JP3379122B2 - Ink jet recording device - Google Patents
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はインク滴の吐出によって
記録を行うインクジェット記録装置に関し、特にそれに
用いるインクジェットヘッドの駆動方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording apparatus for recording by ejecting ink droplets, and more particularly to a method for driving an ink jet head used therein.
【0002】[0002]
【従来の技術】圧力室の側壁を圧電物質からなるせん断
モードアクチュエータで形成したインクジェットヘッド
は特開昭63−252750号公報(EP 02785
90)に詳しく開示されている。2. Description of the Related Art An ink jet head in which a side wall of a pressure chamber is formed of a shear mode actuator made of a piezoelectric material is disclosed in JP-A-63-252750 (EP02785).
90).
【0003】そこではヘッドの構造や吐出原理が説明さ
れ、また種々の特長が述べられている。特に、ノズル配
置の高密度化の可能性には優れたものがある。There, the structure of the head and the principle of ejection are explained, and various features are mentioned. In particular, there is an excellent possibility of increasing the density of the nozzle arrangement.
【0004】しかしこの種のヘッドでは圧力室の側壁が
せん断モードで変形する圧電物質であり、しかも隣接す
る圧力室とはその側壁を共有するため、ある圧力室を駆
動すると当然ながら隣接圧力室内にも圧力変動を起こし
てしまう。インク滴の吐出圧を高めるほど隣接圧力室の
圧力変動は大きくなる。これはこの種のヘッドが原理上
抱える基本的技術課題である。However, in this type of head, the side wall of the pressure chamber is a piezoelectric substance that deforms in a shear mode, and since the side wall is shared with the adjacent pressure chambers, when a certain pressure chamber is driven, it will be naturally placed in the adjacent pressure chamber. Also causes pressure fluctuations. The higher the ejection pressure of the ink droplet, the larger the pressure fluctuation in the adjacent pressure chambers. This is a basic technical problem that this type of head has in principle.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記したように、ある
圧力室を駆動してインク滴を吐出させると、隣接圧力室
にも圧力変動を起こし、非駆動にもかかわらず隣接圧力
室に連通するノズルからインクが流出したり、吐出圧が
高いとインク小滴が飛び出すまでに至り、紙面やヘッド
周囲を汚してしまう。また飛び出したインク滴が他のノ
ズル口付近に付いて、吐出ダウンを起こす。As described above, when a certain pressure chamber is driven to eject an ink droplet, a pressure fluctuation also occurs in the adjacent pressure chamber, and the pressure chamber communicates with the adjacent pressure chamber although it is not driven. If the ink flows out from the nozzles or if the ejection pressure is high, the ink droplets may fly out, and the surface of the paper and the area around the head may become dirty. In addition, the ejected ink drops adhere to the vicinity of the other nozzle openings, causing ejection down.
【0006】こうした問題は、両隣の圧力室を駆動した
ときの中央の非駆動圧力室に於て特に顕著となる。[0006] Such a problem is particularly remarkable in the central non-driving pressure chamber when the pressure chambers on both sides are driven.
【0007】本発明はこうした問題を解決して、高周波
数駆動、高速度インク滴吐出および安定吐出を実現した
インクジェット記録装置を提供するものである。The present invention solves these problems and provides an ink jet recording apparatus which realizes high frequency driving, high speed ink droplet ejection and stable ejection.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、インクジェットヘッドと該ヘッドの駆動手
段とを備えたインクジェット記録装置において、インク
ジェットヘッドは、底壁と天壁および対向する2つの側
壁に囲まれた圧力室を複数有し、隣接する圧力室は共通
の1つの側壁を堺として配置されており、各側壁の少な
くとも一部は壁に垂直に電界を印加して電界方向に剪断
変形する圧電物質からなり、駆動手段は対向する2つの
側壁の圧電物質に電界を印加し、充電して圧電物質を変
形させた後、その状態を保持し、次に放電させる駆動回
路を有し、電界印加により誘引されるメニスカス振動が
最も吐出方向に達した時点近傍かそれに続くメニスカス
が反吐出方向への後退期間中に放電開始タイミングを設
定し、放電時間Tfをメニスカス振動周期をTmとし
て、0<Tf<Tmとしたことを特徴とする。また、本
発明のインクジェット記録装置は、駆動手段に電界を印
加して圧力室を膨張、収縮させて圧力室内のインク圧力
を変動させることによりインクを吐出するインクジェッ
ト記録装置において、駆動手段は、充電して圧電物質を
変形させた後、その状態を保持し、次に放電させる駆動
回路を有し、放電開始タイミングをメニスカス振動が最
も吐出方向に達した時点近傍かそれに続くメニスカスが
反吐出方向への後退期間中に設定し、放電時間Tfをメ
ニスカス振動周期をTmとして、0<Tf<Tmとした
ことを特徴とする。また、係るインクジェット記録ヘッ
ドにおいて、放電により圧力室が収縮することを特徴と
する。The ink jet recording apparatus of the present invention is an ink jet recording apparatus provided with an ink jet head and a driving means for the head, the ink jet head having a bottom wall, a ceiling wall and two opposing side walls. A plurality of enclosed pressure chambers are provided, and adjacent pressure chambers are arranged with one common side wall as a sakai, and at least a part of each side wall is subjected to shear deformation in the direction of the electric field by applying an electric field perpendicularly to the wall. The driving means is made of a piezoelectric material, and the driving means has a driving circuit for applying an electric field to the piezoelectric materials on the two side walls facing each other, charging the material to deform the piezoelectric material, then maintaining the state, and then discharging the electric field. The discharge start timing is set by setting the discharge start timing in the vicinity of the time when the meniscus vibration induced by the application reaches the discharge direction most or the subsequent meniscus is retracted in the counter discharge direction. The meniscus vibration cycle as Tm, characterized in that the 0 <Tf <Tm. In the inkjet recording apparatus of the present invention, an electric field is applied to the driving unit to expand and contract the pressure chamber to change the ink pressure in the pressure chamber to eject ink, and the driving unit is charged. After the piezoelectric substance is deformed, it has a drive circuit that keeps the state and then discharges it.The discharge start timing is near the time when the meniscus vibration reaches the discharge direction most or the subsequent meniscus is in the reverse discharge direction. The discharge time Tf is set to 0 <Tf <Tm with the meniscus vibration period being Tm. Further, in the ink jet recording head, the pressure chamber is contracted by the electric discharge.
【0009】また応答性を高めるように、駆動手段とし
て、隣接ノズルのメニスカス振動のうち、メニスカスが
最初に最も前進した時点近傍か、その後のメニスカス後
退期間中に前記放電開始タイミングを設定し、前記放電
時間Tfはメニスカス振動周期をTmとするとき、0<
Tf<Tmとなるよう設定する。Further, in order to improve the responsiveness, as the driving means, the discharge start timing is set in the vicinity of the time when the meniscus first advances most among the meniscus vibrations of the adjacent nozzles or during the subsequent meniscus retreat period, The discharge time Tf is 0 <when the meniscus vibration period is Tm.
Set so that Tf <Tm.
【0010】[0010]
【実施例】以下に本発明の実施例に沿って詳細に説明す
る。Embodiments will be described in detail below along with embodiments of the present invention.
【0011】図1は本発明の記録装置に用いるインクジ
ェットヘッドの斜視図で、一部を破断してその内部をも
示したものである。図2は圧力室に垂直に切断したとき
の断面図を拡大して示したものである。FIG. 1 is a perspective view of an ink jet head used in the recording apparatus of the present invention, in which a part thereof is cut away to show the inside thereof. FIG. 2 is an enlarged view of a cross-sectional view taken along a line perpendicular to the pressure chamber.
【0012】図1に於て圧力室1は平行に多数配置さ
れ、その一端は端部に付設されたノズルプレート4のノ
ズル2に連通する。圧力室1は各圧力室共通の底壁45
と天壁35および対向する側壁6に囲まれた長方形断面
の長い流路である。In FIG. 1, a large number of pressure chambers 1 are arranged in parallel, one end of which communicates with a nozzle 2 of a nozzle plate 4 attached to the end. The pressure chamber 1 is a bottom wall 45 common to all pressure chambers.
And a long channel having a rectangular cross section surrounded by the ceiling wall 35 and the opposing side wall 6.
【0013】インクは図示していないインクカートリッ
ジから天壁35上に設けた供給部64と天壁35に設け
た穴を通じて圧力室1の他端部に補給される。60は引
出し電極であって、引出し電極60を通じて図示してい
ない駆動回路からの駆動電圧信号が印加される。Ink is supplied from an ink cartridge (not shown) to the other end of the pressure chamber 1 through a supply portion 64 provided on the ceiling wall 35 and a hole provided in the ceiling wall 35. Reference numeral 60 denotes a lead electrode, and a drive voltage signal from a drive circuit (not shown) is applied through the lead electrode 60.
【0014】図2において、側壁20、21、22、2
3 は圧電物質で作られた上部側壁、下部側壁からな
り、上部側壁、下部側壁は矢印16のように互いに逆方
向に分極される。側壁上には引出し電極60に通じる電
極29、30、31、32、33が蒸着されている。In FIG. 2, the side walls 20, 21, 22, 2 are shown.
Reference numeral 3 denotes an upper side wall and a lower side wall made of a piezoelectric material, and the upper side wall and the lower side wall are polarized in directions opposite to each other as indicated by an arrow 16. Electrodes 29, 30, 31, 32, 33 communicating with the extraction electrode 60 are vapor-deposited on the side wall.
【0015】ここで側壁20、21、22、23を挟む
電極に対し、電極30、32を接地し、電極29、3
1、33を正電圧として電界を与えると、上部側壁、下
部側壁は破線で示すようにくの字形に圧力室内に向かっ
てせん断変形する。その結果圧力室24、26内のイン
クに圧力が加えられてノズル6、8からインク滴が吐出
する。Here, the electrodes 30, 32 are grounded and the electrodes 29, 3 are grounded with respect to the electrodes sandwiching the side walls 20, 21, 22, 23.
When an electric field is applied with 1 and 33 as positive voltages, the upper side wall and the lower side wall are sheared and deformed in a dogleg shape toward the pressure chamber as shown by a broken line. As a result, pressure is applied to the ink in the pressure chambers 24 and 26, and ink droplets are ejected from the nozzles 6 and 8.
【0016】駆動原理上隣接した圧力室は同時に駆動で
きないので、互いに隣接しない圧力室を一つのグループ
として二つのグループに分け、交互に駆動する。図2に
おいては圧力室24、26、28のグループと圧力室2
5、27のグループは分けて交互に駆動される。Adjacent pressure chambers cannot be driven simultaneously due to the driving principle, so pressure chambers that are not adjacent to each other are divided into two groups and driven alternately. In FIG. 2, a group of pressure chambers 24, 26, 28 and the pressure chamber 2 are shown.
The groups of 5 and 27 are divided and driven alternately.
【0017】インク滴の吐出原理やヘッド構造は従来例
と同様のためここでは更なる詳しい説明は省くこととす
る。Since the principle of ejecting ink droplets and the head structure are the same as those of the conventional example, further detailed description will be omitted here.
【0018】図3に駆動波形を示した。波形aは一方の
グループ、bは他方のグループの圧力室を駆動するもの
で、交互駆動のようすを表しており、波形bは波形aの
中間に位置する。The drive waveforms are shown in FIG. Waveform a drives the pressure chambers of one group and b drives the pressure chambers of the other group, and represents an alternating drive, and waveform b is located in the middle of waveform a.
【0019】電極間に電界を印加して急速に(短い時間
Trで)圧電素子を充電して側壁を圧力室内方へ変形さ
せ、しばらく保持した後、Tf時間で放電して元に戻
る。Tkは充電開始から放電開始までの時間である。T
は繰り返し周期である。本ヘッドにあっては前述の通り
交互に駆動しなければならないため、他形式のヘッドに
比較して同駆動周波数を確保するには半分のパルス幅で
なければならず、高駆動周波数化にとってはパルス幅T
pの縮小化が重要である。An electric field is applied between the electrodes to rapidly charge the piezoelectric element (for a short time Tr) to deform the side wall toward the inside of the pressure chamber, hold it for a while, and then discharge at Tf time to return to the original state. Tk is the time from the start of charging to the start of discharging. T
Is the repetition period. Since this head has to be driven alternately as described above, in order to secure the same drive frequency as compared to other types of heads, the pulse width must be half that for high drive frequency. Pulse width T
It is important to reduce p.
【0020】図4は駆動波形の各パラメータ(Tr、T
k、Tf、Vh)とインク滴吐出速度(Droplet
Velocity)の関係を示したものである。駆動
波形の各パラメータを変えつつ、二つの圧力室を同時駆
動して(例えば図2に於て圧力室25、27を駆動し
て)インク滴吐出速度(Wanted Velocit
y)を調査し、またその駆動によって生じる非駆動の中
央圧力室(図2に於ける圧力室26)に連通するノズル
からのインク小滴の吐出速度(UnwantedVel
ocity)を調査したものである。尚、所望の吐出イ
ンク滴をWanted、非駆動にも拘らず飛び出すイン
ク滴をUnwantedと以下呼ぶこととする。FIG. 4 shows each parameter (Tr, T) of the drive waveform.
k, Tf, Vh) and ink droplet ejection speed (Droplet
2 shows the relationship of Velocity). Ink droplet ejection speed (Wanted Velocity) by simultaneously driving two pressure chambers (for example, by driving the pressure chambers 25 and 27 in FIG. 2) while changing each parameter of the drive waveform.
y), and the ejection speed (UnwantedVel) of the ink droplet from the nozzle communicating with the non-driven central pressure chamber (pressure chamber 26 in FIG. 2) generated by the driving
This is the result of investigating the ocity). In addition, a desired ejected ink droplet will be referred to as Wanted, and an ink droplet that ejects regardless of non-driving will be referred to as Unwanted.
【0021】ここでUnwanted発生原因について
補足説明する。図2の二つの圧力室25、27を駆動し
たとき、破線のように側壁がせん断変形する。しかし次
に放電して側壁が元に復帰するとき圧力室26内の圧力
が高まり、圧力室26からノズルを通じてインク滴が、
即ちUnwantedが発生してしまう。Here, a supplementary explanation will be given on the cause of occurrence of Unwanted. When the two pressure chambers 25 and 27 in FIG. 2 are driven, the side wall undergoes shear deformation as indicated by the broken line. However, when the side wall is restored to the original state by the next discharge, the pressure in the pressure chamber 26 increases, and an ink droplet from the pressure chamber 26 passes through the nozzle.
That is, Unwanted occurs.
【0022】図4はTrを矢印のように小から大に変え
ていったときwantedのインク滴速度は低下し、ま
たUnwantedの速度も低下していくことを表して
いる。Tkその他についても図の見方は同様である。図
4より、Unwantedを防止するにはTr、Tfを
長くすることが、またVhを小さくすることが好ましい
ことがわかる。しかしTrを長くしていくとWante
dの速度が極度に低下していってしまうという結果が得
られており、対策とはなり得ない。Trは0〜数μsに
設定する。Vhを小さくすることはWantedの速度
を低下させ、同時に吐出インク滴量を減少させるため、
これも対策としては難しい。Tfを長くしていくとUn
wantedの速度は低下していくものの、後述するよ
うに相当長くしなければ効果が出ないことが分かってい
る。しかし、Tfが長過ぎるとパルス幅Tpが伸びて、
駆動周波数が低下するため、TfのみでUnwante
d対策の効果を得ることは困難である。FIG. 4 shows that when Tr is changed from a small value to a large value as indicated by an arrow, the Wanted ink drop velocity decreases, and the Unwanted velocity also decreases. The same applies to Tk and others. From FIG. 4, it can be seen that it is preferable to increase Tr and Tf and reduce Vh to prevent Unwanted. However, if Tr is lengthened, Wante
The result is that the speed of d is extremely decreased, and it cannot be a countermeasure. Tr is set to 0 to several μs. Reducing Vh lowers the Wanted speed and at the same time reduces the amount of ejected ink droplets.
This is also difficult as a countermeasure. Un becomes when Tf is lengthened
Although the speed of the wanted is decreasing, it is known that the effect cannot be obtained unless it is considerably lengthened as described later. However, if Tf is too long, the pulse width Tp will increase,
The driving frequency decreases, so only Tf is Unwante
d It is difficult to obtain the effect of measures.
【0023】Tkを図4に示したt1以上に設定すれ
ば、吐出インク滴速度、インク適量が一定となるため、
Tkはt1以上に設定する。一方、Unwanted対
策に対しては最適なTkが存在する。次に放電開始タイ
ミングTkについて説明する。図5の曲線dは代表的な
ヘッドを用いて、図2における二つの圧力室25、27
をTr=2μs、Tf=20μs、吐出インク量0.1
μg、吐出速度7m/sに設定して駆動したとき、圧力
室25、27に挟まれた非駆動圧力室26から吐出され
るUnwantedの速度を時間Tk、即ち放電開始タ
イミングに対してプロットしたものである。If Tk is set to t1 or more shown in FIG. 4, the ejected ink drop velocity and the proper ink amount become constant.
Tk is set to t1 or more. On the other hand, there is an optimum Tk for the Unwanted countermeasure. Next, the discharge start timing Tk will be described. The curve d in FIG. 5 shows the two pressure chambers 25, 27 in FIG.
Is Tr = 2 μs, Tf = 20 μs, and the ejected ink amount is 0.1.
The value of Unwanted discharged from the non-driving pressure chamber 26 sandwiched between the pressure chambers 25 and 27 when driven with μg and the discharge speed set to 7 m / s is plotted against the time Tk, that is, the discharge start timing. Is.
【0024】Tkを変えていくと周期的にUnwant
edの速度が変化する。また速度のピークは次第に低下
していく。Tkを矢印51、52、53、54で示す領
域に選択すればUnwantedの発生を防止できるこ
とが分かる。When Tk is changed, Unwant is periodically generated.
The speed of ed changes. In addition, the speed peak gradually decreases. It can be understood that the occurrence of Unwanted can be prevented by selecting Tk in the area indicated by the arrows 51, 52, 53, 54.
【0025】この現象を解析するために、長いTk(例
えばTk=300μs)を持つ駆動波形で圧力室25、
27を駆動させたときに圧力室26のノズル7に形成さ
れるメニスカスの位置を観察した結果が曲線gである。
ゼロ点はメニスカスが図6の状態であり、待機状態を表
す。In order to analyze this phenomenon, the pressure chamber 25 with a driving waveform having a long Tk (for example, Tk = 300 μs),
A curve g is a result of observing the position of the meniscus formed in the nozzle 7 of the pressure chamber 26 when the pressure sensor 27 is driven.
The zero point is the state in which the meniscus is as shown in FIG. 6, and represents the standby state.
【0026】信号が入ると圧力室26は急速に拡大し、
メニスカスは大きく圧力室側へ後退する。後退したメニ
スカスは前進、後退の振動を繰り返して次第に減衰して
最終的には初期状態に戻る。この振動周期Tmは圧力室
内のインクのコンプライアンス、側壁のコンプライアン
ス、圧力室の流路寸法、インク密度によって決まるもの
であり、実施例にあっては約40μsであった。When a signal is input, the pressure chamber 26 expands rapidly,
The meniscus largely recedes to the pressure chamber side. The retracted meniscus repeats forward and backward vibrations and gradually attenuates, and finally returns to the initial state. This vibration period Tm is determined by the compliance of the ink in the pressure chamber, the compliance of the side wall, the flow channel size of the pressure chamber, and the ink density, and was about 40 μs in the example.
【0027】曲線dとgを対比させると、矢印で示した
領域51、52、53、54は曲線gの頂点付近から谷
にかけての区間である。即ち、メニスカスが吐出方向へ
最も前進した時点近傍か、それに続くメニスカスの後退
期間中に放電を開始することによってUnwanted
を防止できることが分かる。When the curves d and g are compared, the areas 51, 52, 53 and 54 indicated by the arrows are the sections from the vicinity of the apex of the curve g to the valleys. That is, the discharge is started in the vicinity of the time when the meniscus is most advanced in the ejection direction or during the subsequent retreat period of the meniscus.
It turns out that can be prevented.
【0028】これらの期間に放電を開始すればUnwa
ntedを防止できる理由は、放電により側壁が変形状
態から元に復帰することによって生じるノズル口方向へ
のインク流れを、メニスカスの振動に表れる逆方向の流
れが抑えるように働くためと考えられる。If discharge is started during these periods, Unwa
It is considered that the reason why nted can be prevented is that the flow of ink in the direction toward the nozzle opening, which occurs when the side wall returns from the deformed state due to discharge, is suppressed by the flow in the opposite direction that appears in the vibration of the meniscus.
【0029】尚、前記従来例では充電開始から放電開始
までの時間をL/a(Lは圧力室長、aはインク中の音
速)で規定しているが、この時間は丁度図5中のタイミ
ングt1付近を表すもので、むしろUnwantedに
対しては好ましくないタイミングである。In the conventional example, the time from the start of charging to the start of discharging is specified by L / a (L is the pressure chamber length, a is the speed of sound in the ink), but this time is exactly the timing in FIG. It represents the vicinity of t1 and is rather unfavorable timing for Unwanted.
【0030】駆動周波数のアップを図るため以下に更に
詳しく説明する。A more detailed description will be given below in order to increase the driving frequency.
【0031】矢印51、52、53、54で示した領域
はTkを長くしていくと広がる傾向にある。しかしTk
を長くするとパルス幅Tpが長くなって駆動周波数が低
下する。従って好ましくは領域51、52を、できれば
領域51内でTkを設定するのがよい。The regions indicated by arrows 51, 52, 53 and 54 tend to widen as Tk is lengthened. But Tk
When is longer, the pulse width Tp is longer and the driving frequency is lowered. Therefore, it is preferable to set the regions 51 and 52, and preferably Tk in the region 51.
【0032】図5の曲線は他の幾種類かのTfについて
も得ることができ、Tfを変えていったときのUnwa
ntedの防止範囲を知ることができる。The curve of FIG. 5 can be obtained for several other types of Tf, and Unwa when Tf is changed.
It is possible to know the prevention range of nted.
【0033】図7は横軸にTfを、縦軸にTkを取っ
て、Unwantedの速度ゼロの領域を斜線で図示し
たものである。領域61には図5で言えば矢印51の領
域が含まれ、領域62には矢印52の領域が含まれる。In FIG. 7, Tf is plotted on the abscissa and Tk is plotted on the ordinate, and the Unwanted speed zero region is shown by hatching. The area 61 includes the area indicated by the arrow 51 in FIG. 5, and the area 62 includes the area indicated by the arrow 52.
【0034】尚、Tkを無限に長くしてメニスカスを待
機状態に落ち着けたとき、unwantedを発生させ
ないTfの最小値は大体40μsであり、領域63で表
した。When Tk is made infinitely long and the meniscus is allowed to stand by, the minimum value of Tf which does not cause unwanted is about 40 μs, which is represented by the region 63.
【0035】二点鎖線56はパルス幅Tp=100μs
から決まる駆動周波数5KHzの限界線を表し、鎖線5
6の右上領域では5KHz以上が不可能となる。同様に
一点鎖線57は7.5KHzの限界線を表す。The chain double-dashed line 56 has a pulse width Tp = 100 μs.
Represents the limit line for a drive frequency of 5 KHz determined by
In the upper right area of 6, 5 kHz or higher is impossible. Similarly, the alternate long and short dash line 57 represents the limit line of 7.5 KHz.
【0036】図7によれば、Tkを高周波数駆動が期待
できる領域61内に設定するとき、Tfを長くしていく
と、Unwantedが発生するので、Tfには上限が
存在することが分かる。その理由は、図5を参照すると
き、メニスカス振動は振動初期である矢印51付近では
振幅が大きく、メニスカスの移動速度が速い。にも拘ら
ず、Tfが長すぎるとメニスカス振動に対して制振効果
が小さく、且つTfが長いためメニスカスの前進区間と
Tfの期間が重なることによるものと考えられる。It can be seen from FIG. 7 that when Tk is set in the region 61 where high frequency driving can be expected, if Tf is made longer, Unwanted occurs, so that Tf has an upper limit. The reason is that, referring to FIG. 5, the meniscus vibration has a large amplitude in the vicinity of the arrow 51, which is the initial stage of vibration, and the moving speed of the meniscus is high. Nevertheless, if Tf is too long, the damping effect against meniscus vibration is small, and since Tf is long, it is considered that the forward section of the meniscus and the period of Tf overlap.
【0037】メニスカスの後退期間が振動周期Tmの1
/2であることを考え合わせると、Tfとして1/2T
m付近が好ましい値であことが推測できる。実際、図7
においてTfとしては1/2Tmを中心として、ほぼ0
<Tf<Tmが有効な範囲であった。The receding period of the meniscus is 1 of the vibration period Tm.
Considering that it is / 2, Tf is 1 / 2T
It can be inferred that a value around m is a preferable value. In fact, Figure 7
, Tf is about 0 around 1/2 Tm
<Tf <Tm was in the effective range.
【0038】以上の結果および考察をまとめると
・メニスカスの振動が待機状態に落ち着くほどTkやT
fを長くすればUnwantedを防止可能だが、その
ためにはTkとTfのいずれかまたは両者を相当長くす
る必要があり、駆動周波数が著しく低下する。Summarizing the above results and consideration: Tk and T are set so that the vibration of the meniscus settles in the standby state.
Unwanted can be prevented by lengthening f, but for that purpose, either or both of Tk and Tf must be lengthened considerably, and the driving frequency is significantly lowered.
【0039】・しかし、隣接圧力室のノズルに誘引され
るメニスカス振動のうち、メニスカスが最も吐出口側へ
前進した時点か、その後のメニスカスの後退中に放電開
始を始めることによって、その液圧を利用することがで
き、短いTk、Tfにも拘らずUnwantedを防止
できる。However, among the meniscus vibrations induced by the nozzles of the adjacent pressure chambers, the discharge of liquid is started by starting the discharge at the time when the meniscus advances to the discharge port side most or after the meniscus retracts. Unwanted can be prevented despite the short Tk and Tf.
【0040】・さらに、メニスカス振動のうち、最初に
メニスカスが最も前進した時点か、その後のメニスカス
の後退中に放電開始を始め、且つTfを0<Tf<Tm
の範囲に設定することによって、高周波数駆動、例えば
5KHz以上の高応答化が可能であり、またこの条件で
あれば7.5KHzも可能である。Further, in the meniscus vibration, the discharge start is started at the time when the meniscus is most advanced or after the meniscus is retracted, and Tf is 0 <Tf <Tm.
By setting in the range of (1), high frequency driving, for example, high response of 5 KHz or more is possible, and under this condition, 7.5 KHz is also possible.
【0041】尚、以上の実施例に関する説明では代表的
ヘッドの特性を中心に説明してきたが、圧力室やノズル
の寸法等が異なっても、同様のヘッド構造である限り本
発明による原理は適用可能である。In the above description of the embodiments, the characteristics of a typical head have been mainly described, but the principle according to the present invention is applicable as long as the head structure is the same even if the dimensions of the pressure chambers and nozzles are different. It is possible.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上に説明したように本発明によるイン
クジェット記録装置によれば、高周波数駆動、高速度イ
ンク滴吐出であっても、吐出ダウンや紙面の汚れの原因
となる、非駆動にも拘らず吐出する不用インク滴、即ち
Unwantedを防止することができる。As described above, according to the ink jet recording apparatus of the present invention, even in the case of high frequency driving and high speed ink droplet ejection, it is possible to perform non-driving which causes ejection down and paper surface contamination. Unwanted ink droplets that are ejected regardless of occurrence, that is, Unwanted can be prevented.
【図1】 本発明に用いるインクジェットヘッドの実施
例の斜視図。FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of an inkjet head used in the present invention.
【図2】 本発明に用いるインクジェットヘッドの圧力
室部分の断面図。FIG. 2 is a sectional view of a pressure chamber portion of an inkjet head used in the present invention.
【図3】 本発明に用いるインクジェットヘッドの駆動
波形の実施例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an example of drive waveforms of an inkjet head used in the present invention.
【図4】 本発明の駆動条件とインク滴吐出速度の関係
を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a driving condition and an ink droplet ejection speed according to the present invention.
【図5】 隣接した非駆動圧力室からの不用インク滴の
吐出速度とメニスカスの振動の実施例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an example of ejection velocity of unnecessary ink droplets from adjacent non-driving pressure chambers and vibration of meniscus.
【図6】 メニスカスの待機状態を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a meniscus standby state.
【図7】 本発明の不用なインク滴が吐出しない駆動条
件の範囲を示した実施例の図。FIG. 7 is a diagram of an example showing a range of drive conditions in which unnecessary ink droplets of the present invention are not ejected.
1 圧力室 2 ノズル 4 ノズルプレート 5〜9 ノズル 16 分極方向 20〜23 側壁 24〜28 圧力室 29〜33 電極 35 天壁プレート 45 底壁プレート 60 引出し電極 1 pressure chamber 2 nozzles 4 nozzle plate 5-9 nozzles 16 Polarization direction 20-23 Side wall 24-28 pressure chamber 29 to 33 electrodes 35 roof wall plate 45 bottom wall plate 60 Extraction electrode
Claims (3)
手段とを備えたインクジェット記録装置において、 前記インクジェットヘッドは、底壁と天壁および対向す
る2つの側壁に囲まれた圧力室を複数有し、隣接する圧
力室は共通の1つの側壁を堺として配置されており、各
側壁の少なくとも一部は壁に垂直に電界を印加して電界
方向に剪断変形する圧電物質からなり、前記駆動手段は
前記対向する2つの側壁の圧電物質に電界を印加し、充
電して前記圧電物質を変形させた後、その状態を保持
し、次に放電させる駆動回路を有し、 前記電界印加により誘引されるメニスカス振動が最も吐
出方向に達した時点近傍かそれに続くメニスカスが反吐
出方向への後退期間中に前記放電開始タイミングを設定
し、前記放電時間Tfをメニスカス振動周期をTmとして、 0<Tf<Tm としたことを特徴とする インクジェット記録装置。1. An ink jet recording apparatus comprising an ink jet head and a driving means for the head, wherein the ink jet head has a plurality of pressure chambers surrounded by a bottom wall, a ceiling wall and two opposite side walls, and adjacent to each other. The pressure chambers are arranged with one common side wall as a sakai, and at least a part of each side wall is made of a piezoelectric material that is sheared and deformed in the direction of the electric field by applying an electric field perpendicular to the wall, and the driving means is opposed to each other. An electric field is applied to the piezoelectric material on the two side walls to charge, the piezoelectric material is deformed by charging, the piezoelectric material is held in that state, and then the piezoelectric material is discharged, and the meniscus vibration induced by the application of the electric field is included. There set the most the discharge start timing during retraction period ejection direction point near or meniscus subsequent reaching the counter-discharge direction, the meniscus vibration frequency of the said discharge time Tf As Tm, 0 <Tf <ink jet recording apparatus is characterized in that the Tm.
張、収縮させて圧力室内のインク圧力を変動させること
によりインクを吐出するインクジェット記録装置におい
て、 前記駆動手段は、充電して前記圧電物質を変形させた
後、その状態を保持し、次に放電させる駆動回路を有
し、 前記放電開始タイミングをメニスカス振動が最も吐出方
向に達した時点近傍かそれに続くメニスカスが反吐出方
向への後退期間中に設定し、 前記放電時間Tfをメニスカス振動周期をTmとして、 0<Tf<Tm としたことを特徴とするインクジェット記録装置。2. An ink jet recording apparatus for ejecting ink by applying an electric field to a driving means to expand and contract the pressure chamber to change the ink pressure in the pressure chamber, wherein the driving means charges the piezoelectric element. After deforming the substance, it has a driving circuit that holds the state and then discharges it.The discharge start timing is near the time when the meniscus vibration reaches the discharge direction most or the subsequent meniscus recedes in the counter discharge direction. An ink jet recording apparatus, wherein the discharge time Tf is set to 0 <Tf <Tm, and the discharge time Tf is set to 0 <Tf <Tm.
徴とする請求項2に記載のインクジェット記録装置。3. The ink jet recording apparatus according to claim 2, wherein the discharge causes the pressure chamber to contract.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33459392A JP3379122B2 (en) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | Ink jet recording device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33459392A JP3379122B2 (en) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | Ink jet recording device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06182991A JPH06182991A (en) | 1994-07-05 |
| JP3379122B2 true JP3379122B2 (en) | 2003-02-17 |
Family
ID=18279133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33459392A Ceased JP3379122B2 (en) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | Ink jet recording device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3379122B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3159015B2 (en) * | 1995-11-10 | 2001-04-23 | ブラザー工業株式会社 | Inkjet head |
-
1992
- 1992-12-15 JP JP33459392A patent/JP3379122B2/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06182991A (en) | 1994-07-05 |
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|---|---|---|---|
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