JPH0543508B2 - - Google Patents

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JPH0543508B2
JPH0543508B2 JP58093783A JP9378383A JPH0543508B2 JP H0543508 B2 JPH0543508 B2 JP H0543508B2 JP 58093783 A JP58093783 A JP 58093783A JP 9378383 A JP9378383 A JP 9378383A JP H0543508 B2 JPH0543508 B2 JP H0543508B2
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JP
Japan
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signal
ink
voltage
conversion means
recording
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JP58093783A
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English (en)
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JPS59218866A (ja
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Mitsuru Yamamoto
Nobuaki Sakurada
Nobutaka Watanabe
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Canon Inc
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Canon Inc
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/19Ink jet characterised by ink handling for removing air bubbles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/21Ink jet for multi-colour printing
    • B41J2/2121Ink jet for multi-colour printing characterised by dot size, e.g. combinations of printed dots of different diameter
    • B41J2/2128Ink jet for multi-colour printing characterised by dot size, e.g. combinations of printed dots of different diameter by means of energy modulation

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
発明の属する技術分野 この発明は、インクジエツトヘツド等の液体噴
射ヘツドを搭載した記録装置、詳しくは電気・機
械変換手段により記録液に圧力を与え、記録液を
液滴として吐出させる液体噴射ヘツドを搭載し所
望の記録を行い得る記録装置に関するものであつ
て、吐出される記録液のドツト径の可変範囲を拡
張する手段を課題とする。 従来技術 インクジエツトヘツド等の液体噴射ヘツドを駆
動するには、従来、記録液に対する圧力室の外壁
に電気・機械変換手段、例えば圧電素子を密着さ
せ、この圧電素子にその分極方向の電圧パルスを
印加し、上記圧力室の容積を急激に縮小させ、記
録液滴の吐出を行つていた。そして吐出される記
録液の量を制御するには印加電圧パルスの電圧値
を変化させる手段が採用されていた。 ところで、上記の駆動手段によれば、記録紙上
に記録される液滴のドツト径の可変範囲が狭く必
ずしも十分な記録品位が得られなかつた。 発明の目的 したがつて、この発明は、従来の液体噴射ヘツ
ド駆動装置の前述の欠点を除去し、簡単な構成に
より記録液滴のドツト径の可変範囲を拡張するこ
とができる液体噴射ヘツド駆動装置を提供し、こ
れによりこの種装置の記録品位の向上をはかるこ
とを目的とする。 発明の構成 この発明は、インクを吐出する吐出口と、イン
クを収容する圧力室と、該圧力室を変位させイン
クを前記吐出口から吐出させる電気・機械変換手
段とを有する記録ヘツドと、記録信号に応じて前
記電気・機械変換手段を駆動する駆動手段とを備
えた記録装置において、 前記駆動手段は、前記吐出口に形成されたイン
クのメニスカスが後退する方向の、一定の第1の
変位を前記電気・機械変換手段に生じさせる第1
の信号を前記電気・機械変換手段に印加した後、
前記インクのメニスカスの後退が復帰するとき
に、前記吐出口に向かつてインクを押し出す方向
の第2の変位を前記電気・機械変換手段に生じさ
せる第2の信号を前記電気・機械変換手段に印加
するとともに、所定の信号に応じて前記第2の信
号による前記第2の変位の量を可変に制御するこ
とを特徴とする。 上記において後述の具体例の引用はなんらこの
発明の範囲を限定するものではなく、この発明は
前記の特許請求の範囲の記載内においてその実施
態様を適宜変更することができるものである。 なおこの明細書において電気・機械変換手段と
は、圧電素子、電歪素子及び磁歪素子等の電気信
号と機械的変位との相互変換を行う手段をいい、
その特定の態様に限定されるものではない。 以下図面を参照してこの発明に係る液体噴射ヘ
ツドを搭載した記録装置の具体例の構成、前記駆
動装置の制御装置の構成及び前記駆動装置の作用
の順序で詳細に説明する。下記の説明は電気・機
械変換手段が圧電素子である例について行う。 この発明に係る液体噴射ヘツドを搭載した記録
装置の具体例の構成(第1図、第2図) 第1図はこの発明に係る記録装置に搭載される
液体噴射ヘツドの駆動装置の具体例の回路構成を
示し、第2図a及びbは第1図のスイツチング素
子1〜6を制御するタイミングパルスを、同図c
は第1図の圧電素子11を駆動する波形を示す。 第1図において、1〜6はスイツチング素子の
一例であるスイツチングトランジスタであつてこ
れらのうち1及び4はpnpスイツチングトランジ
スタ、その他はnpnスイツチングトランジスタで
ある。各トランジスタのベースには、それぞれ図
示のように、タイミングパルスa,,b及び
が加えられる。これらのうちa及びbはそれぞれ
第2図のa及びbで示すものであり、及びは
それぞれa及びbを反転した信号を示している。
トランジスタ1及び4のエミツタにはそれぞれ正
電圧V1及びV2が供給される。トランジスタ1の
コレクタは可変抵抗7に接続され、可変抵抗7の
他端は圧電素子11の正電極13に接続される。
またトランジスタ4のコレクタは可変抵抗9に接
続され、可変抵抗9の他端は圧電素子11の負電
極12に接続される。さらに、圧電素子11の正
電極13は可変抵抗8を介してトランジスタ2の
コレクタに、及び直接トランジスタ3のコレクタ
に接続され、同じく負電極12は可変抵抗10を
介してトランジスタ5のコレクタに、及び直接ト
ランジスタ6のコレクタに接続される。トランジ
スタ2,3,5及び6の各エミツタは基準電位、
例えばアースに接続される。 前記のトランジスタ1〜6は、それらの各ベー
スに加えられるタイミングパルスa,,b及び
bにより、第2図に示すタイミングでそれぞれ下
表に示すようにオン、オフされる。
【表】 第2図の時刻t1にトランジスタ3及び4がオン
になり、同じく5及び6がオフになるため圧電素
子11の正電極13が接地された状態になり、そ
の負電極12には可変抵抗9を通して正電圧V2
が印加される。次に時刻t2にはトランジスタ2,
3及び4がオフになり、同じく1,5及び6がオ
ンになるため圧電素子11の負電極12が接地さ
れた状態になり、その正電極13には可変抵抗7
を通して正電圧V1が印加される。時刻t3以降は待
機状態であつてトランジスタ2及び5がオンにな
るため、圧電素子11の両電極13及び12がそ
れぞれ可変抵抗8及び10を通して接地された状
態になり、両電極12及び13の間に電位差を生
じない。 第1図の駆動装置に対する制御装置の構成(第
3図) 第3図は、第1図の駆動装置によつて噴射ヘツ
ドの吐出記録液のドツト径を変化するための制御
装置の一例を示し、図中21はドツト径指示信号
の入力端子、22は吐出開始を指示するトリガパ
ルスの入力端子を示す。ドツト径指示信号の電圧
値は、吐出される記録液の量、したがつて記録す
べきドツト径と対応関係をもたせてあり、この指
示信号は増幅器23で増幅され、第1図に関連し
て説明した液体噴射ヘツド駆動装置24に正駆動
電圧V1として与えられる。駆動装置24には定
電圧電源25の出力が正駆動電圧V2として与え
られる。 したがつてドツト径指示信号の電圧値によつて
駆動装置24中の圧電素子(第1図の11)に印
加される正駆動電圧V1が変化し、吐出記録液の
ドツト径が変化する。また正駆動電圧V2の値は
電圧V1がゼロのとき吐出可能な最低電圧に設定
する。 吐出開始を指示するトリガパルスは、単安定マ
ルチバイブレータIC26に印加され、第2図a
に示すタイミングパルスを発生する。このタイミ
ングパルスのパルス幅は外付け可変抵抗27によ
つて調整され、前記の電圧V1がゼロである場合
の吐出速度が最大になるようにする。マルチバイ
ブレータ26の出力は駆動装置24に前述のタイ
ミングパルスaとして供給されるとともに単安定
マルチバイブレータIC28に印加され、第2図
bに示すタイミングパルスを発生する。このパル
ス幅も外付け可変抵抗29によつて調整される。
単安定マルチバイブレータ28の出力は駆動装置
24に前述のタイミングパルスbとして与えられ
る。これらの単安定マルチバイブレータが発生す
るパルスの幅を調整するには図示のもののほか任
意の時定数回路を利用することができる。 この発明に係る記録装置に搭載される液体噴射
ヘツドの駆動装置の具体例の作用(第1図〜第4
図) 前述の構成において、先ず第2図の時刻t1では
圧電素子11にその分極方向と逆方向の電圧V2
が印加されることにより噴射ヘツドの圧力室が膨
脹し、そのオリフイス先端部のメニスカスがオリ
フイス内部に後退する。後退したメニスカスは、
通常約10μs程度経過後に表面張力によつて前進を
開始する。単安定マルチバイブレータ26が発生
するタイミングパルス(第2図a)の幅を調整し
て上記のメニスカスの前進と位相を合わせて分極
方向と同方向の電圧V1を圧電素子11に印加す
ると(第2図c)、前記の圧力室が急激に圧縮さ
れ、記録液滴が吐出される。 このようにオリフイス先端部からインクを吐出
させる場合には、インクの吐出速度が記録特性に
とつて1つの重要なフアクターとなる。つまり、
インクの吐出速度が所定の値以上となつていない
と吐出インクのよれを生じることになり、インク
の着弾点がばらつき記録の品位が低下してしま
う。 ところで、本例のようにオリフイス先端部から
後退したメニスカスが復帰すること、すなわちイ
ンクの表面張力によりオリフイス先端部に向かう
メニスカス前進力が働く構成を取入れるととも
に、このメニスカス前進力にタイミングを合わせ
てインク吐出信号を印加する構成とすると、メニ
スカス前進力とインク吐出力との合力がインクの
吐出速度となる。したがつて、従来の噴射ヘツド
において所定の吐出速度を得るために行つていた
圧力室の圧縮量よりも少ない圧縮量で、すなわち
従来のものより低い印加電圧で必要な吐出速度を
得ることが出来ることになる。すなわち、圧力室
の圧縮量が少なくなるために吐出されるインク量
は減少し記録(印字を含む)ドツト径が小さい記
録が可能になる。 また、本例の電圧値V1として、従来の噴射ヘ
ツドにおける最大ドツト径を得るための電圧
Vmaxを印加することとした場合、圧力室を圧縮
する力は圧力室を拡大する力として作用していた
電圧値V2とVmaxとの和に等しくなる。つまり、
V1の印加電圧としてはVmaxを印加した状態で
あるにもかかわらず、実際に圧力室にはVmax+
V2の電圧が印加されることとなり、印加電圧
(Vmax+V2)に相当する量のインクが吐出口よ
りも吐出され、従来の噴射ヘツドにおけるよりも
大きなドツト径が得られることになる。 したがつて上記のヘツド駆動に用いられる装置
を搭載した記録装置によれば、従来のものよりド
ツト径の可変範囲を拡張することが可能であり、
これにより記録品位の大幅な向上をはかることが
できる。第4図は、上記の駆動装置により吐出さ
れる記録液滴のドツト径(×印で示す。)が印加
パルス電圧に対して変化する状況をプロツトした
実験結果を示すもので、印加パルス電圧の電圧値
に応じてドツト径が変化し、しかも従来の装置に
よるもの(○印で示す。)よりもドツト径が小さ
い領域及び大きい領域ともに可変範囲が拡張され
ていることを示している。 尚、本実施例は、圧力室を拡張する信号を印加
し、所定のタイミングで印加される電圧V1のみ
を可変としているが、電圧V2のみを可変とする
構成も考えられる。しかしながら電圧V2を大き
くするとメニスカスが急激に後退し、空気がイン
ク中に入り、泡が発生してしまう為、品質の低下
を招く。したがつて電圧V2を可変制御する場合
にも電圧V1の可変制御と組合わせる事が望まし
い。特に本実施例の如く電圧V1のみを可変とす
れば回路構成の点で大幅な簡略化が可能となる 発明の効果 上記のように、この発明によれば、インクを吐
出する吐出口と、インクを収容する圧力室と、該
圧力室を変位させインクを前記吐出口から吐出さ
せる電気・機械変換手段とを有する記録ヘツド
と、記録信号に応じて前記電気・機械変換手段を
駆動する駆動手段とを備えた記録装置において、 前記駆動手段は、前記吐出口に形成されたイン
クのメニスカスが後退する方向の、一定の第1の
変位を前記電気・機械変換手段に生じさせる第1
の信号を前記電気・機械変換手段に印加した後、
前記インクのメニスカスの後退が復帰するとき
に、前記吐出口に向かつてインクを押し出す方向
の第2の変位を前記電気・機械変換手段に生じさ
せる第2の信号を前記電気・機械変換手段に印加
するとともに、所定の信号に応じて前記第2の信
号による前記第2の変位の量を可変に制御する構
成とすることにより、インクの吐出時に第2の信
号により前記圧力室を変位する力と、第1の信号
により変位されたメニスカスが復帰する力が同時
に働くため、記録液滴の量が少なくても高い吐出
速度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る液体噴射ヘツド駆動装
置の具体例の回路図、第2図a,b及びcは第1
図の装置の動作を説明するための波形図、第3図
は第1図の駆動装置に対する制御装置のブロツク
図、第4図はこの発明に係る液体噴射ヘツド駆動
装置及び従来の装置における記録液滴のドツト径
の可変範囲を示す線図である。 図中1ないし6はスイツチング素子であるスイ
ツチングトランジスタ、11は電気・機械変換手
段である圧電素子、12はその負電極、13はそ
の正電極、21はドツト径指示信号の入力端子、
22は記録開始を指示するトリガパルスの入力端
子、24は液体噴射ヘツド駆動装置、25は定電
圧電源、26,28は単安定マルチバイブレー
タ、27,29は可変抵抗を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 インクを吐出する吐出口と、インクを収容す
    る圧力室と、該圧力室を変位させインクを前記吐
    出口から吐出させる電気・機械変換手段とを有す
    る記録ヘツドと、記録信号に応じて前記電気・機
    械変換手段を駆動する駆動手段とを備えた記録装
    置において、 前記駆動手段は、前記吐出口に形成されたイン
    クのメニスカスが後退する方向の、一定の第1の
    変位を前記電気・機械変換手段に生じさせる第1
    の信号を前記電気・機械変換手段に印加した後、
    前記インクのメニスカスの後退が復帰するとき
    に、前記吐出口に向かつてインクを押し出す方向
    の第2の変位を前記電気・機械変換手段に生じさ
    せる第2の信号を前記電気・機械変換手段に印加
    するとともに、所定の信号に応じて前記第2の信
    号による前記第2の変位の量を可変に制御するこ
    とを特徴とする記録装置。 2 前記第2の変位の量は、前記駆動手段に印加
    される対応する前記第2の信号のパルス電圧値を
    制御することで規定され、前記第1信号の電圧値
    は前記第1信号の電圧値がゼロの条件下でインク
    吐出可能な最低電圧であることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項に記載の記録装置。
JP9378383A 1983-05-18 1983-05-27 記録装置 Granted JPS59218866A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9378383A JPS59218866A (ja) 1983-05-27 1983-05-27 記録装置
US06/910,818 US4714935A (en) 1983-05-18 1986-09-23 Ink-jet head driving circuit

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JP9378383A JPS59218866A (ja) 1983-05-27 1983-05-27 記録装置

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JPS59218866A JPS59218866A (ja) 1984-12-10
JPH0543508B2 true JPH0543508B2 (ja) 1993-07-01

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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0677992B2 (ja) * 1986-02-10 1994-10-05 キヤノン株式会社 液体噴射記録装置
JP3156583B2 (ja) * 1995-04-19 2001-04-16 セイコーエプソン株式会社 インクジェット式印字ヘッドの駆動装置
JP3159188B2 (ja) 1998-10-20 2001-04-23 日本電気株式会社 インクジェット記録ヘッドの駆動方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5528893A (en) * 1978-08-11 1980-02-29 Hell Rudolf Dr Ing Gmbh Method of and apparatus for controlling ink beam recording mechanism

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