JPS5818909B2 - Inkjet cartridge door - Google Patents

Inkjet cartridge door

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JPS5818909B2
JPS5818909B2 JP4460875A JP4460875A JPS5818909B2 JP S5818909 B2 JPS5818909 B2 JP S5818909B2 JP 4460875 A JP4460875 A JP 4460875A JP 4460875 A JP4460875 A JP 4460875A JP S5818909 B2 JPS5818909 B2 JP S5818909B2
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JP
Japan
Prior art keywords
frequency
ink
ink chamber
amplifier
recording mechanism
Prior art date
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JP4460875A
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Japanese (ja)
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JPS51118923A (en
Inventor
吉田邦夫
菅野義光
速水平二郎
津田幸文
土屋博義
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Facsimile Heads (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインクジェット記録装置に関し、特に小さい駆
動電圧により十分な大きさのインク粒を噴射させるよう
にしたインクジェット記録装置を提供するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an inkjet recording device, and particularly to an inkjet recording device that can eject sufficiently large ink droplets with a small driving voltage.

インクジェット式記録機構のうち、内部に設けられてい
るインク槽またはインク室内の圧力を、加えられた電気
信号に応じて上昇させる装置を有し、かつ該装置を駆動
する電気信号のパラメータの一つまたはそれ以上を変化
させて噴出インク粒子流量を制御し、このインク粒子に
よって記録媒体上に画像あるいはモザイク文字あるいは
任意の他の像を形成するための記録装置は、特開昭48
−9622号公報によって公知である。
An inkjet recording mechanism that has a device that increases the pressure in an internal ink tank or ink chamber in response to an applied electrical signal, and is one of the parameters of the electrical signal that drives the device. A recording apparatus for controlling the flow rate of ejected ink droplets by varying the flow rate or more and forming an image, mosaic character, or any other image on a recording medium with the ink droplets is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 48
It is known from the publication No.-9622.

こ、のような記録機構は構造上固有の数10KHzの領
域における機械的共振周波数を有する。
A recording mechanism such as this has a structurally specific mechanical resonance frequency in the range of several tens of kilohertz.

この共振は例えば、 (1)インク室内の音波の定在波、 (2)電気−圧力変換素子或いは電気−圧力変換装置の
固有振動、 (3)装置自体の固有振動、 (4)保持機構の振動、 などに起因する。
This resonance is caused by, for example, (1) standing waves of sound waves in the ink chamber, (2) natural vibrations of the electric-pressure conversion element or electric-pressure conversion device, (3) natural vibrations of the device itself, (4) of the holding mechanism. Caused by vibration, etc.

このような共振周波数が存在すると、記録機構の駆動に
際して、駆動波形の周波数成分のうちでこの機械共振点
に近いものがあると、記録機構の寄生振動を誘引し、共
振のQが高い場合には不要インク粒子発生の一因となる
If such a resonant frequency exists, when driving the recording mechanism, if any of the frequency components of the drive waveform are close to this mechanical resonance point, parasitic vibrations of the recording mechanism will be induced, and if the resonance Q is high, contributes to the generation of unnecessary ink particles.

本発明は、このような機械共振を積極的に利用し、機械
振動振幅の周波数特性の傾斜部を利用して駆動周波数の
変化で振動振幅をコントロールし、噴射するインク粒子
の制御を行なうようにしたインクジェット記録装置を提
供するものである。
The present invention makes active use of such mechanical resonance and controls the vibration amplitude by changing the driving frequency by utilizing the slope of the frequency characteristic of the mechanical vibration amplitude, thereby controlling the ink droplets to be ejected. The present invention provides an inkjet recording device with the following features.

本発明によれば、 (1)共振現象を利用するので、駆動する電圧レベルは
小さくてよい。
According to the present invention: (1) Since the resonance phenomenon is utilized, the driving voltage level may be small.

(2)定電圧レベル駆動でよいので、回路構成は簡単に
なる。
(2) Since constant voltage level driving is sufficient, the circuit configuration becomes simple.

(3)FM変調回路が必要であるが、これは既知の回路
技術により容易に実現可能。
(3) An FM modulation circuit is required, but this can be easily realized using known circuit technology.

などの特徴がある。It has such characteristics.

以下に図面を用いて、本発明の原理および実施例につい
て説明を行なう。
The principle and embodiments of the present invention will be explained below with reference to the drawings.

第1図は特開昭48−9622号公報に開示されている
インクジェット記録装置の記録機構部分の一例を示すも
ので、1はピエゾ結晶、2は金属ダイヤフラム、3はイ
ンク室である。
FIG. 1 shows an example of a recording mechanism part of an inkjet recording apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-9622, in which 1 is a piezo crystal, 2 is a metal diaphragm, and 3 is an ink chamber.

インク室3の先端には、結合通路4、流出通路5が接続
している。
A coupling passage 4 and an outflow passage 5 are connected to the tip of the ink chamber 3.

6はインク供給管10からのインクをインク室3内に流
入させる流入通路、7は増巾器、8゜9は電圧供給用リ
ード線、11は信号入力端子である。
Reference numeral 6 designates an inflow passage through which ink from the ink supply tube 10 flows into the ink chamber 3, 7 an amplifier, 8.9 a voltage supply lead wire, and 11 a signal input terminal.

信号入力端子11に入力信号を加え、増巾器7で増巾し
たのち、その出力信号をピエゾ結晶1に加えると、ピエ
ゾ結晶1は入力信号の振幅に応じて結晶が変位し、金属
ダイアフラム2を通じてインク室3内のインクに圧力を
印加する。
When an input signal is applied to the signal input terminal 11, amplified by the amplifier 7, and then the output signal is applied to the piezo crystal 1, the piezo crystal 1 is displaced according to the amplitude of the input signal, and the metal diaphragm 2 Pressure is applied to the ink in the ink chamber 3 through the ink chamber 3.

この結果インク室3内のインクが結合通路4、流出通路
5を通って外部にインク粒として押し出される。
As a result, the ink in the ink chamber 3 is pushed out as ink droplets through the coupling passage 4 and the outflow passage 5 to the outside.

このような構造のインクジェット記録機構においては、
前述のように数10KHzの領域に固有の共振周波数を
有しており、たとえば一定振巾の正弦波をピエゾ結晶1
に加えたときのインク室3内の内部応力をみると、電気
信号のくり返し周波数に対して第2図のような応答をす
る。
In an inkjet recording mechanism with such a structure,
As mentioned above, it has a unique resonance frequency in the region of several tens of KHz, and for example, when a sine wave of a constant amplitude is transmitted to a piezo crystal 1.
Looking at the internal stress in the ink chamber 3 when applied to the ink chamber 3, it responds as shown in FIG. 2 to the repetition frequency of the electric signal.

図中20は半値幅が数KHzの共振領域を示す。In the figure, 20 indicates a resonance region with a half width of several KHz.

すなわへ共振領域20の周波数においてインク室3内の
圧力が高まり、吐出するインク粒径が増大する。
In other words, the pressure within the ink chamber 3 increases at the frequency of the resonance region 20, and the diameter of the ejected ink particles increases.

一方ピエゾ結晶1に加えられる電気信号の振巾と吐出す
るインク粒径との関係は第3図のようになる。
On the other hand, the relationship between the amplitude of the electric signal applied to the piezo crystal 1 and the diameter of the ejected ink particles is as shown in FIG.

図中点線30はくり返し周波数が前述した共振領域以外
の周波数である電気信号で駆動したときの関係を、実線
31はくり返し周波数が共振領域にある周波数の電気信
号で駆動したときの関係を示す。
In the figure, a dotted line 30 shows the relationship when driving with an electrical signal whose repetition frequency is outside the resonance region described above, and a solid line 31 shows the relationship when driving with an electrical signal whose repetition frequency is in the resonance region.

32は非共振周波数においてインクが吐出するためのス
レショルド電圧である。
32 is a threshold voltage for ejecting ink at a non-resonant frequency.

本発明は、第3図に見ら、れるように共振領域では低い
印加電圧でインクの吐出および粒径9制御が可能である
点に着目し、機械振動振巾の共振領域の傾斜部を利用し
て小さい印加電圧で吐出インク粒を制御するようにした
ものである。
As shown in FIG. 3, the present invention focuses on the fact that ink ejection and particle size control are possible with a low applied voltage in the resonance region, and utilizes the slope of the resonance region of the mechanical vibration amplitude. The ejected ink droplets are controlled using a small applied voltage.

この傾斜部の周波数幅は数100Hz〜数KHzであり
、立上り側の方が立下り側よりややせまいのが一般的で
ある。
The frequency width of this slope is from several 100 Hz to several KHz, and the rising side is generally slightly narrower than the falling side.

本発明においては立上り、立下りのいずれの傾斜部も利
用可能であるが、一般に立上り側の方が圧力差が大きく
インク粒径を大きく制御出来る。
In the present invention, both the rising and falling slopes can be used, but generally the pressure difference is larger on the rising side, and the ink particle size can be controlled to a greater extent.

以下の実施例では立上り側を利用した場合について説明
する。
In the following embodiment, a case will be described in which the rising side is used.

第4図tこ本発明の一実施例を示す。FIG. 4 shows an embodiment of the present invention.

図中40は周波数変調器、41は周波数変調器40の入
力端子、42は増巾器、43は記録紙、44はインクジ
ェット記録機構である。
In the figure, 40 is a frequency modulator, 41 is an input terminal of the frequency modulator 40, 42 is an amplifier, 43 is recording paper, and 44 is an inkjet recording mechanism.

周波数変調器40の出力周波数は、入力端子41に加え
られる制御信号のレベルにより変化するよう構成する。
The output frequency of the frequency modulator 40 is configured to vary depending on the level of the control signal applied to the input terminal 41.

すなわち、出力周波数f。That is, the output frequency f.

と制菌信号レベル■とはf o ””’ g関 であられされる。What is the bacteriostatic signal level■? Hail to you.

gは関数系である。増巾器42はその出力レベルが第3
図に示したスレショルド電圧32になるようシこ増巾器
が定められる。
g is a function system. The amplifier 42 has a third output level.
The amplifier is determined so that the threshold voltage 32 shown in the figure is achieved.

いま、記録すべき画素の濃度が黒から白へ変化するとき
、それに対応して、記録信号電圧がvlからF2の間で
変化するならば、周波数変調器40に加えられる制御電
圧■もvlからF2の間で変化する。
Now, when the density of the pixel to be recorded changes from black to white, if the recording signal voltage changes from vl to F2 correspondingly, the control voltage ■ applied to the frequency modulator 40 also changes from vl to F2. Varies between F2.

したがって、V=V1のときの出力周波数f。Therefore, the output frequency f when V=V1.

−Fl、■=■2のときの出力周波数f。−F2とすれ
ば、周波数変調器40の出力周波数f。
−Fl, output frequency f when ■=■2. −F2, the output frequency f of the frequency modulator 40.

はFlからF2の間で変化する。changes between Fl and F2.

そこでF、を記録機構の共振周波数、F2を共振周波数
の近傍でかつ共振領域をはずされた周波数、たとえば第
2図の21で示される周波数に選ぶと、このときの制御
電圧V、周波数f。
Therefore, if F is selected as the resonant frequency of the recording mechanism and F2 is selected as a frequency near the resonant frequency but outside the resonant region, for example, the frequency indicated by 21 in FIG. 2, the control voltage V and frequency f at this time.

、インク粒径の関係は第5図のようになる。, the relationship between the ink particle diameters is as shown in FIG.

したがって、同図50に示すような時間変化を示す信号
V(t)を周波数変調器40の入力端子に加えると、周
波数変調器40からは関数系、9(v)で定まる周波数
信号が得られる。
Therefore, when a signal V(t) showing a time change as shown in FIG. 50 is applied to the input terminal of the frequency modulator 40, a frequency signal determined by the function system 9(v) is obtained from the frequency modulator 40. .

この周波数信号を増巾器42で増巾し、記録機構44に
加えると、記録紙43に向けて吐出されるインク粒径は
第5図51のように変化する。
When this frequency signal is amplified by the amplifier 42 and applied to the recording mechanism 44, the diameter of the ink particles ejected toward the recording paper 43 changes as shown in FIG. 51.

この場合、インク粒径は記録機構44に加える信号の電
圧では、なく周波数によって制御しており、しかも記録
機構44の共振領域を利用しているため、駆動電圧は低
電圧でよい。
In this case, the ink particle size is controlled not by the voltage of the signal applied to the recording mechanism 44 but by the frequency, and since the resonance region of the recording mechanism 44 is utilized, the driving voltage may be low.

また、周波数変調器40は既知の手段で容易に得られ、
増巾器42の直線性は問題にならないので、回路構成は
非常に簡単になる。
Moreover, the frequency modulator 40 can be easily obtained by known means,
Since the linearity of the amplifier 42 is not a problem, the circuit configuration becomes very simple.

さらに、従来の駆動方法では、いかに機械共振からのが
れてインクを吐出させるかが問題であり、したがって必
然的に記録速度に制約を加えざるを得なかったが、本発
明では、共振現象を逆に利用しているので高い周波数領
域の使用が可能であり、記録速度を高めることができる
Furthermore, with conventional drive methods, the problem is how to eject ink while avoiding mechanical resonance, which inevitably imposes restrictions on the recording speed, but with the present invention, the resonance phenomenon can be avoided. On the contrary, since it is used in the opposite direction, it is possible to use a high frequency range, and the recording speed can be increased.

【図面の簡単な説明】 第1図は従来のインクジェット式記録機構の横断面図、
第2図は第1図の記録機構におけるインク室内の圧力の
周波数特性を示す図、第3図は第1図の記録機構におけ
る吐出インク粒径の駆動電圧特性図、第4図は本発明の
実施例を示す構成図、第5図は本発明による実施例の動
作説明図である。 1・・・・・・ピエゾ結晶、2・・・・・・金属ダイヤ
フラム、3・・・・・・インク室、4・・・・・・結合
通路、5・・・・・・流出通路、7・・・・・・増巾器
、10・・・・・・インク供給管、20・・・・・・共
振領域、40・・・・・・周波数変周器、42・・・・
・・増巾器、43・・・・・・記録紙、44・・・・・
・記録機構。
[Brief explanation of the drawings] Figure 1 is a cross-sectional view of a conventional inkjet recording mechanism.
FIG. 2 is a diagram showing the frequency characteristics of the pressure inside the ink chamber in the recording mechanism shown in FIG. 1, FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating the operation of the embodiment according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Piezo crystal, 2... Metal diaphragm, 3... Ink chamber, 4... Connection passage, 5... Outflow passage. 7...Amplifier, 10...Ink supply pipe, 20...Resonance area, 40...Frequency transformer, 42...
...Amplifier, 43... Recording paper, 44...
・Recording mechanism.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 吐出すべきインクを貯えるインク室と、インク室内
の圧力を加えられる電気信号の振幅に応じて上昇させる
手段と、インク室内のインクを外部へ吐出させる通路と
を少なくとも有するインクジェット記録機構と、前記電
気信号を供給する増幅器と、前記増幅器への入力信号を
発生する周波数変調器とを備え、前記周波数変調器の出
力周波数が記録すべき画素の濃淡レベルに応じて前記記
録機構の機械共振数の1つと、この共振周波数近傍の非
共振周波数との間に設定されたことを特徴とするインク
ジェット記録装置。
1. An inkjet recording mechanism having at least an ink chamber for storing ink to be ejected, a means for increasing the pressure in the ink chamber in accordance with the amplitude of an applied electric signal, and a passage for ejecting the ink in the ink chamber to the outside; an amplifier that supplies an electrical signal; and a frequency modulator that generates an input signal to the amplifier, and the output frequency of the frequency modulator changes the mechanical resonance number of the recording mechanism according to the gray level of the pixel to be recorded. 1 and a non-resonant frequency near the resonant frequency.
JP4460875A 1975-04-11 1975-04-11 Inkjet cartridge door Expired JPS5818909B2 (en)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0248079Y2 (en) * 1984-12-29 1990-12-17

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