JP3294756B2 - インク噴射装置 - Google Patents
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- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インク噴射装置に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】今日、これまでのインパクト方式の印字
装置にとってかわり、その市場を大きく拡大しつつある
ノンインパクト方式の印字装置のなかで、原理が最も単
純で、かつ多階調化やカラー化が容易であるものとし
て、インクジェット方式の印字装置が挙げられる。なか
でも印字に使用するインク滴のみを噴射するドロップ・
オン・デマンド型が、噴射効率の良さ、ランニングコス
トの安さなどから急速に普及している。
装置にとってかわり、その市場を大きく拡大しつつある
ノンインパクト方式の印字装置のなかで、原理が最も単
純で、かつ多階調化やカラー化が容易であるものとし
て、インクジェット方式の印字装置が挙げられる。なか
でも印字に使用するインク滴のみを噴射するドロップ・
オン・デマンド型が、噴射効率の良さ、ランニングコス
トの安さなどから急速に普及している。
【０００３】ドロップ・オン・デマンド型として特公昭
５３−１２１３８号公報に開示されているカイザー型、
あるいは特公昭６１−５９９１４号公報に開示されてい
るサーマルジェット型がその代表的な方式としてある。
このうち、前者は小型化が難しく、後者は高熱をインク
に加えるためにインクの耐熱性に対する要求が必要とさ
れ、それぞれに非常に困難な問題を抱えている。
５３−１２１３８号公報に開示されているカイザー型、
あるいは特公昭６１−５９９１４号公報に開示されてい
るサーマルジェット型がその代表的な方式としてある。
このうち、前者は小型化が難しく、後者は高熱をインク
に加えるためにインクの耐熱性に対する要求が必要とさ
れ、それぞれに非常に困難な問題を抱えている。
【０００４】以上のような欠陥を同時に解決する新たな
方式として提案されたのが、特開昭６３−２４７０５１
号公報に開示されている圧電セラミックスを利用したせ
ん断モード型である。
方式として提案されたのが、特開昭６３−２４７０５１
号公報に開示されている圧電セラミックスを利用したせ
ん断モード型である。
【０００５】図２に示すように、上記せん断モード型の
インク噴射装置６００は、底壁６０１、天壁６０２及び
その間のせん断モードアクチュエータ壁６０３からな
る。そのアクチュエータ壁６０３は、底壁６０１に接着
され、且つ矢印６１１方向に分極された下部壁６０７
と、天壁６０２に接着され、且つ矢印６０９方向に分極
された上部壁６０５からなっている。アクチュエータ壁
６０３は一対となって、その間にインク流路６１３を形
成し、且つ次の一対のアクチュエータ壁６０３の間に
は、インク流路６１３よりも狭い空間６１５を形成して
いる。
インク噴射装置６００は、底壁６０１、天壁６０２及び
その間のせん断モードアクチュエータ壁６０３からな
る。そのアクチュエータ壁６０３は、底壁６０１に接着
され、且つ矢印６１１方向に分極された下部壁６０７
と、天壁６０２に接着され、且つ矢印６０９方向に分極
された上部壁６０５からなっている。アクチュエータ壁
６０３は一対となって、その間にインク流路６１３を形
成し、且つ次の一対のアクチュエータ壁６０３の間に
は、インク流路６１３よりも狭い空間６１５を形成して
いる。
【０００６】各インク流路６１３の一端には、ノズル６
１８を有するノズルプレート６１７が固着され、各アク
チュエータ壁６０３の両側面には電極６１９，６２１が
金属層として設けられている。また、各インク流路６１
３の他端には、共通インク室６２６を有し、かつ該共通
インク室６２６内のインクが前記空間６１５に浸入しな
いための目止め部６２７を有するマニホールド部材６２
８が固着されている。各電極６１９，６２１はインクと
絶縁するための絶縁層（図示せず）で覆われている。そ
して、空間６１５に面している電極６２１はアース６２
３に接続され、インク流路６１３内に設けられている電
極６１９はアクチュエータ駆動信号を与えるシリコン・
チップ６２５に接続されている。
１８を有するノズルプレート６１７が固着され、各アク
チュエータ壁６０３の両側面には電極６１９，６２１が
金属層として設けられている。また、各インク流路６１
３の他端には、共通インク室６２６を有し、かつ該共通
インク室６２６内のインクが前記空間６１５に浸入しな
いための目止め部６２７を有するマニホールド部材６２
８が固着されている。各電極６１９，６２１はインクと
絶縁するための絶縁層（図示せず）で覆われている。そ
して、空間６１５に面している電極６２１はアース６２
３に接続され、インク流路６１３内に設けられている電
極６１９はアクチュエータ駆動信号を与えるシリコン・
チップ６２５に接続されている。
【０００７】次に、このインク噴射装置６００の製造方
法を説明する。まず、矢印６１１に分極された圧電セラ
ミックス層を底壁６０１に接着し、矢印６０９に分極さ
れた圧電セラミックス層を天壁６０２に接着する。各圧
電セラミックス層の厚みは、下部壁６０７、上部壁６０
５の高さに等しい。次に、圧電セラミックス層に、平行
な溝をダイヤモンドカッティング円板の回転等によって
形成して、下部壁６０７、上部壁６０５を形成する。そ
して、真空蒸着によって下部壁６０７の側面に電極６１
９を形成し、その電極６１９上に前記電極層を設ける。
同様にして上部壁６０５の側面に電極６２１、前記絶縁
層を設ける。
法を説明する。まず、矢印６１１に分極された圧電セラ
ミックス層を底壁６０１に接着し、矢印６０９に分極さ
れた圧電セラミックス層を天壁６０２に接着する。各圧
電セラミックス層の厚みは、下部壁６０７、上部壁６０
５の高さに等しい。次に、圧電セラミックス層に、平行
な溝をダイヤモンドカッティング円板の回転等によって
形成して、下部壁６０７、上部壁６０５を形成する。そ
して、真空蒸着によって下部壁６０７の側面に電極６１
９を形成し、その電極６１９上に前記電極層を設ける。
同様にして上部壁６０５の側面に電極６２１、前記絶縁
層を設ける。
【０００８】上部壁６０５の天頂部と下部壁６０７の天
頂部とを接着してインク流路６１３と空間６１５とを形
成する。次に、ノズル６１８が形成されているノズルプ
レート６１７を、ノズル６１８がインク流路６１３と対
応するように、インク流路６１３及び空間６１５の一端
に接着し、目止め部６２７と共通インク室６２６とが形
成されているマニホールド部材６２８を、目止め部６２
７が空間６１５と対応するように、インク流路６１３及
び空間６１５の他端に接着し、インク流路６１３と空間
６１５との他端をシリコン・チップ６２５とアース６２
３とに接続する。
頂部とを接着してインク流路６１３と空間６１５とを形
成する。次に、ノズル６１８が形成されているノズルプ
レート６１７を、ノズル６１８がインク流路６１３と対
応するように、インク流路６１３及び空間６１５の一端
に接着し、目止め部６２７と共通インク室６２６とが形
成されているマニホールド部材６２８を、目止め部６２
７が空間６１５と対応するように、インク流路６１３及
び空間６１５の他端に接着し、インク流路６１３と空間
６１５との他端をシリコン・チップ６２５とアース６２
３とに接続する。
【０００９】そして、各インク流路６１３の電極６１９
にシリコン・チップ６２５が電圧を印加することによっ
て、各アクチュエータ壁６０３がインク流路６１３の容
積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。例えば図
３に示すようにインク流路６１３ｃに電圧Ｖが印加され
るとアクチュエータ壁６０３ｅに矢印６２９、６３１の
方向、アクチュエータ壁６０３ｆに矢印６３０、６３２
の方向の電界が発生し、アクチュエータ壁６０３ｄ、６
０３ｅがインク流路６１３ｃの容積を増加する方向に圧
電厚みすべり変形する。このときノズル６１８ｃ付近を
含むインク流路６１３ｃ内の圧力が減少する。この状態
を圧力波のインク流路６１３内での片道伝播時間Ｔだけ
維持する。すると、その間共通インク室６２６からイン
クが供給される。
にシリコン・チップ６２５が電圧を印加することによっ
て、各アクチュエータ壁６０３がインク流路６１３の容
積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。例えば図
３に示すようにインク流路６１３ｃに電圧Ｖが印加され
るとアクチュエータ壁６０３ｅに矢印６２９、６３１の
方向、アクチュエータ壁６０３ｆに矢印６３０、６３２
の方向の電界が発生し、アクチュエータ壁６０３ｄ、６
０３ｅがインク流路６１３ｃの容積を増加する方向に圧
電厚みすべり変形する。このときノズル６１８ｃ付近を
含むインク流路６１３ｃ内の圧力が減少する。この状態
を圧力波のインク流路６１３内での片道伝播時間Ｔだけ
維持する。すると、その間共通インク室６２６からイン
クが供給される。
【００１０】なお、上記Ｔはインク流路６１３内の圧力
波が、インク流路６１３の長手方向に伝播するのに必要
な時間であり、インク流路６１３の長さＬとこのインク
流路６１３内部のインク中での音速ａとにより決まり、
Ｔ＝Ｌ／ａである。圧力波の伝播理論によると、上記の
電圧の印加からちょうどＴ時間がたつとインク流路６１
３内の圧力が逆転し、正の圧力に転じるが、このタイミ
ングに合わせてインク流路６１３ｃの電極６１９ｃに印
加されている電圧を０に戻す。すると、アクチュエータ
壁６０３ｅ、６０３ｆが変形前の状態（図２）に戻り、
インクに圧力が加えられる。そのとき、前記正に転じた
圧力と、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆが変形前
の状態に戻ることにより発生した圧力とが加え合わさ
れ、比較的高い圧力がインク流路６１３ｃのノズル６１
８ｃ付近の部分に生じて、インクがノズル６１８ｃから
噴射される。
波が、インク流路６１３の長手方向に伝播するのに必要
な時間であり、インク流路６１３の長さＬとこのインク
流路６１３内部のインク中での音速ａとにより決まり、
Ｔ＝Ｌ／ａである。圧力波の伝播理論によると、上記の
電圧の印加からちょうどＴ時間がたつとインク流路６１
３内の圧力が逆転し、正の圧力に転じるが、このタイミ
ングに合わせてインク流路６１３ｃの電極６１９ｃに印
加されている電圧を０に戻す。すると、アクチュエータ
壁６０３ｅ、６０３ｆが変形前の状態（図２）に戻り、
インクに圧力が加えられる。そのとき、前記正に転じた
圧力と、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆが変形前
の状態に戻ることにより発生した圧力とが加え合わさ
れ、比較的高い圧力がインク流路６１３ｃのノズル６１
８ｃ付近の部分に生じて、インクがノズル６１８ｃから
噴射される。
【００１１】しかしながら近接する複数のインク流路６
１３を同時に噴射すると、ピーク電流が大きくなるの
で、配線途中で電圧が低下して駆動電圧が下がり噴射に
悪影響がおこる。また、駆動回路内の電源配線を太くす
る必要があるために、回路の大型化及びコストアップと
なる。
１３を同時に噴射すると、ピーク電流が大きくなるの
で、配線途中で電圧が低下して駆動電圧が下がり噴射に
悪影響がおこる。また、駆動回路内の電源配線を太くす
る必要があるために、回路の大型化及びコストアップと
なる。
【００１２】この問題を解決するために、近接する複数
のインク流路６１３に対応するアクチュエータ壁６０３
に印加する駆動電圧信号の位相を互いに異ならせて噴射
駆動をしていた。図５に示すように位相の早い第１の駆
動信号１０と位相の遅い第２の駆動信号２０では、駆動
電圧の振幅Ｖとパルス幅Ｗｃは共通であるが、位相をｄ
だけずらしているのである。
のインク流路６１３に対応するアクチュエータ壁６０３
に印加する駆動電圧信号の位相を互いに異ならせて噴射
駆動をしていた。図５に示すように位相の早い第１の駆
動信号１０と位相の遅い第２の駆動信号２０では、駆動
電圧の振幅Ｖとパルス幅Ｗｃは共通であるが、位相をｄ
だけずらしているのである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成のインク噴射装置の駆動方法では、近接する複数
のインク流路６１３に対応するアクチュエータ壁６０３
に印加する駆動電圧信号の位相を互いに異ならせて噴射
駆動をしているために、そのずらした位相の分だけ噴射
液滴の着弾位置がずれるために印字品質が低下するとい
う問題がある。例えば図６は、１０ｋＨｚの周波数で７
２０ｄｐｉの解像度の印字を１ｍｍ離れた紙面におこな
った場合の着弾位置のずれ量を示している。液滴の噴射
速度を５ｍ／ｓとした場合は、位相差を１０μｓ、２０
μｓ、３０μｓと変化させると、着弾ずれ量がそれぞれ
３．５μｍ、７．１μｍ、１０．６μｍとなることが分
かる。
た構成のインク噴射装置の駆動方法では、近接する複数
のインク流路６１３に対応するアクチュエータ壁６０３
に印加する駆動電圧信号の位相を互いに異ならせて噴射
駆動をしているために、そのずらした位相の分だけ噴射
液滴の着弾位置がずれるために印字品質が低下するとい
う問題がある。例えば図６は、１０ｋＨｚの周波数で７
２０ｄｐｉの解像度の印字を１ｍｍ離れた紙面におこな
った場合の着弾位置のずれ量を示している。液滴の噴射
速度を５ｍ／ｓとした場合は、位相差を１０μｓ、２０
μｓ、３０μｓと変化させると、着弾ずれ量がそれぞれ
３．５μｍ、７．１μｍ、１０．６μｍとなることが分
かる。
【００１４】また、位相差が１０μｓ、２０μｓ、３０
μｓのときに位相の遅い駆動電圧信号による液滴の噴射
速度をそれぞれ５．２５ｍ／ｓ、５．５５ｍ／ｓ、５．
９ｍ／ｓとすることで、着弾位置のずれを補正できるた
め、位相の早い駆動電圧信号と、位相の遅い駆動電圧信
号とで、駆動電圧信号の振幅を変え、駆動電圧信号の位
相の違いにかかわらず噴射液滴が記録媒体（例えば紙
面）へ同時に到達するようにしていたが、２種以上の電
源を必要とし、製造コストが増加するという問題があっ
た。
μｓのときに位相の遅い駆動電圧信号による液滴の噴射
速度をそれぞれ５．２５ｍ／ｓ、５．５５ｍ／ｓ、５．
９ｍ／ｓとすることで、着弾位置のずれを補正できるた
め、位相の早い駆動電圧信号と、位相の遅い駆動電圧信
号とで、駆動電圧信号の振幅を変え、駆動電圧信号の位
相の違いにかかわらず噴射液滴が記録媒体（例えば紙
面）へ同時に到達するようにしていたが、２種以上の電
源を必要とし、製造コストが増加するという問題があっ
た。
【００１５】本発明は、単一の電源のみで、駆動電圧信
号の位相をずらして噴射駆動をしたときの、着弾位置の
ずれを補正し、良好な印字品質の得られる低コストのイ
ンク噴射装置を提供することを目的とする。
号の位相をずらして噴射駆動をしたときの、着弾位置の
ずれを補正し、良好な印字品質の得られる低コストのイ
ンク噴射装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１では、インクが充填される複数のイ
ンク流路と、前記インク流路に連通され、インクが噴射
されるノズルと、駆動信号の印加によって前記インク流
路内の容積を増加して該インク流路内に圧力波を発生
し、その圧力波の圧力と前記容積を減少させることによ
って生じる圧力とを加え合わせた圧力によりノズルから
インクを噴射させるアクチュエータ部材と、前記複数の
アクチュエータ部材のうち一部に位相の早い駆動信号
を、残りに位相の遅い駆動信号をそれぞれ印加する制御
部とを有するインク噴射装置において、前記制御部が出
力する位相の早い駆動信号と、位相の遅い駆動信号と
は、波高値が同一で、且つ前記インク流路内の容積を増
加して減少させるまでのパルス幅を異ならせることによ
って、両駆動信号により噴射されるインク液滴の噴射速
度を異ならせることができる。その結果、位相の遅い駆
動信号により噴射されるインク液滴の噴射速度を、位相
の早い駆動信号により噴射されるインク液滴の噴射速度
よりも早くでき、記録媒体上での着弾位置のずれを補正
できる。
に本発明の請求項１では、インクが充填される複数のイ
ンク流路と、前記インク流路に連通され、インクが噴射
されるノズルと、駆動信号の印加によって前記インク流
路内の容積を増加して該インク流路内に圧力波を発生
し、その圧力波の圧力と前記容積を減少させることによ
って生じる圧力とを加え合わせた圧力によりノズルから
インクを噴射させるアクチュエータ部材と、前記複数の
アクチュエータ部材のうち一部に位相の早い駆動信号
を、残りに位相の遅い駆動信号をそれぞれ印加する制御
部とを有するインク噴射装置において、前記制御部が出
力する位相の早い駆動信号と、位相の遅い駆動信号と
は、波高値が同一で、且つ前記インク流路内の容積を増
加して減少させるまでのパルス幅を異ならせることによ
って、両駆動信号により噴射されるインク液滴の噴射速
度を異ならせることができる。その結果、位相の遅い駆
動信号により噴射されるインク液滴の噴射速度を、位相
の早い駆動信号により噴射されるインク液滴の噴射速度
よりも早くでき、記録媒体上での着弾位置のずれを補正
できる。
【００１７】請求項２のインク噴射装置では、前記制御
部が出力する位相の遅い駆動信号のパルス幅を、インク
流路内のインクに発生した圧力波がインク流路を片道伝
播する時間（＝１Ｔ）とすることによって、位相の遅い
駆動信号により噴射されるインク液滴の噴射速度は速く
なり、記録媒体上での着弾位置のずれが補正される。
部が出力する位相の遅い駆動信号のパルス幅を、インク
流路内のインクに発生した圧力波がインク流路を片道伝
播する時間（＝１Ｔ）とすることによって、位相の遅い
駆動信号により噴射されるインク液滴の噴射速度は速く
なり、記録媒体上での着弾位置のずれが補正される。
【００１８】更に、請求項３におけるインク噴射装置で
は、前記制御部が出力する位相の早い駆動信号のパルス
幅を０．４Ｔ〜０．９Ｔ、１．１Ｔ〜１．８Ｔ、２．３
Ｔ〜３．６Ｔ若しくは４．３Ｔ〜５．５Ｔの範囲内で規
定したことによって、このパルスにより噴射速度が充分
に遅いインク液滴が噴射される。これにより、位相の遅
い駆動信号により噴射されるインク液滴との記録媒体上
での着弾位置のずれが矯正されて質の高い印字記録が達
成される。
は、前記制御部が出力する位相の早い駆動信号のパルス
幅を０．４Ｔ〜０．９Ｔ、１．１Ｔ〜１．８Ｔ、２．３
Ｔ〜３．６Ｔ若しくは４．３Ｔ〜５．５Ｔの範囲内で規
定したことによって、このパルスにより噴射速度が充分
に遅いインク液滴が噴射される。これにより、位相の遅
い駆動信号により噴射されるインク液滴との記録媒体上
での着弾位置のずれが矯正されて質の高い印字記録が達
成される。
【００１９】
【００２０】
【００２１】請求項４のインク噴射装置では、前記アク
チュエータ部材は、圧電素子を有するアクチュエータ壁
であり、前記インク流路はアクチュエータ壁によって構
成されることによって、前記制御部により印加される駆
動信号に応じてインク室の容積が変化してインクが噴射
される。
チュエータ部材は、圧電素子を有するアクチュエータ壁
であり、前記インク流路はアクチュエータ壁によって構
成されることによって、前記制御部により印加される駆
動信号に応じてインク室の容積が変化してインクが噴射
される。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
例を図面を参照して説明する。尚、従来例と同一の部材
には同一の符号を付し、その説明を省略する。
例を図面を参照して説明する。尚、従来例と同一の部材
には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００２３】本実施例のインク噴射装置６００は、図２
に示す従来のインク噴射装置６００と同様に、底壁６０
１、天壁６０２及びその間のせん断モードアクチュエー
タ壁６０３からなる。そのアクチュエータ壁６０３は、
底壁６０１に接着され、且つ矢印６１１方向に分極され
た下部壁６０７と、天壁６０２に接着され、且つ矢印６
０９方向に分極された上部壁６０５とからなっている。
アクチュエータ壁６０３は一対となって、その間にイン
ク流路６１３を形成し、且つ次の一対のアクチュエータ
壁６０３の間には、インク流路６１３よりも狭い空間６
１５を形成している。
に示す従来のインク噴射装置６００と同様に、底壁６０
１、天壁６０２及びその間のせん断モードアクチュエー
タ壁６０３からなる。そのアクチュエータ壁６０３は、
底壁６０１に接着され、且つ矢印６１１方向に分極され
た下部壁６０７と、天壁６０２に接着され、且つ矢印６
０９方向に分極された上部壁６０５とからなっている。
アクチュエータ壁６０３は一対となって、その間にイン
ク流路６１３を形成し、且つ次の一対のアクチュエータ
壁６０３の間には、インク流路６１３よりも狭い空間６
１５を形成している。
【００２４】各インク流路６１３の一端には、インクを
噴射するノズル６１８が形成されているノズルプレート
６１７が固着され、各アクチュエータ壁６０３の両側面
には電極６１９，６２１が金属層として設けられてい
る。各電極６１９，６２１はインクと絶縁するための絶
縁層（図示せず）で覆われている。そして、空間６１５
に面している電極６２１はアース６２３に接続され、イ
ンク流路６１３内に設けられている電極６１９はアクチ
ュエータ駆動回路を与えるシリコン・チップ６２５に接
続されている。
噴射するノズル６１８が形成されているノズルプレート
６１７が固着され、各アクチュエータ壁６０３の両側面
には電極６１９，６２１が金属層として設けられてい
る。各電極６１９，６２１はインクと絶縁するための絶
縁層（図示せず）で覆われている。そして、空間６１５
に面している電極６２１はアース６２３に接続され、イ
ンク流路６１３内に設けられている電極６１９はアクチ
ュエータ駆動回路を与えるシリコン・チップ６２５に接
続されている。
【００２５】本インク噴射装置の具体的な寸法の１例
は、インク流路６１３の長さＬが７．５ｍｍである。ノ
ズル６１８は、インク噴射側の径が３５μｍ、インク流
路６１３側の径が７２μｍ、長さが１００μｍである。
また、実験に供したインクの粘性は２ｍＰａ・ｓ、表面
張力は３０ｍＮ／ｍであり、このインク流路６１３内の
インク中における音速をａと上記Ｌとの比Ｌ／ａ（＝
Ｔ）は１２μｓｅｃであった。
は、インク流路６１３の長さＬが７．５ｍｍである。ノ
ズル６１８は、インク噴射側の径が３５μｍ、インク流
路６１３側の径が７２μｍ、長さが１００μｍである。
また、実験に供したインクの粘性は２ｍＰａ・ｓ、表面
張力は３０ｍＮ／ｍであり、このインク流路６１３内の
インク中における音速をａと上記Ｌとの比Ｌ／ａ（＝
Ｔ）は１２μｓｅｃであった。
【００２６】そして、各インク流路６１３の電極６１９
にシリコン・チップ６２５が電圧を印加することによっ
て、各アクチュエータ壁６０３がインク流路６１３の容
積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。
にシリコン・チップ６２５が電圧を印加することによっ
て、各アクチュエータ壁６０３がインク流路６１３の容
積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。
【００２７】次にインク流路６１３内の電極６１９に印
加する駆動波形１０、２０を図１に示す。第１の駆動波
形１０は、位相の早い駆動電圧波形であり、第２の駆動
波形２０は位相の遅い駆動電圧波形である。前記第１の
駆動波形１０と、前記第２の駆動波形２０とは、駆動電
圧信号の振幅Ｖは同じであるが、パルス幅Ｗａ、Ｗｂが
異なっており、位相の差はｄである。
加する駆動波形１０、２０を図１に示す。第１の駆動波
形１０は、位相の早い駆動電圧波形であり、第２の駆動
波形２０は位相の遅い駆動電圧波形である。前記第１の
駆動波形１０と、前記第２の駆動波形２０とは、駆動電
圧信号の振幅Ｖは同じであるが、パルス幅Ｗａ、Ｗｂが
異なっており、位相の差はｄである。
【００２８】第２の駆動波形２０のパルス幅Ｗｂは上述
したインク流路６１３内のインクの圧力波の片道伝番時
間Ｔに一致し、すなわち１２μｓｅｃであるため、比較
的高い圧力がインク流路６１３のノズル６１８付近の部
分に生じ、比較的噴射速度の早いインクがノズル６１８
から噴射される。これに対し第１の駆動波形１０のパル
ス幅Ｗａは上記インク流路６１３内のインクの圧力波の
片道伝番時間Ｔよりも短く、８μｓｅｃとしており、イ
ンク流路６１３のノズル６１８付近のインクの圧力が十
分にあがらないため、前記第２の駆動波形２０による噴
射に比べて噴射速度の遅いインクがノズル６１８から噴
射される。
したインク流路６１３内のインクの圧力波の片道伝番時
間Ｔに一致し、すなわち１２μｓｅｃであるため、比較
的高い圧力がインク流路６１３のノズル６１８付近の部
分に生じ、比較的噴射速度の早いインクがノズル６１８
から噴射される。これに対し第１の駆動波形１０のパル
ス幅Ｗａは上記インク流路６１３内のインクの圧力波の
片道伝番時間Ｔよりも短く、８μｓｅｃとしており、イ
ンク流路６１３のノズル６１８付近のインクの圧力が十
分にあがらないため、前記第２の駆動波形２０による噴
射に比べて噴射速度の遅いインクがノズル６１８から噴
射される。
【００２９】ここで前記第１の駆動波形１０のパルス幅
Ｗａは、インクの圧力波の片道伝番時間Ｔと異なってい
ればよく、パルス幅Ｗａは、例えば１６μｓｅｃ程度
に、インク流路６１３内のインクの圧力波の片道伝番時
間Ｔよりも大きくしても、インク流路６１３のノズル６
１８付近のインクの圧力が十分にあがらないため、前記
第２の駆動波形２０による噴射に比べて噴射速度の遅い
インクがノズル６１８から噴射される。
Ｗａは、インクの圧力波の片道伝番時間Ｔと異なってい
ればよく、パルス幅Ｗａは、例えば１６μｓｅｃ程度
に、インク流路６１３内のインクの圧力波の片道伝番時
間Ｔよりも大きくしても、インク流路６１３のノズル６
１８付近のインクの圧力が十分にあがらないため、前記
第２の駆動波形２０による噴射に比べて噴射速度の遅い
インクがノズル６１８から噴射される。
【００３０】本実施例のインク噴射装置６００を用いて
噴射テストを行った。１０ｋＨｚの周波数で７２０ｄｐ
ｉの解像度の印字を１ｍｍ離れた紙面に印字し、図１に
示す位相の遅い第２の駆動波形２０及び位相の早い第１
の駆動波形１０の駆動電圧信号の振幅Ｖは２０ｖとし、
前記第１の駆動波形１０と前記第２の駆動波形２０の位
相差ｄは２０μｓｅｃとした。
噴射テストを行った。１０ｋＨｚの周波数で７２０ｄｐ
ｉの解像度の印字を１ｍｍ離れた紙面に印字し、図１に
示す位相の遅い第２の駆動波形２０及び位相の早い第１
の駆動波形１０の駆動電圧信号の振幅Ｖは２０ｖとし、
前記第１の駆動波形１０と前記第２の駆動波形２０の位
相差ｄは２０μｓｅｃとした。
【００３１】第１の駆動波形１０では、液滴の噴射速度
が５．０ｍ／ｓとなり、第２の駆動波形２０では、液滴
の噴射速度が５．６ｍ／ｓとなった。図６を見て分かる
ようにに位相のずれが２０μｓの場合、位相の早い駆動
電圧信号が印加される方の液滴の噴射速度を５ｍ／ｓと
し、位相の遅い駆動電圧信号が印加される方の液滴の噴
射速度を５．６ｍ／ｓとすれば着弾位置のずれ量はほと
んどなくなることが分かる。従って、高品位の記録を行
なうことができる。
が５．０ｍ／ｓとなり、第２の駆動波形２０では、液滴
の噴射速度が５．６ｍ／ｓとなった。図６を見て分かる
ようにに位相のずれが２０μｓの場合、位相の早い駆動
電圧信号が印加される方の液滴の噴射速度を５ｍ／ｓと
し、位相の遅い駆動電圧信号が印加される方の液滴の噴
射速度を５．６ｍ／ｓとすれば着弾位置のずれ量はほと
んどなくなることが分かる。従って、高品位の記録を行
なうことができる。
【００３２】また、単一の駆動電源にて駆動することが
できるため、従来よりもコストを低下することができ
る。
できるため、従来よりもコストを低下することができ
る。
【００３３】更に、第１の駆動波形１０のパルス幅Ｗａ
を様々に変化させて、噴射テストを行った。そのときに
吐出されるインク液滴の速度及び液滴量の変動結果を、
図４に示す。図４に示されるように、第１の駆動波形１
０のパルス幅Ｗａを０．４Ｔ〜０．９Ｔ、１．１Ｔ〜
１．８Ｔ、２．３Ｔ〜３．６Ｔ若しくは４．３Ｔ〜５．
５Ｔの範囲内で規定すれば、このパルスにより噴射速度
が充分に遅いインク液滴が噴射される。これにより、第
２の駆動波形２０により噴射されるインク液滴との記録
媒体上での着弾位置のずれを矯正することができる。
を様々に変化させて、噴射テストを行った。そのときに
吐出されるインク液滴の速度及び液滴量の変動結果を、
図４に示す。図４に示されるように、第１の駆動波形１
０のパルス幅Ｗａを０．４Ｔ〜０．９Ｔ、１．１Ｔ〜
１．８Ｔ、２．３Ｔ〜３．６Ｔ若しくは４．３Ｔ〜５．
５Ｔの範囲内で規定すれば、このパルスにより噴射速度
が充分に遅いインク液滴が噴射される。これにより、第
２の駆動波形２０により噴射されるインク液滴との記録
媒体上での着弾位置のずれを矯正することができる。
【００３４】しかし、インク液滴の噴射速度が極端に遅
いと、外乱の影響を受け易くなり、インク液滴の着弾精
度そのものがバラついて印字品質が低下する虞がある。
更に、噴射速度が遅いと、前記第１の駆動波形１０と前
記第２の駆動波形２０位相差ｄをかなり大きくしない
と、第２の駆動波形２０により噴射されるインク液滴と
の記録媒体上での着弾位置を矯正できなくなる。そのた
め、１ラインを印字する駆動サイクルに係る時間が長く
なってしまい、駆動周波数を高くできない、即ち印字速
度が制限されることとなる。同様に、第１の駆動波形１
０のパルス幅Ｗａが長すぎるのも駆動サイクルを長くす
る原因となり、印字速度を高められなくする。この点を
考慮すると、好ましくは、第１の駆動波形１０のパルス
幅Ｗａを０．５Ｔ〜０．８Ｔ、１．２Ｔ〜１．６Ｔ若し
くは２．６Ｔ〜３．４Ｔの範囲内で規定するのがよい。
いと、外乱の影響を受け易くなり、インク液滴の着弾精
度そのものがバラついて印字品質が低下する虞がある。
更に、噴射速度が遅いと、前記第１の駆動波形１０と前
記第２の駆動波形２０位相差ｄをかなり大きくしない
と、第２の駆動波形２０により噴射されるインク液滴と
の記録媒体上での着弾位置を矯正できなくなる。そのた
め、１ラインを印字する駆動サイクルに係る時間が長く
なってしまい、駆動周波数を高くできない、即ち印字速
度が制限されることとなる。同様に、第１の駆動波形１
０のパルス幅Ｗａが長すぎるのも駆動サイクルを長くす
る原因となり、印字速度を高められなくする。この点を
考慮すると、好ましくは、第１の駆動波形１０のパルス
幅Ｗａを０．５Ｔ〜０．８Ｔ、１．２Ｔ〜１．６Ｔ若し
くは２．６Ｔ〜３．４Ｔの範囲内で規定するのがよい。
【００３５】加えて、液滴量に注目し、第１の駆動波形
１０により噴射されるインク液滴と第２の駆動波形２０
により噴射されるインク液滴との記録媒体上でのドット
径のばらつきを抑制するためには、好ましくは、第１の
駆動波形１０のパルス幅Ｗａを０．６Ｔ〜０．８Ｔ、
１．２Ｔ〜１．４Ｔ若しくは２．９Ｔ〜３．１Ｔの範囲
内で規定するのがよい。これにより、より一層、記録媒
体上での着弾位置のずれが矯正されると共に、印字むら
の無い質の高い印字記録が達成できる。
１０により噴射されるインク液滴と第２の駆動波形２０
により噴射されるインク液滴との記録媒体上でのドット
径のばらつきを抑制するためには、好ましくは、第１の
駆動波形１０のパルス幅Ｗａを０．６Ｔ〜０．８Ｔ、
１．２Ｔ〜１．４Ｔ若しくは２．９Ｔ〜３．１Ｔの範囲
内で規定するのがよい。これにより、より一層、記録媒
体上での着弾位置のずれが矯正されると共に、印字むら
の無い質の高い印字記録が達成できる。
【００３６】以上、一実施例を詳細に説明したが、本発
明はこの実施例に限定されるものではない。例えば上記
実施例では、ノズル、および駆動位相を２種に分けてい
たが、３種以上でもよい。また、位相のずらし量、パル
ス幅など、その他の構成についても、特許請求の範囲を
逸脱することなく、当業者の知識に基づいて種々の変
更、改良を施した態様で本発明を実施できる。
明はこの実施例に限定されるものではない。例えば上記
実施例では、ノズル、および駆動位相を２種に分けてい
たが、３種以上でもよい。また、位相のずらし量、パル
ス幅など、その他の構成についても、特許請求の範囲を
逸脱することなく、当業者の知識に基づいて種々の変
更、改良を施した態様で本発明を実施できる。
【００３７】また、本実施例では、圧電素子の変形を利
用してインクを噴射していたが、ソレノイド等を用いて
インク流路の容積を変化させてインクを噴射しても良
い。
用してインクを噴射していたが、ソレノイド等を用いて
インク流路の容積を変化させてインクを噴射しても良
い。
【００３８】
【発明の効果】上述したように、本発明の請求項１のイ
ンク噴射装置によれば、駆動信号の印加によって前記イ
ンク流路内の容積を増加して該インク流路内に圧力波を
発生し、その圧力波の圧力と前記容積を減少させること
によって生じる圧力とを加え合わせた圧力によりノズル
からインクを噴射させるものにおいて、前記制御部が出
力する位相の早い駆動信号と、位相の遅い駆動信号と
は、波高値が同一であるが、前記インク流路内の容積を
増加して減少させるまでのパルス幅が異なるので、両駆
動信号により噴射されるインク液滴の噴射速度を異なら
せることができる。その結果、位相の遅い駆動信号によ
り噴射されるインク液滴の噴射速度を、位相の早い駆動
信号により噴射されるインク液滴の噴射速度よりも早く
でき、記録媒体上での着弾位置のずれがなく、高品位の
記録を行なうことができる。また、単一の駆動電源にて
駆動することができるため、従来よりもコストを低下す
ることができる。
ンク噴射装置によれば、駆動信号の印加によって前記イ
ンク流路内の容積を増加して該インク流路内に圧力波を
発生し、その圧力波の圧力と前記容積を減少させること
によって生じる圧力とを加え合わせた圧力によりノズル
からインクを噴射させるものにおいて、前記制御部が出
力する位相の早い駆動信号と、位相の遅い駆動信号と
は、波高値が同一であるが、前記インク流路内の容積を
増加して減少させるまでのパルス幅が異なるので、両駆
動信号により噴射されるインク液滴の噴射速度を異なら
せることができる。その結果、位相の遅い駆動信号によ
り噴射されるインク液滴の噴射速度を、位相の早い駆動
信号により噴射されるインク液滴の噴射速度よりも早く
でき、記録媒体上での着弾位置のずれがなく、高品位の
記録を行なうことができる。また、単一の駆動電源にて
駆動することができるため、従来よりもコストを低下す
ることができる。
【００３９】請求項２のインク噴射装置によれば、前記
制御部が出力する位相の遅い駆動信号のパルス幅を、イ
ンク流路内のインクに発生した圧力がインク流路を片道
伝播する時間とするので、インク液滴の噴射効率が良
く、噴射速度を速くすることができる。
制御部が出力する位相の遅い駆動信号のパルス幅を、イ
ンク流路内のインクに発生した圧力がインク流路を片道
伝播する時間とするので、インク液滴の噴射効率が良
く、噴射速度を速くすることができる。
【００４０】更に、請求項３におけるインク噴射装置に
よれば、前記制御部が出力する位相の早い駆動信号のパ
ルス幅を０．４Ｔ〜０．９Ｔ、１．１Ｔ〜１．８Ｔ、
２．３Ｔ〜３．６Ｔ若しくは４．３Ｔ〜５．５Ｔの範囲
内で規定したことによって、このパルスにより噴射速度
が充分に遅いインク液滴が噴射される。これにより、位
相の遅い駆動信号により噴射されるインク液滴との記録
媒体上での着弾位置のずれが矯正されて質の高い印字記
録が達成できる。
よれば、前記制御部が出力する位相の早い駆動信号のパ
ルス幅を０．４Ｔ〜０．９Ｔ、１．１Ｔ〜１．８Ｔ、
２．３Ｔ〜３．６Ｔ若しくは４．３Ｔ〜５．５Ｔの範囲
内で規定したことによって、このパルスにより噴射速度
が充分に遅いインク液滴が噴射される。これにより、位
相の遅い駆動信号により噴射されるインク液滴との記録
媒体上での着弾位置のずれが矯正されて質の高い印字記
録が達成できる。
【００４１】
【００４２】
【００４３】請求項４のインク噴射装置によれば、前記
制御部により印加される駆動信号に応じてアクチュエー
タ壁を変形させて、インク流路の容積を変化させること
により、インクを噴射することができる。
制御部により印加される駆動信号に応じてアクチュエー
タ壁を変形させて、インク流路の容積を変化させること
により、インクを噴射することができる。
【図１】本発明に係る駆動電圧信号の一実施例を示す図
である。
である。
【図２】本発明および従来例に係るインク噴射装置の一
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
【図３】同インク噴射装置の動作を説明する図である。
【図４】第１の駆動波形のパルス幅Ｗａを変えたときの
インク液滴の速度及び液滴量の変動結果を示す図であ
る。
インク液滴の速度及び液滴量の変動結果を示す図であ
る。
【図５】従来例に係る駆動電圧信号を示す図である。
【図６】従来例、および本発明に係る位相差と着弾ずれ
量を示す図である。
量を示す図である。
１０ 第１の駆動波形 ２０ 第２の駆動波形 ６００ インク噴射装置 ６０３ アクチュエータ壁 ６１３ インク流路 ６１８ ノズル ６１９ 電極 ６２１ 電極
Claims (4)
- 【請求項１】 インクが充填される複数のインク流路
と、前記インク流路に連通され、インクが噴射されるノ
ズルと、駆動信号の印加によって前記インク流路内の容
積を増加して該インク流路内に圧力波を発生し、その圧
力波の圧力と前記容積を減少させることによって生じる
圧力とを加え合わせた圧力によりノズルからインクを噴
射させるアクチュエータ部材と、前記複数のアクチュエ
ータ部材のうち一部に位相の早い駆動信号を、残りに位
相の遅い駆動信号をそれぞれ印加する制御部とを有する
インク噴射装置において、 前記制御部が出力する位相の早い駆動信号と、位相の遅
い駆動信号とは、波高値が同一で、且つ前記インク流路
内の容積を増加して減少させるまでのパルス幅が異なっ
ていることを特徴とするインク噴射装置。 - 【請求項２】 前記制御部が出力する位相の遅い駆動信
号のパルス幅は、インク流路内のインクに発生した圧力
波がインク流路を片道伝播する時間（＝１Ｔ）であるこ
とを特徴とする請求項１に記載のインク噴射装置。 - 【請求項３】 前記制御部が出力する位相の早い駆動信
号のパルス幅は、０．４Ｔ〜０．９Ｔ、１．１Ｔ〜１．
８Ｔ、２．３Ｔ〜３．６Ｔ若しくは４．３Ｔ〜５．５Ｔ
の範囲内の所定時間であることを特徴とする請求項２に
記載のインク噴射装置。 - 【請求項４】 前記アクチュエータ部材は、圧電素子を
有するアクチュエータ壁であり、前記インク流路はアク
チュエータ壁によって構成されることを特徴とする請求
項１乃至３のいずれかに記載のインク噴射装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04640296A JP3294756B2 (ja) | 1995-08-09 | 1996-03-04 | インク噴射装置 |
| US08/665,534 US5909228A (en) | 1995-08-09 | 1996-06-18 | Ink-jet device having phase shifted driving signals and a driving method thereof |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-203176 | 1995-08-09 | ||
| JP20317695 | 1995-08-09 | ||
| JP04640296A JP3294756B2 (ja) | 1995-08-09 | 1996-03-04 | インク噴射装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09104110A JPH09104110A (ja) | 1997-04-22 |
| JP3294756B2 true JP3294756B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=26386516
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04640296A Expired - Lifetime JP3294756B2 (ja) | 1995-08-09 | 1996-03-04 | インク噴射装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5909228A (ja) |
| JP (1) | JP3294756B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6709091B1 (en) * | 1996-08-29 | 2004-03-23 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink ejection device and driving method therefor |
| US6109716A (en) * | 1997-03-28 | 2000-08-29 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink-jet printing apparatus having printed head driven by ink viscosity dependent drive pulse |
| JP3557883B2 (ja) * | 1997-12-16 | 2004-08-25 | ブラザー工業株式会社 | インク滴噴射方法及びその装置 |
| JP3738548B2 (ja) * | 1997-12-17 | 2006-01-25 | ブラザー工業株式会社 | インク滴噴射方法及びその装置 |
| US6412923B1 (en) | 1998-06-03 | 2002-07-02 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink ejector that ejects ink in accordance with print instructions |
| GB2338927B (en) * | 1998-07-02 | 2000-08-09 | Tokyo Electric Co Ltd | A driving method of an ink-jet head |
| GB2338928B (en) | 1998-07-02 | 2000-08-09 | Tokyo Electric Co Ltd | A driving method of an ink-jet head |
| US6913345B2 (en) * | 2003-03-21 | 2005-07-05 | Lexmark International, Inc. | Method and apparatus for firing nozzles in an ink jet printer |
| JP4605363B2 (ja) * | 2004-11-11 | 2011-01-05 | ブラザー工業株式会社 | インクジェットヘッドの製造方法 |
| GB0820718D0 (en) * | 2008-11-12 | 2008-12-17 | Xaar Technology Ltd | Method and apparatus for droplet deposition |
| JP5285742B2 (ja) * | 2011-05-19 | 2013-09-11 | 富士フイルム株式会社 | 液体吐出装置及びその吐出制御方法並びにインクジェット装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3946398A (en) * | 1970-06-29 | 1976-03-23 | Silonics, Inc. | Method and apparatus for recording with writing fluids and drop projection means therefor |
| US4087825A (en) * | 1976-05-27 | 1978-05-02 | International Business Machines Corporation | Ink jet printing intensity modulation |
| JPS5527282A (en) * | 1978-08-18 | 1980-02-27 | Canon Inc | Liquid injection recording method and its device |
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1996
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