JPS6394854A - Method of driving ink jet recorder - Google Patents

Method of driving ink jet recorder

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JPS6394854A
JPS6394854A JP23923686A JP23923686A JPS6394854A JP S6394854 A JPS6394854 A JP S6394854A JP 23923686 A JP23923686 A JP 23923686A JP 23923686 A JP23923686 A JP 23923686A JP S6394854 A JPS6394854 A JP S6394854A
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JP
Japan
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pulse
pressure wave
nozzle
ink
application
Prior art date
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Application number
JP23923686A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Aoki
淳 青木
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPS6394854A publication Critical patent/JPS6394854A/en
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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
    • B41J2/07Ink jet characterised by jet control

Landscapes

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

Abstract

PURPOSE:To improve discharge stability by applying auxiliary pulses after application of a discharge pulse, weakening the reflective wave of a pressure wave generated by the discharge pulse and at the same time, changing the application timing of the auxiliary pulse in accordance with environmental conditions such as temperature. CONSTITUTION:A pulse shape P1 which increases the volume of an ink chamber 3 rapidly is initially applied to a drive signal shape, and later a pulse shape P2 which reduces the volume of the ink chamber rapidly is applied. After application of this positive pulse shape P2 and subsequent discharge of the main droplets of ink droplets, the pulse shape P1 is applied. Then following the lapse of 2l/c, a negative pressure wave p1 generated by the pulse P1 passes back and forth once through a nozzle to become a positive pressure wave p1'. This positive pressure wave returns to the tip of the nozzle. Next, after the lapse of 4l/c following application of the positive pulse shape P2, a pressure wave p2 travels back and forth twice through the nozzle. Therefore, a negative pulse shape P3 is again applied to offset a positive pressure wave p2'. Here the application timing of the auxiliary pulse is set to the value of 4l/c after application of the positive pulse shape P2. However, this timing is adjusted to be delayed when a temperature is high, and the value of 4l/c is reduced in accordance with an increases in temperatures.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 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(オンデマンド型)、■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、装置が複雑となり、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, the principle is that recording is performed by charging and deflecting ink that is continuously ejected, which makes the device complicated and requires ink recovery and cleaning devices.

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、WI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, digital halftone representation methods require sacrificing resolution in order to increase the WI tonality.

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.

例えば連続噴射型では、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、オンデマンド型では、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 jet type, it is impossible to change the amount of ink discharged. 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 just by changing the pulse waveform. 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が全体として大型化、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, resulting in increased costs.

一方、特公昭53−121311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が知ら
れている。
On the other hand, as described in Japanese Patent Publication No. 53-121311, rather than simply pressurizing ink with a piezoelectric element to eject ink droplets, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-17589, It is known that a method in which the ink chamber volume is increased to retreat the so-called meniscus and then the ink is pressurized 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耽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−ってあ
った。
The cause of this vibration is the reflected waves caused by pressure waves generated by ejection pulses that bounce back at the rear end and tip of the nozzle. -There it was.

E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 Problem E] 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.

そのため、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、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口からイ
ンク滴を吐出させて記録を行うインクジェット記録装置
の駆動方法において、電気信号の供給によって生じ、記
録ヘッド内で反射された圧力波が吐出口付近に到達する
時点て、容積を急激に増大させる第2の電気信号を圧電
素子に供給すると共に、第2の電気信号の供給タイミン
グを環境条件に応じて変更することを特徴とする。
Therefore, in the present invention, a nozzle for ejecting ink droplets,
and a recording head having an ejection energy action chamber in which a piezoelectric element that generates ejection energy for ejecting ink droplets is arranged, and by supplying an electric signal to the piezoelectric element, the volume of the ejection energy action chamber is reduced and ejection is performed. In the driving method of an inkjet recording device that records by ejecting ink droplets from the outlet, the volume is rapidly increased when the pressure wave generated by the supply of an electrical signal and reflected within the print head reaches the vicinity of the ejection outlet. The present invention is characterized in that a second electrical signal is supplied to the piezoelectric element, and the timing of supplying the second electrical signal is changed depending on environmental conditions.

[作用コ すなわち、本発明によれば、前記圧力波を第2の電気信
号の供給によって打消すと共に、その第2の電気信号の
供給タイミングを、前記圧力波の伝播速度に影響を与え
る環境条件(温度等)に応じて変更するようにしたので
、いかなる環境下でも安定した吐出か可能となる。
[In other words, according to the present invention, the pressure wave is canceled by supplying a second electrical signal, and the timing of supplying the second electrical signal is controlled by environmental conditions that influence the propagation speed of the pressure wave.] Since it is changed according to the temperature (temperature, etc.), stable discharge is possible under any environment.

[実施例] 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。[Example] 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lの直管状のノズル、2はノズル1の外側に配置さ
れている例えは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で、オリ
フィス4からインク滴5が吐出される。
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 l, 2 is a cylindrical piezoelectric element placed outside the nozzle 1, and the part of the nozzle 1 where this piezoelectric element is placed is affected by the discharge energy. It becomes a room. 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 within the ink chamber 3 decreases or increases, an ink droplet 5 is ejected from the orifice 4.

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人を阻止
するものである。また、8および9は、それぞれ、タイ
ミング制御部および温度検出部であり、タイミング制御
部8は温度検出部9の出力に応じて駆動部7に対するパ
ルス波形の変調を行う。
A filter 6 is made of a porous member and prevents dust and air bubbles in the ink from entering the nozzle. Further, 8 and 9 are a timing control section and a temperature detection section, respectively, and the timing control section 8 modulates the pulse waveform for the drive section 7 according to the output of the temperature detection section 9.

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
させることができない。
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 are ejected, relatively small ink droplets cannot 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4J2/cであられすことができる。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, and when calculated from these peaks,
The period of resonance can be 4J2/c, where C is the sound velocity in the ink inside the nozzle. 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
じている。
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.

このようなメニスカスの振動があると、オリフィス4方
向に振動したとき、付勢されたメニスカスがオリフィス
4を通り越してしまい、微小インク滴として吐出してし
まう危険性がある。
If there is such a vibration of the meniscus, there is a risk that when the meniscus vibrates in the direction of the orifice 4, the energized meniscus will pass the orifice 4 and be ejected as minute ink droplets.

第5図(A) に示すように、吐出パルスによって吐出
する1摘11および副次的に発生するサテライト12に
比べて、反射波によって吐出する微小インク滴13は吐
出速度が極端に遅いため、記録画像の品位を乱すことに
なる。また、時には完全に吐出し終えずに、第5図(B
)のようにオリフィス4付近てこのような微小インク滴
がつぶれてしまい、次の吐出を阻害し吐出安定性を大幅
に劣化させることもある。
As shown in FIG. 5(A), the ejection speed of the minute ink droplet 13 ejected by the reflected wave is extremely slow compared to the single droplet 11 ejected by the ejection pulse and the satellite 12 generated secondarily. This will disturb the quality of the recorded image. Also, sometimes the discharge does not finish completely, as shown in Figure 5 (B).
), such minute ink droplets may be crushed near the orifice 4, inhibiting the next ejection and significantly deteriorating the ejection stability.

そこで、この反射波のタイミングに合わせて逆の位相(
負)の圧力波を与えれば、メニスカス振動をおさえ微小
インク滴の発生をなくすことができる。すなわち、第6
図に示すように、基本的には第2図示の波形に補助パル
ス15をある特定の位置に加えたパルス波を印加するよ
うにする。
Therefore, in accordance with the timing of this reflected wave, the opposite phase (
By applying a negative (negative) pressure wave, it is possible to suppress meniscus vibration and eliminate the generation of minute ink droplets. That is, the sixth
As shown in the figure, basically a pulse wave having the waveform shown in the second figure plus an auxiliary pulse 15 at a specific position is applied.

一方、この補助パルスを印加するタイミングは、ヘッド
の構造やインクの組成によって最適な時点があるが、主
としてノズル内のインク中の音速度によって決定される
ものであるため、温度が異なれは高速が異なり最適なタ
イミングも異なることになる。
On the other hand, there is an optimal timing for applying this auxiliary pulse depending on the structure of the head and the composition of the ink, but it is mainly determined by the speed of sound in the ink in the nozzle, so the high speed may vary depending on the temperature. The optimal timing will also be different.

そこで、本例では、周囲の温度の変化に応じて反射波を
なくすための補助パルスの印加タイミングを変調するこ
とによっていかなる温度のもとても理想的なパルス波形
が得られるようにする。
Therefore, in this example, a very ideal pulse waveform can be obtained at any temperature by modulating the application timing of the auxiliary pulse for eliminating reflected waves according to changes in the ambient temperature.

第7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2!
/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p1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. 7 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 the waveform P1 is 2!
It is set slightly shorter than /c. This waveform provides a negative pressure wave p1, and the meniscus is therefore retracted, making it possible to eject small ink droplets and further improving the 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。この正のパルス波形P2が印加されインク滴
の1滴が吐出したのち、サテライトが吐出するとき、す
なわち、負のパルス波形P1印加後2..I2/C後に
、先に加えたパルスP1により生じた負の圧力波P+は
ノズルを1往復して位相が逆転して正の圧力波p+′ 
となってノズル先端方向に戻ってくる。従って、正のパ
ルス波形P2によって吐出するサテライトは圧力波Il
l′ によって加速されるため、サテライトは先に吐出
していた主情に追いついて合体し、一つのインク滴とな
るか、または1滴の吐出速度とほとんど同程度になるの
て、本来は1滴の吐出速度よりかなりおそいものであっ
たために記録紙への着弾誤差が大きくなり記録品位を乱
していたサテライトの存在をなくすことができるように
なる。
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. 2. When the satellite ejects after this positive pulse waveform P2 is applied and one ink droplet is ejected, that is, after the negative pulse waveform P1 is applied. .. After I2/C, the negative pressure wave P+ generated by the previously applied pulse P1 travels back and forth through the nozzle once, and its phase is reversed to become a positive pressure wave P+'
and returns toward the nozzle tip. Therefore, the satellite discharged by the positive pulse waveform P2 has a pressure wave Il
Because the satellites are accelerated by It is now possible to eliminate the presence of satellites, which were much slower than the ejection speed of the droplets, causing a large landing error on the recording paper and disturbing the recording quality.

ここで、正のパルス波形P2について考える。Now, consider the positive pulse waveform P2.

このパルス波形P2を電圧変化させることにより、イン
ク滴の吐出量は大きな範囲て制御することがてきる。す
なわち、パルス電圧を小さくすれば小さなインク滴が吐
出し、パルス電圧を大きくすれば大きなインク滴が吐出
する。ところか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8図のようなパルス波形)と、第9図(八)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9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。
By varying the voltage of this pulse waveform P2, the amount of ink droplet ejection can be controlled over a wide range. That is, if the pulse voltage is decreased, small ink droplets will be ejected, and if the pulse voltage is increased, large ink droplets will be ejected. 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. 8), the ejected ink droplet will appear as shown in Fig. 9 (8). Air is drawn from the orifice by the volume of , the meniscus retreats, and finally, as shown in FIG. 9(B), this air directly enters the inside of the nozzle as bubbles.

これを防止するため、本例では、大ぎなパルス電圧を印
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1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。
In order to prevent this, in this example, after applying a large pulse voltage to eject a large ink droplet, the ink chamber is closed to prevent the meniscus from rapidly retreating and moving beyond a certain level. The volume is gradually increased to return the ink chamber 3 to its initial state. This prevents air bubbles from being taken into the nozzle 1.

次に、正のパルス波形P2印加してから4β/C後には
波形P2により生じた正の圧力波p2はノズルを2往復
してくるため、この正の圧力波p2′がメニスカスをオ
リフィス方向に振動させる要因となる。この影響が強い
ときにはそのままインク滴として吐出してしまうことも
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ため、その吐出を防止しな
ければならない。
Next, 4β/C after the application of the positive pulse waveform P2, the positive pressure wave p2 generated by the waveform P2 reciprocates around the nozzle twice, so this positive pressure wave p2' moves the meniscus toward the orifice. This causes vibration. When this influence is strong, ink droplets may be ejected as they are. Since such ink droplets have an extremely slow ejection speed and are not ejected stably, it is necessary to prevent such ink droplets from being ejected.

そこで、本例では、正のパルス波形P2を印加してから
4J2/c後に再び負のパルス波形P3を印加し、負の
圧力波p3を発生させることにより正の圧力波p2’ 
を負の圧力波p3で相殺させる。これにより、正の圧力
波p2′ はなくなり不安定なインク滴の吐出は解消さ
れる。
Therefore, in this example, after 4J2/c after applying the positive pulse waveform P2, the negative pulse waveform P3 is applied again to generate the negative pressure wave p3, thereby generating the positive pressure wave p2'.
is canceled out by the negative pressure wave p3. As a result, the positive pressure wave p2' is eliminated, and unstable ink droplet ejection is eliminated.

また、この負のパルス波形P、についても、負の所定値
で所定時間継続させた後にゆるやかに零にさせるように
印加することによって、不必要な圧力波が発生すること
なく初期状態に戻すことができる。
Also, this negative pulse waveform P can be returned to the initial state without generating unnecessary pressure waves by applying it so that it continues at a negative predetermined value for a predetermined time and then gradually reduces to zero. Can be done.

ここで、補助パルスの印加タイミングは、正のパルス波
(吐出パルス)P2印加後4ρ/Cに定めるが、音速度
は温度の違いによって変化するために、この値41/C
も変化する。
Here, the application timing of the auxiliary pulse is set at 4ρ/C after the application of the positive pulse wave (ejection pulse) P2, but since the sound velocity changes depending on the temperature, this value is 41/C.
also changes.

第1θ図はインクとして下記組成のようなイエロ−イン
クを用いたときの温度と音速度との関係を示す。
FIG. 1θ shows the relationship between temperature and sound velocity when yellow ink having the composition shown below is used as the ink.

水             993重量部ダイレクト
 イエロー86 07重■部温度と音速度との関係は溶
媒によって大きくかわり、水以外の液体ではほとんどが
水とは逆に温度が高くなるにつれ音速度が低くなるので
、このような溶媒をインクに使用した場合、印加タイミ
ングは温度か高くなるにつれおそくする。
Water 993 parts by weight Direct Yellow 86 07 parts by weight The relationship between temperature and sound velocity varies greatly depending on the solvent, and in most liquids other than water, the sound velocity decreases as the temperature rises, contrary to water. When a solvent is used in the ink, the application timing becomes slower as the temperature increases.

すなわち、音速度は実使用温度範囲内では温度か上がる
につれ音速度か高くなるので、補助パルスの適切な印加
タイミングである4β/Cを温度か高くなるにつれ小さ
くする。
That is, since the sound speed increases as the temperature rises within the actual operating temperature range, the appropriate application timing of the auxiliary pulse, 4β/C, is made smaller as the temperature rises.

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11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12図に示すようなパルス
AおよびBがタイミング制御部8から駆動回路に入力さ
れると、トランジスタTri〜Tr4がON(導通)し
、その出力としてCのような波形が得られ、これが圧電
素子に印加される。
In such a configuration, when pulses A and B as shown in FIG. 12 are inputted from the timing control section 8 to the drive circuit, the transistors Tri to Tr4 are turned on (conducted), and a waveform like C is output. is obtained and applied to the piezoelectric element.

また、温度に応じてタイミング制御部8が供給するパル
スB′の印加タイミングを適切に定めることにより、い
かなる温度下においても適切な波形Cを得ることが可能
となる。
Further, by appropriately determining the application timing of the pulse B' supplied by the timing control section 8 according to the temperature, it is possible to obtain an appropriate waveform C under any temperature.

タイミング制御部8については、これを種々の構成とす
ることができる。例えはこれを装置の主制御部と兼用し
てもよく、例えば主制御部かマイクロコンピュータて構
成されている場合には、補助パルスを発生させるための
信号B′の印加タイミングを温度に対応させてテーブル
化しておき、吐出パルス印加後に温度検出部9の検出出
力に応じて適宜これを読出してパルスBを定めればよい
The timing control section 8 can have various configurations. For example, this may also be used as the main control section of the device. For example, if the main control section is composed of a microcomputer, the application timing of the signal B' for generating the auxiliary pulse may be adjusted depending on the temperature. The pulse B may be determined by preparing a table and reading this as appropriate according to the detection output of the temperature detection section 9 after applying the ejection pulse.

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.

また、メニスカス後退量の時間変化は第13図のように
なだらかなものとなり、第2図のような波形印加による
第4図示の曲線とは大きく異なっている。
Further, the time change in the amount of meniscus retreat becomes gradual as shown in FIG. 13, which is significantly different from the curve shown in FIG. 4 when the waveform shown in FIG. 2 is applied.

このため、本例に係る駆動を行えは、あらゆる場合に吐
出は安定して行われ、反射波による不安定な微小インク
滴は吐出しないことになる。
Therefore, when driving according to this example, ejection is performed stably in all cases, and unstable minute ink droplets due to reflected waves are not ejected.

なお、上側では、本発明を直管状のノズルに吐出エネル
ギ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
とすることかできる。例えは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。
In the above description, the present invention has been described as being applied to an apparatus equipped with a recording head in which a discharge energy action chamber is integrally formed with a straight nozzle, but this configuration can be modified 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、本発明によれは、吐出パルス印加
後に補助パルスを印加し、吐出パルスによって生じる圧
力波の反射波を弱めると共に、補助パルスの印加タイミ
ングを温度等環境条件に応じて変更するようにしたので
、メニスカスの振動をなだらかにし、広い温度範囲で吐
出安定性、周波数応答性、階調性及び記録精度に優れた
インクジェット記録装置を実現することが可能になった
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, an auxiliary pulse is applied after the ejection pulse is applied to weaken the reflected wave of the pressure wave generated by the ejection pulse, and the application timing of the auxiliary pulse is adjusted depending on environmental conditions such as temperature. By making changes according to the temperature, it is possible to smooth the meniscus vibration and create an inkjet recording device with excellent ejection stability, frequency response, gradation, and recording accuracy over a wide temperature range. .

【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
形て駆動を行ったときのメニスカス振動を示す線図、 第5図(A)および(B)はインクの吐出状態を説明す
るための説明図、 第6図は本発明において用いる基本的な駆動波形を説明
するための説明図、 第7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8図は第7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9図(八)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1θ図は温度とイ
ンク中の音速度との関係を説明するための説明図、 第11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12図は第15図
示の駆動回路の動作波形の一例を示す波形図、 第13図は本実施例に係るパルス波形で駆動を行ったと
きのメニスカス振動の状態を示す線図である。 1・・・ノズル、 2・・・圧電素子、 3・・・インク室、 4・・・オリフィス、 5・・・インク滴、 6・・・フィルタ、 7・・・駆動回路、 11・・・主演、 12.13・・・サテライト、 l・・・ノズル長さ、 P+ 、P 2 、 P 3・・・パルス波形。 十         〇 第8図 第9図
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. Figure 4 is a characteristic curve diagram showing the frequency characteristics of the discharge speed when driving with the waveform shown in Figure 2. Figure 4 is a diagram showing meniscus vibration when driving with the waveform shown in Figure 2. Figure 5 (A) and (B) is an explanatory diagram for explaining the ink ejection state, FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the basic drive waveform used in the present invention, and FIG. 7 is an example of the drive pulse waveform according to the present invention. FIG. 8 is a waveform diagram showing a pulse waveform as a comparison with the waveform shown in FIG. 7. FIGS. An explanatory diagram, Fig. 1θ is an explanatory diagram for explaining the relationship between temperature and sound velocity in ink, and Fig. 11 is a circuit diagram showing an example of the configuration of a drive circuit that generates a pulse waveform applicable to the present invention. , FIG. 12 is a waveform diagram showing an example of the operating waveform of the drive circuit shown in FIG. 15, and FIG. 13 is a diagram showing the state of meniscus vibration when driving with the pulse waveform according to this embodiment. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Nozzle, 2... Piezoelectric element, 3... Ink chamber, 4... Orifice, 5... Ink droplet, 6... Filter, 7... Drive circuit, 11... Starring, 12.13...Satellite, l...Nozzle length, P+, P2, P3...Pulse waveform. 100 Figure 8 Figure 9

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減少させて吐出口からインク滴
を吐出させて記録を行うインクジェット記録装置の駆動
方法において、 前記電気信号の供給によって生じ、前記記録ヘッド内で
反射された圧力波が前記吐出口付近に到達する時点で、
前記容積を急激に増大させる第2の電気信号を前記圧電
素子に供給すると共に、該第2の電気信号の供給タイミ
ングを環境条件に応じて変更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。 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、前記圧力波は、前記電気信号の供
給によって生じ前記ノズル後方で反射される圧力波であ
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 arranged, 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 reduced by supplying a signal to eject ink droplets from the ejection port to perform recording, wherein the electric signal is generated by the supply of the electric signal, and the ink droplet is ejected from the ejection port. When the pressure wave reflected by reaches the vicinity of the discharge port,
A method for driving an inkjet recording apparatus, characterized in that a second electrical signal that rapidly increases the volume is supplied to the piezoelectric element, and the timing of supplying the second electrical signal is changed depending on environmental conditions. 2) In the method for driving an inkjet recording apparatus according to claim 1, the nozzle integrally has the ejection energy action chamber, and the pressure wave is generated by the supply of the electric signal and reflected at the rear of the nozzle. 1. A method for driving an inkjet recording device, characterized in that the method uses a pressure wave.
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