JP3414527B2 - Driving method of ink jet recording head and ink jet recording apparatus - Google Patents

Driving method of ink jet recording head and ink jet recording apparatus

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JP3414527B2
JP3414527B2 JP25629294A JP25629294A JP3414527B2 JP 3414527 B2 JP3414527 B2 JP 3414527B2 JP 25629294 A JP25629294 A JP 25629294A JP 25629294 A JP25629294 A JP 25629294A JP 3414527 B2 JP3414527 B2 JP 3414527B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はオンデマンド型インクジ
ェット式記録ヘッドを使用した記録記録方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording / recording method using an on-demand type ink jet recording head.

【0002】[0002]

【従来の技術】オンデマンド型インクジェット式記録ヘ
ッドは、同一基板上に複数のノズル開口を備えたノズル
プレートと、各ノズル開口に連通する圧力発生室を形成
するスペーサとを備え、図8に示したように時間T0−
T1で印刷タイミング信号に一致させて一方向に変化す
る電圧を圧電振動子に印加して圧力発生室を膨張させて
インクを吸引させ、ついで一定期間T1−T2の間、一定
電圧に保持してメニスカスを安定させた後、期間T2−
T3で他方向に変化する電圧を印加して圧電振動子を伸
長させて圧力発生室を元の状態に収縮させてインク滴を
吐出させるように構成されている。
2. Description of the Related Art An on-demand type ink jet recording head is equipped with a nozzle plate having a plurality of nozzle openings on the same substrate, and a spacer forming a pressure generating chamber communicating with each nozzle opening, and is shown in FIG. Like time T0-
At T1, a voltage that changes in one direction in accordance with the print timing signal is applied to the piezoelectric vibrator to expand the pressure generating chamber to suck the ink, and then keep the voltage at a constant voltage for a fixed period T1-T2. After stabilizing the meniscus, the period T2−
At T3, a voltage that changes in the other direction is applied to expand the piezoelectric vibrator, contract the pressure generating chamber to its original state, and eject ink droplets.

【0003】このように印刷タイミング信号に対応して
圧力発生室の圧力を変化させる関係上、圧力発生室自体
の機械的構造物としての振動と、インク自体の流体力学
的な振動が生じ、インク滴形成後にノズル開口近傍のメ
ニスカスがノズル開口側と圧力発生室側との間を往復動
する振動を起こす。
Since the pressure of the pressure generating chamber is changed in accordance with the print timing signal as described above, vibration of the pressure generating chamber itself as a mechanical structure and hydrodynamic vibration of the ink itself occur, and the ink After the droplet formation, a meniscus near the nozzle opening causes a reciprocating vibration between the nozzle opening side and the pressure generating chamber side.

【0004】この結果、圧力発生室に同一の圧力変化を
発生させたとしても、その駆動周波数によりノズル開口
近傍に形成されているメニスカスのノズル開口に対する
位置が異なることに起因して、インク滴の飛翔速度、特
にインク滴の吐出量が図9に示したように大きく変化
し、ドットの形成タイミング、つまり1つのドット形成
時点から、次のドットを形成するまでの時間が長くなる
場合、つまり基本駆動周波数よりも低い周波数で駆動さ
れた場合には、印刷されたドットの濃度が大きく変化し
て、印字品質が低下するという問題がある。
As a result, even if the same pressure change is generated in the pressure generating chamber, the position of the meniscus formed in the vicinity of the nozzle opening with respect to the nozzle opening is different due to the driving frequency, so that the ink drop The flight speed, especially the ink droplet ejection amount, changes greatly as shown in FIG. 9, and the dot formation timing, that is, the time from the formation of one dot to the formation of the next dot becomes longer.
Drive frequency lower than the basic drive frequency
If it occurs , there is a problem that the density of the printed dots changes greatly and the print quality deteriorates.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題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、簡単な回路構成のデジタル処理により、繰り返し
周波数に関りなく、速度、インク量の安定したインク滴
を噴射することができる新規な記録方法を提案すること
である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to perform a digital processing with a simple circuit configuration to reduce the speed regardless of the repetition frequency. , A new recording method capable of ejecting ink droplets with a stable ink amount.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、ノズル開口に連通する圧力
発生室と、インク供給口を介して前記圧力発生室にイン
クを供給する共通のインク室とを備えた流路構成ユニッ
トと、該圧力発生室を膨張、収縮させる圧電振動子とか
らなるインクジェット記録ヘッドを用いて基本駆動周波
数で印刷データを印刷する場合には、前記共通のインク
室から前記圧力発生室にインクを吸引するのに適した速
度で前記圧力発生室を膨張させる第1の電圧波形と、前
記圧力発生室を膨張状態に維持する第2の電圧波形と、
膨張状態にある前記圧力発生室を前記ノズル開口からイ
ンク滴を吐出させるのに適した速度で収縮させる第3の
電圧波形を基本駆動周波数内で前記順番に印加してイン
ク滴により記録し、また、前記インクジェット記録ヘッ
ドを用いて基本駆動周波数の1/n(ただし、nは2以
上の整数)で印刷データを印刷する場合に、前記圧力
発生室を膨張させてインクを前記圧力発生室に吸入する
指令を、前記基本駆動周波数の1周期以前で行うととも
に、この状態を次のインク滴吐出の時点まで維持するよ
うにした。
In order to solve such a problem, in the present invention, a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening and a common pressure supplying chamber for supplying ink to the pressure generating chamber via an ink supply port are provided. An ink jet recording head including a flow path forming unit having an ink chamber and a piezoelectric vibrator that expands and contracts the pressure generating chamber is used.
When printing the print data by a number, the first voltage waveform for expanding the pressure generating chamber at a speed suitable for sucking ink from the common ink chamber into the pressure generating chamber, and the pressure generating chamber A second voltage waveform that maintains the inflated state,
A third voltage waveform that contracts the expanded pressure generating chamber at a speed suitable for ejecting an ink droplet from the nozzle opening is applied in the order within the basic drive frequency to record the ink droplet , and , The inkjet recording head
1 / n (where, n is an integer of 2 or more) of the fundamental driving frequency using a draw when printing the print data, the command for sucking ink by expanding said pressure generating chamber to the pressure generating chamber The operation is performed before one cycle of the basic driving frequency, and this state is maintained until the next ink droplet ejection.

【0007】[0007]

【作用】印刷データの出力が基本駆動周波数の1/nと
なる場合に、1周期手前で圧力発生室を膨張状態にし、
この膨張状態を印字タイミングが来るまで保持する。こ
れによりインク吸引時に生じるメニスカスの振動が静定
するに十分な時間が確保されることになり、基本周波数
よりも低い駆動周波数でもメニスカスのノズル開口に対
する位置が一定となり、インク量の減少が防止される。
When the output of the print data is 1 / n of the basic driving frequency, the pressure generating chamber is inflated one cycle before,
This expanded state is held until the print timing comes. This ensures sufficient time for the meniscus vibration that occurs during ink suction to settle, and the fundamental frequency
Even if the driving frequency is lower than
The position where the ink is applied becomes constant, and the decrease in the amount of ink is prevented.

【0008】[0008]

【実施例】そこで、以下に本発明の詳細を図示した実施
例に基づいて説明する。図1は、本発明に使用するイン
クジェット式記録ヘッドの一実施例を示すものであっ
て、図中符号1はノズル開口2が穿設されたノズルプレ
ート、7は、圧力発生室3、共通のインク室4、及びこ
れらを接続するインク供給口5を形成する流路構成板、
8は弾性板で、これらは一体にされてインク流路ユニッ
トを構成している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows an embodiment of an ink jet recording head used in the present invention. In the drawing, reference numeral 1 is a nozzle plate having a nozzle opening 2 formed therein, 7 is a pressure generating chamber 3, and a common one. A flow path forming plate that forms an ink chamber 4 and an ink supply port 5 that connects them;
Reference numeral 8 is an elastic plate, which are integrated to form an ink flow path unit.

【0009】9は、圧電振動子で、圧電材料と導電材料
を交互に積層して構成され、充電状態では導電層の積層
方向と直角な方向に収縮し、また充電状態が解かれる
と、導電層と直角な方向に伸長する、いわゆる縦振動モ
ードの振動子で、先端を圧力発生室3の領域で弾性板8
に当接させて他端が基台10に固定されている。
Reference numeral 9 denotes a piezoelectric vibrator, which is formed by alternately laminating a piezoelectric material and a conductive material, contracts in a direction perpendicular to the stacking direction of the conductive layers in a charged state, and when the charged state is released, the conductive material is conductive. This is a so-called longitudinal vibration mode oscillator that extends in the direction perpendicular to the layers, and the tip of the elastic plate 8 is located in the region of the pressure generating chamber 3.
And the other end is fixed to the base 10.

【0010】このように構成された記録ヘッドは、圧電
振動子9に図8に示した駆動信号を印加すると、インク
供給口5を介して共通のインク室4から圧力発生室3に
インクを吸い込み、この状態で放電させると、圧電振動
子9が元の状態に伸長して弾性板8を押圧してノズル開
口2からインク滴を吐出する。
In the recording head thus constructed, when the drive signal shown in FIG. 8 is applied to the piezoelectric vibrator 9, the ink is sucked from the common ink chamber 4 into the pressure generating chamber 3 through the ink supply port 5. When discharged in this state, the piezoelectric vibrator 9 expands to the original state and presses the elastic plate 8 to eject ink droplets from the nozzle openings 2.

【0011】図2は、上述の記録ヘッドを駆動するため
の駆動回路の一実施例を示すものであって、図中符号
9、9、9‥‥は、前述の圧電振動子で、一方の極が半
導体スイッチング素子11、11、11‥‥を介して駆
動信号発生手段12に接続され、また他方の極が接地さ
れている。
FIG. 2 shows an embodiment of a drive circuit for driving the above-mentioned recording head. In the figure, reference numerals 9, 9, 9, ... The poles are connected to the drive signal generating means 12 via the semiconductor switching elements 11, 11, 11 ... And the other pole is grounded.

【0012】このスイッチング素子11、11、11
は、そのゲートGに印加する信号により双方向に導通可
能な固体スイッチで、トランスミッションゲート等の商
品名で販売されている。
The switching elements 11, 11, 11
Is a solid-state switch capable of conducting in both directions by a signal applied to its gate G, and is sold under the trade name of transmission gate or the like.

【0013】13は、データ設定手段13で、各出力端
子D1、‥‥Dnは、スイッチング素子11、11、11
‥‥のゲートGに接続されていて、駆動信号発生手段1
2からの充電信号を選択的に圧電振動子9、9、9‥‥
に印加し、充電状態におかれている圧電振動子9、9、
9‥‥を選択的に放電させたり、また選択的に充電状態
を維持する信号を出力するものである。
Numeral 13 is a data setting means 13, and each output terminal D1, ..., Dn is a switching element 11,11,11.
Is connected to the gate G of the drive signal generating means 1
Piezoelectric vibrators 9, 9, 9 ...
Applied to the piezoelectric vibrators 9, 9, which are in a charged state,
9 is selectively discharged, or a signal for selectively maintaining a charged state is output.

【0014】図3は、前述した駆動信号発生回路の一実
施例を示すもののであって、図中符号IN1には、充電
時間Tc(図8)を規定する第1のパルス信号が、また
IN2には第1のパルス信号の終了後、ホールド時間T
hが経過した時点で放電時間Tdを規定する第2のパルス
信号が印加される。
FIG. 3 shows an embodiment of the above-mentioned drive signal generating circuit. In FIG. 3, reference numeral IN1 indicates the first pulse signal defining the charging time Tc (FIG. 8) and IN2. Hold time T after the end of the first pulse signal.
When h has elapsed, a second pulse signal defining the discharge time Td is applied.

【0015】入力端子IN1には、レベル調整用トラン
ジスタQ1を介してトランジスタQ2、Q3、及び抵抗
R1により構成された第1の定電流回路が接続されてい
て、第1のパルス信号の入力期間中、作動電圧供給端子
VHからR1とコンデンサCにより決まる時定数でコン
デンサCを充電して、一定の勾配で上昇する第1の電圧
信号を出力端子OUTに出力するようになっている。
A first constant current circuit composed of transistors Q2, Q3 and a resistor R1 is connected to the input terminal IN1 via a level adjusting transistor Q1, and during the input period of the first pulse signal. The capacitor C is charged from the operating voltage supply terminal VH with a time constant determined by R1 and the capacitor C, and a first voltage signal rising at a constant gradient is output to the output terminal OUT.

【0016】そして、第1のパルス信号が停止した段階
で、コンデンサCは、最終充電電圧を維持し、後述する
第2のパルス信号が入力するまでのホールド時間THの
間、第2の電圧信号を出力する。
Then, when the first pulse signal is stopped, the capacitor C maintains the final charging voltage, and the second voltage signal is held for a hold time TH until the second pulse signal described later is input. Is output.

【0017】また入力端子IN2にはトランジスタQ
4、トランジスタQ5、及び抵抗R2により構成された
第2の定電流回路が接続されていて、第2のパルス信号
の入力期間中、抵抗R2とコンデンサCとで決まる時定
数でコンデンサCを放電させて、一定の勾配で降下する
第3の電圧信号を出力端子OUTに出力するようになっ
ている。なお、図中符号Q6、Q7は、それぞれ第1、
第2、及び第3の電圧信号による電流を増幅する電流バ
ッファを構成するトランジスタである。
A transistor Q is connected to the input terminal IN2.
A second constant current circuit composed of a transistor 4, a transistor Q5, and a resistor R2 is connected to discharge the capacitor C with a time constant determined by the resistor R2 and the capacitor C during the input period of the second pulse signal. Then, a third voltage signal that drops at a constant gradient is output to the output terminal OUT. In addition, reference numerals Q6 and Q7 in the figure respectively denote the first and
It is a transistor that constitutes a current buffer that amplifies a current according to the second and third voltage signals.

【0018】図4は、前述のデータ設定手段13の一実
施例を示すものであって、駆動すべき圧電振動子9、
9、‥‥に一致した数のフリップフロップF11、‥‥F
1nからなる第1のシフトレジスタ21と、フリップフロ
ップF21、‥‥F2nからなる第2のシフトレジスタ22
とにより連続する2印刷周期分の印刷データを保持さ
せ、この2印刷周期分の印刷データを基本として圧電振
動子9、9、‥‥の充電と放電とを制御する信号を生成
し、フリップフロップF31‥‥F3nにより構成された
シリアルーパラレル変換用の第3のシフトレジスタ23
に出力するものである。
FIG. 4 shows an embodiment of the above-mentioned data setting means 13, which is a piezoelectric vibrator 9 to be driven.
Flip-flops F11, ...
A first shift register 21 composed of 1n and a second shift register 22 composed of flip-flops F21, ... F2n.
Hold print data for two consecutive print cycles, generate a signal for controlling charging and discharging of the piezoelectric vibrators 9, 9, ... A third shift register 23 for serial-parallel conversion composed of F31 ... F3n
Is output to.

【0019】25は、補正回路で、インバータI1、ア
ンド回路G1、G2、及びオア回路G3からなり、第3の
シフトレジスタ23に記憶されているN番目の印刷位置
の印刷データと、第1のシフトレジスタ21に記憶され
ている(N+1)番目、更にデータ転送部から送られく
る(N+2)番目の3つの印刷位置の印刷データを入力
として、図7に示すように圧電振動子9、9‥‥の充電
を制御する信号を生成するように構成されている。
A correction circuit 25 is composed of an inverter I1, AND circuits G1, G2, and an OR circuit G3. The correction circuit 25 has print data at the Nth print position stored in the third shift register 23 and the first print data. As shown in FIG. 7, the piezoelectric vibrators 9, 9, ... Are inputted with the print data of the (N + 1) th and the (N + 2) th print positions sent from the data transfer section stored in the shift register 21. Is configured to generate a signal that controls the charging of.

【0020】すなわち、N番目の印刷周期でインク滴を
吐出させた圧電振動子9、9‥‥は放電状態にあるの
で、引き続く(N+1)番目、または(N+2)番目の
印刷周期のどちらかにインク滴を吐出させねばならない
印刷データが有ると、次の(N+1)番目の印刷周期で
充電制御を行う信号を出力する(図7の状態F、G、
H)。
That is, since the piezoelectric vibrators 9, 9 ... Which have ejected ink droplets at the Nth printing cycle are in a discharged state, either the (N + 1) th printing cycle or the (N + 2) th printing cycle that follows. If there is print data that has to eject ink drops, a signal for performing charge control is output in the next (N + 1) th printing cycle (states F, G, and
H).

【0021】また、N番目の印刷位置の印刷データがド
ットの形成を必要としないデータである場合には、(N
+2)番目の印刷位置にのみドットを形成する必要のあ
るデータが存在する場合に限って、次の(N+1)番目
の印刷周期で充電制御を行う信号を出力する(図7の状
態B)が、それ以外の状態においては充電を行わないよ
うに制御する。つまり、状態C、Dの場合は、先の(N
−1)番目の印刷周期では、状態Bまたは状態Fにあっ
たわけで、既に圧電振動子9、9‥‥は充電状態され
ていて、再度充電を行うようスイッチング素子11、1
1‥‥を導通させてしまうと誤吐出が生じてしまうから
である。
If the print data at the Nth print position is data that does not require dot formation, (N
Only when there is data required to form dots only at the (+2) th print position, a signal for performing charge control is output in the next (N + 1) th print cycle (state B in FIG. 7). , In other states, control is performed so that charging is not performed. That is, in the case of the states C and D, the above (N
In the -1) th printing cycle, the piezoelectric vibrators 9, 9, ... Are already in the charged state because they were in the state B or the state F, and the switching elements 11, 1 are set so as to be charged again.
This is because erroneous ejection will occur if 1 ...

【0022】符号26は選択回路で、インバータI2、
アンド回路G4、G5、及びオア回路G6からなり、デー
タ切換信号に応じて、第2のシフトレジスタ22か、補
正回路25か何れか一方を選択して第3のシフトレジス
タ23にデータを出力するように構成されている。
Reference numeral 26 is a selection circuit, which is an inverter I2,
It is composed of AND circuits G4 and G5 and an OR circuit G6, and selects either the second shift register 22 or the correction circuit 25 according to the data switching signal and outputs the data to the third shift register 23. Is configured.

【0023】そして、第3のシフトレジスタ23に保持
されたデータはラッチ信号によりラッチ回路24にラッ
チされてパラレル信号としてスイッチング素子11、1
1‥‥のゲートGに出力され、圧電振動子9、9‥‥の
充電/放電を制御する。
Then, the data held in the third shift register 23 is latched by the latch circuit 24 by the latch signal, and the switching elements 11, 1 as parallel signals.
It is output to the gate G of 1 ... and controls the charging / discharging of the piezoelectric vibrators 9, 9.

【0024】次に、このようにして構成した装置の動作
を図5及び図6に示したタイミング図に基づいて説明す
る。印刷開始指令が発せられ、印字ヘッドを搭載したキ
ャリッジが印字開始位置より2印刷周期手前の区間を走
行中に、まず図示しないデータ転送部から位相及び周期
が同一の第1及び第2のクロック信号と、これに同期し
て印刷開始位置の印刷データのnビット分が転送され
る。
Next, the operation of the thus constructed apparatus will be described with reference to the timing charts shown in FIGS. When a print start command is issued and the carriage equipped with the print head is traveling in a section two print cycles before the print start position, first a first and second clock signals having the same phase and cycle from a data transfer unit (not shown). Then, in synchronization with this, n bits of the print data at the print start position are transferred.

【0025】このnビット分の印刷データは、第1のシ
フトレジス21に記憶され、同時に今まで第1のシフト
レジスタ21に記憶されていた印刷データを第2のシフ
トレジスタ22に移動させる。
The print data for n bits is stored in the first shift register 21, and at the same time, the print data previously stored in the first shift register 21 is moved to the second shift register 22.

【0026】初期状態では各シフトレジスタ21、2
2、23を構成するフィリップフロップF11‥‥F1n、
F21‥‥F2n、F31‥‥F3nがすべてクリアされている
ので、最初の印刷データの転送時には第1のシフトレジ
スタ21からはすべて「0」のデータが出力し、第2の
シフトレジスタ22の各フリップフロップF21、F22、
‥‥、F2nがすべて「0」を記憶することになる。
In the initial state, each shift register 21, 2
The flip-flops F11, ...
Since F21 ... F2n, F31 ... F3n are all cleared, all the data of "0" is output from the first shift register 21 when the first print data is transferred, and each of the second shift register 22 is output. Flip-flops F21, F22,
.... F2n will memorize all "0".

【0027】データ転送部からの印刷データ転送期間中
は、データ切換信号がHIGHレベルとされ、併行して
第3のシフトレジスタ23に補正回路25からのデータ
を記憶させるよう選択回路26が動作する。
During the print data transfer period from the data transfer unit, the data switching signal is set to HIGH level, and the selecting circuit 26 operates so as to store the data from the correction circuit 25 in the third shift register 23 in parallel. .

【0028】このようにして各シフトレジスタ21、2
2、23に所定のデータが記憶された後、次の印刷周
期、つまり印刷開始位置の1つ手前の印刷周期から圧電
振動子9、9、‥‥の充電を制御するべく駆動電圧発生
手段12の駆動信号が0ボルトの期間中に第3のシフト
レジスタ23に格納されているデータをラッチ回路24
によりラッチしてスイッチング素子11、11‥‥のゲ
ートGに出力する。
In this way, each shift register 21, 2
After the predetermined data is stored in Nos. 2 and 23, the drive voltage generating unit 12 controls the charging of the piezoelectric vibrators 9, 9, ... From the next printing cycle, that is, the printing cycle immediately before the printing start position. The data stored in the third shift register 23 during the period when the drive signal of
Latched by and output to the gate G of the switching elements 11, 11, ....

【0029】そして、印刷開始位置より1印刷周期前の
印刷タイミング信号が発生して駆動電圧発生手段12が
第1の電圧信号(図8)を出力すると、前述の充電制御
がなされる。この充電制御の期間中にデータ切換信号が
LOWに切換わり、第2のクロック信号をnクロック分
出力し、選択回路24を介して当該印刷周期における印
刷データを格納している第2のシフトレジスタ22から
第3のシフトレジスタ23に印刷データを転送させる。
そして、駆動電圧信号発生手段12が第2の電圧信号を
出力している間に、ラッチ信号により当該印刷周期の印
刷データをラッチ回路24にラッチさせ、引き続くイン
ク滴の吐出動作に備える。
Then, when the print timing signal one printing cycle before the print start position is generated and the drive voltage generating means 12 outputs the first voltage signal (FIG. 8), the above-mentioned charge control is performed. During this charging control period, the data switching signal is switched to LOW, the second clock signal is output for n clocks, and the second shift register that stores the print data in the printing cycle through the selection circuit 24 is stored. The print data is transferred from 22 to the third shift register 23.
Then, while the drive voltage signal generating means 12 is outputting the second voltage signal, the latch signal causes the latch circuit 24 to latch the print data of the printing cycle, in preparation for the subsequent ink droplet ejection operation.

【0030】なお、第2のシフトレジスタ22のフリッ
プフロップF11、‥‥F1nに当初に格納されているデー
タは、「0」であるから、選択回路26を介して第3の
シフトレジスタ23に記憶される印刷データも「0」と
なるから、印刷開始位置の1つ手前の印刷周期では圧電
振動子9、9‥‥9が充電状態におかれていても、イン
ク滴を吐出することはない。
Since the data initially stored in the flip-flops F11, ..., F1n of the second shift register 22 is "0", it is stored in the third shift register 23 via the selection circuit 26. Since the print data to be printed is also “0”, ink droplets are not ejected even if the piezoelectric vibrators 9, 9, ... 9 are charged in the print cycle immediately before the print start position. .

【0031】当該印刷周期での印刷データをラッチ回路
24にラッチした後、前述したようにデータ転送部から
位相及び周期が同一の第1及び第2のクロック信号と、
これに同期して次の印刷データがnビット分だけ転送さ
れて来る。
After the print data in the print cycle is latched in the latch circuit 24, the first and second clock signals having the same phase and cycle are sent from the data transfer unit as described above.
In synchronization with this, the next print data is transferred by n bits.

【0032】新しく転送されたnビット分の印刷データ
は、第1のシフトレジス21に記憶され、同時に今まで
第1のシフトレジスタ21に記憶されていた印刷データ
を第2のシフトレジスタ22に移動させる。以下同様の
動作が印字終了位置まで繰り返される。
The newly transferred n-bit print data is stored in the first shift register 21, and at the same time, the print data previously stored in the first shift register 21 is moved to the second shift register 22. . Thereafter, the same operation is repeated until the print end position.

【0033】すなわち、図6に示したように例えば印刷
開始位置から印刷データが1、0、1、‥‥(1はドッ
トを形成すべきデータ、0はドットの形成を必要としな
いデータ)の順番で出力される場合、つまり基本駆動周
波数の1/2以下の駆動周波数でインクを吐出しなけれ
ばならない状況では、当該印刷周期より1つ前の印刷周
の時点(T1、T2)で事前に圧電振動子9の充電を
行って圧力発生室3を膨張状態にされているから、メニ
スカスが所定の位置に静定するに十分な時間(Th)が
確保されることになり、したがってメニスカスのノズル
開口に対する位置の不揃いに起因するインク滴のインク
量の不足が生じなくなる。いうまでもなく、基本駆動周
波数でのドット形成にあっては、メニスカスが振動して
いる状態で、次のインク滴を吐出することになるが、も
ともと、基本駆動周波数では適正なインク量となるよう
に設計されているから、メニスカスが平定している必要
はない。
That is, as shown in FIG. 6, for example, the print data from the print start position is 1, 0, 1, ... (1 is data for forming dots, 0 is data for which dot formation is not required). when output in the order, that is in a situation which must be ink ejected at half or less of the driving frequency of the fundamental drive frequency, in advance at the time of the printing cycle of the prior one from the print period (T1, T2) Since the piezoelectric vibrator 9 is charged and the pressure generating chamber 3 is expanded, a sufficient time (Th) for allowing the meniscus to settle at a predetermined position is secured, and thus the nozzle of the meniscus. Insufficiency of the ink amount of the ink droplets due to the non-uniform position with respect to the openings does not occur. Needless to say, the basic driving cycle
In dot formation at wave number, the meniscus vibrates
In that state, the next ink drop will be ejected.
Originally, the basic drive frequency should be the proper amount of ink.
Designed for, the meniscus must be flat
There is no.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば
インク吸引時に生じるメニスカスの移動が静定するに十
分な時間を確保することができて、駆動周波数の変動に
起因する吐出インク量の変動を防止することができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to secure a sufficient time for the movement of the meniscus that occurs during ink suction to settle, and to prevent fluctuations in the amount of ejected ink due to fluctuations in the drive frequency.

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

【図1】本発明に使用するインクジェット式記録ヘッド
の一実施例を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of an ink jet recording head used in the present invention.

【図2】同上装置を駆動する駆動装置の一実施例を示す
ブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of a driving device for driving the same device.

【図3】同上装置における駆動信号発生手段の一実施例
を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of a drive signal generating means in the same apparatus.

【図4】同上装置におけるデータ設定手段の一実施例を
示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an embodiment of data setting means in the same apparatus.

【図5】同上装置の動作を示すタイミング図である。FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the above apparatus.

【図6】同上装置の基本駆動周波数の1/2の周波数で
の動作を示すタイミング図である。
FIG. 6 is a timing diagram showing an operation of the same device at a frequency which is ½ of a basic drive frequency.

【図7】同上装置における印刷データと圧電振動子の充
電、非充電の状態との関係を模式的に示す図である。
FIG. 7 is a diagram schematically showing a relationship between print data and a charged / uncharged state of the piezoelectric vibrator in the same apparatus.

【図8】圧電振動子をアクチュエータに使用するインク
ジェット式記録ヘッドの駆動信号の一例を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a drive signal of an inkjet recording head using a piezoelectric vibrator as an actuator.

【図9】駆動周波数とインク吐出量との関係を示す図で
ある。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a drive frequency and an ink ejection amount.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ノズルプレート 2 ノズル開口 3 圧力発生室 4 共通のインク室 5 インク供給口 8 振動板 9 圧電振動子 11 スイッチング素子 21、22、23 シフトレジスタ G ゲート 1 nozzle plate 2 nozzle openings 3 Pressure generation chamber 4 common ink chamber 5 Ink supply port 8 diaphragm 9 Piezoelectric vibrator 11 Switching element 21, 22, 23 shift registers G Gate

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ノズル開口に連通する圧力発生室と、イ
ンク供給口を介して前記圧力発生室にインクを供給する
共通のインク室とを備えた流路構成ユニットと、該圧力
発生室を膨張、収縮させる圧電振動子とからなるインク
ジェット記録ヘッドを用いて基本駆動周波数で印刷デー
タを印刷する場合には、前記共通のインク室から前記圧
力発生室にインクを吸引するのに適した速度で前記圧力
発生室を膨張させる第1の電圧波形と、前記圧力発生室
を膨張状態に維持する第2の電圧波形と、膨張状態にあ
る前記圧力発生室を前記ノズル開口からインク滴を吐出
させるのに適した速度で収縮させる第3の電圧波形を基
本駆動周波数内で前記順番に印加してインク滴により記
し、 また、前記インクジェット記録ヘッドを用いて 基本駆動
周波数の1/n(ただし、nは2以上の整数)で印刷デ
ータを印刷する場合に、前記圧力発生室を膨張させて
インクを前記圧力発生室に吸入する指令を、前記基本駆
動周波数の1周期以前で行うとともに、この状態を次の
インク滴吐出の時点まで維持することを特徴とするイン
クジェット式記録ヘッドの駆動方法。
1. A flow path forming unit having a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening and a common ink chamber for supplying ink to the pressure generating chamber via an ink supply port; and expanding the pressure generating chamber. Print data at a basic drive frequency using an inkjet recording head consisting of a piezoelectric vibrator that contracts.
When printing the data, the first voltage waveform for expanding the pressure generating chamber at a speed suitable for sucking ink from the common ink chamber to the pressure generating chamber, and the pressure generating chamber in the expanded state. And a third voltage waveform for contracting the expanded pressure generating chamber at a speed suitable for ejecting an ink droplet from the nozzle opening in the basic driving frequency in the order described above. The ink is applied to record with ink droplets, and the ink jet recording head is used to print at a driving frequency of 1 / n (where n is an integer of 2 or more)
When printing data, set a command for inhalation by expanding the ink the pressure generating chamber to the pressure generating chamber, performs one cycle earlier the fundamental drive frequency, of the state next ink drop ejection A method for driving an ink jet recording head, characterized in that the method is maintained until a certain point.
【請求項2】 印刷周期のN番目でインク滴を吐出させ
た圧電振動子が引き続く(N+1)番目、または(N+
2)番目の印刷周期のいずれかでインク滴を吐出させる
場合には、(N+1)番目の印刷周期で、またN番目の
印刷周期でインク滴を吐出させていない前記圧電振動子
が(N+2)番目の印刷周期でインク滴を吐出させる場
合には、(N+1)番目の印刷周期でインクを前記圧力
発生室に吸入する請求項1に記載のインクジェット式記
録ヘッドの駆動方法。
2. A (N + 1) th piezoelectric vibrator which continuously ejects ink droplets at the Nth printing cycle, or (N +)
When the ink droplets are ejected in any of the 2) th printing cycles, the piezoelectric vibrator that has not ejected the ink droplets in the (N + 1) th printing cycle or the Nth printing cycle is (N + 2). The method for driving an ink jet recording head according to claim 1, wherein, when the ink droplets are ejected in the second printing cycle, the ink is sucked into the pressure generating chamber in the (N + 1) th printing cycle.
【請求項3】 ノズル開口に連通する圧力発生室と、イ
ンク供給口を介して前記圧力発生室にインクを供給する
共通のインク室とを備えた流路構成ユニットと、該圧力
発生室を膨張、収縮させる圧電振動子とからなるインク
ジェット記録ヘッドと、 前記共通のインク室から前記圧力発生室にインクを吸引
するのに適した速度で前記圧力発生室を膨張させる第1
の電圧波形と、前記圧力発生室を膨張状態に維持する第
2の電圧波形と、膨張状態にある前記圧力発生室を前記
ノズル開口からインク滴を吐出させるのに適した速度で
前記圧力発生室を収縮させる第3の電圧波形を基本駆動
周波数内で前記順番にクロック信号に基づいて出力する
駆動信号発生手段と、 前記駆動信号発生手段と前記圧電振動子とを接続するス
イッチング素子と、基本駆動周波数で印刷データを印刷する場合には、第1
の電圧波形と、第2の電圧波形と、第3の電圧波形を基
本駆動周波数内で前記順番に出力させ、 また、前記インクジェット記録ヘッドを用いて基本駆動
周波数の1/n(ただし、nは2以上の整数)で印刷デ
ータを印刷する場合には、 基本駆動周波数の1周期以前
に第1の電圧波形を前記スイッチング素子に出力し、つ
いで第2の電圧波形を次のインク滴吐出の時点まで維持
し、インク滴吐出時点で第3の電圧波形を出力させるデ
ータ設定手段と、 からなるインクジェット式記録装置。
3. A flow path forming unit including a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening and a common ink chamber for supplying ink to the pressure generating chamber via an ink supply port, and the pressure generating chamber is expanded. An inkjet recording head comprising a piezoelectric vibrator for contracting, and expanding the pressure generating chamber at a speed suitable for sucking ink from the common ink chamber into the pressure generating chamber,
Voltage waveform of the pressure generation chamber, a second voltage waveform for maintaining the pressure generation chamber in an expanded state, and the pressure generation chamber at a speed suitable for ejecting ink droplets from the nozzle opening in the expanded pressure generation chamber. a switching element which connects the drive signal generating means for outputting on the basis of the clock signal to the order in the basic driving frequency of the third voltage waveform for contracting the, and said drive signal generating means and the piezoelectric vibrator, the basic drive When printing print data with frequency, first
Based on the voltage waveform of, the second voltage waveform, and the third voltage waveform
Output in the above order within the main drive frequency, and basic drive using the inkjet recording head
Print data at 1 / n of frequency (where n is an integer of 2 or more)
When printing the data, the first voltage waveform is output to the switching element before one cycle of the basic drive frequency, and then the second voltage waveform is maintained until the next ink droplet ejection. An ink jet recording apparatus comprising: a data setting unit that outputs a third voltage waveform at the time of ejection.
【請求項4】 印刷周期のN番目でインク滴を吐出させ
た前記圧電振動子が引き続く(N+1)番目、または
(N+2)番目の印刷周期のいずれかでインク滴を吐出
させる場合には、(N+1)番目の印刷周期で、またN
番目の印刷周期でインク滴を吐出させていない前記圧電
振動子が(N+2)番目の印刷周期でインク滴を吐出さ
せる場合には、(N+1)番目の印刷周期で第1の電圧
波形を前記データ設定手段が出力する請求項3に記載の
インクジェット式記録装置。
4. When ink droplets are ejected at either the (N + 1) th or (N + 2) th printing cycle that is followed by the piezoelectric vibrator that has ejected the ink droplets at the Nth printing cycle, N + 1) th print cycle, again N
In the case where the piezoelectric vibrator that has not ejected the ink droplets in the (n + 1) th printing cycle ejects the ink droplets in the (N + 2) th printing cycle, the first voltage waveform is applied to the data in the (N + 1) th printing cycle. The ink jet recording apparatus according to claim 3, wherein the setting means outputs the data.
【請求項5】 前記データ設定手段が、前記圧電振動子
毎の前記印刷データを格納し、前記駆動周波数に対応し
て移送する記憶手段と、前記記憶手段からのデータをシ
リアルパラレル変換して前記スイッチング素子に出力
する手段とにより構成されている請求項3に記載のイン
クジェット式記録装置。
5. The data setting means stores the print data for each of the piezoelectric vibrators and stores the print data according to the drive frequency, and serial - parallel converts the data from the storage means. The ink jet recording apparatus according to claim 3, wherein the ink jet recording apparatus comprises a means for outputting to the switching element.
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