JPH07132598A - Ink jet printer and its controlling method - Google Patents
Ink jet printer and its controlling methodInfo
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- JPH07132598A JPH07132598A JP13223494A JP13223494A JPH07132598A JP H07132598 A JPH07132598 A JP H07132598A JP 13223494 A JP13223494 A JP 13223494A JP 13223494 A JP13223494 A JP 13223494A JP H07132598 A JPH07132598 A JP H07132598A
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- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14314—Structure of ink jet print heads with electrostatically actuated membrane
Landscapes
- 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
及びその制御方法に関し、特に静電気力をインクジェッ
トヘッドに応用したインクジェットプリンタのインクジ
ェットヘッド駆動装置、及びその制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet printer and a control method thereof, and more particularly to an ink jet head driving device of an ink jet printer in which electrostatic force is applied to an ink jet head, and a control method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、静電気力を応用したインクジェッ
トヘッドとしては、クロル氏の発明に係る米国特許第
4,520,375号及び特開平2−289351号に
開示されているものが知られている。クロル氏の発明に
係るインクジェットヘッドは、インク吐出室の一部を構
成する振動板とこれに対向してインク吐出室外に設けら
れた対向板とから構成される静電アクチュエータを用
い、振動板と対向板との間に時間と共に変化する電圧を
印加することにより、吐出室につながるノズルからイン
ク滴を吐出するものである。また、後者の特許出願に係
るインクジェットヘッドは、インク吐出室に隣接して設
けられた静電アクチュエータに電圧を印加することによ
って振動板をたわませ、インク吐出室内にインクを吸引
した後、印加電圧を切ることによって振動板を復元さ
せ、インク滴を吐出するものである。2. Description of the Related Art Conventionally, as an ink jet head to which electrostatic force is applied, those disclosed in U.S. Pat. No. 4,520,375 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-289351 related to the invention of Chlor are known. . The inkjet head according to the invention of Mr. Kroll uses an electrostatic actuator composed of a vibration plate forming a part of the ink discharge chamber and a counter plate facing the vibration plate and provided outside the ink discharge chamber. By applying a voltage that changes with time to the facing plate, ink droplets are ejected from the nozzles connected to the ejection chamber. In the inkjet head according to the latter patent application, the diaphragm is bent by applying a voltage to an electrostatic actuator provided adjacent to the ink ejection chamber, and the ink is sucked into the ink ejection chamber and then applied. The diaphragm is restored by cutting off the voltage, and ink droplets are ejected.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】まず、インクジェット
ヘッドに用いる静電アクチュエータの動作原理を詳細に
説明する。振動板は対向する電極との間に印加される電
圧に起因して発生する静電気力により電極に吸引されて
撓んだ状態となり、一方で、振動板は撓んだ状態では復
元力を生ずる。従って、静電アクチュエータに電圧を印
加した時の振動板の撓み量、即ち振動板の腹部の変位量
(以下、単に振動板の変位量、又は振動板の変位と称す
る)は、静電気力と振動板の復元力とが釣り合う値とな
る。振動板の復元力Pと変位量xは振動板のコンプライ
アンスをCとすると、First, the operating principle of the electrostatic actuator used in the ink jet head will be described in detail. The diaphragm is in a bent state by being attracted to the electrodes by the electrostatic force generated due to the voltage applied between the diaphragm and the opposite electrode, while the diaphragm generates a restoring force in the bent state. Therefore, when the voltage is applied to the electrostatic actuator, the deflection amount of the diaphragm, that is, the displacement amount of the antinode of the diaphragm (hereinafter, simply referred to as the displacement amount of the diaphragm or the displacement of the diaphragm) is the electrostatic force and the vibration. It is a value that balances with the restoring force of the plate. The restoring force P and displacement x of the diaphragm are given by the following: C is the compliance of the diaphragm.
【0004】[0004]
【数1】 [Equation 1]
【0005】で表される。また、振動板と電極との間に
発生する静電気力は、実効電圧をVa、振動板と電極と
の距離(以下、電気ギャップ長と称する)をδ、ギャッ
プ内の誘電率をεとすると、It is represented by In addition, the electrostatic force generated between the diaphragm and the electrode is expressed as follows: where the effective voltage is Va, the distance between the diaphragm and the electrode (hereinafter referred to as the electrical gap length) is δ, and the dielectric constant in the gap is ε.
【0006】[0006]
【数2】 [Equation 2]
【0007】で表される。この式(1)及び式(2)か
ら振動板の変位の釣合の位置を求めることができる。It is represented by From this equation (1) and equation (2), it is possible to obtain the position of the displacement balance of the diaphragm.
【0008】図34は振動板の変位量と振動板の復元力
との関係、及び振動板の変位量と発生する静電気力との
関係を上式(1)及び(2)からそれぞれ求めた特性図
である。横軸に振動板変位量xを、縦軸には振動板の復
元力により発生する圧力、及び静電気力により発生する
圧力をそれぞれ示してある。また、計算に使用したパラ
メータは実験に使ったものと同一であり、それは以下の
通りである。FIG. 34 shows characteristics obtained by the above equations (1) and (2) for the relationship between the displacement of the diaphragm and the restoring force of the diaphragm, and the relationship between the displacement of the diaphragm and the generated electrostatic force. It is a figure. The horizontal axis shows the vibration plate displacement amount x, and the vertical axis shows the pressure generated by the restoring force of the vibration plate and the pressure generated by the electrostatic force. Also, the parameters used in the calculation are the same as those used in the experiment, which are as follows.
【0009】C=5×10-18 [m5 /N], δ=0.25[μm], ε=8.85[pF/m] 静電気力は印加電圧ごとに計算されており、図中の曲線
でそれぞれ示されている。一方、振動板変位量と振動板
復元力との関係は直線で示されており、この直線とこれ
らの曲線との交点のうち左側の交点が各印加電圧におけ
る振動板の撓み量(変位量)を示している。また、振動
板の復元力と静電気力とが交わらない印加電圧(例えば
35V)では、振動板の変位量に関わらず常に静電気力
が振動板の復元力を上回っているので、変位は無限大と
なる。実際には対向する電極があるため、振動板は電極
まで変位する。さて、このような静電アクチュエータを
実際のプリンタのインクジェットヘッドに応用するに当
たり、その駆動に関して例えば以下のような問題があっ
た。プリンタの印字速度を向上させるためにはインクジ
ェットヘッドがインクを連続して吐出できる周波数、即
ちインクジェットヘッドの応答周波数を高くしなければ
ならない。このため、振動板の高速応答を得ようとし
て、急激なパルス電圧を印加して振動板と電極間に電荷
を注入し、電極に振動板を急速に引きつけることによ
り、インク吐出室の容積を急激に増大させた場合には、
流路に連通したノズルから気泡が入り込んだり、インク
内に溶け込んで存在する窒素ガス等の気体がインク吐出
室内で発生するインクの急激な振動により気泡となって
現れたりする。このようにインク吐出室内に気泡が存在
する場合には、振動板と電極との間に蓄えられた電荷を
放電し、インク吐出室の容積を待機状態に戻してもこれ
による圧力の増加を気泡が吸収してしまい、インクが吐
出しないという現象が生じる。また、振動板を電極に急
激に引きつけることにより振動板の二次振動が発生し、
振動板とこれに対向する電極とが激しく衝突してヘッド
の破壊に至るという問題があった。C = 5 × 10 -18 [m 5 / N], δ = 0.25 [μm], ε = 8.85 [pF / m] The electrostatic force is calculated for each applied voltage. The curves are respectively shown. On the other hand, the relationship between the displacement of the diaphragm and the restoring force of the diaphragm is shown by a straight line, and the intersection on the left side of the intersection of this straight line and these curves is the amount of deflection (displacement) of the diaphragm at each applied voltage. Is shown. In addition, at an applied voltage (for example, 35 V) at which the restoring force of the diaphragm and the electrostatic force do not intersect, the electrostatic force always exceeds the restoring force of the diaphragm regardless of the displacement amount of the diaphragm, so the displacement is infinite. Become. In reality, since there are electrodes facing each other, the diaphragm is displaced up to the electrodes. When the electrostatic actuator as described above is applied to an inkjet head of an actual printer, there are the following problems with respect to its driving. In order to improve the printing speed of the printer, it is necessary to increase the frequency at which the inkjet head can continuously eject ink, that is, the response frequency of the inkjet head. Therefore, in order to obtain a high-speed response of the vibrating plate, a rapid pulse voltage is applied to inject a charge between the vibrating plate and the electrode, and the vibrating plate is rapidly attracted to the electrode to rapidly increase the volume of the ink ejection chamber. When increased to
Bubbles may enter from a nozzle communicating with the flow path, or gas such as nitrogen gas dissolved in the ink and existing may appear as bubbles due to rapid vibration of the ink generated in the ink ejection chamber. When air bubbles are present in the ink ejection chamber as described above, the electric charge stored between the diaphragm and the electrode is discharged, and even if the volume of the ink ejection chamber is returned to the standby state, the increase in pressure due to this is Is absorbed and ink is not ejected. Moreover, the secondary vibration of the diaphragm is generated by suddenly attracting the diaphragm to the electrode,
There is a problem that the vibrating plate violently collides with the electrode facing the vibrating plate and the head is destroyed.
【0010】また、静電アクチュエータは微少量の電荷
で動作するため、外来ノイズ、誘導ノイズ等により誤動
作する可能性があった。特にオンデマンドタイプのイン
クジェットプリンタにおいては、隣接する静電アクチュ
エータの一方のみが駆動される場合があり、他方の静電
アクチュエータが誘導により誤動作することがあった。
また、このタイプのプリンタでは、インクの吐出を行っ
てから次のインクの吐出を行うまでの非動作時間がかな
り長い場合があり、この間の外来ノイズによる誤動作が
問題となっていた。Further, since the electrostatic actuator operates with a very small amount of electric charge, there is a possibility that it may malfunction due to external noise, inductive noise, or the like. Particularly in an on-demand type inkjet printer, only one of the adjacent electrostatic actuators may be driven, and the other electrostatic actuator may malfunction due to induction.
In addition, in this type of printer, the non-operation time from the ejection of ink to the ejection of the next ink may be considerably long, and malfunctions due to external noise during this period have been a problem.
【0011】このように、静電アクチュエータの耐久性
の向上や、印刷濃度の安定化、誤動作の防止等、静電ア
クチュエータを用いたインクジェットヘッドを実用化す
るうえで解決すべき問題は多いが、これらの問題を解決
する方法は提案されておらず、当該方法の開発が待望さ
れていた。As described above, there are many problems to be solved for practical use of the ink jet head using the electrostatic actuator, such as improvement of durability of the electrostatic actuator, stabilization of print density, prevention of malfunction, and the like. A method for solving these problems has not been proposed, and the development of the method has been long awaited.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、静電ア
クチュエータへの充電電荷量、充電及び放電の時間及び
速度を制御することによって上述の問題を解決し、第一
に安定したインクの吐出により高印字品質が安定的に得
られ、第二に長期間使用しても破壊等の不具合の生じな
い高い信頼性が得られ、第三にインクジェットヘッドの
応答性を高めることによって高い印字速度が得られ、第
四に低い駆動電圧で効率よく駆動することができるイン
クジェットプリンタを実現することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems by controlling the amount of charge charged to an electrostatic actuator, and the time and speed of charge and discharge, and first of all, to provide a stable ink. Stable high print quality due to ejection, secondly high reliability that does not cause damage such as damage even after long-term use, and thirdly high printing speed by improving the response of the inkjet head. Fourth, it is to realize an inkjet printer that can be efficiently driven with a low drive voltage.
【0013】本発明のインクジェットプリンタは、ノズ
ルと、このノズルに連通するインク流路と、インク流路
の一部に設けられた振動板と、振動板とこの振動板に対
向してインク流路外に設けられた電極とからなる静電ア
クチュエータとを有するインクジェットヘッドを備え、
静電アクチュエータに対し電圧を印加して振動板を静電
気力により変形させ、ノズルからインク液滴を吐出し印
刷を行うインクジェットプリンタにおいて、静電アクチ
ュエータに対する電荷の充電速度を制御する充電速度制
御手段と、静電アクチュエータに対する電荷の放電を行
う放電手段とを有することを特徴とする。The ink jet printer of the present invention includes a nozzle, an ink flow path communicating with the nozzle, a vibration plate provided in a part of the ink flow path, the vibration plate and the ink flow path facing the vibration plate. An ink jet head having an electrostatic actuator composed of an electrode provided outside, and
In an inkjet printer that applies a voltage to an electrostatic actuator to deform a vibration plate by an electrostatic force and ejects ink droplets from a nozzle to perform printing, a charging speed control unit that controls a charging speed of electric charges to the electrostatic actuator. , And a discharge means for discharging electric charge to the electrostatic actuator.
【0014】また、この充電速度制御手段は、振動板の
電極近傍における充電速度を静電アクチュエータに対す
る電荷の放電速度より小さく制御するように構成された
ことを特徴とする。Further, the charging speed control means is characterized in that the charging speed in the vicinity of the electrodes of the diaphragm is controlled to be smaller than the discharging speed of electric charges for the electrostatic actuator.
【0015】また、充電速度制御手段は、充電速度をイ
ンク流路内の圧力が2×105パスカル以下を保つよう
制御するように構成されたことを特徴とする。Further, the charging speed control means is characterized in that it is configured to control the charging speed so that the pressure in the ink flow path is kept below 2 × 10 5 Pascal.
【0016】これらのインクジェットプリンタにおい
て、充電速度制御手段は、静電アクチュエータに充電す
る電荷の目標値を発生する目標値発生手段と、電荷の目
標値と静電アクチュエータに充電された電荷量とが等し
くなるように静電アクチュエータに対して充電を行う目
標電荷充電回路とからなることを特徴とする。In these ink jet printers, the charging speed control means includes a target value generating means for generating a target value of the electric charge for charging the electrostatic actuator, a target value of the electric charge and an amount of the electric charge charged in the electrostatic actuator. And a target charge charging circuit that charges the electrostatic actuator so that they are equal to each other.
【0017】このインクジェットプリンタにおいて、目
標値発生手段は充電開始タイミングからの経過時間に応
じて出力する目標値を変化せしめるように構成されてな
ることを特徴とする。In this ink jet printer, the target value generating means is configured to change the target value to be output according to the time elapsed from the charging start timing.
【0018】更に、これらのインクジェットプリンタに
おいて、インクジェットプリンタの状態を検出するプリ
ンタ状態検出手段と、プリンタの状態に応じた静電アク
チュエータの充放電条件を格納した充電条件記憶手段と
を更に有し、目標値発生手段を、プリンタ状態検出手段
の検出値に応じて充電条件記憶手段からの充放電条件に
基づいて充電電荷の目標値を発生する可変目標値発生手
段としたことを特徴とする。Further, these ink jet printers further include printer state detecting means for detecting the state of the ink jet printer, and charge condition storing means for storing charge / discharge conditions of the electrostatic actuator according to the state of the printer. The target value generating means is a variable target value generating means for generating a target value of the charging charge based on the charging / discharging condition from the charging condition storing means according to the detection value of the printer state detecting means.
【0019】また、これらのインクジェットプリンタに
おいて、充電速度制御手段による充電の開始並びに停止
のタイミング及び放電手段による放電開始のタイミング
を制御する充放電タイミング制御手段を更に有すること
を特徴とする。Further, these ink jet printers are characterized by further comprising charge / discharge timing control means for controlling the timing of starting and stopping charging by the charging speed control means and the timing of starting discharge by the discharging means.
【0020】更にこのインクジェットプリンタにおい
て、充放電タイミング制御手段は充電の停止と放電の開
始との間に充放電を共に行わないホールド時間を設ける
ように構成されたことを特徴とする。Further, in this ink jet printer, the charging / discharging timing control means is characterized in that a hold time during which charging / discharging is not performed is provided between the stop of charging and the start of discharging.
【0021】これらのインクジェットプリンタにおい
て、充電抵抗と静電アクチュエータの静電容量とから定
まる充電時定数を、静電アクチュエータへの充電時間の
略2分の1以下としたことを特徴とする。In these ink jet printers, the charging time constant determined by the charging resistance and the electrostatic capacity of the electrostatic actuator is set to be approximately one half or less of the charging time of the electrostatic actuator.
【0022】そして、静電アクチュエータに充電された
電荷量を検出する電荷量検出手段と、電荷量検出手段に
よって検出された電荷量と所定の値とを比較する比較手
段とを更に有し、充放電タイミング制御手段は比較手段
の出力に基づいて静電アクチュエータへの充電を停止す
るように構成されたことを特徴とする。Further, a charge amount detecting means for detecting the charge amount charged in the electrostatic actuator and a comparing means for comparing the charge amount detected by the charge amount detecting means with a predetermined value are further provided. The discharge timing control means is configured to stop charging the electrostatic actuator based on the output of the comparison means.
【0023】更に、インクジェットプリンタの状態を検
出するプリンタ状態検出手段と、プリンタの状態に応じ
た静電アクチュエータの充放電条件を格納した充電条件
記憶手段とを更に有し、充放電タイミング制御手段を、
プリンタ状態検出手段の検出値に応じて充電条件記憶手
段からの充放電条件に基づき、静電アクチュエータの充
電及び放電のタイミングを制御するように構成したこと
を特徴とする。Further, the printer further comprises a printer status detecting means for detecting the status of the ink jet printer, and a charging condition storing means for storing charging / discharging conditions of the electrostatic actuator according to the status of the printer. ,
The charging / discharging timing of the electrostatic actuator is controlled based on the charging / discharging condition from the charging condition storing unit according to the detection value of the printer state detecting unit.
【0024】本願に係る別の発明は、上記のインクジェ
ットプリンタにおいて、静電アクチュエータに対する電
荷の充電を行う充電手段と、その電荷の放電を行う放電
手段と、充電手段による充電の開始並びに停止のタイミ
ング及び放電手段による放電の開始並びに停止のタイミ
ングを制御する充放電タイミング制御手段とを有し、充
放電タイミング制御手段は、静電アクチュエータへの充
電開始の直前に放電を停止するように構成されたことを
特徴とする。According to another invention of the present application, in the above ink jet printer, charging means for charging the electrostatic actuator with electric charge, discharging means for discharging the electric charge, and timing for starting and stopping charging by the charging means. And a charging / discharging timing control means for controlling the timing of starting and stopping the discharging by the discharging means, and the charging / discharging timing control means is configured to stop the discharging immediately before the charging of the electrostatic actuator is started. It is characterized by
【0025】このようなインクジェットプリンタの制御
方法として、本発明は、静電アクチュエータに対する電
荷の充電速度を制御する充電速度制御手段と、静電アク
チュエータに対する電荷の放電を行う放電手段と、充電
速度制御手段による充電の開始並びに停止のタイミング
及び放電手段による放電開始のタイミングを制御する充
放電タイミング制御手段とを有するインクジェットプリ
ンタの制御方法において、充電速度制御手段により静電
アクチュエータに充電を開始する第1の工程と、充電速
度制御手段により静電アクチュエータへの充電を停止す
る第2の工程と、充電速度制御手段及び放電手段を、所
定の時間非動作状態とする第3の工程と、放電手段によ
り静電アクチュエータの放電を行う第4の工程とを有す
ることを特徴とする。As a control method of such an ink jet printer, the present invention is a charging speed control means for controlling a charging speed of electric charges for an electrostatic actuator, a discharging means for discharging electric charges for an electrostatic actuator, and a charging speed control. A charging / discharging timing control means for controlling the timing of starting and stopping charging by the means and the timing of starting discharging by the discharging means, wherein the charging speed control means starts charging of the electrostatic actuator. And the second step of stopping the charging of the electrostatic actuator by the charging speed control means, the third step of keeping the charging speed control means and the discharging means inactive for a predetermined time, and the discharging means. And a fourth step of discharging the electrostatic actuator. .
【0026】また、目標値発生手段及び目標電荷充電回
路による静電アクチュエータへの充電を開始する第1の
工程と、インクジェットプリンタの状態に基づき、充電
電荷の目標値を決定する第2の工程と、目標値発生手段
から充電電荷の目標値を出力する第3の工程と、目標電
荷充電回路による充電動作を停止する第4の工程と、放
電手段による静電アクチュエータの放電を行う第5の工
程とを有することを特徴とする。Further, a first step of starting charging of the electrostatic actuator by the target value generating means and the target charge charging circuit, and a second step of determining the target value of the charging charge based on the state of the ink jet printer. A third step of outputting the target value of the charge to be charged from the target value generating means, a fourth step of stopping the charging operation by the target charge charging circuit, and a fifth step of discharging the electrostatic actuator by the discharging means. And having.
【0027】更に、充電手段による静電アクチュエータ
への充電を開始する第1の工程と、充電手段による静電
アクチュエータへの充電を停止する第2の工程と、放電
手段による静電アクチュエータからの放電を開始する第
3の工程と、放電手段による静電アクチュエータからの
放電を停止する第4の工程とを有し、第4の工程は第1
の工程の直前に行われることを特徴とする。Further, the first step of starting charging of the electrostatic actuator by the charging means, the second step of stopping charging of the electrostatic actuator by the charging means, and the discharging of the electrostatic actuator by the discharging means. And a fourth step of stopping the discharge from the electrostatic actuator by the discharging means. The fourth step is the first step.
It is characterized in that it is performed immediately before the step of.
【0028】[0028]
【作用】次に本発明の作用を説明する。図35は振動板
の変位量とアクチュエータの静電容量との関係を数値計
算により求めた特性図である。図中、横軸は振動板の変
位量を、縦軸は静電容量をそれぞれ示している。振動板
が変位すると、振動板と個別電極との距離が縮まるの
で、静電アクチュエータの静電容量は大きくなる。静電
容量は振動板の変位に対してこの場合には約200[p
F]〜1000[pF]の範囲で変化している。Next, the operation of the present invention will be described. FIG. 35 is a characteristic diagram obtained by numerical calculation of the relationship between the displacement amount of the diaphragm and the electrostatic capacitance of the actuator. In the figure, the horizontal axis represents the displacement of the diaphragm and the vertical axis represents the capacitance. When the vibrating plate is displaced, the distance between the vibrating plate and the individual electrode is shortened, so that the electrostatic capacitance of the electrostatic actuator increases. The capacitance is about 200 [p in this case with respect to the displacement of the diaphragm.
It changes in the range of F] to 1000 [pF].
【0029】本願発明に係るインクジェットヘッドは、
印字に必要なインク吐出量を得るために、振動板と電極
とのギャップ長の下限を0.05μm程度、実用的な駆
動電圧を考慮して上限を2.0μm程度と設定されてい
る。ギャップ長は、駆動電圧を低く設定するためには、
下限に近いほど好ましいが、この場合は上述の通り振動
板と電極が接触しやすく、ヘッドが破壊する等の不具合
が生じ易い。The ink jet head according to the present invention is
In order to obtain the ink ejection amount required for printing, the lower limit of the gap length between the diaphragm and the electrode is set to about 0.05 μm, and the upper limit is set to about 2.0 μm in consideration of the practical driving voltage. In order to set the driving voltage low, the gap length is
The closer to the lower limit, the better. However, in this case, as described above, the diaphragm and the electrode are likely to come into contact with each other, and a problem such as breakage of the head easily occurs.
【0030】本願の発明に係るインクジェットヘッドの
駆動方法は、その制御手段において、電気パルスの通電
幅または電圧が振動板と電極が接触しない程度に設定さ
れているので、振動板と電極が接触して回路が短絡しヘ
ッドが破壊する、もしくは振動板と電極に保護膜を形成
した場合、振動板と電極が保護膜を介して接触し、保護
膜に極めて大きな電圧がかかりヘッドが破壊しやすくな
る等の、静電気力を用いたインクジェットヘッド特有の
問題が生じず、振動板と電極とのギャップ長を小さくし
ても、実用上の充分な寿命が得られ、かつ低駆動電圧で
駆動できるものである。In the method of driving the ink jet head according to the invention of the present application, since the energizing width or voltage of the electric pulse is set to such a degree that the diaphragm and the electrode do not come into contact with each other in the control means, the diaphragm and the electrode come into contact with each other. If the circuit is short-circuited and the head is destroyed, or if a protective film is formed on the diaphragm and the electrode, the diaphragm and the electrode come into contact with each other through the protective film, and an extremely large voltage is applied to the protective film, making it easier for the head to break. It does not cause problems peculiar to the inkjet head that uses electrostatic force, etc., and it can be driven with a low driving voltage even if the gap length between the diaphragm and the electrode is small, even if it is practically sufficient. is there.
【0031】本発明の他の態様によれば、振動板−電極
間の電圧を測定するか、振動板もしくは電極に流れる電
流を積分して振動板−電極間に蓄積される電荷を測定
し、その測定値と、予め設定された振動板と電極が接触
しない程度の電荷量に相当する設定値とを比較し、測定
値が設定値に到達した時点で、振動板−電極間の印加電
圧を低下若しくは停止させて電極と振動板との接触を防
止し、前述したヘッドの破壊を防ぐことができる。According to another aspect of the present invention, the voltage between the diaphragm and the electrode is measured, or the electric current flowing through the diaphragm or the electrode is integrated to measure the charge accumulated between the diaphragm and the electrode. The measured value is compared with a preset value corresponding to the amount of electric charge that does not allow the electrode to contact the preset diaphragm, and when the measured value reaches the preset value, the applied voltage between the diaphragm and the electrode is adjusted. It is possible to prevent the contact of the electrode and the vibration plate by lowering or stopping them and prevent the above-mentioned destruction of the head.
【0032】更に、本発明のインクジェットヘッドの駆
動方法の他の態様は、以下の行程を有する。まず、電極
と振動板に電荷を充電する充電回路を電極もしくは振動
板に接続し、振動板を電極にひきつけることによりイン
クの吸引を行い、撓んだ振動板が電極に接触せず、かつ
インク吐出に充分な吸引が可能な位置で、充電回路との
接続を切りインクの吸引を停止する。更にインク系の振
動の振幅が最大になるまでの一定時間この状態をホール
ドした後、電極と振動板との間に蓄えられた電荷を放電
する放電回路を起動し、電極−振動板間に蓄えられた電
荷を急激に放電することによりインクを加圧しインク液
滴を吐出する。このような行程を行う理由は、振動板の
振動とインク系の振動がインクの粘性と流路の形状とか
ら定まる流路抵抗により、インク系の振動の位相が振動
板の振動に比べやや遅れるためであり、これにより、振
動板の変位を電極に接触しない程度で停止させた後、イ
ンク系の振動の振幅が最大になるのを待ってインクを加
圧するので、効率よくインクを吐出することができる。Furthermore, another aspect of the method for driving an ink jet head of the present invention has the following steps. First, a charging circuit that charges the electrodes and the diaphragm is connected to the electrodes or the diaphragm, and ink is sucked by attracting the diaphragm to the electrodes, and the flexed diaphragm does not contact the electrodes, and the ink At a position where sufficient suction for ejection is possible, the connection with the charging circuit is cut off and the suction of ink is stopped. After holding this state for a certain period of time until the amplitude of the vibration of the ink system reaches its maximum, the discharge circuit that discharges the electric charge accumulated between the electrode and the diaphragm is activated to store the electric charge between the electrode and the diaphragm. The ink is pressurized by abruptly discharging the generated electric charge to eject ink droplets. The reason for performing such a process is that the vibration of the vibration plate and the vibration of the ink system are slightly delayed compared with the vibration of the vibration plate due to the flow path resistance determined by the viscosity of the ink and the shape of the flow path. This is because the displacement of the vibration plate is stopped until it does not come into contact with the electrodes, and then the ink is pressurized after waiting for the amplitude of the vibration of the ink system to become maximum, so that the ink can be ejected efficiently. You can
【0033】また更に、本発明のインクジェットヘッド
の駆動方法の他の態様では、印加電圧を徐々に増加し、
振動板を電極に静電気力によってひきつけて流路の容積
を増大させた後、印加電圧を徐々に減少させ、電極−振
動板間に蓄えられた電荷を放電して流路の容積を待機状
態に戻し、ノズルからインク液滴を吐出するように駆動
する。これにより、電極に振動板をひきつける際に流路
内に発生するインクにかかる負圧が2×105 パスカル
以下になるように振動板−電極間に電圧を印加すること
ができるので、前述したようにノズルから空気を引き込
んだり、インク内に溶け込んでいる窒素等が流路内に気
泡として現れることがなく、常に安定した吐出が得られ
る。また、振動板の電極への急激なひきつけにより生じ
る振動板と電極との接触が起こらないため、ヘッドの破
壊を防ぐことができる。Furthermore, in another aspect of the method for driving an ink jet head of the present invention, the applied voltage is gradually increased,
After the diaphragm is attracted to the electrodes by electrostatic force to increase the volume of the flow path, the applied voltage is gradually decreased and the charge accumulated between the electrode and the vibration plate is discharged to put the volume of the flow path in the standby state. It is returned and driven so as to eject ink droplets from the nozzle. As a result, a voltage can be applied between the vibrating plate and the electrode so that the negative pressure applied to the ink generated in the flow path when the vibrating plate is attracted to the electrodes becomes 2 × 10 5 Pascal or less. Air is not drawn in from the nozzle, and nitrogen or the like dissolved in the ink does not appear as bubbles in the flow path, and stable ejection is always obtained. Further, since the vibrating plate and the electrode do not come into contact with each other due to the sudden attraction of the vibrating plate to the electrode, it is possible to prevent the head from being broken.
【0034】また、電極−振動板間に電荷を充電する充
電回路と、これを放電する放電回路を設け、充電回路の
時定数を電気パルスの通電幅の1/2以下に設定すれ
ば、振動板及び電極から構成されるコンデンサの容量に
対して9割程度の電荷が充電され、吐出に充分なインク
吸引が行われ、また、上述したヘッドの応答性を損なう
こともない。Further, if a charging circuit for charging electric charge and a discharging circuit for discharging the electric charge are provided between the electrode and the vibrating plate and the time constant of the charging circuit is set to 1/2 or less of the energization width of the electric pulse, the vibration is generated. About 90% of the capacity of the capacitor composed of the plate and the electrode is charged, the ink is sufficiently sucked for ejection, and the responsiveness of the head described above is not impaired.
【0035】本発明の他の態様によると、電気パルスの
印加によって電極−振動板間に充電される電荷を段階的
に変化させれば、徐々に振動板は電極に引き付けられ、
同様に前述した問題は起こらない。According to another aspect of the present invention, when the electric charge applied between the electrode and the diaphragm is changed stepwise by applying the electric pulse, the diaphragm is gradually attracted to the electrode,
Similarly, the problems described above do not occur.
【0036】本発明は更に上記の実施態様に加えて、イ
ンクジェットプリンタの動作環境を検出する手段及び当
該動作環境に対応した充放電条件を予め記憶させた充電
条件記憶手段を備え、充電時間、放電開始タイミング、
充電電荷の量及び変化速度等を変更可能としたので、イ
ンクジェットプリンタの電源電圧、環境温度等の変化に
対しても、それぞれの実施態様において得られる効果が
安定的に維持できる。In addition to the above embodiment, the present invention further comprises a means for detecting the operating environment of the ink jet printer and a charging condition storing means for storing in advance charging / discharging conditions corresponding to the operating environment. Start timing,
Since it is possible to change the amount and change speed of the charged electric charge, the effects obtained in each embodiment can be stably maintained even when the power supply voltage of the inkjet printer, the environmental temperature, or the like changes.
【0037】また、静電アクチュエータを放電してから
次の充電を開始するまでの非動作期間に静電アクチュエ
ータを放電状態に保持するようにしたので、外来ノイ
ズ、誘導ノイズ等による静電アクチュエータの誤動作を
防止することができる。Further, since the electrostatic actuator is held in the discharged state during the non-operation period from the discharge of the electrostatic actuator to the start of the next charging, the electrostatic actuator is not affected by external noise, inductive noise or the like. It is possible to prevent malfunction.
【0038】[0038]
(実施例1)図1は本発明の一実施例におけるインクジ
ェットヘッドの分解斜視図であり、一部断面図で示して
ある。本実施例はインク液滴を基板の端部に設けたノズ
ル孔から吐出させるエッジイジェクトタイプのインクジ
ェットヘッドの例を示すものである。図2は組み立てら
れたインクジェットヘッド全体の断面側面図、図3は図
2のA−A線矢視図である。本実施例のインクジェット
ヘッド10は次に詳述する構造を持つ3枚の基板1、
2、3を重ねて接合した積層構造となっている。(Embodiment 1) FIG. 1 is an exploded perspective view of an ink jet head in one embodiment of the present invention, and is a partial cross-sectional view. This embodiment shows an example of an edge-eject type inkjet head that ejects ink droplets from nozzle holes provided at the end of the substrate. 2 is a sectional side view of the assembled inkjet head, and FIG. 3 is a view taken along the line AA of FIG. The ink jet head 10 of this embodiment is composed of three substrates 1 having the structures described in detail below.
It has a laminated structure in which two and three layers are stacked and joined.
【0039】中間の第1の基板1はシリコン基板であ
り、その表面には複数のノズル孔4を構成する互いに平
行に等間隔で形成された複数のノズル溝11と、各々の
ノズル溝11に連通し、底壁を振動板5とする吐出室6
を構成することになる凹部12と、凹部12の後部に設
けられたオリフィス7を構成することになるインク流入
口のための細溝13と、各々の吐出室6にインクを供給
するための共通のインクキャビティ8を構成することに
なる凹部14とが設けられている。また、振動板5の下
部には、後述する第2の基板2と接合した際に振動室9
を構成することになる凹部15が設けられている。The intermediate first substrate 1 is a silicon substrate, on the surface of which a plurality of nozzle grooves 11 are formed which are parallel to each other and form a plurality of nozzle holes 4, and which are formed at equal intervals. Discharge chamber 6 that communicates with the bottom wall as a vibration plate 5
, A thin groove 13 for forming an orifice 7 provided at the rear of the recess 12, and a common groove 13 for supplying ink to each ejection chamber 6. And a concave portion 14 which will form the ink cavity 8 of the above. Also, the lower part of the vibration plate 5 has a vibration chamber 9 when it is bonded to a second substrate 2 described later.
The concave portion 15 that constitutes the above is provided.
【0040】本実施例においては、振動板5とこれに対
向して配置される個別電極との対向間隔、即ちギャップ
部16の長さG(図3参照、電気ギャップ長)が、凹部
15の深さと電極の厚さとの差として得られるように構
成されている。当該電気ギャップ長を規定するための間
隔保持手段として機能する振動室用凹部15は、本実施
例に於いては第1の基板1の裏面側に構成されている
が、別の例としては凹部を第2の基板2の上面に形成し
てもよい。ここでは、凹部15の深さをエッチングによ
り0.6μmとしている。なお、ノズル溝11のピッチ
は0.72mmであり、その幅は70μmである。In this embodiment, the facing gap between the diaphragm 5 and the individual electrode arranged to face the diaphragm 5, that is, the length G of the gap portion 16 (see FIG. 3, electrical gap length) is equal to that of the concave portion 15. It is configured to be obtained as the difference between the depth and the thickness of the electrode. The vibrating chamber recess 15 functioning as a spacing maintaining means for defining the electric gap length is formed on the back surface side of the first substrate 1 in this embodiment, but as another example, the recess is formed. May be formed on the upper surface of the second substrate 2. Here, the depth of the recess 15 is set to 0.6 μm by etching. The pitch of the nozzle grooves 11 is 0.72 mm and the width thereof is 70 μm.
【0041】また、第1の基板1に共通電極17を設け
る技術としては、本実施例では、半導体としての第1の
基板1及び電極として用いる金属材料それぞれの仕事関
数の大小を勘案して、共通電極材料にはチタンを下付け
とし白金、あるいはクロムを下付けとし金を使用してい
る。もちろんこれ以外にも、周知の電極形成技術が応用
できる。Further, as a technique for providing the common electrode 17 on the first substrate 1, in this embodiment, considering the magnitude of the work function of each of the first substrate 1 as a semiconductor and the metal material used as the electrode, As the common electrode material, titanium is used as the underlayer and platinum is used as the underlayer, or chromium is used as the underlayer and gold is used. Of course, other than this, well-known electrode forming technology can be applied.
【0042】第2の基板2にはパイレックスガラスのよ
うなホウ珪酸系ガラスを使用し、この第2の基板2を第
1の基板1の下面に接合することによって振動室9を構
成するとともに、振動板5に対応する第2の基板2上の
各々の部分に、金を0.1μm厚にスパッタし、振動板
5とほぼ同じ形状に金パターンを形成して個別電極21
としている。個別電極21はリード部22及び端子部2
3を持つ。更に、電極端子部23を除きホウ珪酸系ガラ
ススパッタ膜を全面に0.2μm被覆して絶縁層24を
形成し、インクジェットヘッド駆動時の絶縁破壊、ショ
ート等を防止するための膜を形成している。Borosilicate glass such as Pyrex glass is used for the second substrate 2, and the vibration chamber 9 is formed by bonding the second substrate 2 to the lower surface of the first substrate 1. Gold is sputtered to a thickness of 0.1 μm on each portion of the second substrate 2 corresponding to the vibrating plate 5 to form a gold pattern having substantially the same shape as the vibrating plate 5 to form the individual electrode 21.
I am trying. The individual electrode 21 includes a lead portion 22 and a terminal portion 2.
Have 3. Further, except for the electrode terminal portion 23, a borosilicate glass sputtered film is coated on the entire surface by 0.2 μm to form an insulating layer 24, and a film is formed to prevent dielectric breakdown, short circuit or the like when the inkjet head is driven. There is.
【0043】第1の基板1の上面に接合される上側の第
3の基板3は、第2の基板2と同じくホウ珪酸系ガラス
を用いている。この第3の基板3を第1の基板1に接合
することによって、ノズル孔4、吐出室6、オリフィス
7及びインクキャビティ8が構成される。そして、第3
の基板3にはインクキャビティ8に連通するインク供給
口31が設けられる。インク供給口31は接続パイプ3
2及びチューブ33を介して図示しないインクタンクに
接続される。The upper third substrate 3 bonded to the upper surface of the first substrate 1 uses the same borosilicate glass as the second substrate 2. By joining the third substrate 3 to the first substrate 1, a nozzle hole 4, a discharge chamber 6, an orifice 7 and an ink cavity 8 are formed. And the third
The substrate 3 is provided with an ink supply port 31 communicating with the ink cavity 8. The ink supply port 31 is the connection pipe 3
2 and a tube 33 to connect to an ink tank (not shown).
【0044】次に、第1の基板1と第2の基板2とを温
度300〜500℃、電圧500〜800Vを印加して
陽極接合し、また同条件で第1の基板1と第3の基板3
とを接合し、図3のようにインクジェットヘッドを組み
立てる。陽極接合後の振動板5と第2の基板2上に形成
された個別電極21との間に形成される電気ギャップ長
Gは、凹部15の深さと個別電極21の厚さとの差であ
り、本実施例では0.5μmにしてある。また、振動板
5と個別電極21を覆う絶縁層24とで形成される機械
ギャップ長G1は0.3μmとなっている。Next, the first substrate 1 and the second substrate 2 are subjected to anodic bonding by applying a temperature of 300 to 500 ° C. and a voltage of 500 to 800 V, and under the same conditions, the first substrate 1 and the third substrate 2 are bonded together. Board 3
And are joined together to assemble the inkjet head as shown in FIG. The electrical gap length G formed between the diaphragm 5 after the anodic bonding and the individual electrode 21 formed on the second substrate 2 is the difference between the depth of the recess 15 and the thickness of the individual electrode 21, In this embodiment, the thickness is 0.5 μm. The mechanical gap length G1 formed by the diaphragm 5 and the insulating layer 24 covering the individual electrode 21 is 0.3 μm.
【0045】上記の構成を有するインクジェットヘッド
を駆動するために、共通電極17と個別電極21の端子
部23とにそれぞれ配線101により駆動回路40を接
続する。インク103は、図示しないインクタンクより
インク供給口31を経てインクキャビティ8、吐出室6
等のインク流路に充満している。そして、吐出室6のイ
ンクは、図3に示されるように、インクジェットヘッド
10の駆動時にノズル孔4よりインク液滴104となっ
て吐出され、これにより記録紙105に印字が行われ
る。In order to drive the ink jet head having the above structure, the drive circuit 40 is connected to the common electrode 17 and the terminal portion 23 of the individual electrode 21 by the wiring 101. The ink 103 is supplied from an ink tank (not shown) through the ink supply port 31 to the ink cavity 8 and the ejection chamber 6.
Etc. are filled in the ink flow path. Then, as shown in FIG. 3, the ink in the ejection chamber 6 is ejected as ink droplets 104 from the nozzle holes 4 when the inkjet head 10 is driven, whereby printing is performed on the recording paper 105.
【0046】次に、本実施例に係る静電アクチュエータ
の動作について説明する。図4は本実施例における振動
板及び個別電極の部分詳細模式図であり、電荷の様子を
模式化して示したものである。ここでは、第1の基板
1、即ち振動板5にP形シリコンを用い、共通電極17
の電位を個別電極21の電位より高くした場合について
図示されている。また、振動板5の個別電極と対向する
側の面は酸化処理が施され、0.1乃至0.2μmの厚
みの酸化膜5aが形成されている。この酸化膜5aは個
別電極側に設けられた保護膜24と共に、振動板と電極
とが接触した場合の、回路の短絡を防止している。本実
施例のP形シリコンはボロン(B)が拡散されており、
ボロンの数に等しい正孔を持っていることが知られてい
る。P形シリコン中の正孔19は共通電極17から個別
電極21へ向かう電界により、振動板5中を酸化膜5a
側へ移動する。この正孔19の移動により生じたボロン
の負の電荷は、基板電極17から供給される正電荷によ
り中和されるので、第1の基板1はプラスに帯電し、空
間電荷層を発生しないので導体とみなすこができる。ま
た、個別電極21側はマイナスに帯電しており、この結
果、印加した電圧により振動板5と個別電極間に静電引
力が作用し、振動板5を個別電極21の方へ撓ませる。Next, the operation of the electrostatic actuator according to this embodiment will be described. FIG. 4 is a partial detailed schematic diagram of the diaphragm and the individual electrodes in the present embodiment, and schematically shows the state of charges. Here, P-type silicon is used for the first substrate 1, that is, the diaphragm 5, and the common electrode 17 is used.
The figure shows the case where the electric potential of is higher than the electric potential of the individual electrode 21. The surface of the diaphragm 5 facing the individual electrodes is oxidized to form an oxide film 5a having a thickness of 0.1 to 0.2 μm. The oxide film 5a, together with the protective film 24 provided on the individual electrode side, prevents a short circuit of the circuit when the diaphragm and the electrode come into contact with each other. Boron (B) is diffused in the P-type silicon of this embodiment,
It is known to have holes equal in number to boron. The holes 19 in the P-type silicon move in the vibrating plate 5 due to the electric field from the common electrode 17 to the individual electrodes 21 and the oxide film 5a.
Move to the side. The negative charge of boron generated by the movement of the holes 19 is neutralized by the positive charge supplied from the substrate electrode 17, so that the first substrate 1 is positively charged and does not generate the space charge layer. It can be regarded as a conductor. Further, the individual electrode 21 side is negatively charged, and as a result, the applied voltage causes an electrostatic attraction between the diaphragm 5 and the individual electrode to bend the diaphragm 5 toward the individual electrode 21.
【0047】図33は上述のインクジェットヘッド10
を応用したプリンタの概要図である。300は記録紙1
05を搬送する記録紙搬送手段としてのプラテン、30
1は内部にインクを貯蔵するインクタンクであり、イン
ク供給チューブ306を介してインクジェットヘッド1
0にインクを供給する。インクジェットヘッド10はキ
ャリッジ302に搭載され、ステッピングモータからな
るキャリッジ駆動手段310により記録紙105の搬送
方向と直行する方向に移動させられる。そしてこの移動
に同期してノズル列からインクを適宜吐出して文字、図
形を記録紙105上に印刷する。後述するように駆動回
路はインクジェットヘッドの近傍に配置することが望ま
しいので、インクジェットヘッド10の内部に搭載して
いる。同図にはオンデマンド方式のインクジェットヘッ
ドを搭載したプリンタに特有の、インクジェットヘッド
のノズルの目詰まり防止の為の装置が示されている。イ
ンクジェットヘッド10のノズルの目詰まりを防止する
ために、インクジェットヘッドをキャップ304の前に
移動させ、インクの吐出動作を数回乃至数十回行う場合
に、ポンプ303がキャップ304、廃インク回収チュ
ーブ308を介してインクを吸引し、排インク溜305
に回収する。FIG. 33 shows the ink jet head 10 described above.
It is a schematic diagram of a printer to which is applied. 300 is recording paper 1
A platen 30 as a recording paper conveying means for conveying 05
Reference numeral 1 denotes an ink tank that stores ink inside, and an inkjet head 1 via an ink supply tube 306.
Ink is supplied to 0. The inkjet head 10 is mounted on a carriage 302, and is moved in a direction orthogonal to the direction in which the recording paper 105 is conveyed by a carriage driving unit 310 composed of a stepping motor. Then, in synchronization with this movement, ink is appropriately ejected from the nozzle row to print characters and figures on the recording paper 105. As will be described later, it is desirable that the drive circuit be arranged in the vicinity of the inkjet head, so it is mounted inside the inkjet head 10. In the same figure, an apparatus for preventing clogging of nozzles of an inkjet head, which is peculiar to a printer equipped with an on-demand inkjet head, is shown. In order to prevent the nozzles of the inkjet head 10 from being clogged, when the inkjet head is moved in front of the cap 304 and the ink ejection operation is performed several times to several tens of times, the pump 303 uses the cap 304 and the waste ink recovery tube. Ink is sucked through 308 and a waste ink reservoir 305
To collect.
【0048】図5は本願発明の実施例のプリンタの構成
を示すブロック図である。印刷要求装置61はプリンタ
がターミナルプリンタである場合はホストコンピュータ
等の外部の装置であり、またプリンタが装置に組み込ま
れたものであれば装置内部の計算処理部等である。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the printer of the embodiment of the present invention. The print request device 61 is an external device such as a host computer when the printer is a terminal printer, and is a calculation processing unit or the like inside the device when the printer is incorporated in the device.
【0049】印刷制御装置62は印刷要求装置61から
印刷要求を受け取ると、記録紙搬送装置300とキャリ
ッジ駆動装置310とに駆動信号を送出し、記録紙上の
所定の位置にインクジェットヘッド10を搭載したキャ
リッジ302を移動させ、キャリッジ302を印刷方向
に移動させながら印刷を行う。インクジェットヘッド1
0の個々の静電アクチュエータ27にはそれぞれ静電ア
クチュエータ駆動装置40が接続されている。印刷制御
装置62は印刷データに応じて印刷を行うべきドットの
位置に対応した1又は複数の静電アクチュエータ27の
静電アクチュエータ駆動装置40に印刷開始信号S1を
送出し、これを受けて静電アクチュエータ駆動装置は静
電アクチュエータを駆動する。静電アクチュエータ駆動
装置40は静電アクチュエータへの配線のインダクタン
ス分を低減させるため、キャリッジ上に搭載して当該配
線の配線長を極力短くすることが望ましいが、本願発明
はこれに限定されるものではなく、キャリッジ外に静電
アクチュエータ駆動装置を配置しても良い。When the print control device 62 receives a print request from the print request device 61, it sends a drive signal to the recording paper conveying device 300 and the carriage drive device 310, and the ink jet head 10 is mounted at a predetermined position on the recording paper. Printing is performed while moving the carriage 302 and moving the carriage 302 in the printing direction. Inkjet head 1
An electrostatic actuator driving device 40 is connected to each of the electrostatic actuators 27 of 0. The print control device 62 sends a print start signal S1 to the electrostatic actuator drive device 40 of one or a plurality of electrostatic actuators 27 corresponding to the positions of the dots to be printed according to the print data, and in response thereto, electrostatic The actuator driving device drives the electrostatic actuator. In order to reduce the inductance of the wiring to the electrostatic actuator, the electrostatic actuator driving device 40 is preferably mounted on the carriage to minimize the wiring length of the wiring, but the present invention is not limited to this. Instead, the electrostatic actuator driving device may be arranged outside the carriage.
【0050】図6に本実施例の静電アクチュエータ駆動
装置のブロック図を示す。静電アクチュエータ駆動装置
はタイミングパルス発生手段63、充電回路64及び放
電回路65からなる。印刷開始信号S1がタイミングパ
ルス発生手段63に入力されると、タイミングパルス発
生手段63は所定の幅の充電パルスを充電回路64に送
出し、充電回路64は静電アクチュエータ27に電荷を
供給する。その後タイミングパルス発生手段63は放電
回路65に所定の幅の放電パルスを送出する。放電回路
65は静電アクチュエータ27に蓄えられている電荷を
放電する。これにより、静電アクチュエータ27はイン
クの吸引及び吐出を行う。以下に、具体的な回路例を用
いてその構成及び作用につき更に詳細に説明する。FIG. 6 is a block diagram of the electrostatic actuator driving device of this embodiment. The electrostatic actuator driving device comprises a timing pulse generating means 63, a charging circuit 64 and a discharging circuit 65. When the print start signal S1 is input to the timing pulse generating means 63, the timing pulse generating means 63 sends a charging pulse having a predetermined width to the charging circuit 64, and the charging circuit 64 supplies electric charges to the electrostatic actuator 27. After that, the timing pulse generating means 63 sends a discharge pulse having a predetermined width to the discharge circuit 65. The discharge circuit 65 discharges the electric charge stored in the electrostatic actuator 27. As a result, the electrostatic actuator 27 sucks and ejects ink. Hereinafter, the configuration and operation will be described in more detail using a specific circuit example.
【0051】図7は充電回路64および放電回路65の
一例であり、図8は、この充電及び放電回路への入力信
号51、52と振動板5−電極21間の電圧波形53
と、ノズル4先端に形成されたインク103のメニスカ
ス102の振動を示すものであり、図9は、振動板5駆
動時の吐出室6周りの各段階の状態を示すものである。FIG. 7 shows an example of the charging circuit 64 and the discharging circuit 65, and FIG. 8 shows the voltage waveform 53 between the input signals 51 and 52 to the charging and discharging circuit and the diaphragm 5-electrode 21.
And the vibration of the meniscus 102 of the ink 103 formed at the tip of the nozzle 4, and FIG. 9 shows the state of each stage around the ejection chamber 6 when the diaphragm 5 is driven.
【0052】時刻t0の以前、即ち待機状態ではトラン
ジスタ42はOFF、45はONしているので、振動板
5−電極21間に電圧は印加されず、従って振動板5は
変位せず吐出室6の状態は図9(a)に示される様にイ
ンク103に全く圧力を与えない状態にある。Before time t0, that is, in the standby state, the transistor 42 is off and the transistor 45 is on, so that no voltage is applied between the vibrating plate 5 and the electrode 21, so that the vibrating plate 5 is not displaced and the discharge chamber 6 is not displaced. In this state, as shown in FIG. 9A, no pressure is applied to the ink 103.
【0053】t0の時刻において、充電信号51の立ち
上がりでトランジスタ42がONするので、振動板5−
電極21間に電圧が印加され、矢印A方向に電流が流
れ、振動板5−電極21間に充電された電荷によって、
振動板5−電極21間に働く静電引力により振動板5は
電極21にひきつけられ、図9(b)に示される様に吐
出室6の容積は増大し、吐出室6近傍のインク103は
矢印方向に引きつけられる。この時、振動板5−電極2
1間の電圧53は、充電抵抗43とヘッド自体が持つ容
量から決定される時定数によって図8のC部に示す如く
変化し、振動板の変位に伴ってメニスカス102は図8
のE部の様に変化する。At time t0, the transistor 42 is turned on at the rising of the charging signal 51, so that the vibration plate 5-
A voltage is applied between the electrodes 21, a current flows in the direction of arrow A, and the electric charge charged between the diaphragm 5 and the electrodes 21 causes
The vibrating plate 5 is attracted to the electrode 21 by the electrostatic attractive force acting between the vibrating plate 5 and the electrode 21, and the volume of the ejection chamber 6 increases as shown in FIG. It is attracted in the direction of the arrow. At this time, the diaphragm 5-electrode 2
The voltage 53 between 1 and 1 changes according to the time constant determined by the charging resistance 43 and the capacity of the head itself, as shown in C part of FIG. 8, and the meniscus 102 changes as shown in FIG.
It changes like the E part of.
【0054】時刻t1において、充電信号51をOFF
し、同時に放電信号52をONする。この時、トランジ
スタ42がOFFするので、振動板5−電極21間の充
電が停止し、一方トランジスタ45がONするので、振
動板5−電極21間に蓄えられた電荷は放電抵抗46を
介して矢印B方向に放電される。At time t1, the charging signal 51 is turned off.
At the same time, the discharge signal 52 is turned on. At this time, the transistor 42 is turned off, so that the charging between the diaphragm 5 and the electrode 21 is stopped, while the transistor 45 is turned on, so that the charge accumulated between the diaphragm 5 and the electrode 21 is discharged through the discharge resistor 46. It is discharged in the direction of arrow B.
【0055】放電抵抗46と充電抵抗43との関係は、
通常は放電抵抗46が充電抵抗43に比べかなり小さく
設定されている。しかし、振動板に作用する静電気力
は、振動板が電極に接近するほど、振動板と電極との距
離の自乗に反比例して大きくなるため、振動板の電極近
傍における電荷の充電速度及び放電速度が、インクの吸
引及び吐出に関与する、吐出室内の圧力に特に大きく影
響している。従って、これらの抵抗は必ずしも前記の関
係を満足する必要はなく、振動板の電極近傍における電
荷の充電速度が、当該電荷の放電速度より充分に小さい
範囲であれば足りる。The relationship between the discharge resistor 46 and the charge resistor 43 is
Normally, the discharge resistor 46 is set to be considerably smaller than the charge resistor 43. However, the electrostatic force acting on the diaphragm increases in inverse proportion to the square of the distance between the diaphragm and the electrode as the diaphragm approaches the electrode. However, the pressure in the ejection chamber, which is involved in the suction and ejection of ink, is greatly affected. Therefore, these resistances do not necessarily have to satisfy the above relationship, and it is sufficient that the charge rate of the charges in the vicinity of the electrodes of the diaphragm is sufficiently smaller than the discharge rate of the charges.
【0056】本実施例では充電時定数より放電時の時定
数が小さいため、図8のD部に示すように充電に比べわ
ずかな時間で放電される。この時、振動板は静電引力か
ら一気に解放され、図9(c)に示す様に、振動板5自
体の弾性力により待機位置に戻り、急激に吐出室6を押
圧し、吐出室6内に発生した圧力によりインク液滴10
4をノズル4から吐出する。また、この時、メニスカス
102の変位54は、図8のF部に示す様に変化し、イ
ンク103の粘性や表面張力等によりノズル4内に引き
戻す力を吐出圧力が上回った時点でインクの吐出が発生
し、以後、減衰振動をする。In this embodiment, since the time constant at the time of discharging is smaller than the time constant at the time of charging, the battery is discharged in a short time as compared with the charging as shown in part D of FIG. At this time, the vibrating plate is released from the electrostatic attraction all at once, and as shown in FIG. 9 (c), the vibrating plate 5 returns to the standby position by the elastic force of the vibrating plate 5 itself, and suddenly presses the ejection chamber 6 to The pressure generated on the ink drops 10
4 is discharged from the nozzle 4. Further, at this time, the displacement 54 of the meniscus 102 changes as shown in the F portion of FIG. 8, and the ink is ejected when the ejection pressure exceeds the force of drawing back the ink into the nozzle 4 due to the viscosity and surface tension of the ink 103. Occurs, and after that, damping vibration occurs.
【0057】尚、図7において、放電抵抗47は、充電
抵抗43、放電抵抗46に比べ充分に大きな値を持つ抵
抗で、ヘッド駆動時の充放電にはほとんど影響せず、電
源投入時等に、振動板5、電極21間に初期的にたまっ
ている電荷をゆっくりと放電させる機能を有する抵抗で
ある。この放電抵抗47により、静電アクチュエータの
初期的な充電電荷をゼロに保持することができる。In FIG. 7, the discharge resistor 47 is a resistor having a sufficiently larger value than the charge resistor 43 and the discharge resistor 46, and has almost no effect on the charge / discharge when the head is driven, and when the power is turned on. , A resistor having a function of slowly discharging the electric charge initially accumulated between the diaphragm 5 and the electrode 21. This discharge resistor 47 can hold the initial charge of the electrostatic actuator at zero.
【0058】図10に本実施例におけるタイミングパル
ス発生手段の回路例を示す。周知の単安定マルチバイブ
レータ81のトリガー入力端子に印刷開始信号S1が入
力されると外付けの抵抗及びコンデンサの定数で決定さ
れる時間幅を有する正相のパルスが充電信号として出力
される。また、本実施例においては静電アクチュエータ
への充電の停止と同時に放電を開始するので、充電信号
と逆相のパルスを放電信号として用いることができる。FIG. 10 shows a circuit example of the timing pulse generating means in this embodiment. When the print start signal S1 is input to the trigger input terminal of the known monostable multivibrator 81, a positive phase pulse having a time width determined by the constants of external resistors and capacitors is output as a charging signal. Further, in the present embodiment, since the discharge is started at the same time when the charging of the electrostatic actuator is stopped, the pulse having the opposite phase to the charge signal can be used as the discharge signal.
【0059】実験によると、駆動電圧30V、充電抵抗
50Ω、充電時間15μs、及び充電抵抗5KΩ、充電
時間45μsecの諸駆動条件において、駆動周波数3
KHzにて安定した吐出が確認できた。According to the experiment, the driving frequency is 3 V under the driving voltage of 30 V, the charging resistance of 50 Ω, the charging time of 15 μs, and the charging resistance of 5 KΩ and the charging time of 45 μsec.
Stable discharge could be confirmed at KHz.
【0060】t1の時刻において、充電信号51のOF
Fのみを行い、放電信号52をOFFのまま維持する
と、メニスカス102の変位54は、図8の破線部の様
に減衰振動する。これらの減衰振動の周期Tは主として
流路の形状、インクの粘性により決まる。この現象に鑑
み、インクの吸引を減衰振動の周期Tの1/4(t2の
時刻)、好ましくは1/4よりやや長い時間の経過する
時点まで行い、、吸引終了と同時のタイミングでインク
を加圧すると、インク系の振動エネルギをインクの吐出
に有効に用いることができ、最も駆動効率がよく、低電
力でインクを吐出できることが公知例(特公平2−24
218号)に記載されている。At the time of t1, OF of the charging signal 51
When only F is performed and the discharge signal 52 is kept OFF, the displacement 54 of the meniscus 102 attenuates and vibrates as shown by the broken line in FIG. The period T of these damping vibrations is mainly determined by the shape of the flow path and the viscosity of the ink. In consideration of this phenomenon, ink is sucked up to 1/4 (time t2) of the cycle T of the damping vibration, preferably until a time slightly longer than 1/4, and the ink is sucked at the same timing as the suction end. When pressure is applied, the vibration energy of the ink system can be effectively used for ejecting the ink, the driving efficiency is highest, and the ink can be ejected with low power (Japanese Patent Publication No. 2-24).
218).
【0061】しかし、静電アクチュエータを用いたイン
クジェットヘッドでは、駆動電圧を振動板が定常状態で
対向する電極と当接するに充分大きな値に設定されてい
るので、当接前に駆動電圧の印加を停止する必要がある
が、この時点ではインク系の振動の位相は常に振動板の
位相より遅れており、このような効率の良い駆動が困難
である。従って、この効率の良い駆動方法を実現するた
めには、タイミングパルス発生手段を更に改良する必要
がある。However, in the ink jet head using the electrostatic actuator, the driving voltage is set to a value large enough to bring the diaphragm into contact with the opposing electrodes in a steady state. It is necessary to stop, but at this point, the phase of vibration of the ink system is always behind the phase of the diaphragm, and it is difficult to drive such efficiently. Therefore, in order to realize this efficient driving method, it is necessary to further improve the timing pulse generating means.
【0062】図11は本実施例を改良した静電アクチュ
エータの駆動方法を示すタイミングチャートであり、S
1は印刷開始信号である。また、S2は充電信号51及
び放電信号52の状態を模式的に表した信号であり、高
レベルは充電信号を、低レベルは放電信号を、中間レベ
ルはホールド状態をそれぞれ表す。尚、静電アクチュエ
ータ駆動装置40の回路構成はタイミングパルス発生手
段63を除いては上述の駆動装置と同一である。FIG. 11 is a timing chart showing a driving method of the electrostatic actuator which is an improvement of this embodiment.
Reference numeral 1 is a print start signal. Further, S2 is a signal that schematically represents the states of the charge signal 51 and the discharge signal 52. The high level represents the charge signal, the low level represents the discharge signal, and the intermediate level represents the hold state. The circuit configuration of the electrostatic actuator driving device 40 is the same as that of the driving device described above except the timing pulse generating means 63.
【0063】時刻t10において印刷開始信号S1が印
刷制御装置62から印刷を行うべき静電アクチュエータ
に対応する静電アクチュエータ駆動装置のタイミングパ
ルス発生手段へ送出されると、タイミング発生手段63
は充電回路64に対し充電信号を送出する。インクの吸
引に必要な所定の時間の経過後、時刻t11においてタ
イミングパルス発生手段63は充電信号を停止して充電
及び放電回路を共に非動作状態とし、静電アクチュエー
タ27をホールド状態とする。インク系の位相遅れ回復
する時間の経過後、時刻t13においてタイミングパル
ス発生手段63は放電回路65に放電信号52を送出
し、静電アクチュエータに蓄えられた電荷の放電を開始
する。At time t10, the print start signal S1 is sent from the print control device 62 to the timing pulse generating means of the electrostatic actuator driving device corresponding to the electrostatic actuator to be printed.
Sends a charging signal to the charging circuit 64. After a lapse of a predetermined time required for sucking the ink, at time t11, the timing pulse generating means 63 stops the charging signal, deactivates both the charging and discharging circuits, and puts the electrostatic actuator 27 in the hold state. After the elapse of the time to recover the phase delay of the ink system, at time t13, the timing pulse generation means 63 sends the discharge signal 52 to the discharge circuit 65 to start discharging the electric charge accumulated in the electrostatic actuator.
【0064】このように充電終了後一定の時間充電状態
をホールドした後放電を開始する駆動方法を用いれば、
効率よくインクを吐出することができる。なぜならば、
振動板5の振動とインク系の振動がインクの粘性と流路
の形状とから定まる流路抵抗により、インク系の振動の
位相が振動板5の振動の位相に対しやや遅れるため、振
動板5の変位を電極21に接触しない位置で停止させた
後、インク系の振動の振幅が最大になるのを待って、イ
ンクを加圧すれば、インク系の振動エネルギをインク吐
出に有効に利用できるためである。In this way, by using the driving method in which the charging state is held for a certain period after the end of charging and then discharging is started,
Ink can be ejected efficiently. because,
The vibration of the diaphragm 5 and the vibration of the ink system are slightly delayed from the phase of the vibration of the diaphragm 5 due to the flow path resistance determined by the viscosity of the ink and the shape of the flow path. When the displacement of the ink is stopped at a position where it does not come into contact with the electrode 21 and then the ink is pressurized while the amplitude of the vibration of the ink system is maximized, the vibration energy of the ink system can be effectively used for ink ejection. This is because.
【0065】本実施例のタイミングパルス発生手段の例
を図12に示す。周知の第1の単安定マルチバイブレー
タ82のトリガー入力端子に印刷開始信号S1が入力さ
れると、外付け抵抗及びコンデンサにより決定される時
間幅の充電パルスが正相信号として出力される。これと
同時に周知の第2の単安定マルチバイブレータ83にも
同様に印刷開始信号S1が入力され、外付け素子で定ま
る時間幅の放電信号が逆相出力端子から放電回路に出力
される。斯る回路構成において、第1の単安定マルチバ
イブレータ82の発生するパルスのパルス幅を第2の単
安定マルチバイブレータ83のそれよりホールド時間だ
け短く設定している。FIG. 12 shows an example of the timing pulse generating means of this embodiment. When the print start signal S1 is input to the trigger input terminal of the well-known first monostable multivibrator 82, the charging pulse having the time width determined by the external resistor and the capacitor is output as the positive phase signal. At the same time, the print start signal S1 is similarly input to the well-known second monostable multivibrator 83, and the discharge signal having the time width determined by the external element is output from the negative-phase output terminal to the discharge circuit. In such a circuit configuration, the pulse width of the pulse generated by the first monostable multivibrator 82 is set shorter than that of the second monostable multivibrator 83 by the hold time.
【0066】図13は本実施例のタイミング発生手段の
他の例であり、マイクロプロセッサを用いて実現したも
のである。尚、本例においてはホールド時間の設定の有
無を選択できるように構成している。以下、本例のタイ
ミングパルス発生手段の動作を説明する。不図示で周知
のマイクロプロセッサは印刷開始信号S1を受け取ると
ST1において放電信号を非動作状態に設定すると共に
ST2において充電信号51を動作状態とし、静電アク
チュエータ27への充電を開始する。ST3において充
電時間(Tc)をセットする。そして、ST4において
当該タイマーのタイムアップを検出し、ST5において
充電信号を非動作状態とし充電を停止する。この時ST
6においてホールド状態を設けるか否かをプリンタの仕
様から判断し、ホールド状態を設ける仕様である場合に
はホールド時間(Th)をタイマーにセットし、ST8
においてタイムアップが検出されるまでホールド状態を
維持する。タイムアップ検出後或いはホールド状態を設
けない仕様であった場合には、ST9において放電信号
52を動作状態として放電を行う。FIG. 13 shows another example of the timing generating means of this embodiment, which is realized by using a microprocessor. In this example, it is configured so that whether or not the hold time is set can be selected. The operation of the timing pulse generating means of this example will be described below. When receiving a print start signal S1, a well-known microprocessor (not shown) sets the discharge signal to a non-operating state in ST1 and sets the charging signal 51 to an operating state in ST2 to start charging the electrostatic actuator 27. In ST3, the charging time (Tc) is set. Then, in ST4, the time-up of the timer is detected, and in ST5, the charging signal is set to the non-operating state and the charging is stopped. At this time ST
In step 6, it is determined from the specifications of the printer whether or not the hold state is provided. If the hold state is provided, the hold time (Th) is set in the timer, and ST8
The hold state is maintained until the time-up is detected at. After the time-up is detected or when the specification is such that the hold state is not provided, in ST9, the discharge signal 52 is set to the operating state and discharging is performed.
【0067】尚、図11に示す本実施例のタイミングチ
ャート中、充放電状態を表す信号S2より明かなよう
に、本実施例においては放電を行ってから次の充電を開
始するまでの間、即ちt14からt12までの間も放電
状態を保持している。これにより、静電アクチュエータ
の電極間のインピーダンスは低く保たれ、外来ノイズ、
誘導ノイズ等の影響による誤動作を防止することができ
る。In the timing chart of the present embodiment shown in FIG. 11, as is clear from the signal S2 indicating the charge / discharge state, in the present embodiment, from the time of discharging until the start of the next charging, That is, the discharge state is maintained from t14 to t12. As a result, the impedance between the electrodes of the electrostatic actuator is kept low, and external noise,
It is possible to prevent malfunction due to the influence of induced noise or the like.
【0068】(実施例2)上記の実施例においては静電
アクチュエータの充電に用いる電源の電圧は変動しない
ものとしているが、実際のプリンタにおいては、電源電
圧は諸々の要因によって初期的にも、また動的にも変動
する。この場合には、以下に説明するように、充電条件
を変更する必要がある。(Embodiment 2) In the above embodiment, the voltage of the power supply used for charging the electrostatic actuator is assumed not to change, but in an actual printer, the power supply voltage is initially set due to various factors. It also changes dynamically. In this case, it is necessary to change the charging condition as described below.
【0069】図14は静電アクチュエータの振動板の変
位を求めるための簡易的なモデルである。ここで、mは
インクのイナータンスと振動板の質量との和、rはイン
クの流路抵抗、C0は振動板のコンプライアンス、eは
誘電率、Vhは振動板と電極との間に印加されている電
圧、Gは振動板と電極とのギャップ長、xは振動板の変
位量である。このモデルに基づき運動方程式を求めると
式(3)となる。FIG. 14 is a simple model for obtaining the displacement of the diaphragm of the electrostatic actuator. Here, m is the sum of the inertance of the ink and the mass of the diaphragm, r is the flow path resistance of the ink, C0 is the compliance of the diaphragm, e is the dielectric constant, and Vh is applied between the diaphragm and the electrode. Voltage, G is the gap length between the diaphragm and the electrode, and x is the displacement of the diaphragm. Equation (3) is obtained by obtaining the equation of motion based on this model.
【0070】[0070]
【数3】 [Equation 3]
【0071】また、Also,
【0072】[0072]
【数4】 [Equation 4]
【0073】ここで、Vsは充電に用いる電源の電圧、
Rは充電抵抗43の抵抗値、Cは静電アクチュエータの
静電容量である。Here, Vs is the voltage of the power supply used for charging,
R is the resistance value of the charging resistor 43, and C is the electrostatic capacitance of the electrostatic actuator.
【0074】式(3)及び式(4)から明らかなよう
に、振動板5の変位量xは電源電圧Vsに依存してお
り、従って、振動板5が電極に当接する当接時間も電源
電圧Vsによって変動する。図15に電源電圧と当接時
間との関係の例を示す。この例では上記の各定数は以下
の通りである。As is clear from the equations (3) and (4), the displacement amount x of the diaphragm 5 depends on the power supply voltage Vs, and therefore the contact time for the diaphragm 5 to contact the electrodes is also the power supply. It varies depending on the voltage Vs. FIG. 15 shows an example of the relationship between the power supply voltage and the contact time. In this example, the above constants are as follows.
【0075】 m=1.0×108 [Kg/m4] r=1.5×1012 [N・s/m5] C0=2.5×10-18 [m5/N] R=3.9 [KΩ] 図15によれば、通常駆動電圧30V付近では当接時間
は1V当たり2usの割合で変化しており、従って、こ
の当接を避けるためには充電時間を電源電圧に応じて充
電条件、例えば充電抵抗値或いは充電時間などを変更す
る必要がある。M = 1.0 × 10 8 [Kg / m 4 ] r = 1.5 × 10 12 [N · s / m 5 ] C 0 = 2.5 × 10 -18 [m 5 / N] R = 3.9 [KΩ] According to FIG. 15, the contact time changes at a rate of 2 us per 1 V in the vicinity of the normal drive voltage of 30 V. Therefore, in order to avoid this contact, the charging time depends on the power supply voltage. It is necessary to change the charging condition, for example, the charging resistance value or the charging time.
【0076】本実施例及び以降の実施例は斯かる課題を
も考慮にいれて行われるものである。図17は本発明の
第2の実施例によるインクジェットヘッドの駆動装置を
示すブロック図であり、図16は本実施例によるインク
ジェットヘッドの駆動方法を示すタイミングチャート時
刻t20において印刷制御装置62からタイミングパル
ス発生手段63に印刷開始信号S1が送出されるとタイ
ミングパルス発生手段63は充電信号51を充電回路6
4に送り、静電アクチュエータ27への充電を開始す
る。比較回路67は電圧検出回路66によって検出され
た静電アクチュエータ27の端子間電圧と所定の充電電
荷q0に対応した電圧値とを比較比較し、静電アクチュ
エータ27に充電された電荷が所定量q0に達した時刻
t21において、タイミングパルス発生手段63に対し
リセット信号S4を送出する。これにより、タイミング
パルス発生手段は充電信号51を非動作状態とし、静電
アクチュエータへの充電を停止する。以降の動作は、上
述の第1の実施例と同様である。The present embodiment and the following embodiments are made in consideration of such a problem. FIG. 17 is a block diagram showing an ink jet head driving device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a timing chart showing an ink jet head driving method according to the present embodiment. When the print start signal S1 is sent to the generating means 63, the timing pulse generating means 63 sends the charging signal 51 to the charging circuit 6
4, and charging of the electrostatic actuator 27 is started. The comparison circuit 67 compares the voltage between the terminals of the electrostatic actuator 27 detected by the voltage detection circuit 66 with the voltage value corresponding to the predetermined charge q0, and the charge charged in the electrostatic actuator 27 is a predetermined amount q0. At time t21, the reset signal S4 is sent to the timing pulse generating means 63. As a result, the timing pulse generating means sets the charging signal 51 to the non-operating state and stops charging the electrostatic actuator. Subsequent operations are the same as those in the first embodiment described above.
【0077】図18に本実施例の電圧検出回路66及び
比較回路67の回路例を示す。静電アクチュエータ27
の端子間電圧は分圧された後ボルテージフォロア84を
経てコンパレータ85に入力される。そしてコンパレー
タ85において充電電荷量q0に対応する電圧値と比較
される。比較の結果、充電電圧が所定の値に達していた
場合には、コンパレータ85は低レベルのリセット信号
をタイミングパルス発生手段に送出する。図10及び図
12のタイミングパルス発生手段の回路例において、リ
セット信号は単安定マルチバイブレータ81、82のリ
セット端子に入力され、充電信号51は非動作状態とな
る。また、図13のマイクロプロセッサを用いたタイミ
ングパルス発生手段の例では、ST4においてリセット
信号の有無が検査され、リセット信号があれば直ちに充
電を停止する。FIG. 18 shows a circuit example of the voltage detection circuit 66 and the comparison circuit 67 of this embodiment. Electrostatic actuator 27
The voltage between the terminals is divided and then input to the comparator 85 via the voltage follower 84. Then, in the comparator 85, it is compared with the voltage value corresponding to the charge quantity q0. When the comparison result shows that the charging voltage has reached the predetermined value, the comparator 85 sends a low level reset signal to the timing pulse generating means. In the circuit example of the timing pulse generating means of FIGS. 10 and 12, the reset signal is input to the reset terminals of the monostable multivibrators 81 and 82, and the charging signal 51 is in the non-operating state. Further, in the example of the timing pulse generating means using the microprocessor of FIG. 13, the presence or absence of the reset signal is checked in ST4, and if there is the reset signal, the charging is immediately stopped.
【0078】上述のように、端子間電圧と振動板の変位
量は図34に示すように1対1に対応しており、振動板
の変位量は端子間電圧から一義的に導き出せる。また、
端子間電圧と電荷量との関係は、図35に示すように振
動板の変位量から一義的に定まる。従って、上記の構成
によれば、充電パルスを時間で規制するのではなく、電
荷量と1対1に対応する端子間電圧で規制するため、振
動板5の変位量を常に正確に把握でき、これにより充電
抵抗43の値のバラツキや駆動電圧値の変動の影響を低
減できるので更に安定したインク吐出が得られる。As described above, the inter-terminal voltage and the displacement of the diaphragm have a one-to-one correspondence as shown in FIG. 34, and the displacement of the diaphragm can be uniquely derived from the inter-terminal voltage. Also,
The relationship between the inter-terminal voltage and the charge amount is uniquely determined from the displacement amount of the diaphragm as shown in FIG. Therefore, according to the above configuration, the charge pulse is not regulated by time but by the terminal voltage corresponding to the charge amount in a one-to-one manner, so that the displacement amount of the diaphragm 5 can always be accurately grasped, As a result, it is possible to reduce the influence of the variation in the value of the charging resistor 43 and the variation in the drive voltage value, so that more stable ink ejection can be obtained.
【0079】また、放電信号を動作状態とする前に所定
のホールド時間を設けることによって、前述したように
インク吐出を更に効率よく行うことができる。By providing a predetermined hold time before the discharge signal is activated, the ink can be ejected more efficiently as described above.
【0080】また、静電アクチュエータに充電される電
荷量を測定する手段として、静電アクチュエータの端子
間電圧に代えて充電電流の積分値を検出する手段を用い
ることも可能である。図19に斯かる構成のブロック図
を示す。タイミングパルス発生手段63は時刻t20に
おいて充電信号51を動作状態とすると共に電流積分回
路68に対してリセット信号を送出する。これにより、
充電回路64は静電アクチュエータへの充電を開始し、
電流積分回路68は静電アクチュエータへの充電電流の
積分を開始する。充電電流の積分値即ち充電電荷量は比
較回路67において所定の電荷量q0と比較され、リセ
ット信号が生成される。以降の動作は上記の電圧検出に
よる実施例と同様である。Further, as the means for measuring the amount of charge charged in the electrostatic actuator, it is possible to use means for detecting the integrated value of the charging current instead of the voltage across the terminals of the electrostatic actuator. FIG. 19 shows a block diagram of such a configuration. The timing pulse generating means 63 activates the charging signal 51 at time t20 and sends a reset signal to the current integrating circuit 68. This allows
The charging circuit 64 starts charging the electrostatic actuator,
The current integration circuit 68 starts integration of the charging current to the electrostatic actuator. The integrated value of the charging current, that is, the charge amount of charge is compared with a predetermined charge amount q0 in the comparison circuit 67 to generate a reset signal. Subsequent operations are the same as those in the above-described embodiment of voltage detection.
【0081】図20に電流積分回路68の回路例を示
す。充電経路中に設けられた電流検出抵抗87により発
生する電流に比例した電圧は作動増幅器86及び定電流
ドライバ90によって電流値に変換されコンデンサ88
に充電される。このコンデンサ88はタイミングパルス
発生手段63からのリセット信号により放電トランジス
タ89がターンオンして放電される。コンデンサ88に
よって積分された充電電流に比例した電流は、比較回路
67によって所定の値と比較され、タイミングパルス発
生回路へのリセット信号が生成される。FIG. 20 shows a circuit example of the current integrating circuit 68. The voltage proportional to the current generated by the current detection resistor 87 provided in the charging path is converted into a current value by the operational amplifier 86 and the constant current driver 90, and the capacitor 88 is converted.
Will be charged. The capacitor 88 is discharged by turning on the discharge transistor 89 by the reset signal from the timing pulse generating means 63. The current proportional to the charging current integrated by the capacitor 88 is compared with a predetermined value by the comparison circuit 67 to generate a reset signal to the timing pulse generation circuit.
【0082】(実施例3)実施例2においては静電アク
チュエータ27の充電状態を直接検出するための電圧検
出回路或いは電流積分回路及び比較回路を個々の静電ア
クチュエータ毎に設けているため、回路が複雑になる。
これを避けるため、本実施例においては、例えば電源電
圧のような駆動電圧に対する最適な充電時間を予め設定
しておき、駆動電圧を測定する手段からの情報に基づき
充電時間を変更するように構成されている。(Embodiment 3) In Embodiment 2, a voltage detection circuit or a current integration circuit and a comparison circuit for directly detecting the charged state of the electrostatic actuator 27 are provided for each electrostatic actuator. Becomes complicated.
In order to avoid this, in the present embodiment, an optimum charging time for a driving voltage such as a power supply voltage is set in advance, and the charging time is changed based on information from a means for measuring the driving voltage. Has been done.
【0083】図21に本実施例の静電アクチュエータ駆
動装置のブロック図を示す。印刷開始信号S1が印刷制
御装置62から出力されると、可変タイミングパルス発
生手段73は電源電圧等のプリンタの状態を検出するプ
リンタ状態検出手段74からプリンタの状態に関する情
報を取り込み、これに基づいて充電条件記憶手段75か
ら当該プリンタの状態に最適な充電時間を受け取る。そ
して、以降は当該充電時間に基づいて実施例1において
説明したように、静電アクチュエータの充電及び放電を
行う。尚、充電条件記憶手段は充電時間出だけでなく、
ホールド時間の情報を出力するようにする事も可能であ
る。以下、実際の回路例等に基づいて更に詳細に説明す
る。FIG. 21 is a block diagram of the electrostatic actuator driving device of this embodiment. When the print start signal S1 is output from the print control device 62, the variable timing pulse generating means 73 fetches information about the printer status from the printer status detecting means 74 for detecting the printer status such as the power supply voltage, and based on this. The optimum charging time for the state of the printer is received from the charging condition storage means 75. Then, thereafter, charging and discharging of the electrostatic actuator are performed based on the charging time as described in the first embodiment. In addition, the charging condition storage means is not only for charging time,
It is also possible to output hold time information. Hereinafter, further details will be described based on actual circuit examples and the like.
【0084】図22は可変タイミングパルス発生手段を
マイクロプロッセサで実現した場合の動作手順を示すフ
ローチャートであり、図23はプリンタ状態検出手段の
一例として、静電アクチュエータの駆動電圧を検出する
回路例を示すものである。印刷開始信号S1を受け取る
と、マイクロプロセッサはST31において放電を停止
し、同時にST32において充電を開始する。そして、
ST33においてプリンタ状態検出手段74からプリン
タの状態に関する情報、状態データを受け取る。本例に
おいてはプリンタの状態とは駆動電源の電圧である。S
T34において充電時間を決定する為のサブルーチンを
起動する。当該サブルーチンでは、ST35において状
態データを充電時間テーブルのポインタに設定し、ST
36において当該テーブルを参照する。ST37におい
て充電時間データをテーブルから取り込み、そのデータ
をメインルーチンに引き渡す。メインルーチンではこの
充電時間データに基づいてタイマーセット等の一連の処
理を実行する。以下の動作は実施例1と同様である。
尚、ホールド時間をプリンタの状態に基づいて変更する
場合には、ホールド時間テーブルを用意すると共に、ホ
ールド時間を設定する際に同様の処理を行えばよく、状
態データをホールド時間テーブルのポインタに引き渡す
ようにすれば良い。図23においてA/Dコンバータ9
9は駆動電源の電圧を分圧後ディジタル値に変換するも
のであるが、駆動電源の測定点は、好ましくは複数ある
充電回路64の共通の配線上とする。FIG. 22 is a flow chart showing the operation procedure when the variable timing pulse generating means is realized by a microprocessor, and FIG. 23 is an example of a circuit for detecting the drive voltage of the electrostatic actuator as an example of the printer state detecting means. Is shown. Upon receiving the print start signal S1, the microprocessor stops discharging in ST31 and simultaneously starts charging in ST32. And
In ST33, the information and the status data regarding the status of the printer are received from the printer status detecting means 74. In this example, the state of the printer is the voltage of the driving power supply. S
At T34, a subroutine for determining the charging time is started. In this subroutine, in ST35, the state data is set to the pointer of the charging time table, and ST
At 36, the table is referenced. In ST37, the charging time data is fetched from the table and passed to the main routine. In the main routine, a series of processing such as timer setting is executed based on this charging time data. The subsequent operation is similar to that of the first embodiment.
When changing the hold time based on the status of the printer, a hold time table is prepared and the same process may be performed when setting the hold time, and the status data is transferred to the pointer of the hold time table. Just do it. In FIG. 23, the A / D converter 9
Reference numeral 9 is for converting the voltage of the driving power source into a digital value after voltage division, and the measuring point of the driving power source is preferably on a common wiring of a plurality of charging circuits 64.
【0085】(実施例4)上述の実施例1乃至3におい
て、充電抵抗の値は静電アクチュエータ方式のインクジ
ェットヘッドの印刷特性を左右する重要な要因である。
以下にその理由及び当該充電抵抗値の設定方法につき説
明する。(Embodiment 4) In Embodiments 1 to 3 described above, the value of the charging resistance is an important factor that influences the printing characteristics of the electrostatic actuator type ink jet head.
The reason for this and the method of setting the charging resistance value will be described below.
【0086】図24は充電時の電極21−振動板5間の
電荷量の変化を示すグラフである。図7に示される充電
回路において、充電時の時定数を決定する充電抵抗43
の値が小さいと電荷量の変化は実線55の如く変化し、
充電抵抗43の値が大きいと電荷量の変化は実線57の
如く変化する。FIG. 24 is a graph showing changes in the charge amount between the electrode 21 and the diaphragm 5 during charging. In the charging circuit shown in FIG. 7, the charging resistor 43 that determines the time constant during charging
When the value of is small, the change in the charge amount changes as shown by the solid line 55,
When the value of the charging resistor 43 is large, the change in the charge amount changes as shown by the solid line 57.
【0087】電荷量の変化が実線57のように緩やかに
変化すると、時刻t41ではインクの吸引に充分な電荷
が得られないため、充分な量のインクを吐出できる程の
吐出室6の容積変化が得られず、この状態でインク吐出
を行うと著しく印字品質が劣化するか又はインクの吐出
が行われない場合もある。そこで充分な電荷を得るため
には充電パルス幅を時刻t43まで伸ばさなければなら
ず、そのためにヘッドの応答性が損なわれ、所望の印字
速度が得られない。実験及び計算で確認された値による
と、振動板5−電極21から構成されるコンデンサの容
量に対して9割程度の電荷q1が充電されれば充分な量
のインク吸引が行われる。従って、式(5)から充電抵
抗と静電アクチュエータ容量とからなる充電回路の時定
数(RC)と充電時間(T0)との比を求めれば、式
(6)が得られ、充電抵抗の最大値が定まる。When the change in the charge amount changes gently as indicated by the solid line 57, sufficient charge for ink suction cannot be obtained at time t41, and therefore the change in volume of the discharge chamber 6 is sufficient to discharge a sufficient amount of ink. In some cases, if the ink is ejected in this state, the print quality may be significantly deteriorated or the ink may not be ejected. Therefore, in order to obtain a sufficient charge, the charge pulse width must be extended until time t43, which impairs the responsiveness of the head and makes it impossible to obtain a desired printing speed. According to the values confirmed by the experiment and calculation, a sufficient amount of ink is sucked if about 90% of the electric charge q1 is charged with respect to the capacity of the capacitor composed of the diaphragm 5-electrode 21. Therefore, if the ratio of the time constant (RC) of the charging circuit consisting of the charging resistance and the electrostatic actuator capacitance and the charging time (T0) is obtained from the equation (5), the equation (6) is obtained, and the maximum charging resistance is obtained. The value is fixed.
【0088】[0088]
【数5】 [Equation 5]
【0089】一方、電荷量の変化が線91のように急激
に変化すると、図25に示すように、流路内のインクを
急激に振動板周辺に引き寄せることになる。この際、イ
ンクを吸引しようとする、大気圧より低い圧力(負圧)
により、流路と連通したノズルから気泡106が入り込
むか、インク内に溶け込んで存在する窒素等の気体が流
路内のインクの急激な振動により気泡106となって流
路内に現れる。前述のように、このような状態では、振
動板と電極間に蓄えられた電荷を放電して流路の容積を
待機状態に戻しても発生したインクを押し出すように働
く圧力が気泡106によって吸収され、インクが吐出し
ないという現象が生じる。このため、充電回路の時定数
の下限も規定する必要がある。実験で確認されたところ
によると、インク内に含まれる窒素等の気体を脱気処理
によって取り除き、発泡し難くしたインクを用いた場合
でも、2×105 パスカル以上の負圧をかけると、イン
ク流路内に気泡が発生しインクの吐出が不可能になる。On the other hand, when the change in the amount of charge changes rapidly as shown by the line 91, the ink in the flow path is drawn rapidly to the vicinities of the vibrating plate, as shown in FIG. At this time, a pressure lower than atmospheric pressure (negative pressure) that attempts to suck ink
As a result, bubbles 106 enter from a nozzle communicating with the flow path, or a gas such as nitrogen existing in the ink dissolved in the flow path 106 becomes bubbles 106 due to the rapid vibration of the ink in the flow path and appears in the flow path. As described above, in such a state, the bubble 106 absorbs the pressure acting to push out the generated ink even if the electric charge stored between the diaphragm and the electrode is discharged to return the volume of the flow path to the standby state. As a result, the phenomenon that ink is not ejected occurs. Therefore, it is also necessary to specify the lower limit of the time constant of the charging circuit. According to the results confirmed by the experiment, even when the gas such as nitrogen contained in the ink is removed by the degassing process to make it difficult to foam, when the negative pressure of 2 × 10 5 Pascal or more is applied, the ink flow Bubbles are generated in the passage, making it impossible to eject ink.
【0090】実験に用いた静電アクチュエータ方式のイ
ンクジェットヘッドでは、ヘッド印加電圧30V、充電
時間T0を15μsec、抵抗43を50Ωとした条件
にて実験を行ったところ気泡の発生はなく、充分安定し
た吐出が得られた。この時、電極21−振動板5で構成
されるコンデンサの容量を測定したところおよそ270
pF程度で、時定数を計算すると、0.0135μse
c程度になる。The electrostatic actuator type ink jet head used in the experiment was carried out under the conditions that the head applied voltage was 30 V, the charging time T0 was 15 μsec, and the resistance 43 was 50 Ω. A discharge was obtained. At this time, the capacitance of the capacitor composed of the electrode 21 and the diaphragm 5 was measured to be about 270.
When the time constant is calculated at about pF, 0.0135 μse
It will be about c.
【0091】従って、本発明のインクジェットヘッドの
駆動方法は、充電抵抗43の値を充電回路の時定数の上
限が充電パルス幅の1/2以下となるように規定し、下
限をインク吸引時にインクにかかる負圧を2×105 パ
スカル以下になるように規定したことにより、安定した
インク吐出を得られるものである。Therefore, in the method of driving the ink jet head of the present invention, the value of the charging resistor 43 is defined so that the upper limit of the time constant of the charging circuit is ½ or less of the charging pulse width, and the lower limit is the ink when sucking ink. Stable ink ejection can be obtained by limiting the negative pressure applied to the ink to 2 × 10 5 Pascal or less.
【0092】(実施例5)図27は本発明の第5の実施
例によるインクジェットヘッドの駆動方法を示すブロッ
ク図であり、図26は第5の実施例によるインクジェッ
トヘッドの駆動方法を示すタイミングチャートであり、
図33に示すシリアル型のプリンタに適用した例であ
る。(Embodiment 5) FIG. 27 is a block diagram showing a method of driving an ink jet head according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 26 is a timing chart showing a method of driving an ink jet head according to the fifth embodiment. And
This is an example applied to the serial type printer shown in FIG.
【0093】以下、図27、図26に基づいて本実施例
の構成及び動作を説明する。The configuration and operation of this embodiment will be described below with reference to FIGS. 27 and 26.
【0094】本実施例の特徴は静電アクチュエータ27
に充電を行う充電回路として電圧可変充電回路71を用
い、この電圧可変充電回路に対し、充電電圧の目標値を
充電開始からの経過時間に応じて出力する目標値発生手
段70を有した処にある。印字制御装置62はキャリッ
ジを所定の印刷位置まで移動させると、時刻t50にお
いて印刷を行うべきドットに対応する1又は複数の静電
アクチュエータ駆動装置40に対して印刷開始信号S1
を送出する。静電アクチュエータ駆動装置内のタイミン
グパルス発生手段63はこの印刷開始信号S1を受信す
ると、目標値発生手段70に対し起動信号を送出する。
目標値発生手段は前述のように、当該起動信号を受信し
た時刻からの経過時間に対応して、例えば図26に示す
ような目標電圧を発生し、電圧可変充電回路71に供給
する。これを受けて電圧可変充電回路71は目標値通り
の充電電圧を静電アクチュエータに供給する。The feature of this embodiment is that the electrostatic actuator 27 is used.
The variable voltage charging circuit 71 is used as a charging circuit for charging the battery, and the variable voltage charging circuit is provided with the target value generating means 70 for outputting the target value of the charging voltage according to the elapsed time from the start of charging. is there. When the print control device 62 moves the carriage to a predetermined print position, the print start signal S1 is sent to one or a plurality of electrostatic actuator drive devices 40 corresponding to the dots to be printed at time t50.
Is sent. When the timing pulse generating means 63 in the electrostatic actuator driving device receives the print start signal S1, it sends an activation signal to the target value generating means 70.
As described above, the target value generating means generates a target voltage as shown in FIG. 26, for example, corresponding to the elapsed time from the time when the activation signal is received, and supplies it to the voltage variable charging circuit 71. In response to this, the voltage variable charging circuit 71 supplies the charging voltage according to the target value to the electrostatic actuator.
【0095】時刻t51において、タイミングパルス発
生手段63からの起動信号が非動作状態となると、目標
値発生手段70は目標値の発生を停止し、電圧可変充電
回路71は静電アクチュエータへの充電を停止する。以
降の静電アクチュエータの放電動作は、上述の実施例1
及び2と同様である。At time t51, when the activation signal from the timing pulse generating means 63 becomes inactive, the target value generating means 70 stops the generation of the target value and the voltage variable charging circuit 71 charges the electrostatic actuator. Stop. The subsequent discharge operation of the electrostatic actuator is the same as in the first embodiment described above.
And the same as 2.
【0096】図28は本実施例の目標値発生手段70及
び電圧可変充電回路71の回路例である。タイミングパ
ルス発生手段63からの起動信号はカウンタ91のリセ
ット入力に接続されており、当該起動信号が動作状態と
なるとカウンタ91は動作を開始する。即ち、発信回路
94から供給されるクロック信号のカウントを開始す
る。カウンタ91のカウント出力はバイナリ出力であ
り、目標値データが格納されているメモリ92のアドレ
ス入力に入力されている。従って、発信回路94からの
所定数のクロック毎にメモリのアドレスが更新され、当
該アドレスに格納されている目標値データがD/Aコン
バータ93のディジタル入力に供給される。そしてD/
Aコンバータ93から目標値が電圧として出力される。
起動信号が非動作状態となるとカウンタ91はリセット
状態となり、D/Aコンバータのディジタル入力にはメ
モリ92の00H番地に格納されている目標値データが
入力される。従って、当該番地に充電電圧を0とするよ
うなデータを格納しておくことにより、静電アクチュエ
ータへの充電を停止することができる。FIG. 28 is a circuit example of the target value generating means 70 and the voltage variable charging circuit 71 of this embodiment. The activation signal from the timing pulse generating means 63 is connected to the reset input of the counter 91, and when the activation signal becomes the operating state, the counter 91 starts its operation. That is, the counting of the clock signal supplied from the transmitting circuit 94 is started. The count output of the counter 91 is a binary output and is input to the address input of the memory 92 in which the target value data is stored. Therefore, the address of the memory is updated every predetermined number of clocks from the transmission circuit 94, and the target value data stored at the address is supplied to the digital input of the D / A converter 93. And D /
The target value is output as a voltage from the A converter 93.
When the activation signal becomes inactive, the counter 91 is reset, and the target value data stored at address 00H of the memory 92 is input to the digital input of the D / A converter. Therefore, the charging of the electrostatic actuator can be stopped by storing the data for setting the charging voltage to 0 at the address.
【0097】電圧可変充電回路71は出力電圧をアッテ
ネートして帰還する定電圧ドライバーで、D/Aコンバ
ータ93からの目標値電圧に比例した出力電圧を得るこ
とができる。The variable voltage charging circuit 71 is a constant voltage driver that attenuates the output voltage and feeds it back, and can obtain an output voltage proportional to the target value voltage from the D / A converter 93.
【0098】図29は本実施例の目標値発生手段70の
他の例であり、周知のマイクロプロセッサを用いた例で
ある。時刻t50において印刷制御装置62から印刷開
始信号S1が出力され、タイミングパルス発生手段63
より起動信号が出力されると、マイクロプロセッサはS
T21において目標値データの格納されているテーブル
のアドレスポインタを初期化する。そして、ST22に
おいて当該アドレスを更新し、ST23において当該ア
ドレスに格納されているデータをテーブルから読みだし
て、D/Aコンバータへ出力する。次にST24におい
て目標値を更新するのに適当な所定の時間間隔(Ti)
をタイマーにセットし、ST25においてタイムアップ
まで待機する。タイムアップが検出されたらST26に
おいて目標値テーブルのデータが終了したか否かを判断
し、終了していなければST22へループして次の目標
値を出力し、終了していればST27において充電電圧
を0とするデータを出力して目標値の発生を終了する。FIG. 29 shows another example of the target value generating means 70 of this embodiment, which is an example using a well-known microprocessor. At time t50, the print start signal S1 is output from the print control device 62, and the timing pulse generating means 63 is generated.
When the activation signal is output from the microprocessor,
At T21, the address pointer of the table storing the target value data is initialized. Then, in ST22, the address is updated, in ST23, the data stored in the address is read from the table and is output to the D / A converter. Next, at ST24, a predetermined time interval (Ti) suitable for updating the target value.
Is set to the timer, and in ST25, it waits until the time is up. When the time-up is detected, it is judged in ST26 whether or not the data in the target value table has ended. If not completed, the process loops to ST22 to output the next target value, and if completed, the charging voltage in ST27. The data that sets 0 is output and the generation of the target value is completed.
【0099】図30は本実施例の変形例であり、静電ア
クチュエータの充電電圧の目標値の代わりに、充電電荷
量の目標値を発生し、これと充電電流の積分値との差の
分だけ充電電流を供給することにより、充電開始からの
経過時間に対応する静電アクチュエータの充電電荷量を
制御するものである。FIG. 30 shows a modified example of this embodiment. Instead of the target value of the charging voltage of the electrostatic actuator, the target value of the charge amount of charge is generated, and the difference between the target value and the integral value of the charging current is calculated. By supplying only the charging current, the charge amount of the electrostatic actuator corresponding to the elapsed time from the start of charging is controlled.
【0100】目標値発生手段は上記の回路例或いはマイ
クロプロセッサの制御シーケンスをそのまま使用してい
る。タイミングパルス発生手段63が起動信号を目標値
発生手段に送出すると、上述のように目標値発生手段は
経過時間に対応した充電電荷量の目標値を発生する。一
方、実施例2において説明した電流積分回路68は、タ
イミングパルス発生手段63からの起動信号を受けて充
電電流の積分を開始し、その出力を電流可変充電回路7
2の充電電流の指令値に帰還している。即ち、目標値発
生手段70から与えられる充電電荷量の目標値と、電流
積分回路72から帰還される静電アクチュエータに充電
されている電荷量との差が、電流可変充電回路の電流指
令値となっている。これにより、静電アクチュエータ2
7に充電される電荷量は、常に目標値発生手段70から
の目標値と等しくなるように制御される。The target value generating means uses the circuit example or the control sequence of the microprocessor as it is. When the timing pulse generating means 63 sends the activation signal to the target value generating means, the target value generating means generates the target value of the charge amount corresponding to the elapsed time as described above. On the other hand, the current integration circuit 68 described in the second embodiment receives the activation signal from the timing pulse generation means 63 and starts integration of the charging current, and outputs the output from the current variable charging circuit 7.
It returns to the command value of 2 charging current. That is, the difference between the target value of the charge amount supplied from the target value generating means 70 and the charge amount charged in the electrostatic actuator fed back from the current integrating circuit 72 is the current command value of the current variable charging circuit. Has become. As a result, the electrostatic actuator 2
The amount of charge charged in 7 is controlled so that it is always equal to the target value from the target value generating means 70.
【0101】図31に電流可変充電回路の回路例を示
す。差動増幅器96により目標値と電流積分値との差と
して得られた電流指令値は、アッテネートされた後、レ
ベル変換器97でレベルシフトされ、定電流ドライバ9
8に入力される。これにより、電流指令値に対応した充
電電流が得られる。FIG. 31 shows a circuit example of the current variable charging circuit. The current command value obtained as the difference between the target value and the integrated current value by the differential amplifier 96 is attenuated and then level-shifted by the level converter 97, and the constant current driver 9
8 is input. Thereby, the charging current corresponding to the current command value is obtained.
【0102】上記の実施例において、目標値を格納した
メモリ92或いは目標値テーブルの内容は、インク吸引
時にインクにかかる負圧を2×105 パスカル以下にな
るように、かつインク吐出に充分なインク吸引がなされ
る電荷量を電極21−振動板5間に充電するように設定
されている。In the above embodiment, the content of the memory 92 or the target value table storing the target value is set so that the negative pressure applied to the ink at the time of ink suction becomes 2 × 10 5 Pascal or less and sufficient for ink ejection. It is set so that the amount of charge for ink suction is charged between the electrode 21 and the diaphragm 5.
【0103】このように電極21−振動板5間に充電さ
れる電荷量のフィードバック制御を行うことで、最終的
に電極21−振動板5間に充電される電荷量を振動板5
が電極21に接触せず、かつインク吐出に充分な吸引が
できる電荷量を充電し、常に適正なギャップを確保し、
安定したインクの吐出を得ることができる。By performing feedback control of the amount of charge charged between the electrode 21 and the diaphragm 5 in this manner, the amount of charge finally charged between the electrode 21 and the diaphragm 5 is adjusted.
Does not come into contact with the electrode 21 and is charged with an amount of electric charge that can be sufficiently sucked to eject ink, and always secure an appropriate gap,
It is possible to obtain stable ink ejection.
【0104】(実施例6)以上の実施例においては静電
アクチュエータの電気機械特性、及びインクの粘度等の
特性は一定であるとしたが、実際には製造ロット毎のバ
ラツキや、経時変化、温度変化が存在するので、充電時
間や目標値の設定に際してはこれらを勘案して、最適値
よりも安全側に寄せた設定としている。上述のように、
静電アクチュエータ方式のインクジェットヘッドにおい
ては振動板と電極とが互いに接触しない範囲でできる限
り接近させるように制御することが望ましいが、設定値
を安全側に寄せるということは、振動板と電極とが最も
接近した際の距離を大きめに取るということであり、駆
動効率や印字品質が犠牲になる。また、接触が起こらな
いとしても、最接近距離が一定でないということは、印
字濃度のような印字品質が安定しないということであ
り、実用上も改善が望まれる。(Embodiment 6) Although the electromechanical characteristics of the electrostatic actuator and the characteristics such as the viscosity of the ink are constant in the above embodiments, in reality, variations in manufacturing lots, changes with time, Since there is a temperature change, when setting the charging time and the target value, these are taken into consideration and the setting is made closer to the safe side than the optimum value. As mentioned above,
In an electrostatic actuator type inkjet head, it is desirable to control the diaphragm and the electrode so that they are as close as possible to each other within a range where they do not come into contact with each other. This means that the distance at the time of the closest approach is set to be large, and drive efficiency and print quality are sacrificed. Further, even if the contact does not occur, the fact that the closest distance is not constant means that the printing quality such as the printing density is not stable, and improvement in practical use is desired.
【0105】斯かる課題に鑑み、本実施例では図32に
示すように実施例5の構成に加えて、実施例3で説明し
たプリンタ状態検出手段74、可変タイミングパルス発
生手段73及び充電条件記憶手段75を備えると共に、
目標値発生手段をプリンタの状態に応じて目標値を変更
できる可変目標値発生手段としている。これにより、充
電時間を変更しただけでは対応できないインク粘度の変
化に対しても柔軟に対応することができる。In view of such a problem, in the present embodiment, as shown in FIG. 32, in addition to the configuration of the fifth embodiment, the printer state detecting means 74, the variable timing pulse generating means 73 and the charging condition storage described in the third embodiment are stored. With the means 75,
The target value generating means is variable target value generating means capable of changing the target value according to the state of the printer. As a result, it is possible to flexibly deal with a change in ink viscosity that cannot be dealt with only by changing the charging time.
【0106】可変目標値発生手段の例としては、図29
に示すマイクロプロセッサを用いた目標値発生手段の例
において、ST21のテーブルアドレス初期化処理の中
で、プリンタ状態検出手段からの状態データを取り込
み、予め用意された複数の目標値テーブルから対応する
目標値テーブルを選択するようにする。以降の処理は図
29に示すフローチャートと同様である。また、プリン
タの状態を検出する具体例は図23に示すものの他、例
えばインクの粘度の温度変化を検出するためには、サー
ミスタ等の周知の温度検出器をインクジェットヘッド近
傍に配置し、その出力電圧をA/Dコンバータによりデ
ィジタル化してマイクロプロセッサに入力する等の手段
を用いることができる。An example of the variable target value generating means is shown in FIG.
In the example of the target value generating means using the microprocessor shown in FIG. 1, in the table address initialization processing of ST21, the status data from the printer status detecting means is fetched and the corresponding target value is prepared from a plurality of target value tables prepared in advance. Make sure you select a value table. Subsequent processing is the same as the flowchart shown in FIG. In addition to the specific example of detecting the printer state shown in FIG. 23, a well-known temperature detector such as a thermistor is arranged in the vicinity of the inkjet head in order to detect the temperature change of the viscosity of the ink, for example, and its output Means such as digitizing the voltage by an A / D converter and inputting it to a microprocessor can be used.
【0107】プリンタの状態検出にはプリンタの設定状
態の検出も含まれる。即ち、異なる仕様のプリンタにお
いて共通のインクジェットヘッド及び駆動装置を用いる
場合には、駆動装置はプリンタの電源電圧、印刷濃度、
使用記録媒体等の仕様をプリンタのDIPスイッチの設
定状態等から検出し、これらに適した駆動条件を選択す
ることができる。The detection of the printer status includes the detection of the printer setting status. That is, when the common inkjet head and the driving device are used in the printers having different specifications, the driving device controls the power supply voltage of the printer, the printing density,
It is possible to detect the specifications of the recording medium used and the like from the setting state of the DIP switch of the printer and select the driving conditions suitable for these.
【0108】以上述べたように、本発明は静電アクチュ
エータを実際のプリンタのインクジェットヘッドに応用
するに当たって解決しなければならない駆動上の問題を
解決すべくなされたものであり、これにより静電アクチ
ュエータを用いた実用的なインクジェットヘッド駆動装
置及びこれを応用したインクジェットプリンタを実現す
ることができた。As described above, the present invention has been made to solve the driving problem that must be solved when the electrostatic actuator is applied to the ink jet head of an actual printer. It has been possible to realize a practical inkjet head driving device using the above and an inkjet printer using the same.
【0109】[0109]
【発明の効果】以上述べたように、本発明のインクジェ
ットプリンタは、静電アクチュエータに対する電荷の充
電速度を制御する充電速度制御手段と、静電アクチュエ
ータに対する電荷の放電を行う放電手段とを有するの
で、静電アクチュエータの作動速度を制御することが可
能となり、インクジェットヘッドによるインクの吸引及
び吐出を安定化させることができる。As described above, the ink jet printer of the present invention has the charging speed control means for controlling the charging speed of the electric charges for the electrostatic actuator and the discharging means for discharging the electric charges for the electrostatic actuator. It becomes possible to control the operating speed of the electrostatic actuator, and it is possible to stabilize the suction and ejection of ink by the inkjet head.
【0110】また、この充電速度制御手段は、振動板の
電極近傍における充電速度を静電アクチュエータに対す
る電荷の放電速度より小さく制御するように構成されて
いるので、インクジェットヘッドによるインクの吸引速
度をインクの吐出速度より小さくする事ができ、これに
よりノズル及びオリフィスの流路インピーダンスの差を
利用して安定したインクの吐出を実現できる。Further, since the charging speed control means is configured to control the charging speed in the vicinity of the electrodes of the diaphragm to be smaller than the discharging speed of the electric charges for the electrostatic actuator, the suction speed of the ink by the ink jet head is set to the ink level. It is possible to achieve a stable ink ejection by utilizing the difference in flow path impedance between the nozzle and the orifice.
【0111】また、充電速度制御手段は、充電速度をイ
ンク流路内の圧力が2×105パスカル以下を保つよう
制御するように構成されているので、インク吸引時のイ
ンク流路内での気泡の発生及びノズルからの空気の吸い
込みを防止することができ、安定したインクの吐出を得
ることができる。Further, since the charging speed control means is constructed so as to control the charging speed so that the pressure in the ink flow path is kept below 2 × 10 5 pascals, the charging speed control means in the ink flow path at the time of ink suction is controlled. Generation of bubbles and suction of air from the nozzle can be prevented, and stable ink ejection can be obtained.
【0112】これらのインクジェットプリンタにおい
て、充電速度制御手段は、静電アクチュエータに充電す
る電荷の目標値を発生する目標値発生手段と、電荷の目
標値と静電アクチュエータに充電された電荷量とが等し
くなるように静電アクチュエータに対して充電を行う目
標電荷充電回路とからなるので、充電電荷の目標値を制
御することにより充電速度をより正確に制御することが
でき、上記の効果をより一層高めることができる。In these ink jet printers, the charging speed control means includes a target value generating means for generating a target value of the electric charge for charging the electrostatic actuator, a target value of the electric charge and an amount of the electric charge charged in the electrostatic actuator. Since it is composed of a target charge charging circuit that charges the electrostatic actuators so as to be equal, the charge speed can be controlled more accurately by controlling the target value of the charge charge, and the above effect is further enhanced. Can be increased.
【0113】このインクジェットプリンタにおいて、目
標値発生手段は充電開始タイミングからの経過時間に応
じて出力する目標値を変化せしめるように構成されてい
るので、充電電荷の目標値を時時刻々変化させることが
でき、充電速度を制御して上述のような効果を奏するこ
とができる。In this ink jet printer, the target value generating means is configured to change the target value to be output according to the elapsed time from the charge start timing, so that the target value of the charge charge can be changed from time to time. Therefore, the charging speed can be controlled to obtain the above-described effects.
【0114】更に、これらのインクジェットプリンタに
おいて、インクジェットプリンタの状態を検出するプリ
ンタ状態検出手段と、プリンタの状態に応じた静電アク
チュエータの充放電条件を格納した充電条件記憶手段と
を更に有し、目標値発生手段を、プリンタ状態検出手段
の検出値に応じて充電条件記憶手段からの充放電条件に
基づいて充電電荷の目標値を発生する可変目標値発生手
段としたので、インクジェットプリンタの使用環境等の
動作条件が異なる場合、若しくは使用中に当該条件が変
化した場合にもそれらに対応した最適な充電条件を設定
し、それに基づいて静電アクチュエータを制御すること
ができ、上記の効果を継続して安定的に得ることができ
る。Further, these ink jet printers further include printer state detection means for detecting the state of the ink jet printer, and charge condition storage means for storing charge / discharge conditions of the electrostatic actuator according to the state of the printer. Since the target value generating means is a variable target value generating means for generating the target value of the charging charge based on the charging / discharging condition from the charging condition storing means in accordance with the detection value of the printer state detecting means, the operating environment of the inkjet printer If the operating conditions such as the above are different, or if the conditions change during use, the optimum charging conditions corresponding to them can be set and the electrostatic actuator can be controlled based on that, and the above effects continue. Can be obtained stably.
【0115】また、これらのインクジェットプリンタに
おいて、充電速度制御手段による充電の開始並びに停止
のタイミング及び放電手段による放電開始のタイミング
を制御する充放電タイミング制御手段を更に有するの
で、これらのタイミングを制御することによりインクの
振動や振動板の変位量を考慮した最適なインクジェット
ヘッドの駆動タイミングを得ることができる。Further, these ink jet printers further include charge / discharge timing control means for controlling the timing of starting and stopping charging by the charging speed control means and the timing of starting discharge by the discharging means, so these timings are controlled. As a result, it is possible to obtain the optimum drive timing of the inkjet head in consideration of the vibration of the ink and the displacement amount of the diaphragm.
【0116】更にこのインクジェットプリンタにおい
て、充放電タイミング制御手段は充電の停止と放電の開
始との間に充放電を共に行わないホールド時間を設ける
ように構成されているので、振動板の変位に対するイン
クの振動の位相遅れを補正することができ、インクの振
動エネルギーをインクの吐出に有効に活用することがで
きる。Furthermore, in this ink jet printer, since the charge / discharge timing control means is configured to provide a hold time during which charging / discharging is not performed between charging stop and discharging, the ink with respect to the displacement of the diaphragm is set. It is possible to correct the phase delay of the vibration, and it is possible to effectively use the vibration energy of the ink for ejecting the ink.
【0117】これらのインクジェットプリンタにおい
て、充電抵抗と静電アクチュエータの静電容量とから定
まる充電時定数を、静電アクチュエータへの充電時間の
略2分の1以下としたので、インクの吸引及び吐出に必
要な静電アクチュエータの動作量を得るために充分な量
の電荷を所定の充電時間内に充電することが可能とな
り、静電アクチュエータの能力を充分に発揮させること
ができる。In these ink jet printers, the charging time constant, which is determined by the charging resistance and the electrostatic capacity of the electrostatic actuator, is set to approximately one half or less of the charging time of the electrostatic actuator. It is possible to charge a sufficient amount of electric charge within a predetermined charging time in order to obtain the required amount of operation of the electrostatic actuator, and it is possible to fully exert the capacity of the electrostatic actuator.
【0118】そして、静電アクチュエータに充電された
電荷量を検出する電荷量検出手段と、電荷量検出手段に
よって検出された電荷量と所定の値とを比較する比較手
段とを更に有し、充放電タイミング制御手段は比較手段
の出力に基づいて静電アクチュエータへの充電を停止す
るように構成されているので、充電電荷量が所定の値に
達した場合に直ちに充電を停止することができ、振動板
の変位量を正確に制御して対向電極に非当接の範囲で動
作させることにより、長寿命、高信頼性のインクジェッ
トヘッドを得ることができる。Further, a charge amount detecting means for detecting the charge amount charged in the electrostatic actuator and a comparing means for comparing the charge amount detected by the charge amount detecting means with a predetermined value are further provided. Since the discharge timing control means is configured to stop charging the electrostatic actuator based on the output of the comparison means, it is possible to immediately stop charging when the charge amount reaches a predetermined value. By accurately controlling the displacement amount of the diaphragm and operating it in the range where it does not contact the counter electrode, it is possible to obtain an inkjet head with a long life and high reliability.
【0119】更に、インクジェットプリンタの状態を検
出するプリンタ状態検出手段と、プリンタの状態に応じ
た静電アクチュエータの充放電条件を格納した充電条件
記憶手段とを更に有し、充放電タイミング制御手段を、
プリンタ状態検出手段の検出値に応じて充電条件記憶手
段からの充放電条件に基づき、静電アクチュエータの充
電及び放電のタイミングを制御するように構成したの
で、プリンタの動作環境等の動作条件が変動、変更され
た場合にもこれに最適なインクジェットプリントヘッド
の駆動条件を発生し、これに応じて静電アクチュエータ
の充放電タイミングを制御することにより、プリンタの
動作環境の影響を排除し、更に安定なインクの吐出を得
ることができる。Further, it further comprises a printer status detecting means for detecting the status of the ink jet printer, and a charging condition storing means for storing charging / discharging conditions of the electrostatic actuator according to the status of the printer. ,
Since the charging / discharging timing of the electrostatic actuator is controlled based on the charging / discharging conditions from the charging condition storing means according to the detection value of the printer state detecting means, the operating conditions such as the operating environment of the printer vary. Even if it is changed, optimum inkjet print head drive conditions are generated, and by controlling the charge / discharge timing of the electrostatic actuator accordingly, the influence of the operating environment of the printer is eliminated, and it is more stable. It is possible to obtain various ink ejections.
【0120】本願に係る別の発明は、上記のインクジェ
ットプリンタにおいて、静電アクチュエータに対する電
荷の充電を行う充電手段と、その電荷の放電を行う放電
手段と、充電手段による充電の開始並びに停止のタイミ
ング及び放電手段による放電の開始並びに停止のタイミ
ングを制御する充放電タイミング制御手段とを有し、充
放電タイミング制御手段は、静電アクチュエータへの充
電開始の直前に放電を停止するように構成されているの
で、放電を行ってから次の充電を開始するまでの間静電
アクチュエータの電極間に電荷が蓄えられないようにす
ることができ、外来ノイズ、誘導ノイズによる静電アク
チュエータの誤動作を防止できる。According to another invention of the present application, in the above ink jet printer, charging means for charging the electrostatic actuator with electric charge, discharging means for discharging the electric charge, and timing for starting and stopping charging by the charging means. And a charging / discharging timing control means for controlling the timing of starting and stopping the discharging by the discharging means, and the charging / discharging timing control means is configured to stop the discharging immediately before the charging of the electrostatic actuator is started. Therefore, it is possible to prevent charges from being stored between the electrodes of the electrostatic actuator between the time of discharging and the start of the next charging, and it is possible to prevent malfunction of the electrostatic actuator due to external noise or inductive noise. .
【0121】また、本発明に係るインクジェットプリン
タの制御方法においては、充電速度制御手段により静電
アクチュエータに充電を開始する第1の工程と、充電速
度制御手段により静電アクチュエータへの充電を停止す
る第2の工程と、充電速度制御手段及び放電手段を、所
定の時間非動作状態とする第3の工程と、放電手段によ
り静電アクチュエータの放電を行う第4の工程とを有す
るので、振動板に対するインクの振動の位相遅れを第3
の工程で吸収し、インクの振動エネルギーをインクの吐
出に有効に活用することができる。Further, in the control method of the ink jet printer according to the present invention, the first step of starting the charging of the electrostatic actuator by the charging speed control means and the stopping of the charging of the electrostatic actuator by the charging speed control means. The vibrating plate has a second step, a third step of keeping the charging speed control means and the discharging means inactive for a predetermined time, and a fourth step of discharging the electrostatic actuator by the discharging means. 3rd phase delay of ink vibration to
In this step, the vibration energy of the ink can be effectively used for ejecting the ink.
【0122】また、別の態様においては、目標値発生手
段及び目標電荷充電回路による静電アクチュエータへの
充電を開始する第1の工程と、インクジェットプリンタ
の状態に基づき、充電電荷の目標値を決定する第2の工
程と、目標値発生手段から充電電荷の目標値を出力する
第3の工程と、目標電荷充電回路による充電動作を停止
する第4の工程と、放電手段による静電アクチュエータ
の放電を行う第5の工程とを有するので、目標値発生に
先立ってインクジェットプリンタの状態に最適な目標値
を決定することができ、常に安定したインクの吐出が得
られる。In another aspect, the target value of the charging charge is determined based on the first step of starting the charging of the electrostatic actuator by the target value generating means and the target charge charging circuit and the state of the ink jet printer. The second step, the third step of outputting the target value of the charge to be charged from the target value generating means, the fourth step of stopping the charging operation by the target charge charging circuit, and the discharging of the electrostatic actuator by the discharging means. And the fifth step for performing the above, it is possible to determine the optimum target value for the state of the inkjet printer prior to the generation of the target value, and it is possible to always obtain stable ink ejection.
【0123】更に、充電手段による静電アクチュエータ
への充電を開始する第1の工程と、充電手段による静電
アクチュエータへの充電を停止する第2の工程と、放電
手段による静電アクチュエータからの放電を開始する第
3の工程と、放電手段による静電アクチュエータからの
放電を停止する第4の工程とを有し、第4の工程は第1
の工程の直前に行われるようにしたので、静電アクチュ
エータの放電を行ってから次の充電の開始までの間静電
アクチュエータを放電状態に保つことができ、静電アク
チュエータが非動作状態にあっても外来ノイズや誘導ノ
イズの影響で誤動作をすることを防止することができ
る。Furthermore, the first step of starting charging of the electrostatic actuator by the charging means, the second step of stopping charging of the electrostatic actuator by the charging means, and the discharging of the electrostatic actuator by the discharging means. And a fourth step of stopping the discharge from the electrostatic actuator by the discharging means. The fourth step is the first step.
Since it is performed immediately before the step of, the electrostatic actuator can be kept in the discharge state between the discharge of the electrostatic actuator and the start of the next charging, and the electrostatic actuator is in the non-operation state. However, it is possible to prevent malfunction due to the influence of external noise or inductive noise.
【0124】また、本発明によれば、インク吐出に静電
気力を用いたインクジェットヘッドを駆動する際、電極
−振動板間の充電終了時に、振動板が最も撓んで電極に
接近した時のギャップが常に一定で、電極−振動板間が
接触しない微小な距離を確保できるので、インクの吐出
量及び速度の変動が小さく、印字品質が向上する。ま
た、振動板と電極とが接触し短絡しヘッドが破壊される
という、静電気力を用いたインクジェットヘッド特有の
問題も解決でき、ヘッドの耐久性及び信頼性を向上させ
ると共に、駆動電圧を低減できるという効果をも奏す
る。Further, according to the present invention, when the ink jet head which uses electrostatic force for ink ejection is driven, the gap between the electrode and the diaphragm when the diaphragm is bent most and approaches the electrode at the end of charging. Since it is always constant and a minute distance where the electrode and the diaphragm do not come into contact with each other can be secured, the fluctuation of the ink ejection amount and the speed is small, and the printing quality is improved. Further, it is possible to solve a problem peculiar to an inkjet head that uses electrostatic force, that is, the diaphragm and the electrode come into contact with each other to cause a short circuit, and the head is destroyed. Therefore, the durability and reliability of the head can be improved and the driving voltage can be reduced It also has the effect.
【0125】更に、上述した本発明のインクジェットヘ
ッドの駆動方法によれば、電極と振動板に電荷を充電す
る充電回路を電極及び振動板に接続し、振動板を電極に
ひきつけることによりインクの吸引を行い、撓んだ振動
板が電極に接触せず、かつ吐出に充分な量のインクを吸
引可能な位置で、充電回路との接続を切りインクの吸引
を停止し、更にインク系の振動の振幅が最大になるまで
の一定時間この状態をホールドした後、電極と振動板に
蓄えられた電荷を放電する放電回路を電極もしくは振動
板に接続し、電極−振動板間に蓄えられた電荷を急激に
放電することによりインクを加圧しインク液滴を吐出す
る駆動方法により、振動板と電極とが接触し短絡しヘッ
ドが破壊することを防止し、かつインク系の減衰振動に
よる振動エネルギをインク吐出に効率良く利用でき、低
電圧での駆動が可能になるという効果を奏する。Further, according to the above-described method for driving an ink jet head of the present invention, a charging circuit for charging the electrodes and the diaphragm with electric charges is connected to the electrodes and the diaphragm, and the diaphragm is attracted to the electrodes to suck the ink. At the position where the flexed diaphragm does not come into contact with the electrodes and is capable of sucking a sufficient amount of ink for ejection, the connection with the charging circuit is cut off and ink suction is stopped. After holding this state for a certain period of time until the amplitude becomes maximum, connect a discharge circuit that discharges the electric charge stored in the electrode and the diaphragm to the electrode or the diaphragm, and store the electric charge stored between the electrode and the diaphragm. By virtue of the driving method that pressurizes ink and discharges ink droplets by abruptly discharging, it is prevented that the vibrating plate and the electrode come into contact with each other to cause a short circuit and the head is destroyed. Can be efficiently utilized in the ink discharge, there is an effect that it is possible to drive at a low voltage.
【0126】また更に、上述した本発明のインクジェッ
トヘッドの駆動方法によれば、電極−振動板間の充電パ
ルスを、所定の範囲の傾きで立ち上げるので、流路内に
気泡が発生してインクの吐出ができなくなるという不具
合を生じず、かつインク吐出に充分なインクの吸引が可
能で、印字品質を犠牲にすることなく、プリンタの印字
速度を向上させるに充分な応答性が得られる、という効
果を奏する。Furthermore, according to the above-described method for driving the ink jet head of the present invention, the charging pulse between the electrode and the diaphragm is raised with the inclination of a predetermined range, so that air bubbles are generated in the flow path and the ink is discharged. It is possible to obtain sufficient responsiveness to improve the printing speed of the printer without sacrificing the printing quality without causing the problem of being unable to eject the ink and sucking the ink enough to eject the ink. Produce an effect.
【図1】本発明に係るインクジェットプリンタに用いる
インクジェットヘッドの分解斜視図。FIG. 1 is an exploded perspective view of an inkjet head used in an inkjet printer according to the present invention.
【図2】本発明のインクジェットプリンタに係るインク
ジェットヘッドの断面側面図。FIG. 2 is a sectional side view of an inkjet head according to the inkjet printer of the present invention.
【図3】図2のA−A線矢視図。FIG. 3 is a view taken along the line AA of FIG.
【図4】本発明のインクジェットプリンタに係る振動板
と個別電極の部分詳細模式図。FIG. 4 is a partial detailed schematic diagram of a diaphragm and an individual electrode according to the inkjet printer of the present invention.
【図5】本発明に係るインクジェットプリンタの機能ブ
ロック図。FIG. 5 is a functional block diagram of an inkjet printer according to the present invention.
【図6】本発明の第1の実施例に係る静電アクチュエー
タ駆動装置のブロック図。FIG. 6 is a block diagram of an electrostatic actuator driving device according to a first embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第1の実施例に係る静電アクチュエー
タ駆動装置の充電回路及び放電回路の例を示す回路図。FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of a charging circuit and a discharging circuit of the electrostatic actuator driving device according to the first embodiment of the present invention.
【図8】本発明に係る静電アクチュエータ駆動装置への
入力信号と振動板−電極の電圧波形と、ノズル先端に形
成されたインクのメニスカスの振動を示すタイミング
図。FIG. 8 is a timing chart showing an input signal to the electrostatic actuator drive device according to the present invention, a voltage waveform of a diaphragm-electrode, and vibration of a meniscus of ink formed at a tip of a nozzle.
【図9】第1の実施例の動作原理を示すインクジェット
ヘッドの断面側面図。FIG. 9 is a cross-sectional side view of the inkjet head showing the operating principle of the first embodiment.
【図10】本発明に係る静電アクチュエータ駆動装置の
タイミングパルス発生手段の回路例を示す回路図。FIG. 10 is a circuit diagram showing a circuit example of timing pulse generating means of the electrostatic actuator driving device according to the present invention.
【図11】本発明の第1の実施例に係る静電アクチュエ
ータ駆動装置への入力信号と振動板−電極の電圧波形を
示すタイミング図。FIG. 11 is a timing chart showing an input signal to the electrostatic actuator driving device and a voltage waveform of a diaphragm-electrode according to the first embodiment of the present invention.
【図12】本発明に係る静電アクチュエータ駆動装置の
タイミングパルス発生手段の回路例を示す回路図。FIG. 12 is a circuit diagram showing a circuit example of a timing pulse generating means of the electrostatic actuator drive device according to the present invention.
【図13】本発明に係る静電アクチュエータ駆動装置の
タイミングパルス発生手段の例を示す回路図。FIG. 13 is a circuit diagram showing an example of a timing pulse generating means of the electrostatic actuator driving device according to the present invention.
【図14】静電アクチュエータの振動板の変位を求める
ための簡易モデルを示す図。FIG. 14 is a diagram showing a simple model for obtaining the displacement of the diaphragm of the electrostatic actuator.
【図15】静電アクチュエータに印加する駆動電圧と振
動板−電極当接時間との関係を示す図。FIG. 15 is a diagram showing a relationship between a drive voltage applied to an electrostatic actuator and a diaphragm-electrode contact time.
【図16】本発明に係る、図17及び図19に示す静電
アクチュエータ駆動装置への入力信号と振動板−電極の
電圧波形を示すタイミング図。16 is a timing diagram showing an input signal to the electrostatic actuator driving device shown in FIGS. 17 and 19 and a voltage waveform of a diaphragm-electrode according to the present invention.
【図17】本発明の第3の実施例に係る静電アクチュエ
ータ駆動装置のブロック図。FIG. 17 is a block diagram of an electrostatic actuator driving device according to a third embodiment of the present invention.
【図18】本発明に係る静電アクチュエータ駆動装置の
電圧検出回路及び比較回路の回路例を示す図。FIG. 18 is a diagram showing a circuit example of a voltage detection circuit and a comparison circuit of the electrostatic actuator drive device according to the present invention.
【図19】本発明の第3の実施例に係る他の静電アクチ
ュエータ駆動装置のブロック図。FIG. 19 is a block diagram of another electrostatic actuator drive device according to the third embodiment of the present invention.
【図20】本発明に係る静電アクチュエータ駆動装置の
電流積分回路及び比較回路の回路例を示す図。FIG. 20 is a diagram showing a circuit example of a current integration circuit and a comparison circuit of the electrostatic actuator drive device according to the present invention.
【図21】本発明の第4の実施例に係る他の静電アクチ
ュエータ駆動装置のブロック図。FIG. 21 is a block diagram of another electrostatic actuator driving device according to the fourth embodiment of the present invention.
【図22】本発明に係る静電アクチュエータ駆動装置の
可変タイミングパルス発生手段及び充電条件記憶手段の
例を示す図。FIG. 22 is a diagram showing an example of a variable timing pulse generating means and a charging condition storing means of the electrostatic actuator driving device according to the present invention.
【図23】本発明に係る静電アクチュエータ駆動装置の
プリンタ状態検出手段の回路例を示す回路図。FIG. 23 is a circuit diagram showing a circuit example of printer state detection means of the electrostatic actuator driving device according to the present invention.
【図24】本発明のインクジェットプリンタの充電抵抗
値に対するインクジェットヘッド充電時の電極21−振
動板5間の電荷量の変化を示す図。FIG. 24 is a diagram showing changes in the charge amount between the electrode 21 and the diaphragm 5 when the inkjet head is charged, with respect to the charging resistance value of the inkjet printer of the present invention.
【図25】流路内に気泡が発生したインクジェットヘッ
ドの断面側面図。FIG. 25 is a sectional side view of an inkjet head in which bubbles are generated in a flow path.
【図26】本発明の第5の実施例に係る静電アクチュエ
ータ駆動装置への入力信号と振動板−電極の電圧波形を
示すタイミング図。FIG. 26 is a timing chart showing an input signal to the electrostatic actuator driving device and a diaphragm-electrode voltage waveform according to the fifth embodiment of the present invention.
【図27】本発明の第5の実施例に係る静電アクチュエ
ータ駆動装置のブロック図。FIG. 27 is a block diagram of an electrostatic actuator driving device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図28】本発明に係る静電アクチュエータ駆動装置の
目標値発生手段及び電圧可変充電回路の回路例を示す回
路図。FIG. 28 is a circuit diagram showing a circuit example of a target value generating means and a voltage variable charging circuit of the electrostatic actuator driving device according to the present invention.
【図29】本発明に係る静電アクチュエータ駆動装置の
目標値発生手段の他の例を示す図。FIG. 29 is a diagram showing another example of the target value generating means of the electrostatic actuator driving device according to the present invention.
【図30】本発明の第5の実施例に係る他の静電アクチ
ュエータ駆動装置のブロック図。FIG. 30 is a block diagram of another electrostatic actuator drive device according to the fifth embodiment of the present invention.
【図31】本発明に係る静電アクチュエータ駆動装置の
電流可変充電回路の回路例を示す回路図。FIG. 31 is a circuit diagram showing a circuit example of a variable current charging circuit of the electrostatic actuator driving device according to the present invention.
【図32】本発明の第6の実施例に係る静電アクチュエ
ータ駆動装置のブロック図。FIG. 32 is a block diagram of an electrostatic actuator driving device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図33】本発明のインクジェットプリンタの機構の概
要を示す図。FIG. 33 is a diagram showing an outline of the mechanism of the inkjet printer of the present invention.
【図34】振動板の変位量と静電吸引力及び振動板の復
元力との関係を示した特性図。FIG. 34 is a characteristic diagram showing the relationship between the displacement amount of the diaphragm and the electrostatic attraction force and the restoring force of the diaphragm.
【図35】振動板の変位量とアクチュエータの静電容量
との関係を示した特性図。FIG. 35 is a characteristic diagram showing the relationship between the displacement of the diaphragm and the electrostatic capacitance of the actuator.
1 第1の基板 2 第2の基板 3 第3の基板 4 ノズル孔 5 振動板 6 吐出室 9 振動室 10 インクジェットヘッド 21 個別電極 24 絶縁膜 27 静電アクチュエータ 40 静電アクチュエータ駆動装置 41 インバータ 42、45 トランジスタ 43 充電抵抗 44 バッファ 46、47 放電抵抗 51 充電信号 52 放電信号 53 電極−振動板間電圧(Vh) 61 印刷要求装置 62 印刷制御装置 63 タイミングパルス発生手段 64 充電回路 65 放電回路 66 電圧検出回路 67、69 比較回路 68 電流積分回路 70 目標値発生手段 71 電圧可変充電回路 72 電流可変充電回路 73 可変タイミングパルス発生手段 74 プリンタ状態検出手段 75 充放電条件記憶手段 76 可変目標値発生手段 81、82、83 単安定マルチバイブレータ 84、86、90、95、96、97、98 オペアン
プ 85 コンパレータ 87 電流検出抵抗 88 電流積分コンデンサ 89 放電トランジスタ 91 カウンタ 92 メモリ 93 D/Aコンバータ 94 発信器 99 A/Dコンバータ 102 メニスカス 103 インク 104 インク液滴 105 記録紙 302 キャリッジ 310 キャリッジ駆動手段1 1st board 2 2nd board 3 3rd board 4 Nozzle hole 5 Vibrating plate 6 Discharge chamber 9 Vibrating chamber 10 Inkjet head 21 Individual electrode 24 Insulating film 27 Electrostatic actuator 40 Electrostatic actuator drive device 41 Inverter 42, 45 transistor 43 charge resistance 44 buffer 46, 47 discharge resistance 51 charge signal 52 discharge signal 53 electrode-vibration plate voltage (Vh) 61 print request device 62 print control device 63 timing pulse generating means 64 charge circuit 65 discharge circuit 66 voltage detection Circuits 67, 69 Comparison circuit 68 Current integration circuit 70 Target value generation means 71 Voltage variable charging circuit 72 Current variable charging circuit 73 Variable timing pulse generation means 74 Printer state detection means 75 Charge / discharge condition storage means 76 Variable target value generation means 81, 82,83 Monostable circle Vibrator 84, 86, 90, 95, 96, 97, 98 Operational amplifier 85 Comparator 87 Current detection resistor 88 Current integration capacitor 89 Discharge transistor 91 Counter 92 Memory 93 D / A converter 94 Oscillator 99 A / D converter 102 Meniscus 103 Ink 104 Ink droplet 105 Recording paper 302 Carriage 310 Carriage drive means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 直樹 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 小口 朝弘 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Naoki Kobayashi 3-3-5 Yamato, Suwa-shi, Nagano Seiko Epson Co., Ltd. (72) Inventor Asahiro Oguchi 3-3-5 Yamato, Suwa-shi, Nagano Seiko Epson Within the corporation
Claims (15)
路と、該インク流路の一部に設けられた振動板と、該振
動板と該振動板に対向して該インク流路外に設けられた
電極とからなる静電アクチュエータとを有するインクジ
ェットヘッドを備え、前記静電アクチュエータに対し電
圧を印加して前記振動板を静電気力により変形させ、前
記ノズルからインク液滴を吐出し印刷を行うインクジェ
ットプリンタにおいて、 前記静電アクチュエータに対する電荷の充電速度を制御
する充電速度制御手段と、 前記静電アクチュエータに対する電荷の放電を行う放電
手段とを有することを特徴とするインクジェットプリン
タ。1. A nozzle, an ink flow path communicating with the nozzle, a vibrating plate provided in a part of the ink flow path, and the vibrating plate facing the vibrating plate and outside the ink flow path. An inkjet head having an electrostatic actuator composed of electrodes provided is provided, and a voltage is applied to the electrostatic actuator to deform the diaphragm by electrostatic force, and ink droplets are ejected from the nozzles to perform printing. An inkjet printer for performing the above-mentioned inkjet printer, comprising: a charging speed control unit that controls a charging speed of electric charges to the electrostatic actuator; and a discharging unit that discharges electric charges to the electrostatic actuator.
において、前記充電速度制御手段は、前記振動板の前記
電極近傍における前記充電速度を前記静電アクチュエー
タに対する電荷の放電速度より小さく制御するように構
成されたことを特徴とするインクジェットプリンタ。2. The ink jet printer according to claim 1, wherein the charging speed control means is configured to control the charging speed in the vicinity of the electrodes of the diaphragm to be smaller than a discharging speed of electric charges to the electrostatic actuator. Inkjet printer characterized by
において、前記充電速度制御手段は、前記充電速度を前
記インク流路内の圧力が2×105パスカル以下を保つ
よう制御するように構成されたことを特徴とするインク
ジェットプリンタ。3. The ink jet printer according to claim 1, wherein the charging speed control means is configured to control the charging speed so that the pressure in the ink flow path is maintained at 2 × 10 5 Pascal or less. Inkjet printer characterized by.
リンタにおいて、前記充電速度制御手段は、 前記静電アクチュエータに充電する電荷の目標値を発生
する目標値発生手段と、 前記電荷の目標値と前記静電アクチュエータに充電され
た電荷量とが等しくなるように前記静電アクチュエータ
に対して充電を行う目標電荷充電回路とからなることを
特徴とするインクジェットプリンタ。4. The ink jet printer according to claim 1, wherein the charging speed control unit includes a target value generation unit that generates a target value of the electric charge with which the electrostatic actuator is charged, the target value of the electric charge, and the target value of the electric charge. An inkjet printer, comprising: a target charge charging circuit that charges the electrostatic actuator so that the amount of charge charged in the electrostatic actuator becomes equal.
において、前記目標値発生手段は前記充電開始タイミン
グからの経過時間に応じて出力する目標値を変化せしめ
るように構成されてなることを特徴とするインクジェッ
トプリンタ。5. The inkjet printer according to claim 4, wherein the target value generating means is configured to change the target value to be output according to the elapsed time from the charging start timing. Printer.
リンタにおいて、該インクジェットプリンタの状態を検
出するプリンタ状態検出手段と、 前記プリンタの状態に応じた前記静電アクチュエータの
充放電条件を格納した充電条件記憶手段とを更に有し、 前記目標値発生手段を、前記プリンタ状態検出手段の検
出値に応じて前記充電条件記憶手段からの前記充放電条
件に基づいて前記充電電荷の目標値を発生する可変目標
値発生手段としたことを特徴とするインクジェットプリ
ンタ。6. The ink jet printer according to claim 4 or 5, wherein a printer state detection unit that detects a state of the ink jet printer, and a charging condition that stores a charging / discharging condition of the electrostatic actuator according to the state of the printer. The target value generating means is configured to generate a target value of the charged electric charge based on the charging / discharging condition from the charging condition storing means according to the detection value of the printer state detecting means. An inkjet printer characterized by being used as a target value generating means.
リンタにおいて、前記充電速度制御手段による充電の開
始並びに停止のタイミング及び前記放電手段による放電
開始のタイミングを制御する充放電タイミング制御手段
を更に有することを特徴とするインクジェットプリン
タ。7. The ink jet printer according to claim 1, further comprising a charging / discharging timing control unit that controls timing of starting and stopping charging by the charging speed control unit and timing of starting discharging by the discharging unit. Inkjet printer characterized by.
において、前記充放電タイミング制御手段は充電の停止
と放電の開始との間に充放電を共に行わないホールド時
間を設けるように構成されたことを特徴とするインクジ
ェットプリンタ。8. The ink jet printer according to claim 7, wherein the charging / discharging timing control means is configured to provide a hold time during which charging / discharging is not performed between charging stop and discharging. And inkjet printer.
プリンタにおいて、前記充電抵抗と前記静電アクチュエ
ータの静電容量とから定まる充電時定数を、前記静電ア
クチュエータへの充電時間の略2分の1以下としたこと
を特徴とするインクジェットプリンタ。9. The ink jet printer according to claim 7, wherein a charging time constant determined by the charging resistance and the electrostatic capacitance of the electrostatic actuator is approximately one half of the charging time of the electrostatic actuator. An inkjet printer characterized by the following.
トプリンタにおいて、前記静電アクチュエータに充電さ
れた電荷量を検出する電荷量検出手段と、該電荷量検出
手段によって検出された電荷量と所定の値とを比較する
比較手段とを更に有し、前記充放電タイミング制御手段
は前記比較手段の出力に基づいて前記静電アクチュエー
タへの充電を停止するように構成されたことを特徴とす
るインクジェットプリンタ。10. The ink jet printer according to claim 7, wherein a charge amount detecting means for detecting the charge amount charged in the electrostatic actuator, a charge amount detected by the charge amount detecting means and a predetermined value. An ink jet printer, further comprising: a comparison unit that compares the charge and discharge timing control unit based on an output of the comparison unit.
トプリンタにおいて、該インクジェットプリンタの状態
を検出するプリンタ状態検出手段と、 前記プリンタの状態に応じた前記静電アクチュエータの
充放電条件を格納した充電条件記憶手段とを更に有し、 前記充放電タイミング制御手段を、前記プリンタ状態検
出手段の検出値に応じて前記充電条件記憶手段からの前
記充放電条件に基づき、前記静電アクチュエータの充電
及び放電のタイミングを制御するように構成したことを
特徴とするインクジェットプリンタ。11. The ink jet printer according to claim 7 or 8, wherein a printer state detection unit that detects a state of the ink jet printer, and a charging condition that stores a charging / discharging condition of the electrostatic actuator according to the state of the printer. The charging / discharging timing control means is further provided with a storage means for charging and discharging the electrostatic actuator based on the charging / discharging condition from the charging condition storing means according to the detection value of the printer state detecting means. An inkjet printer characterized in that it is configured to control timing.
流路と、該インク流路の一部に設けられた振動板と、該
振動板と該振動板に対向して該インク流路外に設けられ
た電極とからなる静電アクチュエータとを有するインク
ジェットヘッドを備え、前記静電アクチュエータに対し
電圧を印加して前記振動板を静電気力により変形させ、
前記ノズルからインク液滴を吐出し印刷を行うインクジ
ェットプリンタにおいて、 前記静電アクチュエータに対する電荷の充電を行う充電
手段と、 前記静電アクチュエータに対する電荷の放電を行う放電
手段と、 前記充電手段による充電の開始並びに停止のタイミング
及び前記放電手段による放電の開始並びに停止のタイミ
ングを制御する充放電タイミング制御手段とを有し、 該充放電タイミング制御手段は、前記静電アクチュエー
タへの充電開始の直前に放電を停止するように構成され
たことを特徴とするインクジェットプリンタ。12. A nozzle, an ink flow path communicating with the nozzle, a vibrating plate provided in a part of the ink flow path, and the vibrating plate facing the vibrating plate and outside the ink flow path. An inkjet head having an electrostatic actuator including an electrode provided, and a voltage is applied to the electrostatic actuator to deform the diaphragm by an electrostatic force,
In an inkjet printer that performs printing by ejecting ink droplets from the nozzles, a charging unit that charges the electrostatic actuator with electric charges, a discharging unit that discharges electric charges with respect to the electrostatic actuator, and a charging unit that performs charging by the charging unit. A charge / discharge timing control means for controlling the start and stop timings and the start and stop timings of the discharge by the discharge means, wherein the charge / discharge timing control means performs the discharge immediately before the start of charging the electrostatic actuator. An inkjet printer characterized in that it is configured to stop.
流路と、該インク流路の一部に設けられた振動板と、該
振動板と該振動板に対向して該インク流路外に設けられ
た電極とからなる静電アクチュエータとを有するインク
ジェットヘッドを備え、前記静電アクチュエータに対し
電圧を印加して前記振動板を静電気力により変形させ、
前記ノズルからインク液滴を吐出し印刷を行うインクジ
ェットプリンタであって、前記静電アクチュエータに対
する電荷の充電速度を制御する充電速度制御手段と、前
記静電アクチュエータに対する電荷の放電を行う放電手
段と、前記充電速度制御手段による充電の開始並びに停
止のタイミング及び前記放電手段による放電開始のタイ
ミングを制御する充放電タイミング制御手段とを有する
インクジェットプリンタの制御方法において、 前記充電速度制御手段により前記静電アクチュエータに
充電を開始する第1の工程と、 前記充電速度制御手段により前記静電アクチュエータへ
の充電を停止する第2の工程と、 前記充電速度制御手段及び前記放電手段を、所定の時間
非動作状態とする第3の工程と、 前記放電手段により前記静電アクチュエータの放電を行
う第4の工程とを有することを特徴とするインクジェッ
トプリンタの制御方法。13. A nozzle, an ink flow path communicating with the nozzle, a vibration plate provided in a part of the ink flow path, the vibration plate and the vibration plate facing the vibration plate and outside the ink flow path. An inkjet head having an electrostatic actuator including an electrode provided, and a voltage is applied to the electrostatic actuator to deform the diaphragm by an electrostatic force,
An inkjet printer that ejects ink droplets from the nozzles to perform printing, comprising a charging speed control unit that controls a charging speed of electric charges for the electrostatic actuator, and a discharging unit that discharges electric charges for the electrostatic actuator. A method of controlling an inkjet printer, comprising: a charging / discharging timing control unit that controls the timing of starting and stopping charging by the charging speed control unit and the timing of starting discharging by the discharging unit. The first step of starting the charging, the second step of stopping the charging of the electrostatic actuator by the charging speed control means, the charging speed control means and the discharging means are inactive for a predetermined time. And the electrostatic actuation by the discharging means. And a fourth step of discharging the data.
流路と、該インク流路の一部に設けられた振動板と、該
振動板と該振動板に対向して該インク流路外に設けられ
た電極とからなる静電アクチュエータとを有するインク
ジェットヘッドを備え、前記静電アクチュエータに対し
電圧を印加して前記振動板を静電気力により変形させ、
前記ノズルからインク液滴を吐出し印刷を行うインクジ
ェットプリンタであって、前記静電アクチュエータに充
電する電荷の目標値を発生する目標値発生手段と、前記
電荷の目標値と前記静電アクチュエータに充電された電
荷量とが等しくなるように前記静電アクチュエータに対
して充電を行う目標電荷充電回路と、前記静電アクチュ
エータに対し電荷の放電を行う放電手段と、前記目標値
発生手段と前記目標電荷充電回路とによる充電の開始並
びに停止のタイミング及び前記放電手段による放電開始
のタイミングを制御する充放電タイミング制御手段と、
前記インクジェットプリンタの状態を検出するプリンタ
状態検出手段と、前記インクジェットプリンタの状態に
応じた前記静電アクチュエータの充放電条件を格納した
充電条件記憶手段とを有するインクジェットプリンタの
制御方法において、 前記目標値発生手段及び前記目標電荷充電回路による前
記静電アクチュエータへの充電を開始する第1の工程
と、 前記インクジェットプリンタの状態に基づき、前記充電
電荷の目標値を決定する第2の工程と、 前記目標値発生手段から前記充電電荷の目標値を出力す
る第3の工程と、 前記目標電荷充電回路による充電動作を停止する第4の
工程と、 前記放電手段による前記静電アクチュエータの放電を行
う第5の工程とを有することを特徴とするインクジェッ
トプリンタの制御方法。14. A nozzle, an ink flow path communicating with the nozzle, a vibration plate provided in a part of the ink flow path, the vibration plate and the vibration plate facing the vibration plate and outside the ink flow path. An inkjet head having an electrostatic actuator including an electrode provided, and a voltage is applied to the electrostatic actuator to deform the diaphragm by an electrostatic force,
An ink jet printer for ejecting ink droplets from the nozzle to perform printing, comprising: target value generating means for generating a target value of electric charge for charging the electrostatic actuator; and a target value of the electric charge and charging of the electrostatic actuator. A target charge charging circuit that charges the electrostatic actuator so that the generated charge amount becomes equal, a discharging unit that discharges the electric charge to the electrostatic actuator, the target value generating unit, and the target charge. Charging / discharging timing control means for controlling the timing of starting and stopping charging by the charging circuit and the timing of starting discharging by the discharging means,
A method for controlling an inkjet printer, comprising: a printer status detecting unit that detects a status of the inkjet printer; and a charging condition storage unit that stores charging and discharging conditions of the electrostatic actuator according to the status of the inkjet printer. A first step of starting charging of the electrostatic actuator by the generating means and the target charge charging circuit; a second step of determining a target value of the charged charge based on the state of the inkjet printer; A third step of outputting the target value of the charged electric charge from the value generating means, a fourth step of stopping the charging operation by the target electric charge charging circuit, and a fifth step of discharging the electrostatic actuator by the discharging means. And a method of controlling an inkjet printer.
流路と、該インク流路の一部に設けられた振動板と、該
振動板と該振動板に対向して該インク流路外に設けられ
た電極とからなる静電アクチュエータとを有するインク
ジェットヘッドを備え、前記静電アクチュエータに対し
電圧を印加して前記振動板を静電気力により変形させ、
前記ノズルからインク液滴を吐出し印刷を行うインクジ
ェットプリンタであって、前記静電アクチュエータに対
する電荷の充電を行う充電手段と、前記静電アクチュエ
ータに対する電荷の放電を行う放電手段と、前記充電手
段による充電の開始並びに停止のタイミング及び前記放
電手段による放電の開始並びに停止のタイミングを制御
する充放電タイミング制御手段とを有するインクジェッ
トプリンタの制御方法において、 前記充電手段による前記静電アクチュエータへの充電を
開始する第1の工程と、 前記充電手段による前記静電アクチュエータへの充電を
停止する第2の工程と、 前記放電手段による前記静電アクチュエータからの放電
を開始する第3の工程と、 前記放電手段による前記静電アクチュエータからの放電
を停止する第4の工程とを有し、前記第4の工程は前記
第1の工程の直前に行われることを特徴とするインクジ
ェットプリンタの制御方法。15. A nozzle, an ink flow path communicating with the nozzle, a vibrating plate provided in a part of the ink flow path, and the vibrating plate facing the vibrating plate and outside the ink flow path. An inkjet head having an electrostatic actuator including an electrode provided, and a voltage is applied to the electrostatic actuator to deform the diaphragm by an electrostatic force,
An inkjet printer that ejects ink droplets from the nozzle to perform printing, comprising: charging means for charging the electrostatic actuator with electric charge; discharging means for discharging electric charge with respect to the electrostatic actuator; and the charging means. A method of controlling an inkjet printer, comprising: a charging / discharging timing control means for controlling the timing of starting and stopping charging and the timing of starting and stopping discharging by the discharging means, wherein charging of the electrostatic actuator by the charging means is started. A second step of stopping the charging of the electrostatic actuator by the charging means, a third step of starting the discharging of the electrostatic actuator by the discharging means, and the discharging means. The fourth to stop the discharge from the electrostatic actuator by And a step, wherein the fourth step is performed immediately before the first step.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP13223494A JPH07132598A (en) | 1993-06-16 | 1994-06-14 | Ink jet printer and its controlling method |
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
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Related Child Applications (1)
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JPH07132598A true JPH07132598A (en) | 1995-05-23 |
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KR20220065909A (en) | 2020-11-13 | 2022-05-23 | 한국교통대학교산학협력단 | Actuator using bi-directional electrostatic and electromagnetic |
KR20220065911A (en) | 2020-11-13 | 2022-05-23 | 한국교통대학교산학협력단 | Actuator using bi-directional electrostatic and electromagnetic |
-
1994
- 1994-06-14 JP JP13223494A patent/JPH07132598A/en active Pending
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KR20220065911A (en) | 2020-11-13 | 2022-05-23 | 한국교통대학교산학협력단 | Actuator using bi-directional electrostatic and electromagnetic |
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