JP2002067358A - インクジェットヘッドの駆動方法 - Google Patents
インクジェットヘッドの駆動方法Info
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- JP2002067358A JP2002067358A JP2000266954A JP2000266954A JP2002067358A JP 2002067358 A JP2002067358 A JP 2002067358A JP 2000266954 A JP2000266954 A JP 2000266954A JP 2000266954 A JP2000266954 A JP 2000266954A JP 2002067358 A JP2002067358 A JP 2002067358A
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- nozzle
- pulse
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- 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
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14411—Groove in the nozzle plate
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 同一ノズルから吐出されるインク滴量を制御
して、印字速度の高速化と高品位の階調印刷を実現でき
るインクジェットヘッドの駆動方法を提供する。 【解決手段】 インクを吐出するためのノズル12と、
ノズル12に連通するインク吐出室10と、吐出室10
の一部に設けられた振動板11と、振動板11に対向し
て設けられた電極14とを有し、振動板11と電極14
との間に生じる静電気力を利用して、振動板11を変形
させ、ノズル12からインク液滴を吐出する。振動板1
1と電極14との間に1駆動周期内に複数のパルス電圧
からなり複数のインク液滴を吐出させる駆動形態で少な
くとも第2番目以降の各パルス電圧は前のパルス電圧か
ら非当接時の固有振動周期をTaとしたとき1/4×T
a以上Ta以下の駆動間隔(T_delay)で印加さ
れ、そのパルス幅は当接時の固有振動周期をTbとする
と1/2Tb+(n−1)Tb以上nTb以下(nは1
以上の整数)までの時間とする。
して、印字速度の高速化と高品位の階調印刷を実現でき
るインクジェットヘッドの駆動方法を提供する。 【解決手段】 インクを吐出するためのノズル12と、
ノズル12に連通するインク吐出室10と、吐出室10
の一部に設けられた振動板11と、振動板11に対向し
て設けられた電極14とを有し、振動板11と電極14
との間に生じる静電気力を利用して、振動板11を変形
させ、ノズル12からインク液滴を吐出する。振動板1
1と電極14との間に1駆動周期内に複数のパルス電圧
からなり複数のインク液滴を吐出させる駆動形態で少な
くとも第2番目以降の各パルス電圧は前のパルス電圧か
ら非当接時の固有振動周期をTaとしたとき1/4×T
a以上Ta以下の駆動間隔(T_delay)で印加さ
れ、そのパルス幅は当接時の固有振動周期をTbとする
と1/2Tb+(n−1)Tb以上nTb以下(nは1
以上の整数)までの時間とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッドの駆動方法、より詳細には、静電気力を用いて振動
板を変形させることによりインク液滴の吐出を行なう形
式のインクジェットヘッドの駆動方法に関するものであ
る。
ッドの駆動方法、より詳細には、静電気力を用いて振動
板を変形させることによりインク液滴の吐出を行なう形
式のインクジェットヘッドの駆動方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】特開昭60−157875号公報(イン
クジェット印刷装置)には、直前の電気的駆動信号に対
して滴発生周期よりも短い時間遅延で付加的な電気的駆
動信号を発生するための手段を設け、可変サイズのイン
ク滴を得ることが提案されている。
クジェット印刷装置)には、直前の電気的駆動信号に対
して滴発生周期よりも短い時間遅延で付加的な電気的駆
動信号を発生するための手段を設け、可変サイズのイン
ク滴を得ることが提案されている。
【0003】しかし、上記特開昭60−157875号
公報に記載の駆動方法によれば、滴発生周期よりも短い
時間遅延で複数のインク滴を吐出させて、記録媒体に届
くまでに一体化を達成しているが、これを静電気力を利
用して振動板を変形させノズルからインク液滴を吐出さ
せる手段を前提にするときには、時間遅延のみの規定で
は記録媒体に届くまでに空中で合体させて1滴にできる
駆動条件を決定できない。
公報に記載の駆動方法によれば、滴発生周期よりも短い
時間遅延で複数のインク滴を吐出させて、記録媒体に届
くまでに一体化を達成しているが、これを静電気力を利
用して振動板を変形させノズルからインク液滴を吐出さ
せる手段を前提にするときには、時間遅延のみの規定で
は記録媒体に届くまでに空中で合体させて1滴にできる
駆動条件を決定できない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を
解決するため、静電気力を利用して振動板を変形させノ
ズルからインク液滴を吐出させる手段を用いる駆動方法
において、同一ノズルから吐出されるインク滴量を制御
して、印字速度の高速化と高品位の階調印刷を実現でき
るインクジェットヘッドの駆動方法を提案することを目
的とする。
解決するため、静電気力を利用して振動板を変形させノ
ズルからインク液滴を吐出させる手段を用いる駆動方法
において、同一ノズルから吐出されるインク滴量を制御
して、印字速度の高速化と高品位の階調印刷を実現でき
るインクジェットヘッドの駆動方法を提案することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】インクを吐出するための
ノズルと、該ノズルに連通するインク吐出室と、該吐出
室の一部に設けられた振動板と、該振動板に対向して設
けられた電極とを有し、前記振動板と前記電極との間に
生じる静電気力を利用して、前記振動板を変形させ、前
記ノズルからインク液滴を吐出するインクジェットヘッ
ドの駆動方法において、前記振動板と前記電極との間に
1駆動周期内に複数のパルス電圧からなり複数のインク
液滴を吐出させる駆動形態で少なくとも第2番目以降の
各パルス電圧は前のパルス電圧から非当接時の固有振動
周期をTaとしたとき1/4×Ta以上Ta以下の駆動
間隔(T_delay)で印加され、そのパルス幅は当
接時の固有振動周期をTbとすると1/2Tb+(n−
1)Tb以上nTb以下(nは1以上の整数)までの時
間(Pw)であることを特徴とする。
ノズルと、該ノズルに連通するインク吐出室と、該吐出
室の一部に設けられた振動板と、該振動板に対向して設
けられた電極とを有し、前記振動板と前記電極との間に
生じる静電気力を利用して、前記振動板を変形させ、前
記ノズルからインク液滴を吐出するインクジェットヘッ
ドの駆動方法において、前記振動板と前記電極との間に
1駆動周期内に複数のパルス電圧からなり複数のインク
液滴を吐出させる駆動形態で少なくとも第2番目以降の
各パルス電圧は前のパルス電圧から非当接時の固有振動
周期をTaとしたとき1/4×Ta以上Ta以下の駆動
間隔(T_delay)で印加され、そのパルス幅は当
接時の固有振動周期をTbとすると1/2Tb+(n−
1)Tb以上nTb以下(nは1以上の整数)までの時
間(Pw)であることを特徴とする。
【0006】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、少なくとも第2番目以降の各パルス電圧のパルス幅
(Pw)は当接時の固有振動周期をTbとすると1/2
Tb+(n−1)Tb以上3/4Tb+(n−1)Tb
以下(nは1以上の整数)の間でそのパルス幅が前のパ
ルス電圧のパルス幅よりも大きくなる時間であることを
特徴とする。
て、少なくとも第2番目以降の各パルス電圧のパルス幅
(Pw)は当接時の固有振動周期をTbとすると1/2
Tb+(n−1)Tb以上3/4Tb+(n−1)Tb
以下(nは1以上の整数)の間でそのパルス幅が前のパ
ルス電圧のパルス幅よりも大きくなる時間であることを
特徴とする。
【0007】請求項3の発明は、請求項1の発明におい
て、少なくとも複数のインク液滴を吐出させる駆動形態
の最終吐出のパルス電圧のパルス幅(Pw)は当接時の
固有振動周期をTbとすると3/4Tb+(n−1)T
b近傍(nは1以上の整数)であることを特徴とする。
て、少なくとも複数のインク液滴を吐出させる駆動形態
の最終吐出のパルス電圧のパルス幅(Pw)は当接時の
固有振動周期をTbとすると3/4Tb+(n−1)T
b近傍(nは1以上の整数)であることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は、本発明が適用される静電
気力を利用したインクジェットヘッドの一例を説明する
ための要部構成図、図2は、図1のII部詳細図で、図
中、1は上側基板(ノズルプレート)、2は中間基板
(インク液室基板)、3は下側基板(電極基板)で、本
発明による静電式インクジェットヘッドは、これら3枚
の基板1〜3を重ね合わせた積層構造をしている。4は
フレーム、5はFPCケーブル、6はドライバIC、7
はノズルプレート1をフレーム4に取り付けるためのノ
ズル板封止剤、8は共通インク液室流路、9は流体抵抗
部、10はインク吐出室、11は振動板、12はノズ
ル、13は振動室、14は個別電極、15は絶縁層、1
6は振動室13内の気体を封止するための封止剤で、周
知のように、インクを吐出するためのノズル12と、該
ノズル12に連通するインク吐出室10と、該インク吐
出室10の一部に設けられた振動板11と、該振動板1
1に対向して設けられた電極とを有し、前記振動板11
と前記電極14との間に生じる静電気力を利用して、前
記振動板11を変形させ、前記ノズル12からインク液
滴を吐出させるものである。
気力を利用したインクジェットヘッドの一例を説明する
ための要部構成図、図2は、図1のII部詳細図で、図
中、1は上側基板(ノズルプレート)、2は中間基板
(インク液室基板)、3は下側基板(電極基板)で、本
発明による静電式インクジェットヘッドは、これら3枚
の基板1〜3を重ね合わせた積層構造をしている。4は
フレーム、5はFPCケーブル、6はドライバIC、7
はノズルプレート1をフレーム4に取り付けるためのノ
ズル板封止剤、8は共通インク液室流路、9は流体抵抗
部、10はインク吐出室、11は振動板、12はノズ
ル、13は振動室、14は個別電極、15は絶縁層、1
6は振動室13内の気体を封止するための封止剤で、周
知のように、インクを吐出するためのノズル12と、該
ノズル12に連通するインク吐出室10と、該インク吐
出室10の一部に設けられた振動板11と、該振動板1
1に対向して設けられた電極とを有し、前記振動板11
と前記電極14との間に生じる静電気力を利用して、前
記振動板11を変形させ、前記ノズル12からインク液
滴を吐出させるものである。
【0009】図3乃至図5は、上述のごとき静電気力を
利用したインクジェットヘッドの動作説明をするための
要部断面図で、各図共に、(A)図は(B)図のA−A
線断面図であり、(B)図は図2の右半分を示す断面
図、(C)図はインク加圧室10内のインク圧力の振動
を模式的に示す図で、図3は、振動板11が個別電極1
4と接触していない状態(非当接時)を示し、図4は振
動板11が個別電極14と接触している状態(当接時)
を示し、図5は振動板11が個別電極14と接触した
後、該個別電極14から離れる時の状態を示す。
利用したインクジェットヘッドの動作説明をするための
要部断面図で、各図共に、(A)図は(B)図のA−A
線断面図であり、(B)図は図2の右半分を示す断面
図、(C)図はインク加圧室10内のインク圧力の振動
を模式的に示す図で、図3は、振動板11が個別電極1
4と接触していない状態(非当接時)を示し、図4は振
動板11が個別電極14と接触している状態(当接時)
を示し、図5は振動板11が個別電極14と接触した
後、該個別電極14から離れる時の状態を示す。
【0010】図3(A)、(B)でインク吐出室10の
底部にある振動板11は振動板11と個別電極14との
間に働く静電気力によって変形して、個別電極14側に
接触する(以下、当接と表記する)と、インク液室10
のコンプライアンスが変化しインク液室10の固有振動
数も変化する。すなわち、図3(A)、(B)に示すよ
うに振動板11が個別電極14側に当接する前の非当接
時では、図3(C)に示すように、固有振動周期Taで
インク圧力は振動し、図4(A)、(B)に示すように
振動板11が個別電極14側に当接する当接時では、図
4(C)に示すように固有振動周期Taよりも振動周期
の短いTbでインク圧力は振動する。
底部にある振動板11は振動板11と個別電極14との
間に働く静電気力によって変形して、個別電極14側に
接触する(以下、当接と表記する)と、インク液室10
のコンプライアンスが変化しインク液室10の固有振動
数も変化する。すなわち、図3(A)、(B)に示すよ
うに振動板11が個別電極14側に当接する前の非当接
時では、図3(C)に示すように、固有振動周期Taで
インク圧力は振動し、図4(A)、(B)に示すように
振動板11が個別電極14側に当接する当接時では、図
4(C)に示すように固有振動周期Taよりも振動周期
の短いTbでインク圧力は振動する。
【0011】本発明においては、まず、第一に、図7
(A)に示すように、第2番目以降の各パルス電圧は前
のパルス電圧(破線にて示す)から非当接時の固有振動
周期をTaとしたとき1/4×Ta以上Ta以下の駆動
間隔(T_delay)で印加する。図6(A)に示す
ように、前のパルス電圧を立ち下げた後は、図5
(A)、(B)に示すように、振動板11は個別電極1
4側から離れてインク吐出室10は体積収縮してインク
圧力は正圧になる。この時、振動板11は個別電極14
側に当接していない非当接状態なので、図5(C)に示
すように、非当接時のインク液の固有振動周期Taで振
動し始め、図6(B)に示すように、約1/4×Ta後
にインク圧力は最大になる。その時に、インク液滴が最
大にノズルから押し出され、前のパルス電圧で確実にイ
ンク液滴を吐出させることができる。
(A)に示すように、第2番目以降の各パルス電圧は前
のパルス電圧(破線にて示す)から非当接時の固有振動
周期をTaとしたとき1/4×Ta以上Ta以下の駆動
間隔(T_delay)で印加する。図6(A)に示す
ように、前のパルス電圧を立ち下げた後は、図5
(A)、(B)に示すように、振動板11は個別電極1
4側から離れてインク吐出室10は体積収縮してインク
圧力は正圧になる。この時、振動板11は個別電極14
側に当接していない非当接状態なので、図5(C)に示
すように、非当接時のインク液の固有振動周期Taで振
動し始め、図6(B)に示すように、約1/4×Ta後
にインク圧力は最大になる。その時に、インク液滴が最
大にノズルから押し出され、前のパルス電圧で確実にイ
ンク液滴を吐出させることができる。
【0012】その後、インク圧力の正圧は徐々に小さく
なり負圧に変化して行く(図7(B))。そして、再び
正圧になる手前(Taになる前)に次のパルス電圧を印
加すれば、図7(B)に示すように、立ち上がりによる
振動板11の変形で引き起こされるインク吐出室10の
体積膨張で発生するインク液室10内の負圧(図7
(C))を効率よく用いることができるので、メニスカ
スを引き込みやすくなる。
なり負圧に変化して行く(図7(B))。そして、再び
正圧になる手前(Taになる前)に次のパルス電圧を印
加すれば、図7(B)に示すように、立ち上がりによる
振動板11の変形で引き起こされるインク吐出室10の
体積膨張で発生するインク液室10内の負圧(図7
(C))を効率よく用いることができるので、メニスカ
スを引き込みやすくなる。
【0013】第二に、そのパルス幅を当接時の固有振動
周期をTbとすると1/2Tb+(n−1)Tb以上n
Tb以下(nは1以上の整数)までの時間(Pw)にす
る。次のパルス電圧を印加し、図6(B)に示すよう
に、パルス電圧の立ち上がりによる振動板の変形で引き
起こされるインク吐出室10の体積膨張で発生するイン
ク圧力は、振動板11が個別電極14側に当接している
当接状態で、当接時のインク吐出室11の固有振動周期
Tbと前のパルス電圧の振動周期Ta(非当接時の固有
振動)のインク圧力振動が重畳される固有振動数で振動
する。
周期をTbとすると1/2Tb+(n−1)Tb以上n
Tb以下(nは1以上の整数)までの時間(Pw)にす
る。次のパルス電圧を印加し、図6(B)に示すよう
に、パルス電圧の立ち上がりによる振動板の変形で引き
起こされるインク吐出室10の体積膨張で発生するイン
ク圧力は、振動板11が個別電極14側に当接している
当接状態で、当接時のインク吐出室11の固有振動周期
Tbと前のパルス電圧の振動周期Ta(非当接時の固有
振動)のインク圧力振動が重畳される固有振動数で振動
する。
【0014】しかし、図7(B)に示すように、非当接
時の固有振動は時間と共にその振動振幅がHa1からH
a2へと減衰していき、駆動間隔(T_delay)を
もって次のパルス電圧が印加されたときは、当接時の固
有振動となる。そして、図7(C)に示すように、最初
の1/2×Tbまでの負圧状態では流体抵抗からインク
が順次流入してくるので負圧をそれほど増大させない。
故に振幅(Hb2)は比較的小さい。1/2×Tb〜T
bまでの正圧状態では流体抵抗やノズル抵抗などによ
り、その圧力上昇は負圧のときよりも大きく急峻で振幅
(Hb1)も大きくなる。
時の固有振動は時間と共にその振動振幅がHa1からH
a2へと減衰していき、駆動間隔(T_delay)を
もって次のパルス電圧が印加されたときは、当接時の固
有振動となる。そして、図7(C)に示すように、最初
の1/2×Tbまでの負圧状態では流体抵抗からインク
が順次流入してくるので負圧をそれほど増大させない。
故に振幅(Hb2)は比較的小さい。1/2×Tb〜T
bまでの正圧状態では流体抵抗やノズル抵抗などによ
り、その圧力上昇は負圧のときよりも大きく急峻で振幅
(Hb1)も大きくなる。
【0015】その結果、図7(D)に示すように、重畳
したインク圧力振動はTbが支配的になる。従って、1
/2Tb+(n−1)Tb以上nTb以下(nは1以上
の整数)までの時間(Pw)ではパルス電圧を立ち下げ
れば振動板11の変形で引き起こされるインク吐出室1
0の体積収縮で発生するインク内の正圧を効率よく用い
ることができるので、メニスカスをノズルへ向けて押し
やることができ、インク液滴速度を速くすることができ
る。条件にTbの整数倍を規定しているが、第一番目の
パルス電圧条件によっては1つ目以降の振動でも合体す
る駆動条件は存在する。
したインク圧力振動はTbが支配的になる。従って、1
/2Tb+(n−1)Tb以上nTb以下(nは1以上
の整数)までの時間(Pw)ではパルス電圧を立ち下げ
れば振動板11の変形で引き起こされるインク吐出室1
0の体積収縮で発生するインク内の正圧を効率よく用い
ることができるので、メニスカスをノズルへ向けて押し
やることができ、インク液滴速度を速くすることができ
る。条件にTbの整数倍を規定しているが、第一番目の
パルス電圧条件によっては1つ目以降の振動でも合体す
る駆動条件は存在する。
【0016】以上のような駆動方法により静電力を用い
たインクジェットヘッドで、複数パルスを用いて複数の
インク液滴を吐出し、記録媒体に届くまでに空中で合体
させて1滴にすることが可能になる。
たインクジェットヘッドで、複数パルスを用いて複数の
インク液滴を吐出し、記録媒体に届くまでに空中で合体
させて1滴にすることが可能になる。
【0017】また、少なくとも第2番目以降の各パルス
電圧のパルス幅(Pw)は当接時の固有振動周期をTb
とすると1/2Tb+(n−1)Tb以上3/4Tb+
(n−1)Tb以下(nは1以上の整数)の間でそのパ
ルス幅が前のパルス電圧のパルス幅よりも大きくなる時
間に設定したり、少なくとも複数のインク液滴を吐出さ
せる駆動形態の最終吐出のパルス電圧のパルス幅(P
w)を当接時の固有振動周期をTbとすると3/4Tb
+(n−1)Tb近傍(nは1以上の整数)に設定する
ことで、従来技術の課題を解決している。
電圧のパルス幅(Pw)は当接時の固有振動周期をTb
とすると1/2Tb+(n−1)Tb以上3/4Tb+
(n−1)Tb以下(nは1以上の整数)の間でそのパ
ルス幅が前のパルス電圧のパルス幅よりも大きくなる時
間に設定したり、少なくとも複数のインク液滴を吐出さ
せる駆動形態の最終吐出のパルス電圧のパルス幅(P
w)を当接時の固有振動周期をTbとすると3/4Tb
+(n−1)Tb近傍(nは1以上の整数)に設定する
ことで、従来技術の課題を解決している。
【0018】実施例1(請求項1の実施例) 図1は、組立てられた静電式インクジェットヘッド全体
の要部断面構成図、図2は図1中の○印(II部と表記)
の静電ヘッドのアクチュエータ及び吐出室周辺を拡大し
た図である。図2を参照して本発明が適用される静電式
インクジェットヘッドのアクチュエータ及び吐出室周辺
の構造を説明する。図2に示すように、静電式インクジ
ェットヘッドは、3枚の基板1、2、3を重ね合わせた
積層構造をしており、中間の基板2は、例えば、シリコ
ン基板であり、複数のノズル孔を構成するように、基板
の表面に一端から平行に等しい間隔で形成された複数本
のノズル溝と、各々のノズル溝に連通し、底壁が振動板
11として機能するインク吐出室10を構成することに
なる凹部と、該凹部の後部に設けられたオリフィス9を
構成することになるインク流入口のための細溝と、各々
のインク吐出室10にインクを供給するためのインク共
通液室流路8を構成することになる貫通部とを有する。
の要部断面構成図、図2は図1中の○印(II部と表記)
の静電ヘッドのアクチュエータ及び吐出室周辺を拡大し
た図である。図2を参照して本発明が適用される静電式
インクジェットヘッドのアクチュエータ及び吐出室周辺
の構造を説明する。図2に示すように、静電式インクジ
ェットヘッドは、3枚の基板1、2、3を重ね合わせた
積層構造をしており、中間の基板2は、例えば、シリコ
ン基板であり、複数のノズル孔を構成するように、基板
の表面に一端から平行に等しい間隔で形成された複数本
のノズル溝と、各々のノズル溝に連通し、底壁が振動板
11として機能するインク吐出室10を構成することに
なる凹部と、該凹部の後部に設けられたオリフィス9を
構成することになるインク流入口のための細溝と、各々
のインク吐出室10にインクを供給するためのインク共
通液室流路8を構成することになる貫通部とを有する。
【0019】また、振動板11の下部には電極14を装
着するための振動室13が設けられている。中間基板
(液室基板)2の上面に接合される上側の基板(ノズル
プレート)1は、例えば、ガラスまたはニッケルからな
り、この上基板1の接合によって、ノズル孔12、イン
ク吐出室10、オリフィス9およびインク共通液室流路
8が構成される。中間基板2の下面に接合される下側基
板(電極基板)3は、例えば、シリコン基板からなり、
この下側基板3の接合によって前記振動室13を構成す
ると共に、下側基板の上面に前記振動板11に対応する
各々の位置に個別電極14を形成する。さらに、端子部
(図示せず)を除き、電極14の全体を絶縁膜15で被
覆してある。なお、16は振動室13内の気体層を封止
するための封止剤であり、エポシキ接着剤などが用いら
れる。
着するための振動室13が設けられている。中間基板
(液室基板)2の上面に接合される上側の基板(ノズル
プレート)1は、例えば、ガラスまたはニッケルからな
り、この上基板1の接合によって、ノズル孔12、イン
ク吐出室10、オリフィス9およびインク共通液室流路
8が構成される。中間基板2の下面に接合される下側基
板(電極基板)3は、例えば、シリコン基板からなり、
この下側基板3の接合によって前記振動室13を構成す
ると共に、下側基板の上面に前記振動板11に対応する
各々の位置に個別電極14を形成する。さらに、端子部
(図示せず)を除き、電極14の全体を絶縁膜15で被
覆してある。なお、16は振動室13内の気体層を封止
するための封止剤であり、エポシキ接着剤などが用いら
れる。
【0020】個別電極14に対して、例えば、正の電圧
パルスを印加して電極14の表面が正の電位に帯電する
と、対応する振動板11の下面は負の電位に帯電する。
したがって、振動板11は静電気力によって吸引されて
下方へ撓む。次に、電極14へ印加している電圧パルス
をオフにすると、振動板11は元の位置に復帰する。こ
の復帰動作によって、インク吐出室10の内圧が急激に
上昇して、ノズル孔12からインク液滴が記録紙に向け
て吐出する。そして、振動板11が下方に撓むことによ
り、インクがインク共通液室流路8からオリフィス9を
経由してインク吐出室10に補給される。
パルスを印加して電極14の表面が正の電位に帯電する
と、対応する振動板11の下面は負の電位に帯電する。
したがって、振動板11は静電気力によって吸引されて
下方へ撓む。次に、電極14へ印加している電圧パルス
をオフにすると、振動板11は元の位置に復帰する。こ
の復帰動作によって、インク吐出室10の内圧が急激に
上昇して、ノズル孔12からインク液滴が記録紙に向け
て吐出する。そして、振動板11が下方に撓むことによ
り、インクがインク共通液室流路8からオリフィス9を
経由してインク吐出室10に補給される。
【0021】ここで、短辺長=150um、長辺長=1
000um、厚さ=3umである振動板を備えた静電ヘ
ッドで、以下の方法で非当接時の固有振動周期Taと当
接時の固有振動周期Tbをそれぞれ求めた。 (1)非当接時の固有振動周期Taの求め方(図8参
照) 前述の静電気力を利用したインクジェットヘッドのイン
ク液滴速度Vjの当接電圧以下の電圧(ここではVp=
5Vで行った)でのメニスカス振動で現れる変動周期が
非当接周期Taとほぼ同じであることがわかっており、
実測値からTaは20usと求められた。 (2)当接時の固有振動周期Tbの求め方(図9参照) 前述の静電気力を利用したインクジェットヘッドのイン
ク液滴速度Vjの当接電圧以上の電圧(ここではVp=
30Vで行った)でのパルス幅依存性で現れる変動周期
が当接周期Tbとほぼ同じであることがわかっており、
実測値からTbは12usと求められた。
000um、厚さ=3umである振動板を備えた静電ヘ
ッドで、以下の方法で非当接時の固有振動周期Taと当
接時の固有振動周期Tbをそれぞれ求めた。 (1)非当接時の固有振動周期Taの求め方(図8参
照) 前述の静電気力を利用したインクジェットヘッドのイン
ク液滴速度Vjの当接電圧以下の電圧(ここではVp=
5Vで行った)でのメニスカス振動で現れる変動周期が
非当接周期Taとほぼ同じであることがわかっており、
実測値からTaは20usと求められた。 (2)当接時の固有振動周期Tbの求め方(図9参照) 前述の静電気力を利用したインクジェットヘッドのイン
ク液滴速度Vjの当接電圧以上の電圧(ここではVp=
30Vで行った)でのパルス幅依存性で現れる変動周期
が当接周期Tbとほぼ同じであることがわかっており、
実測値からTbは12usと求められた。
【0022】次に、図10(A)に示すような2個の矩
形のパルス電圧(Pw1=6us、Td1=2,8u
s、Pw2=パラメータ)を与えた場合のインク吐出速
度を測定した結果を図10(B)に示す。測定結果から
Td1=2usのときは、Pw1のパルス電圧を立ち下
げたときにインク液滴の吐出は見られず、Pw2のパル
ス電圧を立ち下げたときにのみインク液滴の吐出は見ら
れた。これは5us(=Ta/4)よりも小さい。図1
0(B)ではインク液滴速度は“ゼロ”と表記してい
る。また、Td1=8usのときは、Pw2=7〜12
usでPw1のときのインク液滴とPw2のインク液滴
とが1mmの間に合体して1滴となった。これは以下の
条件を満足している。 5us(=Ta/4)<Td1<20us(=Ta) 6us(=Tb/2)<Pw2<12us(=Tb)
形のパルス電圧(Pw1=6us、Td1=2,8u
s、Pw2=パラメータ)を与えた場合のインク吐出速
度を測定した結果を図10(B)に示す。測定結果から
Td1=2usのときは、Pw1のパルス電圧を立ち下
げたときにインク液滴の吐出は見られず、Pw2のパル
ス電圧を立ち下げたときにのみインク液滴の吐出は見ら
れた。これは5us(=Ta/4)よりも小さい。図1
0(B)ではインク液滴速度は“ゼロ”と表記してい
る。また、Td1=8usのときは、Pw2=7〜12
usでPw1のときのインク液滴とPw2のインク液滴
とが1mmの間に合体して1滴となった。これは以下の
条件を満足している。 5us(=Ta/4)<Td1<20us(=Ta) 6us(=Tb/2)<Pw2<12us(=Tb)
【0023】上記の結果では、Pw2=5,6usでは
Pw1のときのインク液滴とPw2のインク液滴とが1
mmの間に合体して1滴とならず、2滴のままで1mm
先に達してしまった。
Pw1のときのインク液滴とPw2のインク液滴とが1
mmの間に合体して1滴とならず、2滴のままで1mm
先に達してしまった。
【0024】実施例2(請求項2、3の実施例) 次に、図11(A)に示すような2個の矩形のパルス電
圧(Pw1=6us、Td1=6us、Pw2=7u
s、Td2=2,8us、Pw3=パラメータ)を与え
た場合のインク吐出速度を測定した結果を図11(B)
に示す。ここでは、図12(A)で示したように各パル
ス幅をPw1<Pw2<Pw3となるように設定した。
そしてインク液滴速度を測定して図11(B)の結果を
得た。この結果から7us≦Pw3≦12usとなる条
件でPw1のときのインク液滴とPw2のインク液滴と
Pw3のインク液滴とが1mmの間に合体して1滴とな
った。
圧(Pw1=6us、Td1=6us、Pw2=7u
s、Td2=2,8us、Pw3=パラメータ)を与え
た場合のインク吐出速度を測定した結果を図11(B)
に示す。ここでは、図12(A)で示したように各パル
ス幅をPw1<Pw2<Pw3となるように設定した。
そしてインク液滴速度を測定して図11(B)の結果を
得た。この結果から7us≦Pw3≦12usとなる条
件でPw1のときのインク液滴とPw2のインク液滴と
Pw3のインク液滴とが1mmの間に合体して1滴とな
った。
【0025】上記の結果では、Pw3=5,6usでは
Pw1のときのインク液滴とPw2のインク液滴とが1
mmの間に合体して1滴とならず、2滴のままで1mm
先に達してしまった。また、図10(A)、図11
(B)から最終パルス電圧のパルス幅が共に9us〜1
0usでインク液滴速度Vjがほぼ最大値となってい
る。これはちょうど、9us(=3/4×Tb:ここで
はTb=12us)の値である。
Pw1のときのインク液滴とPw2のインク液滴とが1
mmの間に合体して1滴とならず、2滴のままで1mm
先に達してしまった。また、図10(A)、図11
(B)から最終パルス電圧のパルス幅が共に9us〜1
0usでインク液滴速度Vjがほぼ最大値となってい
る。これはちょうど、9us(=3/4×Tb:ここで
はTb=12us)の値である。
【0026】
【発明の効果】請求項1に対応する作用効果 インクを吐出するためのノズルと、該ノズルに連通する
インク吐出室と、該吐出室の一部に設けられた振動板
と、該振動板に対向して設けられた電極とを有し、前記
振動板と前記電極との間に生じる静電気力を利用して、
前記振動板を変形させ、前記ノズルからインク液滴を吐
出するインクジェットヘッドの駆動方法において、前記
振動板と前記電極との間に1駆動周期内に複数のパルス
電圧からなり複数のインク液滴を吐出させる駆動形態で
少なくとも第2番目以降の各パルス電圧は前のパルス電
圧から非当接時の固有振動周期をTaとしたとき1/4
×Ta以上Ta以下の駆動間隔(T_delay)で印
加され、そのパルス幅は当接時の固有振動周期をTbと
すると1/2Tb+(n−1)Tb以上nTb以下(n
は1以上の整数)までの時間(Pw)であるので、 (1)1/4×Ta以上の駆動間隔(T_delay)
あれば、インク圧力が最大正圧になる時があるので、そ
の時にインク液滴が最大にノズルから押し出され、前の
パルス電圧で確実にインク液滴を吐出させることができ
る。 (2)Ta以下の駆動間隔(T_delay)あれば、
前のパルス電圧によるインク圧力は最大正圧(1/4×
Ta付近)を過ぎているので、次のパルス電圧を印加す
れば、立ち上がりによる振動板の変形で引き起こされる
吐出室の体積膨張で発生するインク内の負圧を効率よく
用いることができるので、メニスカスを引き込みやす
く、周波数特性が向上する。 (3)パルス幅を1/2Tb+(n−1)Tb以上nT
b以下(nは1以上の整数)までの時間(Pw)にすれ
ば、メニスカスがノズル側へ向かって移動している時間
帯であるので、その時間内に立ち下げれば、振動板の変
形で引き起こされる吐出室の体積収縮で発生するインク
内の正圧を効率よく用いることができるので、メニスカ
スをノズルへ向けて押しやることができ、インク液滴速
度を速くすることができる。以上の作用により、複数の
インク液滴を記録媒体に届くまでに空中で合体させて1
滴にでき、かつ、周波数特性のよいインク吐出が可能に
なるという効果がある。
インク吐出室と、該吐出室の一部に設けられた振動板
と、該振動板に対向して設けられた電極とを有し、前記
振動板と前記電極との間に生じる静電気力を利用して、
前記振動板を変形させ、前記ノズルからインク液滴を吐
出するインクジェットヘッドの駆動方法において、前記
振動板と前記電極との間に1駆動周期内に複数のパルス
電圧からなり複数のインク液滴を吐出させる駆動形態で
少なくとも第2番目以降の各パルス電圧は前のパルス電
圧から非当接時の固有振動周期をTaとしたとき1/4
×Ta以上Ta以下の駆動間隔(T_delay)で印
加され、そのパルス幅は当接時の固有振動周期をTbと
すると1/2Tb+(n−1)Tb以上nTb以下(n
は1以上の整数)までの時間(Pw)であるので、 (1)1/4×Ta以上の駆動間隔(T_delay)
あれば、インク圧力が最大正圧になる時があるので、そ
の時にインク液滴が最大にノズルから押し出され、前の
パルス電圧で確実にインク液滴を吐出させることができ
る。 (2)Ta以下の駆動間隔(T_delay)あれば、
前のパルス電圧によるインク圧力は最大正圧(1/4×
Ta付近)を過ぎているので、次のパルス電圧を印加す
れば、立ち上がりによる振動板の変形で引き起こされる
吐出室の体積膨張で発生するインク内の負圧を効率よく
用いることができるので、メニスカスを引き込みやす
く、周波数特性が向上する。 (3)パルス幅を1/2Tb+(n−1)Tb以上nT
b以下(nは1以上の整数)までの時間(Pw)にすれ
ば、メニスカスがノズル側へ向かって移動している時間
帯であるので、その時間内に立ち下げれば、振動板の変
形で引き起こされる吐出室の体積収縮で発生するインク
内の正圧を効率よく用いることができるので、メニスカ
スをノズルへ向けて押しやることができ、インク液滴速
度を速くすることができる。以上の作用により、複数の
インク液滴を記録媒体に届くまでに空中で合体させて1
滴にでき、かつ、周波数特性のよいインク吐出が可能に
なるという効果がある。
【0027】請求項2に対応する作用効果 請求項1に記載のインクジェットヘッドの駆動方法にお
いて、少なくとも第2番目以降の各パルス電圧のパルス
幅(Pw)は当接時の固有振動周期をTbとすると1/
2Tb+(n−1)Tb以上3/4Tb+(n−1)T
b以下(nは1以上の整数)の間でそのパルス幅が前の
パルス電圧のパルス幅より大きくすると、インク内の正
圧が順次大きくなっていくので、後続のインク液滴速度
を順次速くすることができ、複数のインク液滴を記録媒
体に届くまでに空中で合体させて1滴にできるという効
果がある。
いて、少なくとも第2番目以降の各パルス電圧のパルス
幅(Pw)は当接時の固有振動周期をTbとすると1/
2Tb+(n−1)Tb以上3/4Tb+(n−1)T
b以下(nは1以上の整数)の間でそのパルス幅が前の
パルス電圧のパルス幅より大きくすると、インク内の正
圧が順次大きくなっていくので、後続のインク液滴速度
を順次速くすることができ、複数のインク液滴を記録媒
体に届くまでに空中で合体させて1滴にできるという効
果がある。
【0028】請求項3に対応する作用効果 請求項1に記載のインクジェットヘッドの駆動方法にお
いて、少なくとも複数のインク液滴を吐出させる駆動形
態の最終吐出のパルス電圧のパルス幅(Pw)は当接時
の固有振動周期をTbとすると3/4Tb+(n−1)
Tb近傍(nは1以上の整数)であるので、最終吐出の
インク液滴速度を一番速くすることができ、複数のイン
ク液滴を記録媒体に届くまでに空中で合体させて1滴に
できるという効果がある。
いて、少なくとも複数のインク液滴を吐出させる駆動形
態の最終吐出のパルス電圧のパルス幅(Pw)は当接時
の固有振動周期をTbとすると3/4Tb+(n−1)
Tb近傍(nは1以上の整数)であるので、最終吐出の
インク液滴速度を一番速くすることができ、複数のイン
ク液滴を記録媒体に届くまでに空中で合体させて1滴に
できるという効果がある。
【図1】 本発明が適用される静電気力を利用したイン
クジェットヘッドの一例を説明するための要部断面構成
図である。
クジェットヘッドの一例を説明するための要部断面構成
図である。
【図2】 図1のII部の詳細図である。
【図3】 静電気力を利用したインクジェットの動作説
明をするための要部断面図で、振動板が個別電極と接触
していない状態(非当接時)を示す図である。
明をするための要部断面図で、振動板が個別電極と接触
していない状態(非当接時)を示す図である。
【図4】 静電気力を利用したインクジェットの動作説
明をするための要部断面図で、振動板が個別電極と接触
している状態(当接時)を示す図である。
明をするための要部断面図で、振動板が個別電極と接触
している状態(当接時)を示す図である。
【図5】 静電気力を利用したインクジェットの動作説
明をするための要部断面図で、振動板が個別電極と接触
した後、該個別電極から離れる時の状態を示す図であ
る。
明をするための要部断面図で、振動板が個別電極と接触
した後、該個別電極から離れる時の状態を示す図であ
る。
【図6】 インク吐出室内のインクの圧力変動を説明す
るための図である。
るための図である。
【図7】 本発明による振動板の駆動方法を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図8】 振動板が電極に接していない非当接時の固有
振動周期Taの求め方を説明するための図である。
振動周期Taの求め方を説明するための図である。
【図9】 振動板が電極に接している当接時の固有振動
周期Tbの求め方を説明するための図である。
周期Tbの求め方を説明するための図である。
【図10】 本発明の一実施例を説明するための図であ
る。
る。
【図11】 本発明の他の実施例を説明するための図で
ある。
ある。
【図12】 駆動パルス幅とインク吐出室内のインク圧
力と吐出インクの速度との関係を示す図である。
力と吐出インクの速度との関係を示す図である。
1…上側基板(ノズルプレート)、2…中間基板(イン
ク液室基板)、3…下側基板(電極基板)、4…フレー
ム、5…FPCケーブル、6…ドライバIC、7…ノズ
ル板封止剤、8…共通インク液室流路、9…オリフィス
(流体抵抗部)、10…インク吐出室、11…振動板、
12…ノズル、13…振動室、14…個別電極、15…
絶縁層、16…封止剤。
ク液室基板)、3…下側基板(電極基板)、4…フレー
ム、5…FPCケーブル、6…ドライバIC、7…ノズ
ル板封止剤、8…共通インク液室流路、9…オリフィス
(流体抵抗部)、10…インク吐出室、11…振動板、
12…ノズル、13…振動室、14…個別電極、15…
絶縁層、16…封止剤。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新行内 充 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 村井 妙子 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 大橋 幹夫 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2C057 AF02 AF39 AG14 AG54 AM17 AM21 AR08 BA05 BA14 BA15 CA01
Claims (3)
- 【請求項1】 インクを吐出するためのノズルと、該ノ
ズルに連通するインク吐出室と、該インク吐出室の一部
に設けられた振動板と、該振動板に対向して設けられた
電極とを有し、前記振動板と前記電極との間に生じる静
電気力を利用して、前記振動板を変形させ、前記ノズル
からインク液滴を吐出するインクジェットヘッドの駆動
方法において、前記振動板と前記電極との間に1駆動周
期内に複数のパルス電圧からなり複数のインク液滴を吐
出させる駆動形態で少なくとも第2番目以降の各パルス
電圧は、前のパルス電圧から非当接時の固有振動周期を
Taとしたとき1/4×Ta以上Ta以下の駆動間隔で
印加され、そのパルス幅は当接時の固有振動周期をTb
としたとき1/2Tb+(n−1)Tb以上nTb以下
(nは1以上の整数)までの時間であることを特徴とす
るインクジェットヘッドの駆動方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載のインクジェットヘッド
の駆動方法において、少なくとも第2番目以降の各パル
ス電圧のパルス幅は当接時の固有振動周期をTbとする
と1/2Tb+(n−1)Tb以上3/4Tb+(n−
1)Tb以下(nは1以上の整数)の間でそのパルス幅
が前のパルス電圧のパルス幅よりも大きくなる時間であ
ることを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。 - 【請求項3】 請求項1に記載のインクジェットヘッド
の駆動方法において、少なくとも複数のインク液滴を吐
出させる駆動形態の最終吐出のパルス電圧のパルス幅は
当接時の固有振動周期をTbとしたとき3/4Tb+
(n−1)Tb近傍(nは1以上の整数)であることを
特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000266954A JP2002067358A (ja) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | インクジェットヘッドの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000266954A JP2002067358A (ja) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | インクジェットヘッドの駆動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002067358A true JP2002067358A (ja) | 2002-03-05 |
Family
ID=18753952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000266954A Pending JP2002067358A (ja) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | インクジェットヘッドの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002067358A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100735982B1 (ko) * | 2005-02-21 | 2007-07-06 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 액체방울 토출 헤드 및 액체방울 토출 장치 |
| JP2008062546A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Seiko Epson Corp | 液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの駆動方法、及び液滴吐出装置 |
-
2000
- 2000-09-04 JP JP2000266954A patent/JP2002067358A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100735982B1 (ko) * | 2005-02-21 | 2007-07-06 | 세이코 엡슨 가부시키가이샤 | 액체방울 토출 헤드 및 액체방울 토출 장치 |
| JP2008062546A (ja) * | 2006-09-08 | 2008-03-21 | Seiko Epson Corp | 液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの駆動方法、及び液滴吐出装置 |
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