JPH03164258A - Driving of ink jet recorder - Google Patents
Driving of ink jet recorderInfo
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- JPH03164258A JPH03164258A JP30551289A JP30551289A JPH03164258A JP H03164258 A JPH03164258 A JP H03164258A JP 30551289 A JP30551289 A JP 30551289A JP 30551289 A JP30551289 A JP 30551289A JP H03164258 A JPH03164258 A JP H03164258A
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はインク滴の噴射によって記録するところのイン
クジェット記録装置の駆動方法に関する〔従来の技術〕
一般に、ドット・マトリクスにより印字を行うマルチノ
ズル・オンデマンド型のインクジェット記録装置は記録
すべき文字や図形の印字パターンにより各ノズルに対応
した圧電素子をスイッチング素子により選択的に駆動し
インク滴を記録媒体に噴射し記録を行う。従って、印字
パターンによって各ノズルの使用頻度}ご差があり、最
高応答周波数で駆動され続ける圧電素子もあれば、長時
間駆動されない圧電素子もありうる。非噴射状態が長時
間続くとノズル先端部のインクの粘度変化が起こり次の
噴射の際に印字の乱れを生ずる。つまりインク滴を頻繁
に噴射していたノズルの先端部には粘度の低いインクが
付着しており長時間噴射を休止していたノズルの先端部
には粘度の高いインクが付着しているという具合に、各
ノズルの駆動履歴によりノズル先端部の濡れ状態に差が
生じ次の噴射の際にインク滴の飛行方向や飛行速度に影
響が出て均一な噴射特性が保てなくなるという問題を有
する。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for driving an inkjet recording device that performs recording by ejecting ink droplets. An on-demand type inkjet recording apparatus performs recording by selectively driving piezoelectric elements corresponding to each nozzle using a switching element according to a printing pattern of characters or figures to be recorded, and ejecting ink droplets onto a recording medium. Therefore, the frequency of use of each nozzle varies depending on the printing pattern, and some piezoelectric elements may continue to be driven at the highest response frequency, while others may not be driven for a long time. If the non-ejecting state continues for a long time, the viscosity of the ink at the tip of the nozzle changes, causing disturbances in printing during the next ejection. In other words, low-viscosity ink is attached to the tip of a nozzle that has been ejecting ink droplets frequently, and high-viscosity ink is attached to the tip of a nozzle that has stopped ejecting ink for a long time. Another problem is that the wetting state of the nozzle tip differs depending on the driving history of each nozzle, which affects the flight direction and flight speed of the ink droplets during the next jetting, making it impossible to maintain uniform jetting characteristics.
本発明は係る欠点を除去しいかなる印字バターンにおい
てもノズル先端部のインク粘度を一定に保ち均一なイン
ク滴の噴射を得るものである。The present invention eliminates such drawbacks and maintains the ink viscosity at the tip of the nozzle constant in any printing pattern, thereby achieving uniform ink droplet ejection.
本発明のインクジェット記録装置の駆動方法は複数のノ
ズルを有しインク室の一部の壁面に設けた圧電素子に駆
動パルスを印加してノズルよりインク滴を噴射し記録を
行なうオンデマンド型のインクジェット記録装置におい
て、圧電素子を、ノズルよりインク滴が噴射しない程度
の大きさの電圧により一定周期で常に駆動しておき、記
録を行うべき時のみ印加電圧の大きさを高めてインク滴
を噴射することを特徴とする。つまり非印字時において
はノズルの先端部を適度に濡らす程度の微小振動により
圧電素子を駆動することによりノズル先端部の粘度上昇
を防ぎ均一な噴射特性を得るものである。The driving method of the inkjet recording apparatus of the present invention is an on-demand type inkjet that has a plurality of nozzles and performs recording by ejecting ink droplets from the nozzles by applying a driving pulse to a piezoelectric element provided on a part of the wall of an ink chamber. In a recording device, a piezoelectric element is constantly driven at a constant cycle with a voltage that is large enough to prevent ink droplets from being ejected from a nozzle, and the applied voltage is increased only when recording is to be performed to eject ink droplets. It is characterized by That is, during non-printing, the piezoelectric element is driven by minute vibrations that adequately wet the nozzle tip, thereby preventing an increase in viscosity at the nozzle tip and achieving uniform jetting characteristics.
本発明によれば各ノズルの駆動履歴にかかわらず、常に
ノズル先端部には粘度の低いインクが供給されるため、
いかなる状態においてもインクの噴射特性は一様に保た
れ均一な印字品質が得られる。According to the present invention, ink with low viscosity is always supplied to the tip of the nozzle regardless of the driving history of each nozzle.
Ink jetting characteristics are maintained uniformly under any conditions, and uniform printing quality can be obtained.
以下、図面に示す実施例によって本発明を詳細に説明す
る。Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
まずインクジェット記録ヘッドの動作原理を説明する。First, the operating principle of the inkjet recording head will be explained.
第2図は、インク室の一部の壁面に設けた圧電素子に駆
動パルスを印加してノズルよりインク滴を噴射し記録を
行なうインクジェット記録ヘッドの一例である。第2図
の15はインクタンク、12はインクタンクと連通した
加圧室、4は圧電素子、l4は振動板、l3はノズルで
あり、第3図は上記インクジェット記録ヘッドの駆動回
路である。第3図において抵抗2 (R. )と抵抗3
(R..)と抵抗1(R.)の関係はR. 《Rb<
(R.どなっている。第4図は上記インクジェット記録
ヘッドの駆動タイミングチャート及び駆動電圧波形であ
る。第2図、第3図、第4図によりインクジェット記録
ヘッドの動作を説明する。第4図の時刻t,以前におい
てはトランジスタ7、トランジスタ6及びトランジスタ
5はオフ状態にあり、抵抗1及び抵抗2により圧電素子
4はほぼ電圧VHに充電されている。この状態が待機状
態である。時刻1+に端子aに第4図(a)の信号を印
加しトランジスタ5をオン状態とすると圧電素子4の電
荷は抵抗3を介して放電されてゆき圧電素子4は徐々に
外側にたわんでゆく。所定時間T+経過浚時刻t2にお
いてトランジスタ5をオフ状態にすると同時に第4図(
b)の信号を端子bに印加しトランジスタ7をオン状態
どすることによりトランジスタ6がオン状態となり圧電
素子4は急激に充電され加圧室12の容積が減少しノズ
ル13よりインク滴が噴射される。第4図(C)に駆動
電圧波形を示す。第4図(c)の立ち下がり曲線は圧電
素子4の容量と抵抗3とトランジスタ5の通電時間(T
,)により決定され、立ち上がり曲線は圧電素子4の容
量と抵抗2とトランジスタ6の通電時間(T2)により
決定されるものであり、これらにより実質的な圧電素子
の駆動電圧(第4図(C)に示されるvI)が決まるも
のであり、最適な噴射特性が得られるように設定されて
いる。FIG. 2 is an example of an inkjet recording head that performs recording by applying a drive pulse to a piezoelectric element provided on a wall of a portion of an ink chamber to eject ink droplets from a nozzle. In FIG. 2, 15 is an ink tank, 12 is a pressurizing chamber communicating with the ink tank, 4 is a piezoelectric element, 14 is a diaphragm, 13 is a nozzle, and FIG. 3 is a drive circuit for the ink jet recording head. In Figure 3, resistance 2 (R.) and resistance 3
(R..) and resistance 1 (R.) is the relationship between R. 《Rb<
(R. What's going on? Figure 4 is a drive timing chart and drive voltage waveform of the inkjet recording head. The operation of the inkjet recording head will be explained with reference to Figures 2, 3, and 4. Before time t in the figure, transistor 7, transistor 6, and transistor 5 are in an off state, and piezoelectric element 4 is charged to approximately voltage VH by resistor 1 and resistor 2. This state is a standby state. When the signal shown in FIG. 4(a) is applied to the terminal a of the transistor 1+ to turn on the transistor 5, the charge in the piezoelectric element 4 is discharged through the resistor 3, and the piezoelectric element 4 gradually bends outward. At the predetermined time T+elapsed dredging time t2, the transistor 5 is turned off and at the same time, as shown in FIG.
By applying the signal b) to the terminal b and turning on the transistor 7, the transistor 6 turns on, the piezoelectric element 4 is rapidly charged, the volume of the pressurizing chamber 12 decreases, and ink droplets are ejected from the nozzle 13. Ru. FIG. 4(C) shows the drive voltage waveform. The falling curve in FIG.
, ), and the rising curve is determined by the capacitance of the piezoelectric element 4, the resistor 2, and the energization time (T2) of the transistor 6, and these determine the actual drive voltage of the piezoelectric element (Fig. 4 (C) ) is determined, and is set so as to obtain the optimum injection characteristics.
第5図は、上記インクジェット記録ヘッドを複数涸設け
、印字パターンに応じて適宜インク滴を噴射してドット
・マトリクスにより記録を行うマルチノズル・オンデマ
ンド型のインクジェット記録装置の一例であり、第6図
はその駆動回路の従来例を示す図である。第6図は第3
図の駆動回路をマルチノズル化したものであり、ノズル
数に対応した放電回路が構成されている。ただし充電回
路については全ノズル共通となっておりノズル数に対応
したダイオード10−1〜10−nを付加したのみであ
る。第6図の端子a1〜a.に印字指令が加わることに
より圧電素子4−4〜4−nが選択的に駆動されインク
滴が噴射される。FIG. 5 is an example of a multi-nozzle on-demand type inkjet recording apparatus that is equipped with a plurality of the above-mentioned inkjet recording heads and performs recording in a dot matrix by ejecting ink droplets as appropriate according to the print pattern. The figure shows a conventional example of the drive circuit. Figure 6 is the third
This is a multi-nozzle version of the drive circuit shown in the figure, and discharge circuits corresponding to the number of nozzles are configured. However, the charging circuit is common to all nozzles, and only diodes 10-1 to 10-n corresponding to the number of nozzles are added. Terminals a1 to a. in FIG. When a print command is applied to the piezoelectric elements 4-4 to 4-n, the piezoelectric elements 4-4 to 4-n are selectively driven and ink droplets are ejected.
以下、本発明の一実施例について説明する。本発明に用
いられるインクジェット記録ヘッドはその構造において
は従来となんら変わるところはなく圧電素子の駆動方法
のみ改良したものである。An embodiment of the present invention will be described below. The structure of the inkjet recording head used in the present invention is no different from the conventional one, with only the method of driving the piezoelectric element being improved.
従ってインクの噴射に関する動作は前述と全く同様であ
る。Therefore, the operation regarding ink ejection is exactly the same as described above.
第1図は本発明の一実施例をしめす回路図である。従来
例の第6図に対して抵抗8−1〜8−nとトランジスタ
9が付加されている。抵抗8−1(Rd)〜8−nは圧
電素子4−1〜4−nの駆動電圧波形を設定するもので
あり、抵抗3−1(R,)〜3−nに対してR.((R
dの関係となっている。ここで圧電素子4−1の駆動に
ついて説明する。圧電素子4−2〜4−nの駆動も全く
同様に行われる。第1図の回路の端子a.に第7図(a
)(b)のタイミングチャートに示される信号を与えた
ときの駆動電圧波形を第7図(c)に示す。トランジス
タ5−1がオン状態となる抵抗3−1(R.)を介して
の放電による駆動においては圧電素子4−1への印加電
圧が実質的に大きくなり(第7図■。にて表示)、イン
ク滴の噴射が行われる。また、端子Cに第7図(a)(
b)のタイミングチャートに示される信号を与えたとき
の駆動電圧波形を第7図(d)に示す。トランジスタ9
がオン状態となる抵抗3−1と抵抗8一1を介しての放
電による駈動においては圧電素子4−1への印加電圧が
実質的に小さくなり(第7図v2にて表示)圧電素子4
−1による加圧が制限されインク滴の噴射は行われず微
小振動となる。ここで抵抗8−1を適当に設定すればこ
の微小振動によりノズル先端部を適度に濡らす程度のイ
ンク供給が可能となる。つまり非噴射状態のノズルにつ
いては抵抗8−1による駆動を常に行うことにより粘度
の低いインクが供給されノズル先端部のインク粘度の上
昇による印字の乱れを防ぐことが可能となるわけである
。FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention. Resistors 8-1 to 8-n and a transistor 9 are added to the conventional example shown in FIG. Resistors 8-1 (Rd) to 8-n set the drive voltage waveforms of piezoelectric elements 4-1 to 4-n, and R. ((R
The relationship is d. Here, driving of the piezoelectric element 4-1 will be explained. The piezoelectric elements 4-2 to 4-n are driven in exactly the same manner. Terminal a. of the circuit of FIG. Figure 7 (a)
) FIG. 7(c) shows the drive voltage waveform when the signal shown in the timing chart of (b) is applied. When the transistor 5-1 is turned on and driven by discharge through the resistor 3-1 (R.), the voltage applied to the piezoelectric element 4-1 becomes substantially large (as shown in Figure 7). ), the ejection of an ink drop takes place. In addition, terminal C is connected to Fig. 7(a) (
FIG. 7(d) shows the drive voltage waveform when the signal shown in the timing chart b) is applied. transistor 9
In the cantering due to discharge through the resistors 3-1 and 8-1, which turn on the voltage applied to the piezoelectric element 4-1, the voltage applied to the piezoelectric element 4-1 becomes substantially smaller (as shown in FIG. 7 v2). 4
-1 pressure is restricted and ink droplets are not ejected, resulting in minute vibrations. Here, if the resistor 8-1 is set appropriately, it is possible to supply ink to the extent that the nozzle tip is appropriately wetted by this minute vibration. In other words, by constantly driving the nozzle in the non-ejecting state by the resistor 8-1, ink with low viscosity is supplied, and it is possible to prevent disturbances in printing due to an increase in ink viscosity at the tip of the nozzle.
さて実際の印字における動作を第8図のタイミングチャ
ート及び駆動電圧波形図により説明する。第8図(C)
は印字指令であり記録すべきノズルに対し加えられるも
のである。第8図(a)くb)(c)はそれぞれ第1図
の端子C、端子b、端子a.に印加される。ここに示さ
れるごどくトランジスタ9は印字指令の有無によらず一
定周期で常に駆動されており圧電素子4−1は常に微小
振動を繰り退している。(ここで微小振動の周波数はイ
ンクジェット記録ヘッドの応答周波数と一致させる。)
記録すべきノズルの印字指令がトランジスタ5−1に与
えられると圧電素子は抵抗3−1による駆動が行われイ
ンクの噴射が行われる。このとき微小振動は全ノズル共
通に行われているためトランジスタ5−1とトランジス
タ9の双方がオン状態どなっているがトランジスタ5−
1のインピーダンスがトランジスタ9と抵抗8−1に比
べ極めて小さいため噴射特性への影響はない。従って圧
電素子の駆動電圧波形は第8図(d)の様になり印字指
令が加えられた場合にはインク滴の噴射が通常に行われ
、印字指令がない場合には微小振動が行われてインクが
ノズル先端部に洪給されノズル先端部のインクの粘度上
昇が防がれる。なお微小振動は印字指令の有無にかかわ
らず全ノズル同一タイミングで行えるため一つのトラン
ジスタによる共通駆動構或とし素子数を低減した。ノズ
ルにより印字タイミングを異ならせる必要がある場合は
印字タイミングの系統に対応した数のトランジスタによ
り構或することにより同様の効果が得られる。Now, the operation in actual printing will be explained with reference to the timing chart and drive voltage waveform diagram of FIG. Figure 8 (C)
is a print command that is added to the nozzle to be recorded. 8(a), b), and (c) are the terminals C, b, and a of FIG. 1, respectively. is applied to The transistor 9 shown here is always driven at a constant cycle regardless of the presence or absence of a printing command, and the piezoelectric element 4-1 always reciprocates minute vibrations. (Here, the frequency of the microvibration is made to match the response frequency of the inkjet recording head.)
When a print command for the nozzle to be recorded is given to the transistor 5-1, the piezoelectric element is driven by the resistor 3-1 and ink is ejected. At this time, since the micro-vibration is common to all nozzles, both transistor 5-1 and transistor 9 are in the on state, but transistor 5-
Since the impedance of transistor 1 is extremely small compared to transistor 9 and resistor 8-1, there is no effect on the injection characteristics. Therefore, the driving voltage waveform of the piezoelectric element is as shown in Fig. 8(d), and when a printing command is applied, ink droplets are ejected normally, and when there is no printing command, minute vibrations are performed. Ink is flooded to the nozzle tip, preventing the viscosity of the ink at the nozzle tip from increasing. In addition, since microvibration can be performed at the same timing for all nozzles regardless of the presence or absence of a printing command, a common drive structure using one transistor is used to reduce the number of elements. If it is necessary to vary the printing timing depending on the nozzle, the same effect can be obtained by using a number of transistors corresponding to the printing timing system.
以上のように本発明によれば、抵抗とスイッチング素子
の追加という簡単な構成で圧電素子の微小振動が実現で
き、これによりノズル先端部を常に均一な状態に保てる
ため安定なインク滴の噴射特性が得られ印字品貢の高い
インクジェット記録装置を提供できる。As described above, according to the present invention, minute vibrations of the piezoelectric element can be realized with a simple configuration of adding a resistor and a switching element, and this allows the nozzle tip to be always kept in a uniform state, resulting in stable ink droplet ejection characteristics. This makes it possible to provide an inkjet recording device with a high print quality.
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図はイン
クジェット記録ヘッドの一構遣例を示す断面図、第3図
はインクジェット記録ヘッドの一駆動方式を示す回路図
、第4図はインクジェット記録ヘッドの駆動タイミング
と駆動電圧波形を示す図、第5図はマルチノズル・オン
デマンド型インクジェット記録装置の一橋造例を示す図
、第6図はマルチノズル・オンデマンド型インクジェッ
ト記録装置の駆動方式の従来σqを示す回路図、第7図
は本発明の一実施例の駆動タイミング及び駆動電圧波形
を示す図、第8図は同実施例の印字状態における駈動タ
イミング及び駆動電圧波形を示す図。
1、1−1、1−2、1−n・・・抵抗素子2、2−1
、2−2、2−n・・・抵抗素子3、3−1、3−2、
3−n・・・抵抗素子4、4−1、4−2、4−n・・
・圧電素子5、5−1、5−2、5−n・・・トランジ
スタ 6・・・トランジスタ 7・・・トランジス
タ 8、8−1、8−2、8−n・・・抵抗素子
9・・・トランジスタ 10、10一1、10−2、
10−n・−=ダイオード11・・・インクジェット記
録ヘッド 12・・加圧室 13、13−1、13
−n・ノズル 14・・・振動板 15・・・インク室
以上FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of an arrangement of an inkjet recording head, FIG. 3 is a circuit diagram showing one driving method of an inkjet recording head, and FIG. The figure shows the drive timing and drive voltage waveform of the inkjet recording head, Figure 5 shows an example of a Hitotsubashi multi-nozzle on-demand inkjet recording device, and Figure 6 shows the multi-nozzle on-demand inkjet recording device. 7 is a diagram showing the drive timing and drive voltage waveform of an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram showing the cantering timing and drive voltage waveform in the printing state of the same embodiment. Diagram showing. 1, 1-1, 1-2, 1-n...resistance element 2, 2-1
, 2-2, 2-n...resistance element 3, 3-1, 3-2,
3-n...Resistance element 4, 4-1, 4-2, 4-n...
・Piezoelectric elements 5, 5-1, 5-2, 5-n...Transistor 6...Transistor 7...Transistor 8, 8-1, 8-2, 8-n...Resistance element
9...Transistor 10, 10-1, 10-2,
10-n.-=Diode 11... Inkjet recording head 12... Pressure chamber 13, 13-1, 13
-n・Nozzle 14... Vibration plate 15... Ink chamber or above
Claims (1)
電素子に駆動パルスを印加して前記ノズルよりインク滴
を噴射し記録を行なうオンデマンド型のインクジェット
記録装置において、前記圧電素子を、前記ノズルよりイ
ンク滴が噴射しない程度の大きさの電圧により一定周期
で常に駆動しておき、記録を行うべき時のみ印加電圧の
大きさを高めてインク滴を噴射することを特徴とするイ
ンクジェット記録装置の駆動方法。In an on-demand inkjet recording device that performs recording by applying a drive pulse to a piezoelectric element having a plurality of nozzles and provided on a wall surface of a part of an ink chamber to eject ink droplets from the nozzle, the piezoelectric element is Inkjet recording characterized in that the nozzle is always driven at a constant cycle with a voltage of such a magnitude that no ink droplets are ejected from the nozzle, and the magnitude of the applied voltage is increased only when recording is to be performed to eject ink droplets. How to drive the device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30551289A JPH03164258A (en) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | Driving of ink jet recorder |
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Publications (1)
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JPH03164258A true JPH03164258A (en) | 1991-07-16 |
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JP30551289A Pending JPH03164258A (en) | 1989-11-24 | 1989-11-24 | Driving of ink jet recorder |
Country Status (1)
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- 1989-11-24 JP JP30551289A patent/JPH03164258A/en active Pending
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