JPS629433B2 - - Google Patents

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JPS629433B2
JPS629433B2 JP53142987A JP14298778A JPS629433B2 JP S629433 B2 JPS629433 B2 JP S629433B2 JP 53142987 A JP53142987 A JP 53142987A JP 14298778 A JP14298778 A JP 14298778A JP S629433 B2 JPS629433 B2 JP S629433B2
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JP
Japan
Prior art keywords
ink
pulse
drive pulse
ink droplets
driving
Prior art date
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Expired
Application number
JP53142987A
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English (en)
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JPS5569475A (en
Inventor
Kiichi Kawamura
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP14298778A priority Critical patent/JPS5569475A/ja
Publication of JPS5569475A publication Critical patent/JPS5569475A/ja
Publication of JPS629433B2 publication Critical patent/JPS629433B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B41J2/07Ink jet characterised by jet control
    • B41J2/12Ink jet characterised by jet control testing or correcting charge or deflection

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプリンターなどに用いられインクを印
刷入力信号に応じて噴射して記録を行ういわゆる
オンデイマンド型のインクジエツト記録装置の駆
動方法に関する。
インクジエツト記録装置については、すでにい
くつかの方式が提案されているが、第1図に示す
如くインクを噴射するヘツド1のインク室の一壁
にピエゾ素子2を配しこのピエゾ素子2に記録信
号に応じた電気信号3(電圧)を与えることによ
つて生ずるピエゾの変形を利用してインク室4内
の液圧を高めノズル5からインク滴を噴射するオ
ンデマンド型インクジエツト方式が簡略な構成で
実現できることなどの理由で最近特に注目されて
いる。
しかし、かかるインクジエツト方式はインクオ
ンデイマンド型であるためある時点でインク滴を
形成した後、次にインク滴形成をおこなうまでの
時間間隔は印刷される字体等により当然不規則に
変化しこれによりインク滴の大きさが変化して同
一の印刷文字等の中でも印刷文字等を構成する単
位ドツトの大きさが変化するという欠点を持つて
いる。
本発明は上述の欠点を除き、ある時点でインク
滴を形成した後、次にインク滴形成を行なうまで
の時間間隔の大小によつてインク滴の大きさの変
化する理由を解析し、インク滴の変化の状況を定
量化して、これを補正する手段を持たせることに
よつて上記駆動パルス間の時間間隔にかかわらず
一定のインク滴を形成し得るインクジエツト記録
装置の駆動方法を提供することを目的とする。
本発明のインクジエツト記録装置の駆動方法
は、 「印刷指令信号に応じてインク圧力発生素子に
電気的駆動パルスを印加し、 前記インク圧力発生素子により発生する圧力に
よりノズルからインク滴を噴射すると共に、 前記駆動パルスの直前に印加された駆動パルス
から次に印加する駆動パルスまでの時間間隔を短
くしていつた場合、 一定の長さの時間間隔までは一定量のインク滴
が、さらに時間間隔を短くするとインク滴の量が
少なくなり、さらに時間間隔を短くするとインク
滴の量が前記一定量のインク滴の量より多くなる
特性を有するインクオンデイマンド型の」 インクジエツト記録装置の駆動方法において、 駆動パルスを印加する際、直前の駆動パルスか
らの経過時間が前記インク滴の量が少ない時間間
隔に対応する場合は 最初の印刷指令信号による駆動パルスに対し、
パルスの高さ、幅の少なくとも一方を大きくし、
駆動エネルギーを大きくした駆動パルスを印加し 直前の駆動パルスからの経過時間が前記インク
滴の量が多い時間間隔に対応する場合は、 最初の印刷指令信号による駆動パルスに対し、
パルスの高さ、幅の少なくとも一方を小さくし、
駆動エネルギーを小さくした駆動パルスを印加す
ることを特徴とする。
第1図で示したインクジエツトヘツドのインク
をノズルから噴射するためインクに圧力を印加す
るインク圧力発生素子であるピエゾ素子2を駆動
する電気信号3としてサイン状や矩形状の電圧を
印加するが矩形状のパルス電圧を加える場合にも
ピエゾ素子2を定常よりインク室4の内側へ撓ま
せてインク圧を増すことによつてノズル5よりイ
ンクを噴出させパルス電圧が切れた後ピエゾ素子
2の復帰でインク室4内のインク圧を負圧にしノ
ズル5より噴射したインクをインク滴にするとと
もに図示しないインクタンクよりインク室4内へ
インクを供給する方法と、パルス電圧を、ピエゾ
素子2がインク室4の外観へ撓むように印加する
ことによつて先ずインク室4内にインクを供給
し、パルスが切れた後のピエゾ素子2の復帰によ
つてインク室4内のインク圧を増してノズルより
インクを噴射する方式があるが、第2図は後者の
方法で駆動したときのある時間で駆動パルスを印
加しインク滴を形成した後、次に駆動パルスを印
加しインク滴を形成するまでの時間間隔(以下、
インク滴形成間隔又は駆動パルス印加間隔とい
う)を、便宜的に駆動周波数としてとらえ、横軸
にとり、それによつて形成されるインク滴の体積
(V)を縦軸にして相関を示したものである。こ
れによると、駆動パルス印加間隔が長いと(即
ち、周波数が低いとき、f1以下では)、インク滴
の大きさはほぼ一定である。しかし、駆動パルス
印加間隔が短くなる(即ち、周波数がf1以上にな
ると)インク滴の大きさが大きく変化、駆動パル
ス駆動間隔が短くなり、周波数がf1を越えるとイ
ンク滴は次第に小さくなり、周波数f2で最少にな
つた後は逆に大きくなり、周波数f3で最大になつ
た後、若干小さくなつてf4以上の周波数では(即
ち、駆動パルス印加間隔が非常に短くなると)噴
射不能となる。f1〜f4およびインク滴の大きさの
変化度合は、インクジエツトヘツドの形、大きさ
などによつて変わるが、一般的にはf1は1〜
3KHz、f2は2〜6KHz、f3は3〜12KHz、f4は3
〜20KHzくらいでありインク滴の大きさは駆動
パルス印加間隔が長い場合の大きさに対して20%
以上変化する。このようにインク滴の大きさが変
化する理由は、インク滴の形成過程(第3図)を
観察すれば理解される。この第3図は、第1図の
ノズル先端部のみを拡大して示したもので駆動パ
ルス印加間隔が長いときはインク滴は(a)→(b)→(c)
→(d)→(e)(→(a)→……)の過程で形成される。つ
まり、駆動パルス印加間隔が長いとき(周波数f1
以下)で駆動するとき、駆動パルス印加前の状態
は(a)に示す如くインク6はノズル先端まで満され
ておりわずかに負のメニスカス7が形成され、イ
ンク6は静止している。駆動パルスが印加される
と、前述の如く先ず、インク室4内が負圧になる
ためインクタンクからインクの供給を受けるとと
もにノズル近傍のインク5も内部へ吸い込まれ(b)
に示す如くインク6は矢印8の方向に動き、イン
ク表面10はノズル先端より引き込まれる。次に
駆動パルスが解除されるとピエゾ素子2が元に復
帰しインク室4内のインクが加圧されるのでイン
ク6は矢印9の方向に動き続いて(c)に示す如くノ
ズル先端より飛び出す。インク室4内のインクは
前述のように駆動パルス負圧→加圧された後小さ
な液振動を起して再び負圧になるので(d)に示す如
く、インク6は再び矢印11の方向に動き飛び出
したインク12は既に速度をもつているためノズ
ル内に引き込まれることなく引きちぎられインク
滴となる。そのあと(e)に示す如く矢印112の方
向にインク6が動き(a)の状態に復帰する。
このように駆動パルス印加間隔が長いとき(周
波数f1以下の場合)は上述の(a)→(e)→(a)→(e)→…
…の過程でインク滴が形成されるため駆動条件に
変化がなくインク滴も一定の大きさになる。しか
し駆動パルス印加間隔を短くする(周波数f2の場
合)と(a)の状態に復帰する前に駆動パルスが印加
され(a)の状態がなく(e)→(b)→(c)→(d)→(e)→……の
順でインク滴が形成されるためインクのメニスカ
スの状態が変化しインク滴の大きさが変化してく
る。
即ちf1を越えると(周波数f2の場合)インク6
が矢印112の方向に動いている(e)の状態で次の
駆動パルスが(a)の状態をとびこえて(b)の状態に移
行する。その場合駆動パルスは矢印111の方向
へインクは矢印112の方向へ動いているので互
いに打ち消し合つて(b)の状態でのインク表面10
の引き込みが少なくなる。そのため、そのあとの
(c)→(d)にかけ形成されるインク滴は小さくなる。
続いてさらに駆動パルス印加間隔を短くする(周
波数f3の場合)と周波数f2の場合も同様(a)の状態
がなく(e)→(b)→(c)→(d)→(e)→……の順にインク滴
が形成されるが、(e)の矢印111の方向にインク
6が動いているときに次の駆動パルスが印加され
ることになり、この状態は上と全く逆の状態であ
つて、(e)の状態の矢印111の動きは(b)の状態で
駆動パルスを印加して動かす方向(矢印8)と同
じ方向であり、インクの吸い込み10が大きくな
り噴射するインク滴も大きくなる。その後さらに
駆動パルス印加間隔を短くする(周波数f4の場
合)と(d)の状態以前に次の駆動パルスが印加され
ることになりもはや満足なインク噴射が不能にな
つて、ついには噴射不能になる。以上の如く駆動
パルス印加間隔の大小によつてインク滴の大きさ
が変化するが、f2、f3の状態は振動系でいう反共
振、共振に相当するものと考えられる。即ちf2
は駆動パルス印加直前のインクの動きと直後の動
きが相反し噴射インピーダンスの最も大きい状態
であり、f3では逆に噴射インピーダンスが最小の
状態である。
以上の述べたインク滴の変化する状況はインク
ジエツトヘツドが定まれば、ほゞ一定になること
は、上述のインク滴形成過程からの説明で理解さ
れる。この様なヘツドで印写を行うとき、常にf1
以下の周波数に対応した駆動パルス印加間隔で駆
動を行えば問題はないが、記録速度の遅い装置と
なつてしまう。f3迄の周波数に対応した駆動パル
ス印加間隔で駆動できればf1迄の周波数に対応し
た駆動パルス駆動間隔での駆動に比べて数倍の記
録速度が得られるが、インク滴の大きさが不均一
となつて記録品質が劣化する。本発明では、オン
デイマンド型のインクジエツト記録がこのように
インク滴が変化することをつかむことができたの
で、インク滴の大きさを補正する手段を付加する
ことによつて上述した方法により駆動をおこない
駆動パルス印加間隔の大小にかかわらずほゞ一定
のインク滴で印写可能なインクジエツト記録装置
を提供することができ、その一実施例を第4図に
示す。
第4図は本発明の駆動方法により駆動をおこな
うインクジエツト記録装置の実施例ブロツク図で
あり13は印写すべき文字、図形などに応じてヘ
ツド駆動の指令を出す印写指令部であり14は前
回インクを噴射した時点から今回噴射するまでの
時間(駆動パルス印加間隔)を判定する判断部、
15は判断部14にもとづいてヘツドの駆動条件
を決定する駆動パルス形成部、16はヘツドを駆
動するための駆動部であり、17はインクジエツ
トヘツドである。
ここで駆動パルス印加間隔を判定するには基準
クロツクを作成し、1つの駆動パルスから次の駆
動パルスまでに何発のクロツクが発生したかをカ
ウントする等、周知の技術で容易に計測できる。
この計測値をあらかじめ記憶された基準のクロツ
ク数(駆動パルス印加間隔)と比較し、駆動条件
を決める訳である。
印写指令部13よりヘツド駆動指令が出たと
き、判断部14において前回の噴射時との時間を
判定し駆動パルス形成部15においてその時間に
応じた駆動パルスを形成する。即ち印刷指令が入
力したとき前回の駆動パルス印加からの噴射時間
間隔が長いとき(駆動パルス印加間隔が長いと
き)は第2図の特性を参酌しそれに応じた駆動パ
ルスを形成する。駆動パルス印加間隔が短くf2
傍に相当するときには、より大きい駆動エネルギ
ーとなる駆動パルスを形成し、f3近傍に相当する
ときには小さな駆動エネルギーとなる駆動パルス
を形成する。この状況を示す実施例2例を第5図
a,bとして示した。即ち第5図aでは駆動パル
スの波高値を変化させた例であり、bではパルス
幅を変化させて駆動エネルギーの大、小の駆動パ
ルスを形成した例である。このように駆動エネル
ギーを大きくするには駆動パルスの波高や幅を大
きくすればよい。最初の印字指令(印刷指令信
号)による駆動パルス18(駆動パルス18は最
初の印字指令(印刷指令信号)による駆動パルス
であるから周波数f1以下の場合に相当する)に続
いて次の駆動パルス19は、18のパルスとの時
間が短く第2図のf3近傍に相当するのでパルス波
高値を小さく(a)、又はパルス幅を短く(b)して、小
さな駆動エネルギーを与えて本来大きくなるべき
インク滴を小さくする。さらに続く印写指令によ
るパルス20は、直前のパルス19との時間が長
く(駆動パルス印加間隔が長く)第2図のf2近傍
に相当するのでパルス波高値を大きく(a)、又はパ
ルス幅を長く(b)して、大きな駆動力をヘツドに与
えて本来小さくなるべきインク滴を大きく形成す
る。さらに引き続く印写指令によるパルス22は
21との時間が長く駆動パルス印加時間間隔が長
いので中間の波高値又はパルス幅の駆動パルスに
よりヘツドを駆動する。
以上の如くしてインク滴の大きさが均一化して
印写することにより、記録品質が良く、高い周波
数で印写できる記録装置とすることができる。
なお具体的なパルス波高値、パルス幅はヘツド
の形状、寸度が定まれば、数値化できる。又、パ
ルス波高値と幅を変化させて制制することもでき
る。
なお実施例に述べたピエゾの駆動については、
逆極性のパルスや正伝波パルスによる駆動におい
てもインク滴の変化の度合など異なる面もある
が、上述と同じ考えでインク滴の均一化をはかる
ことができる。
このように、本発明のインクジエツト記録装置
の駆動方法によれば、印刷される文字、図形の形
状等によりインクをノズルから噴射するための駆
動パルス印加間隔が変わつても噴射されるインク
滴の大きさをほぼ一定にすることができ、オンデ
イマンド型のインクジエツト記録で問題となる印
刷ドツトの大きさのばらつきがない良好な印刷品
質を確保できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はオンデマンド型インクジエツト記録装
置の原理図、第2図はインク滴の大きさの変化を
示す図、第3図はインク滴形成過程を示す図、第
4図は本発明の一実施例となるインクジエツト記
録装置のブロツク図、第5図は第4図のヘツド駆
動パルスを示す図である。 2……ピエゾ素子、5……ノズル、13……印
写指令部、14……判断部、15……駆動パルス
形成部、16……駆動部、17……インクジエツ
トヘツド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 印刷指令信号に応じてインク圧力発生素子に
    電気的駆動パルスを印加し、 前記インク圧力発生素子により発生する圧力に
    よりノズルからインク滴を噴射すると共に、 前記駆動パルスの直前に印加された駆動パルス
    から次に印加する駆動パルスまでの時間間隔を短
    くしていつた場合、 一定の長さの時間間隔までは一定量のインク滴
    が、さらに時間間隔を短くするとインク滴の量が
    少なくなり、さらに時間間隔を短くするとインク
    滴の量が前記一定量のインク滴の量より多くなる
    特性を有するインクオンデイマンド型の インクジエツト記録装置の駆動方法において、 駆動パルスを印加する際、直前の駆動パルスか
    らの経過時間が前記インク滴の量が少ない時間間
    隔に対応する場合は 最初の印刷指令信号による駆動パルスに対し、
    パルスの高さ、幅の少なくとも一方を大きくし、
    駆動エネルギーを大きくした駆動パルスを印加
    し、 直前の駆動パルスからの経過時間が前記インク
    滴の量が多い時間間隔に対応する場合は、 最初の印刷指令信号による駆動パルスに対し、
    パルスの高さ、幅の少なくとも一方を小さくし、
    駆動エネルギーを小さくした駆動パルスを印加す
    ることを特徴とする インクジエツト記録装置の駆動方法。
JP14298778A 1978-11-20 1978-11-20 Ink jet recorder Granted JPS5569475A (en)

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JP14298778A JPS5569475A (en) 1978-11-20 1978-11-20 Ink jet recorder

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JP14298778A JPS5569475A (en) 1978-11-20 1978-11-20 Ink jet recorder

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JPS5569475A JPS5569475A (en) 1980-05-26
JPS629433B2 true JPS629433B2 (ja) 1987-02-28

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ID=15328289

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