JPS62189168A - ドロツプオンデマンドインクジエツトヘツドの駆動方法 - Google Patents
ドロツプオンデマンドインクジエツトヘツドの駆動方法Info
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- JPS62189168A JPS62189168A JP3118086A JP3118086A JPS62189168A JP S62189168 A JPS62189168 A JP S62189168A JP 3118086 A JP3118086 A JP 3118086A JP 3118086 A JP3118086 A JP 3118086A JP S62189168 A JPS62189168 A JP S62189168A
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001454 recorded image Methods 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
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- B41J2/005—Typewriters 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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- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
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- B41J2002/14338—Multiple pressure elements per ink chamber
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、情報処理装置のデータ出力を行なうためのプ
リンタに関し、詳しくは高画質を得るためのドロップオ
ンデマンドインクジェットヘッドの駆動方法に関する。
リンタに関し、詳しくは高画質を得るためのドロップオ
ンデマンドインクジェットヘッドの駆動方法に関する。
（従来技術とその問題点）
従来、この種のヘッドの一例として、第５図（ａ）。
（ｂ）、（ｅ）に示すものが既に知られている。同図（
ａ）は平面図を、（ｂ）は弾性プレート４を除いた平面
図を、（Ｃ）はそのＢ−Ｂ’断面図を示す。これは、電
気機械変換手段として、例えば圧電素子３を用い、圧電
素子３の両電極面に記録信号に応じた電圧を印加するこ
とにより、圧電素子３を伸縮変化させて、弾性プレート
４をたわませ、弾性プレート４と基板とで形成された圧
力室２の容積変化を生じせしめる。この容積変化により
、圧力室２の内圧を瞬時に上昇させ、ノズル１よりイン
ク滴を噴射することができる。このＨ′ｔ’Ｎ インク滴が、媒体上に付着することにより、記録が行な
われる。印加電圧除去後は、弾性プレート４は時間の経
過と共に、初めの状態に復帰する。この様な構成のヘッ
ドの例としては、特公昭５３゜１２１３８号公報等が挙
げられる。
ａ）は平面図を、（ｂ）は弾性プレート４を除いた平面
図を、（Ｃ）はそのＢ−Ｂ’断面図を示す。これは、電
気機械変換手段として、例えば圧電素子３を用い、圧電
素子３の両電極面に記録信号に応じた電圧を印加するこ
とにより、圧電素子３を伸縮変化させて、弾性プレート
４をたわませ、弾性プレート４と基板とで形成された圧
力室２の容積変化を生じせしめる。この容積変化により
、圧力室２の内圧を瞬時に上昇させ、ノズル１よりイン
ク滴を噴射することができる。このＨ′ｔ’Ｎ インク滴が、媒体上に付着することにより、記録が行な
われる。印加電圧除去後は、弾性プレート４は時間の経
過と共に、初めの状態に復帰する。この様な構成のヘッ
ドの例としては、特公昭５３゜１２１３８号公報等が挙
げられる。
圧電素子に駆動パルスを与え始める時刻をＯとして、ノ
ズル部インクが圧力波によってノズル外側に動き始める
時刻をｔ、その後徐々に流速が速くなり、頂点に達した
後、逆に速度が下がり、速度０となる時刻をｔとすると
、インク滴速度をＶ、ノズル断面積をＡとして、インク
滴体積Ｑは、おおよそ、Ｑ （ｔ−ｔ）−ｖ−Ａ
（第１式）と表わせる。一般に、１−１
は、インクジェットヘッドの圧力室の圧力固有振動のう
ちの最も支配的なモードの固有周期の１／２周期の時間
に一致し、第５図の例の場合では最も成分の大きな支配
的振動モードは、第６図に示される１次モードである。
ズル部インクが圧力波によってノズル外側に動き始める
時刻をｔ、その後徐々に流速が速くなり、頂点に達した
後、逆に速度が下がり、速度０となる時刻をｔとすると
、インク滴速度をＶ、ノズル断面積をＡとして、インク
滴体積Ｑは、おおよそ、Ｑ （ｔ−ｔ）−ｖ−Ａ
（第１式）と表わせる。一般に、１−１
は、インクジェットヘッドの圧力室の圧力固有振動のう
ちの最も支配的なモードの固有周期の１／２周期の時間
に一致し、第５図の例の場合では最も成分の大きな支配
的振動モードは、第６図に示される１次モードである。
インクジェット記録方式によって、高解像度の記録を行
なおうとすると、インク滴を高密度に打ち込む必要があ
るが、ただ単にインク滴を高密度に打ち込んだのでは記
録媒体上の単位面積当たりのインク付着量が増加して！
−まうため、インクが媒体にで流れてしまう等の問題が
起こる。
なおうとすると、インク滴を高密度に打ち込む必要があ
るが、ただ単にインク滴を高密度に打ち込んだのでは記
録媒体上の単位面積当たりのインク付着量が増加して！
−まうため、インクが媒体にで流れてしまう等の問題が
起こる。
このため、高解像度の記録を行なうためには、インク滴
の体積を小さくする必要がある。従来のインクジェット
ヘッドにおいては、ノズル面積Ａを小さくしインク滴体
積Ｑを小さくする方法が行なわれているが、径の小さな
ノズルの加工そのものが難しい上、ノズルの詰まりも生
じやすくなるという欠点があり、実用上限界があった。
の体積を小さくする必要がある。従来のインクジェット
ヘッドにおいては、ノズル面積Ａを小さくしインク滴体
積Ｑを小さくする方法が行なわれているが、径の小さな
ノズルの加工そのものが難しい上、ノズルの詰まりも生
じやすくなるという欠点があり、実用上限界があった。
又、インク滴速度Ｖを小さくしてインク滴体積Ｑを小さ
くする方法では、インク滴速度Ｖが小さくなると、イン
ク滴径が小さくなることとあいまって風等の外乱の影響
を受けやすくなるためにドツトの位置決め精度が悪くな
ったり、インク滴がノズル面に付着してノズル内への気
泡巻き込みの原因となるためにインク滴噴射安定性が悪
化したりする等の大きな問題があった。
くする方法では、インク滴速度Ｖが小さくなると、イン
ク滴径が小さくなることとあいまって風等の外乱の影響
を受けやすくなるためにドツトの位置決め精度が悪くな
ったり、インク滴がノズル面に付着してノズル内への気
泡巻き込みの原因となるためにインク滴噴射安定性が悪
化したりする等の大きな問題があった。
更に、ノズルから噴射するインク滴体積Ｑを制御しよう
とした場合インク滴が小さい時にはインクへ 滴速度Ｖが小さくなり、インク滴が大きい程インク滴速
度が早くなる傾向にあり、このため記録用紙上における
インク滴位置決め精度が極端に悪くなり、記録画質が悪
くなると言う大きな問題もあった。
とした場合インク滴が小さい時にはインクへ 滴速度Ｖが小さくなり、インク滴が大きい程インク滴速
度が早くなる傾向にあり、このため記録用紙上における
インク滴位置決め精度が極端に悪くなり、記録画質が悪
くなると言う大きな問題もあった。
（発明の目的）
本発明の目的は、上記欠点を解決し、困難な微小ノズル
加工を必要とせず、又、インク滴速度の低下を招くこと
なく、かつ、従来と同じノズル径、圧力室形状でも、非
常に微細なインク滴形成から大きなインク滴形成まで可
能なドロップオンデマンドインクジェットヘッドの駆動
方法を提供することである。
加工を必要とせず、又、インク滴速度の低下を招くこと
なく、かつ、従来と同じノズル径、圧力室形状でも、非
常に微細なインク滴形成から大きなインク滴形成まで可
能なドロップオンデマンドインクジェットヘッドの駆動
方法を提供することである。
（発明の構成）
本発明は、少なくとも、圧力室と、前記圧力室の一端に
設けられたノズルと、前記圧力室の容積変化を生じさせ
るために取り付けた圧電素子を具備し、前記圧電素子に
電気信号を印加することで圧力室の容積変化を瞬時に生
じ、噴射圧を発生させて、インク滴を噴射するドロップ
オンデマンドインクジェットヘッドにおいて、圧力室内
で発生する圧力固有振動の振動モードのうちの任意の高
次モードの波形における振幅の腹の部分のうちのいくつ
かに対応する位置に、複数個の圧電素子が取り付けられ
ており、かつそれらの複数個の圧電素子が高次モードの
振動波形と一致した位相で駆動され、かつ印加波形の電
圧を同時に可変することを特徴とするドロップオンデマ
ンドインクジェットヘッドの駆動方法である。
設けられたノズルと、前記圧力室の容積変化を生じさせ
るために取り付けた圧電素子を具備し、前記圧電素子に
電気信号を印加することで圧力室の容積変化を瞬時に生
じ、噴射圧を発生させて、インク滴を噴射するドロップ
オンデマンドインクジェットヘッドにおいて、圧力室内
で発生する圧力固有振動の振動モードのうちの任意の高
次モードの波形における振幅の腹の部分のうちのいくつ
かに対応する位置に、複数個の圧電素子が取り付けられ
ており、かつそれらの複数個の圧電素子が高次モードの
振動波形と一致した位相で駆動され、かつ印加波形の電
圧を同時に可変することを特徴とするドロップオンデマ
ンドインクジェットヘッドの駆動方法である。
（実施例）
次に、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。第１図が本発明の実施例を示す図である。同図
（ａ）は平面図を、（ｂ）は弾性プレート４を除いた平
面図を、（ｃ）はそのＡ−Ａ”断面図を示す。
明する。第１図が本発明の実施例を示す図である。同図
（ａ）は平面図を、（ｂ）は弾性プレート４を除いた平
面図を、（ｃ）はそのＡ−Ａ”断面図を示す。
ヘッドは、ノズル１、圧力室２、オリフィス５、及び、
インク溜６を構成するノズルプレート７、ノズルプレー
ト７と共に圧力室を構成する弾性プレート４、の２枚の
プレートを接合し、圧力室の真上に圧電素子（１）３１
、圧電素子（２）３２、圧電素子（３）３３を貼り付け
て形成されている。
インク溜６を構成するノズルプレート７、ノズルプレー
ト７と共に圧力室を構成する弾性プレート４、の２枚の
プレートを接合し、圧力室の真上に圧電素子（１）３１
、圧電素子（２）３２、圧電素子（３）３３を貼り付け
て形成されている。
第２図は、このヘッドにおける圧力固有振動の５次のモ
ードと、ヘッドの形状及び圧電素子取付位置との位置関
係を示しており、圧電素子（１，）３１〜（３）３３は
、このモードの節の部分を境界とし、腹の部分に対応す
る位置に貼り付けられている。１つのドツトに対する各
記録信号に対応して、圧電素子（１）３１〜（３）３３
に第３図に示されるようなタイミングで電圧を印加する
と、圧電素子（１）３１〜（３）３３が伸縮変化し、弾
性プレート４を撓ませ、圧力室２の容積変化を生じる。
ードと、ヘッドの形状及び圧電素子取付位置との位置関
係を示しており、圧電素子（１，）３１〜（３）３３は
、このモードの節の部分を境界とし、腹の部分に対応す
る位置に貼り付けられている。１つのドツトに対する各
記録信号に対応して、圧電素子（１）３１〜（３）３３
に第３図に示されるようなタイミングで電圧を印加する
と、圧電素子（１）３１〜（３）３３が伸縮変化し、弾
性プレート４を撓ませ、圧力室２の容積変化を生じる。
この容積変化により、圧力室２の内圧は瞬時に上昇し、
ノズル１よりインク滴が噴射される。ここで、特に、第
２図に示される５次モードの固有周期もと一致するよう
な位相差を有する駆動電圧、例えば第３図に示されるよ
うな駆動電圧（Ｖ）を各圧電素子に印加すると、圧力室
内には、５次モードの圧力固有振動が選択的に励起され
る。この場合の、圧力室内の圧力伝播の様子を時間の経
過と共に示したものが、第４図である。５次モードの固
有周期は、１次モードの固有周期に比べて非常に短いた
め、第１式における１−１が非常に小さくなり、インク
滴体積Ｑも小さくなる。
ノズル１よりインク滴が噴射される。ここで、特に、第
２図に示される５次モードの固有周期もと一致するよう
な位相差を有する駆動電圧、例えば第３図に示されるよ
うな駆動電圧（Ｖ）を各圧電素子に印加すると、圧力室
内には、５次モードの圧力固有振動が選択的に励起され
る。この場合の、圧力室内の圧力伝播の様子を時間の経
過と共に示したものが、第４図である。５次モードの固
有周期は、１次モードの固有周期に比べて非常に短いた
め、第１式における１−１が非常に小さくなり、インク
滴体積Ｑも小さくなる。
このようにして形成された微小インク滴が、インク滴速
度の低下を招くことがなく媒体上に付着することにより
、微小ドツトの記録が行なわれる。印加電圧除去後は、
弾性プレート４は時間の経過と共に、始めの状態に復帰
する。
度の低下を招くことがなく媒体上に付着することにより
、微小ドツトの記録が行なわれる。印加電圧除去後は、
弾性プレート４は時間の経過と共に、始めの状態に復帰
する。
一方、各圧電素子に印加する電圧を」二記微小インク滴
を発生するときの印加電圧（Ｖ）以」二に設定（例えば
印加電圧をＶ＞Ｖ＞Ｖとする）、可変することでインク
滴体積Ｑが太き（なりかつインク滴速度もより早くなる
。この結果風等の外乱の影響によるドツトの位置決め精
度の低下は発生させずに、インク滴体積Ｑを可変にする
ことが可能となり、記録画質の悪化と言う問題を解決で
きた。
を発生するときの印加電圧（Ｖ）以」二に設定（例えば
印加電圧をＶ＞Ｖ＞Ｖとする）、可変することでインク
滴体積Ｑが太き（なりかつインク滴速度もより早くなる
。この結果風等の外乱の影響によるドツトの位置決め精
度の低下は発生させずに、インク滴体積Ｑを可変にする
ことが可能となり、記録画質の悪化と言う問題を解決で
きた。
圧力固有振動の腹の部分に一致するように圧電素子を取
りつける圧力室の振動モードが５次であること、取りつ
けられる圧電素子の枚数が３枚であること、及び、圧電
素子の駆動信号うのタイミングが第３図に示されている
タイミングであることば、本発明の構成を限定するもの
ではない。又、印加電圧を本実施例ではＶ、Ｖ、Ｖと３
点で説明したが、この印加電圧は連続的可変に出来るこ
とは明白である。
りつける圧力室の振動モードが５次であること、取りつ
けられる圧電素子の枚数が３枚であること、及び、圧電
素子の駆動信号うのタイミングが第３図に示されている
タイミングであることば、本発明の構成を限定するもの
ではない。又、印加電圧を本実施例ではＶ、Ｖ、Ｖと３
点で説明したが、この印加電圧は連続的可変に出来るこ
とは明白である。
（発明の効果）
本発明は、以上説明したように、圧力室内で発生するの
圧力固有振動の振動モードのうちの任意の高次モードの
波形における振幅の腹の部分のうちのいくつかに対応す
る位置に、複数個の圧電素子を取り付け、前記モードの
位相に一致する駆動信号電圧の大きさを可変にするよう
に前記圧電素子を駆動することにより、困難な微小ノズ
ル加工をすることなく、従来と同じ圧力室形状で、非常
に微細なインク滴から大きなインク滴を噴射することが
できるため、高画質な出力記録を得ることができるとい
う効果を有するものである。
圧力固有振動の振動モードのうちの任意の高次モードの
波形における振幅の腹の部分のうちのいくつかに対応す
る位置に、複数個の圧電素子を取り付け、前記モードの
位相に一致する駆動信号電圧の大きさを可変にするよう
に前記圧電素子を駆動することにより、困難な微小ノズ
ル加工をすることなく、従来と同じ圧力室形状で、非常
に微細なインク滴から大きなインク滴を噴射することが
できるため、高画質な出力記録を得ることができるとい
う効果を有するものである。
第１図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の方法に用い
られるインクジェットヘッドの実施例を示す図であり、
（ａ）は平面図を、（ｂ）は弾性プレートを除いた平面
図を、（ｅ）はＡ−Ａ’断面図を示す。第２図は、実施
例における圧力固有振動の５次のモードと、ヘッドの形
状及び圧電素子取付位置との位置関係を示す図。第３図
は、実施例において圧電素子に与える駆動信号の例を示
す図である。第４図は、圧力室内の圧力伝播の様子を時
間の経過と共に示した図。第５図（ａ）。 （ｂ）、（ｃ）は、ドロップオンデマンドインクジェッ
トヘッドの概念図を示しており、（ａ）は平面図を、（
ｂ）は弾性プレートを除いた平面図を、（ｅ）はＢ−Ｂ
’断面図を示す。第６図は、第５図のヘッドにおける圧
力固有振動の１次のモードを示す図である。 図において、１はノズルを、２は圧力室を、３は圧電素
子を、４は弾性プレートを、５はオリフィスを、６はイ
ンク溜を、７はノズルプレートを、３Ｚ、圧電素子（、
？） （ｂ） （ｃ） 多 ２ 図 探 慢 多 ４ 而
られるインクジェットヘッドの実施例を示す図であり、
（ａ）は平面図を、（ｂ）は弾性プレートを除いた平面
図を、（ｅ）はＡ−Ａ’断面図を示す。第２図は、実施
例における圧力固有振動の５次のモードと、ヘッドの形
状及び圧電素子取付位置との位置関係を示す図。第３図
は、実施例において圧電素子に与える駆動信号の例を示
す図である。第４図は、圧力室内の圧力伝播の様子を時
間の経過と共に示した図。第５図（ａ）。 （ｂ）、（ｃ）は、ドロップオンデマンドインクジェッ
トヘッドの概念図を示しており、（ａ）は平面図を、（
ｂ）は弾性プレートを除いた平面図を、（ｅ）はＢ−Ｂ
’断面図を示す。第６図は、第５図のヘッドにおける圧
力固有振動の１次のモードを示す図である。 図において、１はノズルを、２は圧力室を、３は圧電素
子を、４は弾性プレートを、５はオリフィスを、６はイ
ンク溜を、７はノズルプレートを、３Ｚ、圧電素子（、
？） （ｂ） （ｃ） 多 ２ 図 探 慢 多 ４ 而
Claims (1)
- （１）少なくとも、圧力室と、前記圧力室の一端に設け
られたノズルと、前記圧力室の容積変化を生じさせるた
めに取り付けた圧電素子を具備し、前記圧電素子に電気
信号を印加することで圧力室の容積変化を瞬時に生じ、
噴射圧を発生させて、インク滴を噴射するドロップオン
デマンドインクジェットヘッドにおいて、圧力室内で発
生する圧力固有振動の振動モードのうちの任意の高次モ
ードの波形における振幅の腹の部分のうちのいくつかに
対応する位置に、複数個の圧電素子が取り付けられてな
るドロップオンデマンドインクジェットヘッドの前記複
数個の圧電素子が、前記高次モードの振動波形と一致し
た位相で駆動され、かつ印加波形の電圧を可変にするこ
とを特徴とするドロップオンデマンドインクジェットヘ
ッドの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3118086A JPS62189168A (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | ドロツプオンデマンドインクジエツトヘツドの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3118086A JPS62189168A (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | ドロツプオンデマンドインクジエツトヘツドの駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62189168A true JPS62189168A (ja) | 1987-08-18 |
Family
ID=12324247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3118086A Pending JPS62189168A (ja) | 1986-02-14 | 1986-02-14 | ドロツプオンデマンドインクジエツトヘツドの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62189168A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0608135A2 (en) * | 1993-01-22 | 1994-07-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Ink jet head |
| EP1199173A2 (en) * | 1996-10-29 | 2002-04-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ink jet recording apparatus and its manufacturing method |
-
1986
- 1986-02-14 JP JP3118086A patent/JPS62189168A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0608135A2 (en) * | 1993-01-22 | 1994-07-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Ink jet head |
| EP0608135A3 (en) * | 1993-01-22 | 1994-09-14 | Sharp Kk | Ink jet head. |
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