JP2760097B2 - インクジェットヘッドの駆動装置 - Google Patents

インクジェットヘッドの駆動装置

Info

Publication number
JP2760097B2
JP2760097B2 JP1286837A JP28683789A JP2760097B2 JP 2760097 B2 JP2760097 B2 JP 2760097B2 JP 1286837 A JP1286837 A JP 1286837A JP 28683789 A JP28683789 A JP 28683789A JP 2760097 B2 JP2760097 B2 JP 2760097B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezo element
piezo
displacement
resistor
signal
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP1286837A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH03146346A (ja
Inventor
孝明 前原
博章 酒井
正治 大山
英明 堀尾
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial 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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP1286837A priority Critical patent/JP2760097B2/ja
Publication of JPH03146346A publication Critical patent/JPH03146346A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2760097B2 publication Critical patent/JP2760097B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、インクオンディマンド方式のインクジェッ
トヘッドの駆動装置に関するものである。
従来の技術 近年、プリンタの高速化、低騒音化、カラー化等の要
求が高まり、インクジェットプリンタが注目されるよう
になってきた。
以下、従来のインクジェットヘッドの駆動装置につい
て説明する。
第5図は、従来のインクジェットヘッドの概略斜視図
である。
29はガラス板、30はガラス板29に貼りあわせてインク
流路を形成するシリコン基板である。31はインクを噴出
するためのノズル、32はノズル31の流入口側に設けられ
た加圧室でこれらはシリコン基板30に形成されている。
33はインクを加圧室へ供給するインク路、1は加圧室32
の一部を構成している可とう性の板状体に貼り付けられ
たピエゾ素子である。
第6図はピエゾ素子駆動装置のブロック図である。34
はピエゾ素子1を駆動するピエゾ素子駆動装置である。
ピエゾ素子駆動装置34を構成している35はピエゾ素子充
電抵抗器、36はピエゾ素子充電用Pチャンネル形電界効
果トランジスタ、37はピエゾ素子充電電流を流すダイオ
ードで、38はピエゾ素子放電抵抗器、39はピエゾ素子放
電用Nチャンネル形電界効果トランジスタ、40はピエゾ
素子放電電流を流すダイオードである。2はピエゾ素子
1を駆動するための信号を発生するピエゾ素子駆動信号
発生装置、3はピエゾ素子1を駆動する電源である。
以上のように構成されたインクジェットヘッドの駆動
装置について以下その動作を説明する。
第7図(a)は、ピエゾ素子1に電圧が加わっていな
い状態で、インクジェットヘッドは待機状態となってお
り、加圧室内にはインク路33を経由してインクが充満さ
れ、ノズル31の先端のインクメニスカスはインクの表面
張力により凹状にくぼんでいる。
まずピエゾ素子駆動信号発生装置2のピエゾ素子駆動
信号が第8図(a)のように、LよりH信号に変化する
と、ピエゾ素子駆動装置34のピエゾ素子充電用Pチャン
ネル形電界効果トランジスタ36がONになり、ピエゾ素子
放電用Nチャンネル形電界効果トランジスタ39がOFFに
なる。よってピエゾ素子充電抵抗器35およびダイオード
37を通して、電源3からピエゾ素子1に充電電流が流
れ、ピエゾ素子1の変位量は第8図(c)に示すように
変位する。このピエゾ素子1の変形により加圧室32の壁
面は第7図(b)に示すように変位するので、この変位
により、加圧室32の容量が変化しノズル31の先端のイン
クメニスカスは凸状に膨張してゆき、ノズル31からイン
クが噴出される。
次にピエゾ素子駆動信号がHからLに変化すると、ピ
エゾ素子充電用Pチャンネル形電界効果トランジスタ36
はOFFになり、ピエゾ素子放電用Nチャンネル形電界効
果トランジスタ39がONになる。よってダイオード40およ
びピエゾ素子放電抵抗器38を通してピエゾ素子放電電流
が流れ、ピエゾ素子1は第8図(c)に示すように変位
する。これにより、第7図(c)に示すように加圧室32
の容積が第7図(a)と同じ状態に戻り、インクはイン
ク路33を通して加圧室32に供給されノズル31先端のイン
クメニスカスは再び凹状にくぼむ。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来の構成では、アクチュエータで
あるピエゾ素子に対し急速に充電を行うことにより加圧
室の容量を急速に変化させ、インク噴出エネルギーを増
大しようとすると、ピエゾ素子のダンピング振動が発生
し、この振動により必要としない小インク滴が噴出し不
要なドットが紙面に発生したり、インク供給時にアクチ
ュエータの変位速度が非常に速いためインクメニスカス
が不安定になり次のインク噴出を行なうまでに充分時間
をとらねばならない。このため、ピエゾ素子駆動信号の
駆動周波数を上げて高速印字を行なうとインクジェット
プリンターの印字品位が著しく低下するという欠点を有
していた。
課題を解決するための手段 本発明は前記問題点を解決するため、圧電素子に電圧
を印加し駆動することにより加圧室の体積を変化させる
駆動手段と、圧電素子の静電容量を検出する検出手段
と、検出手段で検出された値と予め定められた値との差
を出力する出力手段と、出力手段からの出力に応じて駆
動手段から圧電素子に印加される電圧の値を変化させる
制御手段とを備えたものである。
作用 本発明は上記構成により、アクチュエータである圧電
素子の静電容量を検出して、フィードバックをかけるこ
とにより圧電素子の変位量をフィードバックすることに
なりアクチュエータのダンピング振動を抑えるとともに
変位速度を制御できる。
実施例 第1図は本発明の一実施例におけるピエゾ素子駆動制
御装置のブロック図を示すものである。
第1図において、1はピエゾ素子、2はピエゾ素子駆
動信号発生装置、3は電源で、これらは第6図に示した
従来例の構成と同じものであるので詳細な説明を省略す
る。4はピエゾ素子駆動信号発生装置2より出力された
ピエゾ素子駆動信号によりピエゾ素子1を制御する制御
回路である。5は静電容量検出回路で、ピエゾ素子1の
変位によるピエゾ素子1の静電容量の変化量を検出し電
圧に変換する。6は変位量変換回路で、静電容量検出回
路5の出力電圧をピエゾ素子1の変位量に比例する電圧
に変換し出力する。
第2図は第1図の制御回路4と変位量変換回路6の回
路図である。まず制御回路4において7はコンデンサ、
8はコンデンサ7を充電するための充電抵抗器、9はコ
ンデンサ7の充電電流を流すダイオード、10はコンデン
サ7を放電するための放電抵抗器、11はコンデンサ7の
放電電流を流すダイオードで、これらのコンデンサ7、
充電抵抗器8、ダイオード9、放電抵抗器10、ダイオー
ド11によりピエゾ変位指令信号を発生する。12はボルテ
ージフォロアを構成している演算増幅器で入力したピエ
ゾ変位指令信号を低インピーダンスで出力する。13は演
算増幅器で抵抗器14、15、半固定抵抗器16とともに反転
増幅回路を構成しており、演算増幅器12より出力された
ピエゾ変位指令信号を増幅する。17はPチャンネル形電
界効果トランジスタ、18はNチャンネル形電界効果トラ
ンジスタで、このPチャンネル形電界効果トランジスタ
17とNチャンネル形電界効果トランジスタ18によりコン
プリメンタリ増幅回路を構成し、演算増幅器13で増幅さ
れたピエゾ変位指令信号によりピエゾ素子1の駆動電圧
を発生する。
次に変位量変換回路6において19は演算増幅器で抵抗
器20、半固定抵抗器21、非線形素子22とともに反転増幅
回路を構成しており静電容量検出信号を変位量信号に変
換する。23は前記変位量信号の位相を演算増幅器12の出
力信号であるピエゾ変位指令信号の位相に合わせるため
の位相補償回路である。24は演算増幅器で抵抗器25、2
6、27、28とともに差動増幅回路を構成しており、位相
補償回路23の出力信号である変位量信号と演算増幅器12
の出力信号であるピエゾ変位指令信号との差である誤差
信号を出力する。この出力は、演算増幅器13の非反転入
力端子へ半固定抵抗器16を通し接続される。
以上のように構成されたインクジェットヘッドの駆動
方式について以下その動作を説明する。
まず、ピエゾ素子駆動信号発生装置2からのピエゾ素
子駆動信号が第3図(a)のタイミングチャート図に示
すようにH信号になると信号は充電用抵抗器8およびダ
イオード9を通してコンデンサ7に電荷を充電する。次
に、ピエゾ素子駆動信号がL信号になるとダイオード11
および放電用抵抗器10を通してコンデンサ7に蓄積され
ていた電荷は放電される。このコンデンサ7の両端に現
われる電圧はボルテージフォロアを構成している演算増
幅器12により低インピーダンスで第3図(b)に示すよ
うに出力され、ピエゾ変位指令信号となる。さらにこの
ピエゾ変位指令信号は、抵抗器14、15、半固定抵抗器16
および演算増幅器13から構成される反転増幅回路により
増幅された後、Pチャンネル形電界効果トランジスタ17
とNチャンネル形電界効果トランジスタ18にて構成され
るコンプリメンタリ増幅回路によりピエゾ素子1へ出力
される。
ピエゾ素子は、変位する際に板厚が縮み静電容量が大
きくなるという性質がある。第4図に一般的な3×3×
0.2mmのピエゾ素子の変位量に対する静電容量の変化を
示す。ピエゾ素子は変位するにつれ厚みが薄くなるため
静電容量は大きくなる。ピエゾ素子のこの性質を利用し
静電容量検出回路5によりピエゾ素子の静電容量変化を
電圧変化に変換した後、変位量変換回路6により、変位
量に対する出力電圧が比例になるよう変換している。
変位量変換回路6は、演算増幅器19と、抵抗器20およ
び非線形素子22により静電容量信号を変位量信号に変換
し、半固定抵抗器21により変位量に対するオフセット電
圧を調整する。さらに、ここで出力される変位量信号
は、位相補償回路23によりボルテージフォロアを構成す
る演算増幅器12の出力信号であるピエゾ変位指令信号と
位相を合わせた後、抵抗器26を通して、演算増幅器24の
非反転入力端子に入力される。演算増幅器24は、抵抗器
25、26、27、28と組み合わせて差動増幅回路を構成して
おり、第3図(c)に示す位相補償回路23の出力である
ピエゾ変位量信号と第3図(b)に示すボルテージフォ
ロアを構成する演算増幅器12の出力信号であるピエゾ変
位指令信号との信号の差である第3図(d)に示す誤差
信号を出力する。この誤差信号は、反転増幅器を構成す
る演算増幅器13の非反転入力端子へ、半固定抵抗器16を
通して入力され、ピエゾ素子駆動電圧は、ピエゾ素子1
の変位量がピエゾ変位指令値に従うようにフィードバッ
クがかけられ、ピエゾ駆動電圧は第3図(e)に示すよ
うになる。
以上のように、ピエゾ素子の変位量をピエゾ素子自体
の静電容量の変化として検出し電圧に変換して取り出し
ピエゾ変位指令信号にフィードバックをかけることによ
り、ピエゾ素子をインクジェットヘッドのアクチュエー
タとして精度よく制御することができる。
発明の効果 以上のように本発明は、圧電素子に電圧を印加し駆動
することにより加圧室の体積を変化させる駆動手段と、
圧電素子の静電容量を検出する検出手段と、検出手段で
検出された値と予め定められた値との差を出力する出力
手段と、出力手段からの出力に応じて駆動手段から圧電
素子に印加される電圧の値を変化させる制御手段とを備
えたことにより、圧電素子の変位そのものをフィードバ
ックして圧電素子の変化を制御することができアクチュ
エータのダンピング振動を抑えるとともに変位速度を制
御できるようになり、不要なドットの発生を抑え短時間
でインクメニスカスを安定させることができ、従来に比
べ圧電素子の駆動周波数を上げても高品位の高速印字を
行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例におけるピエゾ素子駆動制御
装置のブロック図、第2図はピエゾ素子駆動制御装置の
回路図、第3図はピエゾ素子駆動制御装置のタイミング
図、第4図はピエゾ素子の変位量に対する静電容量の変
化図、第5図は従来例のインクジェットヘッドの概略斜
視図、題6図は従来例のピエゾ素子駆動装置の回路図、
第7図はインクジェットヘッドの動作図、第8図は従来
例のピエゾ素子駆動装置のタイミング図である。 1……ピエゾ素子 2……ピエゾ素子駆動信号発生装置 3……電源、4……制御回路 5……静電容量検出回路、6……変位量変換回路 7……コンデンサ、8……充電抵抗器 9……ダイオード、10……放電抵抗器 11……ダイオード、12……演算増幅器 13……演算増幅器、14……抵抗器 15……抵抗器、16……半固定抵抗器 17……Pチャンネル形電界効果トランジスタ 18……Nチャンネル形電界効果トランジスタ 19……演算増幅器、20……抵抗器 21……半固定抵抗器、22……非線形素子 23……位相補償器、24……演算増幅器 25……抵抗器、26……抵抗器 27……抵抗器、28……抵抗器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀尾 英明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−141750(JP,A) 特開 昭58−92567(JP,A) 特開 昭61−3753(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/045

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インクを噴出するノズルと、前記ノズルの
    流入口側に設けられた加圧室と、前記加圧室の一部に取
    り付けられた圧電素子と、前記圧電素子に電圧を印加し
    駆動することにより前記加圧室の体積を変化させる駆動
    手段と、前記圧電素子の静電容量を検出する検出手段
    と、前記検出手段で検出された値と予め定められた値と
    の差を出力する出力手段と、前記出力手段からの出力に
    応じて前記駆動手段から前記圧電素子に印加される電圧
    の値を変化させる制御手段とを備えたことを特徴とする
    インクジェットヘッドの駆動装置。
JP1286837A 1989-11-01 1989-11-01 インクジェットヘッドの駆動装置 Expired - Fee Related JP2760097B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1286837A JP2760097B2 (ja) 1989-11-01 1989-11-01 インクジェットヘッドの駆動装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1286837A JP2760097B2 (ja) 1989-11-01 1989-11-01 インクジェットヘッドの駆動装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH03146346A JPH03146346A (ja) 1991-06-21
JP2760097B2 true JP2760097B2 (ja) 1998-05-28

Family

ID=17709677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1286837A Expired - Fee Related JP2760097B2 (ja) 1989-11-01 1989-11-01 インクジェットヘッドの駆動装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2760097B2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5807641A (en) * 1993-05-31 1998-09-15 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Anti-bacterial and anti-fungal glaze composition for ceramic products
NL1010798C2 (nl) * 1998-12-14 2000-06-19 Oce Tech Bv Drukinrichting.
NL1012811C2 (nl) * 1999-08-12 2001-02-13 Ocu Technologies B V Werkwijze om de betrouwbaarheid van een inkjetprinter te vergroten en een inkjetprinter geschikt om deze werkwijze toe te passen.
GB0023545D0 (en) * 2000-09-26 2000-11-08 Xaar Technology Ltd Droplet deposition apparatus
NL1021015C2 (nl) 2002-07-05 2004-01-06 Oce Tech Bv Werkwijze voor het aansturen van een inkjet printkop, een inkjetprintkop geschikt voor het toepassen van deze werkwijze en een inkjet printer voorzien van deze printkop.
JP4572916B2 (ja) * 2007-09-12 2010-11-04 富士ゼロックス株式会社 バイアス電圧の決定方法、電圧印加方法、及び液滴吐出装置
JP2016049697A (ja) * 2014-08-29 2016-04-11 株式会社リコー 圧電アクチュエータ、液滴吐出装置及び画像形成装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5892567A (ja) * 1981-11-28 1983-06-01 Seiko Epson Corp インクジエツトヘツドの駆動方法
JPS613753A (ja) * 1984-06-19 1986-01-09 Ricoh Co Ltd インクオンデマンドインクジエツトヘツドの駆動回路
JPS63141750A (ja) * 1986-12-03 1988-06-14 Seiko Epson Corp インクジエツト記録ヘツドの気泡検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH03146346A (ja) 1991-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2675851B2 (ja) インクジェット記録方法及び該方法に用いる装置
US6412925B1 (en) Ink jet apparatus with ejection parameters based on print conditions
JP2002079668A (ja) インクジェット記録装置、ヘッド駆動制御装置及び記憶媒体
JP2760097B2 (ja) インクジェットヘッドの駆動装置
EP2569160B1 (en) Switchable feedback damping of drop-on-demand piezoelectric fluid-ejection mechanism
JP2004066640A (ja) ヘッド駆動装置及びインクジェット記録装置
JP2001058412A (ja) 記録ヘッド、記録ヘッド用基体および記録装置
JP2000071437A (ja) インクジェット記録装置及び記憶媒体並びに制御テーブル作成方法
JP3711447B2 (ja) インクジェット式プリンタのヘッド駆動装置及び駆動方法
JP3757808B2 (ja) インクジェット式プリンタのヘッド駆動装置及び駆動方法
JP2001138499A (ja) インクジェット式記録装置
JP3006577B2 (ja) インクジェットヘッド
JP2002283565A (ja) インクジェット式プリンタのヘッド駆動装置及び駆動方法
JPH11157056A (ja) インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法
JP6233690B2 (ja) 液滴吐出装置及び画像形成装置
JPH0994959A (ja) インクジェット記録装置及び該装置におけるインク検出方法
JPWO2002034528A1 (ja) 波形生成回路及びインクジェットヘッド駆動回路並びにインクジェット式記録装置
JPH04339660A (ja) 液体噴射記録ヘッドの駆動方法
JP4412950B2 (ja) 画像形成装置
JP2002178510A (ja) インクジェット記録装置
JP2004195792A (ja) インクジェット記録装置
JP2002019104A (ja) インクジェット記録装置
JP3381761B2 (ja) インクジェット式記録ヘッド、グラッフィックデータの印刷方法、及びインク滴吐出能力回復方法
JP2002316416A (ja) ヘッド駆動装置及びインクジェット記録装置
JP2001353865A (ja) インクジェット記録装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees