JPS59146862A - インクジエツト記録装置 - Google Patents

インクジエツト記録装置

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JPS59146862A
JPS59146862A JP2194683A JP2194683A JPS59146862A JP S59146862 A JPS59146862 A JP S59146862A JP 2194683 A JP2194683 A JP 2194683A JP 2194683 A JP2194683 A JP 2194683A JP S59146862 A JPS59146862 A JP S59146862A
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JP
Japan
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electric pulse
pulse
ink
recording
piezoelectric element
Prior art date
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Pending
Application number
JP2194683A
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English (en)
Inventor
Teiji Kuwabara
禎司 桑原
Yasumasa Matsuda
松田 泰昌
Masatoshi Kasahara
笠原 正年
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koki Holdings Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Koki Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Koki Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS59146862A publication Critical patent/JPS59146862A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04581Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits controlling heads based on piezoelectric elements
    • 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
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    • B41J2/045Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04573Timing; Delays

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明のオリ用分野〕 本発明はインクジェット配録装置に係り、特に、画像情
報信号に従って圧電素子に電気パルスを印加してインク
室の容積を変化させることによってインク室内のインク
を圧縮してノズルからインク粒子を噴出させる印字ヘッ
ドを備えたインクジェット記録装置に関する。
〔従来技術〕
この種のインクジェット記録装置において、電気パルス
が一定期間以上印加さfない状態から第1番目の電気パ
ルスが印加さnるとノズルから噴出するインク粒子の半
径が大きく、第2番目の電気パルスによって発生するイ
ンク粒子が小さくなることが知らnている。ノズルから
噴出するインク粒子の大きさが変化すると、このインク
粒子が記録媒体に付着することによって記録さ庇る記録
ドツトの大きさが変化するため記録さγLる情報画像の
画質が低下する。発明者らはこのようなインク粒子発生
現象解明実験において、電気パルスの印加周波数を変え
るとノズルから噴出するインク粒子の大きさが更に複雑
に変化し、記録さ1しるドツトの大きさが変化して情報
画像の画質が低下することを発見した。
〔発明の目的〕
従って本発明の目的は、ノズルから噴出するインク粒子
の大きさが圧電素子に印加する電気パルスの広い周波数
範囲において均一で高画質の情報画像を記録できるイン
クジェット記録装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
この目的を達成するため、本発明は、圧電素子によって
容積が変化させら7′しるインク室と、このインク室に
連プ座するノズルとを有し、前記圧電素子に電気パルス
を印加してインク室の容積を変化させることによってイ
ンク室内のインクを圧縮してノズルからインク粒子を噴
出させる印字ヘッドを備え、画像情報信号に従って前記
電気パルスを発生させ噴出したインク粒子を記録媒体に
付着させてドツトを記録しながら記録媒体と印字ヘッド
を相対的に移動させて記録媒体にドツトの配列による情
報画像を記録するインクジェット記録装置において、前
記圧電素子に印加する電気パルスの周波数に応じてその
波形を変化させる電気パルス制御回路を設け、インク粒
子発生周期の変化に伴ってインク粒子の大きさが変化し
ないようにしたことを特徴とする。
圧電素子にイスパルスを印加してインク室の容積を変化
させることによってインク室内のインクを圧縮してノズ
ルからインクを噴出させろ印字ヘッドにおいて、圧電素
子に印加する電気パルスの電圧を小さい値から大きい値
に変化させていくと、電気パルスの電圧がある値以上の
大きさになるとノズルからインク粒子が噴出するように
なる。このときの電圧をしきい値と呼ぶ。電気パルスの
電圧の値を更に大きくしてい(と主たるインク粒子以外
に小径インク粒子が発生するようになり安定なインク粒
子の噴出が不可能になってドツト記録不適となる。この
ときの電圧を記録限界値と呼ぶ。
従ってこの種の印字ヘッドにおいて、正常なドツト記録
を実現するには、圧電素子に印加する電圧はしきい値と
記録限界値の間になければならない。
発明者らは、インク粒子発生現象解明実験において、こ
のしきい値(曲線I)と記録限界値(曲線M)は、電気
パルスの印加周波数によって第1図に示すように変化す
ること、また電気パルスの印加周波数と電圧値とインク
粒子の大きさは第2図の関係にあることを発見した。こ
の特性は、圧電素子に印加する電気パルスの波形を一定
にしておくと、記録するドツトの配列パターンによって
電気パルスの周波数が変化するために記録ドツトの大き
さが変化することを意味する。電気パルスの値をv3に
設定した場合、電気パルスの周波数がf3のときインク
粒子径は!、となりs f2のとき、i:2. flの
とき1□となる。第3図(a)の配列パターンのドツト
を記録する場合、電気パルスの基準周波数がf3である
と記録ドツトの大きさは第3図(b)、f2であると第
3図(C)のようになる。何扛の基準周波数の場合であ
っても、連続的でな(独立した記録ドツトおよび連続的
な記録ドツトのうちの最初の記録ドツトは低い周波数f
□の場合の大きさになる。しかしそnぞnに基準周波数
f3.f2で後続する記録ドツトはそ扛ぞれの周波数と
記録ドツトの大きさとの関係になる。従って第3図(b
)の記録ドツトの大きさは、左から「中」、「中]、「
小」、「小」。
「小」、「小]の順になり、第3図(C)の記録ドツト
の大きさは、 [中J 、「中J 、[大J 、「犬]
、[大]、[犬Jの順になる。
このような記録ドツトの大きさの不均一性は、圧電素子
に印加する電気パルスの周波数に応じてこの電気パルス
の電圧の大きさを変えることによって改善できる。第2
図において、インク粒子径を1゜に揃えるためには、電
気パルスの周波数がf□のときは電圧をv′1、f2の
ときはv′2、f3のときは■−とす扛ばよいことがわ
かる。
更に同様な考え方によって記録速度を向上できることを
説明する。圧電素子に印加する電気パルスのしきい値(
曲+1j!I)と記録限界値(曲線■)は、第4図に示
すように5周波数が大きくなるに従って太き(変化して
いる。第4図に示す特性の印字ヘッドにおいて、従来の
記録装置の場合の記録速度の上限は電気パルスの周波数
がf4の場合である。しかし電気パルスの大きさを周波
数に応じて変化させれば更に高い周波数領域であっても
記録可能であり、特にf5の周波数付近ではしきい値と
記録限界値との差が太き(安定したインク粒子噴出領域
が存在する。この周波数f5を基準周波数とした場合、
f5/2<’4の場合には、f4〜「5の間の周波数の
電気パルスが出力さnることがないからf4〜f50周
波数に対する電気パルスの大きさ制御を行う必要がlr
 <、従ってf5に対して相応する大きさの電気パルス
を発生するようにすfば、回路構成なそf′L程複雑に
することなくr50周波数での記録が可能となることが
わかる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を図示の実施例につ(・て説明する。
第5図に示す電気的ブロック図にお0て、印字ヘッド1
0は圧電素子11によって容積カ″−f(ヒさせら庇ろ
インク室12と、このインク室12に連通するノズル1
3とを有し、前記圧電素子11に電気パルスが印加さn
たときの電歪現象でインク室12の容積を変化させるこ
とによってインク室内のインクを圧縮してノズル13か
らインク粒子14を噴出させるものである。〕くルス波
形コントローラ20は、信号線30からの記録ドツト信
号aの周波数に対応した電気ノクルスの大きさを意味j
るディジタル情報を1)/A変換器40に出力1−51
)/A変換器40の出力を増幅器50で増幅して所定の
大きさの電気ノくルスを圧電素子11に印加する。圧電
素子11に印加丁べき電気ノくルスの基準周波数をfと
すると、記録ドツト信号a1ま1/fの時間間隔で与え
ら扛、インク粒子14を噴出すべき場合は°′1″′、
そうでない場合はuO”である。
ラッチ21は信号線30に与えらf′1.たそのときの
記録ドツト信号aを1ビツトだけ記憶する。シフトレジ
スタ22は、ラッチ20に記憶さ扛た記録ドツト信号a
の直前のものからn個前までのものを記憶するシフトレ
ジスタで、tl、る。ラッチ21とシフトレジスタ22
は直列に接続さn″Cn+lビットのシフトレジスタを
構成し、記憶内容は記録ドツト信号aが与えら扛る毎に
1ビツトずつ右にシフトさ扛る。パルス発生器23は、
信号線30からラッチ21に記録ドツト信号aとして1
”が与えらnると所定の時間幅のノくルス信号を発生す
るものである。ROM24は圧電素子11に与六石電気
パルスの周波数に対応した電圧の大きさをディジタル情
報で記憶する。連続するn個の記録ドツト信号aの1#
の配列パターンから、このn個の記録ドツト信号aに引
き続いて噴出するインク粒子が何ヘルツの周波数で連続
的に噴出する場合と等価のしきい直および記録限界値を
もつかをあらかじめ計算や実験で求めてお(ことができ
る。
これから、記録ドツトの1#の配列)くターンすなわち
圧電素子に印加する電気パルスの周波数に応じた電圧の
大きさを設定してこの値をROM24に記憶させておく
。アドレス計算回路25は、シフトレジスタ22の内容
とノくルス発生器23から出力されるパルス信号に基づ
いて、圧電素子11に印加すべき電気パルスの大きさを
前記ROM24から読み出すためのアドレス信号を発生
する。ノ(ルス発生器23かもパルス信号が発生してい
な(・ときは、圧電素子11に電気ノクルスが印加さ臼
し・ようなアドレス信号を発生するようにする。実際に
は、インク粒子を噴出しようとする場合、その直前に噴
出させたインク粒子の粒子作成動作の影響が太き(、そ
n以前に噴出させたインク粒子の粒子作成動作の影響は
無視できる程度である。従って直前のインク粒子との発
生間隔から電気ノクルスの周波数を算出して圧電素子1
1に印加する電気パルスの大きさを求めて電気]くルス
の大きさを制御することで、均一な大きさのインク粒子
を噴出させることができる。
印字ヘッドが第6図の周波数特性をもつ場合、第7図の
記録ドツトの配列ノ(ターンで1末、記録ドットa1の
インク粒子噴出は直前のインク粒子噴出と1/rの間隔
で連続するので電気パルスの周波数は基準周波数fとな
り、記録ドラ)a2のインク粒子噴出は直前のインク粒
子a1どの間に1個の0”があって2/rの間隔とt、
Qろので周波数はf/2となり、記録ドラ)aaのイン
ク粒子噴出に直前のインク粒子a2との間に2個のII
 OIIがあって3/fの間隔となるので周波数はf/
3となり、以下同様に記録ドラ) a4の」2合はf/
4、記録ドラ) asの場合はT15となろ。そ1.ぞ
T1の周波数の11!気パルスにおいて、ノズル13か
ら噴出するインク粒子14の大きさを等しくするには、
それぞnの周波数におけるしきい値よりもΔVだけ大き
い値の電気パルスを発生すn2ばよく、その電気パルス
の大きさの情報はROM24から読み出さ扛る。
第6図の周波数特性では、f/4より低い周波数領域で
の電気パルスの大きさはf/4の場合と同一でよい。
従ってこの場合には、パルス波形コントローラ20は第
8図の構成で実現できる。シフトレジスタ22は3ビツ
トのもので、噴出しようとするインク粒子の前の3ビツ
ト分の記録ドツト情報を記憶する、S3は直前の記録ド
ツト情報、S2はその前、Slは更にその前の記録ドツ
ト情報である。第71冬の記録ドツトa3を記録しよう
とする場合、シフトレジスタ22の内容は、51−1.
52−0、S3二〇であり、ラッチ21の内容は84=
1である。アドレス計算回路25の出力A1. A2は
、53−1のときA、=A2=1を出力l−5S3−0
で52−1のときAl−Q、A2=1を出力し、53−
82=0で51=1のときA、1=1、A2−0を出力
し、53=s2=s、=oのときA、=A2=0を出力
する。54−1でパルス発生器23からパルス信号が出
力さ扛ているときのみA3=Jとなり、その他のときは
A3−0である。A1〜A3△ROM24の読み出しア
ドレスであって、A3−〇のときはI)/A変換器40
の出力i−i o vである。
n月n。
A3−1のときは、A−1r A2が”1″″、1”で
■1+min、                 m
in。
Δv2°’ O” + −1” テV2  +Δv 、
 u I II 、 u OMでV3min。
(−Δv 、 ” OII、“0#で■4  +ΔVで
ある。このΔVは予め設定した値で、各周波数間におい
てインク粒子14の大きさが均一となるような値が選ば
nる。
なおシフトレジスタ22の内容は、改行時のように、記
録ドツト情報は連続していても記録時間に連続性がな(
なったとぎはクリアされる。
以上に述べた実施例は、圧電素子11に印加する電気パ
ルスの高さを変えることによって噴出す時間、立ち下り
時間等を単独または複合で変えることによっても調整で
きる。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、インク室を変形させる圧
電素子に印加する電気ノくルスの周波数に応じてその波
形を変形させるようにしたので2、インク粒子発生周期
が変化してもインク粒子の大きさが均一になり、均一な
記録ドツトで高画質の情報画像を記録できる効果かある
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第4図、第6図は印字ヘッドの周波数
特性曲線図、第3図(a)〜(C)、第7図は記録ドツ
ト配列パターン図、槙5図、第8図は本発明の一実施例
を示す電気ブロック図である。 10・・・・・・印字ヘッド、11・・・・・・圧11
1子、12・・・・・・インク室、13・・・・・・ノ
ズル、14・・・・・・インク粒子、20・・・・・・
パルス波形コントローラ、21・・・・・・ラッチ、2
2・・・・・・シフトレジスタ、24・・・・・・RO
M、25・・・・・・アドレス算出回路、40・・・・
・・J)/A変換器 曖−°≦印(替旦 CSC ―祇0ζ全べ―姑 豪、′1ト四都吻

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 圧電素子によって容積が変化させら扛るインク室
    と、このインク室に連通ずるノズルとを有し、前記圧電
    素子に電気パルスを印加してインク室の容積を変化させ
    ることによってインク室内のインクを圧縮してノズルか
    らインク粒子を噴出させる印字ヘッドを備え、画像情報
    信号に従って前記電気パルスを発生させ噴出したインク
    粒子を記録媒体に付着させてドツトを記録しながら記録
    媒体と印字ヘッドを相対的に移動させて記録媒体にドツ
    トの配列による情報画像を記録するインクジェット記録
    装置において、前記圧電素子に印加する電気パルスの周
    波数に応じて前記電気パルスの波形を変化させる電気パ
    ルス制御回路を設けたことを特徴とするインクジェット
    記録if。 2、特許請求の範囲第1項において、前記電気パルス制
    御回路は、退去の一定範囲の画像情報信号の記録ドツト
    配列パターンを記憶するシフトレジスタと、記録ドツト
    配列パターンに応じて発生すべき電気パルスの波形情報
    を記憶する記憶手段と、前記シフトレジスタの出力に応
    じて前記記憶手段から読み出さnた波形情報に従った形
    状の電気パルスを発生する電気パルス発生手段とを備え
    たことを特徴とするインクジェット記録装置。
JP2194683A 1983-02-12 1983-02-12 インクジエツト記録装置 Pending JPS59146862A (ja)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52126133A (en) * 1976-04-15 1977-10-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ink jet recording device
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