JPS6394850A - Method of driving ink jet recorder - Google Patents

Method of driving ink jet recorder

Info

Publication number
JPS6394850A
JPS6394850A JP23923286A JP23923286A JPS6394850A JP S6394850 A JPS6394850 A JP S6394850A JP 23923286 A JP23923286 A JP 23923286A JP 23923286 A JP23923286 A JP 23923286A JP S6394850 A JPS6394850 A JP S6394850A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
predetermined value
pulse waveform
ink
driving
inkjet recording
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP23923286A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2724141B2 (en
Inventor
Atsushi Aoki
淳 青木
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP23923286A priority Critical patent/JP2724141B2/en
Priority to US07/105,014 priority patent/US4897665A/en
Publication of JPS6394850A publication Critical patent/JPS6394850A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2724141B2 publication Critical patent/JP2724141B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D15/00Component parts of recorders for measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D15/16Recording elements transferring recording material, e.g. ink, to the recording surface
    • G01D15/18Nozzles emitting recording material
    • 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
    • B41J2/21Ink jet for multi-colour printing
    • B41J2/2121Ink jet for multi-colour printing characterised by dot size, e.g. combinations of printed dots of different diameter
    • B41J2/2128Ink jet for multi-colour printing characterised by dot size, e.g. combinations of printed dots of different diameter by means of energy modulation

Abstract

PURPOSE:To improve discharge stability by providing a composite wave form of two pulse shapes of an electric signal to be supplied to a piezoelectric element, and besides making it a pulse shape which enables the first pulse shape to be supplied and then the second pulse shape is supplied after passage of a specific time. CONSTITUTION:During a period in which an ink chamber 3 is initialized or which follows completion of the initialization, a negative pressure wave p1 makes a return trip through a nozzle after the lapse of 2l/c following the application of a negative pulse shape P1, and returns to the tip of the nozzle in the form of a positive pressure wave p1'. Timed to this, a voltage V3 and negative pulse P3 having a pulse width T1 are applied to provide a negative pressure wave p3. Consequently, the positive pressure wave p1 apparently disappears. After this, a positive pulse shape P2 is applied, and after the lapse of 4l/c, a positive pressure wave p2 shuttles twice through the nozzle. Therefore, after the lapse of 2l/c following the application of the positive pulse shape P2, a negative reflective wave p4' overlaps a positive reflective wave p2' and a pressure wave apparently goes out of sight. if a voltage V4 and a positive pulse shape P4 are applied. Thus high-precision printing can be effected.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、インクジェット記録装置の駆動方法に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for driving an inkjet recording apparatus.

[従来の技術] 従来、インクジェット記録装置に関しては、多くの方式
かある。これを大きく分けると、■連続噴射型、■イン
パルス型(オンデマント型)、■静電吸引型の3つであ
る。
[Prior Art] Conventionally, there are many types of inkjet recording apparatuses. Broadly speaking, there are three types: ■Continuous injection type, ■Impulse type (on-demand type), and ■Electrostatic suction type.

連続噴射型においては、連続的に吐出しているインクを
荷電、偏向させることによって記録を行うという原理の
ため、装置か複雑となり、インクの回収や清浄装置等も
必要となってくる。
In the continuous ejection type, since recording is performed by charging and deflecting ink that is continuously ejected, the device becomes complicated, and ink collection and cleaning devices are also required.

また、静電吸引型においては、その構造は比較的簡単で
あるが、高電圧を必要とし危険であり、しかも導電率等
のインク物性に制限が多い上に周波数応答性も悪い。
Furthermore, although the structure of the electrostatic suction type is relatively simple, it requires a high voltage and is dangerous. Moreover, there are many restrictions on the physical properties of the ink such as conductivity, and the frequency response is poor.

ところが、オンデマンド型においては、必要なときだけ
圧電素子等吐出エネルギ発生素子の圧力によってインク
滴を吐出させるとともに構造が非常に簡単であるので、
記録装置として大いに期待されている。
However, in the on-demand type, ink droplets are ejected only when necessary using the pressure of an ejection energy generating element such as a piezoelectric element, and the structure is very simple.
It is highly anticipated as a recording device.

次に記録装置における中間調表現方法について検討する
と、中間調表現としてはディザ法等のデジタル的なもの
と、記録ドツトサイズを変化させるアナログ的なものと
の2通りが考えられる。しかし、デジタル的中間調表現
法では、階調数を上げるために解像度を犠牲にしなけれ
ばならない。
Next, when considering the method of expressing halftones in a recording device, there are two possible ways to express halftones: a digital method such as a dither method, and an analog method that changes the recording dot size. However, in digital halftone representation methods, resolution must be sacrificed in order to increase the number of tones.

このため記録ドツトサイズを変化させて記録濃度を制御
するアナログ記録に期待が持たれている。
For this reason, there are expectations for analog recording in which the recording density is controlled by changing the recording dot size.

ところが、従来のインクジェット記録装置でインク吐出
量を制御するのは非常に困難であった。
However, it has been extremely difficult to control the amount of ink ejected with conventional inkjet recording apparatuses.

例えは連続噴射型では、インク吐出量を変化させること
は不可能である。また、静電吸引型では、アナログ的な
中間調表現が可能であるが階調幅を大きくすることが困
難である。さらに、オンデマント型では、インク吐出量
を制御するのに圧電素子に印加するパルス電圧やパルス
幅を変化させることによって行うが、このパルス波形の
変化だけでは階調幅を大きくすることは不可能であった
For example, in a continuous ejection type, it is impossible to change the amount of ink ejected. Furthermore, with the electrostatic attraction type, it is possible to express analog halftones, but it is difficult to increase the gradation width. Furthermore, with the on-demand type, the amount of ink ejected is controlled by changing the pulse voltage and pulse width applied to the piezoelectric element, but it is impossible to increase the gradation width by changing the pulse waveform alone. there were.

このため、濃度の異なるインクを使い分けることによっ
て大きな階調幅を持たせるようにしたインクジェット記
録装置(特開昭53−102034号公報)や、異なっ
たノズル径を複数個設けることによって階調幅を持たせ
るようにしたインクジェット装置等が知られている。し
かし、これらの方法では装置か全体として大型化、複雑
化するためコストアップの原因となってしまう。
For this reason, inkjet recording devices (Japanese Unexamined Patent Publication No. 102034/1983) are designed to provide a wide gradation range by using different inks of different densities, or by providing multiple nozzle diameters with different diameters. Inkjet devices and the like are known. However, these methods increase the size and complexity of the device as a whole, leading to increased costs.

一方、特公昭53−12138号に記載されているよう
に、圧電素子で単にインクを加圧してインク滴を吐出さ
せる方法よりも、特開昭55−17589号公報に記載
されているように、いったんインク室容積を増加させい
わゆるメニスカスを後退させたあとインクを加圧する方
法のほうが小さなインク滴を吐出させることが可能であ
るのみならず周波数応答性もすぐれていることか知られ
ている。
On the other hand, as described in Japanese Patent Publication No. 53-12138, rather than simply pressurizing ink with a piezoelectric element to eject ink droplets, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 17589-1980, It is known that a method of increasing the volume of the ink chamber and retracting the so-called meniscus and then pressurizing the ink is not only capable of ejecting smaller ink droplets but also has superior frequency response.

[発明が解決しようとする問題点] ところが、オリフィスからのインク吐出後、第4図につ
き後述するようにメニスカスは不安定に振動しながらオ
リフィスに復帰する。従って、環境温度の上昇や連続作
動によってインク温度が高くなった場合にインクの粘度
および表面張力が低下すると、振動はより激しいものと
なり吐出安定性に欠けることになる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, after ink is ejected from the orifice, the meniscus returns to the orifice while vibrating unstablely, as will be described later with reference to FIG. Therefore, if the viscosity and surface tension of the ink decrease when the ink temperature increases due to an increase in environmental temperature or continuous operation, the vibrations will become more severe and ejection stability will be impaired.

この振動の原因は、吐出パルスによって生じる圧力波が
ノズルの後端および先端で繰り返しはねかえる反射波に
よるものであり、この反射波の悪影響はインクジェット
記録装置において従来より解決すべき問題点の一つであ
った。
The cause of this vibration is the reflected waves caused by the pressure waves generated by the ejection pulses repeatedly bouncing off the rear end and tip of the nozzle. It was.

[問題点を解決するための手段] そこで本発明の目的は、上述の問題点を解決し、周波数
応答性、吐出安定性、階調性さらに記録精度に優れたイ
ンクジェット記録を広い温度範囲にわたって行なうこと
ができるインクジェット記録装置の駆動方法を提供する
ことにある。
[Means for Solving the Problems] Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and perform inkjet recording with excellent frequency response, ejection stability, gradation properties, and recording accuracy over a wide temperature range. An object of the present invention is to provide a method for driving an inkjet recording apparatus that can perform the following steps.

そこで、本発明ではインク滴吐出のためのノズル、およ
びインク滴吐出のための吐出エネルギを発生する圧電素
子に電気信号を供給することによって、吐出エネルギ作
用室の容積を減少させて吐出エネルギ作用室の容積を変
化させて吐出口からインク滴を吐出させて記録を行なう
インクジェット記録装置の駆動方法において、圧電素子
の配置部分から、電気信号の供給によって生じる圧力波
を反射する記録ヘッドの部分までの長さを1、インク中
の音速度をCとしたとき、圧電素子に供給する電気信号
を少くとも2つのパルス波形の複合波形とし第1のパル
ス波形を供給してから2λ/C経過後に第2のパルス波
形が供給されるようなパルス波形としたことを特徴とす
る。
Therefore, in the present invention, the volume of the ejection energy application chamber is reduced by supplying an electric signal to the nozzle for ejecting ink droplets and the piezoelectric element that generates ejection energy for ejecting ink droplets. In a method of driving an inkjet recording device that performs recording by ejecting ink droplets from an ejection port by changing the volume of the When the length is 1 and the speed of sound in the ink is C, the electric signal supplied to the piezoelectric element is a composite waveform of at least two pulse waveforms, and the electric signal supplied to the piezoelectric element is a composite waveform of at least two pulse waveforms. The present invention is characterized in that the pulse waveform is such that the second pulse waveform is supplied.

ここで、本発明の好適例では、第1のパルス波形および
第2のパルス波形を時間方向にほぼ相似の形状とし、第
2のパルス波形を第1のパルス波形の電圧の絶対値を小
さくしたものとした。
Here, in a preferred embodiment of the present invention, the first pulse waveform and the second pulse waveform have substantially similar shapes in the time direction, and the second pulse waveform has a smaller absolute value of voltage than the first pulse waveform. I took it as a thing.

また、電気信号を、 ■ 吐出エネルギ作用室の容積を急激に大となるように
変化させ、 ■ 第1所定時間経過後に吐出エネルギ作用室の容積を
急激に減少させることによってインクを加圧して吐出口
からインク滴を吐出させ、■ 第2所定時間経過後にイ
ンク滴が吐出したあとのメニスカスの後退が急激かつ所
定量以上に進行しないように吐出エネルギ作用室の容積
をゆるやかに増加させ、 ■ 急激な容積増大がなされた21/c経過後に再度吐
出エーネルギ作用室の容積が急激に大ぎくなるように変
化させ、 ■ 第1所定時間経過後に再度吐出エネルギ作用室の容
積が急激に減少するように変化させ、■ 第2所定時間
経過後に吐出エネルギ作用室の容積をゆるやかに増加さ
せるようなパルス波形とした。
In addition, the electric signal can be used to pressurize and eject ink by: (1) changing the volume of the ejection energy application chamber so as to rapidly increase; and (2) rapidly reducing the volume of the ejection energy action chamber after the first predetermined period of time has elapsed. The ink droplet is ejected from the outlet, and the volume of the ejection energy application chamber is gradually increased so that the meniscus after the ink droplet is ejected after a second predetermined time does not retreat more than a predetermined amount. After 21/c has elapsed since the volume has been increased, the volume of the discharge energy action chamber is changed again so as to be suddenly increased; (2) The pulse waveform was changed so that the volume of the discharge energy action chamber was gradually increased after the second predetermined time had elapsed.

さらに、パルス波形を、 ■ 負の方向に第1所定値まで急激に変化させたのち当
該第1所定値で第1所定時間だけ継続させ、 ■ 次に第1所定値から正の第2所定値まで急激に変化
させて第2所定時間だけ継続させ、■ さらに第2所定
値から所定の時定数によって徐々に第3所定値もしくは
零にさせ、 ■ さらに第1所定値まで急激に変化させる電気信号が
印加されてから2 It / c経過後に第3所定値も
しくは;から負の第4所定値まで急激に変化させたのち
当該第4所定値で第1所定時間だけ継続させ、 ■ 次に第4所定値から正の第5所定値まで急激に変化
させたのち当該第5所定値て第2所定時間だけ継続させ
、 ■ さらに第5所定値から所定の時定数によって徐々に
平にさせるようにした。
Furthermore, the pulse waveform is: (1) rapidly changed in the negative direction to a first predetermined value and then continued at the first predetermined value for a first predetermined time; (2) then changed from the first predetermined value to a positive second predetermined value; ■ The electric signal is caused to suddenly change to a third predetermined value or to zero for a predetermined time constant from the second predetermined value, and then gradually change to a third predetermined value or zero by a predetermined time constant. After 2 It/c has elapsed since the application of , the voltage is rapidly changed from a third predetermined value or ; to a negative fourth predetermined value, and then the fourth predetermined value is continued for a first predetermined time; After rapidly changing from a predetermined value to a positive fifth predetermined value, the fifth predetermined value is continued for a second predetermined time, and then gradually leveled out from the fifth predetermined value by a predetermined time constant. .

[作用] すなわち、本発明によれは、第1のパルス波形および第
2のパルス波形を適切に定めれば、メニスカスの振動を
抑制することが可能となる。
[Operation] That is, according to the present invention, if the first pulse waveform and the second pulse waveform are appropriately determined, it is possible to suppress the vibration of the meniscus.

[実施例コ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。[Example code] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明に適用されるオンデマント型インクジェ
ット記録用ヘッドの一構成例である。図において、1は
長さρの直管状のノズル、2はノズル1の外側に配置さ
れている例えば円筒状の圧電素子であり、この圧電素子
が配置されたノズル1の部分が吐出エネルギ作用室とな
る。そして、この圧電素子2に駆動部7から電気信号を
供給することにより吐出エネルギ作用室を含むノズル1
内のインク室3の容積が減少または増加するのて、オリ
フィス4からインク滴5が吐出される。また、6はフィ
ルタであり、多孔質の部材で形成されており、インク中
の塵埃や気泡のノズル内への侵入を阻止するものである
FIG. 1 shows an example of the configuration of an on-demand inkjet recording head applied to the present invention. In the figure, 1 is a straight tube-shaped nozzle with a length ρ, and 2 is, for example, a cylindrical piezoelectric element placed outside the nozzle 1. The part of the nozzle 1 where this piezoelectric element is placed is the discharge energy action chamber. becomes. By supplying an electric signal from the drive unit 7 to the piezoelectric element 2, the nozzle 1 including the discharge energy action chamber is
As the volume of the ink chamber 3 decreases or increases, an ink droplet 5 is ejected from the orifice 4. A filter 6 is made of a porous member and prevents dust and air bubbles in the ink from entering the nozzle.

このようなヘッドにおける圧電素子2に対し、第2図の
ような正のパルス波、すなわちインク室3の容積を急激
に減少せしめた後、気泡をノズル内に取り込まないよう
にゆるやかに戻らしめるような電気信号を供給すると、
インク滴は吐出するものの比較的小さなインク滴を吐出
させることかてきない。
The piezoelectric element 2 in such a head is applied with a positive pulse wave as shown in FIG. 2, that is, after rapidly reducing the volume of the ink chamber 3, the piezoelectric element 2 is slowly returned to the nozzle so as not to introduce air bubbles into the nozzle. When an electrical signal is supplied,
Although ink droplets can be ejected, only relatively small ink droplets can be ejected.

第3図は第2図示のパルス波形を印加したときの駆動周
波数と吐出速度との関係を示す。この曲線に山、谷が存
在するように、一般的にインクジェット記録用ヘッドで
は共振周波数があり、これらのピークから計算すると共
振の周期はノズル内のインク中の音速度をCとすると4
ρ/Cであられすことがてきる。このことは、圧力波が
ノズルを一往復することにより位相が逆転し、二往復す
ることにより元の位相に戻ることを示している。
FIG. 3 shows the relationship between drive frequency and ejection speed when the pulse waveform shown in FIG. 2 is applied. Just as there are peaks and valleys in this curve, inkjet recording heads generally have resonance frequencies. Calculating from these peaks, the resonance period is 4, where C is the sound velocity in the ink in the nozzle.
ρ/C will cause a hailstorm. This indicates that the phase of the pressure wave is reversed by making one round trip through the nozzle, and returns to the original phase by making two round trips.

これをさらに明らかにするために、オリフィスからイン
クが吐出するときのメニスカス振動の様子を第4図に示
す。メニスカスの振動の山(谷)はやはりほぼ4fl/
c毎にあり、これらの逆数は第3図の共振周波数に対応
している。
To further clarify this, FIG. 4 shows the state of meniscus vibration when ink is ejected from the orifice. The peaks (troughs) of meniscus vibration are still approximately 4fl/
c, and their reciprocals correspond to the resonant frequencies in FIG.

一方、第5図に示すように、吐出インク滴には、一般的
に主滴llの他にサテライト12が存在し、前述のよう
に、このサテライトは主情に比べ吐出速度か遅く記録紙
への着弾精度が悪いために画像の記録品位を乱すもので
ある。
On the other hand, as shown in FIG. 5, in addition to the main droplet 11, there are generally satellites 12 in the ejected ink droplet, and as mentioned above, the satellites are ejected at a slower speed than the main droplet and reach the recording paper. The poor landing accuracy of the particles disturbs the quality of recorded images.

そこで、本例ては、第2図のようなパルス波形をさほど
変化させることなしに小さなドツトから大きなドツトま
でドツト径を可変とてき、周波数】 2 応答性、吐出安定、性、吐出速度が改善されるようにす
る。
Therefore, in this example, the dot diameter can be varied from small dots to large dots without changing the pulse waveform much as shown in Figure 2, and frequency]2 Improves responsiveness, ejection stability, performance, and ejection speed. to be done.

第6図は本例において用いる駆動信号波形を示す。この
波形は最初に負のパルス波形、すなわちインク室3の容
積が急激に大きくなるように変化させるパルス波形P1
を加えている。ここで、波形P1のパルス幅T1は2l
/cよりも若干短めに設定している。この波形により負
の圧力波p、が与えられ、従ってメニスカスは後退させ
られるため、小さなインク滴を吐出させることが可能と
なり、さらに周波数応答性も良好となる。
FIG. 6 shows the drive signal waveform used in this example. This waveform is initially a negative pulse waveform, that is, a pulse waveform P1 that changes the volume of the ink chamber 3 to suddenly increase.
is added. Here, the pulse width T1 of waveform P1 is 2l
It is set slightly shorter than /c. This waveform provides a negative pressure wave p, which causes the meniscus to retreat, making it possible to eject small ink droplets and also improving frequency response.

このあと、正の方向のパルス波形、すなわちインク室の
容積が急激に小さくなるよう変化させるパルス波形P2
を加える。
After this, the pulse waveform in the positive direction, that is, the pulse waveform P2 that changes so that the volume of the ink chamber rapidly decreases.
Add.

この正のパルス波形P2についての電圧v2もしくはパ
ルス幅T2を変化させることにより、インク滴の吐出量
を大きな範囲で制御することが可能となる。即ちパルス
電圧V2を小さくすれは小さなインク滴が吐出し、パル
ス電圧v2を大ぎくすれば大きなインク滴が吐出する。
By changing the voltage v2 or pulse width T2 of this positive pulse waveform P2, it becomes possible to control the amount of ink droplet ejection over a wide range. That is, if the pulse voltage V2 is made small, a small ink droplet will be ejected, and if the pulse voltage V2 is made too large, a large ink droplet will be ejected.

ところがあまりに大きなインク滴を吐出させた後、急激
にインク室3を広げる方向に戻してやる(例えば第7図
のようなパルス波形)と、第8図(A)に示すように吐
出したインク滴の容積の分だけオリフィスから空気が引
き込まれ、メニスカスは後退し、ついには第8図(B)
に示すようにこの空気がそのままノズル内部に気泡とし
て侵入してしまうことになる。
However, after ejecting an extremely large ink droplet, if the ink chamber 3 is suddenly returned to the direction of expanding (for example, with a pulse waveform as shown in Fig. 7), the ejected ink droplet will become larger as shown in Fig. 8(A). Air is drawn from the orifice by the volume, the meniscus retreats, and finally, as shown in Figure 8 (B)
As shown in the figure, this air directly enters the inside of the nozzle as bubbles.

これを防止するため、本例では、大きなパルス電圧を印
加して大きなインク滴を吐出させた後には、メニスカス
の急激な後退およびある一定の量以上の進行が行われな
いようにインク室の容積をゆるやかに増加させてインク
室3を初期状態に戻すようにする。これにより、ノズル
1内への気泡の取り込みが防止される。
To prevent this, in this example, after applying a large pulse voltage to eject a large ink droplet, the volume of the ink chamber is increased to prevent the meniscus from rapidly retreating and advancing beyond a certain amount. is gradually increased to return the ink chamber 3 to its initial state. This prevents air bubbles from being taken into the nozzle 1.

インク室3を初期状態に戻している期間、もしくは戻し
終えた後の期間において、負のパルス波形P1の印加か
ら2l/c経過時に負の圧力波p1がノズルを1往復し
、位相が逆転して正の圧力波p、′  となってノズル
先端に戻ってくる。これに合わせて電圧v5.パルス幅
T1の負のパルスP3を印加し負の圧力波p、を与えて
やると正の圧力波p1′ は見かけ上なくなり、メニス
カス振動はおさえられる。
During the period during which the ink chamber 3 is returned to its initial state, or during the period after the return has been completed, the negative pressure wave P1 makes one round trip through the nozzle when 2 l/c has elapsed since the application of the negative pulse waveform P1, and the phase is reversed. and returns to the nozzle tip as a positive pressure wave p,'. In accordance with this, the voltage v5. When a negative pressure wave p is applied by applying a negative pulse P3 having a pulse width T1, the positive pressure wave p1' apparently disappears, and the meniscus vibration is suppressed.

このとき、位相が反対で大きさがほぼ同じ圧力波p1′
  とp2とが得られるように電圧■、と■3とが調整
されることが好ましい。
At this time, the pressure wave p1' is opposite in phase and has almost the same magnitude.
It is preferable that voltages ① and ②3 are adjusted so that p2 and p2 are obtained.

次に、正のパルス波形P2を印加してから4 It /
 c経過後には正の圧力波p2はノズルを2往復してく
るため、再び正の圧力波+12’  としてメニスカス
を不安定に振動させる要因となる。この影響は非常に大
きいためインク滴が吐出されてしまうことがある。この
ようなインク滴は吐出速度が極端におそい上、安定に吐
出することはないので、これが吐出されないようにしな
ければならない。
Next, after applying the positive pulse waveform P2, 4 It /
After c has elapsed, the positive pressure wave p2 reciprocates around the nozzle twice, and becomes a positive pressure wave +12' again, causing the meniscus to vibrate unstablely. This effect is so great that ink droplets may be ejected. Since the ejection speed of such ink droplets is extremely slow and they are not ejected stably, it is necessary to prevent them from being ejected.

そこで、正のパルス波形P2を印加してから2℃/ c
 後に、を圧V 4 、パルス幅T2の正のパルス波形
P4を印加し、正の圧力波p4を発生させれば正のパル
ス波形P2を印加してから4 ft / c後には圧力
波p4がノズルを1往復して負の反射波p4’ がノズ
ル先端に戻ってくる。而して、正の反射波p2’  と
重なり合い、見かけ上圧力演がなくなる。このときも位
相が反対で大きさがほぼ同じ圧力波le4’  とp2
′  とが得られるように電圧■2と■4とが調整され
ることが好ましい。なお、電圧■1と■3、また、電圧
■2とV4との関係は、圧力波がインク中を伝播すると
き、しだいに減衰していくのて1■、I≧lV3 1.
lV2 1≧lv4 lの関係としておくことか好まし
い。
Therefore, after applying the positive pulse waveform P2, the temperature is 2°C/c.
After that, if a positive pulse waveform P4 with a pressure V 4 and a pulse width T2 is applied to generate a positive pressure wave p4, the pressure wave p4 will be generated 4 ft/c after applying the positive pulse waveform P2. After one round trip through the nozzle, the negative reflected wave p4' returns to the nozzle tip. Thus, it overlaps with the positive reflected wave p2', and apparently there is no pressure effect. At this time, the pressure waves le4' and p2 are opposite in phase and have almost the same magnitude.
It is preferable that the voltages (2) and (4) are adjusted so that the voltages (2) and (4) are obtained. The relationship between the voltages (1) and (2) and the voltages (2) and (V4) is 1 because the pressure wave gradually attenuates as it propagates through the ink, and I≧lV3 1.
It is preferable to set the relationship lV2 1≧lv4 l.

最後には波形P4につき、電圧■4からゆるやかに男に
することによって、不必要な圧力波を新たに作ることな
しにインク室3を初期状態に戻すことができる。
Finally, for waveform P4, the ink chamber 3 can be returned to its initial state without creating new unnecessary pressure waves by gradually increasing the voltage from voltage (2) to (4).

以上のようなノズル長でと音速Cとの関係に基ついてパ
ルス波形の記録タイミングを本例のように構成すれは吐
出は安定に行なわれる。これに対してこのタイミングが
本例の効果が認められない程度までずれてしまうとメニ
スカスの振動は極めて大きくなり、微小インク滴が吐出
しゃすくなす、不安定な吐出状態となってしまうことに
なる。
If the recording timing of the pulse waveform is configured as in this example based on the relationship between the nozzle length and the sound velocity C as described above, ejection can be performed stably. On the other hand, if this timing is shifted to such an extent that the effect of this example is no longer recognized, the vibration of the meniscus will become extremely large, resulting in an unstable ejection state in which minute ink droplets are difficult to eject. .

第9図はこの様子を示す。ここで、同図(八)は補助パ
ルスが適正値より速いタイミングで印加された場合、同
図CB)は補助パルス(P4)が適正値どうり印加され
た場合、同図 (C)は補助パルスが適正値より遅いタ
イミングで印加された場合であり、同図CB)以外では
メニスカスの振動か大きく不安定となることがわかる。
FIG. 9 shows this situation. Here, (8) in the same figure shows when the auxiliary pulse is applied at a timing faster than the appropriate value, CB) in the same figure shows when the auxiliary pulse (P4) is applied at the proper value, and (C) shows the case where the auxiliary pulse (P4) This is a case where the pulse is applied at a timing later than the appropriate value, and it can be seen that the meniscus oscillates and becomes largely unstable in cases other than CB) in the same figure.

第10図〜第12図は本発明に係る駆動波形の他の実施
例を示す。これらはいずれも第1の波形を印加してから
2 fl / c後に比較的小の第2の波形を印加する
複合波形であり、これらによってもメニスカスの振動は
不安定でなく、吐出も安定しておこなわれた。
10 to 12 show other embodiments of drive waveforms according to the present invention. These are all composite waveforms in which a relatively small second waveform is applied 2 fl/c after the first waveform is applied, and these also ensure that the meniscus vibration is not unstable and the ejection is stable. It was held.

なお、このようなパルス波形の印加を行う駆動回路7は
、第13図に示すようにトランジスタTri〜Tr4を
接続するとともに、出力端子であるトランジスタTr2
のコレクタとトランジスタTr4のコレクタとの共通接
続点を圧電素子に接続し、その共通接続点を抵抗R1を
介して接地した構成とした。
The drive circuit 7 that applies such a pulse waveform connects the transistors Tri to Tr4 as shown in FIG.
A common connection point between the collector of the transistor Tr4 and the collector of the transistor Tr4 is connected to a piezoelectric element, and the common connection point is grounded via a resistor R1.

このような構成において、第14図に示すようなパルス
AおよびBか駆動回路に人力されると、ト ”ランジス
タTri NTr4がON(導通)し、その出力として
Cのような波形が得られ、これか圧電素子に印加される
In such a configuration, when pulses A and B as shown in FIG. 14 are manually applied to the drive circuit, the transistor Tri NTr4 turns on (conducts), and a waveform like C is obtained as its output. This is applied to the piezoelectric element.

以上述へたような実施例により、インクジェット記録用
ヘッドの吐出安定性は大幅に改善された。
Through the embodiments described above, the ejection stability of the inkjet recording head was significantly improved.

なお、上側ては、本発明を直管状のノズルに吐出エネル
キ作用室を一体に形成した記録ヘッドを具えた装置に適
用した場合について説明したか、この構成は種々のもの
とすることかでざる。例えばノズルは屈曲部を有するも
のであってもよく、また、ノズルと吐出エネルギ作用室
とが別体に形成されたものであってもよい。
Incidentally, in the above description, the present invention has been described as being applied to a device equipped with a recording head in which an ejection energy action chamber is integrally formed with a straight nozzle, but this configuration may be made in various ways. . For example, the nozzle may have a bent portion, or the nozzle and the discharge energy application chamber may be formed separately.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成でメ
ニスカスの振動をなだらかにし、広い温度範囲で吐出を
安定に行なうことができるとともに、周波数応答性およ
び階調性に優れたインクジェット記録装置を提供するこ
とが可能となった。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, it is possible to smooth the vibration of the meniscus with a simple configuration, to perform stable discharge over a wide temperature range, and to improve frequency response and gradation. It has become possible to provide an excellent inkjet recording device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明を適用可能なインクジェット記録ヘッド
の一構成例を示す側断面図、 第2図は記録ヘッドを駆動するための従来の駆動パルス
波形を示す波形図、 第3図は第2図示の波形で駆動を行ったときの吐出速度
の周波数特性を示す特性曲線図、第4図は第2図示の波
形で駆動を行ったときのメニスカス振動を示す線図、 第5図はインクの吐出状態を説明するための説明図、 第6図は本発明による駆動パルス波形の一例を示す波形
図、 第7図は第6図示の波形に対する比較として挙げたパル
ス波形を示す波形図、 第8図(^)および(B)はノズル内に気泡が取り込ま
れる状態を説明するための説明図、第9図(A)〜 (
c)は本実施例による作用効果を説明するための説明図
、 第10図〜第12図は本発明による駆動パルス波形の他
の3例を示す波形図、 第13図は本発明に適用可能なパルス波形を発生させる
駆動回路の一構成例を示す回路図、第14図は第13図
示の駆動回路の動作波形の一例を示す波形図である。 1・・・ノズル、 2・・・圧電素子、 3・・・インク室、 4・・・オリフィス、 5・・・インク摘、 6・・・フィルタ、 7・・・駆動回路、 11・・・主演、 12.13・・・サテライト、 ρ・・・ノズル長さ、 p、 、p7.p3.p4・・・パルス波形。 か揮@p )(I l r<RKdmlM 十        〇 第5図 第6図 第7図 (’A)   @ン 第8 図 時間 (μ5ec) 時間(μ5ec) 第用図 第11図 時期(μSec )
FIG. 1 is a side sectional view showing an example of the configuration of an inkjet recording head to which the present invention can be applied, FIG. 2 is a waveform diagram showing a conventional drive pulse waveform for driving the recording head, and FIG. A characteristic curve diagram showing the frequency characteristics of the ejection speed when driving with the waveform shown in the figure, Figure 4 is a diagram showing meniscus vibration when driving with the waveform shown in Figure 2, and Figure 5 is a diagram showing the frequency characteristics of the ejection speed when driving with the waveform shown in Figure 2. An explanatory diagram for explaining the ejection state; FIG. 6 is a waveform diagram showing an example of the drive pulse waveform according to the present invention; FIG. 7 is a waveform diagram showing a pulse waveform for comparison with the waveform shown in FIG. 6; Figures (^) and (B) are explanatory diagrams for explaining the state in which air bubbles are taken into the nozzle, and Figures 9 (A) to (
c) is an explanatory diagram for explaining the effects of this embodiment, Figures 10 to 12 are waveform diagrams showing three other examples of drive pulse waveforms according to the present invention, and Figure 13 is applicable to the present invention. FIG. 14 is a waveform diagram showing an example of the operating waveforms of the drive circuit shown in FIG. 13. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Nozzle, 2... Piezoelectric element, 3... Ink chamber, 4... Orifice, 5... Ink collector, 6... Filter, 7... Drive circuit, 11... Starring, 12.13... Satellite, ρ... Nozzle length, p, , p7. p3. p4...Pulse waveform. Figure 5 Figure 6 Figure 7 ('A) Figure 8 Time (μ5ec) Time (μ5ec) Figure 11 Time (μSec)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)インク滴吐出のためのノズル、および前記インク滴
吐出のための吐出エネルギを発生する圧電素子を配置し
た吐出エネルギ作用室を有する記録ヘッドを具え、前記
圧電素子に電気信号を供給することによって、前記吐出
エネルギ作用室の容積を変化させて吐出口からインク滴
を吐出させて記録を行なうインクジェット記録装置の駆
動方法において、 前記圧電素子の配置部分から前記電気信号の供給によっ
て生じる圧力波を反射する前記記録ヘッドの部分までの
長さをl、インク中の音速度をcとしたとき、前記圧電
素子に供給する電気信号を少くとも2つのパルス波形の
複合波形とし、第1のパルス波形を供給してから2l/
c経過後に第2のパルス波形が供給されるようなパルス
波形としたことを特徴とするインクジェット記録装置の
駆動方法。 2)特許請求の範囲第1項記載のインクジェット記録装
置の駆動方法において、前記ノズルは前記吐出エネルギ
作用室を一体に有し、前記長さlの直管形状を有するこ
とを特徴とするインクジェット記録装置の駆動方法。 3)特許請求の範囲第1項または第2項記載のインクジ
ェット記録装置の駆動方法において、前記第1のパルス
波形および前記第2のパルス波形を時間方向にほぼ相似
の形状とし、前記第2のパルス波形を前記第1のパルス
波形の電圧の絶対値を小さくしたものとしたことを特徴
とするインクジェット記録装置の駆動方法。 4)特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかの項
に記載のインクジェット記録装置の駆動方法において、
前記電気信号を、 (1)前記吐出エネルギ作用室の容積を急激に大となる
ように変化させ、 (2)第1所定時間経過後に前記吐出エネルギ作用室の
容積を急激に減少させることによってインクを加圧して
前記吐出口からインク滴を吐出させ、 (3)第2所定時間経過後にインク滴が吐出したあとの
メニスカスの後退が急激かつ所定量以上に進行しないよ
うに前記吐出エネルギ作用室の容積をゆるやかに増加さ
せ、 (4)前記急激な容積増大がなされた2l/c経過後に
再度前記吐出エネルギ作用室の容積が急激に大きくなる
ように変化させ、 (5)前記第1所定時間経過後に再度前記吐出エネルギ
作用室の容積が急激に減少するように変化させ、 (6)前記第2所定時間経過後に前記吐出エネルギ作用
室の容積をゆるやかに増加させるようなパルス波形とし
たことを特徴とするインクジェット記録装置の駆動方法
。 5)特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかの項
に記載のインクジェット記録装置の駆動方法において、
前記パルス波形を、 (1)負の方向に第1所定値まで急激に変化させたのち
当該第1所定値で第1所定時間だけ継続させ、 (2)次に前記第1所定値から正の第2所定値まで急激
に変化させて第2所定時間だけ継続させ、 (3)さらに前記第2所定値から所定の時定数によって
徐々に第3所定値もしくは零にさせ、(4)さらに前記
第1所定値まで急激に変化させる電気信号が印加されて
から2l/c経過後に第3所定値もしくは零から負の第
4所定値まで急激に変化させたのち当該第4所定値で前
記第1所定時間だけ継続させ、 (5)次に前記第4所定値から正の第5所定値まで急激
に変化させたのち当該第5所定値で前記第2所定時間だ
け継続させ、 (6)さらに前記第5所定値から所定の時定数によって
徐々に零にさせるようにしたものであることを特徴とす
るインクジェット記録装置の駆動方法。
[Scope of Claims] 1) A recording head having a nozzle for ejecting ink droplets, and an ejection energy action chamber in which a piezoelectric element that generates ejection energy for ejecting the ink droplets is disposed, and the piezoelectric element is provided with electricity. In the method of driving an inkjet recording apparatus, the volume of the ejection energy action chamber is changed by supplying a signal to eject an ink droplet from an ejection port to perform recording, wherein the electric signal is supplied from a portion where the piezoelectric element is arranged. The electric signal supplied to the piezoelectric element is a composite waveform of at least two pulse waveforms, where l is the length to the part of the recording head that reflects the pressure wave generated by the ink, and c is the sound velocity in the ink; 2l/after supplying the first pulse waveform
A method for driving an inkjet recording apparatus, characterized in that the pulse waveform is such that the second pulse waveform is supplied after elapse of c. 2) In the method for driving an inkjet recording apparatus according to claim 1, the nozzle integrally includes the ejection energy application chamber and has a straight tube shape with the length l. How to drive the device. 3) In the method for driving an inkjet recording apparatus according to claim 1 or 2, the first pulse waveform and the second pulse waveform have substantially similar shapes in the time direction; A method for driving an inkjet recording apparatus, characterized in that the pulse waveform has a smaller absolute value of the voltage of the first pulse waveform. 4) In the method for driving an inkjet recording device according to any one of claims 1 to 3,
The electric signal is applied to the ink by (1) changing the volume of the ejection energy application chamber so as to rapidly increase the volume, and (2) rapidly decreasing the volume of the ejection energy action chamber after a first predetermined period of time has elapsed. (3) After the elapse of a second predetermined time, the ejection energy action chamber is pressurized to eject an ink droplet from the ejection port, and (3) to prevent the meniscus from retreating rapidly and by more than a predetermined amount after the ink droplet is ejected after a second predetermined time has elapsed. (4) After the rapid volume increase of 2 l/c has elapsed, the volume of the discharge energy action chamber is changed again so as to increase rapidly; (5) The first predetermined time has elapsed. (6) The pulse waveform is such that the volume of the discharge energy application chamber is changed to rapidly decrease again afterward, and (6) the volume of the discharge energy application chamber is gradually increased after the second predetermined time has elapsed. A method for driving an inkjet recording device. 5) In the method for driving an inkjet recording apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The pulse waveform is (1) rapidly changed in the negative direction to a first predetermined value and then continued at the first predetermined value for a first predetermined time; (2) then changed from the first predetermined value to the positive value; (3) Further, the second predetermined value is gradually changed to a third predetermined value or zero by a predetermined time constant; 1 After 2l/c has elapsed since the application of the electrical signal that caused the electrical signal to rapidly change to a predetermined value, the electrical signal suddenly changed from zero to a negative fourth predetermined value and then the first predetermined value at the fourth predetermined value. (5) Next, after rapidly changing from the fourth predetermined value to a positive fifth predetermined value, the fifth predetermined value is continued for the second predetermined time; 5. A method for driving an inkjet recording apparatus, characterized in that the value is gradually reduced to zero from a predetermined value by a predetermined time constant.
JP23923286A 1986-10-09 1986-10-09 Driving method of inkjet head Expired - Lifetime JP2724141B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23923286A JP2724141B2 (en) 1986-10-09 1986-10-09 Driving method of inkjet head
US07/105,014 US4897665A (en) 1986-10-09 1987-10-06 Method of driving an ink jet recording head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23923286A JP2724141B2 (en) 1986-10-09 1986-10-09 Driving method of inkjet head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6394850A true JPS6394850A (en) 1988-04-25
JP2724141B2 JP2724141B2 (en) 1998-03-09

Family

ID=17041711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23923286A Expired - Lifetime JP2724141B2 (en) 1986-10-09 1986-10-09 Driving method of inkjet head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2724141B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5221931A (en) * 1988-04-26 1993-06-22 Canon Kabushiki Kaisha Driving method for ink jet recording head and ink jet recording apparatus performing the method
US6059394A (en) * 1988-04-26 2000-05-09 Canon Kabushiki Kaisha Driving method for ink jet recording head
USRE38941E1 (en) 1997-12-16 2006-01-24 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Ink droplet ejecting method and apparatus
JP2007030311A (en) * 2005-07-26 2007-02-08 Toshiba Tec Corp Driving method for multi-drop inkjet printer head
JP2008030576A (en) * 2006-07-27 2008-02-14 Honda Motor Co Ltd Tray opening prevention device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5221931A (en) * 1988-04-26 1993-06-22 Canon Kabushiki Kaisha Driving method for ink jet recording head and ink jet recording apparatus performing the method
US6059394A (en) * 1988-04-26 2000-05-09 Canon Kabushiki Kaisha Driving method for ink jet recording head
USRE38941E1 (en) 1997-12-16 2006-01-24 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Ink droplet ejecting method and apparatus
JP2007030311A (en) * 2005-07-26 2007-02-08 Toshiba Tec Corp Driving method for multi-drop inkjet printer head
JP2008030576A (en) * 2006-07-27 2008-02-14 Honda Motor Co Ltd Tray opening prevention device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2724141B2 (en) 1998-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0580154B1 (en) Method for forming ink droplets in ink-jet type printer and ink-jet type recording device
US4897665A (en) Method of driving an ink jet recording head
JP2854575B2 (en) Ink jet recording device
US4563689A (en) Method for ink-jet recording and apparatus therefor
USRE38941E1 (en) Ink droplet ejecting method and apparatus
US4716418A (en) Apparatus and method for ejecting ink droplets
JP3262141B2 (en) Drive circuit for inkjet recording head
US5371520A (en) Ink jet recording apparatus with stable, high-speed droplet ejection
US6206496B1 (en) Ink jet recording head drive device and method thereof
JPS6394850A (en) Method of driving ink jet recorder
JP2785727B2 (en) Ink jet print head and driving method thereof
JPH09254380A (en) Method for driving ink jet head and driving circuit
JPS6394851A (en) Method of driving ink jet recorder
JPS6394854A (en) Method of driving ink jet recorder
JPS6394853A (en) Method of driving ink jet recorder
JP3234073B2 (en) Inkjet head
JPH0516359A (en) Driving method for liquid jet recording head
JPS6394849A (en) Method of driving ink jet recorder
JP2663140B2 (en) Inkjet recording method
JPS608074A (en) Nozzle for ink jet type printer
JPS59143652A (en) Liquid discharge apparatus
JPH04339660A (en) Method for driving liquid jet recording head
JPH0330507B2 (en)
JPS6394852A (en) Method of driving ink jet recorder
JPS6225058A (en) Driving method for recording head

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term