JPS59164151A - インクジエツトプリンタ用インク噴射ヘツドの駆動方法 - Google Patents

インクジエツトプリンタ用インク噴射ヘツドの駆動方法

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Publication number
JPS59164151A
JPS59164151A JP3855583A JP3855583A JPS59164151A JP S59164151 A JPS59164151 A JP S59164151A JP 3855583 A JP3855583 A JP 3855583A JP 3855583 A JP3855583 A JP 3855583A JP S59164151 A JPS59164151 A JP S59164151A
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JP
Japan
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ink
pressure
chamber
piezo
ink jet
Prior art date
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Pending
Application number
JP3855583A
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English (en)
Inventor
Yoshihiko Sato
善彦 佐藤
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS59164151A publication Critical patent/JPS59164151A/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
    • 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
    • B41J2/04596Non-ejecting pulses

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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】 本発明はインクジェットプリンタに関し、特に高速印字
が可能なドロップオンデマンド型インク噴射ヘッドの駆
動方法に関する。
従来この種のインク噴射ヘッドの1例として、第1図(
a)、(b)に示すものが既に知られている。同図(a
)は平面図で(b)はそのY−Y’断面図を示す。第1
図(al、(b)を参照すれば、電気機械変換手段とし
て、例えばピエゾ振動子101の両電極面にリード線1
01−1.101−2を介して6気信号に応じて入方電
圧金印加し、可撓性プレー) 102を、伸縮変化させ
噴射室103の容積変化を生じさせる。この容積変化に
で、噴射室103の円圧を上昇させ、ノスル孔104よ
ウインク滴105を噴射することがきる。
また位加電圧除去後は可撓性プンー) 102は時間の
柱過と共に正常な状態に戻る。
ノズル孔104から噴射されたインクン葡は膨張・圧縮
を繰り返しながら紙面に向って飛行し、印字を行うもの
である。
一般に情報処理分すtにおける、出力機器としてのプリ
ンタは尚速お工O・高印字品位が要求され、近年莢数字
、カタかな、ひらがな、線字さらにカラーによる図形出
力も自工北なプリンタとして注目されつつあるインクジ
ェットプリンクにおいても、前記要求を満足せねばtら
〆す、高速すなわち、インクl薗発生において、良好な
高周波数特性すなわち広い周波数帯域を有するインク噴
射ヘノ9ドを実現することが前記要求を満すために必須
である。
然に第1図に示すごさインク噴射ヘッドの周波数時性は
主に前記インク噴射ヘッドを構成する要素、すなわちピ
エゾ氷勤子101、可撓性プレート1024の周波数特
性、さらにノズル孔104の形状、インクの特性特に粘
性によって定まる。
一般にドロノプオンナマンド形インク噴射ヘッドに便い
られるビエソ振動子101は形状も小さくピエゾ振動子
単体でf′1alOKH2程度の斑点周波数をもち、艮
好な周波数特性を示す。また可悦性ブシート102はス
テンレス系のバS−+tが使用されると共に、その剛性
は厚さの3乗に比例するため、厚さを微小量増すことに
よって比較的簡単に固有振動数を高周波領域に設定する
ことができ、良好で、高い周波数時性を実現することが
できる。さらにノズル孔104の形状は主にプリンタと
して高速性とともに重要な印字品位すなわち印字に忘け
る解像度に関連して決められる場合が多く、インク噴射
ヘッドの高速性を主眼に置いて設計されることは僅めて
少ないが、高速性を考慮し設計、製作することは技術的
に可能である。
然るにインクの粘性は前述した印字品位に関連し、すな
わち使用される用紙の性質との整合性による「にじみ現
象」さらに記録にl費なインク滴以外にサテライトと呼
ばれる小さなインク前の発生、さらにインク孔104か
らの「インクだれ」等を防ぐ点から、高速性を重視して
、極端に粘性を低(することは全(不可能であり、逆に
使用されるインクは3〜5C−P−程度の粘性を有する
ことが必要である。
以上のことから、高速印字を可能ならしめるためには前
記インクの粘性を許容しつつ、かつ良好で冒い周波似時
性をもつインク噴射ヘッドを実現することに帰着し、従
来、これは多(の技術的問題を含み、極めて困噛であっ
た。
本発明の目的はこれらの問題点および困難を除去し、比
較的簡単な手段によって、信頼性印字品位を失うことな
(、関連性すぐれた安価なインク噴射へノドの駆動方法
を提供することにある。
本発明によれはインクチャンバ室と、前記インクチャン
バ室とインクを供給する絞りチャネル部に工り遅がれた
圧力発生量と、前記圧力発生室の一端に配置aされたイ
ンク滴の噴射方向を定めるための平行官路形状を有する
噴射ノズルとから成るジェットチャネル系を形成する噴
射チャネル基板とs AiJ Ijt 噴射チャ洋ル基
板のジェットチャネル系を形成するように取付られた可
読性プレートと、AIl jl″、圧力発生室の6績変
化を生じさせるため、前記可読性プレー)K取付けたピ
エゾ振動子とを具備し、前記圧力鈍生呈の容積を急庫に
鶴少させ液圧を発生させてインク滴を噴射するインク噴
射ヘッドの駆動方法において、前記ピエゾ振動子に前記
液圧を発生させるための縞1の駆動18号の外に、一定
の周波数、および撮巾の交番信号からなる第2の駆動信
号を印加し、前記ピエゾ振動子に微小撮巾のh勤を常に
与えるインクジェットプリンタ用インク噴射ヘッドの4
dQ方法が1せられる、以下、本発明の一実施例につい
て区間によって詳細に説明する。
第2図は本発明の駆動方法が通用されるイ:/クジエツ
トプリンク用インク噴射ヘッドの素子ヘッドを説明する
だめの図であり、(a)は平面図、(b)はそのA−A
町r面図である。丁た第3図は稟2図で示した素子ヘッ
ドを7個上下に集積した本発明のインク噴射ヘッドの一
実施例である。
第2図において、11はインク前を一定万同に噴射する
ための真直な電路形状を有する噴射ノズル孔で、12は
インク滴を生するための圧力fc光生する圧力発生¥、
13は噴射ノズル孔11と圧力発生¥12との+=+に
設けられた小さなチャンバ室、14はインクチャンバ4
.1oはこれら一連の栴成安素のジェットチャネル前が
一枚の子板構造の基板、】5はガラスセラミックスやス
テンレス材質の町涜性ブンートで、前記基板10上に接
合されており、インクを充填密封できるJ造となってい
る。16は一例としてジルコン・チタン酸鉛系儒器、チ
タン酸バリウム磁器等で構成されたピエゾ振動子で圧力
発生室12の谷)*変化r生じさせるために、圧力発生
室に対応するプレート位負に取付けられている。ピエゾ
振動子16の両電極面16−1,16−2に電気信号を
印加することで機械的歪全発生させ、可読性プレート1
5の伸#i変形にエリ圧力を発生させ噴射ノズル孔11
から所定の大きさのインク滴を噴出できる。
今ピエゾ振動子16に電気1に号を印加すると、+@2
図(b)の2点m勝のごと(可読性プレート15が俊形
し、圧力発生室12の圧力は瞬時に上昇し倫撃波を生ず
る。インク滴の噴出に必要な圧力値はほぼ01〜(1’
8 ki? / crrr程度が必女である。
第3図は本発明方法を具体的に実現するだめの実施例を
示すプルツク図である、1は第2図で示した素子ヘッド
7個全上下に集積したインク噴射ヘノド不俸、2は図示
、されていないインク貯威室より、前記インク噴射ヘッ
ド1にインクを供給するためのインク供給口、11は噴
射ノズル孔、16A、16B、16C,16D、16E
、16F。
1’6 Gピエゾ振動子であり、3は一定の周波数およ
び売巾の父番信号からなる第2の駆動信号を印刀口し、
前記ピエゾ振動子16A、16B、]6C。
16D、16F;、16F、16Gに微小戯1Jの振動
を常に与える第2の駆@信号を発生ずるだめの駆動信号
発生器、4は前記第2の駆動信号を発生するための発撮
器で、本実施例ではRC正弦波発振器を使用しているが
、水晶発振素子を使った正弦波発振器でもよい、5A、
5B、5C,5D。
5FJ、5F、5Gは前記第1の駆動信号および前記第
2の駆動信号との両7すpグ1B号の和を生成する7す
pグ〃D算器でおり、110. IIIA、 1.11
B。
111C,IIIE、 111.F、 IIIG  お
よび112は信号かメである。
文字バクーンを記録用紙に印字する場合、前記インクメ
噴射ヘッド1の噴射ノズルエ1を図示していない記録紙
の送り方向と直角に1〜2閂の間隔で対抗させるととも
に本ヘッドを紙送り方向に直角に駆動させるごとく配置
する。
図にf6いて、前記発振器4は信号線112全通し一足
の周波μ、本実施例では30 KH7程度の高周波の正
弦波、すなわち前記第2の駆動信号を前記7すpグ加算
器5A、5B、5C,5D、5E。
5F、5Gを介してそれぞれ前記ピエゾ振動子16A、
16B、16C,16D、16E116F。
16Gへ供給し、常に微小振動、本実施例では002μ
m程度の振巾で振9IJJt−生じせしめ、これにより
前記圧力室12内に充填されているインク液を高周波で
、微小斂秦動させる。一方印字のための信号は図示され
ていない5X7のドツトマトリックス構成の文字発生器
、本実施例ではNEC製集積回路μPD403D−03
104i!しテいルカ、コ(7)文字発生器から、文字
印字信号が信号#1111A。
111B、 llIC,llID、 IIIE、 II
IF、 IIIGに前記第1の駆動信号として印加され
、さらに削d己アナpグ加算器5A、5B、5C,5D
、5E。
5F、5Gに加えられる。従って前記ピエゾ振動子16
A、16B、16c、16D、16E116F、16G
は前記第1および第2の両駆動信号が加算されて、駆動
される。すなわち、前記ピエゾ振動子16A、16B、
16C,16D。
16B% 16F、16Gは前記第2の駆動16号によ
り、高周波数かつ微小振巾の債動全与えられた状態にお
いて、印字のための前記第1の駆#l信号が印加される
このため、圧力発生室12内のインク液は前記第2の駆
動信号により印字可能時に高周波の正弦波でかつ微少量
の振動が与えられているため、インクの粘性の影響を実
質的には極めて低い状態に保ちこの状態において、イン
ク液は前記第1の鳴動信号により瞬間的に噴射ノズル孔
11がら、噴射されるため、インクの粘性による噴射遅
れなしに迅速G′こインクを噴射し、5X7ドノトの文
字パターンを尚速に記録紙に印字することができる。
以上nil!したように、不発明のインク噴射ヘッドの
駆動方法は尚印字品位に関連しないインクの粘性を比較
的簡単でかつ安価な手段によって、みか(す上慢めて低
(することができ、遅れのないインク噴射特性すなわち
、良好な高周波数特性をゼするインクジェットプリンタ
用インク噴射ヘッドの駆動方法を実現することができる
以上本発明につき詳細に説明したが、本発明の呻旨を逸
脱しない範囲での変形は明らかに可能であり、1メ上の
記述が不発明の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】 @1図(a)、(b)は既知の噴射へノド概略図で、第
2図は本発明の方法に用いられるインクジェットプリン
タ用インク噴射ヘッドの素子ヘッドを説明するための図
で、第3図は第2図で示した素子ヘッドを7個上下に集
積した本発明のインク噴射へソドの駆動方法の具体的な
一笑施例をンバすプ1lffツク図である。 図において、1はイ/り噴射ヘッド本体、2はインク供
給口、3は駆動信号発生器、4は発掘器、5A、5B、
5C,5D、5E、5F、5Gはアナログ加算器、10
は基板、11は噴射ノスル、12は圧力発生器、13は
チャンバ室、14はインクチャンバ室、15は0T撓性
プレート、16.16A116B、16C,16D、1
6E、16F、16Gはピエゾ振動子、16−1.16
−2はリード線、110、IIIA、IIIB、llI
C,llID。 111E、IIIF、IIIGは各々信号紛である。 第1図 (α) 第2図 ((1) Cb)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. インクチャンバ室と、前記インクチャンバ室とインクを
    供給する絞りチャネル部により連かれた圧力発生室と、
    前記圧力発生室の一端に配置されたインクの滴の噴射方
    向を定めるための平行管路形状を有する噴射ノスルとか
    ら成るジェットチャネル系を形成する噴射チャンネル基
    板と、前記噴射チャネル基板のシェフ)チャンイル系を
    形成するように取付けた可撓性プレートと、前記圧力発
    生室の容積変化を生じさせるため前記可撓性プレート上
    に取付けたピエゾ振動子とを具備し、前記圧力発生室の
    容積を急激に減少させ液圧を発生させてインク崗を噴射
    するインク噴射ヘッドの駆動方法において、前記ピエゾ
    振動子に前記液圧を発生させるだめの第1の駆#信号の
    外に、一定の周波数、および振巾の交番信号がなる第2
    の駆動信号を印加し、前記ピエゾ振動子に微小振巾の撮
    動を常に与えること全特徴とするインクジェットプリン
    ク用インク噴射ヘッドの駆動方法。
JP3855583A 1983-03-09 1983-03-09 インクジエツトプリンタ用インク噴射ヘツドの駆動方法 Pending JPS59164151A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01127361A (ja) * 1987-11-12 1989-05-19 Canon Inc 記録ヘッドの制御回路
JPH01157861A (ja) * 1987-09-11 1989-06-21 Dataproducts Corp インクジェット装置における音響的マイクロストリーミング
US5477253A (en) * 1991-11-13 1995-12-19 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Ink jet recording apparatus
US5650802A (en) * 1992-09-07 1997-07-22 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Ink dispersion device for liquid droplet ejecting apparatus

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