JP3256028B2 - 液体噴射記録ヘッドの駆動方法 - Google Patents
液体噴射記録ヘッドの駆動方法Info
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- JP3256028B2 JP3256028B2 JP14379093A JP14379093A JP3256028B2 JP 3256028 B2 JP3256028 B2 JP 3256028B2 JP 14379093 A JP14379093 A JP 14379093A JP 14379093 A JP14379093 A JP 14379093A JP 3256028 B2 JP3256028 B2 JP 3256028B2
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Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、液体噴射記録ヘッドの駆動方法
に関し、より詳細には、液体噴射記録ヘッドを信号パル
スで駆動したときヘッド流路内に発生する残留圧力波を
低減するパルスを印加する液体噴射記録ヘッドの駆動方
法に関する。
に関し、より詳細には、液体噴射記録ヘッドを信号パル
スで駆動したときヘッド流路内に発生する残留圧力波を
低減するパルスを印加する液体噴射記録ヘッドの駆動方
法に関する。
【０００２】
【従来技術】インクジェット記録装置は、極めて低騒音
で高速印字が可能で安価な普通記録紙を用いることがで
きる特徴を備えているが、特に、圧電素子を具備した液
体噴射記録ヘッドに電気信号を印加することにより生ず
る圧電変位を利用してインク流路内に圧力波を形成し、
該インク流路に連通したノズルよりインク滴を吐出する
オンデマンド型インクジェット記録装置は簡易小型な記
録装置である。
で高速印字が可能で安価な普通記録紙を用いることがで
きる特徴を備えているが、特に、圧電素子を具備した液
体噴射記録ヘッドに電気信号を印加することにより生ず
る圧電変位を利用してインク流路内に圧力波を形成し、
該インク流路に連通したノズルよりインク滴を吐出する
オンデマンド型インクジェット記録装置は簡易小型な記
録装置である。
【０００３】しかし、圧電素子に電気信号を印加してイ
ンク流路に急速な容積変化を与えた場合のインク流路内
で発生する圧力波の挙動はインク液滴の噴射に大きい影
響を及ぼす。すなわち、ノズルを有するインク流路と該
インク流路に連通しインクを供給する液室とからなる空
間を音響室とみて圧電素子等の電気機械変換手段により
前記インク流路に体積変化を与えた場合、発生する圧力
波は前記音響室内で反射干渉を繰返す圧力振動を発生
し、インク流路内に残留振動を与える。この圧力振動は
インク液滴の噴射速度に影響を与え、インク滴の噴射を
乱し画像品質を低下したり、高速なインク滴噴射を不可
能とするため、高速な画像処理を不可能にするという問
題があった。
ンク流路に急速な容積変化を与えた場合のインク流路内
で発生する圧力波の挙動はインク液滴の噴射に大きい影
響を及ぼす。すなわち、ノズルを有するインク流路と該
インク流路に連通しインクを供給する液室とからなる空
間を音響室とみて圧電素子等の電気機械変換手段により
前記インク流路に体積変化を与えた場合、発生する圧力
波は前記音響室内で反射干渉を繰返す圧力振動を発生
し、インク流路内に残留振動を与える。この圧力振動は
インク液滴の噴射速度に影響を与え、インク滴の噴射を
乱し画像品質を低下したり、高速なインク滴噴射を不可
能とするため、高速な画像処理を不可能にするという問
題があった。
【０００４】特公昭５９−８２３０号公報による「イン
ク噴射ヘッドのノズル内のインクの逆流を抑制する装
置」には、ヘッドにパルス信号を印加してインク流路の
体積を減少するように駆動し圧力波によりインクを吐出
したとき、吐出直後、ノズル内に負圧が発生してインク
をノズル内部方向に引き戻し、ヘッド内に外気を混入
し、更には、負圧により液滴間で速度差を生じて記録を
悪化させる。これを防ぐためパルス信号の立下げ後所定
時間後に第２の圧力パルスを印加して吸引段階での流路
内に外気が混入するのを抑制することが開示されてい
る。
ク噴射ヘッドのノズル内のインクの逆流を抑制する装
置」には、ヘッドにパルス信号を印加してインク流路の
体積を減少するように駆動し圧力波によりインクを吐出
したとき、吐出直後、ノズル内に負圧が発生してインク
をノズル内部方向に引き戻し、ヘッド内に外気を混入
し、更には、負圧により液滴間で速度差を生じて記録を
悪化させる。これを防ぐためパルス信号の立下げ後所定
時間後に第２の圧力パルスを印加して吸引段階での流路
内に外気が混入するのを抑制することが開示されてい
る。
【０００５】また、特開昭５７−６６９７６号公報によ
る「インクジェット記録装置」には、、パルス信号の立
ち下げから、圧力波周期時間だけ遅れて第二パルスを印
加してインク滴噴射後にインク室内に生じる圧力波を抑
制することが開示されている。
る「インクジェット記録装置」には、、パルス信号の立
ち下げから、圧力波周期時間だけ遅れて第二パルスを印
加してインク滴噴射後にインク室内に生じる圧力波を抑
制することが開示されている。
【０００６】更には、特開平４−１５６３３３号公報に
よる「インクジェットヘッドの駆動方法」には、パルス
信号の立ち下げ時定数を、立ち上げ時定数より長くする
ことにより残留圧力波を低減させることが開示されてい
る。
よる「インクジェットヘッドの駆動方法」には、パルス
信号の立ち下げ時定数を、立ち上げ時定数より長くする
ことにより残留圧力波を低減させることが開示されてい
る。
【０００７】しかし、上記特公昭５９−８２３０号公
報、特開昭５７−６６９７６号公報に記載されている発
明は、第一のパルス立ち下げから所定時間後、もしくは
パルス印加によって流路内に発生した圧力波の周期分に
あたる時間後に第二のパルスを印加するようにしてお
り、第一のパルス印加後、第二のパルスを印加するまで
の間に所定の時間をあけているため、発生した圧力波に
よりインク流路内は正圧・負圧の状態を繰り返すことに
なる。第一のパルス立ち下げから周期分の時間をあけれ
ば、インク流路内の圧力変化により、ノズル内のメニス
カス状態が不安定になり、滴噴射に悪影響を及ぼすこと
が予測される。また、メニスカスの乱れは、外部から気
泡を引き込む恐れもある。さらに、第一パルスと第二の
パルスの間で間隔をあけることは、一回の駆動にかかる
時間が長くなり、高周波駆動（印字スピードの高速化）
という面で不利である。
報、特開昭５７−６６９７６号公報に記載されている発
明は、第一のパルス立ち下げから所定時間後、もしくは
パルス印加によって流路内に発生した圧力波の周期分に
あたる時間後に第二のパルスを印加するようにしてお
り、第一のパルス印加後、第二のパルスを印加するまで
の間に所定の時間をあけているため、発生した圧力波に
よりインク流路内は正圧・負圧の状態を繰り返すことに
なる。第一のパルス立ち下げから周期分の時間をあけれ
ば、インク流路内の圧力変化により、ノズル内のメニス
カス状態が不安定になり、滴噴射に悪影響を及ぼすこと
が予測される。また、メニスカスの乱れは、外部から気
泡を引き込む恐れもある。さらに、第一パルスと第二の
パルスの間で間隔をあけることは、一回の駆動にかかる
時間が長くなり、高周波駆動（印字スピードの高速化）
という面で不利である。
【０００８】また、特開平４−１５６３３３号公報に記
載の発明は、パルス立ち下げの時定数を立ち上げよりも
長くすることで残留圧力波を低減させるものであるが、
印加パルスの立ち上げ時定数に対して立ち下げ時定数を
変えることは、回路コストが高くなり、小型化の点でも
不利である。
載の発明は、パルス立ち下げの時定数を立ち上げよりも
長くすることで残留圧力波を低減させるものであるが、
印加パルスの立ち上げ時定数に対して立ち下げ時定数を
変えることは、回路コストが高くなり、小型化の点でも
不利である。
【０００９】
【目的】本発明は、上述のごとき問題点に鑑みてなされ
たもので、パルス信号を印加した直後に複数パルスを印
加して残留圧力波を低減し、液滴噴射の周波数応答性を
向上し、高画像品質とし、低コストで高速印字が可能な
インクジェット記録装置とするための液体噴射記録ヘッ
ドの駆動方法を提供することを目的とするものである。
たもので、パルス信号を印加した直後に複数パルスを印
加して残留圧力波を低減し、液滴噴射の周波数応答性を
向上し、高画像品質とし、低コストで高速印字が可能な
インクジェット記録装置とするための液体噴射記録ヘッ
ドの駆動方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
流路の長手方向に対し互いに間隔をあけて配設された複
数の平行流路と、該平行流路の各々に接続されて液滴を
噴射するノズルと、前記平行流路に給液する接続手段
と、前記平行流路の長手方向に垂直な方向に変位を与え
て該流路の容積を可変とする圧電素子とからなり、選択
された流路に対して、流路容積を減少させる向きに圧電
素子を変位させるパルス信号を印加することで、該流路
に対するノズルから液滴を噴射させる液体噴射記録ヘッ
ドの駆動方法において、パルス（第一パルス）信号の印
加直後に、この第一パルスの電圧値と同じ電圧値でパル
ス幅が前記第一パルスの立ち上げ時定数より小さい複数
のパルス（第二パルス）を印加すること、更には、
（２）前記（１）において、流路内を伝播する残留圧力
波の周期をＴとしたとき、前記複数の第二パルスの印加
時期を前記第一パルスの立ち下げから周期Ｔ以内とした
ことを特徴としたものである。以下、本発明の実施例に
基づいて説明する。まず、本発明を適用する流体噴射記
録ヘッドを説明する。
流路の長手方向に対し互いに間隔をあけて配設された複
数の平行流路と、該平行流路の各々に接続されて液滴を
噴射するノズルと、前記平行流路に給液する接続手段
と、前記平行流路の長手方向に垂直な方向に変位を与え
て該流路の容積を可変とする圧電素子とからなり、選択
された流路に対して、流路容積を減少させる向きに圧電
素子を変位させるパルス信号を印加することで、該流路
に対するノズルから液滴を噴射させる液体噴射記録ヘッ
ドの駆動方法において、パルス（第一パルス）信号の印
加直後に、この第一パルスの電圧値と同じ電圧値でパル
ス幅が前記第一パルスの立ち上げ時定数より小さい複数
のパルス（第二パルス）を印加すること、更には、
（２）前記（１）において、流路内を伝播する残留圧力
波の周期をＴとしたとき、前記複数の第二パルスの印加
時期を前記第一パルスの立ち下げから周期Ｔ以内とした
ことを特徴としたものである。以下、本発明の実施例に
基づいて説明する。まず、本発明を適用する流体噴射記
録ヘッドを説明する。
【００１１】図１（ａ）,（ｂ）は、本発明が適用され
る液体噴射記録ヘッド（以後、単にヘッドと呼ぶ）の一
例を説明するための構成図で、図（ａ）は断面図、図
（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ線矢視拡大図で、図中、１は
基板、２は圧電素子、２ａは非駆動圧電素子、２ｂは駆
動圧電素子、３は流路板、３ａはインク流路、３ｂは壁
部、４は共通液室構成部材、４ａは共通液室、５はイン
ク供給パイプ、６はノズルプレート、６ａはノズル、７
は駆動用回路プリント板（ＰＢＣ）、８はリード線、９
は駆動電極、１０は溝、１１は保護板、１２は流体抵
抗、１３，１４は内部電極、１５は上部隔壁である。
る液体噴射記録ヘッド（以後、単にヘッドと呼ぶ）の一
例を説明するための構成図で、図（ａ）は断面図、図
（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ線矢視拡大図で、図中、１は
基板、２は圧電素子、２ａは非駆動圧電素子、２ｂは駆
動圧電素子、３は流路板、３ａはインク流路、３ｂは壁
部、４は共通液室構成部材、４ａは共通液室、５はイン
ク供給パイプ、６はノズルプレート、６ａはノズル、７
は駆動用回路プリント板（ＰＢＣ）、８はリード線、９
は駆動電極、１０は溝、１１は保護板、１２は流体抵
抗、１３，１４は内部電極、１５は上部隔壁である。
【００１２】集積化されたヘッドにおいて、内部電極１
３，１４を有する積層された圧電素子２は、流路３ａに
対応して、該流路３ａ方向に溝加工が施され、溝１０、
駆動圧電素子２ｂ、非駆動圧電素子２ａに区分される。
溝１０には充填剤１０ａが封入されている。溝加工が施
された圧電素子２には上部隔壁１５を介して流路板３が
接合される。すなわち、前記上部隔壁１５は、非駆動圧
電素子２ａと隣接する流路を隔てる壁部３ｂとで支持さ
れる。駆動圧電素子２ａの幅は流路３ａの幅よりも僅か
に狭く、駆動用回路プリント板（ＰＣＢ）上の駆動回路
により選択された駆動圧電素子２ｂにパルス信号電圧を
印加すると、該駆動圧電素子２ｂは厚み方向に変位し、
上部隔壁１５を介して流路３ａの容積が変化し、同時に
流路３ａ内に圧力波が発生し、ノズル板６のノズル６ａ
よりインクの液滴を噴射する。
３，１４を有する積層された圧電素子２は、流路３ａに
対応して、該流路３ａ方向に溝加工が施され、溝１０、
駆動圧電素子２ｂ、非駆動圧電素子２ａに区分される。
溝１０には充填剤１０ａが封入されている。溝加工が施
された圧電素子２には上部隔壁１５を介して流路板３が
接合される。すなわち、前記上部隔壁１５は、非駆動圧
電素子２ａと隣接する流路を隔てる壁部３ｂとで支持さ
れる。駆動圧電素子２ａの幅は流路３ａの幅よりも僅か
に狭く、駆動用回路プリント板（ＰＣＢ）上の駆動回路
により選択された駆動圧電素子２ｂにパルス信号電圧を
印加すると、該駆動圧電素子２ｂは厚み方向に変位し、
上部隔壁１５を介して流路３ａの容積が変化し、同時に
流路３ａ内に圧力波が発生し、ノズル板６のノズル６ａ
よりインクの液滴を噴射する。
【００１３】液滴を噴射した流路３ａ内には残留圧力波
が発生し、上述のような画質低下をもたらす。本発明
は、パルス信号を印加して生じた残留圧力波に対して、
複数のパルスを印加して残留圧力波を除去するものであ
る。次に、本発明の原理となる残留圧力波について説明
する。
が発生し、上述のような画質低下をもたらす。本発明
は、パルス信号を印加して生じた残留圧力波に対して、
複数のパルスを印加して残留圧力波を除去するものであ
る。次に、本発明の原理となる残留圧力波について説明
する。
【００１４】図２（ａ）〜（ｃ）は、信号パルスと残留
圧力波の波形図である。図２（ａ）に示したように、時
間ｔ0に流路３ａの容積を減少させる向きにパルス幅Ｐ
ｗのパルス信号を圧電素子２に印加し該圧電素子２を変
形させたとき、図２（ｂ）に示すようにパルス信号立ち
上げＡによって（＋）Ｐ方向の正の圧力が発生し、発生
した圧力は、流路３ａの両端に伝播し、２Ｌ／Ｃ（Ｌ：
流路長さ、Ｃ：音速）の周期（Ｔ）で流路内に圧力変化
波を起こし圧力波Ａａが発生する。この圧力波Ａａは、
圧電素子２の内部摩擦や充填剤１ａとの間で生ずる外部
摩擦等により徐々に減少し減衰振動となる。次に、図２
（ａ）の時間ｔ1でのパルス信号の立ち下げＢでは流路
３ａの容積を増加させ、図２（ｂ）に示すように流路３
ａ内には（−）Ｐ方向負の圧力が発生する。負の圧力
は、液滴を形成し噴射させるとともに、正の圧力同様２
Ｌ／Ｃの周期（Ｔ）で流路３ａ内に伝播し、減衰する圧
力波Ｂｂを生ずる。
圧力波の波形図である。図２（ａ）に示したように、時
間ｔ0に流路３ａの容積を減少させる向きにパルス幅Ｐ
ｗのパルス信号を圧電素子２に印加し該圧電素子２を変
形させたとき、図２（ｂ）に示すようにパルス信号立ち
上げＡによって（＋）Ｐ方向の正の圧力が発生し、発生
した圧力は、流路３ａの両端に伝播し、２Ｌ／Ｃ（Ｌ：
流路長さ、Ｃ：音速）の周期（Ｔ）で流路内に圧力変化
波を起こし圧力波Ａａが発生する。この圧力波Ａａは、
圧電素子２の内部摩擦や充填剤１ａとの間で生ずる外部
摩擦等により徐々に減少し減衰振動となる。次に、図２
（ａ）の時間ｔ1でのパルス信号の立ち下げＢでは流路
３ａの容積を増加させ、図２（ｂ）に示すように流路３
ａ内には（−）Ｐ方向負の圧力が発生する。負の圧力
は、液滴を形成し噴射させるとともに、正の圧力同様２
Ｌ／Ｃの周期（Ｔ）で流路３ａ内に伝播し、減衰する圧
力波Ｂｂを生ずる。
【００１５】図３（ａ）,（ｂ）は、流路内の圧力波の
合成波形を示す図で、パルス信号の立ち上げＡで発生し
た圧力波Ａａと、立ち下げＢで発生した圧力波Ｂｂに
は、重ねあわせが成り立つ。圧力波Ａａの位相に対し、
どのタイミングで圧力波Ｂｂを発生させるかによって、
重ねあわせによって生じた圧力波Ｃｃの振幅は違ってく
る。図３（ａ）は圧力波が同相の場合のもので、立ち上
げＡでの圧力波Ａａと立ち下げＢでの圧力波Ｂｂの山位
相どうし又は谷位相どうしを重ねた場合、振幅は重畳さ
れ、振幅は大きくなり残留圧力波Ｃｃは強まる。逆に、
立ち上げＡでの圧力波Ａａと、立ち下げＢでの圧力波Ｂ
ｂを山位相と谷位相で重ねあわせると、互いの振幅を打
ち消しあうように作用し、図３（ｂ）に示すように残留
圧力波Ｃｃの振幅は小さくなり低減効果がある。
合成波形を示す図で、パルス信号の立ち上げＡで発生し
た圧力波Ａａと、立ち下げＢで発生した圧力波Ｂｂに
は、重ねあわせが成り立つ。圧力波Ａａの位相に対し、
どのタイミングで圧力波Ｂｂを発生させるかによって、
重ねあわせによって生じた圧力波Ｃｃの振幅は違ってく
る。図３（ａ）は圧力波が同相の場合のもので、立ち上
げＡでの圧力波Ａａと立ち下げＢでの圧力波Ｂｂの山位
相どうし又は谷位相どうしを重ねた場合、振幅は重畳さ
れ、振幅は大きくなり残留圧力波Ｃｃは強まる。逆に、
立ち上げＡでの圧力波Ａａと、立ち下げＢでの圧力波Ｂ
ｂを山位相と谷位相で重ねあわせると、互いの振幅を打
ち消しあうように作用し、図３（ｂ）に示すように残留
圧力波Ｃｃの振幅は小さくなり低減効果がある。
【００１６】前述のように圧力波Ａａ，Ｂｂは減衰波で
あり、振幅は時間と共に減衰していく。従って、印加す
るパルス信号のパルス幅が大きくなると、立ち下げＢで
の圧力波Ｂｂの振幅に比べ、立ち上げＡでの圧力波Ａａ
の振幅は減衰により小さくなってしまい、第一パルスの
みパルス幅を調整するという方法では、重ねあわせによ
る残留振動の低減効果は小さくなる。これに対して、従
来技術では、図４に示すように第一パルス印加後に第二
パルスを印加したり、図５に示すように第一パルスの立
ち上げ時定数ｔｄよりも立ち下げ時定数ｔｆを大きくす
る等の残留振動低減を図った。
あり、振幅は時間と共に減衰していく。従って、印加す
るパルス信号のパルス幅が大きくなると、立ち下げＢで
の圧力波Ｂｂの振幅に比べ、立ち上げＡでの圧力波Ａａ
の振幅は減衰により小さくなってしまい、第一パルスの
みパルス幅を調整するという方法では、重ねあわせによ
る残留振動の低減効果は小さくなる。これに対して、従
来技術では、図４に示すように第一パルス印加後に第二
パルスを印加したり、図５に示すように第一パルスの立
ち上げ時定数ｔｄよりも立ち下げ時定数ｔｆを大きくす
る等の残留振動低減を図った。
【００１７】図４は、従来の残留振動低減法を説明する
ための図で、第一パルス（パルス信号）Ｐ1の立ち下げ
Ｂの後に生ずる負の圧力に基づく圧力波Ｂｂの周期のタ
イミングを利用して、該圧力波Ｂｂの負の圧力を打ち消
す程度の正の圧力波Ａａを発生する第二パルスＰ2を印
加して重ね合わせにより生ずる圧力波の振幅を低減させ
ている。
ための図で、第一パルス（パルス信号）Ｐ1の立ち下げ
Ｂの後に生ずる負の圧力に基づく圧力波Ｂｂの周期のタ
イミングを利用して、該圧力波Ｂｂの負の圧力を打ち消
す程度の正の圧力波Ａａを発生する第二パルスＰ2を印
加して重ね合わせにより生ずる圧力波の振幅を低減させ
ている。
【００１８】図５は、従来の他の残留振動低減法を説明
するための図で、パルス信号Ｐの立ち上げ時定数ｔｒよ
り立ち下げ時定数ｔｆを大きくしたもので、図示のよう
に圧力波Ｂｂは立ち下げ時定数ｔｆの大きさによって振
幅に多きな差が生ずることが見られる。これは、立ち下
げ時定数ｔｆを変えることで発生する負の圧力に差があ
ることを示しており、立ち下げ時定数ｔｆを短くした場
合は振幅は大きく、長くした場合は振幅が小さくなるこ
とが確認されている。これは圧電素子を同じ量変位させ
る場合、変位にかかる時間が短いほど、流路内に発生す
る圧力波は大きくなるためである。このように立ち下げ
時定数ｔｆを変えて残留圧力波を低減させることも可能
である。
するための図で、パルス信号Ｐの立ち上げ時定数ｔｒよ
り立ち下げ時定数ｔｆを大きくしたもので、図示のよう
に圧力波Ｂｂは立ち下げ時定数ｔｆの大きさによって振
幅に多きな差が生ずることが見られる。これは、立ち下
げ時定数ｔｆを変えることで発生する負の圧力に差があ
ることを示しており、立ち下げ時定数ｔｆを短くした場
合は振幅は大きく、長くした場合は振幅が小さくなるこ
とが確認されている。これは圧電素子を同じ量変位させ
る場合、変位にかかる時間が短いほど、流路内に発生す
る圧力波は大きくなるためである。このように立ち下げ
時定数ｔｆを変えて残留圧力波を低減させることも可能
である。
【００１９】図４に示した従来の残留振動低減法では第
一パルスＰ1の立ち下げ後に一定時間を置くことによっ
て流路３ａ内に圧力変化がおこり、外部からノズル内に
気泡を引き込んだり、液滴噴射が不安定になることが予
想される。また、図５に示した従来の残留振動低減法で
はパルス信号の立ち上げ時定数ｔｒ、立ち下げ時定数ｔ
ｆを変えるために駆動回路に圧電素子の静電容量を充・
放電する切り替え可能な抵抗を付加することが必要で低
コスト、小型化に対して非常に不利である。
一パルスＰ1の立ち下げ後に一定時間を置くことによっ
て流路３ａ内に圧力変化がおこり、外部からノズル内に
気泡を引き込んだり、液滴噴射が不安定になることが予
想される。また、図５に示した従来の残留振動低減法で
はパルス信号の立ち上げ時定数ｔｒ、立ち下げ時定数ｔ
ｆを変えるために駆動回路に圧電素子の静電容量を充・
放電する切り替え可能な抵抗を付加することが必要で低
コスト、小型化に対して非常に不利である。
【００２０】本発明では、残留振動低減のためにパルス
信号の立ち上げ時定数ｔｒと、立ち下げ時定数ｔｆとを
等しくし、パルス信号の立ち下げ直後に複数のパルスを
印加することにより圧電素子を段階を経て変化させる駆
動方法をとるものである。この駆動方法によると、上述
した従来の残留振動低減法によるパルス信号の立ち上げ
時定数ｔｒよりも立ち下げ時定数ｔｆを大きくした駆動
方法と等しい残留振動低減率が得られた。また、本発明
では、パルス信号の立ち下げ後、少くとも残留圧力波の
一周期分にあたる時間Ｔ以内に複数のパルスを印加する
ことで、流路３ａ内で圧力変化することを防ぐことがで
き、外部からの気泡の引込みや、液面状態が不安定にな
ることを改善できた。
信号の立ち上げ時定数ｔｒと、立ち下げ時定数ｔｆとを
等しくし、パルス信号の立ち下げ直後に複数のパルスを
印加することにより圧電素子を段階を経て変化させる駆
動方法をとるものである。この駆動方法によると、上述
した従来の残留振動低減法によるパルス信号の立ち上げ
時定数ｔｒよりも立ち下げ時定数ｔｆを大きくした駆動
方法と等しい残留振動低減率が得られた。また、本発明
では、パルス信号の立ち下げ後、少くとも残留圧力波の
一周期分にあたる時間Ｔ以内に複数のパルスを印加する
ことで、流路３ａ内で圧力変化することを防ぐことがで
き、外部からの気泡の引込みや、液面状態が不安定にな
ることを改善できた。
【００２１】図６（ａ）,（ｂ）は、本発明による更に
他の実施例を説明するためのパルス波形であり、図６
（ａ）は、入力パルス信号波形、図６（ｂ）は、図６
（ａ）に対応した圧電素子駆動波形を示す。圧電素子２
を駆動するための図６（ａ）に示したパルス信号Ｐｗｉ
（ｉ＝２，３，…，ｎ）は波高値が等しいパルス信号で
ある第一パルスＰｗ1の立ち下げ後、一周期Ｔの期間内
に入力される第二パルスＰｗ2以下Ｐｗ3，Ｐｗ4，…の
複数のパルスを含むもので第二パルスＰｗ2を含み、こ
れ以後に印加されるパルスのパルス幅を第一パルス信号
Ｐｗ1に対応する駆動パルスの立ち上げ時定数ｔｒより
も短く選んである。
他の実施例を説明するためのパルス波形であり、図６
（ａ）は、入力パルス信号波形、図６（ｂ）は、図６
（ａ）に対応した圧電素子駆動波形を示す。圧電素子２
を駆動するための図６（ａ）に示したパルス信号Ｐｗｉ
（ｉ＝２，３，…，ｎ）は波高値が等しいパルス信号で
ある第一パルスＰｗ1の立ち下げ後、一周期Ｔの期間内
に入力される第二パルスＰｗ2以下Ｐｗ3，Ｐｗ4，…の
複数のパルスを含むもので第二パルスＰｗ2を含み、こ
れ以後に印加されるパルスのパルス幅を第一パルス信号
Ｐｗ1に対応する駆動パルスの立ち上げ時定数ｔｒより
も短く選んである。
【００２２】図６（ｂ）の駆動パルスの立ち上げ時定数
ｔｒおよび立ち下げ時定数ｔｆは、前述の如く充放電抵
抗Ｒａｂと圧電素子２の静電容量Ｃｐとの積により定め
られるので、充放電抵抗Ｒａｂを等しく選ぶことにより
立ち上げ、立ち下げ時定数ｔｒ，ｔｆを等しくできる。
この結果、第二パルスＰｗ2以下Ｐｗ3，Ｐｗ4に対応す
る第２駆動パルスＤｗ2以降の駆動パルス波形Ｄｗ3…は
残留圧力波の低減に従って低減した波高値となる。
ｔｒおよび立ち下げ時定数ｔｆは、前述の如く充放電抵
抗Ｒａｂと圧電素子２の静電容量Ｃｐとの積により定め
られるので、充放電抵抗Ｒａｂを等しく選ぶことにより
立ち上げ、立ち下げ時定数ｔｒ，ｔｆを等しくできる。
この結果、第二パルスＰｗ2以下Ｐｗ3，Ｐｗ4に対応す
る第２駆動パルスＤｗ2以降の駆動パルス波形Ｄｗ3…は
残留圧力波の低減に従って低減した波高値となる。
【００２３】図７は、本発明に係る液体噴射記録ヘッド
の駆動回路のブロック図で、６４チャンネルの圧電素子
ヘッドＰＺＴ（ｃｐ）を駆動する場合のものである。６
４ビットのシフトレジスタ２０は、クロックＣＬＫおよ
びＤＡＴを入力し、所定の位相差をもってシフトされる
パルスを出力して６４ビットのラッチ回路２１にラッチ
され、ラッチ信号をアンド回路２２の一方の入力信号と
する。各々のチャンネルに対応する画像信号ＥＮＡ１，
…ＥＮＡ２…，ＥＮＡ６４は、アンド回路２２の他の入
力端子に入力する。アンド回路２２の出力は、画像信号
に従ったパルス信号となるもので、インバータ回路２３
および電源電圧Ｖｐを印加したブースタ出力回路を有す
る駆動回路Ｄｒ1，Ｄｒ2，…Ｄｒ64により抵抗Ｒａｂを
介して各々圧電素子Ｃｐ1，Ｃｐ2，…Ｃｐ4を駆動す
る。
の駆動回路のブロック図で、６４チャンネルの圧電素子
ヘッドＰＺＴ（ｃｐ）を駆動する場合のものである。６
４ビットのシフトレジスタ２０は、クロックＣＬＫおよ
びＤＡＴを入力し、所定の位相差をもってシフトされる
パルスを出力して６４ビットのラッチ回路２１にラッチ
され、ラッチ信号をアンド回路２２の一方の入力信号と
する。各々のチャンネルに対応する画像信号ＥＮＡ１，
…ＥＮＡ２…，ＥＮＡ６４は、アンド回路２２の他の入
力端子に入力する。アンド回路２２の出力は、画像信号
に従ったパルス信号となるもので、インバータ回路２３
および電源電圧Ｖｐを印加したブースタ出力回路を有す
る駆動回路Ｄｒ1，Ｄｒ2，…Ｄｒ64により抵抗Ｒａｂを
介して各々圧電素子Ｃｐ1，Ｃｐ2，…Ｃｐ4を駆動す
る。
【００２４】ここで、各チャンネルの圧電素子は、電源
電圧Ｖｐまで充電されるが、前述のごとくその立ち上げ
時定数ｔｒは、各チャンネルの圧電素子の静電容量Ｃｐ
×充電抵抗Ｒａｂで決まり、充電抵抗と放電抵抗が共通
Ｒａｂの場合、立ち上げ時定数ｔｆは立ち上げ時定数ｔ
ｒにほぼ等しい時間となる。
電圧Ｖｐまで充電されるが、前述のごとくその立ち上げ
時定数ｔｒは、各チャンネルの圧電素子の静電容量Ｃｐ
×充電抵抗Ｒａｂで決まり、充電抵抗と放電抵抗が共通
Ｒａｂの場合、立ち上げ時定数ｔｆは立ち上げ時定数ｔ
ｒにほぼ等しい時間となる。
【００２５】図８（ａ）,（ｂ）は、本発明による図７
の駆動回路を用いた液体噴射ノズル駆動方法の実施例を
示すパルス波形であり、図８（ａ）は入力パルス波形、
図８（ｂ）は駆動パルス波形である。
の駆動回路を用いた液体噴射ノズル駆動方法の実施例を
示すパルス波形であり、図８（ａ）は入力パルス波形、
図８（ｂ）は駆動パルス波形である。
【００２６】図１に示したヘッド構造において入力パル
スは、図８（ａ）に図示したように第一パルスＰｗ1の
パルス幅３３μｓ、第二パルスＰｗ2のパルス幅２μ
ｓ、立ち上げ・立ち下げ時定数は共に４μｓで第一パル
ス立ち上げから、第二パルス立ち上げまでディレイ時間
３８μｓ、駆動電圧３５Ｖとし、駆動したところ駆動波
形は図８（ｂ）のものとなり、ヘッド内の残留圧力波が
低減され、このため駆動周波数による滴速度変動がな
く、１０ｋＨｚまで周波数応答性が向上した。
スは、図８（ａ）に図示したように第一パルスＰｗ1の
パルス幅３３μｓ、第二パルスＰｗ2のパルス幅２μ
ｓ、立ち上げ・立ち下げ時定数は共に４μｓで第一パル
ス立ち上げから、第二パルス立ち上げまでディレイ時間
３８μｓ、駆動電圧３５Ｖとし、駆動したところ駆動波
形は図８（ｂ）のものとなり、ヘッド内の残留圧力波が
低減され、このため駆動周波数による滴速度変動がな
く、１０ｋＨｚまで周波数応答性が向上した。
【００２７】
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、以下に示す効果がある。 （１）第一パルスの立ち下げ直後に複数のパルスを印加
することで、第一パルスの立ち上げ及び立ち下げで発生
した圧力波の重ねあわせである残留圧力波を低減でき、
滴噴射の周波数応答性が向上し、高画像品質・高速印字
が実現できる。 （２）第一パルスの立ち下げ直後に立ち上げ時定数ｔｒ
＞パルス幅Ｐｗもしくは立ち上げ時定数ｔｒ＝立ち下げ
時定数ｔｆとなるような複数のパルスを印加し、段階を
経て圧電素子を変位させることにより時定数を変えずに
残留圧力波を低減でき、滴噴射の周波数応答性が向上
し、高画像品質・高速印字が実現できる。また、立ち上
げ時定数ｔｒと立ち下げ時定数ｔｆとを等しくｔｒ＝ｔ
ｆとすることで駆動回路の低コスト・小型化がはかれ
る。 （３）第一パルス立ち下げ後、少なくとも残留圧力波の
一周期分にあたる時間以内に複数のパルスを印加するこ
とで流路内の圧力変化が防げ、安定した滴噴射が得られ
高画像品質・高速印字が実現できる。
ば、以下に示す効果がある。 （１）第一パルスの立ち下げ直後に複数のパルスを印加
することで、第一パルスの立ち上げ及び立ち下げで発生
した圧力波の重ねあわせである残留圧力波を低減でき、
滴噴射の周波数応答性が向上し、高画像品質・高速印字
が実現できる。 （２）第一パルスの立ち下げ直後に立ち上げ時定数ｔｒ
＞パルス幅Ｐｗもしくは立ち上げ時定数ｔｒ＝立ち下げ
時定数ｔｆとなるような複数のパルスを印加し、段階を
経て圧電素子を変位させることにより時定数を変えずに
残留圧力波を低減でき、滴噴射の周波数応答性が向上
し、高画像品質・高速印字が実現できる。また、立ち上
げ時定数ｔｒと立ち下げ時定数ｔｆとを等しくｔｒ＝ｔ
ｆとすることで駆動回路の低コスト・小型化がはかれ
る。 （３）第一パルス立ち下げ後、少なくとも残留圧力波の
一周期分にあたる時間以内に複数のパルスを印加するこ
とで流路内の圧力変化が防げ、安定した滴噴射が得られ
高画像品質・高速印字が実現できる。
【図１】 本発明に係る液体噴射記録ヘッドを説明する
ための構成図である。
ための構成図である。
【図２】 信号パルスと残留圧力波との関係を示すタイ
ムチャートである。
ムチャートである。
【図３】 流路内の圧力波の合成波形を示す図である。
【図４】 従来の残留振動低減法を説明するための図で
ある。
ある。
【図５】 従来の他の残留振動低減法を説明させるため
の図である。
の図である。
【図６】 本発明による更に他の実施例を説明するため
のパルス波形である。
のパルス波形である。
【図７】 本発明に係る液体噴射記録ヘッドの駆動回路
のブロック図である。
のブロック図である。
【図８】 本発明による図７の駆動回路を用いた液体噴
射ノズル駆動方法の実施例を示すパルス波形である。
射ノズル駆動方法の実施例を示すパルス波形である。
１…基板、２…圧電素子、２ａ…非駆動圧電素子、２ｂ
…駆動圧電素子、３…流路板、３ａ…インク流路、３ｂ
…壁部、４…共通液室構成部材、４ａ…共通液室、５…
インク供給パイプ、６…ノズルプレート、６ａ…ノズ
ル、８…リード線、９…駆動電極、１０…溝、１１…保
護板、１２…流体抵抗、１３，１４…内部電極、１５…
上部隔壁、２０…シフトレジスタ、２１…ラッチ回路、
２２…アンド回路、２３…インバータ回路。
…駆動圧電素子、３…流路板、３ａ…インク流路、３ｂ
…壁部、４…共通液室構成部材、４ａ…共通液室、５…
インク供給パイプ、６…ノズルプレート、６ａ…ノズ
ル、８…リード線、９…駆動電極、１０…溝、１１…保
護板、１２…流体抵抗、１３，１４…内部電極、１５…
上部隔壁、２０…シフトレジスタ、２１…ラッチ回路、
２２…アンド回路、２３…インバータ回路。
───────────────────────────────────────────────────── 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 (2)
- 【請求項１】 流路の長手方向に対し互いに間隔をあけ
て配設された複数の平行流路と、該平行流路の各々に接
続されて液滴を噴射するノズルと、前記平行流路に給液
する接続手段と、前記平行流路の長手方向に垂直な方向
に変位を与えて該流路の容積を可変とする圧電素子とか
らなり、選択された流路に対して、流路容積を減少させ
る向きに圧電素子を変位させるパルス信号を印加するこ
とで、該流路に対するノズルから液滴を噴射させる液体
噴射記録ヘッドの駆動方法において、パルス（第一パル
ス）信号の印加直後に、この第一パルスの電圧値と同じ
電圧値でパルス幅が第一パルスの立ち上げ時定数より小
さい複数のパルス（第二パルス）を印加することを特徴
とする液体噴射記録ヘッドの駆動方法。 - 【請求項２】 流路内を伝播する残留圧力波の周期をＴ
としたとき、前記複数の第二パルスの印加時期を前記第
一パルスの立ち下げから周期Ｔ以内としたことを特徴と
する請求項１に記載の液体噴射記録ヘッドの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14379093A JP3256028B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 液体噴射記録ヘッドの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14379093A JP3256028B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 液体噴射記録ヘッドの駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07125194A JPH07125194A (ja) | 1995-05-16 |
| JP3256028B2 true JP3256028B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=15347055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14379093A Expired - Fee Related JP3256028B2 (ja) | 1993-06-15 | 1993-06-15 | 液体噴射記録ヘッドの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3256028B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009089517A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Olympus Corp | 超音波モータの駆動装置 |
| JP2019060287A (ja) * | 2017-09-27 | 2019-04-18 | 浜名湖電装株式会社 | パージバルブおよび蒸発燃料処理装置 |
-
1993
- 1993-06-15 JP JP14379093A patent/JP3256028B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07125194A (ja) | 1995-05-16 |
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