JPH11170521A - インク滴噴射方法及びその装置 - Google Patents
インク滴噴射方法及びその装置Info
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- JPH11170521A JPH11170521A JP9348263A JP34826397A JPH11170521A JP H11170521 A JPH11170521 A JP H11170521A JP 9348263 A JP9348263 A JP 9348263A JP 34826397 A JP34826397 A JP 34826397A JP H11170521 A JPH11170521 A JP H11170521A
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- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
Abstract
(57)【要約】
【課題】 インク滴噴射方法及びその装置において、連
続するドットを印字するときに用いる印字周波数を所定
値に設定することにより、安定した噴射が可能で、２発
目以降の液滴の噴射速度や体積の変動がなくなる。 【解決手段】 連続する複数ドットの印字命令にしたが
いアクチュエータに印加する噴射パルス信号の周波数
を、インク室内を圧力波が片道伝播する時間Ｔの（整数
＋０．５）倍の逆数とする。これにより、２発目以降の
液滴速度や体積が変動することが防止される。
続するドットを印字するときに用いる印字周波数を所定
値に設定することにより、安定した噴射が可能で、２発
目以降の液滴の噴射速度や体積の変動がなくなる。 【解決手段】 連続する複数ドットの印字命令にしたが
いアクチュエータに印加する噴射パルス信号の周波数
を、インク室内を圧力波が片道伝播する時間Ｔの（整数
＋０．５）倍の逆数とする。これにより、２発目以降の
液滴速度や体積が変動することが防止される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット方
式によるインク滴噴射方法及びその装置に関するもので
ある。
式によるインク滴噴射方法及びその装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来から、インクジェット方式のインク
噴射装置としては、圧電セラミックスの変形によってイ
ンク流路の容積を変化させ、その容積減少時にインク流
路内のインクをノズルから液滴として噴射し、容積増大
時にインク導入口からインク流路内にインクを導入する
ようにしたものが知られている。この種の記録ヘッドに
おいては、圧電セラミックスの隔壁によって隔てられた
複数のインク室が形成されており、これら複数のインク
室の一端にインクカートリッジ等のインク供給手段が接
続され、他端にはインク噴射ノズル（以下、ノズルとい
う）が設けられ、印字データに従った前記隔壁の変形に
よってインク室の容積を減少させることにより、記録媒
体に対して前記ノズルからインク液滴を噴射し、文字や
図形等が記録される。
噴射装置としては、圧電セラミックスの変形によってイ
ンク流路の容積を変化させ、その容積減少時にインク流
路内のインクをノズルから液滴として噴射し、容積増大
時にインク導入口からインク流路内にインクを導入する
ようにしたものが知られている。この種の記録ヘッドに
おいては、圧電セラミックスの隔壁によって隔てられた
複数のインク室が形成されており、これら複数のインク
室の一端にインクカートリッジ等のインク供給手段が接
続され、他端にはインク噴射ノズル（以下、ノズルとい
う）が設けられ、印字データに従った前記隔壁の変形に
よってインク室の容積を減少させることにより、記録媒
体に対して前記ノズルからインク液滴を噴射し、文字や
図形等が記録される。
【０００３】この種のインクジェット方式のインク噴射
装置において、インク滴を噴射するドロップ・オン・デ
マンド型が、噴射効率の良さ、ランニングコストの安さ
などから普及している。ドロップ・オン・デマンド型と
して、特開昭６３−２４７０５１号公報に示されている
ように、圧電材料を利用したせん断モード型がある。図
８に示すように、この種のインク滴噴射装置６００は、
底壁６０１、天壁６０２及びその間のせん断モードアク
チュエータ壁６０３からなる。そのアクチュエータ壁６
０３は、底壁６０１に接着され、かつ矢印６１１方向に
分極された下部壁６０７と、天壁６０２に接着され、か
つ矢印６０９方向に分極された圧電材料製の上部壁６０
５とからなっている。アクチュエータ壁６０３は一対と
なって、その間にインク室６１３を形成し、かつ次の一
対のアクチュエータ壁６０３の間には、空気室６１５を
形成している。
装置において、インク滴を噴射するドロップ・オン・デ
マンド型が、噴射効率の良さ、ランニングコストの安さ
などから普及している。ドロップ・オン・デマンド型と
して、特開昭６３−２４７０５１号公報に示されている
ように、圧電材料を利用したせん断モード型がある。図
８に示すように、この種のインク滴噴射装置６００は、
底壁６０１、天壁６０２及びその間のせん断モードアク
チュエータ壁６０３からなる。そのアクチュエータ壁６
０３は、底壁６０１に接着され、かつ矢印６１１方向に
分極された下部壁６０７と、天壁６０２に接着され、か
つ矢印６０９方向に分極された圧電材料製の上部壁６０
５とからなっている。アクチュエータ壁６０３は一対と
なって、その間にインク室６１３を形成し、かつ次の一
対のアクチュエータ壁６０３の間には、空気室６１５を
形成している。
【０００４】各インク室６１３の一端には、ノズル６１
８を有するノズルプレート６１７が固着され、他端に
は、図示しないインク供給源が接続されている。各アク
チュエータ壁６０３の両側面には電極６１９，６２１が
金属化層として設けられている。具体的にはインク室６
１３側のアクチュエータ壁６０３には電極６１９が設け
られ、空気室６１５側のアクチュエータ壁６０３には電
極６２１が設けられている。なお、電極６１９の表面は
インクと絶縁するための絶縁層６３０で覆われている。
そして、空気室６１５に面している電極６２１はアース
６２３に接続され、インク室６１３内に設けられている
電極６１９はアクチュエータ駆動信号を与える制御装置
６２５に接続されている。
８を有するノズルプレート６１７が固着され、他端に
は、図示しないインク供給源が接続されている。各アク
チュエータ壁６０３の両側面には電極６１９，６２１が
金属化層として設けられている。具体的にはインク室６
１３側のアクチュエータ壁６０３には電極６１９が設け
られ、空気室６１５側のアクチュエータ壁６０３には電
極６２１が設けられている。なお、電極６１９の表面は
インクと絶縁するための絶縁層６３０で覆われている。
そして、空気室６１５に面している電極６２１はアース
６２３に接続され、インク室６１３内に設けられている
電極６１９はアクチュエータ駆動信号を与える制御装置
６２５に接続されている。
【０００５】そして、各インク室６１３の電極６１９に
制御装置６２５が電圧を印加することによって、各アク
チュエータ壁６０３がインク室６１３の容積を増加する
方向に圧電厚みすべり変形する。例えば図９に示すよう
に、インク室６１３ｃの電極６１９ｃに電圧Ｅ（Ｖ）が
印加されると、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆに
それぞれ矢印６３１、６３２の方向の電界が発生し、ア
クチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆがインク室６１３ｃ
の容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。この
ときノズル６１８ｃ付近を含むインク室６１３ｃ内の圧
力が減少する。この電圧Ｅ（Ｖ）の印加状態を圧力波の
インク室６１３内での片道伝播時間Ｔだけ維持する。す
ると、その間インク供給源からインクが供給される。
制御装置６２５が電圧を印加することによって、各アク
チュエータ壁６０３がインク室６１３の容積を増加する
方向に圧電厚みすべり変形する。例えば図９に示すよう
に、インク室６１３ｃの電極６１９ｃに電圧Ｅ（Ｖ）が
印加されると、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆに
それぞれ矢印６３１、６３２の方向の電界が発生し、ア
クチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆがインク室６１３ｃ
の容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。この
ときノズル６１８ｃ付近を含むインク室６１３ｃ内の圧
力が減少する。この電圧Ｅ（Ｖ）の印加状態を圧力波の
インク室６１３内での片道伝播時間Ｔだけ維持する。す
ると、その間インク供給源からインクが供給される。
【０００６】なお、上記片道伝播時間Ｔはインク室６１
３内の圧力波が、インク室６１３の長手方向に伝播する
のに必要な時間であり、インク室６１３の長さＬとこの
インク室６１３内部のインク中での音速ａにより、Ｔ＝
Ｌ／ａと決まる。
３内の圧力波が、インク室６１３の長手方向に伝播する
のに必要な時間であり、インク室６１３の長さＬとこの
インク室６１３内部のインク中での音速ａにより、Ｔ＝
Ｌ／ａと決まる。
【０００７】圧力波の伝播理論によると、上記の電圧の
印加からＴの奇数倍時間がたつとインク室６１３内の圧
力が逆転し、正の圧力に転じるが、このタイミングに合
わせてインク室６１３ｃの電極６２１ｃに印加されてい
る電圧を０（Ｖ）に戻す。すると、アクチュエータ壁６
０３ｅ、６０３ｆが変形前の状態（図８）に戻り、イン
クに圧力が加えられる。そのとき、前記正に転じた圧力
と、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆが変形前の状
態に戻ることにより発生した圧力とが加え合わされ、比
較的高い圧力がインク室６１３ｃのノズル６１８ｃ付近
の部分に生じて、インク滴がノズル６１８ｃから噴射さ
れる。なお、インク室６１３へ連通するインク供給路６
２６が部材６２７及び部材６２８により形成されてい
る。
印加からＴの奇数倍時間がたつとインク室６１３内の圧
力が逆転し、正の圧力に転じるが、このタイミングに合
わせてインク室６１３ｃの電極６２１ｃに印加されてい
る電圧を０（Ｖ）に戻す。すると、アクチュエータ壁６
０３ｅ、６０３ｆが変形前の状態（図８）に戻り、イン
クに圧力が加えられる。そのとき、前記正に転じた圧力
と、アクチュエータ壁６０３ｅ、６０３ｆが変形前の状
態に戻ることにより発生した圧力とが加え合わされ、比
較的高い圧力がインク室６１３ｃのノズル６１８ｃ付近
の部分に生じて、インク滴がノズル６１８ｃから噴射さ
れる。なお、インク室６１３へ連通するインク供給路６
２６が部材６２７及び部材６２８により形成されてい
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来、この種のインク
滴噴射装置６００では、連続ドット噴射時の印字周波数
を高くすると、ある周波数域によっては、ノズル内での
インクのメニスカス振動の影響で、噴射が不安定になり
易い。そのため、例えば、連続噴射の２発目、３発目の
液滴の噴射速度や液滴体積が変動して不均一となり、印
字品質が低下するといった問題があった。
滴噴射装置６００では、連続ドット噴射時の印字周波数
を高くすると、ある周波数域によっては、ノズル内での
インクのメニスカス振動の影響で、噴射が不安定になり
易い。そのため、例えば、連続噴射の２発目、３発目の
液滴の噴射速度や液滴体積が変動して不均一となり、印
字品質が低下するといった問題があった。
【０００９】なお、特開平６−８４０７３号公報に示さ
れるように、パルス電圧立ち上がり時のエネルギーを有
効に利用するために、インク噴射のメニスカス振動の影
響を考慮して、パルス電圧の立ち下がりから次のパルス
電圧の立ち上がりまでの時間をノズル部の固有振動周期
の１／２とする方法が知られている。しかしながら、こ
の方法は、噴射の振動がなくなった後、圧電素子が復帰
することに伴う振動に次の噴射の振動を重ねようとする
ものであり、高い印字周波数での連続振動の中で行われ
る対策ではない。また、特開昭６１−１２０７６４号公
報に示されるように、ドット間隔に関係なくインク液滴
の体積が一定となるように、ドット間隔を参照して圧電
素子に対する駆動信号を制御することが知られている。
しかし、この公報に示されるものも、連続するドットの
２発目以降の液滴体積の変動を防止するものではない。
れるように、パルス電圧立ち上がり時のエネルギーを有
効に利用するために、インク噴射のメニスカス振動の影
響を考慮して、パルス電圧の立ち下がりから次のパルス
電圧の立ち上がりまでの時間をノズル部の固有振動周期
の１／２とする方法が知られている。しかしながら、こ
の方法は、噴射の振動がなくなった後、圧電素子が復帰
することに伴う振動に次の噴射の振動を重ねようとする
ものであり、高い印字周波数での連続振動の中で行われ
る対策ではない。また、特開昭６１−１２０７６４号公
報に示されるように、ドット間隔に関係なくインク液滴
の体積が一定となるように、ドット間隔を参照して圧電
素子に対する駆動信号を制御することが知られている。
しかし、この公報に示されるものも、連続するドットの
２発目以降の液滴体積の変動を防止するものではない。
【００１０】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、連続するドットを印字するとき
に用いる印字周波数を、所定値に設定することにより、
連続振動の中で、安定した噴射が可能で、２発目以降の
液滴の噴射速度や体積の変動がなくなり、印字品質の良
いインク滴噴射方法及びその装置を提供することを目的
とする。
になされたものであり、連続するドットを印字するとき
に用いる印字周波数を、所定値に設定することにより、
連続振動の中で、安定した噴射が可能で、２発目以降の
液滴の噴射速度や体積の変動がなくなり、印字品質の良
いインク滴噴射方法及びその装置を提供することを目的
とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、インクが充填されたインク
室の容積を変化させるためのアクチュエータに噴射パル
ス信号を印加することによりインク室内に圧力波を発生
させてインクに圧力を加え、インク滴をノズルより噴射
させるインク滴噴射方法において、連続する複数ドット
の印字命令にしたがい前記アクチュエータに噴射パルス
信号を印加するときに、２発目以降のドットのインク滴
体積が１発目のドットのそれとほぼ同等となるような印
字周波数を用いるものである。この方法においては、連
続して複数ドットを噴射した時のインク滴体積が変化せ
ず、高い周波数を用いた印字が可能となる。
に請求項１に記載の発明は、インクが充填されたインク
室の容積を変化させるためのアクチュエータに噴射パル
ス信号を印加することによりインク室内に圧力波を発生
させてインクに圧力を加え、インク滴をノズルより噴射
させるインク滴噴射方法において、連続する複数ドット
の印字命令にしたがい前記アクチュエータに噴射パルス
信号を印加するときに、２発目以降のドットのインク滴
体積が１発目のドットのそれとほぼ同等となるような印
字周波数を用いるものである。この方法においては、連
続して複数ドットを噴射した時のインク滴体積が変化せ
ず、高い周波数を用いた印字が可能となる。
【００１２】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載のインク滴噴射方法において、連続する複数ドッ
トの印字命令にしたがい前記アクチュエータに印加する
噴射パルス信号の周波数を、インク室内を圧力波が片道
伝播する時間Ｔのほぼ（整数＋０．５）倍の逆数とする
ものである。この方法においては、アクチュエータの特
性上、周波数を時間Ｔのほぼ奇数倍の逆数（周期でいえ
ば奇数倍）とした場合には、２発目以降の液滴速度や体
積が低下し、また偶数倍の逆数（周期でいえば偶数倍）
とした場合には２発目以降の液滴速度や体積が増加する
のに対して、周波数が時間Ｔのほぼ（整数＋０．５）倍
の逆数（周期でいえば整数＋０．５倍）であると、２発
目以降に液滴速度や体積がほぼ一定となる。
に記載のインク滴噴射方法において、連続する複数ドッ
トの印字命令にしたがい前記アクチュエータに印加する
噴射パルス信号の周波数を、インク室内を圧力波が片道
伝播する時間Ｔのほぼ（整数＋０．５）倍の逆数とする
ものである。この方法においては、アクチュエータの特
性上、周波数を時間Ｔのほぼ奇数倍の逆数（周期でいえ
ば奇数倍）とした場合には、２発目以降の液滴速度や体
積が低下し、また偶数倍の逆数（周期でいえば偶数倍）
とした場合には２発目以降の液滴速度や体積が増加する
のに対して、周波数が時間Ｔのほぼ（整数＋０．５）倍
の逆数（周期でいえば整数＋０．５倍）であると、２発
目以降に液滴速度や体積がほぼ一定となる。
【００１３】また、請求項３に記載の発明は、インクが
充填されるインク室と、前記インク室の容積を変化させ
るアクチュエータと、前記アクチュエータに電気信号を
印加するための駆動電源と、前記アクチュエータに前記
駆動電源から噴射パルス信号を印加することにより、前
記インク室の容積を増大させてインク室内に圧力波を発
生させ、前記インク室内を圧力波が片道伝播する時間を
Ｔとしたときに、このＴの奇数倍時間経過後、増大状態
から容積を自然状態に減少させてインク室内のインクに
圧力を加えてインク滴を噴射させる制御装置と、を備え
たインク滴噴射装置において、前記制御装置は、連続す
る複数ドットの印字命令にしたがい、インク室内を圧力
波が片道伝播する時間Ｔのほぼ（整数＋０．５）倍の逆
数を周波数とした噴射パルス信号を前記駆動電源から前
記アクチュエータに印加するものである。上記構成にお
いては、請求項２と同等の作用が得られる。
充填されるインク室と、前記インク室の容積を変化させ
るアクチュエータと、前記アクチュエータに電気信号を
印加するための駆動電源と、前記アクチュエータに前記
駆動電源から噴射パルス信号を印加することにより、前
記インク室の容積を増大させてインク室内に圧力波を発
生させ、前記インク室内を圧力波が片道伝播する時間を
Ｔとしたときに、このＴの奇数倍時間経過後、増大状態
から容積を自然状態に減少させてインク室内のインクに
圧力を加えてインク滴を噴射させる制御装置と、を備え
たインク滴噴射装置において、前記制御装置は、連続す
る複数ドットの印字命令にしたがい、インク室内を圧力
波が片道伝播する時間Ｔのほぼ（整数＋０．５）倍の逆
数を周波数とした噴射パルス信号を前記駆動電源から前
記アクチュエータに印加するものである。上記構成にお
いては、請求項２と同等の作用が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照して説明する。本実施の形態のインク滴噴射装置
における機械的部分の構成は、上述した図８に示すもの
と同様であるので説明を省略する。
を参照して説明する。本実施の形態のインク滴噴射装置
における機械的部分の構成は、上述した図８に示すもの
と同様であるので説明を省略する。
【００１５】本インク滴噴射装置６００の具体的な寸法
の一例を述べる。インク室６１３の長さＬが１５ｍｍで
ある。ノズル６１８の寸法は、インク滴噴射側の径が４
０μｍ、インク室６１３側の径が７２μｍ、長さが１０
０μｍである。また、実験に供したインクの２５℃にお
ける粘度は約２ｍＰａ・ｓ、表面張力は３０ｍＮ／ｍで
ある。このインク室６１３内のインク中における音速ａ
と上記Ｌとの比Ｌ／ａ（＝Ｔ）は１５μｓｅｃであっ
た。
の一例を述べる。インク室６１３の長さＬが１５ｍｍで
ある。ノズル６１８の寸法は、インク滴噴射側の径が４
０μｍ、インク室６１３側の径が７２μｍ、長さが１０
０μｍである。また、実験に供したインクの２５℃にお
ける粘度は約２ｍＰａ・ｓ、表面張力は３０ｍＮ／ｍで
ある。このインク室６１３内のインク中における音速ａ
と上記Ｌとの比Ｌ／ａ（＝Ｔ）は１５μｓｅｃであっ
た。
【００１６】次に本発明の一実施の形態であるインク室
６１３内の電極６１９に印加する駆動波形を図１に示
す。図示の駆動波形１０は、１ドット分の印字のための
インク滴を噴射するための噴射パルス信号Ａである。波
高値（電圧値）は、例えば２０（Ｖ）である。
６１３内の電極６１９に印加する駆動波形を図１に示
す。図示の駆動波形１０は、１ドット分の印字のための
インク滴を噴射するための噴射パルス信号Ａである。波
高値（電圧値）は、例えば２０（Ｖ）である。
【００１７】噴射パルス信号Ａの波幅は、インク室６１
３内のインク中における音速ａと上記Ｌとの比Ｌ／ａ
（＝Ｔ）の奇数倍に一致するもの（ヘッド固有の値）と
する。連続して次のドットを印字する場合のパルスの周
期は、駆動周波数を１０ｋＨｚとしたとき、１００μｓ
ｅｃとなる（周波数は周期の逆数）。
３内のインク中における音速ａと上記Ｌとの比Ｌ／ａ
（＝Ｔ）の奇数倍に一致するもの（ヘッド固有の値）と
する。連続して次のドットを印字する場合のパルスの周
期は、駆動周波数を１０ｋＨｚとしたとき、１００μｓ
ｅｃとなる（周波数は周期の逆数）。
【００１８】この噴射パルス信号Ａを、連続する複数ド
ットの印字命令にしたがい印加するときに、２発目以降
のドットのインク滴体積が１発目のドットのそれとほぼ
同等となるような印字周波数を用いる。具体的には、以
下に述べる図２、図３のインク滴噴射の測定データから
判明するように、噴射パルス信号の周波数を、インク室
内を圧力波が片道伝播する時間Ｔのほぼ（整数＋０．
５）倍の逆数とする。
ットの印字命令にしたがい印加するときに、２発目以降
のドットのインク滴体積が１発目のドットのそれとほぼ
同等となるような印字周波数を用いる。具体的には、以
下に述べる図２、図３のインク滴噴射の測定データから
判明するように、噴射パルス信号の周波数を、インク室
内を圧力波が片道伝播する時間Ｔのほぼ（整数＋０．
５）倍の逆数とする。
【００１９】図２（ａ）は、インク滴噴射周波数を変え
た時のインク滴速度を、（ｂ）は各種の周期（６．０Ｔ
〜１０．０Ｔ）を用いて駆動した時の１発目〜５発目の
インク滴速度を示す。図３（ａ）は、インク滴噴射周波
数を変えた時のインク滴体積を、（ｂ）は各種の周期
（同）を用いて駆動した時の１発目〜５発目のインク滴
体積を示す。実線は２発目、破線は３発目について各種
の周波数での測定データのブロットを結線したものであ
る。一点鎖線は１発目（周波数に関係なく）のインク滴
速度及び体積を示し、それぞれの値は約７ｍ／ｓ、約４
０ｐｌ（ピコリットル）である。
た時のインク滴速度を、（ｂ）は各種の周期（６．０Ｔ
〜１０．０Ｔ）を用いて駆動した時の１発目〜５発目の
インク滴速度を示す。図３（ａ）は、インク滴噴射周波
数を変えた時のインク滴体積を、（ｂ）は各種の周期
（同）を用いて駆動した時の１発目〜５発目のインク滴
体積を示す。実線は２発目、破線は３発目について各種
の周波数での測定データのブロットを結線したものであ
る。一点鎖線は１発目（周波数に関係なく）のインク滴
速度及び体積を示し、それぞれの値は約７ｍ／ｓ、約４
０ｐｌ（ピコリットル）である。
【００２０】図２（ａ）、図３（ａ）に示されるよう
に、２発目、３発目については、周期が時間Ｔの偶数倍
（６Ｔ，８Ｔ，１０Ｔ）の時には、インク滴速度、体積
ともに増加する特性を有し、周期が時間Ｔの奇数倍（７
Ｔ，９Ｔ）の時には、インク滴速度、体積ともに減少す
る特性を呈する。なお、周期６Ｔは、９０μｓｅｃであ
り、この時の周波数はほぼ１１ｋＨｚである。同図にお
いて、２発目、３発目の特性線が１発目の値を示す一点
鎖線と交わる領域（サークルで示す）の周期は、６．５
Ｔ，７．５Ｔ，８．５Ｔ，９．５Ｔ（時間Ｔの（整数＋
０．５）倍）の辺りである。従って、これら周期（その
逆数である周波数）を選択することで、２発目、３発目
についてのインク滴速度、体積を１発目と同等にするこ
とができる。このことは、図２（ｂ）、図３（ｂ）のグ
ラフからも分かる。
に、２発目、３発目については、周期が時間Ｔの偶数倍
（６Ｔ，８Ｔ，１０Ｔ）の時には、インク滴速度、体積
ともに増加する特性を有し、周期が時間Ｔの奇数倍（７
Ｔ，９Ｔ）の時には、インク滴速度、体積ともに減少す
る特性を呈する。なお、周期６Ｔは、９０μｓｅｃであ
り、この時の周波数はほぼ１１ｋＨｚである。同図にお
いて、２発目、３発目の特性線が１発目の値を示す一点
鎖線と交わる領域（サークルで示す）の周期は、６．５
Ｔ，７．５Ｔ，８．５Ｔ，９．５Ｔ（時間Ｔの（整数＋
０．５）倍）の辺りである。従って、これら周期（その
逆数である周波数）を選択することで、２発目、３発目
についてのインク滴速度、体積を１発目と同等にするこ
とができる。このことは、図２（ｂ）、図３（ｂ）のグ
ラフからも分かる。
【００２１】次に、前記駆動波形１０を実現するための
制御装置の一実施の形態を図４及び図５を用いて説明す
る。図４に示す制御装置６２５は充電回路１８２と放電
回路１８４とパルスコントロール回路１８６から構成さ
れている。アクチュエータ壁６０３の圧電材料及び電極
６１９、６２１は、等価的にコンデンサ１９１で表され
る。１９１Ａと１９１Ｂはその端子である。
制御装置の一実施の形態を図４及び図５を用いて説明す
る。図４に示す制御装置６２５は充電回路１８２と放電
回路１８４とパルスコントロール回路１８６から構成さ
れている。アクチュエータ壁６０３の圧電材料及び電極
６１９、６２１は、等価的にコンデンサ１９１で表され
る。１９１Ａと１９１Ｂはその端子である。
【００２２】入力端子１８１と１８３は、それぞれイン
ク室６１３内の電極６１９に与える電圧をＥ（Ｖ）、０
（Ｖ）にするためのパルス信号を入力する入力端子であ
る。充電回路１８２は、抵抗Ｒ１０１、Ｒ１０２、Ｒ１
０３、Ｒ１０４、Ｒ１０５、トランジスタＴＲ１０１、
ＴＲ１０２から構成されている。
ク室６１３内の電極６１９に与える電圧をＥ（Ｖ）、０
（Ｖ）にするためのパルス信号を入力する入力端子であ
る。充電回路１８２は、抵抗Ｒ１０１、Ｒ１０２、Ｒ１
０３、Ｒ１０４、Ｒ１０５、トランジスタＴＲ１０１、
ＴＲ１０２から構成されている。
【００２３】入力端子１８１にオン信号（＋５Ｖ）が入
力されると、抵抗Ｒ１０１を介して、トランジスタＴＲ
１０１が導通し、正の電源１８７から抵抗Ｒ１０３を介
して電流がトランジスタＴＲ１０１のコレクタからエミ
ッタ方向に流れる。したがって、正の電源１８７に接続
されている抵抗Ｒ１０４及びＲ１０５にかかる電圧の分
圧が上昇し、トランジスタＴＲ１０２のベースに流れる
電流が増加し、トランジスタＴＲ１０２のエミッタとコ
レクタ間が導通する。正の電源１８７からの２０（Ｖ）
の電圧がトランジスタＴＲ１０２のコレクタ及びエミッ
タ、抵抗Ｒ１２０を介してコンデンサ１９１、端子１９
１Ａに印加される。
力されると、抵抗Ｒ１０１を介して、トランジスタＴＲ
１０１が導通し、正の電源１８７から抵抗Ｒ１０３を介
して電流がトランジスタＴＲ１０１のコレクタからエミ
ッタ方向に流れる。したがって、正の電源１８７に接続
されている抵抗Ｒ１０４及びＲ１０５にかかる電圧の分
圧が上昇し、トランジスタＴＲ１０２のベースに流れる
電流が増加し、トランジスタＴＲ１０２のエミッタとコ
レクタ間が導通する。正の電源１８７からの２０（Ｖ）
の電圧がトランジスタＴＲ１０２のコレクタ及びエミッ
タ、抵抗Ｒ１２０を介してコンデンサ１９１、端子１９
１Ａに印加される。
【００２４】次に、放電用回路１８４について説明す
る。放電用回路１８４は抵抗Ｒ１０６、Ｒ１０７、トラ
ンジスタＴＲ１０３から構成される。入力端子１８３に
オン信号（＋５Ｖ）が入力されると、抵抗Ｒ１０６を介
してトランジスタＴＲ１０３が導通し、抵抗Ｒ１２０を
介してコンデンサ１９１の抵抗Ｒ１２０側端子１９１Ａ
をアースする。したがって、図８及び図９に示すインク
室６１３のアクチュエータ壁６０３に印加されていた電
荷は放電される。
る。放電用回路１８４は抵抗Ｒ１０６、Ｒ１０７、トラ
ンジスタＴＲ１０３から構成される。入力端子１８３に
オン信号（＋５Ｖ）が入力されると、抵抗Ｒ１０６を介
してトランジスタＴＲ１０３が導通し、抵抗Ｒ１２０を
介してコンデンサ１９１の抵抗Ｒ１２０側端子１９１Ａ
をアースする。したがって、図８及び図９に示すインク
室６１３のアクチュエータ壁６０３に印加されていた電
荷は放電される。
【００２５】次に、充電回路１８２の入力端子１８１及
び放電用回路１８４の入力端子１８３に入力されるパル
ス信号を発生するパルスコントロール回路１８６につい
て説明する。パルスコントロール回路１８６には、各種
の演算処理を行うＣＰＵ１１０が設けられ、ＣＰＵ１１
０には、印字データや各種のデータを記憶するＲＡＭ１
１２とパルスコントロール回路１８６の制御プログラム
及びタイミングでオン、オフ信号を発生するシーケンス
データを記憶しているＲＯＭ１１４が接続されている、
ここで、ＲＯＭ１１４には、図５に示すように、インク
滴噴射制御プログラム記憶エリア１１４Ａと、駆動波形
データ記憶エリア１１４Ｂとが設けられている。したが
って、駆動波形１０のシーケンスデータは、駆動波形デ
ータ記憶エリア１１４Ｂに記憶されている。
び放電用回路１８４の入力端子１８３に入力されるパル
ス信号を発生するパルスコントロール回路１８６につい
て説明する。パルスコントロール回路１８６には、各種
の演算処理を行うＣＰＵ１１０が設けられ、ＣＰＵ１１
０には、印字データや各種のデータを記憶するＲＡＭ１
１２とパルスコントロール回路１８６の制御プログラム
及びタイミングでオン、オフ信号を発生するシーケンス
データを記憶しているＲＯＭ１１４が接続されている、
ここで、ＲＯＭ１１４には、図５に示すように、インク
滴噴射制御プログラム記憶エリア１１４Ａと、駆動波形
データ記憶エリア１１４Ｂとが設けられている。したが
って、駆動波形１０のシーケンスデータは、駆動波形デ
ータ記憶エリア１１４Ｂに記憶されている。
【００２６】さらに、ＣＰＵ１１０は各種のデータをや
りとりするＩ／Ｏバス１１６に接続され、当該Ｉ／Ｏバ
ス１１６には、印字データ受信回路１１８とパルスジェ
ネレータ１２０及び１２２が接続されている。パルスジ
ェネレータ１２０の出力は充電回路１８２の入力端子１
８１に接続され、パルスジェネレータ１２２の出力は放
電用回路１８４の入力端子１８３に接続されている。
りとりするＩ／Ｏバス１１６に接続され、当該Ｉ／Ｏバ
ス１１６には、印字データ受信回路１１８とパルスジェ
ネレータ１２０及び１２２が接続されている。パルスジ
ェネレータ１２０の出力は充電回路１８２の入力端子１
８１に接続され、パルスジェネレータ１２２の出力は放
電用回路１８４の入力端子１８３に接続されている。
【００２７】ＣＰＵ１１０はＲＯＭ１１４の駆動波形デ
ータ記録エリア１１４Ｂに記憶されているシーケンスデ
ータにしたがって、パルスジェネレータ１２０及び１２
２を制御する。したがって、前記のタイミングの各種パ
ターンを予めＲＯＭ１１４内の駆動波形データ記憶エリ
ア１１４Ｂに記憶させておくことによって、図１に示す
駆動波形１０の駆動パルスをアクチュエータ壁６０３に
与えることができる。
ータ記録エリア１１４Ｂに記憶されているシーケンスデ
ータにしたがって、パルスジェネレータ１２０及び１２
２を制御する。したがって、前記のタイミングの各種パ
ターンを予めＲＯＭ１１４内の駆動波形データ記憶エリ
ア１１４Ｂに記憶させておくことによって、図１に示す
駆動波形１０の駆動パルスをアクチュエータ壁６０３に
与えることができる。
【００２８】なお、パルスジェネレータ１２０、１２２
及び充電回路１８２及び放電回路１８４はノズル数と同
じ数だけ設けられている。本実施の形態では、代表して
一つのノズルの制御について説明したが、他のノズルの
制御についても同様な制御である。
及び充電回路１８２及び放電回路１８４はノズル数と同
じ数だけ設けられている。本実施の形態では、代表して
一つのノズルの制御について説明したが、他のノズルの
制御についても同様な制御である。
【００２９】図６（ａ）（ｂ）（ｃ）は、印字周波数に
よってノズルからの液滴噴射状況が変る様子を示した図
である。同図（ａ）は、本実施の形態による周期がＴの
（整数＋０．５）倍で連続ドット噴射（ここでは１〜５
個）を行った場合のノズルからインクが噴出される様
子、（ｂ）は、周期が時間Ｔの偶数倍の時の様子、
（ｃ）は周期が時間Ｔの奇数倍の時の様子を示す。
（ａ）では連続ドットの液滴１４の速度、体積に変化が
ないが、（ｂ）では、連続ドットの１発目の液滴１５に
対して２発目の液滴１６は速度、体積が増加し、（ｃ）
では連続ドットの１発目の液滴１７に対して２発目の液
滴１８は速度、体積が減少している。
よってノズルからの液滴噴射状況が変る様子を示した図
である。同図（ａ）は、本実施の形態による周期がＴの
（整数＋０．５）倍で連続ドット噴射（ここでは１〜５
個）を行った場合のノズルからインクが噴出される様
子、（ｂ）は、周期が時間Ｔの偶数倍の時の様子、
（ｃ）は周期が時間Ｔの奇数倍の時の様子を示す。
（ａ）では連続ドットの液滴１４の速度、体積に変化が
ないが、（ｂ）では、連続ドットの１発目の液滴１５に
対して２発目の液滴１６は速度、体積が増加し、（ｃ）
では連続ドットの１発目の液滴１７に対して２発目の液
滴１８は速度、体積が減少している。
【００３０】図７は、本インク滴噴射装置６００に噴射
パルスを印加した時のインク室６１３（圧力室と記す）
内の圧力変化を説明する図である。１Ｔ〜１０Ｔは時間
推移である。噴射パルスの立ち上がり時間０で圧力室の
容積が増大して圧力波（負圧）が発生し、１Ｔ時間後の
噴射パルスの立ち下がり時点で、圧力室の容積が自然状
態に減少し、そのため圧力波は増大する（正圧）。２Ｔ
時間では負圧となる。以下、Ｔ時間毎に圧力の位相は反
転し、減衰していく。このように作用することからも、
周期がＴの偶数倍で噴射駆動すると、２発目、３発目で
液滴の速度、体積が増大し、周期がＴの奇数倍で噴射駆
動すると、２発目、３発目で液滴の速度、体積が減少す
る。その中間付近の周期で噴射駆動すると、それらの変
動を抑えることができるのである。
パルスを印加した時のインク室６１３（圧力室と記す）
内の圧力変化を説明する図である。１Ｔ〜１０Ｔは時間
推移である。噴射パルスの立ち上がり時間０で圧力室の
容積が増大して圧力波（負圧）が発生し、１Ｔ時間後の
噴射パルスの立ち下がり時点で、圧力室の容積が自然状
態に減少し、そのため圧力波は増大する（正圧）。２Ｔ
時間では負圧となる。以下、Ｔ時間毎に圧力の位相は反
転し、減衰していく。このように作用することからも、
周期がＴの偶数倍で噴射駆動すると、２発目、３発目で
液滴の速度、体積が増大し、周期がＴの奇数倍で噴射駆
動すると、２発目、３発目で液滴の速度、体積が減少す
る。その中間付近の周期で噴射駆動すると、それらの変
動を抑えることができるのである。
【００３１】以上、一実施の形態を説明したが、本発明
はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施の
形態では、主たる駆動信号として１つの噴射パルス信号
Ａのみを持つものを示したが、主たる駆動信号が例えば
２つの噴射パルスからなるものであっても構わない。ま
た、インク滴噴射装置６００は、上記実施の形態の構成
に限られるものではなく、圧電材料の分極方向が逆のも
のを用いてもよい。
はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施の
形態では、主たる駆動信号として１つの噴射パルス信号
Ａのみを持つものを示したが、主たる駆動信号が例えば
２つの噴射パルスからなるものであっても構わない。ま
た、インク滴噴射装置６００は、上記実施の形態の構成
に限られるものではなく、圧電材料の分極方向が逆のも
のを用いてもよい。
【００３２】また、本実施の形態では、インク室６１３
の両側に空気室６１５を設けているが、空気室を設けず
に、インク室が隣接するようにしてもよい。さらに、本
実施の形態では、アクチュエータはせん断モード型のも
のを用いたが、圧電材料を積層し、その積層方向の変形
によって圧力波を発生する構成でもよく、圧電材料に限
らずインク室に圧力波を発生するものを使用可能であ
る。
の両側に空気室６１５を設けているが、空気室を設けず
に、インク室が隣接するようにしてもよい。さらに、本
実施の形態では、アクチュエータはせん断モード型のも
のを用いたが、圧電材料を積層し、その積層方向の変形
によって圧力波を発生する構成でもよく、圧電材料に限
らずインク室に圧力波を発生するものを使用可能であ
る。
【００３３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、連続する
複数ドットの印字を行う噴射パルス信号の周波数を、２
発目以降のドットのインク滴体積が１発目のドットのそ
れと同等となるように設定することで、高い周波数で印
字する場合にあっても、連続振動の中で、安定した噴射
が可能となり、液滴の噴射速度や体積の変動がなくな
る。特に、噴射パルス信号の周波数を、インク室内を圧
力波が片道伝播する時間Ｔのほぼ（整数＋０．５）倍の
逆数とすることにより、連続ドット時のインク液滴速度
や体積の変動が少なくなり、高い印字品質が得られる。
複数ドットの印字を行う噴射パルス信号の周波数を、２
発目以降のドットのインク滴体積が１発目のドットのそ
れと同等となるように設定することで、高い周波数で印
字する場合にあっても、連続振動の中で、安定した噴射
が可能となり、液滴の噴射速度や体積の変動がなくな
る。特に、噴射パルス信号の周波数を、インク室内を圧
力波が片道伝播する時間Ｔのほぼ（整数＋０．５）倍の
逆数とすることにより、連続ドット時のインク液滴速度
や体積の変動が少なくなり、高い印字品質が得られる。
【図１】本発明の一実施形態によるインク滴噴射装置に
よる駆動波形を示す図である。
よる駆動波形を示す図である。
【図２】（ａ）はインク滴噴射周波数を変えた時のイン
ク滴速度の測定データを示す図、（ｂ）は各種の周期を
用いて駆動した時の１発目〜５発目のインク滴速度の測
定データを示す図である。
ク滴速度の測定データを示す図、（ｂ）は各種の周期を
用いて駆動した時の１発目〜５発目のインク滴速度の測
定データを示す図である。
【図３】（ａ）は、インク滴噴射周波数を変えた時のイ
ンク滴体積の測定データを示す図、（ｂ）は各種の周期
を用いて駆動した時の１発目〜５発目のインク滴体積の
測定データを示す図である。
ンク滴体積の測定データを示す図、（ｂ）は各種の周期
を用いて駆動した時の１発目〜５発目のインク滴体積の
測定データを示す図である。
【図４】インク滴噴射装置の駆動回路を示す図である。
【図５】インク滴噴射装置の制御装置のＲＯＭの記憶領
域を示す図である。
域を示す図である。
【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、各種印字周波数で噴射
した場合のノズルからのインク滴噴射状況を示す図であ
る。
した場合のノズルからのインク滴噴射状況を示す図であ
る。
【図７】噴射パルスを印加した時の圧力室内の圧力変化
を説明する図である。
を説明する図である。
【図８】（ａ）は記録ヘッドのインク噴射部分の縦断面
図、（ｂ）は同横断面図である。
図、（ｂ）は同横断面図である。
【図９】記録ヘッドのインク噴射部分の動作を示す縦断
面図である。
面図である。
１０ 駆動波形（噴射パルス信号） ６００ インクジェットヘッド ６０３ アクチュエータ壁 ６１３ インク室 ６２５ 制御装置
Claims (3)
- 【請求項１】 インクが充填されたインク室の容積を変
化させるためのアクチュエータに噴射パルス信号を印加
することによりインク室内に圧力波を発生させてインク
に圧力を加え、インク滴をノズルより噴射させるインク
滴噴射方法において、 連続する複数ドットの印字命令にしたがい前記アクチュ
エータに噴射パルス信号を印加するときに、２発目以降
のドットのインク滴体積が１発目のドットのそれとほぼ
同等となるような印字周波数を用いることを特徴とする
インク滴噴射方法。 - 【請求項２】 連続する複数ドットの印字命令にしたが
い前記アクチュエータに印加する噴射パルス信号の周波
数を、インク室内を圧力波が片道伝播する時間Ｔのほぼ
（整数＋０．５）倍の逆数とすることを特徴とする請求
項１に記載のインク滴噴射方法。 - 【請求項３】 インクが充填されるインク室と、 前記インク室の容積を変化させるアクチュエータと、 前記アクチュエータに電気信号を印加するための駆動電
源と、 前記アクチュエータに前記駆動電源から噴射パルス信号
を印加することにより、前記インク室の容積を増大させ
てインク室内に圧力波を発生させ、前記インク室内を圧
力波が片道伝播する時間をＴとしたときに、このＴの奇
数倍時間経過後、増大状態から容積を自然状態に減少さ
せてインク室内のインクに圧力を加えてインク滴を噴射
させる制御装置と、 を備えたインク滴噴射装置において、 前記制御装置は、連続する複数ドットの印字命令にした
がい、インク室内を圧力波が片道伝播する時間Ｔのほぼ
（整数＋０．５）倍の逆数を周波数とした噴射パルス信
号を前記駆動電源から前記アクチュエータに印加するも
のであることを特徴とするインク滴噴射装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9348263A JPH11170521A (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | インク滴噴射方法及びその装置 |
| US09/201,908 US6254213B1 (en) | 1997-12-17 | 1998-11-30 | Ink droplet ejecting method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9348263A JPH11170521A (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | インク滴噴射方法及びその装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006298565A Division JP2007022095A (ja) | 2006-11-02 | 2006-11-02 | インク滴噴射方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11170521A true JPH11170521A (ja) | 1999-06-29 |
Family
ID=18395863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9348263A Withdrawn JPH11170521A (ja) | 1997-12-17 | 1997-12-17 | インク滴噴射方法及びその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6254213B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11170521A (ja) |
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| JP2008183777A (ja) * | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Brother Ind Ltd | 設定方法及び画像形成装置 |
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| CN112776492A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-11 | 苏州工业园区鑫海胜电子有限公司 | 一种无物理光栅的打印方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US6302505B1 (en) * | 2000-07-28 | 2001-10-16 | Hewlett-Packard Company | Printing system that utilizes continuous and non-continuous firing frequencies |
| JP3818065B2 (ja) | 2001-01-30 | 2006-09-06 | ブラザー工業株式会社 | インク噴射装置の駆動装置 |
| JP2005014431A (ja) * | 2003-06-26 | 2005-01-20 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
| US8491076B2 (en) | 2004-03-15 | 2013-07-23 | Fujifilm Dimatix, Inc. | Fluid droplet ejection devices and methods |
| US7281778B2 (en) * | 2004-03-15 | 2007-10-16 | Fujifilm Dimatix, Inc. | High frequency droplet ejection device and method |
| JP4243851B2 (ja) * | 2004-05-24 | 2009-03-25 | ブラザー工業株式会社 | インク滴吐出装置 |
| WO2006074016A2 (en) | 2004-12-30 | 2006-07-13 | Fujifilm Dimatix, Inc. | Ink jet printing |
| JP4694858B2 (ja) * | 2005-02-23 | 2011-06-08 | ブラザー工業株式会社 | インクジェットヘッドの駆動装置、インクジェットヘッド、及び、液滴吐出装置 |
| US7988247B2 (en) | 2007-01-11 | 2011-08-02 | Fujifilm Dimatix, Inc. | Ejection of drops having variable drop size from an ink jet printer |
| US8393702B2 (en) | 2009-12-10 | 2013-03-12 | Fujifilm Corporation | Separation of drive pulses for fluid ejector |
| US10609957B2 (en) | 2016-11-22 | 2020-04-07 | Funai Electric Co., Ltd. | Vapor delivery device |
Family Cites Families (6)
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|---|---|---|---|---|
| JPS61120764A (ja) | 1984-11-15 | 1986-06-07 | Fujitsu Ltd | インクジエツトプリンタ |
| US4887100A (en) | 1987-01-10 | 1989-12-12 | Am International, Inc. | Droplet deposition apparatus |
| JP2612050B2 (ja) * | 1988-09-19 | 1997-05-21 | キヤノン株式会社 | 振動波モータ |
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