JPH0584902A - Method for driving ink jet type printing head - Google Patents
Method for driving ink jet type printing headInfo
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- JPH0584902A JPH0584902A JP24916691A JP24916691A JPH0584902A JP H0584902 A JPH0584902 A JP H0584902A JP 24916691 A JP24916691 A JP 24916691A JP 24916691 A JP24916691 A JP 24916691A JP H0584902 A JPH0584902 A JP H0584902A
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
ターに用いる印字ヘッドの駆動方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for driving a print head used in an ink jet printer.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のインクジェット式印字ヘッドは、
日本特許公報、特公昭60−8953号公報に示された
ように、インクタンクを構成する容器の壁面に複数のノ
ズル開口を形成すると共に、各ノズル開口と対向するよ
うに伸縮方向を一致させて圧電素子を配設して構成され
ている。この印字ヘッドは、駆動信号を圧電素子に印加
して圧電素子を伸縮させ、この時に発生するインクの動
圧によりインク滴をノズル開口から吐出させて印刷用紙
にドットを形成するものである。2. Description of the Related Art A conventional ink jet print head is
As shown in Japanese Patent Publication No. 60-8953, a plurality of nozzle openings are formed on the wall surface of a container constituting an ink tank, and the expansion and contraction directions are aligned so as to face each nozzle opening. A piezoelectric element is arranged and configured. In this print head, a drive signal is applied to a piezoelectric element to expand and contract the piezoelectric element, and the dynamic pressure of ink generated at this time causes ink droplets to be ejected from nozzle openings to form dots on printing paper.
【0003】このような形式の印字ヘッドに於いては、
液滴の形成効率や飛翔力が大きいことが望ましい。しか
しながら、圧電素子の単位長さ、及び単位電圧当りの伸
縮率は極めて小さいため、印字に要求される飛翔力を得
るには高い電圧を印加することが必要となり、駆動回路
や電気絶縁対策が複雑化するという問題がある。In a print head of this type,
It is desirable that droplet formation efficiency and flight force are large. However, since the unit length of the piezoelectric element and the expansion / contraction rate per unit voltage are extremely small, it is necessary to apply a high voltage in order to obtain the flying force required for printing, which complicates the drive circuit and electrical insulation measures. There is a problem of turning into.
【0004】このような問題を解決するため、日本特許
公報特開昭63−295269号公報に示されているよ
うに、電極と圧電材料とを交互にサンドイッチ状に積層
したインクジェット印字ヘッド用の圧電素子が提案され
ている。この圧電素子によれば電極間距離を可及的に小
さくすることが出来るため、駆動信号の電圧を下げるこ
とが出来るという効果がある。In order to solve such a problem, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-295269, a piezoelectric for an ink jet print head in which electrodes and piezoelectric materials are alternately laminated in a sandwich shape. Elements have been proposed. According to this piezoelectric element, the distance between the electrodes can be made as small as possible, so that the voltage of the drive signal can be lowered.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな圧電素子は駆動信号の電圧を下げることができる反
面容量が大きくなり、その結果圧電素子の伸縮時に大き
なピーク電流を必要とする。特に複数の圧電素子を駆動
する印字用ヘッドにおいては、その圧電素子の個数倍の
ピーク電流が必要となる。この圧電素子の伸縮時の大き
なピーク電流は、配線抵抗等による著しい電圧降下を引
き起こすため、選択した圧電素子の数により駆動信号が
異なる、いわゆるクロストークが発生する。クロストー
クはインク滴の飛翔特性に影響し、印字品質を劣化させ
る。このクロストークの対策としては、電源部に大容量
のコンデンサを付加する、配線抵抗を小さくする等が挙
げられるが、高価になる課題があった。However, such a piezoelectric element can reduce the voltage of the drive signal, but has a large capacitance, and as a result, a large peak current is required when the piezoelectric element expands and contracts. In particular, in a print head that drives a plurality of piezoelectric elements, a peak current that is a multiple of the number of the piezoelectric elements is required. The large peak current when the piezoelectric element expands and contracts causes a significant voltage drop due to wiring resistance or the like, so that a so-called crosstalk occurs in which a drive signal varies depending on the number of selected piezoelectric elements. Crosstalk affects the flight characteristics of ink droplets and deteriorates print quality. As measures against this crosstalk, a large-capacity capacitor is added to the power supply unit, wiring resistance is reduced, and the like, but there has been a problem of high cost.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に於いては、ノズル開口に対応した圧電素子を
複数のブロックに分割し、各ブロックの駆動を時分割し
て行うことにした。In order to solve the above problems, according to the present invention, a piezoelectric element corresponding to a nozzle opening is divided into a plurality of blocks, and each block is driven in a time division manner. did.
【0007】[0007]
【実施例】図1に本発明の駆動方法を用いたインクジェ
ット式印字ヘッドの駆動回路の1例を示す。図1に於
て、1から5は抵抗、6から8はNPN型トランジス
タ、9、10はPNP型トランジスタ、11はNPN型
トランジスタ、12はPNP型トランジスタ、13はコ
ンデンサ、14、15は制御信号、20A、20B、2
0C、・・・、21A、21B、・・・22A、22
B、・・・はアナログスイッチ、30A、30B、30
C、・・・、31A、31B、・・・32A、32B、
・・・は圧電素子、40A、40B、40C、・・・、
41A、41B、・・・42A、42B、・・・はゲー
ト回路、50A、50B、50C、・・・、51A、5
1B、・・・52A、52B、・・・は印字信号、6
0、61、62、・・・はブロック選択信号である。FIG. 1 shows an example of a drive circuit for an ink jet type print head using the drive method of the present invention. In FIG. 1, 1 to 5 are resistors, 6 to 8 are NPN type transistors, 9 and 10 are PNP type transistors, 11 is an NPN type transistor, 12 is a PNP type transistor, 13 is a capacitor, and 14 and 15 are control signals. , 20A, 20B, 2
0C, ..., 21A, 21B, ... 22A, 22
B, ... are analog switches, 30A, 30B, 30
C, ..., 31A, 31B, ... 32A, 32B,
... is a piezoelectric element, 40A, 40B, 40C, ...
41A, 41B, ... 42A, 42B, ... Are gate circuits, 50A, 50B, 50C ,.
1B, ... 52A, 52B, ... are print signals, 6
0, 61, 62, ... Are block selection signals.
【0008】制御信号14によりNPN型トランジスタ
6をオン状態にすると、PNP型トランジスタ9がオン
状態になる。このときPNP型トランジスタ9とPNP
型トランジスタ10はカレントミラー回路を構成し、抵
抗4により定められる一定電流でコンデンサ13に充電
する。コンデンサ13の電位は充電を続けるとPNP型
トランジスタ10のエミッタ及び抵抗4の電位に近くな
り充電を終了する。一定時間後制御信号14によりNP
N型トランジスタ6をオフ状態にし、更に、制御信号1
5によりNPN型トランジスタ8をオン状態にする。N
PN型トランジスタ7とNPN型トランジスタ8は前述
したと同様にカレントミラー回路を構成し、抵抗5によ
り定められる一定電流でコンデンサ13を放電する。こ
のコンデンサ13の一定電流による充放電を繰り返すこ
とにより台形の走査電圧波形が発生する。この台形の走
査電圧波形はコンプリメンタリ型のプッシュプル回路を
構成するNPN型トランジスタ11とPNP型トランジ
スタ12により電流増幅される。以上の動作により図2
に示す様な台形の走査電圧波形(以後走査電圧信号と呼
ぶ)がNPN型トランジスタ11及びPNP型トランジ
スタ12のエミッタから出力されアナログスイッチ20
A、20B、20C、・・・、21A、21B、・・・
22A、22B、・・・に入力される。ここでブロック
選択信号60をイネーブル状態にし、他のブロック選択
信号61、62、・・・をディスイネーブル状態にす
る。ブロック選択信号60により開かれたゲート回路4
0A、40B、40C、・・・は各々に入力される印字
信号50A、50B、50C、・・・に従い、各々接続
されるアナログスイッチ20A、20B、20C、・・
・のオンオフ動作を行う。このときブロック選択信号6
0は走査電圧信号に同期して図2に示すタイミングでイ
ネーブル状態にする。オン状態になったアナログスイッ
チに接続される圧電素子は走査電圧信号の波形に従い充
放電し伸縮する。この圧電素子の伸縮動作は圧電素子と
ノズル開口間のインクを圧しノズル開口からインク滴を
飛翔させる。ここですべての圧電素子の選択が終了する
期間を駆動周期とすれば、以後ブロック選択信号61、
62、・・・の順に同様な動作を繰り返すことにより、
一駆動周期を終了する。以上の動作により各ブロックの
選択された圧電素子に印加される駆動信号は図2の駆動
信号30、31、32のようになる。When the NPN transistor 6 is turned on by the control signal 14, the PNP transistor 9 is turned on. At this time, the PNP transistor 9 and the PNP
The type transistor 10 constitutes a current mirror circuit, and charges the capacitor 13 with a constant current determined by the resistor 4. When the charge of the capacitor 13 is continued, the potential of the capacitor 13 becomes close to the potential of the emitter of the PNP transistor 10 and the resistor 4, and the charge is terminated. NP by control signal 14 after a certain time
The N-type transistor 6 is turned off, and the control signal 1
5, the NPN transistor 8 is turned on. N
The PN type transistor 7 and the NPN type transistor 8 form a current mirror circuit as described above, and discharge the capacitor 13 with a constant current determined by the resistor 5. A trapezoidal scanning voltage waveform is generated by repeatedly charging and discharging the capacitor 13 with a constant current. This trapezoidal scanning voltage waveform is current-amplified by the NPN type transistor 11 and the PNP type transistor 12 which form a complementary push-pull circuit. With the above operation, FIG.
A trapezoidal scanning voltage waveform (hereinafter referred to as a scanning voltage signal) as shown in FIG. 2 is output from the emitters of the NPN transistor 11 and the PNP transistor 12 and the analog switch 20.
A, 20B, 20C, ..., 21A, 21B ,.
22A, 22B, ... Here, the block selection signal 60 is enabled, and the other block selection signals 61, 62, ... Are disabled. Gate circuit 4 opened by block selection signal 60
0A, 40B, 40C, ... are analog switches 20A, 20B, 20C, ... Connected according to print signals 50A, 50B, 50C ,.
・ Turn on and off. At this time, the block selection signal 6
0 is enabled at the timing shown in FIG. 2 in synchronization with the scanning voltage signal. The piezoelectric element connected to the analog switch in the ON state is charged and discharged according to the waveform of the scanning voltage signal to expand and contract. This expansion / contraction operation of the piezoelectric element presses ink between the piezoelectric element and the nozzle opening to cause ink droplets to fly from the nozzle opening. Here, if the period in which the selection of all the piezoelectric elements is completed is the driving cycle, then the block selection signal 61,
By repeating the same operation in the order of 62, ...
One driving cycle is completed. With the above operation, the drive signals applied to the selected piezoelectric elements of each block become the drive signals 30, 31, 32 in FIG.
【0009】尚、分割数N(Nは2以上の自然数)と走
査電圧信号の1サイクル期間T(電圧波形の立ち上がり
始めから立ち下がり終わりまで)と駆動周期との関係は 駆動周期≧N×T (駆動周期、Tの単位は[s]) で表される。The relationship between the number of divisions N (N is a natural number of 2 or more), one cycle period T of the scanning voltage signal (from the start of rising of the voltage waveform to the end of falling), and the driving cycle is: driving cycle ≧ N × T (Driving period, unit of T is [s]).
【0010】また印字ヘッドのノズル開口の配置を副走
査方向に一列とした場合、各圧電素子のブロック毎に分
割駆動による時間的なずれが生じ、その結果主走査方向
に印字ヘッドを走査させると副走査方向の線がギザギザ
になってしまう。このためブロック分けした圧電素子に
対応するノズル開口を、図3のように主走査方向にずら
して配置することにより、良好な印字品質がえられる。
図3の101はノズル開口、102はノズルプレートで
ある。このノズル開口101のずらし量(最初に選択す
るブロックからのずれ)をW(m)(mはブロックの選
択順)、主走査方向の解像度をD(D単位はドット/イ
ンチ)、とするとずらし量W(m)は W(m)=1/D×T÷駆動周期×(m−1) で求められる。Further, when the nozzle openings of the print head are arranged in a line in the sub-scanning direction, a time shift occurs due to division drive for each block of each piezoelectric element, and as a result, the print head is scanned in the main scanning direction. The lines in the sub-scanning direction become jagged. Therefore, good print quality can be obtained by arranging the nozzle openings corresponding to the divided piezoelectric elements in the main scanning direction as shown in FIG.
In FIG. 3, 101 is a nozzle opening and 102 is a nozzle plate. If the shift amount of this nozzle opening 101 (shift from the block to be selected first) is W (m) (m is the block selection order), and the resolution in the main scanning direction is D (D unit is dots / inch) The amount W (m) is obtained by W (m) = 1 / D × T ÷ driving cycle × (m−1).
【0011】以上説明したように圧電素子をN個のブロ
ックに分け、時分割駆動をすることにより全圧電素子駆
動時に必要とする最大ピーク電流値を1/Nに低減でき
た。また本実施例ではアナログスイッチ20A、20
B、20C、・・・、21A、21B、・・・22A、
22B、・・・を図1に示す簡単な記号で説明したが、
具体的な例として図4に示すCMOSのトランスミッシ
ョン・ゲートが挙げられる。図4の201はオンオフを
決める制御信号、202はインバータ、203、204
は入出力端子である。但し、このトランスミッション・
ゲートによるアナログスイッチのオン状態の抵抗は圧電
素子の容量とにより走査電圧信号に対し時間遅延を引き
起こすため300Ω以下が望ましい。As described above, by dividing the piezoelectric element into N blocks and performing time-division driving, the maximum peak current value required for driving all the piezoelectric elements can be reduced to 1 / N. Further, in this embodiment, the analog switches 20A, 20
B, 20C, ..., 21A, 21B, ... 22A,
22B, ... have been described with the simple symbols shown in FIG.
A concrete example is the CMOS transmission gate shown in FIG. In FIG. 4, 201 is a control signal for determining on / off, 202 is an inverter, 203, 204
Is an input / output terminal. However, this transmission
The on-state resistance of the analog switch by the gate causes a time delay with respect to the scanning voltage signal due to the capacitance of the piezoelectric element, and is therefore preferably 300Ω or less.
【0012】また本実施例では走査電圧信号を図2に示
す台形波形で説明したが、図1の定電流波形を発生する
回路を定電圧回路で構成しても同様な効果が得られるこ
とは明白である。In the present embodiment, the scanning voltage signal has been described with the trapezoidal waveform shown in FIG. 2. However, the same effect can be obtained even if the circuit for generating the constant current waveform shown in FIG. 1 is constituted by the constant voltage circuit. It's obvious.
【0013】また本実施例では、走査電圧信号を共通電
極にした駆動回路を用いて説明したが、圧電素子毎に走
査電圧信号を発生する方法でも同様な効果が得られるこ
とは明白である。In the present embodiment, the driving circuit using the scanning voltage signal as the common electrode has been described, but it is obvious that the same effect can be obtained by the method of generating the scanning voltage signal for each piezoelectric element.
【0014】[0014]
【発明の効果】ノズル開口に対応した圧電素子を複数の
ブロックに分割し、各ブロックの選択を時分割にしたこ
とにより、クロストークが少なく、良好な印字品質が得
られる安価な回路を実現できた。By dividing the piezoelectric element corresponding to the nozzle opening into a plurality of blocks and selecting each block by time division, it is possible to realize an inexpensive circuit with less crosstalk and good print quality. It was
【図1】本発明のインクジェット式印字ヘッドの駆動方
法を用いた回路の一例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an example of a circuit using a method for driving an inkjet print head of the present invention.
【図2】本発明のインクジェット式印字ヘッドの駆動方
法を用いた回路のタイムチャートを示す図。FIG. 2 is a diagram showing a time chart of a circuit using the method for driving the inkjet print head of the present invention.
【図3】本発明のインクジェット式印字ヘッドの駆動方
法を用いた場合のノズル開口の配置を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an arrangement of nozzle openings when the method for driving an inkjet print head of the present invention is used.
【図4】アナログスイッチの具体例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a specific example of an analog switch.
20A、20B、20C、・・・、 21A、21B、
21C、・・・、22A、22B、22C、・・・
アナログスイッチ 30A、30B、30C、・・・、 31A、31B、
31C、・・・、32A、32B、32C、・・・
圧電素子 40A、40B、40C、・・・、 41A、41B、
41C、・・・、42A、42B、42C、・・・
ゲート回路 60、61、62、・・・
ブロック選択信号20A, 20B, 20C, ..., 21A, 21B,
21C, ..., 22A, 22B, 22C ,.
Analog switches 30A, 30B, 30C, ..., 31A, 31B,
31C, ..., 32A, 32B, 32C, ...
Piezoelectric elements 40A, 40B, 40C, ..., 41A, 41B,
41C, ..., 42A, 42B, 42C ,.
Gate circuit 60, 61, 62, ...
Block selection signal
Claims (1)
電素子が配置され、圧電素子への駆動信号によりインク
がノズル開口から外部に放出されるようにしたインクジ
ェット式印字ヘッドの駆動方法であって、前記圧電素子
を複数のブロックに分割し、各ブロックの駆動を時分割
して行うことを特徴とするインクジェット式印字ヘッド
の駆動方法。1. A method of driving an ink jet print head, wherein a plurality of piezoelectric elements are arranged corresponding to a plurality of nozzle openings, and ink is ejected from the nozzle openings to the outside by a drive signal to the piezoelectric elements. Then, the piezoelectric element is divided into a plurality of blocks, and each block is driven in a time-division manner.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24916691A JPH0584902A (en) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | Method for driving ink jet type printing head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24916691A JPH0584902A (en) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | Method for driving ink jet type printing head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0584902A true JPH0584902A (en) | 1993-04-06 |
Family
ID=17188893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24916691A Pending JPH0584902A (en) | 1991-09-27 | 1991-09-27 | Method for driving ink jet type printing head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0584902A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11268306A (en) * | 1998-03-26 | 1999-10-05 | Brother Ind Ltd | Color recording apparatus |
US6078772A (en) * | 1996-09-27 | 2000-06-20 | Sharp Kabushiki Kaisha | Image-forming apparatus |
US6847775B2 (en) | 2001-11-12 | 2005-01-25 | Allied Telesis K.K. | Accommodation apparatus for transmission medium |
US6909834B2 (en) | 2002-09-11 | 2005-06-21 | Allied Telesis Kabushiki Kaisha | Media converter that protects optical fiber cable |
JP2019119066A (en) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | セイコーエプソン株式会社 | Piezoelectric system print head and piezoelectric system ink jet printer |
-
1991
- 1991-09-27 JP JP24916691A patent/JPH0584902A/en active Pending
Cited By (5)
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JPH11268306A (en) * | 1998-03-26 | 1999-10-05 | Brother Ind Ltd | Color recording apparatus |
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