JPH0691204A - Piezoelectric liquid droplet ejection device - Google Patents

Piezoelectric liquid droplet ejection device

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JPH0691204A
JPH0691204A JP26959292A JP26959292A JPH0691204A JP H0691204 A JPH0691204 A JP H0691204A JP 26959292 A JP26959292 A JP 26959292A JP 26959292 A JP26959292 A JP 26959292A JP H0691204 A JPH0691204 A JP H0691204A
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JP
Japan
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residual pressure
pressure
pressure chamber
pressure fluctuation
cancel
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Application number
JP26959292A
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Japanese (ja)
Inventor
Kimei Chiyou
棄名 張
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0691204A publication Critical patent/JPH0691204A/en
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Abstract

PURPOSE:To ensure that a residual pressure variation can be reduced positively, if the cycle and amplitude of the residual pressure variation in a pressure chamber change due to temperature or the physical property of ink. CONSTITUTION:A residual pressure variation in a pressure chamber 10 after the ejection of ink droplets is detected by a piezoelectric element 16 and a detection circuit 32. At the same time, a cancellation pulse for cancelling a residual pressure based on the amplitude and cycle of the residual pressure variation is calculated by a calculation circuit 34, and then is applied to the piezoelectric element 16 by a drive circuit 30.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は圧電式液滴噴射装置に係
り、特に、液滴噴射後における圧力室内の残留圧力をよ
り確実に低減する技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric droplet ejecting device, and more particularly to a technique for more reliably reducing the residual pressure in a pressure chamber after ejecting a droplet.

【0002】[0002]

【従来の技術】圧電トランスデューサを用いて圧力室の
容積を変化させることにより、その圧力室内の噴射液を
ノズルから噴射する圧電式液滴噴射装置が、例えばイン
クジェットプリンタ等に利用されている。図8は、かか
る圧電式液滴噴射装置の一例で、圧力室10を形成して
いるハウジング12の側壁14には圧電トランスデュー
サとしてPZT等のピエゾ素子16が設けられ、そのピ
エゾ素子16には駆動回路18により駆動電圧が印加さ
れるようになっている。ピエゾ素子16に駆動電圧が印
加されると、側壁14はピエゾ素子16と共に一点鎖線
で示されているように変形して圧力室10の容積が減少
させられ、その圧力室10内に充填されている噴射液と
してのインクがインク滴20となってノズル22から噴
出する。その後、比較的短い時間で駆動電圧が0Vにな
ると、ピエゾ素子16が変形前の形状に戻り、圧力室1
0の容積が増大してインク供給通路24から圧力室10
内にインクが流入する。なお、インクジェットプリンタ
として用いる場合には、このような液滴噴射装置を多数
備えて構成される。
2. Description of the Related Art Piezoelectric droplet ejecting apparatuses, which eject a liquid ejected from a pressure chamber by changing the volume of the pressure chamber using a piezoelectric transducer, are used in, for example, ink jet printers. FIG. 8 shows an example of such a piezoelectric type droplet ejecting apparatus. A piezoelectric element 16 such as PZT is provided as a piezoelectric transducer on a side wall 14 of a housing 12 forming a pressure chamber 10, and the piezoelectric element 16 is driven. A drive voltage is applied by the circuit 18. When a drive voltage is applied to the piezo element 16, the side wall 14 is deformed together with the piezo element 16 as shown by the alternate long and short dash line to reduce the volume of the pressure chamber 10 and fill the inside of the pressure chamber 10. The ink as the ejected liquid is ejected from the nozzle 22 as an ink droplet 20. After that, when the drive voltage becomes 0 V in a relatively short time, the piezo element 16 returns to the shape before deformation, and the pressure chamber 1
The volume of 0 increases and the pressure chamber 10 moves from the ink supply passage 24.
Ink flows inside. When used as an inkjet printer, a large number of such droplet ejecting devices are provided.

【0003】ところで、このようなインク噴射時には、
圧力室10の容積変化に伴って圧力波が生じ、この圧力
波は、インクを媒体として圧力室10内を上下左右に伝
播するとともに壁面で反射され、圧力室10内を何度も
往復しながら減衰していく。このため、インク噴射後に
おいても、圧力室10内には上記圧力波に起因する圧力
変動が暫く残存し、以後のインク噴射に影響を与える。
図9の実線は、1回のインク噴射を行った場合の駆動電
圧の変化、ピエゾ素子16の変位状態、およびノズル2
2付近の圧力変化を簡略化して示すタイムチャートで、
ノズル22付近の圧力は、駆動電圧が0Vとなってピエ
ゾ素子16が元の形状に戻った後も、上記圧力波の伝播
速度や圧力室10の形状等によって定まる一定の周期で
変動している。この場合に、次のインク噴射を行うため
に、例えば一点鎖線で示すようにAのタイミングで駆動
電圧を印加した場合、ピエゾ素子16の変形で圧力室1
0の容積は減少するが、ノズル22付近の圧力は元々負
であるため十分な圧力が得られず、インク滴20が噴射
されなかったり、噴射されてもその噴射速度や噴射量が
異なるため印字むらを生じたりする。次のインク噴射を
行うタイミングは、印字パターンや印字速度等によって
種々異なり、残留圧力変動との関係でインク滴20の噴
射速度や噴射量は大きくばらつく。
By the way, during such ink ejection,
A pressure wave is generated as the volume of the pressure chamber 10 changes, and the pressure wave propagates up and down and left and right in the pressure chamber 10 using ink as a medium and is reflected by the wall surface, reciprocating in the pressure chamber 10 many times. Decays. For this reason, even after the ink ejection, the pressure fluctuation due to the pressure wave remains in the pressure chamber 10 for a while, which affects the subsequent ink ejection.
The solid line in FIG. 9 indicates the change in the drive voltage when the ink is ejected once, the displacement state of the piezo element 16, and the nozzle 2.
2 is a time chart showing the pressure change near 2
The pressure in the vicinity of the nozzle 22 fluctuates in a constant cycle determined by the propagation speed of the pressure wave and the shape of the pressure chamber 10 even after the driving voltage becomes 0 V and the piezoelectric element 16 returns to its original shape. . In this case, in order to perform the next ink ejection, for example, when the drive voltage is applied at the timing A as indicated by the alternate long and short dash line, the pressure chamber 1 is deformed by the deformation of the piezo element 16.
Although the volume of 0 decreases, the pressure in the vicinity of the nozzle 22 is originally negative, so that sufficient pressure cannot be obtained, and the ink droplet 20 is not ejected, or even if ejected, the ejection speed and ejection amount are different, so that printing is performed. It causes unevenness. The timing of the next ink ejection varies depending on the printing pattern, the printing speed, etc., and the ejection speed and the ejection amount of the ink droplet 20 greatly vary depending on the residual pressure fluctuation.

【0004】これに対し、例えば特開昭61−3752
号公報等に開示されているように、インク噴射を行うた
めの印字パルスに続いてキャンセルパルスをピエゾ素子
に印加することにより、圧力室内の残留圧力変動を低減
することが考えられている。上記図9を参照しつつ具体
的に説明すると、ノズル22付近の圧力が高くなるタイ
ミングBにおいて、破線で示されているように圧力室1
0の容積を増大させるキャンセルパルスをピエゾ素子1
6に印加することにより、その残留圧力を打ち消すこと
ができるのである。ピエゾ素子16には上下両面に一対
の電極が設けられており、駆動電圧を逆向きに印加する
ことにより逆向きに変形させて圧力室10の容積を増大
させることができる。残留圧力変動の周期は、圧力室1
0の形状、具体的にはインク供給通路24からノズル2
2までの寸法や、圧力室10内における圧力波の伝播速
度に依存し、残留圧力の大きさは圧力波の減衰率に依存
するため、上記キャンセルパルスを印加するタイミング
やパルスの大きさは、残留圧力を消去できるように予め
実験などにより定められる。上記特開昭61−3752
号公報に記載の装置は、圧力室10の寸法誤差等を考慮
してキャンセルパルスのタイミングや大きさを手動調整
できるようになっている。なお、残留圧力が負圧となる
タイミングで圧力室10の容積を減少させるようにして
も良い。
On the other hand, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-3752
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2003-242242, it has been considered to reduce the residual pressure fluctuation in the pressure chamber by applying a cancel pulse to the piezo element subsequent to the print pulse for ejecting ink. More specifically, referring to FIG. 9 above, at the timing B when the pressure in the vicinity of the nozzle 22 increases, as shown by the broken line, the pressure chamber 1
A cancel pulse that increases the volume of 0 is applied to the piezo element 1.
By applying to No. 6, the residual pressure can be canceled. The piezoelectric element 16 is provided with a pair of electrodes on the upper and lower surfaces, and by applying a drive voltage in the opposite direction, the piezoelectric element 16 can be deformed in the opposite direction to increase the volume of the pressure chamber 10. The cycle of the residual pressure fluctuation is the pressure chamber 1
0 shape, specifically from the ink supply passage 24 to the nozzle 2
Up to 2 and the propagation velocity of the pressure wave in the pressure chamber 10, and the magnitude of the residual pressure depends on the attenuation rate of the pressure wave. Therefore, the timing of applying the cancel pulse and the magnitude of the pulse are: It is determined beforehand by experiments so that the residual pressure can be eliminated. JP-A-61-3752
The device disclosed in the publication can manually adjust the timing and magnitude of the cancel pulse in consideration of the dimensional error of the pressure chamber 10 and the like. The volume of the pressure chamber 10 may be reduced at the timing when the residual pressure becomes negative pressure.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記残
留圧力変動はインクの物性や使用環境等によっても変化
する。例えば、前記圧力波の伝播速度は温度によって変
化するし、その圧力波の減衰率はインクの物性や気泡の
混入等によって変化するため、それ等の変化に起因して
残留圧力変動の周期や振幅が変化してしまうのである。
このため、事前に定められたキャンセルパルスでは残留
圧力変動を十分に低減できなかったり、タイミングがず
れて却って残留圧力変動が大きくなったりすることがあ
る。
However, the above-mentioned residual pressure fluctuation also changes depending on the physical properties of the ink, the usage environment, and the like. For example, the propagation velocity of the pressure wave changes depending on the temperature, and the attenuation rate of the pressure wave changes due to the physical properties of the ink, the inclusion of bubbles, and the like. Will change.
For this reason, there are cases in which the residual pressure fluctuation cannot be sufficiently reduced by the cancel pulse that is determined in advance, or the residual pressure fluctuation becomes large due to the timing deviation.

【0006】なお、前記従来例のようにキャンセルパル
スのタイミングや大きさを調整できる装置においては、
使用環境等に応じて残留圧力変動が無くなるように再調
整することができるが、かかる調整作業は面倒で且つ高
度な熟練を要し、必ずしも実用的でない。
Incidentally, in the device capable of adjusting the timing and the magnitude of the cancel pulse as in the prior art example,
It can be readjusted so as to eliminate the residual pressure fluctuation depending on the usage environment, etc., but such adjustment work is tedious and requires a high degree of skill, and is not always practical.

【0007】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、インクの物性や使用
環境等の変化に拘らず常に確実に残留圧力変動を低減で
きるようにすることにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to make it possible to always reliably reduce fluctuations in residual pressure regardless of changes in the physical properties of ink, the use environment, and the like. It is in.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、圧電トランスデューサを用いて圧力室
の容積を変化させることにより、その圧力室内の噴射液
をノズルから噴射する圧電式液滴噴射装置において、
(a)前記圧力室内の残留圧力変動を検出する圧力変動
検出手段と、(b)その圧力変動検出手段によって検出
された前記残留圧力変動に基づいて、その残留圧力変動
を打ち消すように、前記圧電トランスデューサに電圧を
印加して前記圧力室の容積を変化させる圧力変動相殺手
段とを有することを特徴とする。
In order to achieve such an object, the present invention provides a piezoelectric liquid in which the volume of the pressure chamber is changed by using a piezoelectric transducer to inject the liquid in the pressure chamber from a nozzle. In the drop ejector,
(A) a pressure fluctuation detecting means for detecting a residual pressure fluctuation in the pressure chamber, and (b) based on the residual pressure fluctuation detected by the pressure fluctuation detecting means, the piezoelectric means for canceling the residual pressure fluctuation. Pressure fluctuation canceling means for applying a voltage to the transducer to change the volume of the pressure chamber.

【0009】[0009]

【作用および発明の効果】このような圧電式液滴噴射装
置においては、圧力変動検出手段によって圧力室内の実
際の残留圧力変動を検出し、その残留圧力変動を打ち消
すように圧力変動相殺手段によって圧電トランスデュー
サに電圧を印加するため、温度等の使用環境や噴射液の
物性等により残留圧力変動の周期や振幅が変化しても、
その残留圧力変動を確実に低減することができる。これ
により、比較的短いタイミングで液滴噴射を行う場合に
おいても、残留圧力の影響を受けることなく常に一定の
噴射条件で液滴が噴射されるようになる。
In such a piezoelectric liquid droplet ejecting apparatus, the pressure fluctuation detecting means detects the actual residual pressure fluctuation in the pressure chamber, and the pressure fluctuation canceling means cancels the residual pressure fluctuation. Since a voltage is applied to the transducer, even if the cycle or amplitude of residual pressure fluctuations changes due to the operating environment such as temperature or the physical properties of the jet liquid,
The residual pressure fluctuation can be surely reduced. As a result, even when the droplet is ejected at a relatively short timing, the droplet is always ejected under a constant ejection condition without being affected by the residual pressure.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。なお、以下の実施例において前記図8の
従来例と共通する部分には同一の符号を付して詳しい説
明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the following embodiments, the same parts as those in the conventional example of FIG. 8 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0011】図1は、インクジェットプリンタの一つの
液滴噴射装置を示す図で、駆動回路30,検出回路3
2,および演算回路34を備えている。駆動回路30
は、例えば図2のようにパルス発生器36,アンプ3
8,およびアナログスイッチ40を備えて構成され、印
字信号SPおよびキャンセル信号SCに従って印字パル
スPpおよびキャンセルパルスPcをピエゾ素子16に
印加する。印字パルスPpは、ピエゾ素子16を変形さ
せて圧力室10の容積を減少させることによりインク滴
20を噴射させるためのもので、予め定められた一定の
波形のパルスである一方、キャンセルパルスPcは、イ
ンク滴20を噴射した後の圧力室10の残留圧力変動を
消去するためのもので、その大きさすなわち電圧やパル
ス幅はキャンセル信号SCに従って制御される。また、
これ等の印字パルスPpまたはキャンセルパルスPcを
出力する時以外は、スイッチ信号SSに従ってアナログ
スイッチ40が遮断され、ピエゾ素子16は駆動回路3
0から電気的に切り離される。
FIG. 1 is a view showing one droplet ejecting device of an ink jet printer, which is a drive circuit 30 and a detection circuit 3.
2, and an arithmetic circuit 34. Drive circuit 30
Is, for example, as shown in FIG.
8 and an analog switch 40, the print pulse Pp and the cancel pulse Pc are applied to the piezo element 16 in accordance with the print signal SP and the cancel signal SC. The print pulse Pp is for ejecting the ink droplet 20 by deforming the piezo element 16 and reducing the volume of the pressure chamber 10. The print pulse Pp is a pulse having a predetermined constant waveform, while the cancel pulse Pc is , For eliminating the residual pressure fluctuation in the pressure chamber 10 after the ink droplet 20 is ejected, and the magnitude thereof, that is, the voltage and the pulse width are controlled according to the cancel signal SC. Also,
Except when the print pulse Pp or the cancel pulse Pc is output, the analog switch 40 is shut off according to the switch signal SS, and the piezo element 16 is driven by the drive circuit 3.
It is electrically disconnected from 0.

【0012】検出回路32は、前記印字パルスPpの印
加が終了した後に圧力室10内の残留圧力変動に応じて
ピエゾ素子16に生じる電気信号Vsを検出するための
もので、例えば図3のようにオペアンプ42を備えて構
成され、電気信号Vsをロー・インピーダンスに変換し
た検出信号SVを演算回路34に出力する。上記電気信
号Vsおよび検出信号SVは、インク滴噴射時のタイム
チャートである図5の最下段に示されている圧力室10
内の平均圧力に対応する。
The detection circuit 32 is for detecting the electric signal Vs generated in the piezo element 16 in accordance with the residual pressure fluctuation in the pressure chamber 10 after the application of the print pulse Pp is finished, and as shown in FIG. 3, for example. Is provided with an operational amplifier 42, and outputs the detection signal SV obtained by converting the electric signal Vs to low impedance to the arithmetic circuit 34. The electric signal Vs and the detection signal SV are pressure chambers 10 shown at the bottom of FIG. 5, which is a time chart during ink droplet ejection.
Corresponds to the average pressure inside.

【0013】演算回路34は、上記検出信号SVに基づ
いて圧力室10内の残留圧力変動を打ち消すためのキャ
ンセルパルスPcを演算するもので、例えばマイクロコ
ンピュータ等を含んで図4に示す機能を備えて構成され
る。かかる図4において、整形部44は検出信号SVに
含まれているノイズをフィルタ等によって除去する部分
であり、ピークP検出部46は検出信号SVの変化から
最初の上ピークPを検出する部分であり、ピークレベル
L 検出部48は上ピークPにおける検出信号SVの電
圧値をピークレベルPL として検出する部分であり、半
周期τ演算部50は最初の下ピークから上ピークPまで
の時間を半周期τとして算出する部分であり、位相Φ演
算部52は上ピークPと印字パルスPpの終了時との時
間ずれを位相Φとして算出する部分である。そして、キ
ャンセルパルスPc演算部54では、上記ピークレベル
L に対応する残留圧力を打ち消すためにピエゾ素子1
6に印加すべきキャンセル電圧Vcを、そのピークレベ
ルPL に基づいて予め定められたデータマップや演算式
等により算出し、そのキャンセル電圧Vcでパルス幅が
上記半周期τのキャンセルパルスPcを求める。このキ
ャンセルパルスPcを表すキャンセル信号SCが駆動回
路30に出力されることにより、上ピークPの出現と略
同時、言い換えれば印字パルスPpの終了時から位相Φ
だけ遅れたタイミングで、ピエゾ素子16にキャンセル
パルスPcが印加されて圧力室10の容積が増大させら
れ、その圧力室10内の残留圧力変動が打ち消される。
The arithmetic circuit 34 calculates a cancel pulse Pc for canceling the residual pressure fluctuation in the pressure chamber 10 based on the detection signal SV, and has a function shown in FIG. Consists of In FIG. 4, the shaping unit 44 is a portion that removes noise included in the detection signal SV by a filter or the like, and the peak P detection unit 46 is a portion that detects the first upper peak P from the change in the detection signal SV. The peak level P L detection unit 48 is a part that detects the voltage value of the detection signal SV at the upper peak P as the peak level P L , and the half cycle τ calculation unit 50 is the time from the first lower peak to the upper peak P. Is calculated as a half cycle τ, and the phase Φ calculation unit 52 is a part that calculates the time lag between the upper peak P and the end of the print pulse Pp as the phase Φ. Then, in the cancel pulse Pc calculator 54, in order to cancel the residual pressure corresponding to the peak level P L , the piezo element 1
The cancel voltage Vc to be applied to 6 is calculated based on the peak level P L by a predetermined data map, an arithmetic expression, or the like, and the cancel voltage Pc having the pulse width of the half cycle τ is calculated by the cancel voltage Vc. . By outputting the cancel signal SC representing the cancel pulse Pc to the drive circuit 30, substantially at the same time as the appearance of the upper peak P, in other words, the phase Φ from the end of the print pulse Pp.
At a timing delayed by a certain amount, the cancel pulse Pc is applied to the piezo element 16 to increase the volume of the pressure chamber 10, and the residual pressure fluctuation in the pressure chamber 10 is canceled.

【0014】このような本実施例の液滴噴射装置におい
ては、圧力室10内の実際の残留圧力変動をピエゾ素子
16および検出回路32によって検出し、その残留圧力
変動を打ち消すようにピエゾ素子16にキャンセルパル
スPcが印加されるため、温度等の使用環境やインクの
物性等により残留圧力変動の周期や振幅が変化しても、
その残留圧力変動を確実に低減することができる。これ
により、比較的短いタイミングでインク噴射を行う場合
においても、残留圧力の影響を受けることなく常に一定
の噴射条件でインク滴20が噴射されるようになる。
In such a liquid droplet ejecting apparatus of this embodiment, the actual residual pressure fluctuation in the pressure chamber 10 is detected by the piezo element 16 and the detection circuit 32, and the piezo element 16 is canceled so as to cancel the residual pressure fluctuation. Since the cancel pulse Pc is applied to, even if the cycle and the amplitude of the residual pressure change due to the use environment such as temperature and the physical properties of the ink,
The residual pressure fluctuation can be surely reduced. As a result, even when the ink is ejected at a relatively short timing, the ink droplet 20 is always ejected under a constant ejection condition without being affected by the residual pressure.

【0015】特に、この実施例ではインクジェットプリ
ンタを構成している総ての液滴噴射装置が、それぞれ独
立に残留圧力変動を検出してキャンセルパルスPcを出
力するようになっているため、それ等の液滴噴射装置の
個体差に拘らず総ての装置で適切に残留圧力のキャンセ
ル制御が為される。また、インク滴20の噴射毎に残留
圧力変動を検出してキャンセルパルスPcを出力するよ
うになっているため、例えばインク補充に伴うインク物
性の急変や温度の急激な変化等によって残留圧力変動の
周期や振幅が急に変化した場合でも、その残留圧力を常
に適切に低減できる。
In particular, in this embodiment, all of the droplet ejecting devices constituting the ink jet printer are adapted to independently detect the residual pressure fluctuation and output the cancel pulse Pc. Regardless of the individual difference of the liquid droplet ejecting device, the residual pressure canceling control is appropriately performed in all the devices. Further, since the residual pressure fluctuation is detected and the cancel pulse Pc is output each time the ink droplet 20 is ejected, the residual pressure fluctuation is caused by, for example, a sudden change in the ink physical property accompanying the ink replenishment or a rapid change in temperature. Even when the cycle or the amplitude changes suddenly, the residual pressure can always be appropriately reduced.

【0016】本実施例では、ピエゾ素子16および検出
回路32が圧力変動検出手段に相当し、駆動回路30お
よび演算回路34が圧力変動相殺手段に相当する。
In this embodiment, the piezo element 16 and the detection circuit 32 correspond to the pressure fluctuation detecting means, and the drive circuit 30 and the arithmetic circuit 34 correspond to the pressure fluctuation canceling means.

【0017】次に、本発明の他の実施例を説明する。図
6の実施例は、前記実施例に比較して駆動用ピエゾ素子
16とは別に圧力検出用ピエゾ素子60を設けたもの
で、この場合には駆動回路30と検出回路32とが電気
的に絶縁されるため、より正確に残留圧力変動を検出で
きるようになるとともに、前記アナログスイッチ40は
必ずしも必要でなくなる。この実施例では、圧力検出用
ピエゾ素子60および検出回路32によって圧力変動検
出手段が構成される。
Next, another embodiment of the present invention will be described. In the embodiment of FIG. 6, a pressure detecting piezo element 60 is provided separately from the driving piezo element 16 as compared with the above-mentioned embodiment, and in this case, the drive circuit 30 and the detection circuit 32 are electrically connected. Since it is insulated, the residual pressure fluctuation can be detected more accurately, and the analog switch 40 is not always necessary. In this embodiment, the pressure detection piezo element 60 and the detection circuit 32 constitute pressure fluctuation detection means.

【0018】また、図7の実施例は、PZT等の圧電材
料に溝加工を行って多数の圧力室10を形成するととも
に、その圧力室10を隔てている複数の隔壁62の両面
にそれぞれ電極を取り付け、それ等の隔壁62がそのま
ま圧電トランスデューサとして機能するようにしたもの
である。この場合には、一つの圧力室10の両側の隔壁
62から残留圧力変動を検出できるため、より高い精度
で残留圧力を打ち消すことができるようになる。上記隔
壁62は、検出回路32と共に圧力変動検出手段を構成
している。
In the embodiment shown in FIG. 7, the piezoelectric material such as PZT is grooved to form a large number of pressure chambers 10, and electrodes are formed on both surfaces of a plurality of partition walls 62 separating the pressure chambers 10. Are attached so that the partition walls 62 function as piezoelectric transducers as they are. In this case, since the residual pressure fluctuation can be detected from the partition walls 62 on both sides of one pressure chamber 10, the residual pressure can be canceled with higher accuracy. The partition wall 62 constitutes a pressure fluctuation detecting means together with the detection circuit 32.

【0019】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、本発明は更に別の態様で実施すること
もできる。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the present invention can be embodied in another manner.

【0020】例えば、前記実施例ではインク滴20を噴
射する毎に残留圧力変動を検出してキャンセルパルスP
cを出力するようになっていたが、一定時間間隔毎やプ
リンタ電源の入力時、或いは任意のスイッチ操作時な
ど、予め定められたサンプリング時のみに残留圧力変動
を検出してキャンセルパルスPcおよび位相Φを記憶
し、次に残留圧力変動を検出するまではそのキャンセル
パルスPcおよび位相Φを用いてキャンセル制御を行う
ようにしても良い。
For example, in the above embodiment, the cancel pulse P is detected by detecting the residual pressure fluctuation each time the ink droplet 20 is ejected.
Although c is output, the cancel pulse Pc and the phase are detected by detecting the residual pressure fluctuation only at a predetermined sampling time, such as at fixed time intervals, when the printer power is input, or when any switch is operated. Φ may be stored, and the cancel control may be performed using the cancel pulse Pc and the phase Φ until the residual pressure fluctuation is detected next time.

【0021】上記残留圧力変動の検出を実際の印字に先
立って行うようにすれば、その時点で直ちにキャンセル
パルスPcを出力して残留圧力を打ち消す必要がないた
め、そのキャンセルパルスPcや位相Φの演算を余裕を
もって行うことができるとともに、残留圧力変動の全体
の振動特性から半周期τを高い精度で検出できるように
なる。
If the residual pressure fluctuation is detected prior to the actual printing, it is not necessary to immediately output the cancel pulse Pc at that time to cancel the residual pressure. The calculation can be performed with a margin, and the half cycle τ can be detected with high accuracy from the overall vibration characteristic of the residual pressure fluctuation.

【0022】また、実際の印字に先立って試し打ちを行
うことにより残留圧力変動を検出する場合には、必ずし
もインク滴20を噴射できる程度の駆動電圧を印加する
必要はない。すなわち、残留圧力変動の位相Φや半周期
τは駆動電圧の大きさに拘らず一定である一方、残留圧
力変動のピークレベルは駆動電圧に対応するため、試し
打ちを行った時の駆動電圧とピークレベルとの関係から
印字パルスPpを与えた場合のピークレベルPL を算出
してキャンセル電圧Vcを求めることができるのであ
る。
Further, when the residual pressure fluctuation is detected by performing the trial ejection prior to the actual printing, it is not always necessary to apply the drive voltage to the extent that the ink droplet 20 can be ejected. That is, the phase Φ of the residual pressure fluctuation and the half cycle τ are constant regardless of the magnitude of the driving voltage, while the peak level of the residual pressure fluctuation corresponds to the driving voltage. it is possible to obtain the cancel voltage Vc to calculate the peak level P L when fed a printing pulse Pp from the relationship between the peak level.

【0023】また、前記実施例ではインクジェットプリ
ンタを構成している総ての液滴噴射装置が、それぞれ検
出回路32および演算回路34を含んで構成されていた
が、何れか一つ、或いは一部の液滴噴射装置のみを前記
実施例のように構成し、その液滴噴射装置によって求め
られたキャンセルパルスPcや位相Φを他の液滴噴射装
置に適用することも可能である。
Further, in the above-described embodiment, all the liquid droplet ejecting devices constituting the ink jet printer are configured to include the detection circuit 32 and the arithmetic circuit 34, respectively, but any one or a part of them. It is also possible to configure only the droplet ejecting device of No. 2 as in the above-described embodiment and apply the cancel pulse Pc and the phase Φ obtained by the droplet ejecting device to another droplet ejecting device.

【0024】また、前記実施例では残留圧力変動の最初
の上ピークPを検出して、その残留圧力を打ち消すため
のキャンセルパルスPcを出力するようになっていた
が、2番目以降の下ピークや上ピークを検出して、その
残留圧力を打ち消すためのキャンセルパルスを出力する
ようにしても良い。試し打ちを行ってキャンセルパルス
や位相を求める場合には、最初の下ピークの発生タイミ
ングでキャンセルパルスを出力することもできる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the first upper peak P of the residual pressure fluctuation is detected and the cancel pulse Pc for canceling the residual pressure is outputted, but the second lower peak and the following lower peaks are output. The upper peak may be detected and a cancel pulse for canceling the residual pressure may be output. When performing the trial striking to obtain the cancel pulse and the phase, the cancel pulse can be output at the timing of the first lower peak generation.

【0025】また、前記図2〜図4の回路構成や機能構
成はあくまでも一例で、必要に応じて適宜変更され得、
例えば印字パルスPpのパルス幅により半周期τと位相
Φとが略同じ値となる場合には、Φ=τとして位相Φ演
算部52を省略することもできるし、キャンセルパルス
Pcの印加タイミングやパルス幅等の設定方法を変更す
ることも可能である。
The circuit configurations and functional configurations shown in FIGS. 2 to 4 are merely examples, and may be appropriately changed as necessary.
For example, when the half cycle τ and the phase Φ have substantially the same value due to the pulse width of the print pulse Pp, the phase Φ calculation unit 52 can be omitted by setting Φ = τ, and the application timing and pulse of the cancel pulse Pc can be omitted. It is also possible to change the setting method such as the width.

【0026】また、前記実施例では演算回路34により
キャンセルパルスPcを求めるようになっていたが、予
め設定されたキャンセルパルスの電圧やパルス幅、印字
パルスPpからの遅れ時間を、検出回路32によって検
出された実際の残留圧力変動の振幅や周期,位相に基づ
いて補正するようにしても良い。
Further, in the above embodiment, the cancel pulse Pc is obtained by the arithmetic circuit 34, but the voltage, pulse width and delay time from the print pulse Pp of the preset cancel pulse are detected by the detection circuit 32. The correction may be made based on the detected amplitude, cycle, or phase of the actual residual pressure fluctuation.

【0027】また、前記図6の実施例のように圧力検出
用のピエゾ素子60を別個に備えている場合には、その
ピエゾ素子60により残留圧力を検出しながら、その残
留圧力を打ち消すためのキャンセル電圧を逐次算出して
ピエゾ素子16に出力することにより、残留圧力が0と
なるようにキャンセル電圧をフィードバック制御するこ
ともできる。図7の実施例では、圧力室10の両側の隔
壁62に印字パルスPpを印加した後、何れか一方の隔
壁62により残留圧力変動を検出するとともに他方の隔
壁62にキャンセル電圧を印加することにより、上記と
同様にフィードバック制御で残留圧力を打ち消すように
することができる。
When the piezoelectric element 60 for pressure detection is separately provided as in the embodiment shown in FIG. 6, the residual pressure is canceled while the residual pressure is detected by the piezoelectric element 60. By sequentially calculating the cancel voltage and outputting it to the piezo element 16, the cancel voltage can be feedback-controlled so that the residual pressure becomes zero. In the embodiment of FIG. 7, after applying the print pulse Pp to the partition walls 62 on both sides of the pressure chamber 10, the residual pressure fluctuation is detected by one of the partition walls 62 and the cancel voltage is applied to the other partition wall 62. Similarly to the above, the residual pressure can be canceled by feedback control.

【0028】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更,改良を加えた態様で実
施することができる。
Although not illustrated one by one, the present invention can be carried out in various modified and improved modes based on the knowledge of those skilled in the art.

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

【図1】本発明の一実施例である圧電式液滴噴射装置の
基本構成を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a basic configuration of a piezoelectric liquid droplet ejecting apparatus that is an embodiment of the present invention.

【図2】図1の駆動回路の具体例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a specific example of the drive circuit of FIG.

【図3】図1の検出回路の具体例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a specific example of the detection circuit in FIG.

【図4】図1の演算回路の機能を説明するブロック線図
である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a function of the arithmetic circuit of FIG.

【図5】図1の実施例の駆動電圧,ピエゾ素子の変位,
圧力室内の残留圧力に関するタイムチャートである。
5 is a diagram showing the driving voltage of the embodiment of FIG. 1, the displacement of the piezo element,
It is a time chart regarding the residual pressure in the pressure chamber.

【図6】本発明の他の実施例の基本構成を説明する図で
ある。
FIG. 6 is a diagram illustrating a basic configuration of another embodiment of the present invention.

【図7】本発明の更に別の実施例の基本構成を説明する
図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a basic configuration of still another embodiment of the present invention.

【図8】従来の液滴噴射装置の一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of a conventional droplet ejection device.

【図9】図8の従来例の駆動電圧,ピエゾ素子の変位,
ノズル付近の圧力に関するタイムチャートである。
FIG. 9 is a diagram showing the drive voltage of the conventional example of FIG.
It is a time chart regarding the pressure near the nozzle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:圧力室 16:ピエゾ素子(圧電トランスデューサ) 22:ノズル 30:駆動回路(圧力変動相殺手段) 32:検出回路(圧力変動検出手段) 34:演算回路(圧力変動相殺手段) 60:圧力検出用ピエゾ素子(圧力変動検出手段) 62:隔壁(圧電トランスデューサ) Pc:キャンセルパルス 10: Pressure chamber 16: Piezo element (piezoelectric transducer) 22: Nozzle 30: Drive circuit (pressure fluctuation canceling means) 32: Detection circuit (pressure fluctuation detecting means) 34: Calculation circuit (pressure fluctuation canceling means) 60: For pressure detection Piezo element (pressure fluctuation detection means) 62: Partition wall (piezoelectric transducer) Pc: Cancel pulse

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電トランスデューサを用いて圧力室の
容積を変化させることにより、該圧力室内の噴射液をノ
ズルから噴射する圧電式液滴噴射装置において、 前記圧力室内の残留圧力変動を検出する圧力変動検出手
段と、 該圧力変動検出手段によって検出された前記残留圧力変
動に基づいて、該残留圧力変動を打ち消すように、前記
圧電トランスデューサに電圧を印加して前記圧力室の容
積を変化させる圧力変動相殺手段とを有することを特徴
とする圧電式液滴噴射装置。
1. A piezoelectric liquid droplet ejecting apparatus for ejecting an ejected liquid in a pressure chamber from a nozzle by changing the volume of the pressure chamber using a piezoelectric transducer, wherein a pressure for detecting a residual pressure fluctuation in the pressure chamber. Based on the fluctuation detecting means and the residual pressure fluctuation detected by the pressure fluctuation detecting means, a pressure fluctuation that applies a voltage to the piezoelectric transducer to change the volume of the pressure chamber so as to cancel the residual pressure fluctuation. A piezoelectric droplet ejecting device, comprising: a canceling unit.
JP26959292A 1992-09-11 1992-09-11 Piezoelectric liquid droplet ejection device Pending JPH0691204A (en)

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