JP2967739B2 - Method and apparatus for driving ink jet print head - Google Patents

Method and apparatus for driving ink jet print head

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JP2967739B2
JP2967739B2 JP33731896A JP33731896A JP2967739B2 JP 2967739 B2 JP2967739 B2 JP 2967739B2 JP 33731896 A JP33731896 A JP 33731896A JP 33731896 A JP33731896 A JP 33731896A JP 2967739 B2 JP2967739 B2 JP 2967739B2
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pressure chamber
driving
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

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

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット式
プリントヘッドの駆動方法に関し、特に電気信号を機械
エネルギに変換してインク吐出を行うドロップオンデマ
ンド型のインクジェット式プリントヘッドの駆動方法及
び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for driving an ink-jet printhead, and more particularly to a method and apparatus for driving a drop-on-demand ink-jet printhead which discharges ink by converting an electric signal into mechanical energy.

【0001】[0001]

【従来の技術】従来のこの種のインクジェット式プリン
トヘッドの駆動方法は、圧電素子を使用したドロップオ
ンデマンド型のプリントヘッドを駆動することを目的と
して用いられている。
2. Description of the Related Art A conventional method of driving an ink jet print head of this type is used for driving a drop-on-demand type print head using a piezoelectric element.

【0002】プリントヘッドは電気信号を機械エネルギ
に変換する圧電素子と、圧電素子の圧力を圧力室内部に
伝えるための振動板と、インクを吐出するノズルと、共
通インク室からインクが供給され、ノズルに連通し、圧
電素子により圧力を加えられる圧力室とにより構成され
ている。圧電素子は、分極方向と同方向の電圧が加えら
れるとき、圧力室が加圧されるよう構成されている。
A print head receives a piezoelectric element for converting an electric signal into mechanical energy, a vibration plate for transmitting the pressure of the piezoelectric element to a pressure chamber, a nozzle for discharging ink, and ink from a common ink chamber. The pressure chamber communicates with the nozzle and is pressurized by a piezoelectric element. The piezoelectric element is configured to pressurize the pressure chamber when a voltage in the same direction as the polarization direction is applied.

【0003】次に動作を説明する。図14は圧電素子を
駆動させるために加えられる電気信号の波形を示す。ま
ず、分極方向と同方向の電圧が一定時間T31で駆動電
圧V31まで立ち上げられ、一定時間T32の間この電
圧V31が維持され、そして一定時間T33で電位が0
に戻される。この駆動電圧が圧電素子に加えられると、
圧電素子は伸び、その結果、圧力室内部の圧力は上昇
し、インクが吐出される。
Next, the operation will be described. FIG. 14 shows a waveform of an electric signal applied to drive the piezoelectric element. First, a voltage in the same direction as the polarization direction is raised to the drive voltage V31 for a certain time T31, this voltage V31 is maintained for a certain time T32, and the potential becomes 0 for a certain time T33.
Is returned to. When this drive voltage is applied to the piezoelectric element,
The piezoelectric element expands, and as a result, the pressure inside the pressure chamber increases, and ink is ejected.

【0004】以上説明した駆動方法(以後押し打ち法と
いう)は最も一般的に用いられているが、これに対し、
小さなインク滴を吐出することができ、また、効率良く
圧電素子を駆動できる駆動方法が特開昭63ー9485
0号公報に示されている。
The driving method described above (hereinafter referred to as a pushing method) is most commonly used.
A driving method capable of ejecting small ink droplets and efficiently driving a piezoelectric element is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-9485.
No. 0 publication.

【0005】図15は、特開昭63ー94850号公報
に示される駆動波形である。
FIG. 15 shows a driving waveform disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-94850.

【0006】まず分極方向と逆方向の電圧V21が一定
時間T21の間加えられ、次に分極方向と同方向の電圧
V22が一定時間T22の間加えられ、その後徐々に電
位が0に戻される。したがって、まず逆方向の電圧V2
1が加えられることにより、圧電素子は縮み、その結果
圧力室内部の圧力は負圧となり、インクが共通インク室
から圧力室に引き込まれる。その後、分極方向と同方向
の電圧V22が一定時間T22の間加えられることによ
り、圧電素子は伸び、その結果圧力室内部の圧力は上昇
し、インクが吐出される。この駆動方法により(以後引
き打ち法という)より小さなインク滴を吐出することが
でき、また、逆方向への駆動の分だけ圧電素子の大きな
伸縮を得ることができ、効率よくインク吐出ができるも
のである。
First, a voltage V21 in the direction opposite to the polarization direction is applied for a certain time T21, then a voltage V22 in the same direction as the polarization direction is applied for a certain time T22, and thereafter the potential is gradually returned to zero. Therefore, first, the reverse voltage V2
When 1 is added, the piezoelectric element contracts, and as a result, the pressure inside the pressure chamber becomes negative, and ink is drawn from the common ink chamber into the pressure chamber. Thereafter, when a voltage V22 in the same direction as the polarization direction is applied for a certain time T22, the piezoelectric element expands, and as a result, the pressure in the pressure chamber increases, and ink is ejected. With this driving method, a smaller ink droplet can be ejected (hereinafter referred to as a pulling method), and a large expansion and contraction of the piezoelectric element can be obtained by the amount of driving in the reverse direction, thereby enabling efficient ink ejection. It is.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述した引き打ち法の
従来の技術では、駆動波形を急激な電圧変化としていた
ので、圧電素子のリンギングが大きくなり、このリンギ
ングがメニスカス振動に悪影響を及ぼし、安定なメニス
カスの後退量が得られない。
In the prior art of the above-described pulling method, since the drive waveform is abruptly changed in voltage, the ringing of the piezoelectric element becomes large, and this ringing adversely affects the meniscus vibration, resulting in a stable operation. A large amount of meniscus retraction cannot be obtained.

【0008】また、従来の技術では、図15による駆動
波形において、圧電素子に加える電圧をV22から徐々
に放電しているので、最小となるインク滴量が放電開始
のタイミングにより制御困難となり、インク適量が圧力
室内部の圧力波の固有周期に大きく依存し、製造時のば
らつき等の影響が大きくなる。
In the prior art, since the voltage applied to the piezoelectric element is gradually discharged from V22 in the driving waveform shown in FIG. 15, it becomes difficult to control the minimum amount of the ink droplet by the timing of the start of the discharge. The appropriate amount greatly depends on the natural period of the pressure wave inside the pressure chamber, and the influence of variations during manufacturing and the like increases.

【0009】なぜならば、放電の前に駆動波形を急激に
V21からV22に電圧を変化させるとき、圧電素子か
ら強い圧力波が発生し、圧力室内部でノズルに達し、ノ
ズルで反射して戻る圧力波が強くなり、減衰して消滅す
るまで圧力室内部で波動が往復を繰り返す。この周期
は、圧力室内部のインクにおける圧力波の固有振動の固
有周期であり、固有周期Tは、圧力室長さをW、インク
中を伝わる音速をCとしたときT=2W/Cとなり、圧
力室サイズに比例する。
This is because when the drive waveform is suddenly changed from V21 to V22 before the discharge, a strong pressure wave is generated from the piezoelectric element, reaches the nozzle inside the pressure chamber, and is reflected by the nozzle. The wave repeats back and forth inside the pressure chamber until the wave becomes strong and attenuates and disappears. This period is the natural period of the natural vibration of the pressure wave in the ink inside the pressure chamber. The natural period T is T = 2 W / C, where W is the length of the pressure chamber and C is the sound speed transmitted through the ink. It is proportional to the room size.

【0010】そして、圧電素子に加える電圧をV22か
ら徐々に放電するときは、インク室に負の圧力波が加え
られず、インク滴は、V21からV22への変化により
発生した正の圧力波がノズルに到達し、これによる負の
圧力波がT/2時間経過後ノズルに達することにより、
インクがノズルから切れ、インク滴となるので、最小と
なるインク滴量が圧力室内部の圧力波の固有周期Tに大
きく依存することになる。
When the voltage to be applied to the piezoelectric element is gradually discharged from V22, no negative pressure wave is applied to the ink chamber, and the ink droplet has a positive pressure wave generated by the change from V21 to V22. By reaching the nozzle, and the negative pressure wave due to the nozzle reaching the nozzle after a lapse of T / 2 time,
Since the ink is cut off from the nozzle and becomes an ink droplet, the minimum amount of the ink droplet greatly depends on the natural period T of the pressure wave inside the pressure chamber.

【0011】また、固有周期Tは圧力室サイズに比例す
るので製造時のばらつき等の影響が大きくなる。
Further, since the natural period T is proportional to the size of the pressure chamber, the influence of variations at the time of manufacturing becomes large.

【0012】本発明の目的は、圧電素子のリンギングを
防止し、メニスカスの振動の少ない、安定したインク吐
出を行うことができるインクジェット式プリントヘッド
の駆動方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method of driving an ink jet print head which can prevent ringing of a piezoelectric element and can discharge ink stably with little meniscus vibration.

【0013】また本発明の他の目的は、製造時のばらつ
き等の影響が小さく、放電開始のタイミングにより制御
が確実なインクジェット式プリントヘッドの駆動方法を
提供することにある。
It is another object of the present invention to provide a method of driving an ink jet print head in which the influence of variations during manufacturing is small and the control is reliable by the timing of starting discharge.

【0014】また本発明の他の目的は、入力する駆動エ
ネルギを効率よくインク吐出に使用できるインクジェッ
ト式プリントヘッドの駆動方法を提供することにある。
It is another object of the present invention to provide a method of driving an ink jet print head in which input driving energy can be used efficiently for ink ejection.

【0015】また本発明の他の目的は、吐出するインク
滴サイズをコントロールする範囲を広げることができ、
より小さなインク滴を吐出することができ、階調性の優
れた印刷が可能となるインクジェット式プリントヘッド
の駆動方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to extend the range of controlling the size of the ink droplet to be ejected,
It is an object of the present invention to provide a method of driving an ink jet print head capable of discharging smaller ink droplets and enabling printing with excellent gradation.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的のため本発明
は、圧電素子(図1の101)に電気信号を加え圧電素
子(図1の101)を駆動することにより、圧力室(図
1の105)の容積を変化させ、連通するノズル(図1
の104)からインク滴を吐出するインクジェット式プ
リントヘッドの駆動方法において、圧電素子(図1の1
01)に加える電気信号の電圧変化率の絶対値の最大値
が、圧電素子(図1の101)のリンギングを抑える所
定値以下である。
In order to achieve the above object, the present invention provides a pressure chamber (FIG. 1) by applying an electric signal to a piezoelectric element (101 in FIG. 1) to drive the piezoelectric element (101 in FIG. 1). 105) by changing the volume of the nozzle (FIG. 1)
104), a piezoelectric element (1 in FIG. 1) is used to drive an ink jet print head that ejects ink droplets from the piezoelectric element.
The maximum value of the absolute value of the voltage change rate of the electric signal applied to the piezoelectric element (01) is equal to or less than a predetermined value for suppressing ringing of the piezoelectric element (101 in FIG. 1).

【0017】また、圧電素子(図1の101)に加える
電気信号の電圧変化率の絶対値の最大値が、圧電素子
(図1の101)の最大変位時の電圧を圧電素子(図1
の101)の機械的固有周期の80%の値で割った値以
下である。
The maximum value of the absolute value of the voltage change rate of the electric signal applied to the piezoelectric element (101 in FIG. 1) is determined by the voltage at the maximum displacement of the piezoelectric element (101 in FIG. 1).
101) is less than or equal to the value obtained by dividing by 80% of the mechanical natural period.

【0018】これにより、圧電素子101のリンギング
を防止し、メニスカスの振動の少ない、安定したインク
吐出を行うことができる。
As a result, ringing of the piezoelectric element 101 can be prevented, and stable ink discharge with less meniscus vibration can be performed.

【0019】また、本発明は、圧力室105内部を加圧
しインクを吐出した後、圧電素子101の電位を0にも
どすときの駆動波形が、電位が0になるまで一定の変化
率で電位を変化させる駆動波形である。
Also, according to the present invention, the driving waveform when the potential of the piezoelectric element 101 is returned to 0 after the inside of the pressure chamber 105 is pressurized and the ink is ejected, the potential is changed at a constant rate until the potential becomes 0. It is a drive waveform to be changed.

【0020】これにより、製造時のばらつき等の影響が
小さく、インク滴吐出後の放電開始のタイミングによっ
て最小インク滴量の制御が確実に行うことができる。
Thus, the influence of variations during manufacturing is small, and the minimum amount of ink droplets can be reliably controlled by the timing of the start of discharge after the ejection of ink droplets.

【0021】また、本発明は、圧電素子101に加える
駆動波形が、電位0の状態から圧力室105内部を減圧
する方向に圧電素子101を駆動した後、圧力室105
内部を加圧しインクを吐出するように圧電素子101を
駆動する駆動波形であって、電位0の状態から圧力室内
部を減圧する方向に所定の電圧に到達するまで一定の変
化率で電圧を変化させ、到達後即時に圧力室内部を加圧
する方向に電圧を変化させる駆動波形である。
Further, according to the present invention, the driving waveform applied to the piezoelectric element 101 is such that the piezoelectric element 101 is driven in the direction of reducing the pressure inside the pressure chamber 105 from the state of potential 0,
A drive waveform for driving the piezoelectric element 101 so as to pressurize the inside and eject ink, and the voltage changes at a constant rate from a state of potential 0 to a predetermined voltage in a direction of reducing the pressure inside the pressure chamber. This is a driving waveform that changes the voltage in a direction to pressurize the inside of the pressure chamber immediately after reaching.

【0022】これにより、圧力室105内を負圧にする
ために圧電素子101に加える駆動波形の電圧変化をで
きるだけ小さくし、圧力室105内部の圧力波を弱く
し、メニスカスの振動を低減することができ、また、製
造ばらつき等の影響を受けにくくできる。
Thus, the voltage change of the drive waveform applied to the piezoelectric element 101 to make the pressure chamber 105 a negative pressure is minimized, the pressure wave inside the pressure chamber 105 is weakened, and the vibration of the meniscus is reduced. And can be less affected by manufacturing variations.

【0023】また、本発明は、圧力室105内部を減圧
する方向に圧電素子101の駆動を開始してから圧力室
105内部の圧力波の固有周期の半分の時間後に、圧力
室105内部を加圧する方向に圧電素子101の駆動を
開始する。
Further, according to the present invention, after the driving of the piezoelectric element 101 in the direction of reducing the pressure inside the pressure chamber 105 is started, the inside of the pressure chamber 105 is applied after a half of the natural period of the pressure wave inside the pressure chamber 105. The driving of the piezoelectric element 101 is started in the direction of pressing.

【0024】これにより、圧電素子101の駆動が上述
のように緩やかにされ緩和されてはいるが、圧電素子1
01の駆動により負の圧力波が発生し、固有周期の半分
の時間経過後にノズル104まで達し、続いてインクの
弾性及び波の反射等により正の圧力波が起こるので、こ
の波にあわせて圧電素子101を駆動することになる。
したがって、安定した動作となり、またインクジェット
式ヘッドを効率的に駆動することができる。
Thus, although the driving of the piezoelectric element 101 is moderated and relaxed as described above, the piezoelectric element 1
01, a negative pressure wave is generated, and reaches the nozzle 104 after a lapse of a half of the natural period. Subsequently, a positive pressure wave is generated due to ink elasticity and wave reflection. The element 101 will be driven.
Therefore, the operation becomes stable, and the ink jet head can be driven efficiently.

【0025】また、本発明は、コントロールするインク
滴量の範囲に応じて、インク滴量を多くする場合は、圧
電素子101の電位が0の状態から圧力室105内部を
加圧しインクを吐出するように圧電素子101を駆動
し、インク滴量を少なくする場合は、圧力室105内部
を減圧する方向に圧電素子101を駆動した後圧力室1
05内部を加圧しインクを吐出するように圧電素子10
1を駆動する。
Further, according to the present invention, when the ink droplet amount is increased in accordance with the range of the ink droplet amount to be controlled, the inside of the pressure chamber 105 is pressurized from the state where the potential of the piezoelectric element 101 is 0 to discharge ink. When the piezoelectric element 101 is driven to reduce the amount of ink droplets as described above, the piezoelectric element 101 is driven in a direction to reduce the pressure inside the pressure chamber 105, and then the pressure chamber 1
05 so that the piezoelectric element 10
1 is driven.

【0026】これにより、大きなインク滴を吐出する場
合は、押し打ち法とし、引き打ち法のみの場合よりイン
ク滴サイズをコントロールする範囲を広げ、より大きな
インク滴を吐出することができる。
In this way, when a large ink droplet is ejected, it is possible to use a pressing method, and to broaden the range of controlling the ink droplet size and to eject a larger ink droplet than when using only the pulling method.

【0027】また、本発明は、圧力室105内部を減圧
する方向に圧電素子101を駆動した後、圧力室105
内部を加圧する方向に圧電素子101を駆動し、加圧
後、圧力室105内部が減圧する方向に圧電素子101
を駆動する駆動方法において、コントロールするインク
滴量の範囲に応じて、圧力室105内部を加圧する方向
に圧電素子101の駆動を開始する加圧開始時から、加
圧後圧力室105内部の圧力が減圧する方向に圧電素子
101の駆動を開始する減圧開始時までの時間を変化さ
せる。
Also, according to the present invention, after the piezoelectric element 101 is driven in a direction to reduce the pressure inside the pressure chamber 105,
The piezoelectric element 101 is driven in a direction to pressurize the inside, and after the pressurization, the piezoelectric element 101 is moved in a direction to reduce the pressure inside the pressure chamber 105.
In the driving method for driving the piezoelectric element 101, the pressure inside the pressure chamber 105 after the pressurization starts when the driving of the piezoelectric element 101 is started in the direction to pressurize the inside of the pressure chamber 105 according to the range of the ink droplet amount to be controlled. The time until the start of the decompression to start driving the piezoelectric element 101 in the direction in which the pressure is reduced is changed.

【0028】これにより、インク滴サイズをコントロー
ルする範囲を広げ、より小さなインク滴を吐出すること
ができ、階調性の優れた印刷を行うことができる。
Thus, the range in which the ink droplet size is controlled can be widened, smaller ink droplets can be ejected, and printing with excellent gradation can be performed.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0030】図1は本発明に係るプリントヘッドと圧電
素子を駆動する駆動信号を発生する駆動波形発生回路1
11を示している。特にプリントヘッドはその構造例を
示す断面図により示している。プリントヘッドは電気信
号を機械エネルギに変換する圧電素子101と、圧電素
子101に電気信号を送るための信号線102と、圧電
素子101の圧力を圧力室105内部に伝えるための振
動板103と、インクを吐出するノズル104と、内部
において振動板103によりインクに与えられた加圧エ
ネルギをノズル104にまで伝搬させる圧力室105
と、圧力室105内へ共通インク室106から圧力室1
05へインクを供給するための供給路107とにより構
成されている。また、圧電素子101を駆動する駆動波
形を発生する駆動波形発生回路111が信号線102に
接続され、その圧電素子を駆動するか否かを選択するス
イッチング回路112が外部電極108に接続される。
FIG. 1 shows a drive waveform generating circuit 1 for generating a drive signal for driving a print head and a piezoelectric element according to the present invention.
11 is shown. In particular, the print head is shown in a sectional view showing an example of its structure. The print head includes a piezoelectric element 101 for converting an electric signal into mechanical energy, a signal line 102 for sending an electric signal to the piezoelectric element 101, a vibration plate 103 for transmitting the pressure of the piezoelectric element 101 to the inside of the pressure chamber 105, A nozzle 104 for discharging ink, and a pressure chamber 105 for internally transmitting pressurized energy given to the ink by the diaphragm 103 to the nozzle 104
And the pressure chamber 1 from the common ink chamber 106 into the pressure chamber 105.
And a supply path 107 for supplying ink to the ink cartridge 05. Further, a driving waveform generating circuit 111 for generating a driving waveform for driving the piezoelectric element 101 is connected to the signal line 102, and a switching circuit 112 for selecting whether to drive the piezoelectric element is connected to the external electrode 108.

【0031】次に動作について説明する。Next, the operation will be described.

【0032】図2は本発明の実施の形態にかかる駆動波
形であり、図1の駆動波形発生回路111で発生させら
れる駆動波形である。
FIG. 2 shows a driving waveform according to the embodiment of the present invention, which is a driving waveform generated by the driving waveform generating circuit 111 of FIG.

【0033】図でまず分極方向と逆方向の電圧が一定時
間T11で駆動電圧V11まで立ち上げられ、一定時間
T12の間この電圧V11が維持される。その後、一定
時間T13で電圧を降下させ、さらに今度は分極方向と
同方向の電圧がかけられ、駆動電圧V12まで立ち上げ
られる。そして、一定時間T14の間この電圧V12が
維持され、そして一定時間T15で電圧が0に戻され
る。
In the figure, first, a voltage in the direction opposite to the polarization direction is raised to a drive voltage V11 for a certain time T11, and this voltage V11 is maintained for a certain time T12. Thereafter, the voltage is decreased at a predetermined time T13, and a voltage in the same direction as the polarization direction is applied, and the voltage is increased to the drive voltage V12. Then, the voltage V12 is maintained for the fixed time T14, and the voltage is returned to 0 at the fixed time T15.

【0034】図2の信号波形により、スイッチング回路
112がONであれば、まず逆方向の電圧V11が加え
られるとき、圧電素子101は縮み、その結果圧力室1
05内部の圧力は負圧となり、インクが共通インク室1
06から圧力室105に引き込まれる。またノズル10
4では、圧電素子101からの負の圧力波がノズル10
4に到達することによりメニスカスが後退する。このと
きのプリントヘッドの状態を図3に示す。
According to the signal waveform of FIG. 2, when the switching circuit 112 is ON, when the voltage V11 in the reverse direction is applied, the piezoelectric element 101 contracts.
05 has a negative pressure, and the ink is
06 to the pressure chamber 105. Nozzle 10
4, the negative pressure wave from the piezoelectric element 101
By reaching 4, the meniscus retreats. FIG. 3 shows the state of the print head at this time.

【0035】つぎに、分極方向と同方向の電圧が圧電素
子101に加えられるとき、圧電素子101は伸び、そ
の結果圧力室105内部の圧力は上昇し、インクが吐出
される。このときのプリントヘッドの状態を図4に示
す。
Next, when a voltage in the same direction as the polarization direction is applied to the piezoelectric element 101, the piezoelectric element 101 expands. As a result, the pressure inside the pressure chamber 105 increases, and ink is ejected. FIG. 4 shows the state of the print head at this time.

【0036】そして一定時間T15で電圧が0に戻され
るとき、吐出した分のインクは共通インク室106より
供給路107を経て圧力室105内部に流れ込み、ま
た、ノズル104では、メニスカスがインク滴吐出後後
退した後、共通インク室106よりインクが圧力室10
5内部に流れ込むことにより元の状態に戻る。
When the voltage is returned to 0 at a certain time T15, the ejected ink flows from the common ink chamber 106 through the supply path 107 into the pressure chamber 105, and the meniscus is ejected from the nozzle 104 by the ink droplet ejection. After retreating, the ink is supplied from the common ink chamber 106 to the pressure chamber 10.
5 returns to the original state by flowing into the inside.

【0037】ここで、T11、T13、及びT15の時
間における電圧変化の勾配を、圧電素子101のリンギ
ングが起こる電圧変化率より小さくすることにより、圧
電素子101のリンギングを防止することを可能として
いる。
Here, the ringing of the piezoelectric element 101 can be prevented by making the gradient of the voltage change during the times T11, T13 and T15 smaller than the voltage change rate at which ringing of the piezoelectric element 101 occurs. .

【0038】具体的には、圧電素子101の機械的固有
周期をTfとし、圧電素子101が最大変位となる時の
電圧をVmaxとするとき、電圧変化の勾配をVmax
/0.8Tfより小さくする。これにより、圧電素子1
01のリンギングは経験的にほとんどなくなることが知
られているので、圧電素子101のリンギングによる悪
影響を抑えることができる。
Specifically, assuming that the mechanical natural period of the piezoelectric element 101 is Tf and the voltage at which the piezoelectric element 101 reaches the maximum displacement is Vmax, the gradient of the voltage change is Vmax.
/0.8 Tf. Thereby, the piezoelectric element 1
Since it is known from experience that the ringing of 01 is almost eliminated, the adverse effect of the ringing of the piezoelectric element 101 can be suppressed.

【0039】また、図5は、この駆動波形で駆動した時
のノズル104でのメニスカスを示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing a meniscus in the nozzle 104 when driven by this driving waveform.

【0040】また、図6は、駆動波形の電圧変化の勾配
を急激にした場合のメニスカスの振動状態を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a vibrating state of the meniscus when the gradient of the voltage change of the drive waveform is sharp.

【0041】図5には、図6に見られるようなメニスカ
ス後退時の振動が発生していない。駆動波形の電圧変化
の勾配を急激にした場合には圧電素子101のリンギン
グが大きくなり、残留振動を起こすことになり、そのた
めメニスカスの振動にこの圧電素子101の余振動が影
響して図6に見られるようなメニスカス後退時の振動を
誘発してしまう。その結果としてわずかな駆動のばらつ
きや、圧電素子101の長さ等の構造上のばらつきがイ
ンク吐出量やインク滴速度に影響を及ぼし、インク滴の
吐出が不安定になりやすくなってしまう。
FIG. 5 does not show the vibration at the time of meniscus retreat as shown in FIG. When the gradient of the voltage change of the drive waveform is made sharp, the ringing of the piezoelectric element 101 becomes large, and the residual vibration occurs. Therefore, the residual vibration of the piezoelectric element 101 affects the vibration of the meniscus, and FIG. It induces the vibration during meniscus retreat as seen. As a result, slight variations in driving and structural variations such as the length of the piezoelectric element 101 affect the ink ejection amount and the ink droplet speed, and the ink droplet ejection tends to become unstable.

【0042】またこのことはインク滴吐出時やメニスカ
スの復帰時にも関係しており、圧電素子101の駆動
は、この圧電素子101のリンギングを抑えるような駆
動にする必要がある。
This also relates to the ejection of ink droplets and the return of the meniscus, and it is necessary to drive the piezoelectric element 101 so as to suppress ringing of the piezoelectric element 101.

【0043】また、圧電素子101駆動時、圧力波が発
生し、圧力室105内部でノズル104に達し、ノズル
104で反射して戻り、減衰して消滅するまで圧力室1
05内部で波動が往復を繰り返す。この周期は圧力室1
05内部の圧力波の固有周期Tの約半分の時間がかか
る。したがって、正の駆動をして、次に負の駆動をする
とき、この波にあわせて駆動されれば、圧電素子101
の駆動がインクに効率的に伝わりインク滴は大きくな
り、この波にあわせないで駆動されれば、圧電素子10
1の駆動がインクに効率的に伝わらず、駆動エネルギの
割にインク滴は小さくなる。
When the piezoelectric element 101 is driven, a pressure wave is generated, reaches the nozzle 104 inside the pressure chamber 105, reflects off the nozzle 104, returns to the pressure chamber 1 until it attenuates and disappears.
The waves repeat back and forth inside 05. This cycle is pressure chamber 1
It takes about half the time of the natural period T of the pressure wave inside the 05. Therefore, when the positive drive is performed and then the negative drive is performed, if the piezoelectric element 101 is driven in accordance with this wave,
Is efficiently transmitted to the ink, and the ink droplet becomes large. If the ink droplet is driven without adjusting to this wave, the piezoelectric element 10
The driving of No. 1 is not efficiently transmitted to the ink, and the ink droplet becomes small for the driving energy.

【0044】このような観点から、駆動波形の電圧変化
をできるだけ小さくすることが圧力室105内部の圧力
波を弱くし、メニスカスの振動を低減することができ、
また、製造ばらつき等の影響を受けにくくできるので好
ましい。
From such a viewpoint, it is possible to weaken the pressure wave inside the pressure chamber 105 and to reduce the vibration of the meniscus by making the voltage change of the drive waveform as small as possible.
Further, it is preferable because it is hard to be affected by manufacturing variations and the like.

【0045】図7は、圧力室105内を負圧にするため
に圧電素子101に加える電圧変化率を最小とした場合
の駆動波形である。このような駆動波形で圧電素子10
1を駆動することにより、最もメニスカスが安定する。
FIG. 7 shows a driving waveform when the voltage change rate applied to the piezoelectric element 101 to make the pressure chamber 105 have a negative pressure is minimized. With such a drive waveform, the piezoelectric element 10
By driving 1, the meniscus is most stabilized.

【0046】また、図7の駆動波形では、圧電素子10
1に加える電気信号が、圧力室内部のインクにおける圧
力波の固有振動の固有周期をTとして、まず分極方向と
逆方向の電圧が立ち上げられてからT/2の時間後に、
分極方向と同方向の電圧が立ち上げられる。
In the driving waveform shown in FIG.
The electric signal applied to 1 is defined as T, where T is the natural period of the natural vibration of the pressure wave in the ink inside the pressure chamber. First, a time T / 2 after the voltage in the direction opposite to the polarization direction is raised,
A voltage in the same direction as the polarization direction rises.

【0047】このため、圧電素子101の駆動が緩やか
にされ緩和されてはいるが圧力室105内で往復する圧
力波が完全になくなるわけでなく、圧電素子101から
負の圧力波が発生したT/2後にノズル104まで達
し、続いてインクの弾性及び波の反射等により正の圧力
波が起こるので、この波にあわせて圧電素子101を駆
動することにより、安定した動作となり、またインクジ
ェット式ヘッドを効率的に駆動することができる。
For this reason, although the driving of the piezoelectric element 101 is moderated and relaxed, the pressure wave reciprocating in the pressure chamber 105 is not completely eliminated. / 2 after reaching the nozzle 104, and subsequently a positive pressure wave is generated due to the elasticity of the ink and the reflection of the wave. By driving the piezoelectric element 101 in accordance with this wave, a stable operation is achieved. Can be driven efficiently.

【0048】本発明の駆動波形においては、駆動波形中
の電圧の立ち上げや立ち下げを上述のように緩やかにす
ることにより、メニスカスの振動を抑えることができ、
圧電素子101の駆動が効率よくインクに伝わり、駆動
タイミングのズレや圧電素子101の長さ等の構造上の
ばらつきによるインク滴吐出への影響が大きくならない
ようにしている。
In the drive waveform of the present invention, the meniscus vibration can be suppressed by making the rise and fall of the voltage in the drive waveform gentle as described above.
The drive of the piezoelectric element 101 is efficiently transmitted to the ink, and the influence on the ink droplet ejection due to the deviation of the drive timing and the structural variation such as the length of the piezoelectric element 101 is prevented.

【0049】また、圧電素子101は分極方向と逆方向
の電圧を加える場合には、加える電圧を0から増してい
くとだんだん縮むが、所定の電圧を越えると逆に伸びる
性質を持っており、V11はこの電圧以下にするのが効
率の点から望ましい。
When a voltage in the direction opposite to the polarization direction is applied, the piezoelectric element 101 contracts gradually when the applied voltage is increased from 0, but expands when the applied voltage exceeds a predetermined voltage. It is desirable that V11 be lower than this voltage from the viewpoint of efficiency.

【0050】また、分極方向と同方向の電圧を加える場
合にはVmax以上ではそれ以上圧電素子101が伸び
ないので、V12はVmax以下とするのが効率の点か
ら望ましい。
Further, when a voltage in the same direction as the polarization direction is applied, the piezoelectric element 101 does not expand any more at Vmax or more, so it is desirable to set V12 to Vmax or less from the viewpoint of efficiency.

【0051】また以上説明した駆動方法はいわゆる引き
打ち法であるので、小さなインク滴を吐出することがで
きるが、大きなインク滴では押し打ち法が有利である。
そこで、分極方向と逆方向の電圧V11を可変とし、イ
ンク滴に応じてV11を設定し、大きなインク滴を吐出
する場合は図8に示すように、T11+T12の時間の
電圧を0とし、その後一定時間T13で分極方向と同方
向の電圧V12まで立ち上げられ、一定時間T14の間
この電圧V12が維持され、一定時間T15で電圧が0
に戻される波形とし、小さいインク滴を吐出する場合は
上述の図2の駆動波形としてもよい。これにより、まず
V12を変化させてインク滴をコントロールするが、よ
り大きいインク滴が必要なときには、V11を0にまで
小さくし、大きなインク滴を吐出するようにインク滴量
をコントロールできる範囲を広げることができる。
Since the driving method described above is a so-called pulling method, a small ink droplet can be ejected. However, a pushing method is advantageous for a large ink droplet.
Therefore, the voltage V11 in the direction opposite to the polarization direction is made variable, V11 is set according to the ink droplet, and when a large ink droplet is ejected, the voltage for the time of T11 + T12 is set to 0 as shown in FIG. At time T13, the voltage rises to a voltage V12 in the same direction as the polarization direction, and this voltage V12 is maintained for a certain time T14, and becomes zero at a certain time T15.
In the case where a small ink droplet is ejected, the driving waveform shown in FIG. 2 may be used. Thus, first, the ink droplets are controlled by changing V12. However, when a larger ink droplet is required, V11 is reduced to 0, and the range in which the ink droplet amount can be controlled so as to eject a large ink droplet is expanded. be able to.

【0052】また、より小さいインク滴を得るようにコ
ントロールする場合には以下の方法によって実現でき
る。
The control for obtaining smaller ink droplets can be realized by the following method.

【0053】図9はノズル104先端での流速を模擬的
に示した図である。図9において破線で示したものは、
分極と同方向に電圧を加えてから、加えた電圧の降下を
開始するまでの時間がT/2以上の場合のものであり、
実線は分極と同方向に電圧を加えてから、加えた電圧の
降下を開始するまでの時間がT/2以下である本発明の
駆動波形の場合である。インク吐出量は図9中のハッチ
ング部分の面積に比例するため、小さいインク滴を吐出
することはこの面積を小さくすることに等しくなる。
FIG. 9 is a diagram schematically showing the flow velocity at the tip of the nozzle 104. What is indicated by a broken line in FIG.
The time from when a voltage is applied in the same direction as the polarization to when the applied voltage starts to drop is T / 2 or more,
The solid line is the case of the driving waveform of the present invention in which the time from when a voltage is applied in the same direction as the polarization to when the applied voltage starts dropping is T / 2 or less. Since the ink ejection amount is proportional to the area of the hatched portion in FIG. 9, ejecting a small ink droplet is equivalent to reducing this area.

【0054】また図15による従来の駆動波形におい
て、圧電素子101に加える電圧をV22から徐々に放
電し、負の圧力波を加えない場合、正の圧力波がノズル
104に到達し、これによる負の圧力波がノズル104
に達することにより、インクが滴となってノズル104
から切れるまでの時間は正の圧力波がノズル104に達
してからT/2の時間経過後である。そのため最小とな
るインク滴量は圧力室105の長さで決定されてしま
い、それ以上小さくできない。
In the conventional driving waveform shown in FIG. 15, when the voltage applied to the piezoelectric element 101 is gradually discharged from V22 and no negative pressure wave is applied, a positive pressure wave reaches the nozzle 104, thereby causing a negative pressure wave. Pressure wave of the nozzle 104
Is reached, the ink becomes a droplet and the nozzle 104
The time from when the positive pressure wave reaches the nozzle 104 is after a lapse of T / 2 after the positive pressure wave reaches the nozzle 104. Therefore, the minimum ink droplet amount is determined by the length of the pressure chamber 105, and cannot be reduced any further.

【0055】図10は、より小さいインク滴を得るよう
にコントロールするための駆動波形である。
FIG. 10 shows driving waveforms for controlling the ink droplets to obtain smaller ink droplets.

【0056】図10に示すように圧電素子101に加え
る電圧をV11からV13まで上昇して圧力室内に正の
圧力波を加えた後V13から一定の変化率で電位が0に
なるまで降下させることにより、圧力室内に負の圧力波
を加えるようにし、かつ、圧力室105を加圧し始めて
から減圧を開始するまで時間T13を変化させ、T/2
以下にすることにより、小さいインク滴を吐出すること
ができる。
As shown in FIG. 10, the voltage applied to the piezoelectric element 101 is increased from V11 to V13, a positive pressure wave is applied to the pressure chamber, and then the voltage is decreased from V13 at a constant rate until the potential becomes zero. As a result, a negative pressure wave is applied to the pressure chamber, and the time T13 is changed from the start of pressurizing the pressure chamber 105 to the start of depressurization, so that T / 2
By doing the following, small ink droplets can be ejected.

【0057】ただし実際のインク滴のコントロールは、
まず、この波形のV13の電圧を変化させることにより
行い、より小さなインク滴を得る必要が有る場合にT1
3が短く設定される。また、大きなインク滴を得る必要
がある場合には、T13を長く設定することもできる。
However, the actual control of the ink droplets is as follows.
First, it is performed by changing the voltage of V13 of this waveform, and when it is necessary to obtain a smaller ink droplet, T1 is used.
3 is set short. If it is necessary to obtain a large ink droplet, T13 can be set longer.

【0058】ここでメニスカス後退時、圧電素子の駆動
波形を上述のように緩やかにしたことによりメニスカス
振動が緩和され、小さなインク滴を安定に吐出すること
ができる。
Here, when the meniscus is retracted, the driving waveform of the piezoelectric element is made gentle as described above, so that the meniscus vibration is reduced and small ink droplets can be stably ejected.

【0059】また、図10では一定時間V13に電圧を
保持していないが、立ち上げ時間を速くして、一定時間
V13に電圧を保持するようにすることもできる。
Although the voltage is not held at V13 for a fixed time in FIG. 10, the voltage can be held at V13 for a fixed time by increasing the start-up time.

【0060】また、以上説明したプリントヘッドの駆動
方法は、圧電素子101の積層方向を振動板に垂直方向
としたプリントヘッドを前提としたが、積層方向を、振
動板と平行方向にしたプリントヘッドについても、同様
に実施できる。
The print head driving method described above presupposes a print head in which the lamination direction of the piezoelectric elements 101 is perpendicular to the diaphragm, but the print head in which the lamination direction is parallel to the diaphragm. Can be similarly implemented.

【0061】なお、以上説明したような駆動波形を発生
する駆動波形発生回路111の例を図11に示す。
FIG. 11 shows an example of the driving waveform generating circuit 111 for generating the driving waveform as described above.

【0062】駆動波形発生回路111は、Tr1からT
r6を図の様に接続し、Tr2とTr5のコレクタをダ
イオードを2つ介して接続し2つのダイオードの接続点
と0Vの間にC1を接続し、Tr3及びTr6のベース
はそれぞれTr2及びTr5のコレクタの接続し、Tr
3及びTr6のエミッタを接続して出力端子とした回路
である。Tr2のエミッタは可変抵抗RAを介してV1
1に接続し、Tr5のエミッタは可変抵抗RBを介して
V12に接続する。
The drive waveform generation circuit 111 is configured to output signals from Tr1 to T
r6 is connected as shown, the collectors of Tr2 and Tr5 are connected via two diodes, C1 is connected between the connection point of the two diodes and 0V, and the bases of Tr3 and Tr6 are connected to Tr2 and Tr5, respectively. Connect the collector, Tr
3 is a circuit that connects the emitters of the transistors 3 and 6 to each other to serve as an output terminal. The emitter of Tr2 is connected to V1 via a variable resistor RA.
1 and the emitter of Tr5 is connected to V12 via a variable resistor RB.

【0063】次に波形発生回路111の動作を説明す
る。
Next, the operation of the waveform generation circuit 111 will be described.

【0064】図12のA及びBは駆動波形発生回路11
1に入力される信号の例を示し、Cは信号A及びBによ
り駆動波形発生回路111から出力される信号波形であ
る。信号A、信号Bともに0Vの場合は、Tr1〜Tr
3がONとなりTr4〜Tr6はOFFとなり、C1か
らのように電流が流れ出し、C1の電圧にしたがって
信号Cの電圧は直線的に下降し、V11に達するとそれ
以降V11に保持される。また信号A、信号Bともに5
Vの場合は、Tr1〜Tr3がOFFとなりTr4〜T
r6はONとなり、C1にのように電流が流れ込み、
C1の電圧にしたがって信号Cの電圧は直線的に上昇
し、V12に達するとそれ以降V12に保持される。ま
た、信号Aを5V、信号Bを0Vとすると、C1に対す
る電流の流出流入が停止し、信号Cの電圧が保持され
る。したがって図12のA及びBに対して、波形Cのよ
うな出力が得られる。
FIGS. 12A and 12B show the drive waveform generation circuit 11.
An example of a signal input to 1 is shown, and C is a signal waveform output from the drive waveform generation circuit 111 by the signals A and B. When both the signal A and the signal B are 0V, Tr1 to Tr
3 is turned on, Tr4 to Tr6 are turned off, a current starts flowing out from C1, and the voltage of the signal C falls linearly according to the voltage of C1, and when it reaches V11, it is held at V11 thereafter. Signal A and signal B are both 5
In the case of V, Tr1 to Tr3 are turned off and Tr4 to T
r6 is turned on, and a current flows as in C1,
The voltage of the signal C rises linearly according to the voltage of C1, and when it reaches V12, it is thereafter held at V12. When the signal A is set to 5V and the signal B is set to 0V, the outflow and inflow of current to C1 is stopped, and the voltage of the signal C is maintained. Therefore, an output like a waveform C is obtained for A and B in FIG.

【0065】また、出力を0Vにするときのために、C
1を0Vに接続する回路を追加してもよい。
In order to set the output to 0 V, C
A circuit for connecting 1 to 0 V may be added.

【0066】また、RA、RBは信号入力により抵抗値が
変化する可変抵抗であり、それぞれRA設定信号、RB設
定信号を入力することにより抵抗値が設定され、信号C
の電圧変化の傾きを制御することができる。
Further, RA and RB are variable resistors whose resistance values change according to the signal input. The resistance values are set by inputting the RA setting signal and the RB setting signal, respectively.
Can be controlled.

【0067】また、信号入力により抵抗値が変化する可
変抵抗を用いなくても、C1に流れ込む電流を制御でき
ればどのようなものでもよい。
Further, any type of device can be used as long as the current flowing into C1 can be controlled without using a variable resistor whose resistance value changes according to a signal input.

【0068】図13は、圧電素子101の積層方向を振
動板と平行方向にしたプリントヘッドの断面図である。
FIG. 13 is a sectional view of a print head in which the lamination direction of the piezoelectric elements 101 is parallel to the diaphragm.

【0069】このようなプリントヘッドを駆動する場合
には、まず、圧電素子101に分極方向と同方向に電位
を加えることにより、圧力室105内部の圧力を負圧に
し、次に、圧電素子101に加える電位を逆転し、分極
方向と逆方向の電位を加えて圧力室105内部の圧力を
上昇させ、最後に圧電素子101の電位を0に戻すよう
にすればよい。
When driving such a print head, first, a potential is applied to the piezoelectric element 101 in the same direction as the polarization direction to reduce the pressure inside the pressure chamber 105 to a negative pressure. , The potential inside the pressure chamber 105 is increased by applying a potential in the direction opposite to the polarization direction, and finally, the potential of the piezoelectric element 101 is returned to zero.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、圧電素
子101のリンギングを防止し、メニスカスの振動の少
ない、安定したインク吐出を行うことができるという効
果を有する。
As described above, the present invention has an effect that the ringing of the piezoelectric element 101 is prevented, and the ink can be stably ejected with less meniscus vibration.

【0071】また、入力する駆動エネルギを効率よくイ
ンク吐出に使用できるという効果を有する。
Further, there is an effect that the input driving energy can be efficiently used for ink ejection.

【0072】また、より小さなインク滴を吐出すること
ができ、階調性の優れた印刷が可能になるという効果を
有する。
Further, it is possible to discharge smaller ink droplets, and it is possible to perform printing with excellent gradation.

【0073】また、吐出するインク滴サイズを安定にコ
ントロールし、安定した階調印刷を行うことができる。
Further, it is possible to stably control the size of the ink droplet to be ejected and to perform stable gradation printing.

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

【図1】本発明に係るプリントヘッドの例の断面図及び
プリントヘッドの圧電素子に接続する駆動波形発生回路
及びスイッチング回路を示している。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of an example of a printhead according to the present invention, and shows a drive waveform generation circuit and a switching circuit connected to piezoelectric elements of the printhead.

【図2】本発明にかかる駆動波形の図である。FIG. 2 is a diagram of a driving waveform according to the present invention.

【図3】図1のプリントヘッドにおいて圧電素子を縮ま
せたときの断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the print head of FIG. 1 when a piezoelectric element is contracted.

【図4】図1のプリントヘッドにおいて圧電素子を伸ば
したときの断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the print head of FIG. 1 when a piezoelectric element is extended.

【図5】本発明に係るノズルにおけるメニスカスの振動
モデルを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a vibration model of a meniscus in a nozzle according to the present invention.

【図6】図5の駆動波形の電圧変化の勾配を急激にし、
矩形的にした場合のメニスカスの振動状態を示す図であ
る。
6 shows a steep gradient of the voltage change of the drive waveform of FIG. 5,
It is a figure which shows the vibration state of the meniscus in the case of making it rectangular.

【図7】本発明に係る駆動波形の例であり、大きなイン
ク滴を吐出するときの駆動波形である。
FIG. 7 is an example of a driving waveform according to the present invention, which is a driving waveform when a large ink droplet is ejected.

【図8】本発明に係るノズル先端での流速を模擬的に示
した図である。
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating the flow velocity at the nozzle tip according to the present invention.

【図9】本発明に係る駆動波形の例であり、小さなイン
ク滴を吐出するときの駆動波形である。
FIG. 9 is an example of a driving waveform according to the present invention, which is a driving waveform when a small ink droplet is ejected.

【図10】本発明に係る駆動波形の例であり、メニスカ
ス後退時のメニスカスの最も安定した駆動波形である。
FIG. 10 is an example of a driving waveform according to the present invention, which is the most stable driving waveform of the meniscus when the meniscus retreats.

【図11】図1の駆動波形発生回路の回路図の例であ
る。
FIG. 11 is an example of a circuit diagram of the drive waveform generation circuit of FIG. 1;

【図12】図11の駆動波形発生回路の動作を示す波形
図である。A及びBは駆動波形発生回路に入力される信
号A、Bの波形図、Cは信号A及びBにより駆動波形発
生回路から出力される波形図である
FIG. 12 is a waveform chart showing an operation of the drive waveform generation circuit of FIG. 11; A and B are waveform diagrams of signals A and B input to the drive waveform generation circuit, and C is a waveform diagram output from the drive waveform generation circuit by signals A and B.

【図13】本発明に係るプリントヘッドの他の例の断面
図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view of another example of the print head according to the present invention.

【図14】従来の駆動波形の例である。FIG. 14 is an example of a conventional drive waveform.

【図15】従来の駆動波形の他の例である。FIG. 15 is another example of a conventional driving waveform.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 圧電素子 102 信号線 103 振動板 104 ノズル 105 圧力室 106 共通インク室 107 インク供給路 108 外部電極 109 内部電極 110 ノズル板 111 駆動波形発生回路 112 スイッチング回路 Reference Signs List 101 piezoelectric element 102 signal line 103 diaphragm 104 nozzle 105 pressure chamber 106 common ink chamber 107 ink supply path 108 external electrode 109 internal electrode 110 nozzle plate 111 drive waveform generation circuit 112 switching circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/205 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/205

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】圧電素子に電気信号を加え圧電素子を駆動
することにより、圧力室の容積を変化させ、連通するノ
ズルからインク滴を吐出するインクジェット式プリント
ヘッドの駆動方法において、 前記圧電素子に加える電気信号の電圧変化率の絶対値の
最大値が、圧電素子のリンギングを抑える所定値以下で
あることを特徴とするインクジェット式プリントヘッド
の駆動方法。
1. A method of driving an ink-jet printhead in which an electric signal is applied to a piezoelectric element to drive the piezoelectric element, thereby changing the volume of the pressure chamber and ejecting ink droplets from a communicating nozzle. A method of driving an ink jet print head, wherein a maximum value of an absolute value of a voltage change rate of an applied electric signal is equal to or less than a predetermined value for suppressing ringing of a piezoelectric element.
【請求項2】前記圧電素子に加える電気信号の電圧変化
率の絶対値の最大値が、圧電素子の最大変位時の電圧を
圧電素子の機械的固有周期の80%の値で割った値以下
であることを特徴とする請求項1記載のインクジェット
式プリントヘッドの駆動方法。
2. The maximum value of the absolute value of the voltage change rate of an electric signal applied to the piezoelectric element is equal to or less than a value obtained by dividing the voltage at the maximum displacement of the piezoelectric element by a value of 80% of the mechanical natural period of the piezoelectric element. 2. The method for driving an ink jet print head according to claim 1, wherein:
【請求項3】前記圧力室内部を加圧しインクを吐出した
後、圧電素子の電位を0にもどすときの駆動波形が、電
位が0になるまで一定の変化率で電位を変化させる駆動
波形であることを特徴とする請求項1記載のインクジェ
ット式プリントヘッドの駆動方法。
3. A drive waveform for returning the potential of the piezoelectric element to 0 after the ink is ejected by pressurizing the inside of the pressure chamber is a drive waveform for changing the potential at a constant rate until the potential becomes 0. 2. The method for driving an ink jet print head according to claim 1, wherein:
【請求項4】前記圧電素子に加える駆動波形が、電位0
の状態から前記圧力室内部を減圧する方向に前記圧電素
子を駆動した後、前記圧力室内部を加圧しインクを吐出
するように前記圧電素子を駆動する駆動波形であって、
電位0の状態から前記圧力室内部を減圧する方向に所定
の電圧に到達するまで一定の変化率で電圧を変化させ、
到達後即時に圧力室内部を加圧する方向に電圧を変化さ
せる駆動波形であることを特徴とする請求項1記載のイ
ンクジェット式プリントヘッドの駆動方法。
4. A driving waveform applied to the piezoelectric element has a potential of zero.
A driving waveform for driving the piezoelectric element to drive the piezoelectric element in a direction to reduce the pressure in the pressure chamber from the state, and then pressurize the pressure chamber and discharge ink.
Changing the voltage at a constant rate of change from the state of potential 0 to a predetermined voltage in the direction of reducing the pressure inside the pressure chamber,
2. The method according to claim 1, wherein the driving waveform changes the voltage in a direction to pressurize the inside of the pressure chamber immediately after the arrival.
【請求項5】前記圧力室内部を減圧する方向に圧電素子
の駆動を開始してから圧力室内部の圧力波の固有周期の
半分の時間後に、前記圧力室内部を加圧する方向に圧電
素子の駆動を開始することを特徴とする請求項1記載の
インクジェット式プリントヘッドの駆動方法。
5. A method according to claim 5, wherein after starting driving of the piezoelectric element in a direction to reduce the pressure inside the pressure chamber, a half of a natural period of a pressure wave in the pressure chamber is started, and then the piezoelectric element is pressed in a direction to pressurize the inside of the pressure chamber. 2. The method according to claim 1, wherein the driving is started.
【請求項6】コントロールするインク滴量の範囲に応じ
て、インク滴量を多くする場合は、前記圧電素子の電位
が0の状態から前記圧力室内部を加圧しインクを吐出す
るように圧電素子を駆動し、インク滴量を少なくする場
合は、前記圧力室内部を減圧する方向に圧電素子を駆動
した後前記圧力室内部を加圧しインクを吐出するように
圧電素子を駆動することを特徴とする請求項1記載のイ
ンクジェット式プリントヘッドの駆動方法。
6. The method according to claim 1, wherein when the ink droplet volume is increased in accordance with the range of the ink droplet volume to be controlled, the piezoelectric element is configured to pressurize the inside of the pressure chamber from a state where the potential of the piezoelectric element is zero to discharge ink. When the ink droplet amount is reduced, the piezoelectric element is driven in such a manner that the piezoelectric element is driven in a direction to reduce the pressure in the pressure chamber, and then the piezoelectric element is driven so as to pressurize the pressure chamber and discharge ink. The method for driving an ink jet print head according to claim 1.
【請求項7】前記圧力室内部を減圧する方向に圧電素子
を駆動した後、前記圧力室内部を加圧する方向に圧電素
子を駆動し、加圧後、圧力室内部が減圧する方向に圧電
素子を駆動する駆動方法において、コントロールするイ
ンク滴量の範囲に応じて、前記圧力室内部を加圧する方
向に圧電素子の駆動を開始する加圧開始時から、加圧後
圧力室内部の圧力が減圧する方向に圧電素子の駆動を開
始する減圧開始時までの時間を変化させることを特徴と
する請求項1記載のインクジェット式プリントヘッドの
駆動方法。
7. A piezoelectric element is driven in a direction to depressurize the inside of the pressure chamber, and then a piezoelectric element is driven in a direction to pressurize the inside of the pressure chamber. In the driving method, the pressure in the pressure chamber after the pressurization is reduced from the start of the pressurization to start driving the piezoelectric element in the direction to pressurize the inside of the pressure chamber according to the range of the ink droplet amount to be controlled. 2. The method according to claim 1, wherein the time until the start of decompression to start driving the piezoelectric element is changed in the direction in which the piezoelectric element is driven.
【請求項8】圧電素子と、圧力室と、圧力室に連通する
ノズルとを有し、前記圧電素子に電気信号を加えて駆動
することにより、前記圧力室の容積が変化し、前記ノズ
ルからインク滴を吐出するインクジェット式プリントヘ
ッドと、 電圧変化率の絶対値の最大値が、圧電素子のリンギング
を抑える所定値以下である電気信号を発生する駆動波形
発生回路とを有することを特徴とするインクジェット式
プリントヘッドの駆動装置。
8. A piezoelectric element, a pressure chamber, and a nozzle communicating with the pressure chamber, wherein a volume of the pressure chamber changes by applying an electric signal to the piezoelectric element to drive the piezoelectric element. An ink jet print head that ejects ink droplets, and a drive waveform generation circuit that generates an electric signal whose maximum value of the absolute value of the voltage change rate is equal to or less than a predetermined value that suppresses ringing of the piezoelectric element. Drive unit for inkjet print head.
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