JP2712165B2 - インクジェット式記録ヘッドの駆動方法 - Google Patents
インクジェット式記録ヘッドの駆動方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はインクジェット式記録ヘッドの駆動方法に関
し、より詳細には発熱抵抗体等の電気熱変換手段を用い
たインクジェット式記録ヘッドの駆動方法に関する。 ［従来の技術］ 従来の発熱抵抗体等の電気熱変換手段を用いたインク
ジェット式記録ヘッドの駆動方法は、特開昭55−118872
号公報に記載されているように、発熱抵抗体に通電して
その上のインクにバブルを発生させ、そのバブルの圧力
によりインク滴の吐出を行っていた。 ［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来の記録ヘッドの駆動方法では、インク滴
吐出後発熱抵抗体上にノズル開口やインク流路からイン
クが供給されるため、インク中に複雑な流れが生じる。
更にこれにより、ノズル開口に表面張力で形成されたメ
ニスカスが大きく振幅するため、吐出応答性などに大き
く影響していた。また、この振幅が激しい場合メニスカ
スが破壊され、インク流路に気泡が侵入しインク滴が吐
出不能になるという最悪の事態も考えられる。 また、上記従来の駆動方法ではバブルが急激に消滅す
るときに発熱抵抗体に大きなキャビテーションフォース
が働き大きなダメージを与え発熱抵抗体の寿命を縮めて
しまっていた。 本発明の目的は、以上の欠点を解決するためのもので
あり、吐出応答性が高く、安定したインク滴をより長い
間吐出できるインクジェット式記録ヘッドの駆動方法を
提供することにある。 ［課題を解決するための手段］ 本発明のインクジェット式記録ヘッドの駆動方法は、
電気熱変換手段の熱エネルギーにより形成されたバブル
により記録液滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッ
ドの駆動方法において、前記電気熱変換手段への前記バ
ブルを発生させるための第１の電圧の印加が完了した
後、所定の時間間隔を空けてから、前記第１の電圧によ
り発生したバブルの消滅時間を制御するための第２の電
圧を前記電気熱変換手段に印加することを特徴とする。 また、前記第２の電圧は第１の電圧よりも低いことを
特徴とする。 また、前記第２の電圧を、前記第１の電圧により発生
したバブルの体積が最大時のほぼ半分以下になった時に
印加することを特徴とする。 また、前記第２の電圧を所定の時間間隔を空けて複数
回に分割して印加することを特徴とする。 また、前記第２の電圧を前記バブルが消滅するまで印
加することを特徴とする。 ［実施例］ 第１図は本発明の実施例におけるインクジェット式記
録ヘッドであるバブルジェットプリンタヘッドの断面図
であって、図において、電気熱変換手段である発熱抵抗
体13が形成された基板１とノズル板２との間に30μｍの
間隔を形成し、その間隔にインク３が満たされている。 基板１は、Si基板11上に形成された厚さ2000ÅのSiO2
蓄熱層12上に、厚さ8000ÅのTa−SiO2発熱抵抗体13を形
成し、その発熱抵抗体13を挟むように蓄熱層12上に厚さ
1000ÅのTi密着改良層16、更にその上に1.5μｍのAu電
極14、15をそれぞれ形成している。 この電極14、15の間に電圧をかけると発熱抵抗体13に
電流が流れて発熱し、発熱抵抗体13上のインク３中にバ
ブル４が発生する。このバブル４の圧力によりノズル板
２近傍のインクがノズル開口より吐出される。 第２図は、本発明の駆動方法を示す図であり、第１図
に示したインクジェット式記録ヘッドの発熱抵抗体13両
端に印加する電圧と時間及びバブル体積変化を示したも
のである。 図において、まず時間t0からt1まで第１の電圧を印加
するとバブルが発生し、時間t1においてバブル体積は最
大になる。この時インク滴が吐出される。その後時間t1
以降電圧が印加されないためバブル体積は収縮し始め
る。このバブル収縮過程において本発明の特徴となる第
２の電圧を時間t2からt3まで印加するとバブル収縮速度
が緩和されて急激なバブル収縮を防ぐことができる。第
２の電圧の印加は図に示すように、第１の電圧の印加が
終了してバブル体積が最大時のほぼ半分になるまでの時
間間隔を空けてから印加されており、また印加する電圧
は第１の電圧よりも低い電圧を印加している。この第２
の電圧を印加することにより、バブルの急激な収縮及び
消滅を緩和でき、発熱抵抗体上へのキャビテーションフ
ォースを軽減することができ、実験ではバブルの発生か
ら消滅間での時間を24μsecから40μsecまで伸ばすこと
ができ、これにより発熱抵抗体の寿命を４億５千万回に
まで延ばすことが可能になった。また、バブル収縮にと
もなって変化するメニスカスの大きな振動を緩和できる
とともに、気泡のインク流路への侵入も防止できる。 第３図は本発明の駆動方法の第２の実施例であり、上
記第１の実施例の第２の電圧の極性を逆にした実施例で
ある。 まず、時間t0から時間t1まで第１の電圧を印加しバブ
ルを発生させ、その後所定の時間を空けてバブルの体積
がある程度収縮した後、時間t2において第１の電圧とは
逆極性であるマイナスの第２の電圧を印加している。こ
の実施例によれば、発熱抵抗体13に対して両方向に電流
が流れるためインクの電気分解による分解生成物の発熱
抵抗体13に対する付着を防止でき、バブルを安定して形
成することができる。 第４図は本発明の駆動方法の第３の実施例であり、第
２の電圧をバブルが消滅する時間t4よりも長い時間t2か
ら時間t3まで加え続けたものである。この実施例によれ
ば、キャビテーションフォースを更に低減できると共
に、メニスカスの安定も更に向上する。 第５図は本発明の第４の実施例であり、第２の電圧を
いくつかのパルスに分割したことを特徴とするものであ
る。この実施例によれば電圧を印加しない間、他の発熱
抵抗体に対して電圧を印加する事により、多重駆動時の
電源の負担を軽減できる。 第６図は、第２図における電圧の印加を実現するため
の回路図である。時間t0からt1の期間、入力I1にパルス
を加えることにより発熱抵抗体R0にトランジスタTr1を
通して電流が流れる。その後、時間t2からt3の間に入力
I2にパルスを加えれば再び発熱抵抗体R0にトランジスタ
Tr2を通して電流が流れるが、このときの電流の大きさ
は発熱抵抗体R0と抵抗Ｒ′の比で自由に変えることがで
きる。この回路により、第４図、第５図の実施例も実現
可能である。 第７図は、第３図における電圧の印加を実現するため
の回路図である。時間t0からt1の期間、入力I1にパルス
を加えることにより発熱抵抗体R0にトランジスタTr2、T
r3を通して電流が流れる。その後、時間t2からt3の間に
入力I2にパルスを加えれば、入力I1にパルスを加えた時
とは逆向きに、発熱抵抗体R0にトランジスタTr1、Tr4を
通して電流が流れる。このときの電流の大きさも発熱抵
抗体R0と抵抗Ｒ′の比で自由に変えることができる。 ［発明の効果］ 以上述べたように本発明のインクジェット式記録ヘッ
ドの駆動方法によれば、電気熱変換手段へのバブルを発
生させるための第１の電圧の印加が終了した後、所定の
時間間隔を空けてから、第１の電圧により発生したバブ
ルの消滅時間を制御するための第２の電圧を電気熱変換
手段に印加することにより、キャビテーションフォース
による電気熱変換体へのダメージを低減することがで
き、またインク吐出後のメニスカスの大きな振幅を早急
に安定化させることができる。また、メニスカスの振幅
により気泡がインク流路に入り込むといった最悪の事態
を防ぐことができる。これにより、安定したインク滴の
吐出及び吐出応答性の向上を実現できる。
し、より詳細には発熱抵抗体等の電気熱変換手段を用い
たインクジェット式記録ヘッドの駆動方法に関する。 ［従来の技術］ 従来の発熱抵抗体等の電気熱変換手段を用いたインク
ジェット式記録ヘッドの駆動方法は、特開昭55−118872
号公報に記載されているように、発熱抵抗体に通電して
その上のインクにバブルを発生させ、そのバブルの圧力
によりインク滴の吐出を行っていた。 ［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来の記録ヘッドの駆動方法では、インク滴
吐出後発熱抵抗体上にノズル開口やインク流路からイン
クが供給されるため、インク中に複雑な流れが生じる。
更にこれにより、ノズル開口に表面張力で形成されたメ
ニスカスが大きく振幅するため、吐出応答性などに大き
く影響していた。また、この振幅が激しい場合メニスカ
スが破壊され、インク流路に気泡が侵入しインク滴が吐
出不能になるという最悪の事態も考えられる。 また、上記従来の駆動方法ではバブルが急激に消滅す
るときに発熱抵抗体に大きなキャビテーションフォース
が働き大きなダメージを与え発熱抵抗体の寿命を縮めて
しまっていた。 本発明の目的は、以上の欠点を解決するためのもので
あり、吐出応答性が高く、安定したインク滴をより長い
間吐出できるインクジェット式記録ヘッドの駆動方法を
提供することにある。 ［課題を解決するための手段］ 本発明のインクジェット式記録ヘッドの駆動方法は、
電気熱変換手段の熱エネルギーにより形成されたバブル
により記録液滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッ
ドの駆動方法において、前記電気熱変換手段への前記バ
ブルを発生させるための第１の電圧の印加が完了した
後、所定の時間間隔を空けてから、前記第１の電圧によ
り発生したバブルの消滅時間を制御するための第２の電
圧を前記電気熱変換手段に印加することを特徴とする。 また、前記第２の電圧は第１の電圧よりも低いことを
特徴とする。 また、前記第２の電圧を、前記第１の電圧により発生
したバブルの体積が最大時のほぼ半分以下になった時に
印加することを特徴とする。 また、前記第２の電圧を所定の時間間隔を空けて複数
回に分割して印加することを特徴とする。 また、前記第２の電圧を前記バブルが消滅するまで印
加することを特徴とする。 ［実施例］ 第１図は本発明の実施例におけるインクジェット式記
録ヘッドであるバブルジェットプリンタヘッドの断面図
であって、図において、電気熱変換手段である発熱抵抗
体13が形成された基板１とノズル板２との間に30μｍの
間隔を形成し、その間隔にインク３が満たされている。 基板１は、Si基板11上に形成された厚さ2000ÅのSiO2
蓄熱層12上に、厚さ8000ÅのTa−SiO2発熱抵抗体13を形
成し、その発熱抵抗体13を挟むように蓄熱層12上に厚さ
1000ÅのTi密着改良層16、更にその上に1.5μｍのAu電
極14、15をそれぞれ形成している。 この電極14、15の間に電圧をかけると発熱抵抗体13に
電流が流れて発熱し、発熱抵抗体13上のインク３中にバ
ブル４が発生する。このバブル４の圧力によりノズル板
２近傍のインクがノズル開口より吐出される。 第２図は、本発明の駆動方法を示す図であり、第１図
に示したインクジェット式記録ヘッドの発熱抵抗体13両
端に印加する電圧と時間及びバブル体積変化を示したも
のである。 図において、まず時間t0からt1まで第１の電圧を印加
するとバブルが発生し、時間t1においてバブル体積は最
大になる。この時インク滴が吐出される。その後時間t1
以降電圧が印加されないためバブル体積は収縮し始め
る。このバブル収縮過程において本発明の特徴となる第
２の電圧を時間t2からt3まで印加するとバブル収縮速度
が緩和されて急激なバブル収縮を防ぐことができる。第
２の電圧の印加は図に示すように、第１の電圧の印加が
終了してバブル体積が最大時のほぼ半分になるまでの時
間間隔を空けてから印加されており、また印加する電圧
は第１の電圧よりも低い電圧を印加している。この第２
の電圧を印加することにより、バブルの急激な収縮及び
消滅を緩和でき、発熱抵抗体上へのキャビテーションフ
ォースを軽減することができ、実験ではバブルの発生か
ら消滅間での時間を24μsecから40μsecまで伸ばすこと
ができ、これにより発熱抵抗体の寿命を４億５千万回に
まで延ばすことが可能になった。また、バブル収縮にと
もなって変化するメニスカスの大きな振動を緩和できる
とともに、気泡のインク流路への侵入も防止できる。 第３図は本発明の駆動方法の第２の実施例であり、上
記第１の実施例の第２の電圧の極性を逆にした実施例で
ある。 まず、時間t0から時間t1まで第１の電圧を印加しバブ
ルを発生させ、その後所定の時間を空けてバブルの体積
がある程度収縮した後、時間t2において第１の電圧とは
逆極性であるマイナスの第２の電圧を印加している。こ
の実施例によれば、発熱抵抗体13に対して両方向に電流
が流れるためインクの電気分解による分解生成物の発熱
抵抗体13に対する付着を防止でき、バブルを安定して形
成することができる。 第４図は本発明の駆動方法の第３の実施例であり、第
２の電圧をバブルが消滅する時間t4よりも長い時間t2か
ら時間t3まで加え続けたものである。この実施例によれ
ば、キャビテーションフォースを更に低減できると共
に、メニスカスの安定も更に向上する。 第５図は本発明の第４の実施例であり、第２の電圧を
いくつかのパルスに分割したことを特徴とするものであ
る。この実施例によれば電圧を印加しない間、他の発熱
抵抗体に対して電圧を印加する事により、多重駆動時の
電源の負担を軽減できる。 第６図は、第２図における電圧の印加を実現するため
の回路図である。時間t0からt1の期間、入力I1にパルス
を加えることにより発熱抵抗体R0にトランジスタTr1を
通して電流が流れる。その後、時間t2からt3の間に入力
I2にパルスを加えれば再び発熱抵抗体R0にトランジスタ
Tr2を通して電流が流れるが、このときの電流の大きさ
は発熱抵抗体R0と抵抗Ｒ′の比で自由に変えることがで
きる。この回路により、第４図、第５図の実施例も実現
可能である。 第７図は、第３図における電圧の印加を実現するため
の回路図である。時間t0からt1の期間、入力I1にパルス
を加えることにより発熱抵抗体R0にトランジスタTr2、T
r3を通して電流が流れる。その後、時間t2からt3の間に
入力I2にパルスを加えれば、入力I1にパルスを加えた時
とは逆向きに、発熱抵抗体R0にトランジスタTr1、Tr4を
通して電流が流れる。このときの電流の大きさも発熱抵
抗体R0と抵抗Ｒ′の比で自由に変えることができる。 ［発明の効果］ 以上述べたように本発明のインクジェット式記録ヘッ
ドの駆動方法によれば、電気熱変換手段へのバブルを発
生させるための第１の電圧の印加が終了した後、所定の
時間間隔を空けてから、第１の電圧により発生したバブ
ルの消滅時間を制御するための第２の電圧を電気熱変換
手段に印加することにより、キャビテーションフォース
による電気熱変換体へのダメージを低減することがで
き、またインク吐出後のメニスカスの大きな振幅を早急
に安定化させることができる。また、メニスカスの振幅
により気泡がインク流路に入り込むといった最悪の事態
を防ぐことができる。これにより、安定したインク滴の
吐出及び吐出応答性の向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
［図面の説明］
第１図は本発明のインクジェット式記録ヘッドの断面図
である。 第２図は本発明の第１の実施例の発熱抵抗体両端に印加
する電圧と時間及びバブル体積変化を示す図である。 第３図は本発明の第２の実施例の発熱抵抗体両端に印加
する電圧と時間及びバブル体積変化を示す図である。 第４図は本発明の第３の実施例の発熱抵抗体両端に印加
する電圧と時間及びバブル体積変化を示す図である。 第５図は本発明の第４の実施例の発熱抵抗体両端に印加
する電圧と時間及びバブル体積変化を示す図である。 第６図は本発明の第１、第３、第４の実施例を実現する
ための回路図である。 第７図は本発明の第２の実施例を実現するための回路図
である。 ［符号の説明］ １……基板 ２……ノズル板 ３……インク ４……バブル 11……Si基板 12……SiO2蓄熱層 13……Ta−SiO2発熱抵抗体 14……Au電極 15……Au電極 16……Ti密着改良層
である。 第２図は本発明の第１の実施例の発熱抵抗体両端に印加
する電圧と時間及びバブル体積変化を示す図である。 第３図は本発明の第２の実施例の発熱抵抗体両端に印加
する電圧と時間及びバブル体積変化を示す図である。 第４図は本発明の第３の実施例の発熱抵抗体両端に印加
する電圧と時間及びバブル体積変化を示す図である。 第５図は本発明の第４の実施例の発熱抵抗体両端に印加
する電圧と時間及びバブル体積変化を示す図である。 第６図は本発明の第１、第３、第４の実施例を実現する
ための回路図である。 第７図は本発明の第２の実施例を実現するための回路図
である。 ［符号の説明］ １……基板 ２……ノズル板 ３……インク ４……バブル 11……Si基板 12……SiO2蓄熱層 13……Ta−SiO2発熱抵抗体 14……Au電極 15……Au電極 16……Ti密着改良層
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．電気熱変換手段の熱エネルギーにより形成されたバ
ブルにより記録液滴を吐出させるインクジェット式記録
ヘッドの駆動方法において、 前記電気熱変換手段への前記バブルを発生させるための
第１の電圧の印加が終了した後、所定の時間間隔を空け
てから、前記第１の電圧により発生したバブルの消滅時
間を制御するための第２の電圧を前記電気熱変換手段に
印加することを特徴とするインクジェット式記録ヘッド
の駆動方法。 ２．前記第２の電圧は第１の電圧よりも低いことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のインクジェット式記
録ヘッドの駆動方法。 ３．前記第２の電圧を、前記第１の電圧により発生した
バブルの体積が最大時のほぼ半分以下になった時に印加
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のイン
クジェット式記録ヘッドの駆動方法。 ４．前記第２の電圧を所定の時間間隔を空けて複数回に
分割して印加することを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のインクジェット式記録ヘッドの駆動方法。 ５．前記第２の電圧を前記バブルが消滅するまで印加す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のインク
ジェット式記録ヘッドの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62032675A JP2712165B2 (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | インクジェット式記録ヘッドの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62032675A JP2712165B2 (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | インクジェット式記録ヘッドの駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63199652A JPS63199652A (ja) | 1988-08-18 |
| JP2712165B2 true JP2712165B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=12365448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62032675A Expired - Lifetime JP2712165B2 (ja) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | インクジェット式記録ヘッドの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2712165B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3320301C1 (de) * | 1983-06-04 | 1984-11-08 | Schuberth-Werk Gmbh & Co Kg, 3300 Braunschweig | Sturzhelm |
-
1987
- 1987-02-16 JP JP62032675A patent/JP2712165B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63199652A (ja) | 1988-08-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |