JP3228300B2 - インクジェットヘッドの駆動方法 - Google Patents
インクジェットヘッドの駆動方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インク滴を飛翔させ記
録紙等の媒体上にインク像を形成するオンデマンド式イ
ンクジェットの駆動方法に関する。
録紙等の媒体上にインク像を形成するオンデマンド式イ
ンクジェットの駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェットヘッドは、例えば特開昭
63-128949号公報に見られるようにノズル開口を備えた
圧力室に圧電素子を設け、圧電素子の伸縮により圧力室
のインク圧を変化させてノズルからインクを液滴として
飛翔させるように構成されている。この圧電素子には、
例えば特開平3-92352号公報に見られるように圧電素子
の固有振動周期よりも短いパルス幅の駆動信号を印加す
ることが通例である。しかしながら、この駆動方法で
は、圧電素子のリンギングが生じてインク滴吐出後の圧
電素子の残留振動により、予期せぬ小インク滴が発生し
て印字品質を低下させるという問題がある。このため、
圧電素子の固有振動周期に等しいパルス幅を有する駆動
波形を印加することが行われていた。
63-128949号公報に見られるようにノズル開口を備えた
圧力室に圧電素子を設け、圧電素子の伸縮により圧力室
のインク圧を変化させてノズルからインクを液滴として
飛翔させるように構成されている。この圧電素子には、
例えば特開平3-92352号公報に見られるように圧電素子
の固有振動周期よりも短いパルス幅の駆動信号を印加す
ることが通例である。しかしながら、この駆動方法で
は、圧電素子のリンギングが生じてインク滴吐出後の圧
電素子の残留振動により、予期せぬ小インク滴が発生し
て印字品質を低下させるという問題がある。このため、
圧電素子の固有振動周期に等しいパルス幅を有する駆動
波形を印加することが行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これによれば、印字品
質の向上を図ることができるものの、高い周波数での駆
動、つまり印刷に適した所定サイズのインク滴をノズル
から吐出できる単位時間の回数を増加させることが問題
点があった。本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは、好適なインク
滴の形成と高い周波数応答性の実現を両立させた駆動方
法を提案することである。
質の向上を図ることができるものの、高い周波数での駆
動、つまり印刷に適した所定サイズのインク滴をノズル
から吐出できる単位時間の回数を増加させることが問題
点があった。本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的とするところは、好適なインク
滴の形成と高い周波数応答性の実現を両立させた駆動方
法を提案することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために本発明においては、所定の固有振動周期を有す
る圧電素子の変位により、ノズル開口に連通する圧力室
を加圧してインク滴を吐出させるインクジェットヘッド
の駆動方法において、前記圧電素子に前記固有振動周期
の１倍以上、２倍以下のパルス幅の台形状の駆動信号を
印加して前記圧電素子を変位させてインク滴を吐出させ
るようにした。
るために本発明においては、所定の固有振動周期を有す
る圧電素子の変位により、ノズル開口に連通する圧力室
を加圧してインク滴を吐出させるインクジェットヘッド
の駆動方法において、前記圧電素子に前記固有振動周期
の１倍以上、２倍以下のパルス幅の台形状の駆動信号を
印加して前記圧電素子を変位させてインク滴を吐出させ
るようにした。
【０００５】
【作用】インク滴吐出後の圧電素子の残留振動が、元の
状態、つまり圧力室の容積が増大する過程で、残留振動
を増長する方向に駆動信号が変化するからメニスカスの
強制的引戻しと圧力室へのインクの充填とを増長させる
ことができる。
状態、つまり圧力室の容積が増大する過程で、残留振動
を増長する方向に駆動信号が変化するからメニスカスの
強制的引戻しと圧力室へのインクの充填とを増長させる
ことができる。
【０００６】
【実施例】図１は、本発明のインクジェットヘッドの斜
視図である。２０は、ノズルプレートであり、縦８列、
横１６列、合計１２８個のノズル２１、２１、２１‥‥
が配設されている。ノズル２１は、図示しない記録紙に
対向している。ノズルプレート２０の外縁は、フレーム
１９に接合されている。フレーム１９の内部には、後述
するインク滴形成手段が構成されている。インク導入パ
イブ１８ａ、１８ｂは、図示しないインクタンクに連通
しているため、インク３０をインク滴形成手段に供給す
る役割を果たす。ドライバーＩＣ１７は、図示しない回
路基板からの電気信号をフレキシブル配線板１５を介し
て受取り、圧電素子２４を駆動する。
視図である。２０は、ノズルプレートであり、縦８列、
横１６列、合計１２８個のノズル２１、２１、２１‥‥
が配設されている。ノズル２１は、図示しない記録紙に
対向している。ノズルプレート２０の外縁は、フレーム
１９に接合されている。フレーム１９の内部には、後述
するインク滴形成手段が構成されている。インク導入パ
イブ１８ａ、１８ｂは、図示しないインクタンクに連通
しているため、インク３０をインク滴形成手段に供給す
る役割を果たす。ドライバーＩＣ１７は、図示しない回
路基板からの電気信号をフレキシブル配線板１５を介し
て受取り、圧電素子２４を駆動する。
【０００７】図２は、本発明のインクジェットヘッドの
断面図であり、図１のＢ−Ｂ’線での断面をＡ方向から
見た断面図である。圧電素子２４、２４、２４‥‥の片
面は、べース板２７上に形成されたセグメント電極２
８、２８、２８‥‥に接着されている。この接着は、圧
電素子２４の表面電極と電気的導通を確保するように、
また、接着面が圧電素子２４の固定端として機能するよ
うに実施されている。圧電素子２４、２４、２４‥‥の
他の片面には、共通電極３９（図３参照）が接合されて
いる。セグメント電極２８と共通電極３９は、ドライパ
ーＩＣ１７に接続されている。圧電素子２４の自由端部
３１は、例えば４ｍｍの長さであり、電気−機械変換手
段としての機能を果たす。ノズルプレート２０には、列
設されたノズル２１の他に、隔壁３２が設けられてい
る。圧力室２３の空間は、隔離板２５を介してノズルプ
レート２０と支持板２６とを接合して形成されている。
ここでノズルプレート２０から隔離板２５までの距離
は、例えば９０μｍ、隔壁３２から他の隔壁３２までの
距離は、例えば０．５ｍｍである。圧力室２３及びノズ
ル２１の内部は、インク３０で満たされている。隔離板
２２、２２‥‥が隔離板２５に接合されている。したが
って、支持板２６の開口部は、圧力室２３と対向するよ
うになっている。圧力板２２、２２、２２‥‥の他の面
には、自由端部３１、３１、３１‥‥の端面が接合され
ている。ここで、圧力板２２の端面から支持板２６の壁
面までの距離ｄ１は、例えば０．１２ｍｍ程度に管理さ
れている。隔壁板２５は、例えば厚さ２５μｍのポリイ
ミドフィルムにより構成されていて、圧電素子２４の変
位を容積変化として圧力室２３に有効に伝達できる。本
実施例のヘッド１では、１枚のべース板２７に１６個の
圧電素子２４が列設されて、これが１ユニツトを構成し
ている。８セツトのユニットを、フレーム１９の内部に
配設することによりヘッド１が構成されている。
断面図であり、図１のＢ−Ｂ’線での断面をＡ方向から
見た断面図である。圧電素子２４、２４、２４‥‥の片
面は、べース板２７上に形成されたセグメント電極２
８、２８、２８‥‥に接着されている。この接着は、圧
電素子２４の表面電極と電気的導通を確保するように、
また、接着面が圧電素子２４の固定端として機能するよ
うに実施されている。圧電素子２４、２４、２４‥‥の
他の片面には、共通電極３９（図３参照）が接合されて
いる。セグメント電極２８と共通電極３９は、ドライパ
ーＩＣ１７に接続されている。圧電素子２４の自由端部
３１は、例えば４ｍｍの長さであり、電気−機械変換手
段としての機能を果たす。ノズルプレート２０には、列
設されたノズル２１の他に、隔壁３２が設けられてい
る。圧力室２３の空間は、隔離板２５を介してノズルプ
レート２０と支持板２６とを接合して形成されている。
ここでノズルプレート２０から隔離板２５までの距離
は、例えば９０μｍ、隔壁３２から他の隔壁３２までの
距離は、例えば０．５ｍｍである。圧力室２３及びノズ
ル２１の内部は、インク３０で満たされている。隔離板
２２、２２‥‥が隔離板２５に接合されている。したが
って、支持板２６の開口部は、圧力室２３と対向するよ
うになっている。圧力板２２、２２、２２‥‥の他の面
には、自由端部３１、３１、３１‥‥の端面が接合され
ている。ここで、圧力板２２の端面から支持板２６の壁
面までの距離ｄ１は、例えば０．１２ｍｍ程度に管理さ
れている。隔壁板２５は、例えば厚さ２５μｍのポリイ
ミドフィルムにより構成されていて、圧電素子２４の変
位を容積変化として圧力室２３に有効に伝達できる。本
実施例のヘッド１では、１枚のべース板２７に１６個の
圧電素子２４が列設されて、これが１ユニツトを構成し
ている。８セツトのユニットを、フレーム１９の内部に
配設することによりヘッド１が構成されている。
【０００８】図３は、図２の線Ｃ―Ｃ’での断面構造を
示すものであって、圧力室２３、２３、２３‥‥には、
ノズル２１の他に、それぞれ２箇所の開口郁３３、３
３、３３‥‥が設けられている。圧力室２３、２３、２
３‥‥は、開口部３３、３３、３３‥‥においてインク
流路２９、２９、２９‥‥と連通している。インク流路
２９、２９、２９‥‥は、インク導入パイプ１８ａ、１
８ｂを経てインクタンクに接続されている。インク流路
２９は、支持板２６に形成された溝とノズルブレート２
０とにより構成されており、圧力板２２の端面から支持
板２６の壁面までの距離ｄ２は、例えば０．１２ｍｍに
管理されている。
示すものであって、圧力室２３、２３、２３‥‥には、
ノズル２１の他に、それぞれ２箇所の開口郁３３、３
３、３３‥‥が設けられている。圧力室２３、２３、２
３‥‥は、開口部３３、３３、３３‥‥においてインク
流路２９、２９、２９‥‥と連通している。インク流路
２９、２９、２９‥‥は、インク導入パイプ１８ａ、１
８ｂを経てインクタンクに接続されている。インク流路
２９は、支持板２６に形成された溝とノズルブレート２
０とにより構成されており、圧力板２２の端面から支持
板２６の壁面までの距離ｄ２は、例えば０．１２ｍｍに
管理されている。
【０００９】図４は、本発明のインクジェットヘッドの
基本動作を示すものであって、駆動信号の電圧波形、圧
力室の内部の排除体積、ノズルの内部のインクの体積変
位、及び体積速度を表わしている。波形Ｗ１は、圧電素
子２４に印加する信号の電圧の時間変化を表している。
波形Ｗ２は、圧力室２３の内部において、圧電素子２４
の変位に伴う圧力板２２が排除したインク３０の体積変
化を表している。波形Ｗ３は、ノズル２１を通過したイ
ンク３０の体積変化を表している。波形Ｗ４は、ノズル
２１を通過するインク３０の体積速度を表している。
基本動作を示すものであって、駆動信号の電圧波形、圧
力室の内部の排除体積、ノズルの内部のインクの体積変
位、及び体積速度を表わしている。波形Ｗ１は、圧電素
子２４に印加する信号の電圧の時間変化を表している。
波形Ｗ２は、圧力室２３の内部において、圧電素子２４
の変位に伴う圧力板２２が排除したインク３０の体積変
化を表している。波形Ｗ３は、ノズル２１を通過したイ
ンク３０の体積変化を表している。波形Ｗ４は、ノズル
２１を通過するインク３０の体積速度を表している。
【００１０】以下、図４に基づいて同上ヘッド１の動作
について説明する。時間ｔ１以前においては、圧電素子
２４には例えば電圧３０Ｖの電圧が印加されていて、圧
電素子２４は静的な釣り合いの状態におかれており、電
圧が印加されていない状態より約１．５μｍ収縮した状
態となっている。そして、時間ｔ１以前においては、圧
力室２３の内部とノズル２１の内部のインク３０は、静
止した状態になっている。この状態において時間ｔ１
で、圧電素子２４に波形Ｗ１に示すような台形波状の駆
動信号が印加される。時間ｔ１を起点として、圧電素子
２４が伸長を開始するため、圧力室２３は、内部の容積
が縮小され始める。この容積変化により排除されたイン
ク３０の体積変化を表しているのが、波形Ｗ２である。
について説明する。時間ｔ１以前においては、圧電素子
２４には例えば電圧３０Ｖの電圧が印加されていて、圧
電素子２４は静的な釣り合いの状態におかれており、電
圧が印加されていない状態より約１．５μｍ収縮した状
態となっている。そして、時間ｔ１以前においては、圧
力室２３の内部とノズル２１の内部のインク３０は、静
止した状態になっている。この状態において時間ｔ１
で、圧電素子２４に波形Ｗ１に示すような台形波状の駆
動信号が印加される。時間ｔ１を起点として、圧電素子
２４が伸長を開始するため、圧力室２３は、内部の容積
が縮小され始める。この容積変化により排除されたイン
ク３０の体積変化を表しているのが、波形Ｗ２である。
【００１１】圧力室２３から押し出されたインク３０
は、開口部３３とノズル２１の方向に流れる。そして時
間ｔ２において圧電素子２４の伸長が最大に到達する。
時間ｔ１から時間ｔ２までの時間は、圧電素子２４の固
有振動周期に依存する。本実施例の圧電素子２４の固有
振動周期は、約８μｓｅｃであるので、時間ｔ１から時
間ｔ２までの時間は、約４μｓｅｃになる。波形Ｗ４に
おいて、時間ｔ２を境として、ノズル２１を流れるイン
ク３０の体積速度が正から負に移行する。波形Ｗ３に示
すように、時間ｔ２においてノズル２１に流れるインク
３０の体積が不連続となるのは、体積ＱＮのインク滴
が、ノズル２１から離れて飛翔を開始したことを意味し
ている。次に、時間ｔ３において、圧電素子２４に今度
は逆向きの電圧が印加される。ｔ１からｔ３までの時
間、この実施例ではパルス幅ＰＷと定義する。
は、開口部３３とノズル２１の方向に流れる。そして時
間ｔ２において圧電素子２４の伸長が最大に到達する。
時間ｔ１から時間ｔ２までの時間は、圧電素子２４の固
有振動周期に依存する。本実施例の圧電素子２４の固有
振動周期は、約８μｓｅｃであるので、時間ｔ１から時
間ｔ２までの時間は、約４μｓｅｃになる。波形Ｗ４に
おいて、時間ｔ２を境として、ノズル２１を流れるイン
ク３０の体積速度が正から負に移行する。波形Ｗ３に示
すように、時間ｔ２においてノズル２１に流れるインク
３０の体積が不連続となるのは、体積ＱＮのインク滴
が、ノズル２１から離れて飛翔を開始したことを意味し
ている。次に、時間ｔ３において、圧電素子２４に今度
は逆向きの電圧が印加される。ｔ１からｔ３までの時
間、この実施例ではパルス幅ＰＷと定義する。
【００１２】本発明においては、パルス幅ＰＷは、圧電
素子２４の固有振動周期以上になるように設定される。
時間ｔ３以降、圧電素子２４の残留振動は次第に減衰す
るが、この時間ｔ３の時点で上述したようにインク滴の
吐出時とは逆の向きに変化する電圧が印加されるため、
波形Ｗ３に示す通り圧力室２３の容積が拡大し、メニス
カスがノズル２１の内部の方向に引き込まれ、同時に開
口部３３を経由してインク流路２９のインクが圧力室２
３にも引き込まれる。もとより、メニスカスはノズルの
表面張力により引戻しの圧力に抗するため、時間ｔ４に
おいてノズル２１の内部にインク３０が満たされる。最
終的には、時間ｔ１以前と同様の静止状態となり、次の
インク滴を吐出するための準備を完了する。このよう
に、圧電素子２４の固有振動が１周期が経過した時点
で、駆動信号の変化方向が変わるため、圧力室２３に急
速にインクが充填され、駆動周波数を上げることが可能
となる。
素子２４の固有振動周期以上になるように設定される。
時間ｔ３以降、圧電素子２４の残留振動は次第に減衰す
るが、この時間ｔ３の時点で上述したようにインク滴の
吐出時とは逆の向きに変化する電圧が印加されるため、
波形Ｗ３に示す通り圧力室２３の容積が拡大し、メニス
カスがノズル２１の内部の方向に引き込まれ、同時に開
口部３３を経由してインク流路２９のインクが圧力室２
３にも引き込まれる。もとより、メニスカスはノズルの
表面張力により引戻しの圧力に抗するため、時間ｔ４に
おいてノズル２１の内部にインク３０が満たされる。最
終的には、時間ｔ１以前と同様の静止状態となり、次の
インク滴を吐出するための準備を完了する。このよう
に、圧電素子２４の固有振動が１周期が経過した時点
で、駆動信号の変化方向が変わるため、圧力室２３に急
速にインクが充填され、駆動周波数を上げることが可能
となる。
【００１３】図５は、本実施例の駆動回路を表したブロ
ック図である。任意波形発生装置４０は、図４の波形Ｗ
１に示す台形波形を連続的に発生する。任意波形発生装
置４０で発生した波形Ｗ１は、アナログスイッチ４１、
４１、４１‥‥により選択的にＰＺＴ４２、４２、４２
‥‥に印加される。
ック図である。任意波形発生装置４０は、図４の波形Ｗ
１に示す台形波形を連続的に発生する。任意波形発生装
置４０で発生した波形Ｗ１は、アナログスイッチ４１、
４１、４１‥‥により選択的にＰＺＴ４２、４２、４２
‥‥に印加される。
【００１４】図６に、パルス幅ＰＷを横軸５１、メニス
カス戻り時間である時間ｔ４を縦軸５２にした実験結果
のグラフを示す。単位は、横軸５１と縦軸５２共に（μ
ｓｅｃ）である。曲線５０は、極小値を有している。従
って、本実施例のインクジェットヘッドは、パルス幅Ｐ
Ｗをこの極小値近傍に設定してある為、高い周波数応答
性を有している。ここで、周波数応答性とは、インクジ
ェットヘッドが単位時間にインク滴を形成する能力のこ
とである。すなわち、時間ｔ４が１４０μｓｅｃの時、
インクジェットヘッドは、約１０ｋＨｚの周波数でイン
ク滴を形成し吐出する能力を有する。図６のグラフは、
パルス幅ＰＷを圧電素子２４の縦方向の１次の固有振動
周期ＰＷ１以上に、かつ圧電素子２４の縦方向の１次の
固有振動周期の２倍ＰＷ２以下に設定すれば、１０ｋＨ
ｚ以上の高い周波数応答性を有するインクジェットヘッ
ドを実現できることを示している。さらに、曲線５０の
極小値部分が約１０μｓｅｃにわたって一定であること
から、パルス幅ＰＷの変動に対して安定したインクジェ
ットヘッドを実現している。また、曲線５０が極小値を
有する理由は、十分に解明されていないが、圧力室２３
の内部に発生するインク３０の慣性流れの影響であると
考えられる。本発明者らは、様々な形状の圧電素子２４
やノズルブレート２０の組み合わせて実験を実施したと
ころ、曲線５０に類似し、さらに最適なパルス幅が圧電
素子の固有振動周期と強い相関を有することを確認し
た。
カス戻り時間である時間ｔ４を縦軸５２にした実験結果
のグラフを示す。単位は、横軸５１と縦軸５２共に（μ
ｓｅｃ）である。曲線５０は、極小値を有している。従
って、本実施例のインクジェットヘッドは、パルス幅Ｐ
Ｗをこの極小値近傍に設定してある為、高い周波数応答
性を有している。ここで、周波数応答性とは、インクジ
ェットヘッドが単位時間にインク滴を形成する能力のこ
とである。すなわち、時間ｔ４が１４０μｓｅｃの時、
インクジェットヘッドは、約１０ｋＨｚの周波数でイン
ク滴を形成し吐出する能力を有する。図６のグラフは、
パルス幅ＰＷを圧電素子２４の縦方向の１次の固有振動
周期ＰＷ１以上に、かつ圧電素子２４の縦方向の１次の
固有振動周期の２倍ＰＷ２以下に設定すれば、１０ｋＨ
ｚ以上の高い周波数応答性を有するインクジェットヘッ
ドを実現できることを示している。さらに、曲線５０の
極小値部分が約１０μｓｅｃにわたって一定であること
から、パルス幅ＰＷの変動に対して安定したインクジェ
ットヘッドを実現している。また、曲線５０が極小値を
有する理由は、十分に解明されていないが、圧力室２３
の内部に発生するインク３０の慣性流れの影響であると
考えられる。本発明者らは、様々な形状の圧電素子２４
やノズルブレート２０の組み合わせて実験を実施したと
ころ、曲線５０に類似し、さらに最適なパルス幅が圧電
素子の固有振動周期と強い相関を有することを確認し
た。
【００１５】図７は、パルス幅ＰＷを横軸５４、インク
滴の飛翔スビードを縦軸５５とした実験結果を示すもの
で、単位は、横軸５４が（μｓｅｃ）であり、縦軸５５
が（ｍ／ｓ）である。曲線５３は、パルス幅ＰＷが圧電
素子２４の１次の固有振動周期ＰＷ１以上であれば、イ
ンクスビードが一定であることを表している。すなわ
ち、本実施例のインクジェットヘッドは、パルス幅ＰＷ
をＰＷ１以上に設定すれば、ばらつきの少ない安定した
速度でインク滴を吐出可能な構成になっている。また、
インク滴の飛翔形態は、パルス幅ＰＷがＰＷ１以上なら
ば、好適なインク滴、つまり１粒で、かつ球状に近くな
る。
滴の飛翔スビードを縦軸５５とした実験結果を示すもの
で、単位は、横軸５４が（μｓｅｃ）であり、縦軸５５
が（ｍ／ｓ）である。曲線５３は、パルス幅ＰＷが圧電
素子２４の１次の固有振動周期ＰＷ１以上であれば、イ
ンクスビードが一定であることを表している。すなわ
ち、本実施例のインクジェットヘッドは、パルス幅ＰＷ
をＰＷ１以上に設定すれば、ばらつきの少ない安定した
速度でインク滴を吐出可能な構成になっている。また、
インク滴の飛翔形態は、パルス幅ＰＷがＰＷ１以上なら
ば、好適なインク滴、つまり１粒で、かつ球状に近くな
る。
【００１６】図８に、パルス幅ＰＷを横軸５７、インク
滴の体積を縦軸５８にした実験結果のグラフを示す。単
位は、横軸５７が（μｓｅｃ）であり、縦軸５８が（μ
ｃｃ）である。曲線５６は、パルス幅ＰＷが圧電素子２
４の１次の固有振動周期ＰＷ１以上であれば、インク滴
の体積が一定であることを表している。すなわち、本実
施例のインクジェットヘッドは、パルス幅ＰＷをＰＷ１
以上に設定すれば、ばらつきの少ない安定した体積のイ
ンク滴を吐出可能な構成になっている。
滴の体積を縦軸５８にした実験結果のグラフを示す。単
位は、横軸５７が（μｓｅｃ）であり、縦軸５８が（μ
ｃｃ）である。曲線５６は、パルス幅ＰＷが圧電素子２
４の１次の固有振動周期ＰＷ１以上であれば、インク滴
の体積が一定であることを表している。すなわち、本実
施例のインクジェットヘッドは、パルス幅ＰＷをＰＷ１
以上に設定すれば、ばらつきの少ない安定した体積のイ
ンク滴を吐出可能な構成になっている。
【００１７】図９に、パルス幅ＰＷを横軸６０、周波数
応答性を縦軸６１にした実験結果のグラフを示す。単位
は、横軸６０が（μｓｅｃ）であり、縦軸６１が（ｋＨ
ｚ）である。曲線５９は、極大値を有している。従つ
て、本実施例のインクジェットヘッドは、パルス幅ＰＷ
をこの極大値近傍に設定してある為、高い周波数応答性
を有している。図９の曲線５９は、図６の曲線５０に対
して対象的な形状である。このことは、メニスカス戻り
時間の逆数が、インクジェットヘッドの周波数応答性に
強く影響している事を示している。パルス幅ＰＷがＰＷ
１以上ＰＷ２以下の領域は、１０ｋＨｚ以上の周波数応
答性を安定して実現できる領域である。
応答性を縦軸６１にした実験結果のグラフを示す。単位
は、横軸６０が（μｓｅｃ）であり、縦軸６１が（ｋＨ
ｚ）である。曲線５９は、極大値を有している。従つ
て、本実施例のインクジェットヘッドは、パルス幅ＰＷ
をこの極大値近傍に設定してある為、高い周波数応答性
を有している。図９の曲線５９は、図６の曲線５０に対
して対象的な形状である。このことは、メニスカス戻り
時間の逆数が、インクジェットヘッドの周波数応答性に
強く影響している事を示している。パルス幅ＰＷがＰＷ
１以上ＰＷ２以下の領域は、１０ｋＨｚ以上の周波数応
答性を安定して実現できる領域である。
【００１８】図１０は、本発明の他の実施例を、圧電素
子２４に印加する駆動波形Ｗ５で示すもので、横軸は時
間、縦軸は電圧を表している。本実施例が図４の実施例
と異なる点は、駆動波形Ｗ５の立ち上がりと、立ち下が
りがともに指数関数的に変化している点である。駆動波
形Ｗ５の場合でも、パルス幅ＰＷを圧電素子２４の固有
振動周期の１倍以上２倍以下の間に管理することによ
り、高い周波数応答性を有し、上述した好適なインク滴
を吐出可能なインクジェットヘッドを実現できること
を、発明者らは、実験により確認している。
子２４に印加する駆動波形Ｗ５で示すもので、横軸は時
間、縦軸は電圧を表している。本実施例が図４の実施例
と異なる点は、駆動波形Ｗ５の立ち上がりと、立ち下が
りがともに指数関数的に変化している点である。駆動波
形Ｗ５の場合でも、パルス幅ＰＷを圧電素子２４の固有
振動周期の１倍以上２倍以下の間に管理することによ
り、高い周波数応答性を有し、上述した好適なインク滴
を吐出可能なインクジェットヘッドを実現できること
を、発明者らは、実験により確認している。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、圧
力室の容積が増大する過程で、残留振動を増長する方向
に駆動信号を変化させて、メニスカスを強制的に戻すと
ともに、圧力室にインクを充填することができ、高い駆
動周波数での駆動が可能となる。また、駆動信号のパル
ス幅も圧電素子の固有振動周期に近いので、リンギング
を軽減できる。
力室の容積が増大する過程で、残留振動を増長する方向
に駆動信号を変化させて、メニスカスを強制的に戻すと
ともに、圧力室にインクを充填することができ、高い駆
動周波数での駆動が可能となる。また、駆動信号のパル
ス幅も圧電素子の固有振動周期に近いので、リンギング
を軽減できる。
【図１】本発明の一実施例であるインクジェットヘッド
の斜視図である。
の斜視図である。
【図２】本発明の一実施例であるインクジェットヘッド
の断面図である。
の断面図である。
【図３】本発明の一実施例であるインクジェットヘッド
の断面図である。
の断面図である。
【図４】本発明の一実施例であるインクジェットヘッド
の動作を説明する為のグラフである。
の動作を説明する為のグラフである。
【図５】本発明の一実施例であるインクジェットヘッド
の駆動回路を表すブロック図である。
の駆動回路を表すブロック図である。
【図６】本発明の一実施例であるインクジェットヘッド
のパルス幅とメニスカス戻り時間の関係を表すグラフで
ある。
のパルス幅とメニスカス戻り時間の関係を表すグラフで
ある。
【図７】本発明の一実施例であるインクジェットヘッド
のパルス幅とインクスピードの関係を表すグラフであ
る。
のパルス幅とインクスピードの関係を表すグラフであ
る。
【図８】本発明の一実施例であるインクジェットヘッド
のパルス幅とインク滴の体積の関係を表すグラフであ
る。
のパルス幅とインク滴の体積の関係を表すグラフであ
る。
【図９】本発明の一実施例であるインクジェットヘッド
のパルス幅と周波数応答性の関係を表すグラフである。
のパルス幅と周波数応答性の関係を表すグラフである。
【図１０】本発明の一実施例であるインクジェットヘッ
ドの駆動波形を表す図である。
ドの駆動波形を表す図である。
１ インクジェットヘッド ２０ ノズルプレート ２１ ノズル ２３ 圧力室 ２４ 圧電素子 ３０ インク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055
Claims (1)
- 【請求項１】 所定の固有振動周期を有する圧電素子の
変位により、ノズル開口に連通する圧力室を加圧してイ
ンク滴を吐出させるインクジェットヘッドの駆動方法に
おいて、 前記圧電素子に前記固有振動周期の１倍以上、２倍以下
のパルス幅の台形状の駆動信号を印加して前記圧電素子
を変位させてインク滴を吐出させるインクジェットヘッ
ドの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23183191A JP3228300B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | インクジェットヘッドの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23183191A JP3228300B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | インクジェットヘッドの駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0569542A JPH0569542A (ja) | 1993-03-23 |
| JP3228300B2 true JP3228300B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=16929704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23183191A Expired - Lifetime JP3228300B2 (ja) | 1991-09-11 | 1991-09-11 | インクジェットヘッドの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3228300B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0720534B1 (en) * | 1994-07-20 | 1999-03-10 | Spectra, Inc. | High frequency drop-on-demand ink jet system |
| JP3427923B2 (ja) | 1999-01-28 | 2003-07-22 | 富士ゼロックス株式会社 | インクジェット記録ヘッドの駆動方法及びインクジェット記録装置 |
| JP6074940B2 (ja) * | 2012-07-31 | 2017-02-08 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置及びその制御方法 |
-
1991
- 1991-09-11 JP JP23183191A patent/JP3228300B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0569542A (ja) | 1993-03-23 |
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