JPH08174823A - インクジェット式プリントヘッド及びその駆動方法 - Google Patents
インクジェット式プリントヘッド及びその駆動方法Info
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- JPH08174823A JPH08174823A JP6325694A JP32569494A JPH08174823A JP H08174823 A JPH08174823 A JP H08174823A JP 6325694 A JP6325694 A JP 6325694A JP 32569494 A JP32569494 A JP 32569494A JP H08174823 A JPH08174823 A JP H08174823A
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 インクジェット式プリントヘッドにおいて、
安定したインク吐出と優れた階調記録が可能なインクジ
ェット式プリントヘッド及びその駆動方法を提供する。 【構成】 圧電素子によって、複数の圧力室内に充填さ
れたインクを加圧し、これらの圧力室と対応する複数の
ノズルからそれぞれインク滴を飛ばすインクジェット式
プリントヘッドにおいて、圧電素子の振動の固有周期Ｔ
1 が、圧力室内を伝播する波の固有周期Ｔ2 の２倍以下
となる構成とされており、圧電素子に印加する駆動電圧
の立ち上がり時間Ｔ3 を圧力室内を伝播する波の固有周
期Ｔ2 のｍ（ｍは２以上の自然数）倍、圧電素子の振動
の固有周期Ｔ1 のｎ（ｎは自然数）倍とすることによっ
てインク吐出を安定させ、さらに、この自然数ｎを選択
可能としてインク滴の速度を変えることなく、インク滴
の大きさを変える方法としている。
安定したインク吐出と優れた階調記録が可能なインクジ
ェット式プリントヘッド及びその駆動方法を提供する。 【構成】 圧電素子によって、複数の圧力室内に充填さ
れたインクを加圧し、これらの圧力室と対応する複数の
ノズルからそれぞれインク滴を飛ばすインクジェット式
プリントヘッドにおいて、圧電素子の振動の固有周期Ｔ
1 が、圧力室内を伝播する波の固有周期Ｔ2 の２倍以下
となる構成とされており、圧電素子に印加する駆動電圧
の立ち上がり時間Ｔ3 を圧力室内を伝播する波の固有周
期Ｔ2 のｍ（ｍは２以上の自然数）倍、圧電素子の振動
の固有周期Ｔ1 のｎ（ｎは自然数）倍とすることによっ
てインク吐出を安定させ、さらに、この自然数ｎを選択
可能としてインク滴の速度を変えることなく、インク滴
の大きさを変える方法としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット式プリ
ンタにおけるプリントヘッド及びこのプリントヘッドの
駆動方法に関し、特に、インク吐出手段として電気信号
を機械的エネルギーに変換する圧電素子を使用したイン
クジェット式プリントヘッド及びこのプリントヘッドの
駆動方法に関する。
ンタにおけるプリントヘッド及びこのプリントヘッドの
駆動方法に関し、特に、インク吐出手段として電気信号
を機械的エネルギーに変換する圧電素子を使用したイン
クジェット式プリントヘッド及びこのプリントヘッドの
駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ノンインパクト記録方式は、記録
時における騒音が極めて小さく、また、高速記録が可能
であるという点において関心を集めている。
時における騒音が極めて小さく、また、高速記録が可能
であるという点において関心を集めている。
【０００３】その中でも、プリントヘッドから液体状の
インク滴をとばすことによって記録紙に付着させ、文
字、図形等の記録を行うインクジェット式記録方式は、
高速記録を行えるとともに、普通紙に特別の定着処理を
しないで記録が行える極めて有効な記録方式であり、現
在、このインクジェット記録方式を用いた種々のインク
ジェット式プリンタが提案され、商品化されている。
インク滴をとばすことによって記録紙に付着させ、文
字、図形等の記録を行うインクジェット式記録方式は、
高速記録を行えるとともに、普通紙に特別の定着処理を
しないで記録が行える極めて有効な記録方式であり、現
在、このインクジェット記録方式を用いた種々のインク
ジェット式プリンタが提案され、商品化されている。
【０００４】このインクジェット記録方式は、連続噴射
型、インパルス型（オンデマンド型）および静電吸引型
の３つに大別することができるが、中でもオンデマンド
型は、必要な時だけ圧電素子等の吐出エネルギー発生素
子を駆動してインク滴を吐出させるので無駄なインク消
費が少なく、しかも構造が非常に簡単であるので、その
普及が期待されている。
型、インパルス型（オンデマンド型）および静電吸引型
の３つに大別することができるが、中でもオンデマンド
型は、必要な時だけ圧電素子等の吐出エネルギー発生素
子を駆動してインク滴を吐出させるので無駄なインク消
費が少なく、しかも構造が非常に簡単であるので、その
普及が期待されている。
【０００５】この種の技術における第１の従来例として
特開昭５９−９８８６２号公報をあげることができる。
特開昭５９−９８８６２号公報をあげることができる。
【０００６】上記特開昭５９−９８８６２号公報に開示
された従来技術は、記録速度の低下を少なくして階調範
囲の広い記録ヘッドの駆動方法を得ることを目的とし、
最小応答周期より短いヘッド固有振動周期にあわせて、
複数個の駆動パルスを電気機械変換素子に印加し、記録
速度の低下をおさえながら、濃度信号に応じて射出イン
ク粒子数を変化させようとするものである。
された従来技術は、記録速度の低下を少なくして階調範
囲の広い記録ヘッドの駆動方法を得ることを目的とし、
最小応答周期より短いヘッド固有振動周期にあわせて、
複数個の駆動パルスを電気機械変換素子に印加し、記録
速度の低下をおさえながら、濃度信号に応じて射出イン
ク粒子数を変化させようとするものである。
【０００７】第２の従来例としてあげられる特開昭６３
−２５１２４１号公報に開示された従来技術は、周波数
応答性、吐出安定性、階調性、記録精度に優れたインク
ジェット記録を行うことを目的とし、その目的を達成す
る為に、インク室の外部に配設した電圧素子に印加する
駆動パルスの電圧値を制御してオリフィスから吐出する
インク滴の吐出インク量を変化させるインクジェット記
録装置において、前記インク室の容積を急激に減少させ
ることによってインクを加圧してオリフィスからインク
滴を吐出させ、さらに該インク滴が吐出したあとのメニ
スカスの後退が急激かつ所定量以上に進行しないよう
に、前記インク室の容積をゆるやかに増加させて前記イ
ンク室を初期状態に戻すときの前記駆動パルス立ち下が
り時定数を前記電圧値に応じて変化させる信号変調部を
具備している。
−２５１２４１号公報に開示された従来技術は、周波数
応答性、吐出安定性、階調性、記録精度に優れたインク
ジェット記録を行うことを目的とし、その目的を達成す
る為に、インク室の外部に配設した電圧素子に印加する
駆動パルスの電圧値を制御してオリフィスから吐出する
インク滴の吐出インク量を変化させるインクジェット記
録装置において、前記インク室の容積を急激に減少させ
ることによってインクを加圧してオリフィスからインク
滴を吐出させ、さらに該インク滴が吐出したあとのメニ
スカスの後退が急激かつ所定量以上に進行しないよう
に、前記インク室の容積をゆるやかに増加させて前記イ
ンク室を初期状態に戻すときの前記駆動パルス立ち下が
り時定数を前記電圧値に応じて変化させる信号変調部を
具備している。
【０００８】第３従来例としてあげられる特開平１−１
０１１６０号公報に記載されている従来技術は、オンデ
マンド型インクジェット記録装置において、その階調性
を印字濃度情報に応じて実現させることを目的としてお
り、その目的を達成するために、電歪素子に印字駆動パ
ルスを印加し、インク流室内に圧力波を作用させてイン
ク液滴を吐出させるオンデマンド型インクジェットヘッ
ドの駆動方法において、印字駆動パルス印加後に、印字
駆動パルスとは異なる補助パルスを印字濃度情報に応じ
た遅延時間をもって印加させることを特徴としたもので
ある。
０１１６０号公報に記載されている従来技術は、オンデ
マンド型インクジェット記録装置において、その階調性
を印字濃度情報に応じて実現させることを目的としてお
り、その目的を達成するために、電歪素子に印字駆動パ
ルスを印加し、インク流室内に圧力波を作用させてイン
ク液滴を吐出させるオンデマンド型インクジェットヘッ
ドの駆動方法において、印字駆動パルス印加後に、印字
駆動パルスとは異なる補助パルスを印字濃度情報に応じ
た遅延時間をもって印加させることを特徴としたもので
ある。
【０００９】第４の従来例としてあげられる特開平１−
２９７２５８号公報に記載された従来技術は、吐出速度
の大きい主滴の他に吐出速度の小さなサテライトと呼ば
れる液滴が副次的に吐出されるのを防止することを目的
とし、その目的を達成する為に、インク滴吐出のための
ノズルおよび吐出エネルギーを発生する圧電素子を配置
した吐出エネルギー作用室を有する記録ヘッドと、該記
録ヘッド内のインク温度を検知する温度センサーとを備
え、前記圧電素子に電気信号を供給することによって、
前記吐出エネルギー作用室の容積を変化させて吐出口か
らインク滴を吐出させて記録を行うインクジェット記録
装置の駆動方法において、前記電気信号の供給によって
前記圧電素子の配置部分から生じる圧力波を反射する前
記記録ヘッド部分の長さをｌ、インク中の音速をｃとし
たとき、前記圧電素子に供給する電気信号が、前記吐出
口からインク滴を吐出させる第１のパルス波を印加した
後２ｌ／ｃ経過後に、該第１のパルス波とほぼ同形の第
２のパルス波を印加する波形のものであり、かつ、パル
ス波の立ち下がり時間を温度によって変化させている。
２９７２５８号公報に記載された従来技術は、吐出速度
の大きい主滴の他に吐出速度の小さなサテライトと呼ば
れる液滴が副次的に吐出されるのを防止することを目的
とし、その目的を達成する為に、インク滴吐出のための
ノズルおよび吐出エネルギーを発生する圧電素子を配置
した吐出エネルギー作用室を有する記録ヘッドと、該記
録ヘッド内のインク温度を検知する温度センサーとを備
え、前記圧電素子に電気信号を供給することによって、
前記吐出エネルギー作用室の容積を変化させて吐出口か
らインク滴を吐出させて記録を行うインクジェット記録
装置の駆動方法において、前記電気信号の供給によって
前記圧電素子の配置部分から生じる圧力波を反射する前
記記録ヘッド部分の長さをｌ、インク中の音速をｃとし
たとき、前記圧電素子に供給する電気信号が、前記吐出
口からインク滴を吐出させる第１のパルス波を印加した
後２ｌ／ｃ経過後に、該第１のパルス波とほぼ同形の第
２のパルス波を印加する波形のものであり、かつ、パル
ス波の立ち下がり時間を温度によって変化させている。
【００１０】第５の従来例として特開平３−２１３３４
６号公報をあげることができる。
６号公報をあげることができる。
【００１１】上記特開平３−２１３３４６号公報に記載
された従来技術は、従来のインクジェット記録装置の特
色を生かしつつ、階調記録や均一画像記録を得るのに貢
献できるインクジェット記録装置を提供することにあ
り、かかる目的を達成するために、吐出エネルギー供給
手段により液路中のインクにエネルギーを供給し、前記
インクを吐出口から吐出させて液滴となして被記録材上
に記録を行うインクジェット記録装置において、前記吐
出エネルギー供給手段と前記吐出口との間に導かれ、吐
出されようとするインクの吐出量を前記吐出エネルギー
供給手段の駆動時期に関連して変化させる吐出量変化手
段と、前記吐出エネルギー供給手段を前記吐出量変化手
段より遅らせて駆動するための遅延手段とを備え、該遅
延手段による遅延時間に応じて前記インクの吐出量を変
化させるようにしたことを特徴とするものである。
された従来技術は、従来のインクジェット記録装置の特
色を生かしつつ、階調記録や均一画像記録を得るのに貢
献できるインクジェット記録装置を提供することにあ
り、かかる目的を達成するために、吐出エネルギー供給
手段により液路中のインクにエネルギーを供給し、前記
インクを吐出口から吐出させて液滴となして被記録材上
に記録を行うインクジェット記録装置において、前記吐
出エネルギー供給手段と前記吐出口との間に導かれ、吐
出されようとするインクの吐出量を前記吐出エネルギー
供給手段の駆動時期に関連して変化させる吐出量変化手
段と、前記吐出エネルギー供給手段を前記吐出量変化手
段より遅らせて駆動するための遅延手段とを備え、該遅
延手段による遅延時間に応じて前記インクの吐出量を変
化させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】このようなインクジェット式プリントヘッ
ドに対して、フルカラーによる記録を実現するために、
吐出されるインクの滴径を変化させる階調記録に期待が
寄せられており、これまでに、圧電素子に印加する電圧
を変化させるもの、濃度の異なるインクを使い分けるこ
とによって階調を持たせるようにしたもの、異なるノズ
ル径を複数個設けることによって階調を持たせるように
したもの等が提案されている。
ドに対して、フルカラーによる記録を実現するために、
吐出されるインクの滴径を変化させる階調記録に期待が
寄せられており、これまでに、圧電素子に印加する電圧
を変化させるもの、濃度の異なるインクを使い分けるこ
とによって階調を持たせるようにしたもの、異なるノズ
ル径を複数個設けることによって階調を持たせるように
したもの等が提案されている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記第
１〜第５の従来例のいずれによっても、この種のインク
ジェット記録方式の悲願である良好な周波数応答性、吐
出安定性、階調性、高記録精度性を達成することは容易
ではなく、例えば、図８（ａ）に示すように圧電素子に
印加する電圧を変化させる方法では、インク滴径の変化
に伴って、ノズルから吐出されるインク滴の速度も図８
（ｄ）のように変化してしまい、着弾位置が変わって印
字品位が低下するという問題があった。
１〜第５の従来例のいずれによっても、この種のインク
ジェット記録方式の悲願である良好な周波数応答性、吐
出安定性、階調性、高記録精度性を達成することは容易
ではなく、例えば、図８（ａ）に示すように圧電素子に
印加する電圧を変化させる方法では、インク滴径の変化
に伴って、ノズルから吐出されるインク滴の速度も図８
（ｄ）のように変化してしまい、着弾位置が変わって印
字品位が低下するという問題があった。
【００１４】さらに、電圧の増加によって、吐出速度の
大きい主液滴の他に吐出速度の小さないわゆるサテライ
トと呼ばれる液滴の吐出が多くなり、印字品位が低下し
てしまうという問題もあった。このサテライトを無くす
る為に前記第４の従来例に示す技術が提案されてはいる
が、これによっても確実にサテライトを除去するのは困
難であった。
大きい主液滴の他に吐出速度の小さないわゆるサテライ
トと呼ばれる液滴の吐出が多くなり、印字品位が低下し
てしまうという問題もあった。このサテライトを無くす
る為に前記第４の従来例に示す技術が提案されてはいる
が、これによっても確実にサテライトを除去するのは困
難であった。
【００１５】また、濃度の異なるインクを使い分けるこ
とによって階調を持たせるようにしたもの、あるいは図
９に示すように異なるノズル径を複数個設けることによ
って階調を待たせるようにしたものは、装置が大型化、
複雑化するためにコストアップになるという問題があっ
た。
とによって階調を持たせるようにしたもの、あるいは図
９に示すように異なるノズル径を複数個設けることによ
って階調を待たせるようにしたものは、装置が大型化、
複雑化するためにコストアップになるという問題があっ
た。
【００１６】本発明は従来の技術に内在する上記課題に
鑑みてなされたものであり、従って本発明の目的は、ノ
ズルから吐出されるインク滴の速度を変えることなく、
その大きさのみを変化させて階調記録を行うとともに、
サテライトの発生を完全に防ぐことを可能とした廉価な
インクジェット式プリントヘッド及びその駆動方法を提
供することにある。
鑑みてなされたものであり、従って本発明の目的は、ノ
ズルから吐出されるインク滴の速度を変えることなく、
その大きさのみを変化させて階調記録を行うとともに、
サテライトの発生を完全に防ぐことを可能とした廉価な
インクジェット式プリントヘッド及びその駆動方法を提
供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、請求項１に記載のインクジェット式プリントヘッド
は、圧電素子の振動の固有周期Ｔ1 が、圧力室内を伝播
する波の固有周期Ｔ2 の２倍以下となる構成が採られて
いる。
に、請求項１に記載のインクジェット式プリントヘッド
は、圧電素子の振動の固有周期Ｔ1 が、圧力室内を伝播
する波の固有周期Ｔ2 の２倍以下となる構成が採られて
いる。
【００１８】請求項２に記載のインクジェット式プリン
トヘッドの駆動方法は、請求項１に記載のインクジェッ
ト式プリントヘッドの駆動方法であって、圧電素子に印
加する駆動電圧の立ち上がり時間Ｔ3 を圧力室内を伝播
する波の固有周期Ｔ2 のｍ（ｍは２以上の自然数）倍と
することにより、圧力室内に発生する波の残留振動を抑
制し、インク吐出を安定させて、サテライトの発生を防
ぐ方法としている。
トヘッドの駆動方法は、請求項１に記載のインクジェッ
ト式プリントヘッドの駆動方法であって、圧電素子に印
加する駆動電圧の立ち上がり時間Ｔ3 を圧力室内を伝播
する波の固有周期Ｔ2 のｍ（ｍは２以上の自然数）倍と
することにより、圧力室内に発生する波の残留振動を抑
制し、インク吐出を安定させて、サテライトの発生を防
ぐ方法としている。
【００１９】請求項３に記載の駆動方法は、請求項１に
記載のインクジェット式プリントヘッドの駆動方法であ
って、圧力室内を伝播する波の固有周期Ｔ2 が圧電素子
の振動の固有周期Ｔ1 の２以上の自然数倍の場合に、圧
電素子に印加する駆動電圧の立上がり時間Ｔ3 を圧力室
内を伝播する波の固有周期Ｔ2 の自然数倍とすることを
特徴とするインクジェット式プリントヘッドの駆動方法
としている。
記載のインクジェット式プリントヘッドの駆動方法であ
って、圧力室内を伝播する波の固有周期Ｔ2 が圧電素子
の振動の固有周期Ｔ1 の２以上の自然数倍の場合に、圧
電素子に印加する駆動電圧の立上がり時間Ｔ3 を圧力室
内を伝播する波の固有周期Ｔ2 の自然数倍とすることを
特徴とするインクジェット式プリントヘッドの駆動方法
としている。
【００２０】請求項４に記載の駆動方法は、請求項１に
記載のインクジェット式プリントヘッドの駆動方法であ
って、圧電素子に印加する駆動電圧の立ち上がり時間Ｔ
3 を圧電素子の振動の固有周期Ｔ1 のｎ（ｎは自然数）
倍とすることにより、圧電素子自身の残留振動を抑制
し、インク吐出を安定させて、サテライトの発生を防ぐ
方法としている。
記載のインクジェット式プリントヘッドの駆動方法であ
って、圧電素子に印加する駆動電圧の立ち上がり時間Ｔ
3 を圧電素子の振動の固有周期Ｔ1 のｎ（ｎは自然数）
倍とすることにより、圧電素子自身の残留振動を抑制
し、インク吐出を安定させて、サテライトの発生を防ぐ
方法としている。
【００２１】さらにまた請求項５に記載の駆動方法は、
請求項１に記載のインクジェット式プリントヘッドの駆
動方法であって、請求項３に記載の自然数ｎが選択可能
であり、選択されたｎによって決まる駆動電圧の立ち上
がり時間Ｔ3 でその時印加する電圧Ｖを割ったものが常
に一定となるように、ｎに応じて電圧を変化させること
により、インク滴径が変わってもその吐出速度を変化さ
せない方法としている。
請求項１に記載のインクジェット式プリントヘッドの駆
動方法であって、請求項３に記載の自然数ｎが選択可能
であり、選択されたｎによって決まる駆動電圧の立ち上
がり時間Ｔ3 でその時印加する電圧Ｖを割ったものが常
に一定となるように、ｎに応じて電圧を変化させること
により、インク滴径が変わってもその吐出速度を変化さ
せない方法としている。
【００２２】
【作用】上記請求項１及び２に記載のインクジェット式
プリントヘッド及びその駆動方法によれば、圧電素子に
印加する駆動電圧の立ち上がり時間Ｔ3 を圧力室内を伝
播する波の固有周期Ｔ2 のｍ（ｍは２以上の自然数）倍
とすることにより、圧力室内に発生する波の残留振動が
発生しない。
プリントヘッド及びその駆動方法によれば、圧電素子に
印加する駆動電圧の立ち上がり時間Ｔ3 を圧力室内を伝
播する波の固有周期Ｔ2 のｍ（ｍは２以上の自然数）倍
とすることにより、圧力室内に発生する波の残留振動が
発生しない。
【００２３】これによって、インク吐出が安定し、サテ
ライトの発生を防ぐことができ、高品位の記録が可能と
なる。
ライトの発生を防ぐことができ、高品位の記録が可能と
なる。
【００２４】また、上記請求項１及び４に記載のインク
ジェット式プリントヘッド及びその駆動方法によれば、
圧電素子に印加する駆動電圧の立ち上がり時間Ｔ3 を圧
電素子の振動の固有周期Ｔ1 のｎ（ｎは自然数）倍とす
ることにより、圧電素子の振動がセロになるタイミング
で圧電素子の運動が止まるので、圧電素子自身の残留振
動が発生しない。
ジェット式プリントヘッド及びその駆動方法によれば、
圧電素子に印加する駆動電圧の立ち上がり時間Ｔ3 を圧
電素子の振動の固有周期Ｔ1 のｎ（ｎは自然数）倍とす
ることにより、圧電素子の振動がセロになるタイミング
で圧電素子の運動が止まるので、圧電素子自身の残留振
動が発生しない。
【００２５】これにより、高速記録下においてもインク
吐出が安定して、サテライトの発生を防ぐことができ、
高品位の記録が可能となる。
吐出が安定して、サテライトの発生を防ぐことができ、
高品位の記録が可能となる。
【００２６】さらに、上記請求項１及び５に記載のイン
クジェット式プリントヘッド及びその駆動方法によれ
ば、請求項４に記載の自然数ｎを選択可能とし、さらに
選択されたｎによって決まる駆動電圧の立ち上がり時間
Ｔ3 でその時印加する電圧Ｖを割ったものが常に一定と
なるように、ｎに応じて電圧を変化させることにより、
圧電素子の最高速度は駆動電圧の立ち上がり時間Ｔ3 に
よらず一定となる。
クジェット式プリントヘッド及びその駆動方法によれ
ば、請求項４に記載の自然数ｎを選択可能とし、さらに
選択されたｎによって決まる駆動電圧の立ち上がり時間
Ｔ3 でその時印加する電圧Ｖを割ったものが常に一定と
なるように、ｎに応じて電圧を変化させることにより、
圧電素子の最高速度は駆動電圧の立ち上がり時間Ｔ3 に
よらず一定となる。
【００２７】これによって、駆動電圧の立ち上がり時間
Ｔ3 に比例して圧電素子の変位が変化しインク滴径が変
わっても、その吐出速度を変化させることはないので、
インク滴の着弾位置が一定に保たれ、優れたドット階調
記録が可能となる。
Ｔ3 に比例して圧電素子の変位が変化しインク滴径が変
わっても、その吐出速度を変化させることはないので、
インク滴の着弾位置が一定に保たれ、優れたドット階調
記録が可能となる。
【００２８】
【実施例】以下、本発明に係るインクジェット式プリン
トヘッドの一実施例及びその駆動方法の各実施例につい
て、図面を参照しつつ具体的に説明する。
トヘッドの一実施例及びその駆動方法の各実施例につい
て、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２９】以下においては、インパルス型の本発明に
係るインクジェット式プリントヘッドについて、図１
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図２（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、図３（ａ）、（ｂ）及び図６（ａ）〜（ｄ）を
参照しながら説明する。
係るインクジェット式プリントヘッドについて、図１
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図２（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、図３（ａ）、（ｂ）及び図６（ａ）〜（ｄ）を
参照しながら説明する。
【００３０】図３（ａ）、（ｂ）を参照するに、図３に
示したプリントヘッドは、本出願と同一出願人の出願に
係る特願平６−１６３８５７号明細書に記載されたもの
であって、本発明に係るインクジェット式プリントヘッ
ドは、この出願明細書に記載されたプリントヘッドを利
用しており、複数の圧力室１と、これら各圧力室１にイ
ンクを供給する共通のインク室２と、各圧力室１の先端
に形成されたノズル３とを有する流路板４と、この流路
板４に取り付けられ、圧力室１、インク室２の片側側壁
を形成するシール板５と、このシール板５上に設けら
れ、各圧力室１と対応するように分割された複数の圧電
素子６と、流路板４に対してシール板５と圧電素子６を
固定する固定板７とによって構成されている。
示したプリントヘッドは、本出願と同一出願人の出願に
係る特願平６−１６３８５７号明細書に記載されたもの
であって、本発明に係るインクジェット式プリントヘッ
ドは、この出願明細書に記載されたプリントヘッドを利
用しており、複数の圧力室１と、これら各圧力室１にイ
ンクを供給する共通のインク室２と、各圧力室１の先端
に形成されたノズル３とを有する流路板４と、この流路
板４に取り付けられ、圧力室１、インク室２の片側側壁
を形成するシール板５と、このシール板５上に設けら
れ、各圧力室１と対応するように分割された複数の圧電
素子６と、流路板４に対してシール板５と圧電素子６を
固定する固定板７とによって構成されている。
【００３１】そして、圧電素子６には図示しない信号線
がそれぞれ接続されており、これらの信号線を介して各
圧電素子に個別に図７（ａ）に示すような駆動用の電圧
を印加すると、図７（ｂ）に示されるように圧電素子６
が圧力室１方向に変位してシール板５を加圧し、加圧さ
れたシール板５が圧力室１の内側にたわみ、このときの
圧力によってノズル３から適量のインク滴が図７（ｄ）
に示すような速度で飛び出す構成となっている。
がそれぞれ接続されており、これらの信号線を介して各
圧電素子に個別に図７（ａ）に示すような駆動用の電圧
を印加すると、図７（ｂ）に示されるように圧電素子６
が圧力室１方向に変位してシール板５を加圧し、加圧さ
れたシール板５が圧力室１の内側にたわみ、このときの
圧力によってノズル３から適量のインク滴が図７（ｄ）
に示すような速度で飛び出す構成となっている。
【００３２】次に本発明に係るプリントヘッドについて
図１〜図３を参照して説明するに、図１（ａ）に示すよ
うに印加電圧の立上がり時間Ｔ3 を圧電素子の固有周期
Ｔ1と無関係（Ｔ3 ≠ｎＴ1 ）に選ぶと、圧電素子はそ
の固有周期Ｔ1 で振動し（図１（ｂ））、よって圧電素
子の速度も周期Ｔ1 で振動してしまう（図１（ｃ））。
図１〜図３を参照して説明するに、図１（ａ）に示すよ
うに印加電圧の立上がり時間Ｔ3 を圧電素子の固有周期
Ｔ1と無関係（Ｔ3 ≠ｎＴ1 ）に選ぶと、圧電素子はそ
の固有周期Ｔ1 で振動し（図１（ｂ））、よって圧電素
子の速度も周期Ｔ1 で振動してしまう（図１（ｃ））。
【００３３】また、図２（ａ）に示すように一定の速度
を圧電素子の速度として振動板に与えた（電圧を印加す
る時間が圧力室の固有周期に比べて充分長い）場合に、
圧力室内の粒子速度は圧力室の固有周期Ｔ2 で振動して
しまう（図２（ｃ））。
を圧電素子の速度として振動板に与えた（電圧を印加す
る時間が圧力室の固有周期に比べて充分長い）場合に、
圧力室内の粒子速度は圧力室の固有周期Ｔ2 で振動して
しまう（図２（ｃ））。
【００３４】この周期Ｔ1 と周期Ｔ2 の関係を請求項１
のようにすることで請求項２〜５に記載の振動が可能と
なる。
のようにすることで請求項２〜５に記載の振動が可能と
なる。
【００３５】図４は本発明に係る駆動方法の第１の実施
例を示す波形図であり、（ａ）は圧電素子を駆動するた
めの印加電圧、（ｂ）は圧電素子の変位、（ｃ）は圧電
素子の速度、（ｄ）はノズル先端でのインクの粒子速度
をそれぞれ表す。この時、圧電素子に印加する駆動電圧
の立ち上がり時間Ｔ3 は圧力室内を伝播する波の固有周
期Ｔ2 の２倍（ｍ＝２）であり、かつ、圧電素子の振動
の固有周期Ｔ1 に等しい（ｎ＝１）。
例を示す波形図であり、（ａ）は圧電素子を駆動するた
めの印加電圧、（ｂ）は圧電素子の変位、（ｃ）は圧電
素子の速度、（ｄ）はノズル先端でのインクの粒子速度
をそれぞれ表す。この時、圧電素子に印加する駆動電圧
の立ち上がり時間Ｔ3 は圧力室内を伝播する波の固有周
期Ｔ2 の２倍（ｍ＝２）であり、かつ、圧電素子の振動
の固有周期Ｔ1 に等しい（ｎ＝１）。
【００３６】図５は本発明に係る駆動方法の第２の実施
例を示す波形であり、（ａ）〜（ｄ）は図４と同様のも
のをそれぞれ表す。この時、圧電素子に印加する駆動電
圧の立ち上がり時間Ｔ3 は圧力室内を伝播する波の固有
周期Ｔ2 の４倍（ｍ＝４）であり、かつ、圧電素子の振
動の固有周期Ｔ1 の２倍に等しい（ｎ＝２）。
例を示す波形であり、（ａ）〜（ｄ）は図４と同様のも
のをそれぞれ表す。この時、圧電素子に印加する駆動電
圧の立ち上がり時間Ｔ3 は圧力室内を伝播する波の固有
周期Ｔ2 の４倍（ｍ＝４）であり、かつ、圧電素子の振
動の固有周期Ｔ1 の２倍に等しい（ｎ＝２）。
【００３７】通常の記録を行う場合には、例えば図５に
示すような駆動方法を用い、階調記録を行う場合には、
図５に比べて立ち上がり時間Ｔ3 が短く、圧電素子の速
度は変化しない図４の駆動方法と、通常の図５の駆動方
法を選択することにより、異なる大きさのインク滴が吐
出される。
示すような駆動方法を用い、階調記録を行う場合には、
図５に比べて立ち上がり時間Ｔ3 が短く、圧電素子の速
度は変化しない図４の駆動方法と、通常の図５の駆動方
法を選択することにより、異なる大きさのインク滴が吐
出される。
【００３８】このような本発明による第１及び第２の実
施例のインクジェット式プリントヘッドの駆動方法によ
れば、インク吐出が安定して、残留振動によるサテライ
トの発生を防ぐことができ、高品位の記録が可能とな
る。
施例のインクジェット式プリントヘッドの駆動方法によ
れば、インク吐出が安定して、残留振動によるサテライ
トの発生を防ぐことができ、高品位の記録が可能とな
る。
【００３９】また、本発明に係る第１及び第２の実施例
のインクジェット式プリントヘッドの駆動方法を同一ヘ
ッドにおいて選択的に使用することで、インク滴径が変
わっても、その吐出速度を変化させることはないので、
インク滴の着弾位置が一定に保たれ、優れたドット階調
記録が可能となる。
のインクジェット式プリントヘッドの駆動方法を同一ヘ
ッドにおいて選択的に使用することで、インク滴径が変
わっても、その吐出速度を変化させることはないので、
インク滴の着弾位置が一定に保たれ、優れたドット階調
記録が可能となる。
【００４０】図６は本発明に係る第３の実施例を示す波
形図であり、（ａ）〜（ｄ）は図４と同様のものをそれ
ぞれ示している。
形図であり、（ａ）〜（ｄ）は図４と同様のものをそれ
ぞれ示している。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェット式プリントヘッド及びその駆動方法によれば、圧
力室内を伝播する波の残留振動が抑制され、インク吐出
が安定してサテライトが発生しないために、高品位の記
録が可能となる。
ェット式プリントヘッド及びその駆動方法によれば、圧
力室内を伝播する波の残留振動が抑制され、インク吐出
が安定してサテライトが発生しないために、高品位の記
録が可能となる。
【００４２】本発明によればまた、ノズルから吐出する
インク滴の大きさをその速度を変えることがなく、容易
に変化させることができるので、優れたドット階調記録
が可能となる。
インク滴の大きさをその速度を変えることがなく、容易
に変化させることができるので、優れたドット階調記録
が可能となる。
【図１】本発明に係るインクジェット式プリントヘッド
の一実施例を説明するための波形図であり、（ａ）は印
加電圧、（ｂ）は圧電素子の変位、（ｃ）は圧電素子の
速度である。
の一実施例を説明するための波形図であり、（ａ）は印
加電圧、（ｂ）は圧電素子の変位、（ｃ）は圧電素子の
速度である。
【図２】本発明に係るインクジェット式プリントヘッド
の一実施例を説明するための波形図であり、（ａ）は圧
電素子（振動板）の変位速度、（ｂ）は振動板の変位、
（ｃ）は圧力空間の粒子速度である。
の一実施例を説明するための波形図であり、（ａ）は圧
電素子（振動板）の変位速度、（ｂ）は振動板の変位、
（ｃ）は圧力空間の粒子速度である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明に係るインク
ジェット式プリントヘッドを示す部分断面斜視図及びノ
ズル部正面断面図である。
ジェット式プリントヘッドを示す部分断面斜視図及びノ
ズル部正面断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るインクジェット
式プリントヘッドの駆動方法の第１の実施例を説明する
ための波形図であり、（ａ）は圧電素子を駆動するため
の印加電圧、（ｂ）は圧電素子の変位、（ｃ）は圧電素
子の速度、（ｄ）はノズル先端でのインクの粒子速度で
ある。
式プリントヘッドの駆動方法の第１の実施例を説明する
ための波形図であり、（ａ）は圧電素子を駆動するため
の印加電圧、（ｂ）は圧電素子の変位、（ｃ）は圧電素
子の速度、（ｄ）はノズル先端でのインクの粒子速度で
ある。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るインクジェット
式プリントヘッドの駆動方法の第２の実施例を説明する
ための波形図であり、（ａ）は圧電素子を駆動するため
の印加電圧、（ｂ）は圧電素子の変位、（ｃ）は圧電素
子の速度、（ｄ）はノズル先端でのインクの粒子速度で
ある。
式プリントヘッドの駆動方法の第２の実施例を説明する
ための波形図であり、（ａ）は圧電素子を駆動するため
の印加電圧、（ｂ）は圧電素子の変位、（ｃ）は圧電素
子の速度、（ｄ）はノズル先端でのインクの粒子速度で
ある。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は本発明に係るインクジェット
式プリントヘッドの駆動方法の第３の実施例を説明する
ための波形図であり、（ａ）は圧電素子を駆動するため
の印加電圧、（ｂ）は圧電素子の変位、（ｃ）は圧電素
子の速度、（ｄ）はノズル先端でのインクの粒子速度で
ある。
式プリントヘッドの駆動方法の第３の実施例を説明する
ための波形図であり、（ａ）は圧電素子を駆動するため
の印加電圧、（ｂ）は圧電素子の変位、（ｃ）は圧電素
子の速度、（ｄ）はノズル先端でのインクの粒子速度で
ある。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は従来例に係るインクジェット
式プリントヘッドの駆動方法を説明するための波形図で
あり、（ａ）は圧電素子を駆動するための印加電圧、
（ｂ）は圧電素子の変位、（ｃ）は圧電素子の速度、
（ｄ）はノズル先端でのインクの粒子速度である。
式プリントヘッドの駆動方法を説明するための波形図で
あり、（ａ）は圧電素子を駆動するための印加電圧、
（ｂ）は圧電素子の変位、（ｃ）は圧電素子の速度、
（ｄ）はノズル先端でのインクの粒子速度である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は従来例に係るインクジェット
式プリントヘッドの駆動方法を説明するための波形図で
あり、（ａ）は圧電素子を駆動するための印加電圧、
（ｂ）は圧電素子の変位、（ｃ）は圧電素子の速度、
（ｄ）はノズル先端でのインクの粒子速度である。
式プリントヘッドの駆動方法を説明するための波形図で
あり、（ａ）は圧電素子を駆動するための印加電圧、
（ｂ）は圧電素子の変位、（ｃ）は圧電素子の速度、
（ｄ）はノズル先端でのインクの粒子速度である。
【図９】従来例に係るインクジェット式プリントヘッド
のノズル面正面図である。
のノズル面正面図である。
１…圧力室 ２…インク室 ３…ノズル ４…流路板 ５…シール板 ６…圧電素子 ７…固定板
Claims (5)
- 【請求項１】 圧電素子によって、複数の圧力室内に充
填されたインクを加圧し、これらの圧力室と対応する複
数のノズルからそれぞれインク滴を飛ばすインクジェッ
ト式プリントヘッドにおいて、圧電素子の振動の固有周
期Ｔ1 が、前記圧力室内を伝播する波の固有周期Ｔ2 の
２倍以下となるように構成されていることを特徴とする
インクジェット式プリントヘッド。 - 【請求項２】 請求項１に記載のインクジェット式プリ
ントヘッドの駆動方法であって、圧電素子の振動の固有
周期Ｔ1 が圧力室内を伝播する波の固有周期Ｔ2 の２倍
の場合に、圧電素子に印加する駆動電圧の立ち上がり時
間Ｔ3 を圧力室内を伝播する波の固有周期Ｔ2 のｍ（ｍ
は２以上の自然数）倍とすることを特徴とするインクジ
ェット式プリントヘッドの駆動方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載のインクジェット式プリ
ントヘッドの駆動方法であって、圧力室内を伝播する波
の固有周期Ｔ2 が圧電素子の振動の固有周期Ｔ1 の２以
上の自然数倍の場合に、圧電素子に印加する駆動電圧の
立ち上がり時間Ｔ3 を圧力室内を伝播する波の固有周期
Ｔ2 の自然数倍とすることを特徴とするインクジェット
式プリントヘッドの駆動方法。 - 【請求項４】 請求項１に記載のインクジェット式プリ
ントヘッドの駆動方法であって、圧電素子に印加する駆
動電圧の立ち上がり時間Ｔ3 は圧電素子の振動の固有周
期Ｔ1 のｎ（ｎは自然数）倍であることを特徴とするイ
ンクジェット式プリントヘッドの駆動方法。 - 【請求項５】 請求項１に記載のインクジェット式プリ
ントヘッドの駆動方法であって、請求項３に記載の自然
数ｎが選択可能であり、選択されたｎによって決まる駆
動電圧の立ち上がり時間Ｔ3 でその時印加する電圧Ｖを
割ったものが常に一定となるように、ｎに応じて電圧を
変化させることを更に特徴とする請求項４に記載のイン
クジェット式プリントヘッドの駆動方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6325694A JP2785727B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | インクジェット式プリントヘッド及びその駆動方法 |
| US08/576,438 US6149258A (en) | 1994-12-27 | 1995-12-21 | Ink jet printing head and method for driving the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6325694A JP2785727B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | インクジェット式プリントヘッド及びその駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08174823A true JPH08174823A (ja) | 1996-07-09 |
| JP2785727B2 JP2785727B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=18179674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6325694A Expired - Fee Related JP2785727B2 (ja) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | インクジェット式プリントヘッド及びその駆動方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6149258A (ja) |
| JP (1) | JP2785727B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001089841A1 (fr) * | 2000-05-24 | 2001-11-29 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Procede d'entrainement de tete d'enregistrement a jet d'encre et enregistreur a jet d'encre |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1023997B1 (en) * | 1999-01-29 | 2007-03-21 | Seiko Epson Corporation | Actuator device and ink jet recording apparatus |
| US6858860B2 (en) * | 2001-07-24 | 2005-02-22 | Seiko Epson Corporation | Apparatus and method for measuring natural period of liquid |
| US6886898B2 (en) * | 2001-11-30 | 2005-05-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Driving method of piezoelectric elements, ink-jet head, and ink-jet printer |
| US7150517B2 (en) * | 2003-03-28 | 2006-12-19 | Kyocera Corporation | Method for driving piezoelectric ink jet head |
| US7458662B2 (en) | 2005-10-18 | 2008-12-02 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Liquid droplet-jetting head, liquid droplet-jetting apparatus, and liquid droplet-jetting method |
| US8186790B2 (en) * | 2008-03-14 | 2012-05-29 | Purdue Research Foundation | Method for producing ultra-small drops |
| JP2010221567A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Seiko Epson Corp | 液体吐出装置、及び、その制御方法 |
| GB2536262B (en) | 2015-03-11 | 2019-09-25 | Xaar Technology Ltd | Actuator drive circuit with trim control of pulse shape |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06171080A (ja) * | 1992-12-08 | 1994-06-21 | Seiko Epson Corp | インクジェット記録装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5998862A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-07 | Seiko Epson Corp | インクジエツトヘツド駆動方法 |
| US4730197A (en) * | 1985-11-06 | 1988-03-08 | Pitney Bowes Inc. | Impulse ink jet system |
| JPS63251241A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-18 | Canon Inc | インクジエツト記録装置 |
| JPH01101160A (ja) * | 1987-10-15 | 1989-04-19 | Ricoh Co Ltd | オンデマンド型インクジェットヘッドの駆動方法 |
| JP2663140B2 (ja) * | 1988-05-25 | 1997-10-15 | キヤノン株式会社 | インクジェット記録方法 |
| JPH03213346A (ja) * | 1990-01-19 | 1991-09-18 | Canon Inc | インクジェット記録装置 |
| US5495270A (en) * | 1993-07-30 | 1996-02-27 | Tektronix, Inc. | Method and apparatus for producing dot size modulated ink jet printing |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP6325694A patent/JP2785727B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-12-21 US US08/576,438 patent/US6149258A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPH06171080A (ja) * | 1992-12-08 | 1994-06-21 | Seiko Epson Corp | インクジェット記録装置 |
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| WO2001089841A1 (fr) * | 2000-05-24 | 2001-11-29 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Procede d'entrainement de tete d'enregistrement a jet d'encre et enregistreur a jet d'encre |
| US6962398B2 (en) | 2000-05-24 | 2005-11-08 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Method for driving ink jet recording head and ink jet recorder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6149258A (en) | 2000-11-21 |
| JP2785727B2 (ja) | 1998-08-13 |
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