the electrode (time for displacing the diaphragm toward the electrode) becomes shorter. When the charging time is shortened as described above, bubbles may be mixed in from the nozzles due to the generation of a sudden negative pressure in the ink flow path, which may result in defective ejection of ink droplets or impossibility of ejection.

【0005】したがって、安定したインク滴吐出を行う
ためには、振動板と電極との間に十分な電荷を充電さ
せ、振動板をゆっくり変形させ(撓ませ)ることで、イ
ンク流路内の急激な負圧の発生による気泡の混入を防止
しなければならない。そのためには、1滴のインク吐出
当たりに数十μs以上の充電時間を確保しなければなら
ず、インクジェットヘッドに印加できる駆動パルス波形
の繰り返し周波数に制限が発生し、駆動パルス波形の繰
り返し周波数を高くしてより高速化を図ることが比較的
困難である。
[0005] Therefore, in order to discharge ink droplets stably, a sufficient charge is charged between the diaphragm and the electrode, and the diaphragm is slowly deformed (bent), so that the ink flow path in the ink flow path is reduced. It is necessary to prevent air bubbles from being mixed due to the generation of a sudden negative pressure. For this purpose, it is necessary to secure a charging time of several tens of μs or more per discharge of one ink droplet, and the repetition frequency of the drive pulse waveform that can be applied to the inkjet head is limited. It is relatively difficult to increase the speed to increase the speed.

【0006】また、上述した充放電抵抗を用いる充電回
路及び放電回路を有する駆動回路を利用して、振動板と
電極との間の電荷の充電時間や放電時間を調整してイン
ク滴の吐出特性を制御するためには、充電回路や放電回
路に使用されている充電抵抗や放電抵抗の各抵抗値を調
整しなければならないが、その各抵抗値の調整は非常に
煩わしく、また、回路構成も複雑で煩雑となるため、回
路コストが高くなってしまう。
In addition, by using the above-described driving circuit having a charging circuit and a discharging circuit using a charging / discharging resistor, the charging time and discharging time of the electric charge between the diaphragm and the electrode are adjusted to discharge the ink droplet. In order to control the resistance, it is necessary to adjust each resistance value of the charging resistance and the discharging resistance used in the charging circuit and the discharging circuit, but the adjustment of each resistance value is very troublesome, and the circuit configuration is also complicated. The circuit becomes complicated and complicated, which increases the circuit cost.

【0007】さらに、上述した振動板と電極との間の電
荷が指数関数的に充放電されるような駆動パルス波形を
使用した場合には、インクジェットヘッドのアクチュエ
ータ部(振動板、電極、ギャップ)の製造バラツキによ
って波形歪みの影響が生じ易くなり、また、駆動回路に
おいても充電回路や放電回路に抵抗を利用しているた
め、抵抗値のバラツキによっても波形歪みの影響が生じ
易くなる。したがって、ヘッド毎に一定の形状の駆動パ
ルス波形を印加することが比較的困難であり、ヘッド毎
のインク滴の吐出特性値のバラツキを少なくして一定に
保つことが比較的難しいというような多くの課題があ
る。
Further, when a drive pulse waveform is used such that the electric charge between the diaphragm and the electrode is charged and discharged exponentially, the actuator portion (diaphragm, electrode, gap) of the ink jet head is used. The influence of waveform distortion is likely to occur due to manufacturing variations, and the effect of waveform distortion is also likely to occur due to variations in resistance values, because the driving circuit uses resistors in the charging circuit and the discharging circuit. Therefore, it is relatively difficult to apply a drive pulse waveform having a fixed shape for each head, and it is relatively difficult to reduce the variation of the ejection characteristic value of the ink droplet for each head and keep it constant. Issues.

【0008】また、上述したのヘッド駆動装置のよう
にタイマー回路と3相のスイッチング素子によってイン
ク滴を吐出するタイミングを調整しようとするものにあ
っては、そのタイミングの調整が非常に煩わしく、ま
た、その駆動回路の構成も複雑になる。しかも、上述し
たのヘッド駆動装置と同様な駆動パルス波形を使用し
ているので、上述したのと同様に駆動パルス波形とその
波形発生回路特有の課題もある。
In the case of adjusting the timing of ejecting ink droplets by a timer circuit and a three-phase switching element as in the above-described head driving device, the adjustment of the timing is very troublesome. In addition, the configuration of the driving circuit becomes complicated. In addition, since the same drive pulse waveform as that of the above-described head drive device is used, there are also problems unique to the drive pulse waveform and its waveform generation circuit, as described above.

【0009】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、簡単な構成で安定したインク滴吐出特性が得ら
れる高周波駆動が可能なインクジェット記録装置を提供
することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an ink jet recording apparatus capable of high-frequency driving with a simple structure and capable of obtaining stable ink droplet ejection characteristics.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係るインクジェット記録装置は、インクジ
ェットヘッドに対して台形状の駆動波形を印加する手段
を備えている構成としたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, an ink jet recording apparatus according to the present invention is provided with means for applying a trapezoidal drive waveform to an ink jet head. .

【0011】本発明に係るインクジェット記録装置は、
インクジェットヘッドに対して矩形状の駆動波形を印加
する手段を備えている構成としたものである。
[0011] The ink jet recording apparatus according to the present invention comprises:
In this configuration, a means for applying a rectangular drive waveform to the inkjet head is provided.

【0012】これらの本発明に係るインクジェット記録
装置においては、駆動波形は初期電圧値から所望の電圧
値に達するまでの時間が5μsを越えない波形であるこ
とが好ましい。また、駆動波形は所望の電圧値から初期
の電圧値に戻るまでの時間が6μsを越えない波形であ
ることが好ましい。さらに、駆動波形は所望の電圧値か
ら初期の電圧値に戻るまでの時間が2μsを越えない波
形であることが好ましい。
In the ink jet recording apparatus according to the present invention, it is preferable that the drive waveform is a waveform that does not exceed 5 μs from the initial voltage value to the desired voltage value. Further, it is preferable that the drive waveform is a waveform in which the time required to return from the desired voltage value to the initial voltage value does not exceed 6 μs. Further, it is preferable that the drive waveform is a waveform in which the time required to return from the desired voltage value to the initial voltage value does not exceed 2 μs.

【0013】また、インクジェットヘッドのノズル孔は
駆動波形が印加されたときに1滴の吐出体積が30pl
を越えないインク滴を吐出させる大きさであることが好
ましい。さらに、駆動波形はD/A変換手段で生成する
ことが好ましい。
The nozzle hole of the ink jet head has a discharge volume of 30 pl when a driving waveform is applied.
It is preferable that the size is such that an ink droplet that does not exceed the size is ejected. Further, it is preferable that the drive waveform is generated by the D / A conversion means.

【0014】[0014]

【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説明図、図2は同機
構部の側面説明図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic perspective explanatory view of a mechanism of an ink jet recording apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a side explanatory view of the mechanism.

【0015】このインクジェット記録装置は、記録装置
本体1の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キ
ャリッジに搭載したインクジェットヘッドからなるイン
クジェットヘッド、インクジェットヘッドへのインクを
供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部
2等を収納し、給紙カセット4或いは手差しトレイ5か
ら給送される用紙3を取り込み、印字機構部2によって
所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレ
イ6に排紙する。
This ink jet recording apparatus comprises a carriage movable in the main scanning direction inside the recording apparatus main body 1, an ink jet head including an ink jet head mounted on the carriage, an ink cartridge for supplying ink to the ink jet head, and the like. The paper feed cassette 4 or the manual feed tray 5 takes in the paper 3, and records the required image by the print mechanism 2, and then the output tray mounted on the rear side. 6 is discharged.

【0016】印字機構部2は、図示しない左右の側板に
横架したガイド部材である主ガイドロッド11と従ガイ
ドロッド12とでキャリッジ13を主走査方向(図2で
紙面垂直方向)に摺動自在に保持し、このキャリッジ1
3にはイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ
(M)、ブラック(Bk)の各色のインク滴を吐出する
インクジェットヘッドからなるヘッド(記録ヘッド)1
4をインク滴吐出方向を下方に向けて装着し、キャリッ
ジ13の上側にはヘッド14に各色のインクを供給する
ための各インクタンク(インクカートリッジ)15を交
換可能に装着している。
The printing mechanism 2 slides the carriage 13 in a main scanning direction (a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2) by a main guide rod 11 and a sub guide rod 12 which are guide members which are laterally mounted on left and right side plates (not shown). This carriage 1
Reference numeral 3 denotes a head (recording head) 1 including an inkjet head that ejects ink droplets of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk).
4 is mounted with the ink droplet ejection direction facing downward, and an ink tank (ink cartridge) 15 for supplying each color ink to the head 14 is exchangeably mounted on the upper side of the carriage 13.

【0017】ここで、キャリッジ13は後方側(用紙搬
送方向下流側)を主ガイドロッド11に摺動自在に嵌装
し、前方側(用紙搬送方向上流側)を従ガイドロッド1
2に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ
13を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ1
7で回転駆動される駆動プーリ18と従動プーリ19と
の間にタイミングベルト20を張装し、このタイミング
ベルト20をキャリッジ13に固定している。
Here, the carriage 13 is slidably fitted on the main guide rod 11 on the rear side (downstream side in the paper transport direction), and the front guide rod 1 on the front side (upstream side in the paper transport direction).
2 slidably mounted. The main scanning motor 1 is moved to scan the carriage 13 in the main scanning direction.
A timing belt 20 is stretched between a driving pulley 18 and a driven pulley 19, which are driven to rotate by 7, and the timing belt 20 is fixed to the carriage 13.

【0018】また、インクジェットヘッドとして、ここ
では各色のヘッド14を用いているが、各色のインク滴
を吐出するノズルを有する1個のヘッドでもよい。さら
に、ヘッド14は、インク流路壁面を形成する振動板と
これに対向する電極との間の静電気力で振動板を変位さ
せてインクを加圧する静電型インクジェットヘッドであ
る。
Although the heads 14 of each color are used here as the ink jet head, a single head having nozzles for ejecting ink droplets of each color may be used. Further, the head 14 is an electrostatic ink jet head that presses ink by displacing the vibration plate with an electrostatic force between a vibration plate forming an ink flow path wall surface and an electrode facing the vibration plate.

【0019】一方、給紙カセット4にセットした用紙3
をヘッド14の下方側に搬送するために、給紙カセット
4から用紙3を分離給装する給紙ローラ21及びフリク
ションパッド22と、用紙3を案内するガイド部材23
と、給紙された用紙3を反転させて搬送する搬送ローラ
24と、この搬送ローラ24の周面に押し付けられる搬
送コロ25及び搬送ローラ24からの用紙3の送り出し
角度を規定する先端コロ26とを設けている。搬送ロー
ラ24は副走査モータ27によってギヤ列を介して回転
駆動される。
On the other hand, the paper 3 set in the paper feed cassette 4
Roller 21 and a friction pad 22 for separating and feeding the paper 3 from the paper feed cassette 4 and a guide member 23 for guiding the paper 3
A transport roller 24 that reverses and transports the fed paper 3, a transport roller 25 that is pressed against the peripheral surface of the transport roller 24, and a tip roller 26 that defines an angle at which the paper 3 is fed from the transport roller 24. Is provided. The transport roller 24 is driven to rotate by a sub-scanning motor 27 via a gear train.

【0020】そして、キャリッジ13の主走査方向の移
動範囲に対応して搬送ローラ24から送り出された用紙
3をヘッド14の下方側で案内する用紙ガイド部材であ
る印写受け部材29を設けている。この印写受け部材2
9の用紙搬送方向下流側には、用紙3を排紙方向へ送り
出すために回転駆動される搬送コロ31、拍車32を設
け、さらに用紙3を排紙トレイ6に送り出す排紙ローラ
33及び拍車34と、排紙経路を形成するガイド部材3
5、36とを配設している。
Further, there is provided a printing receiving member 29 which is a paper guide member for guiding the paper 3 fed from the transport roller 24 below the head 14 in accordance with the moving range of the carriage 13 in the main scanning direction. . This print receiving member 2
9, a transport roller 31 and a spur 32, which are rotatably driven to send the sheet 3 in the sheet ejection direction, are provided on the downstream side in the sheet conveying direction, and further, a sheet ejection roller 33 and a spur 34 for sending the sheet 3 to the sheet ejection tray 6. And a guide member 3 forming a paper discharge path
5 and 36 are provided.

【0021】また、キャリッジ13の移動方向右端側に
はヘッド14の信頼性を維持、回復するための信頼性維
持回復機構(以下「サブシステム」という。)37を配
置している。キャリッジ13は印字待機中にはこのサブ
システム37側に移動されてキャッピング手段などでヘ
ッド14をキャッピングされる。
A reliability maintenance / recovery mechanism (hereinafter, referred to as a "subsystem") 37 for maintaining and recovering the reliability of the head 14 is disposed on the right end side in the moving direction of the carriage 13. The carriage 13 is moved to the subsystem 37 side during printing standby, and the head 14 is capped by capping means or the like.

【0022】次に、このインクジェット記録装置のヘッ
ド14を構成するインクジェットヘッドについて図3及
び図4を参照して説明する。なお、図3はインクジェッ
トヘッドの振動板長手方向の断面説明図、図4は同ヘッ
ドの振動板短手方向の要部拡大断面図である。
Next, an ink jet head constituting the head 14 of the ink jet recording apparatus will be described with reference to FIGS. 3 is an explanatory cross-sectional view of the inkjet head in the longitudinal direction of the diaphragm, and FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the head in the lateral direction of the diaphragm.

【0023】このインクジェットヘッドは、振動板/液
室基板である第1基板41と、この第1基板41の下側
に設けた電極基板である第2基板42と、第1基板41
の上側に設けた蓋部材である第3基板43とを備え、複
数のインク滴を吐出するノズル溝44、各ノズル溝44
が連通するインク流路である加圧室(吐出室ともい
う。)46、各加圧室46にインク供給路を兼ねた流体
抵抗部47を介して連通する共通液室流路48などを形
成している。
This ink jet head includes a first substrate 41 which is a diaphragm / liquid chamber substrate, a second substrate 42 which is an electrode substrate provided below the first substrate 41, and a first substrate 41.
And a third substrate 43 which is a lid member provided on the upper side of the nozzle groove 44, and a plurality of nozzle grooves 44 for discharging a plurality of ink droplets.
A pressurized chamber (also referred to as a discharge chamber) 46 is an ink flow path communicating with each other, and a common liquid chamber flow path 48 communicates with each pressurized chamber 46 via a fluid resistance part 47 also serving as an ink supply path. are doing.

【0024】第1基板41には、単結晶シリコン基板を
用いて、一端にノズル溝44を形成し、更にこのノズル
溝44に連通する加圧室46及びこの加圧室46の壁面
である底部をなす振動板50を形成する凹部と、流体抵
抗部47を形成する溝と、共通液室流路48を形成する
凹部とを形成している。
As the first substrate 41, a single crystal silicon substrate is used, a nozzle groove 44 is formed at one end, and a pressurizing chamber 46 communicating with the nozzle groove 44 and a bottom portion which is a wall surface of the pressurizing chamber 46 are formed. , A groove forming the fluid resistance portion 47, and a recess forming the common liquid chamber flow path 48.

【0025】なお、第1基板41に単結晶シリコン基板
を用いることで、数μm程度の厚さの薄い振動板50を
エッチングで作製する際の加工が容易になり、また、数
μm程度の微小ギャップを高精度に第2基板42との陽
極接合で形成することができる。さらに、振動板50を
振動させる際には、電極に電圧を印加して静電気力を発
生させる必要性があるが、シリコンは半導電性であるた
め、その振動板50が電極を兼ねることができて振動板
50側に別個に電極を設ける必要性がない等の利点があ
る。
The use of a single-crystal silicon substrate as the first substrate 41 facilitates the processing when the thin diaphragm 50 having a thickness of about several μm is formed by etching, and has a small size of about several μm. The gap can be formed with high accuracy by anodic bonding with the second substrate 42. Further, when the diaphragm 50 is vibrated, it is necessary to apply a voltage to the electrode to generate an electrostatic force. However, since silicon is semiconductive, the diaphragm 50 can also serve as an electrode. Therefore, there is an advantage that there is no need to provide a separate electrode on the diaphragm 50 side.

【0026】第2基板42には、パイレックス(登録商
標)ガラス(硼珪酸系ガラス)を用いて凹部54を形成
し、この凹部54底面に、振動板50にギャップ56を
置いて対向する個別の電極55を例えば金等をスパッタ
して形成し、これらの振動板50と電極55とによって
アクチュエータ部を構成している。なお、電極55は外
部に延設して電極端子部55aを一体形成している。ま
た、第2基板42にパイレックスガラスを用いることで
シリコン基板との陽極接合が容易になる。
A concave portion 54 is formed in the second substrate 42 by using Pyrex (registered trademark) glass (borosilicate glass), and an individual portion facing the diaphragm 50 with a gap 56 is formed on the bottom surface of the concave portion 54. The electrode 55 is formed by, for example, sputtering gold or the like, and an actuator section is constituted by the diaphragm 50 and the electrode 55. Note that the electrode 55 extends outside to integrally form an electrode terminal portion 55a. Further, the use of Pyrex glass for the second substrate 42 facilitates anodic bonding with the silicon substrate.

【0027】また、電極55表面には電極55の耐久性
を向上させるためにSiO2膜などの誘電絶縁層(酸化膜
系絶縁膜)或いはSi34膜などの窒化膜系絶縁膜から
なる電極保護膜57を成膜しているが、電極55表面に
電極保護膜57を形成しないで、或いは、電極55表面
に電極保護膜57を形成するとともに振動板50側に絶
縁膜を形成することもできる。
The surface of the electrode 55 is formed of a dielectric insulating layer (oxide film-based insulating film) such as a SiO 2 film or a nitride film-based insulating film such as a Si 3 N 4 film in order to improve the durability of the electrode 55. Although the electrode protection film 57 is formed, the electrode protection film 57 is not formed on the surface of the electrode 55, or the electrode protection film 57 is formed on the surface of the electrode 55 and the insulating film is formed on the diaphragm 50 side. Can also.

【0028】第3基板43にはステンレス基板を使用
し、接着剤にて第1基板41と接合する。この第3基板
43の接合によって、ノズル溝44、吐出室46、流体
抵抗部47及び共通液室流路48が構成される。また、
第3基板43には、共通液室流路48に外部からインク
を供給するためのインク供給口61を形成し、このイン
ク供給口61に接続したインク供給パイプ62を介して
前述したインクカートリッジ15からインクが供給され
る。
As the third substrate 43, a stainless steel substrate is used, and is joined to the first substrate 41 with an adhesive. The joining of the third substrate 43 forms a nozzle groove 44, a discharge chamber 46, a fluid resistance part 47, and a common liquid chamber flow path 48. Also,
An ink supply port 61 for supplying ink from outside to the common liquid chamber flow path 48 is formed in the third substrate 43, and the ink cartridge 15 described above is connected via an ink supply pipe 62 connected to the ink supply port 61. Supplies ink.

【0029】次に、第1基板41と第2基板42との接
合方法について述べる。静電型インクジェットヘッドの
ように数μm程度の微少なギャップを高精度に形成し、
組み立てる(接合する)方法としては陽極接合法を利用
するのが好適である。この陽極接合法は、他の接合法
(ろう接、融接等)と比較して、よりギャップの寸法精
度の確保が期待でき、第1基板41と第2基板42の間
に電圧印加(−300V〜−500V程度)することに
より、比較的低温(300〜400℃)で精密な接合が
できる。
Next, a method of joining the first substrate 41 and the second substrate 42 will be described. A small gap of about several μm is formed with high precision like an electrostatic inkjet head,
As a method of assembling (joining), it is preferable to use an anodic bonding method. This anodic bonding method can be expected to ensure the dimensional accuracy of the gap more than other bonding methods (brazing, fusion welding, etc.), and a voltage is applied between the first substrate 41 and the second substrate 42 (− By applying about 300 V to -500 V), precise bonding can be performed at a relatively low temperature (300 to 400 ° C.).

【0030】このような陽極接合を確実に行うには、第
1基板41と第2基板42との接合界面で、その基板同
士の共有結合が生じるように第1基板41、あるいは第
2基板42のどちらかがアルカリイオンを多く含む基板
である必要があり、また、陽極接合する際、熱応力によ
る基板同士の歪みが少なくなるように基板同士の熱膨張
係数が比較的一致している材料を選択することが好まし
い。
In order to reliably perform such anodic bonding, the first substrate 41 or the second substrate 42 is so formed that covalent bonding between the substrates occurs at the bonding interface between the first substrate 41 and the second substrate 42. Either must be a substrate that contains a large amount of alkali ions, and when anodic bonding, a material whose coefficient of thermal expansion is relatively consistent between substrates so that distortion between the substrates due to thermal stress is reduced. It is preferable to select.

【0031】本実施形態では、上述したように第1基板
41に単結晶のシリコン基板を使用し、第2基板42に
Na等のアルカリイオンを多く含み、シリコン基板と比
較的熱膨張係数が一致するパイレックスガラス(硼珪酸
系ガラス)基板を使用するため、基板同士の熱歪みの少
ない確実な接合が得られる。
In this embodiment, as described above, a single-crystal silicon substrate is used for the first substrate 41, and the second substrate 42 contains a large amount of alkali ions such as Na, and has a coefficient of thermal expansion relatively equal to that of the silicon substrate. Since a Pyrex glass (borosilicate glass) substrate is used, reliable bonding with little thermal distortion between the substrates can be obtained.

【0032】次に、このインクジェット記録装置の制御
部の概要について図5を参照して説明する。この制御部
は、この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。)80と、所要の固定
情報を格納したROM81と、ワーキングメモリ等とし
て使用するRAM82と、ホスト側から転送される画像
データを処理したデータを格納する画像メモリ83と、
パラレル入出力(PIO)ポート84と、入力バッファ
85と、パラレル入出力(PIO)ポート86と、波形
生成回路87と、ヘッド駆動回路88及びドライバ89
等を備えている。
Next, an outline of a control section of the ink jet recording apparatus will be described with reference to FIG. The control unit includes a microcomputer (hereinafter, referred to as a “CPU”) 80 for controlling the entire recording apparatus, a ROM 81 storing required fixed information, a RAM 82 used as a working memory, and the like. An image memory 83 for storing data obtained by processing the transferred image data;
A parallel input / output (PIO) port 84, an input buffer 85, a parallel input / output (PIO) port 86, a waveform generation circuit 87, a head drive circuit 88, and a driver 89
Etc. are provided.

【0033】ここで、PIOポート84にはホスト側か
ら画像データなどの各種情報、図示しない操作パネルか
らの各種指示情報、用紙の始端、終端を検知する紙有無
センサからの検知信号、キャリッジ13のホームポジシ
ョン(基準位置)を検知するホームポジションセンサ等
の各種センサからの信号等が入力され、またこのPIO
ポート84を介してホスト側や操作パネル側に対して所
要の情報が送出される。
Here, various information such as image data from the host, various instruction information from an operation panel (not shown), a detection signal from a paper presence / absence sensor for detecting the start and end of the paper, and a signal Signals from various sensors such as a home position sensor for detecting a home position (reference position) are input.
Required information is transmitted to the host and the operation panel via the port 84.

【0034】また、波形生成回路87は、ヘッド14の
振動板50と電極55との間に、振動板50をインク滴
が吐出するだけの変位量、タイミングで電極55側に変
位させる駆動波形を発生する。この波形生成回路87と
しては、CPU80からの駆動波形データをD/A変換
するD/A変換器を用いることで、簡単な構成で所要の
駆動波形を生成出力することができる。
The waveform generation circuit 87 generates a drive waveform between the vibration plate 50 and the electrode 55 of the head 14 such that the vibration plate 50 is displaced toward the electrode 55 with a displacement amount for ejecting ink droplets and timing. appear. By using a D / A converter for D / A converting the drive waveform data from the CPU 80 as the waveform generation circuit 87, a required drive waveform can be generated and output with a simple configuration.

【0035】ヘッド駆動回路88は、PIOポート86
を介して与えられる各種データ及び信号に基づいて、ヘ
ッド14の各ノズル溝44に対応するエネルギー発生手
段(振動板50と電極55)に対して駆動波形を印加す
る。さらに、ドライバ89は、PIOポート86を介し
て与えられる駆動データに応じて主走査モータ17及び
副走査モータ27を各々駆動制御することで、キャリッ
ジ13を主走査方向に移動走査し、搬送ローラ24を回
転させて用紙3を所定量搬送させる。
The head drive circuit 88 includes a PIO port 86
The driving waveform is applied to the energy generating means (diaphragm 50 and electrode 55) corresponding to each nozzle groove 44 of the head 14 based on various data and signals given via the. Further, the driver 89 moves and scans the carriage 13 in the main scanning direction by controlling the driving of the main scanning motor 17 and the sub-scanning motor 27 in accordance with the driving data supplied via the PIO port 86, respectively. Is rotated to convey the sheet 3 by a predetermined amount.

【0036】次に、この制御部におけるヘッド駆動制御
部に係わる部分について図6のブロック図を参照して説
明する。このヘッド駆動制御部は、前述したCPU8
0、ROM81、RAM82及び周辺回路等を含む主制
御部91と、波形生成回路87と、アンプ92と、駆動
回路(ドライバIC)93等とを備えている。
Next, a part related to the head drive control unit in this control unit will be described with reference to the block diagram of FIG. The head drive control unit is provided with the CPU 8 described above.
0, a main control unit 91 including a ROM 81, a RAM 82, peripheral circuits, and the like, a waveform generation circuit 87, an amplifier 92, a drive circuit (driver IC) 93, and the like.

【0037】主制御部91は、波形生成回路87に対し
てヘッドの電極55へ印加する駆動波形を生成するため
のデータを与え、ドライバIC93に対して印字信号
(シリアルデータである)SD、シフトクロックCL
K、ラッチ信号LATなどを与える。波形生成回路87
は、前述したようにインクジェットヘッドのアクチュエ
ータ部に対してノズル44からインク滴を吐出させるエ
ネルギーを発生させる駆動波形を時系列で発生する。す
なわち、主制御部91と波形生成回路87で駆動波形を
生成出力する手段を構成している。
The main control section 91 supplies data for generating a drive waveform to be applied to the electrode 55 of the head to the waveform generation circuit 87 and print signals (serial data) SD, shift signals to the driver IC 93. Clock CL
K, a latch signal LAT, and the like. Waveform generation circuit 87
As described above, a drive waveform that generates energy for ejecting ink droplets from the nozzles 44 to the actuator section of the inkjet head is generated in time series. That is, the main control unit 91 and the waveform generation circuit 87 constitute a means for generating and outputting a drive waveform.

【0038】ドライバIC93は、時系列で入力される
駆動波形を印字信号に応じて選択して、ヘッド14を構
成するインクジェットヘッドの各個別電極55に与える
制御を行う制御手段である。すなわち、ドライバIC9
3は、主制御部91からのシリアルクロックCLK及び
印字信号であるシリアルデータSDを入力するシフトレ
ジスタ95と、シフトレジスタ95のレジスト値を主制
御部91からのラッチ信号LATでラッチするラッチ回
路96と、ラッチ回路96の出力値をレベル変化するレ
ベル変換回路97と、このレベル変換回路97でオン/
オフが制御されるアナログスイッチアレイ98とからな
る。アナログスイッチアレイ98は、インクジェットヘ
ッド40のm個(ノズル数をm個とする。)の個別電極
55に接続したアナログスイッチAS1〜ASmからな
る。なお、インクジェットヘッドの共通電極となる振動
板50は接地している。
The driver IC 93 is a control means for selecting a drive waveform input in a time series in accordance with a print signal and controlling the selection of the drive waveform applied to each individual electrode 55 of the ink jet head constituting the head 14. That is, the driver IC 9
Reference numeral 3 denotes a shift register 95 for inputting a serial clock CLK and a serial signal SD as a print signal from the main control unit 91, and a latch circuit 96 for latching a register value of the shift register 95 with a latch signal LAT from the main control unit 91. A level conversion circuit 97 for changing the level of the output value of the latch circuit 96;
And an analog switch array 98 whose turning-off is controlled. The analog switch array 98 includes analog switches AS1 to ASm connected to m individual electrodes 55 of the inkjet head 40 (the number of nozzles is m). The diaphragm 50 serving as a common electrode of the ink jet head is grounded.

【0039】 そして、このシフトレジスタ95にシフ
トクロックに応じてシリアルデータ(印字信号)SDを
取込み、ラッチ回路96でラッチ信号LATによってシ
フトレジスタ回路95に取り込んだシリアルデータSD
をラッチしてレベル変換回路98に入力する。このレベ
ル変換回路98は、データの内容に応じて各アクチュエ
ータ部の個別電極55に接続しているアナログスイッチ
ASm(m=1〜m)をオン/オフする。
Then, serial data (print signal) SD is fetched into the shift register 95 in accordance with the shift clock, and the serial data SD fetched into the shift register circuit 95 by the latch signal LAT in the latch circuit 96.
Is latched and input to the level conversion circuit 98. The level conversion circuit 98 turns on / off the analog switch ASm (m = 1 to m) connected to the individual electrode 55 of each actuator according to the content of the data.

【0040】このアナログスイッチASm(m=1〜
m)には波形生成回路87からアンプ92を介して駆動
波形を与えているので、アナログスイッチASm(m=
1〜m)がオンしたときに駆動波形が個別電極55に選
択的に与えられる。
This analog switch ASm (m = 1 to
m) is supplied with a drive waveform from the waveform generation circuit 87 via the amplifier 92, so that the analog switch ASm (m = m)
1 to m) are turned on, the drive waveform is selectively applied to the individual electrodes 55.

【0041】次に、インクジェットヘッドの動作につい
て図7及び図8をも参照して説明する。このインクジェ
ットヘッドは、電極55にヘッド駆動回路88から正の
パルス電圧が印加されると、電極55の表面がプラス電
位に帯電し、その電極55に対向する振動板50の下面
がマイナス電位に帯電する。したがって、図7(a)に
矢印で示すように、振動板50は静電気の吸引作用(静
電吸引力)により、この振動板50に対向する電極55
方向へ撓む。ここで、振動板50に発生する静電吸引力
Pの大きさは、(1)式のように表される。
Next, the operation of the ink jet head will be described with reference to FIGS. When a positive pulse voltage is applied to the electrode 55 from the head drive circuit 88, the surface of the electrode 55 is charged to a positive potential, and the lower surface of the diaphragm 50 facing the electrode 55 is charged to a negative potential. I do. Therefore, as shown by the arrow in FIG. 7A, the diaphragm 50 is caused to act on the electrode 55 facing the diaphragm 50 by an electrostatic attraction function (electrostatic attraction force).
Deflection in the direction. Here, the magnitude of the electrostatic attraction force P generated on the diaphragm 50 is expressed as in equation (1).

【0042】[0042]

【数1】 (Equation 1)

【0043】但し、この(1)式において、εは振動板
50と電極55との間に存在する空気の誘電率、Sは振
動板50と電極55との間に働く静電気力の有効面積、
Vは電極55に印加する駆動電圧値、dは振動板50と
電極55との間の実効的なギャップ距離を示している。
In the equation (1), ε is the permittivity of the air existing between the diaphragm 50 and the electrode 55, S is the effective area of the electrostatic force acting between the diaphragm 50 and the electrode 55,
V indicates a drive voltage value applied to the electrode 55, and d indicates an effective gap distance between the diaphragm 50 and the electrode 55.

【0044】ここで、実効的なギャップ距離dは、振動
板50と電極部55との間に空気以外の誘電率を有する
物質が介在する場合には、(2)式のように表わされ
る。
Here, the effective gap distance d is expressed by equation (2) when a substance having a dielectric constant other than air is interposed between the diaphragm 50 and the electrode portion 55.

【0045】[0045]

【数2】 (Equation 2)

【0046】但し、この(2)式において、daは振動
板50と電極55との間に存在する空隙の距離、dε
振動板50と電極部55との間に存在する誘電絶縁層5
7の厚み、εrは誘電絶縁層57の比誘電率を示してい
る。
[0046] However, in the equation (2), a dielectric insulating layer between the d a diaphragm 50 and the distance of the gap existing between the electrodes 55, the d epsilon diaphragm 50 and the electrode portion 55 5
The thickness of 7 and ε r indicate the relative permittivity of the dielectric insulating layer 57.

【0047】即ち、振動板50と電極55との間に、あ
る誘電率を有する物質を介在させると、(2)式に示す
ように、その介在させた誘電物質の厚みdεとその誘電
物質が有する比誘電率εrを変化させることによって、
振動板50と電極55との間に発生する電界強度E(E
=V/d)と、それによって生じる静電吸引力Pの大き
さが変化する。
That is, when a substance having a certain dielectric constant is interposed between the diaphragm 50 and the electrode 55, as shown in the equation (2), the thickness d ε of the interposed dielectric substance and the dielectric substance By changing the relative permittivity ε r of
Electric field intensity E (E (E) generated between diaphragm 50 and electrode 55
= V / d), and the magnitude of the electrostatic attraction force P generated thereby changes.

【0048】したがって、(1)式に示すように静電吸
引力Pの大きさは、振動板50と電極55との間の実効
的なギャップ距離dが小さいほど振動板50に大きな静
電引力が働く。また、電極55への駆動電圧値Vを上昇
させるに従って、振動板50が電極55方向へ撓み、同
図(b)、(c)に示すように、振動板50が電極55
側に誘電絶縁層57を介して接触する。このように振動
板50が電極55に接触した状態を当接状態という。
Therefore, as shown in the equation (1), the magnitude of the electrostatic attraction force P is such that the smaller the effective gap distance d between the diaphragm 50 and the electrode 55 is, the larger the electrostatic attraction force is applied to the diaphragm 50. Works. Further, as the drive voltage value V to the electrode 55 is increased, the diaphragm 50 bends toward the electrode 55, and as shown in FIGS.
Side is in contact via a dielectric insulating layer 57. The state where the diaphragm 50 is in contact with the electrode 55 in this manner is referred to as a contact state.

【0049】また、電極55へのパルス状の電圧となる
パルス電圧の印加をOFFすると、図8(a)〜(c)
に示すように、撓んだ(変形した)振動板50には復元
力P1が作用しているので、振動板50は復元力P1に
て復元し、加圧室46内の圧力が急激に上昇するため、
ノズル孔44よりインク滴65が形成されて用紙3に向
けてインク滴65が吐出される。また、電極55へパル
ス電圧を印加(ON)すると、振動板50が再び電極部
55側の方向へ撓むので、インクが共通液室流路48よ
り流体抵抗部47を介して加圧室46内に補給される。
When the application of the pulse voltage, which is a pulse-like voltage to the electrode 55, is turned off, FIGS.
As shown in (1), since the restoring force P1 is acting on the flexed (deformed) diaphragm 50, the diaphragm 50 is restored by the restoring force P1, and the pressure in the pressurizing chamber 46 rises rapidly. To do
Ink droplets 65 are formed from the nozzle holes 44 and are ejected toward the paper 3. When a pulse voltage is applied to the electrode 55 (ON), the diaphragm 50 bends again in the direction of the electrode section 55, so that the ink flows from the common liquid chamber flow path 48 through the fluid resistance section 47 to the pressure chamber 46. Will be replenished within.

【0050】次に、このように構成したインクジェット
記録装置におけるヘッド駆動制御に係る第1実施形態つ
いて図9乃至図12をも参照して説明する。まず、図9
(a)に示すようなパルス状に電圧V1を電極55に印
加した場合、パルス状電圧V1の各時点t0〜t7にお
ける非吐出ノズル(インク滴を吐出しないノズルの意
味)となるノズル孔44におけるメニスカスは同図
(b)に示すように振動する。また、振動板50と電極
55との間には、当接状態となっている間(振動板50
が電極55に接触している間)では同図(c)に示すよ
うに正負に電流値が振動する形の充放電電流が流れてい
るのが観測される。さらに、加圧室46内の圧力も同図
(d)に示すように正負に振動する形の圧力変動が観測
される。
Next, a first embodiment of the head drive control in the ink jet recording apparatus thus configured will be described with reference to FIGS. First, FIG.
When the voltage V1 is applied to the electrode 55 in the form of a pulse as shown in (a), the non-ejection nozzles (meaning the nozzles that do not eject ink droplets) at the time points t0 to t7 of the pulsed voltage V1 The meniscus vibrates as shown in FIG. Further, between the diaphragm 50 and the electrode 55, while in the contact state (the diaphragm 50
(During contact with the electrode 55), it is observed that a charge / discharge current in which the current value oscillates positively and negatively as shown in FIG. Further, the pressure in the pressurizing chamber 46 is observed to fluctuate in the positive and negative directions as shown in FIG.

【0051】このように、パルス状の電圧V1を電極5
5へ印加したときに、メニスカス、振動板−電極間電流
(充放電電流)及び加圧室内圧力に振動現象が起こるの
は、前述した図7及び図8で説明したように、振動板5
0が電極55方向へ撓んで当接状態となると同時に、加
圧室46内へノズル溝44側と流体抵抗部47側から各
々インクが流入し、その各インクの流れによって振動板
50の当接状態のときに加圧室46内に強い圧力波が発
生しているためであることが実験で判明した。
As described above, the pulse voltage V1 is applied to the electrode 5
The vibration phenomenon occurs in the meniscus, the diaphragm-electrode current (charge / discharge current) and the pressure in the pressurizing chamber when applied to the diaphragm 5 as described with reference to FIGS.
0 is bent in the direction of the electrode 55 to be in a contact state, and at the same time, ink flows into the pressurizing chamber 46 from the nozzle groove 44 side and the fluid resistance part 47 side, and the flow of each ink causes the vibration plate 50 to contact. Experiments have shown that a strong pressure wave is generated in the pressurizing chamber 46 in the state.

【0052】また、パルス状の電圧のパルス幅(電圧印
加時間)を図9の時点t0を基準として時点t1〜t7
まで変化させた場合、インク滴の吐出特性値(インク滴
の吐出速度Vjと吐出量=滴体積Mj)は図10に示す
ように変化する。すなわち、パルス幅を変化させること
によって、インク滴の吐出特性値が大小に振動すること
が実験により確認された。
Further, the pulse width (voltage application time) of the pulse-like voltage is set at times t1 to t7 with reference to time t0 in FIG.
When it is changed to the above, the discharge characteristic value of the ink droplet (the discharge speed Vj and the discharge amount of the ink droplet = drop volume Mj) changes as shown in FIG. That is, it has been confirmed by experiments that the ejection characteristic value of the ink droplet fluctuates greatly by changing the pulse width.

【0053】ここで、インク滴吐出特性値の振動の周期
は、加圧室46内の圧力変動の振動周期に対応している
ことが実験的に確認された。すなわち、図9(d)に示
した加圧室内圧力変動波形に見られるように、時点t0
〜t1までは加圧室46内は負圧状態であり、この場
合、図11に示すように、振動板50からの復元力P1
が加圧室46内で発生した負圧力P2に打ち消されるよ
うな状態が起こり、ノズル孔44方向へのインク流速が
減少する方向に働くので、その負圧力P2がより強い時
間領域(時点t0〜t1の間)では、インク滴は吐出し
ないという状態が発生する。
Here, it was experimentally confirmed that the oscillation cycle of the ink droplet ejection characteristic value corresponds to the oscillation cycle of the pressure fluctuation in the pressurizing chamber 46. That is, as shown in the pressure fluctuation waveform of the pressurized chamber shown in FIG.
From time t1 to time t1, the inside of the pressurizing chamber 46 is in a negative pressure state. In this case, as shown in FIG.
Is canceled by the negative pressure P2 generated in the pressurizing chamber 46, and acts in a direction in which the ink flow velocity in the direction of the nozzle hole 44 decreases, so that the negative pressure P2 is in a stronger time region (time t0 to t0). During t1), a state occurs in which no ink droplet is ejected.

【0054】また、時点t1においては振動板50が当
接状態となるために、図8(c)に示す充放電電流波形
に見られるように時点taの時に当接時に生じる正の電
流が流れ、また、圧力変動値(負圧力P2)が零となる
ためにインク滴吐出が開始される。さらに、時点t1か
らt3までは加圧室46内は正圧状態であり、この場
合、図12に示すように、振動板50からの復元力P1
に加圧室46内で発生した正圧力P3が重ね合わされる
ような状態が起こり、ノズル孔44方向へのインク流速
がより増加する方向に働く。
Also, since the diaphragm 50 is in the contact state at the time point t1, a positive current generated at the time of the contact at the time point ta flows as shown in the charge / discharge current waveform shown in FIG. In addition, since the pressure fluctuation value (negative pressure P2) becomes zero, ink droplet ejection is started. Further, the pressure chamber 46 is in a positive pressure state from the time point t1 to the time point t3. In this case, as shown in FIG.
A state occurs in which the positive pressure P3 generated in the pressurizing chamber 46 is superimposed, and the ink flow speed in the direction of the nozzle hole 44 is increased.

【0055】したがって、このインクジェットヘッドに
おいては、振動板50が当接状態となった後(当接後)
に加圧室46内に発生する正負の圧力変動の強さに応じ
てインク滴の吐出特性値が大小に変動し、加圧室46内
の正圧力P3がピーク(極大)となる時点t2、t6に
対応してインク滴の吐出特性値がピーク(極大)とな
り、また、加圧室46内の負圧力P2がピーク(極小)
となる時点t4に対応してインク滴の吐出特性値がピー
ク(極小)となる性質を有していることが判明した。
Therefore, in this ink jet head, after the diaphragm 50 is in the contact state (after the contact).
The discharge characteristic value of the ink droplet fluctuates in accordance with the magnitude of the positive and negative pressure fluctuations generated in the pressurizing chamber 46, and the positive pressure P3 in the pressurizing chamber 46 peaks (maximum) at time t2. The ejection characteristic value of the ink droplet reaches a peak (maximum) corresponding to t6, and the negative pressure P2 in the pressurizing chamber 46 peaks (minimum).
It has been found that the discharge characteristic value of the ink droplet has a peak (minimum value) corresponding to the time point t4 when

【0056】次に、インクジェットヘッドに印加する駆
動波形の形状について説明する。先ず、従来用いられて
いる駆動波形(例えば特開平7−132598号公報に
記載された駆動パルス波形)について図13を参照して
説明する。この駆動波形は、同図(a)に示すように、
振動板と電極との間の電荷が指数関数的に充放電される
波形である。この駆動波形をヘッドの電極55へ印加し
た場合、吐出室46内での振動板50は、同図(b)に
示すような変位の挙動を示すことが実験で判明した。こ
れは、静電気力を利用したインクジェットヘッドのアク
チュエータ特有の振動板50の変位の挙動を示すもので
ある。
Next, the shape of the drive waveform applied to the ink jet head will be described. First, a conventionally used driving waveform (for example, a driving pulse waveform described in JP-A-7-132598) will be described with reference to FIG. This drive waveform is, as shown in FIG.
This is a waveform in which charges between the diaphragm and the electrodes are charged and discharged exponentially. Experiments have shown that when this drive waveform is applied to the electrode 55 of the head, the diaphragm 50 in the discharge chamber 46 exhibits a displacement behavior as shown in FIG. This shows the behavior of the displacement of the diaphragm 50 peculiar to the actuator of the ink jet head using the electrostatic force.

【0057】すなわち、静電アクチュエータの場合に
は、同図(a)に示すような正のパルス電圧V1を電極
55へ印加すると、上述した実効的なギャップ距離dの
1/3の距離に相当する地点(同図(b)に振動板50
の変位波形の変曲点a又は変曲点bで示す。)までは、
振動板50と電極55との間で発生する静電吸引力Pの
大きさと振動板50自身が保有する復元力P1とが釣り
合った状態(平衡状態)となっている。したがって、振
動板50の変位が0の地点から変曲点a又は変曲点bま
での間は、上述したパルス電圧V1の電圧値の大きさに
応じて振動板50の変位が追従するので、振動板50の
変位量を制御することができる。
That is, in the case of the electrostatic actuator, when a positive pulse voltage V1 as shown in FIG. 7A is applied to the electrode 55, it corresponds to a distance of 1 / of the effective gap distance d described above. (The diaphragm 50 is shown in FIG.
The inflection point a or the inflection point b of the displacement waveform of FIG. ) Until
The state where the magnitude of the electrostatic attraction force P generated between the diaphragm 50 and the electrode 55 is balanced with the restoring force P1 held by the diaphragm 50 itself (equilibrium state). Accordingly, during the period from the point where the displacement of the diaphragm 50 is 0 to the inflection point a or the inflection point b, the displacement of the diaphragm 50 follows the magnitude of the voltage value of the pulse voltage V1. The displacement of the diaphragm 50 can be controlled.

【0058】しかしながら、振動板50の変位が変曲点
a又は変曲点bを過ぎ、振動板50がより対向電極55
方向へ近づいた場合には、急激に静電吸引力Pの方が復
元力P1よりも強くなり、振動板50の変位が非平衡状
態となるため、電極55へ印加したパルス電圧V1の電
圧値とは無関係に、振動板50が電極55方向へ急激に
撓んで変形し、最終的には上述のように振動板50が電
極55側に変形して、つまり図13(b)に振動板50
と電極55との間の空隙の距離daに達するまで変形し
て、電極55に接触する当接状態となる。
However, when the displacement of the diaphragm 50 passes the inflection point a or the inflection point b, the diaphragm 50
When approaching in the direction, the electrostatic attraction force P suddenly becomes stronger than the restoring force P1, and the displacement of the diaphragm 50 becomes non-equilibrium. Therefore, the voltage value of the pulse voltage V1 applied to the electrode 55 Irrespective of this, the diaphragm 50 is suddenly bent in the direction of the electrode 55 and deformed, and finally the diaphragm 50 is deformed toward the electrode 55 as described above, that is, as shown in FIG.
The electrode 55 is deformed until it reaches the distance da of the gap between the electrode 55 and the electrode 55, and comes into contact with the electrode 55.

【0059】したがって、振動板50が当接している間
(変曲点a〜bの間)の時間は、パルス電圧V1の電圧
値の大きさが、所定の電圧値以上の場合にはその電圧値
により振動板50の変位及び変位量を制御することがで
きない。また、振動板50の復元力P1がインク滴の吐
出圧力として最大となる瞬間は、当接点da〜変曲点b
までの間であり、変曲点bから振動板50の変位が0と
なるまでの間の振動変位はインク滴の吐出圧力にほとん
ど寄与していないことが実験で明らかとなっている。
Therefore, during the time when the diaphragm 50 is in contact (between the inflection points a and b), if the voltage value of the pulse voltage V1 is equal to or more than the predetermined voltage value, The displacement and displacement amount of the diaphragm 50 cannot be controlled by the value. The moment when the restoring force P1 of the diaphragm 50 becomes the maximum as the ejection pressure of the ink droplet, the contact point da to the inflection point b
It is clear from experiments that the vibration displacement from the inflection point b to the displacement of the diaphragm 50 becomes zero hardly contributes to the ejection pressure of the ink droplet.

【0060】これらのことより、このインクジェットヘ
ッドでは、インク滴の吐出圧力として比較的有効に寄与
されている時間領域は、変曲点a〜bまでの間(振動板
50が当接している間)の時間、すなわち、即ち、同図
(b)に示す時間幅Tdの時間であることが分かる。
From these facts, in this ink jet head, the time region that contributes relatively effectively as the ejection pressure of the ink droplets is between the inflection points a and b (while the diaphragm 50 is in contact with it). ), That is, the time of the time width Td shown in FIG.

【0061】したがって、同図(a)の駆動波形の場合
では、電極55へ印加したパルス幅Taに対して、イン
ク吐出に有効に寄与している時間幅Tdの方が短いた
め、同図(a)の指数関数的に変化する駆動波形では無
駄に長いパルス幅Taとなっているものと考えられる。
そのため、駆動波形をより高い駆動周波数で電極55へ
印加して印字速度を高めたい場合でも、同図(a)に示
すような駆動波形ではパルス幅Taの長さが制限となっ
て、そのパルス幅Taよりも短い繰り返し周期で駆動波
形を印加することが困難になる。
Accordingly, in the case of the drive waveform of FIG. 7A, the time width Td that effectively contributes to ink ejection is shorter than the pulse width Ta applied to the electrode 55. It is considered that the drive waveform a) exponentially changes has a uselessly long pulse width Ta.
Therefore, even if it is desired to increase the printing speed by applying a drive waveform to the electrode 55 at a higher drive frequency, the length of the pulse width Ta is limited in the drive waveform shown in FIG. It becomes difficult to apply a drive waveform at a repetition cycle shorter than the width Ta.

【0062】そこで、本発明では、このような静電気力
を利用したインクジェットヘッド特有の振動板50の変
位の挙動の性質を利用し、電極55へ印加した駆動波形
がインク滴の吐出圧力として有効、且つ、効果的に寄与
できるようにするため、図14に示すような台形状の駆
動波形、又は、図15に示すような矩形(または方形)
状の駆動波形を生成してインクジェットヘッドの電極5
5に印加するようして、より高い駆動周波数での印字を
可能としたものである。
Therefore, in the present invention, the driving waveform applied to the electrode 55 is effective as the ejection pressure of the ink droplet by utilizing the characteristic of the displacement behavior of the vibration plate 50 peculiar to the ink jet head utilizing the electrostatic force. In addition, in order to contribute effectively, a trapezoidal driving waveform as shown in FIG. 14 or a rectangular (or square) as shown in FIG.
Drive waveform is generated to form an electrode 5 of the ink jet head.
5 to enable printing at a higher driving frequency.

【0063】すなわち、図14(a)に示す台形状の駆
動波形を印加したときの振動板50の変位は同図(b)
に示すようになり、駆動波形のパルス幅Tbと振動板5
0が当接してインク滴の吐出に有効に寄与する時間幅T
dとがほぼ等しくなるため、駆動波形をより高い駆動周
波数で電極55へ印加することができ、より印字速度を
高めることができる。
That is, when the trapezoidal driving waveform shown in FIG. 14A is applied, the displacement of the diaphragm 50 is shown in FIG.
And the pulse width Tb of the drive waveform and the diaphragm 5
0 is in contact with and effectively contributes to the ejection of ink droplets.
Since d is substantially equal, the drive waveform can be applied to the electrode 55 at a higher drive frequency, and the printing speed can be further increased.

【0064】また、図15(a)に示す矩形状の駆動波
形を印加したときの振動板50の変位は同図(b)に示
すようになり、これも上述と同様に駆動波形のパルス幅
Tcと振動板50が当接してインク滴吐出に有効に寄与
する時間幅Tdとがほぼ等しくなるため、より単純な駆
動波形でより高い駆動周波数を電極55へ印加すること
ができ、より印字速度を高めることができる。
The displacement of the diaphragm 50 when the rectangular drive waveform shown in FIG. 15A is applied is as shown in FIG. 15B, and the pulse width of the drive waveform is also the same as described above. Since Tc and the time width Td in which the diaphragm 50 abuts and effectively contributes to ink droplet ejection are substantially equal, a higher driving frequency can be applied to the electrode 55 with a simpler driving waveform, and a higher printing speed can be achieved. Can be increased.

【0065】実験によれば、同じ一定のインク滴吐出特
性を得るのに、図13(a)に示したような駆動波形を
ヘッドの電極55へ印加した場合では、駆動周波数を最
高で8kHz程度までしか上げられなかったのに対し、
図14(a)に示したような台形状の駆動波形をヘッド
の電極55へ印加した場合では、駆動周波数を最高で1
6kHz程度まで上昇させることができ、同じ画質で印
字速度を2倍速くすることができた。
According to an experiment, when a drive waveform as shown in FIG. 13A is applied to the electrode 55 of the head in order to obtain the same constant ink droplet ejection characteristics, the drive frequency is about 8 kHz at the maximum. While it could only be raised up to
When a trapezoidal driving waveform as shown in FIG. 14A is applied to the electrode 55 of the head, the driving frequency is set to 1 at the maximum.
The printing speed could be increased to about 6 kHz, and the printing speed could be doubled with the same image quality.

【0066】ここで、これらの台形状又は矩形状の駆動
波形を印加する場合におけるインクジェットヘッドのノ
ズル孔について説明する。台形状又は矩形状の駆動波形
のように振動板50が急激に撓んで変形するような駆動
波形を電極55へ印加した場合、吐出室46内が急激な
負圧状態となるため、ノズル44から吐出室46内に気
泡が混入してインク滴吐出が不安定になる可能性があ
る。
Here, the nozzle holes of the ink jet head when applying these trapezoidal or rectangular drive waveforms will be described. When a drive waveform such as a trapezoidal or rectangular drive waveform is applied to the electrode 55 such that the diaphragm 50 rapidly bends and deforms, the inside of the discharge chamber 46 becomes a sudden negative pressure state. There is a possibility that bubbles may be mixed into the ejection chamber 46 and the ejection of ink droplets may become unstable.

【0067】しかしながら、インクジェットヘッドの場
合には、図16(a)に示すように、矩形状の駆動波形
を電極55へ印加した場合でも、静電気力を利用したア
クチュエータ特有の現象により、ノズル孔の大きさを徐
々により小さく変化させることで、同図(b)に示すよ
うに、吐出室46内の流体抵抗の影響を受けて振動板5
0の変位挙動がδ1→δ2→δ3のように変化し、振動
板50の変形の仕方が徐々に緩慢となる。
However, in the case of an ink jet head, as shown in FIG. 16A, even when a rectangular drive waveform is applied to the electrode 55, the nozzle hole is not affected by a phenomenon peculiar to the actuator utilizing electrostatic force. By gradually changing the size, the diaphragm 5 is affected by the fluid resistance in the discharge chamber 46 as shown in FIG.
The displacement behavior of 0 changes as δ1 → δ2 → δ3, and the manner of deformation of the diaphragm 50 becomes gradually slower.

【0068】したがって、吐出室46内での急激な負圧
の発生の影響が緩和されるようになり、ノズル孔44か
らの気泡の混入の影響も小さくなる。また、ノズル孔の
大きさを小さくすることにより、ノズル面において空気
と接する面積が減少し、よりノズル孔44からの気泡の
混入を抑制することができる。
Therefore, the influence of the sudden generation of the negative pressure in the discharge chamber 46 is reduced, and the influence of the bubbles mixed from the nozzle holes 44 is reduced. In addition, by reducing the size of the nozzle hole, the area of the nozzle surface that comes into contact with air is reduced, and the entry of air bubbles from the nozzle hole 44 can be further suppressed.

【0069】ここで、図15(a)に示す矩形状の駆動
波形をインクジェットヘッドの電極55へ印加し、ノズ
ル孔の大きさとインク滴の1滴の吐出体積を変化させた
ときのインク滴吐出状態の安定性について評価した。こ
の評価結果を表1に示している。なお、同表中、「○」
は安定した吐出状態であることを、「△」は吐出状態が
不安定であることを示し、「−」は当該ノズル孔では当
該滴体積のインク滴を吐出できないことを示している。
Here, a rectangular drive waveform shown in FIG. 15A is applied to the electrode 55 of the ink jet head, and the ink droplet ejection when the size of the nozzle hole and the ejection volume of one ink droplet is changed. The state stability was evaluated. Table 1 shows the evaluation results. In the table, "○"
Indicates that the ejection state is stable, "△" indicates that the ejection state is unstable, and "-" indicates that the ink droplet of the droplet volume cannot be ejected from the nozzle hole.

【0070】[0070]

【表1】 [Table 1]

【0071】この表1からも分かるように、インク滴の
1滴の吐出体積が30pl以下であるときには、吐出室
46内へ気泡の混入なく安定してインク滴を吐出するこ
とができる。
As can be seen from Table 1, when the ejection volume of one ink droplet is 30 pl or less, the ink droplet can be stably ejected into the ejection chamber 46 without bubbles.

【0072】したがって、矩形状或いは台形状の駆動波
形を印加する場合には、インク滴の1滴の吐出体積が3
0pl以下となるようにノズル孔の大きさを設定する。
これにより、高い駆動周波数でもインク滴を安定して吐
出することができ、高品質の画像を高速で印字すること
ができる。
Therefore, when a rectangular or trapezoidal drive waveform is applied, the ejection volume of one ink droplet becomes 3
The size of the nozzle hole is set so as to be 0 pl or less.
As a result, ink droplets can be stably ejected even at a high drive frequency, and high-quality images can be printed at high speed.

【0073】次に、矩形状或いは台形状の駆動波形の立
上り及び立下り時間について図17を参照して説明す
る。同図(a)に示すように台形状の駆動波形を電極5
5に繰り返し印加したとき、ノズル孔44のインクメニ
スカスは同図(b)に示すように変位し、また、吐出室
46内圧力は同図(c)に示すように変動する。
Next, the rise and fall times of a rectangular or trapezoidal drive waveform will be described with reference to FIG. As shown in FIG.
5, the ink meniscus in the nozzle hole 44 is displaced as shown in FIG. 4B, and the pressure in the discharge chamber 46 is varied as shown in FIG.

【0074】ここで、同図(a)に示す駆動波形は、前
述したように、振動板50が電極55に当接した後に加
圧室46内に発生する圧力変動が正圧となる時間に対応
してパルス幅T2及びT6を予め設定している。このイ
ンクジェットヘッドの場合、振動板50が当接後加圧室
46内に発生する圧力変動の振動周期は、通常、10〜
20μsec程度と非常に短い周期であり、この短い圧
力変動の振動周期に駆動波形が追従できれば、より高い
駆動周波数でインク滴の形成が可能となる。
Here, the drive waveform shown in FIG. 9A is, as described above, the time during which the pressure fluctuation generated in the pressurizing chamber 46 after the diaphragm 50 contacts the electrode 55 becomes positive pressure. Correspondingly, the pulse widths T2 and T6 are set in advance. In the case of this ink jet head, the vibration period of the pressure fluctuation generated in the pressurizing chamber 46 after the vibration plate 50 abuts is usually 10 to 10.
The cycle is very short, about 20 μsec. If the drive waveform can follow the oscillation cycle of the short pressure fluctuation, it is possible to form ink droplets at a higher drive frequency.

【0075】このような短い圧力変動の振動周期に追従
するためには、台形状又は矩形状の駆動波形を用いる。
ここで、駆動波形のパルス幅T2を一定として、立ち上
がり時間T1及び立下り時間T3を変化させた場合、図
18及び図19に示すように立ち上がり時間T1(初期
の電圧値から所望の電圧値に達するまでの時間)や立下
り時間T3(所望の電圧値から初期の電圧値に戻るまで
の時間)が増加するに従って、インク滴の吐出特性値
(吐出速度Vjと吐出量Mj)は徐々に低下する傾向に
ある。
In order to follow such a short pressure fluctuation oscillation cycle, a trapezoidal or rectangular drive waveform is used.
Here, when the rising time T1 and the falling time T3 are changed while keeping the pulse width T2 of the driving waveform constant, the rising time T1 (from the initial voltage value to the desired voltage value) is changed as shown in FIGS. The discharge characteristic values (discharge speed Vj and discharge amount Mj) of the ink droplets gradually decrease as the time until the discharge reaches the predetermined time and the fall time T3 (the time until the voltage returns from the desired voltage value to the initial voltage value) increase. Tend to.

【0076】したがって、図17(a)に示すような台
形状の駆動波形の立ち上がり時間T1、立下り時間T3
を設定する場合には、立ち上がり時間T1は、図18に
示すように、略5μs以下とすることにより、インク滴
の吐出特性値を比較的高く一定に保つことができ、ま
た、より高い駆動周波数でのインク滴吐出に適応しやす
くなる。
Accordingly, the rise time T1 and fall time T3 of the trapezoidal drive waveform as shown in FIG.
When the rising time T1 is set to approximately 5 μs or less as shown in FIG. 18, the ejection characteristic value of the ink droplet can be kept relatively high and constant, and the higher driving frequency can be maintained. It is easy to adapt to ink droplet ejection in

【0077】また、立下り時間T3は、図19に示すよ
うに、略6μs以下とすることにより、インク滴の吐出
量を比較的高く一定に保つことができ、安定した吐出が
得られる。また、より好ましくは、立下り時間T3は2
μs以下とすることにより、インク滴の吐出速度と吐出
量を共に高い値で一定に保つことができて安定した吐出
が得られ、また、より高い駆動周波数でのインク滴吐出
により適応しやすくなるため、より有利となる。
By setting the fall time T3 to about 6 μs or less as shown in FIG. 19, the ejection amount of ink droplets can be kept relatively high and constant, and stable ejection can be obtained. More preferably, the fall time T3 is 2
By setting the value to μs or less, both the ejection speed and the ejection amount of the ink droplet can be kept constant at a high value, and a stable ejection can be obtained, and the ink droplet ejection at a higher driving frequency can be more easily adapted. Therefore, it is more advantageous.

【0078】次に、上述したような台形状或いは矩形状
の駆動波形を生成してヘッドに印加するヘッド駆動制御
部の他の例について図20及び図21を参照して説明す
る。図20に示すヘッド駆動制御部は、印字信号に応じ
たタイミングパルスを出力するヘッド駆動制御回路部1
00と、このヘッド駆動制御回路部100からの駆動パ
ルスをバッファ101を介して入力し、タイミングパル
スに応じた矩形状の駆動パルスを生成してヘッドの電極
55に与える抵抗R1〜R3及びトランジスタTr1〜
Tr3からなる出力回路とを備えている。
Next, another example of the head drive control unit for generating the above-described trapezoidal or rectangular drive waveform and applying the same to the head will be described with reference to FIGS. 20 and 21. FIG. A head drive control unit 1 shown in FIG. 20 outputs a timing pulse corresponding to a print signal.
00, a drive pulse from the head drive control circuit unit 100 is input via the buffer 101, a rectangular drive pulse corresponding to the timing pulse is generated, and the resistors R1 to R3 and the transistor Tr1 are supplied to the electrode 55 of the head. ~
And an output circuit comprising Tr3.

【0079】このような抵抗回路を用いたヘッド駆動制
御回路でも矩形状の駆動波形を生成出力できる。ただ
し、この回路では、抵抗素子の抵抗値のバラツキによっ
て駆動波形のパルス幅がばらついて滴吐出特性が不安定
になるおそれがある。
A head drive control circuit using such a resistor circuit can also generate and output a rectangular drive waveform. However, in this circuit, the pulse width of the driving waveform varies due to the variation in the resistance value of the resistance element, and the droplet discharge characteristics may become unstable.

【0080】図21に示すヘッド駆動制御部は、ヘッド
駆動制御回路部110から駆動波形に対応する電圧デー
タをカウンタ111に与えて、このカウンタ111のカ
ウント値をメモリ112に記憶し、このメモリ112に
記憶保持した電圧データ値をD/Aコンバータ113に
よってD/A変換し、バッファ114を介してトランジ
スタTr1、Tr2からなる出力回路に入力して、ヘッ
ドの電極55に印加する。
The head drive control section shown in FIG. 21 supplies voltage data corresponding to the drive waveform to the counter 111 from the head drive control circuit section 110, and stores the count value of the counter 111 in the memory 112. The D / A converter 113 converts the voltage data value stored and held in the D / A converter 113 into an output circuit including the transistors Tr1 and Tr2 via the buffer 114, and applies it to the electrode 55 of the head.

【0081】このようにD/A変換器を用いて駆動波形
を生成することにより、高精度な駆動波形を生成するこ
とができて、インク滴の吐出特性値のバラツキを低減す
ることができる。
By generating a drive waveform using a D / A converter in this manner, a highly accurate drive waveform can be generated, and variations in the ejection characteristic values of ink droplets can be reduced.

【0082】なお、上記実施形態において、インクジェ
ットヘッドのノズル、加圧室、流体抵抗部、共通流路液
室の形状、配置、形成方法は適切に変更することができ
る。例えば、上記実施形態においては、ノズルを振動板
の変位方向と交差する方向にインク滴が吐出するように
形成したエッジシュータ方式のインクジェットヘッドで
あるが、ノズルを振動板の変位方向にインク滴が吐出す
るように形成したサイドシュータ方式のインクジェット
ヘッドでもよい。
In the above embodiment, the shapes, arrangements, and forming methods of the nozzles, pressurizing chambers, fluid resistance portions, and common channel liquid chambers of the ink jet head can be appropriately changed. For example, in the above-described embodiment, the edge shooter type inkjet head is formed such that the nozzles eject the ink droplets in a direction intersecting the displacement direction of the diaphragm. A side shooter type inkjet head formed to discharge may be used.

【0083】[0083]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るイン
クジェット記録装置によれば、インクジェットヘッドに
対して台形状の駆動波形を印加する手段を備えているの
で、高周波駆動でも簡易な構成で安定したインク滴吐出
が可能になり、より高速で高画質記録を行うことができ
るようになる。
As described above, according to the ink jet recording apparatus of the present invention, since a means for applying a trapezoidal drive waveform to the ink jet head is provided, the ink jet recording apparatus is stable with a simple configuration even in high frequency driving. Ink droplet ejection can be performed, and high-quality recording can be performed at higher speed.

【0084】また、本発明に係るインクジェット記録装
置によれば、インクジェットヘッドに対して矩形状の駆
動波形を印加する手段を備えているので、高周波駆動で
も簡易な構成で安定したインク滴吐出が可能になり、よ
り高速で高画質記録を行うことができるようになる。
Further, according to the ink jet recording apparatus of the present invention, since means for applying a rectangular drive waveform to the ink jet head is provided, stable ink droplet discharge is possible with a simple configuration even in high frequency driving. And high-quality recording can be performed at higher speed.

【0085】ここで、駆動波形は初期電圧値から所望の
電圧値に達するまでの時間が5μsを越えない波形であ
ることにより、比較的効率的なタイミングで、略一定の
吐出特性でインク滴を吐出することができ、高画像品質
で高速記録を行うことができるようになる。また、駆動
波形は所望の電圧値から初期の電圧値に戻るまでの時間
が6μsを越えないことにより、比較的効率的なタイミ
ングで、略一定の吐出特性でインク滴を吐出することが
でき、高画像品質で高速記録を行うことができるように
なる。この場合、駆動波形は所望の電圧値から初期の電
圧値に戻るまでの時間が2μsを越えないことにより、
より効率的なタイミングで高い滴吐出特性でインク滴を
吐出でき、より安定した印字品質を得ることができる。
Here, the drive waveform is a waveform in which the time from the initial voltage value to the desired voltage value does not exceed 5 μs, so that ink droplets can be ejected at a relatively efficient timing with substantially constant ejection characteristics. It can be ejected, and high-speed printing can be performed with high image quality. In addition, since the drive waveform does not exceed 6 μs from the desired voltage value to the initial voltage value, ink droplets can be ejected at relatively efficient timing with substantially constant ejection characteristics, High-speed recording with high image quality can be performed. In this case, the drive waveform does not exceed 2 μs until returning from the desired voltage value to the initial voltage value.
Ink droplets can be ejected with high droplet ejection characteristics at more efficient timing, and more stable print quality can be obtained.

【0086】また、インクジェットヘッドのノズル孔は
駆動波形が印加されたときに1滴の吐出体積が30pl
を越えないインク滴を吐出させる大きさとすることによ
り、より小さなインク滴を高周波駆動で安定して吐出さ
せることができ、画像品質を更に向上させることができ
る。
The nozzle hole of the ink jet head has a discharge volume of 30 pl when a drive waveform is applied.
By setting the size to eject ink droplets not exceeding, smaller ink droplets can be ejected stably by high-frequency driving, and the image quality can be further improved.

【0087】さらに、駆動波形はD/A変換手段で生成
することにより、より高精度に安定してインク滴の吐出
特性を一定に保つことが可能になり、比較的簡易な構成
でヘッド毎の画質のばらつきを低減できる。
Further, by generating the drive waveform by the D / A conversion means, it is possible to stably maintain the ejection characteristics of ink droplets more accurately and stably, and to use a relatively simple structure for each head. Variation in image quality can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るインクジェット記録装置の機構部
の概略斜視説明図
FIG. 1 is a schematic perspective explanatory view of a mechanism section of an ink jet recording apparatus according to the present invention.

【図2】同機構部の側面説明図FIG. 2 is an explanatory side view of the mechanism.

【図3】同記録装置のヘッドの一例を示す振動板長手方
向の断面説明図
FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view in the longitudinal direction of a diaphragm showing an example of a head of the recording apparatus.

【図4】同ヘッドの振動板短手方向の要部拡大断面説明
FIG. 4 is an enlarged sectional explanatory view of a main part of the head in the transverse direction of the diaphragm.

【図5】同記録装置の制御部の一例を示すブロック図FIG. 5 is a block diagram illustrating an example of a control unit of the recording apparatus.

【図6】同記録装置のヘッド駆動制御部に係る部分のブ
ロック図
FIG. 6 is a block diagram of a part related to a head drive control unit of the recording apparatus.

【図7】同ヘッドの振動板当接までの動作の説明に供す
る説明図
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining an operation of the head up to contact with the diaphragm;

【図8】同ヘッドの振動板復元からの動作の説明に供す
る説明図
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining an operation of the head from a diaphragm restoration;

【図9】同記録装置におけるヘッド駆動制御に係る第1
実施形態の説明に供する説明図
FIG. 9 shows a first example relating to head drive control in the recording apparatus.
Explanatory drawing for explanation of embodiment

【図10】駆動波形のパルス幅とインク滴吐出特性値の
説明に供する説明図
FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a pulse width of a driving waveform and an ink droplet ejection characteristic value.

【図11】同ヘッドの圧力変動の説明に供する説明図FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining pressure fluctuation of the head.

【図12】同ヘッドの圧力変動の説明に供する説明図FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining pressure fluctuation of the head.

【図13】従来の駆動波形と同駆動波形の印加による振
動板変位の説明に供する説明図
FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining a diaphragm displacement caused by application of the same drive waveform as a conventional drive waveform;

【図14】本発明に係る駆動波形の一例と同駆動波形の
印加による振動板変位の説明に供する説明図
FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining an example of a drive waveform according to the present invention and a displacement of a diaphragm caused by application of the same drive waveform.

【図15】本発明に係る駆動波形の他の例と同駆動波形
の印加による振動板変位の説明に供する説明図
FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining another example of the driving waveform according to the present invention and the displacement of the diaphragm due to the application of the same driving waveform.

【図16】同駆動波形と同駆動波形の印加による振動板
変位及びノズル孔の説明に供する説明図
FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining the same driving waveform and the displacement of the diaphragm and the nozzle hole by applying the same driving waveform;

【図17】本発明に係る駆動波形のパラメータの説明に
供する説明図
FIG. 17 is an explanatory diagram for explaining parameters of a driving waveform according to the present invention;

【図18】同駆動波形の立ち上がり時間とインク滴吐出
特性値との関係を説明する説明図
FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a rising time of the driving waveform and an ink droplet ejection characteristic value.

【図19】同駆動波形の立ち下がり時間とインク滴吐出
特性値との関係を説明する説明図
FIG. 19 is an explanatory diagram illustrating the relationship between the fall time of the drive waveform and the ink droplet ejection characteristic value.

【図20】ヘッド駆動制御部の他の例を説明するブロッ
ク回路図
FIG. 20 is a block circuit diagram illustrating another example of the head drive control unit.

【図21】ヘッド駆動制御部の更に他の例を説明するブ
ロック回路図
FIG. 21 is a block circuit diagram illustrating still another example of the head drive control unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13…キャリッジ、14…ヘッド、24…搬送ローラ、
33…排紙ローラ、40…インクジェットヘッド、41
…第1基板、42…第2基板、43…第3基板、44…
ノズル溝、46…加圧室、47…流体抵抗部、48…共
通流路液室、50…振動板、55…電極、87…波形生
成回路、88…ヘッド駆動回路、113…D/Aコンバ
ータ
13: carriage, 14: head, 24: transport roller,
33: paper ejection roller, 40: ink jet head, 41
... first substrate, 42 ... second substrate, 43 ... third substrate, 44 ...
Nozzle groove, 46 pressurizing chamber, 47 fluid resistance part, 48 common flow path liquid chamber, 50 diaphragm, 55 electrode, 87 waveform generating circuit, 88 head drive circuit, 113 D / A converter

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インク滴を吐出するノズルと、このノズ
ルが連通するインク流路と、このインク流路の一部に設
けた振動板と、この振動板に対向する電極とを有し、前
記振動板を静電気力で変形させて前記ノズルからインク
滴を吐出させるインクジェットヘッドを備えたインクジ
ェット記録装置において、前記インクジェットヘッドに
対して台形状の駆動波形を印加する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。
A nozzle for discharging ink droplets, an ink flow path communicating with the nozzle, a vibration plate provided in a part of the ink flow path, and an electrode facing the vibration plate; An ink jet recording apparatus having an ink jet head for discharging a droplet of ink from the nozzle by deforming a vibration plate by electrostatic force, comprising: means for applying a trapezoidal drive waveform to the ink jet head. Inkjet recording device.
【請求項2】 インク滴を吐出するノズルと、このノズ
ルが連通するインク流路と、このインク流路の一部に設
けた振動板と、この振動板に対向する電極とを有し、前
記振動板を静電気力で変形させて前記ノズルからインク
滴を吐出させるインクジェットヘッドを備えたインクジ
ェット記録装置において、前記インクジェットヘッドに
対して矩形状の駆動波形を印加する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。
A nozzle for discharging ink droplets, an ink flow path communicating with the nozzle, a vibration plate provided in a part of the ink flow path, and an electrode facing the vibration plate; An ink jet recording apparatus having an ink jet head for ejecting ink droplets from the nozzles by deforming a vibration plate by electrostatic force, comprising means for applying a rectangular drive waveform to the ink jet head. Inkjet recording device.
【請求項3】 請求項1又は2に記載のインクジェット
記録装置において、前記駆動波形は初期電圧値から所望
の電圧値に達するまでの時間が5μsを越えない波形で
あることを特徴とするインクジェット記録装置。
3. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the drive waveform is a waveform that does not exceed 5 μs from the initial voltage value to a desired voltage value. apparatus.
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載のイン
クジェット記録装置において、前記駆動波形は所望の電
圧値から初期の電圧値に戻るまでの時間が6μsを越え
ないことを特徴とするインクジェット記録装置。
4. The ink-jet recording apparatus according to claim 1, wherein said drive waveform does not exceed 6 μs in time from a desired voltage value to return to an initial voltage value. Recording device.
【請求項5】 請求項1乃至3のいずれかに記載のイン
クジェット記録装置において、前記駆動波形は所望の電
圧値から初期の電圧値に戻るまでの時間が2μsを越え
ないことを特徴とするインクジェット記録装置。
5. The ink-jet recording apparatus according to claim 1, wherein a time required for the drive waveform to return from a desired voltage value to an initial voltage value does not exceed 2 μs. Recording device.
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかに記載のイン
クジェット記録装置において、前記インクジェットヘッ
ドのノズル孔は前記駆動波形が印加されたときに1滴の
吐出体積が30plを越えないインク滴を吐出させる大
きさであることを特徴とするインクジェット記録装置。
6. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the nozzle hole of the ink jet head is provided with an ink droplet whose ejection volume does not exceed 30 pl when the driving waveform is applied. An ink jet recording apparatus having a size for discharging.
【請求項7】 請求項1乃至6のいずれかに記載のイン
クジェット記録装置において、前記駆動波形はD/A変
換手段で生成することを特徴とするインクジェット記録
装置。
7. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said drive waveform is generated by a D / A converter.
JP2000297977A 2000-09-29 2000-09-29 Ink jet recorder Pending JP2002103606A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000297977A JP2002103606A (en) 2000-09-29 2000-09-29 Ink jet recorder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000297977A JP2002103606A (en) 2000-09-29 2000-09-29 Ink jet recorder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002103606A true JP2002103606A (en) 2002-04-09
JP2002103606A5 JP2002103606A5 (en) 2006-03-02

Family

ID=18780011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000297977A Pending JP2002103606A (en) 2000-09-29 2000-09-29 Ink jet recorder

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002103606A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4251912B2 (en) Image forming apparatus
JP2002096466A (en) Device for ink jet recording, device and method for controlling head driving, and ink jet head
JP2005014431A (en) Image forming apparatus
JP4408608B2 (en) Head drive control device and image recording device
JP3659494B2 (en) Liquid ejector
JP2002079668A (en) Ink jet recording apparatus, apparatus for controlling head driving, and storage medium
JP2004042576A (en) Head drive controller and image recorder
JP2001260369A (en) Ink-jet type recording apparatus and its control method
JP2003237066A (en) Head driving control device and image recorder
JP2004090542A (en) Inkjet recorder
JP2002254625A (en) Ink jet recording device
JP4187150B2 (en) Droplet discharge head and image forming apparatus
JP2001179964A (en) Drive controller for head and ink jet recorder
JP4104277B2 (en) Inkjet recording apparatus and image forming apparatus
JP3988130B2 (en) Liquid ejector
JP2002103606A (en) Ink jet recorder
JP4342744B2 (en) Head drive device and ink jet recording apparatus
JP2004058428A (en) Ink jet recorder
JP2004160903A (en) Head driving controller and image recorder
JP4259741B2 (en) Inkjet recording apparatus and image forming apparatus
JP4506427B2 (en) Liquid ejector
JP2019199056A (en) Liquid jet device and driving method for the same
JP4398121B2 (en) Inkjet head driving apparatus, inkjet head driving method, and inkjet printer
JP2001353865A (en) Ink jet recorder
JP2002326357A (en) Method for driving ink-jet recording head

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041206

A521 Written amendment

Effective date: 20060112

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

A977 Report on retrieval

Effective date: 20070119

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20070126

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070523