JP3285253B2 - 圧電式液滴噴射装置 - Google Patents
圧電式液滴噴射装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は圧電式液滴噴射装置に係
わり、特に、効率よくかつ安定して液滴を噴射するため
の駆動電圧波形を正確に定める技術に関するものであ
る。
わり、特に、効率よくかつ安定して液滴を噴射するため
の駆動電圧波形を正確に定める技術に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、圧電素子を用いて圧力室の容積を
変化させることより、その圧力室内の噴射液をノズルか
ら噴射する圧電式液滴噴射装置が、例えばインクジェッ
トプリンタ等に利用されている。
変化させることより、その圧力室内の噴射液をノズルか
ら噴射する圧電式液滴噴射装置が、例えばインクジェッ
トプリンタ等に利用されている。
【０００３】図９は、かかる圧電式液滴噴射装置の一例
で、圧力室１００を形成しているハウジング１０２の側
壁１０４には圧電素子としてＰＺＴ等のピエゾ素子１０
６が設けられ、そのピエゾ素子１０６には駆動回路１０
８により駆動電圧が印加されるようになっている。
で、圧力室１００を形成しているハウジング１０２の側
壁１０４には圧電素子としてＰＺＴ等のピエゾ素子１０
６が設けられ、そのピエゾ素子１０６には駆動回路１０
８により駆動電圧が印加されるようになっている。
【０００４】この圧電式液滴噴射装置においてインクの
噴射を行うときには、ピエゾ素子１０６に駆動電圧が印
加される。このとき印加される最も単純な駆動電圧波形
は、例えば矩形のパルス１１０である。ピエゾ素子１０
６にパルス１１０が印加されると、まず、パルス１１０
の立ち上がりで側壁１０４はピエゾ素子１０６と共に一
点鎖線で示されるように変形する。この変形により圧力
室１００の容積が増大し、その増大に伴って圧力室１０
０内の圧力が下がり、インク供給通路１１２から圧力室
１００内にインクが吸入される。
噴射を行うときには、ピエゾ素子１０６に駆動電圧が印
加される。このとき印加される最も単純な駆動電圧波形
は、例えば矩形のパルス１１０である。ピエゾ素子１０
６にパルス１１０が印加されると、まず、パルス１１０
の立ち上がりで側壁１０４はピエゾ素子１０６と共に一
点鎖線で示されるように変形する。この変形により圧力
室１００の容積が増大し、その増大に伴って圧力室１０
０内の圧力が下がり、インク供給通路１１２から圧力室
１００内にインクが吸入される。
【０００５】パルス１１０のパルス幅に対応した一定の
時間が経過した後、ピエゾ素子１０６に印加される電圧
が０Ｖになると、ピエゾ素子１０６が実線で示す変形前
の形状に戻る。このとき圧力室１００の容積が減少する
が、この減少に伴って圧力室１００内の圧力が上昇し、
その圧力室１００内に充填されているインクがインク滴
１２０となってノズル１１４から噴出する。なお、イン
クジェットプリンタにおいては、上記圧電式液滴噴射装
置が多数備えられている。
時間が経過した後、ピエゾ素子１０６に印加される電圧
が０Ｖになると、ピエゾ素子１０６が実線で示す変形前
の形状に戻る。このとき圧力室１００の容積が減少する
が、この減少に伴って圧力室１００内の圧力が上昇し、
その圧力室１００内に充填されているインクがインク滴
１２０となってノズル１１４から噴出する。なお、イン
クジェットプリンタにおいては、上記圧電式液滴噴射装
置が多数備えられている。
【０００６】ところで、上記圧電式液滴噴射装置におい
てインク噴射時には、圧力室１００の容積変化に伴って
圧力波が生じ、この圧力波はインクを媒体として圧力室
１００内を上下左右に伝播するとともに、壁面１０４、
インク供給通路１１２、ノズル１１４で各々の反射率を
もって反射され、圧力室１００内を何度も往復しながら
減衰していく。
てインク噴射時には、圧力室１００の容積変化に伴って
圧力波が生じ、この圧力波はインクを媒体として圧力室
１００内を上下左右に伝播するとともに、壁面１０４、
インク供給通路１１２、ノズル１１４で各々の反射率を
もって反射され、圧力室１００内を何度も往復しながら
減衰していく。
【０００７】前記矩形パルス１１０によるインク噴射の
例でも、インク吸入時に生じた圧力波がインク噴出時も
まだ圧力室１００内に存在する。このため、安定かつ効
率よくインクの噴射を行うには、駆動電圧パルスの立ち
下がりのタイミング、すなわちパルス幅を圧力室１００
内の圧力波の状態を考慮に入れて設定しなければならな
くなる。
例でも、インク吸入時に生じた圧力波がインク噴出時も
まだ圧力室１００内に存在する。このため、安定かつ効
率よくインクの噴射を行うには、駆動電圧パルスの立ち
下がりのタイミング、すなわちパルス幅を圧力室１００
内の圧力波の状態を考慮に入れて設定しなければならな
くなる。
【０００８】図１０は矩形のパルス１１０をピエゾ素子
１０６に印加したときの圧力室１００内の圧力変化を詳
しく示したタイミングチャートである。図中の実線は駆
動電圧の立ち上がりのみを印加したとき、すなわちイン
クの吸入のみを実施したときのピエゾ素子１０６の変位
状態、およびノズル１１４付近の圧力変化を簡略化して
示したものである。
１０６に印加したときの圧力室１００内の圧力変化を詳
しく示したタイミングチャートである。図中の実線は駆
動電圧の立ち上がりのみを印加したとき、すなわちイン
クの吸入のみを実施したときのピエゾ素子１０６の変位
状態、およびノズル１１４付近の圧力変化を簡略化して
示したものである。
【０００９】ノズル１１４付近の圧力は、駆動電圧が立
ち上がったまま一定になってピエゾ素子１０６と壁面１
０４が図９の一点鎖線の位置で安定した後も、圧力波の
伝播速度や圧力室１００の形状等によって定められた一
定の周期で変動している。
ち上がったまま一定になってピエゾ素子１０６と壁面１
０４が図９の一点鎖線の位置で安定した後も、圧力波の
伝播速度や圧力室１００の形状等によって定められた一
定の周期で変動している。
【００１０】一方、インクを噴射するためには、駆動電
圧を０Ｖに戻し、ピエゾ素子１０６の変位を変形前の位
置に戻して、圧力室１００内の圧力を高める必要がある
が、この場合、例えば図１０の破線で示すようなノズル
付近の圧力が高くなるタイミングで駆動電圧を０Ｖに戻
してピエゾ素子１０６を変形前の形状に戻し、圧力室１
００内の圧力を高めると、ノズル付近の圧力にピエゾ素
子１０６による圧力が足し合わされて、高い噴射圧が得
られる。
圧を０Ｖに戻し、ピエゾ素子１０６の変位を変形前の位
置に戻して、圧力室１００内の圧力を高める必要がある
が、この場合、例えば図１０の破線で示すようなノズル
付近の圧力が高くなるタイミングで駆動電圧を０Ｖに戻
してピエゾ素子１０６を変形前の形状に戻し、圧力室１
００内の圧力を高めると、ノズル付近の圧力にピエゾ素
子１０６による圧力が足し合わされて、高い噴射圧が得
られる。
【００１１】逆に、一点鎖線で示すようなノズル付近の
圧力が負になるタイミングで駆動電圧を０Ｖに戻してピ
エゾ素子１０６を変形前の形状に戻し、圧力室１００内
の圧力を高めようとしても、ピエゾ素子１０６による圧
力がノズル付近の圧力に打ち消されて、十分な噴射圧が
得られず、インク滴１２０が噴射されなかったり、噴射
されても所定の飛翔速度や噴射量が得られないため、高
い印字品質が得られなくなる。
圧力が負になるタイミングで駆動電圧を０Ｖに戻してピ
エゾ素子１０６を変形前の形状に戻し、圧力室１００内
の圧力を高めようとしても、ピエゾ素子１０６による圧
力がノズル付近の圧力に打ち消されて、十分な噴射圧が
得られず、インク滴１２０が噴射されなかったり、噴射
されても所定の飛翔速度や噴射量が得られないため、高
い印字品質が得られなくなる。
【００１２】上記の説明で明らかなように、駆動波形を
決めるときは常に圧力室内の圧力波の特性を把握した
上、その特性にあった駆動波形を設計しなければならな
い。上記説明のように最も単純な矩形パルスの場合は、
図１０に示す圧力の振動周期が最も重要とされるが、も
っと複雑な波形形状の駆動パルスを用いる場合は、それ
に加えて例えば圧力振動の位相や減衰率なども考慮する
ことが必要になってくる。
決めるときは常に圧力室内の圧力波の特性を把握した
上、その特性にあった駆動波形を設計しなければならな
い。上記説明のように最も単純な矩形パルスの場合は、
図１０に示す圧力の振動周期が最も重要とされるが、も
っと複雑な波形形状の駆動パルスを用いる場合は、それ
に加えて例えば圧力振動の位相や減衰率なども考慮する
ことが必要になってくる。
【００１３】圧力波の周期は、圧力室１０の形状、具体
的にはインク供給通路２４からノズル２２までの寸法
や、圧力室１０内における圧力波の伝播速度などに依存
し、圧力波の減衰率はノズルの形状などに依存する。従
来ではこれらの圧力波特性を予めて実験または計算によ
って求めている。
的にはインク供給通路２４からノズル２２までの寸法
や、圧力室１０内における圧力波の伝播速度などに依存
し、圧力波の減衰率はノズルの形状などに依存する。従
来ではこれらの圧力波特性を予めて実験または計算によ
って求めている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記圧
力波の周期、位相、減衰率などの特性はインクの物性や
使用環境などによって変化する。例えば、前記圧力波の
伝播速度は温度によって変化するし、その圧力波の減衰
率はインクの物性や気泡の混入等によって変化する。そ
のため、上記変化に起因して圧力波の特性が変化してし
まうのである。このため、予め定められた駆動パルス
は、常に圧力室１００内の圧力波に合致しているとは限
らない。
力波の周期、位相、減衰率などの特性はインクの物性や
使用環境などによって変化する。例えば、前記圧力波の
伝播速度は温度によって変化するし、その圧力波の減衰
率はインクの物性や気泡の混入等によって変化する。そ
のため、上記変化に起因して圧力波の特性が変化してし
まうのである。このため、予め定められた駆動パルス
は、常に圧力室１００内の圧力波に合致しているとは限
らない。
【００１５】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたもので、その目的とするところは、インクの
物性や使用環境の変化等に左右されず、常に圧力室内の
圧力波の特性にあった駆動波形をピエゾ素子に印加する
ことが可能な圧電式液滴噴射装置を提供することにあ
る。
になされたもので、その目的とするところは、インクの
物性や使用環境の変化等に左右されず、常に圧力室内の
圧力波の特性にあった駆動波形をピエゾ素子に印加する
ことが可能な圧電式液滴噴射装置を提供することにあ
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の圧電式液滴噴射装置は、圧電素子に特定
の電圧波形パルスを印加する測定用電圧波形印加手段
と、その測定用電圧波形印加手段によって引き起こした
噴射液を含んだ圧力室内の圧力変動を検出し、その圧力
変動の周期を算出する周期演算部を有する圧力変動検出
手段と、その周期演算部により算出された圧力変動の周
期に基づいて液滴噴射用の駆動電圧波形を算出する駆動
波形演算手段と、その駆動電圧波形を記憶する波形記憶
手段と、前記駆動電圧波形を用いて前記噴射液を噴射す
る液滴噴射手段とを備えている。
めに、本発明の圧電式液滴噴射装置は、圧電素子に特定
の電圧波形パルスを印加する測定用電圧波形印加手段
と、その測定用電圧波形印加手段によって引き起こした
噴射液を含んだ圧力室内の圧力変動を検出し、その圧力
変動の周期を算出する周期演算部を有する圧力変動検出
手段と、その周期演算部により算出された圧力変動の周
期に基づいて液滴噴射用の駆動電圧波形を算出する駆動
波形演算手段と、その駆動電圧波形を記憶する波形記憶
手段と、前記駆動電圧波形を用いて前記噴射液を噴射す
る液滴噴射手段とを備えている。
【００１７】さらに上記構成において、前記圧力変動検
出手段は、さらに前記圧力変動の時間的変化に基づき減
衰率を算出する減衰率演算部を有し、前記駆動波形演算
手段は、前記周期演算部および減衰率演算部により算出
された圧力変動の周期および減衰率に基づいて前記駆動
電圧波形を算出する。
出手段は、さらに前記圧力変動の時間的変化に基づき減
衰率を算出する減衰率演算部を有し、前記駆動波形演算
手段は、前記周期演算部および減衰率演算部により算出
された圧力変動の周期および減衰率に基づいて前記駆動
電圧波形を算出する。
【００１８】また、上記構成において、一定の時間間隔
ごと、一定の印字数ごと、プリンタ電源の入力時、或い
は任意のスイッチ操作時に、前記測定用電圧波形印加手
段による電圧波形パルスの印加、前記圧力変動検出手段
による圧力波の検出、前記駆動波形演算手段による液滴
噴射用の駆動電圧波形の算出、前記波形記憶手段による
駆動電圧波形の記憶の一連の動作を行う。
ごと、一定の印字数ごと、プリンタ電源の入力時、或い
は任意のスイッチ操作時に、前記測定用電圧波形印加手
段による電圧波形パルスの印加、前記圧力変動検出手段
による圧力波の検出、前記駆動波形演算手段による液滴
噴射用の駆動電圧波形の算出、前記波形記憶手段による
駆動電圧波形の記憶の一連の動作を行う。
【００１９】
【作用】上記の構成を有する本発明の圧電式液滴噴射装
置においては、周期演算部によって圧力室内の実際の圧
力変動の周期を算出し、それに基づいてその圧力波の特
性にあった駆動電圧波形を算出して圧電素子に印加して
噴射液を噴射させるため、温度などの使用環境や噴射液
の物性等により、圧力波の周期等が変化しても、圧電素
子の動きと圧力変動のタイミングがずれることなく、常
に所定の飛翔速度と液滴量をもつ液滴が噴射できる。
置においては、周期演算部によって圧力室内の実際の圧
力変動の周期を算出し、それに基づいてその圧力波の特
性にあった駆動電圧波形を算出して圧電素子に印加して
噴射液を噴射させるため、温度などの使用環境や噴射液
の物性等により、圧力波の周期等が変化しても、圧電素
子の動きと圧力変動のタイミングがずれることなく、常
に所定の飛翔速度と液滴量をもつ液滴が噴射できる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。なお、以下の実施例において前記図９の
従来例と共通する部分には同一の符号を付して詳しい説
明を省略する。
細に説明する。なお、以下の実施例において前記図９の
従来例と共通する部分には同一の符号を付して詳しい説
明を省略する。
【００２１】図１は、インクジェットプリンタの一つの
液滴噴射装置を示す図で、駆動回路３０、検出回路３
２、演算回路３４および記憶回路３５を備えている。駆
動回路３０の出力側はピエゾ素子１０６に接続され、そ
のピエゾ素子１０６と検出回路３２の入力側とが接続さ
れている。検出回路３２の出力側は演算回路３４の入力
側に接続され、演算回路３４の出力側は記憶回路３５の
入力側に接続されている。そして、記憶回路３５の出力
側は駆動回路３０の入力側に接続されている。
液滴噴射装置を示す図で、駆動回路３０、検出回路３
２、演算回路３４および記憶回路３５を備えている。駆
動回路３０の出力側はピエゾ素子１０６に接続され、そ
のピエゾ素子１０６と検出回路３２の入力側とが接続さ
れている。検出回路３２の出力側は演算回路３４の入力
側に接続され、演算回路３４の出力側は記憶回路３５の
入力側に接続されている。そして、記憶回路３５の出力
側は駆動回路３０の入力側に接続されている。
【００２２】駆動回路３０は、例えば、図２のようにパ
ルス発生器３６、アンプ３８、およびアナログスイッチ
４０を備えて構成され、パルス発生器３６とアナログス
イッチ４０とはアンプ３８を介して接続されている。ま
た、アナログスイッチ４０はパルス発生器３６により断
続が制御される。
ルス発生器３６、アンプ３８、およびアナログスイッチ
４０を備えて構成され、パルス発生器３６とアナログス
イッチ４０とはアンプ３８を介して接続されている。ま
た、アナログスイッチ４０はパルス発生器３６により断
続が制御される。
【００２３】駆動回路３０は、圧力波の特性を測定する
ときに用いる測定信号ＳＣおよび通常印字するときに用
いる印字信号ＳＰに従って、測定用の駆動電圧波形Ｐｃ
または印字用の駆動電圧波形Ｐｐをピエゾ素子１０６に
印加する。また、圧力波を検出するときは、スイッチ信
号ＳＳに従ってアナログスイッチ４０が遮断され、ピエ
ゾ素子１０６は駆動回路３０から電気的に切り離され
る。
ときに用いる測定信号ＳＣおよび通常印字するときに用
いる印字信号ＳＰに従って、測定用の駆動電圧波形Ｐｃ
または印字用の駆動電圧波形Ｐｐをピエゾ素子１０６に
印加する。また、圧力波を検出するときは、スイッチ信
号ＳＳに従ってアナログスイッチ４０が遮断され、ピエ
ゾ素子１０６は駆動回路３０から電気的に切り離され
る。
【００２４】検出回路３２は、前記測定用駆動波形Ｐｃ
の印加が終了した後に圧力室１００内の圧力変動に応じ
てピエゾ素子１０６に生じる電気信号Ｖｓを検出するた
めのもので、例えば、図３のようにオペアンプ４２を備
えて構成され、電気信号Ｖｓをローインピーダンスに変
換した検出信号ＳＶを演算回路３４に出力する。上記電
圧信号Ｖｓおよび検出信号ＳＶは、圧力波測定時のタイ
ミングチャートである図６の最下段に示されている圧力
室１００内の平均圧力に対応する。
の印加が終了した後に圧力室１００内の圧力変動に応じ
てピエゾ素子１０６に生じる電気信号Ｖｓを検出するた
めのもので、例えば、図３のようにオペアンプ４２を備
えて構成され、電気信号Ｖｓをローインピーダンスに変
換した検出信号ＳＶを演算回路３４に出力する。上記電
圧信号Ｖｓおよび検出信号ＳＶは、圧力波測定時のタイ
ミングチャートである図６の最下段に示されている圧力
室１００内の平均圧力に対応する。
【００２５】演算回路３４は、上記検出信号ＳＶに基づ
いて圧力室１００内の圧力波の周期、減衰率など特性を
演算するもので、例えば、マイクロコンピュータ等を含
んで図４に示す各機能部を備えて構成される。かかる図
４において、整形部４４は検出信号ＳＶに含まれている
ノイズをフィルタなどによって除去する部分であり、ピ
ーク検出部４６は検出信号ＳＶから圧力変動のピークＰ
１、Ｐ２を検出する部分であり、ピークレベル検出部４
８は各ピークにおける検出信号ＳＶの電圧値をピークレ
ベルＱ１、Ｑ２として検出部分であり、周期演算部５０
は上記検出されたピークとピークの間の時間から圧力変
動の周期Ｔを算出部分であり、減衰率演算部は上記検出
されたピークレベルの時間的変化から圧力変動の減衰率
Ｑ１／Ｑ２を算出する部分である。そして、駆動波形演
算部５４は上記算出した圧力変動の周期、減衰率など駆
動波形を決定するのに必要なパラメータを用いて、駆動
波形を算出する部分である。尚、算出された駆動波形は
ＷＦとして、記憶回路３５に保存する。
いて圧力室１００内の圧力波の周期、減衰率など特性を
演算するもので、例えば、マイクロコンピュータ等を含
んで図４に示す各機能部を備えて構成される。かかる図
４において、整形部４４は検出信号ＳＶに含まれている
ノイズをフィルタなどによって除去する部分であり、ピ
ーク検出部４６は検出信号ＳＶから圧力変動のピークＰ
１、Ｐ２を検出する部分であり、ピークレベル検出部４
８は各ピークにおける検出信号ＳＶの電圧値をピークレ
ベルＱ１、Ｑ２として検出部分であり、周期演算部５０
は上記検出されたピークとピークの間の時間から圧力変
動の周期Ｔを算出部分であり、減衰率演算部は上記検出
されたピークレベルの時間的変化から圧力変動の減衰率
Ｑ１／Ｑ２を算出する部分である。そして、駆動波形演
算部５４は上記算出した圧力変動の周期、減衰率など駆
動波形を決定するのに必要なパラメータを用いて、駆動
波形を算出する部分である。尚、算出された駆動波形は
ＷＦとして、記憶回路３５に保存する。
【００２６】記憶回路３５は、図５に示すようにＲＡＭ
などの記憶素子を用いて上記駆動波形ＷＦを保存し、印
字動作が行っているとき、常に駆動回路へ駆動波形ＷＦ
を提供できるようにする部分である。
などの記憶素子を用いて上記駆動波形ＷＦを保存し、印
字動作が行っているとき、常に駆動回路へ駆動波形ＷＦ
を提供できるようにする部分である。
【００２７】駆動波形ＷＦの校正を行うときは校正信号
ＳＣを駆動回路３０に入力し、圧力波を測定するための
駆動波形（以下、測定用駆動波形とする）をピエゾ素子
１０６に印加する。時間的に追っていくと、電圧が０Ｖ
から急に立ち上げると、圧力室１００内の平均圧力が急
に減少し、その後駆動電圧を一定の値に保つ様にして、
圧力も変動しながら減衰していく。圧力変動が十分減衰
したのち駆動電圧を０Ｖに戻すと、圧力室１００内に再
度圧力変動が生じる。この時点で図２のアナログスイッ
チ４０をオフにし、同時に検出回路３２、演算回路３４
を作動させて、駆動波形ＷＦを求める。
ＳＣを駆動回路３０に入力し、圧力波を測定するための
駆動波形（以下、測定用駆動波形とする）をピエゾ素子
１０６に印加する。時間的に追っていくと、電圧が０Ｖ
から急に立ち上げると、圧力室１００内の平均圧力が急
に減少し、その後駆動電圧を一定の値に保つ様にして、
圧力も変動しながら減衰していく。圧力変動が十分減衰
したのち駆動電圧を０Ｖに戻すと、圧力室１００内に再
度圧力変動が生じる。この時点で図２のアナログスイッ
チ４０をオフにし、同時に検出回路３２、演算回路３４
を作動させて、駆動波形ＷＦを求める。
【００２８】このように本実施例の液滴噴射装置におい
ては、圧力室１００内の実際の圧力変動をピエゾ素子１
６および検出回路３２によって検出し、その検出された
圧力波に基づいて実際印字用の駆動電圧波形を算出する
から、温度などの使用環境やインクの物性などにより圧
力室１０内の圧力変動の周期や減衰率が変化しても、常
に圧力変動に合うようなタイミングで駆動パルスが印加
でき、安定したインク滴２０が噴射される。
ては、圧力室１００内の実際の圧力変動をピエゾ素子１
６および検出回路３２によって検出し、その検出された
圧力波に基づいて実際印字用の駆動電圧波形を算出する
から、温度などの使用環境やインクの物性などにより圧
力室１０内の圧力変動の周期や減衰率が変化しても、常
に圧力変動に合うようなタイミングで駆動パルスが印加
でき、安定したインク滴２０が噴射される。
【００２９】特に、この実施例ではインクジェットプリ
ンタを構成している全ての液滴噴射装置が、それぞれ独
立に圧力変動を検出して駆動波形を計算しているため、
それ等の液滴噴射装置の個体差に拘らず全ての装置がそ
れぞれに適した駆動波形で印字できる。
ンタを構成している全ての液滴噴射装置が、それぞれ独
立に圧力変動を検出して駆動波形を計算しているため、
それ等の液滴噴射装置の個体差に拘らず全ての装置がそ
れぞれに適した駆動波形で印字できる。
【００３０】次に、本発明の他の実施例を説明する。
【００３１】図７の実施例は、前記実施例に比較して駆
動用ピエゾ素子１０６とは別に圧力検出用ピエゾ素子６
０を設けたもので、検出用ピエゾ素子６０と検出回路３
２の入力側が接続されている。この実施例では、駆動回
路３０と検出回路３２とが電気的に絶縁されるため、よ
り正確に圧力変動を検出できるようになるとともに、前
記アナログスイッチ４０は必ずしも必要でなくなる。
動用ピエゾ素子１０６とは別に圧力検出用ピエゾ素子６
０を設けたもので、検出用ピエゾ素子６０と検出回路３
２の入力側が接続されている。この実施例では、駆動回
路３０と検出回路３２とが電気的に絶縁されるため、よ
り正確に圧力変動を検出できるようになるとともに、前
記アナログスイッチ４０は必ずしも必要でなくなる。
【００３２】また、図８の実施例は、ＰＺＴ等の圧電材
料に溝加工を行って多数の圧力室１００を形成するとと
もに、その圧力室１００を隔てている複数の隔壁６２の
両面にそれぞれ電極を形成させ、それ等の隔壁６２がそ
のまま圧電素子として機能するようにしたものである。
この場合には、一つの圧力室１００の両側の隔壁６２か
ら圧力変動が検出できるため、より高精度で、駆動波形
が算出できる。
料に溝加工を行って多数の圧力室１００を形成するとと
もに、その圧力室１００を隔てている複数の隔壁６２の
両面にそれぞれ電極を形成させ、それ等の隔壁６２がそ
のまま圧電素子として機能するようにしたものである。
この場合には、一つの圧力室１００の両側の隔壁６２か
ら圧力変動が検出できるため、より高精度で、駆動波形
が算出できる。
【００３３】前記の各実施例ではインクジェットプリン
タを構成している全ての液滴噴射装置が、それぞれ検出
回路３２、演算回路３４および記憶回路３５を含んで構
成されていたが、どれか一つ、或は一部の液滴噴射装置
のみを前記実施例のように構成し、それらの液滴噴射装
置によって求められた駆動波形を他の液滴噴射装置に適
用することも可能である。
タを構成している全ての液滴噴射装置が、それぞれ検出
回路３２、演算回路３４および記憶回路３５を含んで構
成されていたが、どれか一つ、或は一部の液滴噴射装置
のみを前記実施例のように構成し、それらの液滴噴射装
置によって求められた駆動波形を他の液滴噴射装置に適
用することも可能である。
【００３４】また、一つあるいは複数の、印字には使用
しない測定専用のダミー液滴噴射装置を備え付け、それ
らダミー噴射装置によって求められた駆動波形を他の印
字用液滴噴射装置に適用することも可能である。
しない測定専用のダミー液滴噴射装置を備え付け、それ
らダミー噴射装置によって求められた駆動波形を他の印
字用液滴噴射装置に適用することも可能である。
【００３５】なお、前記の各実施例で述べた圧力変動の
検出から駆動波形の算出までの一連の動作は、一定の時
間間隔ごとにまたは一定の印字数ごとに行ってもよい
し、プリンタ電源の入力時、或いは任意のスイッチ操作
時に行ってもよい。また、圧電素子に印加する測定用電
圧波形は必ずしもインク滴１２０を噴射できる程度の電
圧値に達していなくてもよい。すなわち、圧力変動の周
期Ｔは駆動電圧の大きさに拘らず一定である一方、変動
のピーク値は駆動電圧に対応するため、圧力波の減衰率
も計算できるのである。
検出から駆動波形の算出までの一連の動作は、一定の時
間間隔ごとにまたは一定の印字数ごとに行ってもよい
し、プリンタ電源の入力時、或いは任意のスイッチ操作
時に行ってもよい。また、圧電素子に印加する測定用電
圧波形は必ずしもインク滴１２０を噴射できる程度の電
圧値に達していなくてもよい。すなわち、圧力変動の周
期Ｔは駆動電圧の大きさに拘らず一定である一方、変動
のピーク値は駆動電圧に対応するため、圧力波の減衰率
も計算できるのである。
【００３６】その他一々例示しないが、本発明は当業者
の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施
することができる。
の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施
することができる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の液滴噴射装置は、温度などの使用環境や噴射液
の物性等により、圧力波の周期や減衰率が変化しても、
圧電素子の動きと圧力変動のタイミングがずれることな
く、常に所定の飛翔速度と液滴量をもつ液滴が噴射で
き、効率よくかつ安定した印字ができる。
本発明の液滴噴射装置は、温度などの使用環境や噴射液
の物性等により、圧力波の周期や減衰率が変化しても、
圧電素子の動きと圧力変動のタイミングがずれることな
く、常に所定の飛翔速度と液滴量をもつ液滴が噴射で
き、効率よくかつ安定した印字ができる。
【図１】本発明の圧電式液滴噴射装置の一実施例の基本
構成を説明する図である。
構成を説明する図である。
【図２】本発明の圧電式液滴噴射装置に用いられる駆動
回路の具体例を示す図である。
回路の具体例を示す図である。
【図３】本発明の圧電式液滴噴射装置に用いられる検出
回路の具体例を示す図である。
回路の具体例を示す図である。
【図４】本発明の圧電式液滴噴射装置に用いられる演算
回路の機能を説明するブロック線図である。
回路の機能を説明するブロック線図である。
【図５】本発明の圧電式液滴噴射装置に用いられる記憶
回路の機能を説明するブロック線図である。
回路の機能を説明するブロック線図である。
【図６】図１に示す圧電式液滴噴射装置の駆動電圧、ピ
エゾ素子の変位、圧力室内の圧力変動に関するタイミン
グチャートである。
エゾ素子の変位、圧力室内の圧力変動に関するタイミン
グチャートである。
【図７】本発明の圧電式液滴噴射装置の他の実施例の基
本構成を説明する図である。
本構成を説明する図である。
【図８】本発明の圧電式液滴噴射装置の更に別の実施例
の基本構成を説明する図である。
の基本構成を説明する図である。
【図９】従来の液滴噴射装置の一例を示す図である。
【図１０】図８の従来例の駆動電圧、ピエゾ素子の変
位、ノズル付近の圧力変動に関するタイミングチャート
である。
位、ノズル付近の圧力変動に関するタイミングチャート
である。
１０ 圧力室 １６ ピエゾ素子 ２２ ノズル ３０ 駆動回路 ３２ 検出回路 ３４ 演算回路 ３５ 記憶回路 ６０ 圧力変動検出用ピエゾ素子 ６２ 隔壁（圧電素子） ＷＦ 駆動電圧波形
───────────────────────────────────────────────────── 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 (3)
- 【請求項１】 圧電素子を用いて圧力室の容積を変化
させることにより、該圧力室内の噴射液をノズルから噴
射する圧電式液滴噴射装置において、 前記圧電素子に特定の電圧波形パルスを印加する測定用
電圧波形印加手段と、 その測定用電圧波形印加手段によって引き起こした前記
噴射液を含んだ圧力室内の圧力変動を検出し、その圧力
変動の周期を算出する周期演算部を有する圧力変動検出
手段と、 その周期演算部により算出された圧力変動の周期に基づ
いて液滴噴射用の駆動電圧波形を算出する駆動波形演算
手段と、 その駆動電圧波形を記憶する波形記憶手段と、 前記駆動電圧波形を用いて前記噴射液を噴射する液滴噴
射手段とを有することを特徴とする圧電式液滴噴射装
置。 - 【請求項２】 前記圧力変動検出手段は、さらに前記
圧力変動の時間的変化に基づき減衰率を算出する減衰率
演算部を有し、前記駆動波形演算手段は、前記周期演算
部および減衰率演算部により算出された圧力変動の周期
および減衰率に基づいて前記駆動電圧波形を算出するこ
とを特徴とする請求項１に記載の圧電式液滴噴射装置。 - 【請求項３】 一定の時間間隔ごと、一定の印字数ご
と、プリンタ電源の入力時、或いは任意のスイッチ操作
時に、前記測定用電圧波形印加手段による電圧波形パル
スの印加、前記圧力変動検出手段による圧力波の検出、
前記駆動波形演算手段による液滴噴射用の駆動電圧波形
の算出、前記波形記憶手段による駆動電圧波形の記憶の
一連の動作を行うことを特徴とする請求項１または２に
記載の圧電式液滴噴射装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14453193A JP3285253B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 圧電式液滴噴射装置 |
| US08/599,263 US5757392A (en) | 1992-09-11 | 1996-02-09 | Piezoelectric type liquid droplet ejecting device which compensates for residual pressure fluctuations |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14453193A JP3285253B2 (ja) | 1993-06-16 | 1993-06-16 | 圧電式液滴噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07132592A JPH07132592A (ja) | 1995-05-23 |
| JP3285253B2 true JP3285253B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=15364489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14453193A Expired - Lifetime JP3285253B2 (ja) | 1992-09-11 | 1993-06-16 | 圧電式液滴噴射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3285253B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6276774B1 (en) * | 1998-01-24 | 2001-08-21 | Eastman Kodak Company | Imaging apparatus capable of inhibiting inadvertent ejection of a satellite ink droplet therefrom and method of assembling same |
| US6858860B2 (en) | 2001-07-24 | 2005-02-22 | Seiko Epson Corporation | Apparatus and method for measuring natural period of liquid |
| JP2006088475A (ja) | 2004-09-22 | 2006-04-06 | Fuji Photo Film Co Ltd | 液体吐出装置及び液体吐出ヘッド回復方法 |
| JP2006103004A (ja) | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Fuji Photo Film Co Ltd | 液体吐出ヘッド |
| WO2006067704A1 (en) * | 2004-12-21 | 2006-06-29 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method for determining a constitution of a fluid that is present inside a dosing device |
| US7520585B2 (en) | 2005-03-30 | 2009-04-21 | Fujifilm Coroporation | Liquid ejection head and liquid ejection apparatus having multiple pressure sensor member layers |
| JP4561440B2 (ja) * | 2005-03-30 | 2010-10-13 | 富士フイルム株式会社 | 液体吐出ヘッド |
| JP4496433B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2010-07-07 | 富士フイルム株式会社 | 液体吐出装置 |
| JP4716174B2 (ja) | 2005-06-15 | 2011-07-06 | 富士フイルム株式会社 | 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 |
| JP2006347070A (ja) * | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Fujifilm Holdings Corp | 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 |
| WO2007060634A1 (en) * | 2005-11-28 | 2007-05-31 | Koninklijke Philips Electronics N. V. | Ink jet device for releasing controllably a plurality of substances onto a substrate, method of discriminating between a plurality of substances and use of an ink jet device |
| JP4860296B2 (ja) * | 2006-02-17 | 2012-01-25 | 富士フイルム株式会社 | 液体吐出装置及び圧力検出方法 |
| JP2014081269A (ja) * | 2012-10-16 | 2014-05-08 | Seiko Epson Corp | 圧力測定装置 |
| JP6136796B2 (ja) * | 2013-09-17 | 2017-05-31 | セイコーエプソン株式会社 | 印刷装置、及び、印刷装置の制御方法 |
-
1993
- 1993-06-16 JP JP14453193A patent/JP3285253B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07132592A (ja) | 1995-05-23 |
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