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JP2006076260A - Inkjet head driving method and inkjet head recording apparatus - Google Patents

Inkjet head driving method and inkjet head recording apparatus Download PDF

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JP2006076260A
JP2006076260A JP2004265761A JP2004265761A JP2006076260A JP 2006076260 A JP2006076260 A JP 2006076260A JP 2004265761 A JP2004265761 A JP 2004265761A JP 2004265761 A JP2004265761 A JP 2004265761A JP 2006076260 A JP2006076260 A JP 2006076260A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
ink chamber
pulse
drive pulse
inkjet head
Prior art date
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Abandoned
Application number
JP2004265761A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Isao Suzuki
伊左雄 鈴木
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Toshiba Tec Corp
Original Assignee
Toshiba Tec Corp
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.)
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Publication date
Application filed by Toshiba Tec Corp filed Critical Toshiba Tec Corp
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/10Finger type piezoelectric elements

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

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To control the discharge volume of an ink without varying the width of a driving pulse and a driving frequency. <P>SOLUTION: The inkjet head driving method increases the discharge quantity of an ink discharged from a nozzle by the application of the driving pulse, when the meniscus of the nozzle of an ink chamber adjacent to an ink chamber 13 to which the driving pulse is applied are advancing. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、隣接ノズル駆動時の圧力変動を利用して吐出体積を変動させることができるインクジェットヘッドの駆動方法及びインクジェットヘッド記録装置に関する。   The present invention relates to an ink-jet head driving method and an ink-jet head recording apparatus capable of changing a discharge volume by utilizing pressure fluctuations when driving adjacent nozzles.

インクジェットヘッドを有する記録装置は広く普及されている。このインクジェットヘッドにより印字された印字品質を向上させることが望まれている。例えば、印字品質を向上させる方法として、インクジェットヘッドのノズルから吐出されるインク吐出体積を制御するものが知られている。例えば、インクジェットヘッドのノズルからインクの小液滴を複数回吐出させて、ドットサイズを変化させるものが知られている(例えば、特許文献1、2参照)。この特許文献1、2の方式は、インクジェットヘッドに印加する駆動パルス数を制御することによってノズルからインクの小液滴を複数回吐出させ、この吐出させる小液滴の数を変化させることにより記録媒体に被弾させるインク滴のドットサイズを変化させるようにしたものである。   Recording apparatuses having an ink jet head are widely used. It is desired to improve the print quality printed by this inkjet head. For example, as a method for improving the printing quality, a method for controlling an ink discharge volume discharged from a nozzle of an inkjet head is known. For example, there is known a technique in which small ink droplets are ejected from an inkjet head nozzle a plurality of times to change the dot size (see, for example, Patent Documents 1 and 2). In the methods of Patent Documents 1 and 2, recording is performed by controlling the number of drive pulses applied to the ink jet head to eject a small droplet of ink a plurality of times from the nozzle and changing the number of ejected small droplets. The dot size of ink droplets to be projected on the medium is changed.

また、インクジェットヘッドのノズルから吐出されるインクの吐出体積自体を変化させるものも知られている(特許文献3〜5参照)。これらの方式は、インクジェットヘッドに印加する駆動信号の電圧やパルス幅等を変化させることによりノズルから吐出されるインク滴の体積を変化させるようにしている。
米国特許4,513,299号 特開2003-1821 米国特許5,461,493号 特開平4-250045号公報 特許第327,795号
Also known are those that change the ejection volume of ink ejected from the nozzles of an inkjet head (see Patent Documents 3 to 5). In these methods, the volume of the ink droplet ejected from the nozzle is changed by changing the voltage, pulse width, etc. of the drive signal applied to the inkjet head.
U.S. Patent 4,513,299 JP2003-1821 U.S. Patent 5,461,493 Japanese Patent Laid-Open No. 4-250045 Patent No.327,795

前述した特許文献1,2のように、小液滴を複数吐出させる方法は、一つの画素を形成するのに複数のインクの吐出が必要となるため、インクの吐出体積を増加させるためには、高い駆動周波数で複数個の小液滴を吐出させる必要がある。さらに、この特許文献1,2のもので、印字速度を早くするためには、駆動パルスを高い周波数で連続的に印加すると、直前に小液滴を吐出させる駆動パルスで発生するメニスカス振動が加わり、そのメニスカス振動が大きくなって乱れてしまう。このため、インクの吐出速度が低下したり場合によってはインクが不吐出となるため、印字速度を速くすることは困難であった。   As described in Patent Documents 1 and 2, the method of ejecting a plurality of small droplets requires the ejection of a plurality of inks to form one pixel, and in order to increase the ink ejection volume. It is necessary to discharge a plurality of small droplets at a high driving frequency. Further, in Patent Documents 1 and 2, in order to increase the printing speed, when a driving pulse is continuously applied at a high frequency, a meniscus vibration generated by a driving pulse for discharging a small droplet immediately before is added. The meniscus vibration becomes large and disturbs. For this reason, it is difficult to increase the printing speed because the ink discharge speed is lowered or the ink is not discharged in some cases.

また、特許文献3〜5に示すように吐出体積を変化させる方法では、変化させる体積に応じて電圧の異なる駆動パルスを複数準備しなければならなかった。また、駆動パルスのパルス幅を変化させることにより吐出体積を制御する方法では、メニスカス位置に対する影響が受けやすく、メニスカス位置が一定になるまでは次の吐出を行うことはできなかった。従って、駆動パルスの駆動周波数を高くすることはできなかった。なぜなら、駆動周波数を高くした場合、メニスカス位置が一定ではないため、インクの吐出体積を安定して制御することはできなかった。   Further, as shown in Patent Documents 3 to 5, in the method of changing the ejection volume, a plurality of drive pulses having different voltages must be prepared according to the volume to be changed. Further, in the method of controlling the ejection volume by changing the pulse width of the drive pulse, it is easily affected by the meniscus position, and the next ejection cannot be performed until the meniscus position becomes constant. Therefore, the drive frequency of the drive pulse cannot be increased. This is because when the drive frequency is increased, the meniscus position is not constant, and thus the ink ejection volume cannot be stably controlled.

このため、印字速度を速くするために、駆動パルスの駆動周波数を高めるようにしたインクジェットヘッドでは、インクの吐出体積の制御を行わないのが主流である。   For this reason, in order to increase the printing speed, in an inkjet head in which the drive frequency of the drive pulse is increased, it is the mainstream not to control the ink ejection volume.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は、駆動パルスのパルス幅や駆動周波数を変化させなくてもインクの吐出体積を制御することができるインクジェットヘッド駆動方法及びインクジェットヘッド記録装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is an ink jet head driving method and an ink jet head capable of controlling an ink ejection volume without changing a pulse width or a driving frequency of a driving pulse. It is to provide a recording apparatus.

請求項1記載のインクジェットヘッド駆動方法は、インクジェットヘッド駆動方法において、駆動パルスが印加されているインク室に隣接するインク室のノズルのメニスカス位置が前進しているときに駆動パルスを印加することにより当該ノズルから吐出されるインクの吐出量を増加するようにしたことを特徴とする。   The inkjet head driving method according to claim 1, wherein in the inkjet head driving method, the driving pulse is applied when the meniscus position of the nozzle of the ink chamber adjacent to the ink chamber to which the driving pulse is applied is advanced. The discharge amount of the ink discharged from the nozzle is increased.

このように、駆動パルスが印加されているインク室に隣接するインク室のノズルのメニスカス位置が前進しているとき、駆動パルスを印加するようにしたので、駆動パルスのパルス幅や駆動周波数を変化させなくてもインクの吐出体積を制御することができる。   As described above, when the meniscus position of the nozzle of the ink chamber adjacent to the ink chamber to which the drive pulse is applied is advanced, the drive pulse is applied, so the pulse width and the drive frequency of the drive pulse are changed. The ink ejection volume can be controlled without the need for this.

請求項2記載のインクジェットヘッド駆動方法は、インクジェットヘッド駆動方法において、予めダミーパルスをインク室に印加させることにより当該インク室の容積を拡大して隣接するインク室のメニスカス位置を前進させておき、隣接するインク室に駆動パルスを印加することによりノズルから吐出されるインクの吐出量を増加するようにしたことを特徴とする。   The ink jet head driving method according to claim 2, wherein in the ink jet head driving method, a dummy pulse is applied to the ink chamber in advance to expand the volume of the ink chamber and advance the meniscus position of the adjacent ink chamber, It is characterized in that the ejection amount of ink ejected from the nozzle is increased by applying a drive pulse to the adjacent ink chamber.

このように、隣接するインク室の容積を拡大させてメニスカス位置を前進させておき、駆動パルスを印加することによりノズルから吐出されるインクの吐出量を増加するようにしたので、駆動パルスのパルス幅や駆動周波数を変化させなくてもインクの吐出体積を制御することができる。   In this way, the volume of the adjacent ink chamber is expanded to advance the meniscus position, and the drive pulse is applied to increase the amount of ink ejected from the nozzle. The ink ejection volume can be controlled without changing the width and driving frequency.

請求項3記載のインクジェットヘッド記録装置は、インクを吐出するノズルが設けられたインク室を備え、このインク室の容積を電気機械変換手段により変化させることによりインクを吐出させているインクジェットヘッドと、前記電気機械変換手段に対して駆動パルスを出力する駆動パルス発生部を具備し、駆動パルス発生部は、駆動パルスが印加されているインク室に隣接するインク室のノズルのメニスカス位置が前進しているときに駆動パルスを印加することにより当該ノズルから吐出されるインクの吐出量を増加するようにしたことを特徴とする。   An inkjet head recording apparatus according to claim 3, comprising an ink chamber provided with a nozzle for ejecting ink, and ejecting ink by changing the volume of the ink chamber by an electromechanical conversion means; A drive pulse generator for outputting a drive pulse to the electromechanical conversion means; the drive pulse generator is configured to advance a meniscus position of a nozzle in an ink chamber adjacent to an ink chamber to which the drive pulse is applied; In this case, the ejection amount of ink ejected from the nozzle is increased by applying a driving pulse during the operation.

このように、駆動パルスが印加されているインク室に隣接するインク室のノズルのメニスカス位置が前進しているとき、駆動パルスを印加するようにしたので、駆動パルスのパルス幅や駆動周波数を変化させなくてもインクの吐出体積を制御することができる。     As described above, when the meniscus position of the nozzle of the ink chamber adjacent to the ink chamber to which the drive pulse is applied is advanced, the drive pulse is applied, so the pulse width and the drive frequency of the drive pulse are changed. The ink ejection volume can be controlled without the need for this.

請求項4記載のインクジェットヘッド記録装置は、インクを吐出するノズルが設けられたインク室を備え、このインク室の容積を電気機械変換手段により変化させることによりインクを吐出させているインクジェットヘッドと、前記電気機械変換手段に対して駆動パルスを出力する駆動パルス発生部を具備し、駆動パルス発生部は、予めダミーパルスをインク室に印加させることにより当該インク室の容積を拡大して隣接するインク室のメニスカス位置を前進させておき、隣接するインク室に駆動パルスを印加することによりノズルから吐出されるインクの吐出量を増加するようにしたこと特徴とする。   An ink jet head recording apparatus according to claim 4, comprising an ink chamber provided with a nozzle for ejecting ink, and ejecting ink by changing the volume of the ink chamber by an electromechanical conversion means; A drive pulse generator that outputs a drive pulse to the electromechanical conversion means, and the drive pulse generator expands the volume of the ink chamber by applying a dummy pulse to the ink chamber in advance, thereby adjacent ink; It is characterized in that the amount of ink ejected from the nozzles is increased by advancing the meniscus position of the chamber and applying a drive pulse to the adjacent ink chamber.

このように、隣接するインク室の容積を拡大させてメニスカス位置を前進させておき、駆動パルスを印加することによりノズルから吐出されるインクの吐出量を増加するようにしたので、駆動パルスのパルス幅や駆動周波数を変化させなくてもインクの吐出体積を制御することができる。     In this way, the volume of the adjacent ink chamber is expanded to advance the meniscus position, and the drive pulse is applied to increase the amount of ink ejected from the nozzle. The ink ejection volume can be controlled without changing the width and driving frequency.

請求項5記載のインクジェットヘッド駆動方法は、請求項1あるいは請求項2に記載の前記インクジェットヘッドは3分割駆動により駆動されることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an ink jet head driving method, wherein the ink jet head according to the first or second aspect is driven by a three-division drive.

請求項6記載のインクジェットヘッド記録装置は、請求項3あるいは請求項4に記載の前記駆動パルス発生部は3分割駆動による駆動パルスを出力することを特徴とする。   An ink jet head recording apparatus according to a sixth aspect is characterized in that the drive pulse generator according to the third or fourth aspect outputs a drive pulse by three-division driving.

本発明によれば、インクジェットヘッド駆動方法及び記録装置において、駆動パルスが印加されているインク室に隣接するインク室のノズルのメニスカス位置が前進しているとき、或いは、隣接するインク室の容積を拡大させてメニスカス位置を前進させておき、駆動パルスを印加することによりノズルから吐出されるインクの吐出量を増加するようにしたので、駆動パルスのパルス幅や駆動周波数を変化させなくてもインクの吐出体積を制御することができる。   According to the present invention, in the inkjet head driving method and the recording apparatus, when the meniscus position of the nozzle of the ink chamber adjacent to the ink chamber to which the driving pulse is applied is advanced, or the volume of the adjacent ink chamber is increased. Since the meniscus position is expanded and the meniscus position is advanced and the ejection amount of ink ejected from the nozzle is increased by applying the drive pulse, the ink can be changed without changing the pulse width or drive frequency of the drive pulse. The discharge volume can be controlled.

以下図面を参照して本発明の一実施の形態に係るインクジェットヘッド記録装置及びインクジェットヘッド駆動方法について説明する。図1は本発明に係るインクジェットヘッドの斜視図、図2は溝5の方向と直交する方向に沿った断面図である。   An inkjet head recording apparatus and an inkjet head driving method according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an ink jet head according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view along a direction orthogonal to the direction of the groove 5.

図において、インクジェットヘッド1は、PZT等の圧電材料により形成された圧電材料2,3を図2に示すように2層積層した積層圧電部材4を有する。ここで、圧電部材2,3の分極方向は、矢印に示すように積層圧電部材4の板厚方向に沿って互いに反対方向である。   In the figure, an inkjet head 1 has a laminated piezoelectric member 4 in which two piezoelectric materials 2 and 3 formed of a piezoelectric material such as PZT are laminated as shown in FIG. Here, the polarization directions of the piezoelectric members 2 and 3 are opposite to each other along the thickness direction of the laminated piezoelectric member 4 as indicated by arrows.

積層圧電部材4には、上側及び前面側が開放された複数の溝5が互いに平行となるように形成されている。これらの溝5は、ダイソーイングのダイヤモンドホイール等により研削加工される。この結果、各溝5は、側壁6により仕切られている。   In the laminated piezoelectric member 4, a plurality of grooves 5 whose upper side and front side are open are formed in parallel to each other. These grooves 5 are ground by a die saw diamond wheel or the like. As a result, each groove 5 is partitioned by the side wall 6.

溝5の内面及び積層圧電部材4の上面には、無電解ニッケルメッキ法により形成された複数の電極7が設けられている。ここで、電極7は特にニッケルに限るものではなく、例えば金や銅であってもよい。   A plurality of electrodes 7 formed by electroless nickel plating are provided on the inner surface of the groove 5 and the upper surface of the laminated piezoelectric member 4. Here, the electrode 7 is not particularly limited to nickel, and may be gold or copper, for example.

溝5において、積層圧電部材4の前面側で開口している前面開口部8は、複数のノズル9が形成されたノズルプレート10により閉塞されている。   In the groove 5, the front opening 8 that is open on the front side of the multilayer piezoelectric member 4 is closed by a nozzle plate 10 in which a plurality of nozzles 9 are formed.

また、溝5の積層圧電部材4の上側に向けて開口している上側開口部11は、蓋部材12により閉塞されている。この蓋部材12には、図示しないインクタンク等に連通される後述する各インク13にインクを供給するインク供給管14が連通されるインク流路としてのインク供給路15が形成されている。   Further, the upper opening 11 that opens toward the upper side of the laminated piezoelectric member 4 in the groove 5 is closed by a lid member 12. The lid member 12 is formed with an ink supply path 15 as an ink flow path that communicates with an ink supply pipe 14 that supplies ink to each ink 13 (described later) that communicates with an ink tank (not shown).

蓋部材12及びノズルプレート10によってヘッド基板の溝5の前面開口部8及び上側開口部11が閉塞されていることによりインク室13が形成される。各インク室13は、インク供給路15を介してそれぞれ連通されている。   An ink chamber 13 is formed by closing the front opening 8 and the upper opening 11 of the groove 5 of the head substrate by the lid member 12 and the nozzle plate 10. The ink chambers 13 communicate with each other via an ink supply path 15.

以上のように構成されたインクジェットヘッド1は、図3に示すように接続されてインクジェットヘッド記録装置が構成される。   The inkjet head 1 configured as described above is connected as shown in FIG. 3 to configure an inkjet head recording apparatus.

図3において、21はインクジェットヘッド1を統括して制御するためのCPU(中央処理装置)である。このCPU21には、各種制御プログラムが記憶されているROM(リード・オンリ・メモリ)22、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)23、ヘッドドライバ24、モータドライバ25が接続されている。   In FIG. 3, reference numeral 21 denotes a CPU (central processing unit) for controlling the inkjet head 1 in an integrated manner. Connected to the CPU 21 are a ROM (Read Only Memory) 22, a RAM (Random Access Memory) 23, a head driver 24 and a motor driver 25 in which various control programs are stored.

ヘッドドライバ24は、インクジェットヘッド1に対して図4に示すような3分割駆動の駆動パルスや図8に示すダミーパルスを出力する。   The head driver 24 outputs a driving pulse of three-division driving as shown in FIG. 4 and a dummy pulse shown in FIG.

モータドライバ25には記録媒体(図示しない)をノズルプレート10の表面に沿うように搬送するための搬送モータ26が接続されている。  A conveyance motor 26 for conveying a recording medium (not shown) along the surface of the nozzle plate 10 is connected to the motor driver 25.

ところで、複数のインク室13は、連続する3つのインク室13A、13B、13Cで1つの組を構成し、各組のインク室13A、13B、13Cに対応する電極7A、7B、7Cにはそれぞれ同じタイミングで図4に示すような駆動パルスが印加される。つまり、3分割駆動される。この実施の形態では、各組のインク室13B→13A→13Cの順にインクを吐出させる場合を例にとり説明する。   By the way, the plurality of ink chambers 13 constitute one set of three continuous ink chambers 13A, 13B, and 13C, and the electrodes 7A, 7B, and 7C corresponding to the ink chambers 13A, 13B, and 13C of the respective sets are respectively provided. A drive pulse as shown in FIG. 4 is applied at the same timing. That is, the driving is divided into three. In this embodiment, the case where ink is ejected in the order of each ink chamber 13B → 13A → 13C will be described as an example.

最初に、インク室13からインクを突出させる基本原理について説明する。まず、インク室13にインクを供給している状態で、インクを突出させるインク室13の両側に位置する電極7へ電圧を印加する。この電圧が印加された電極7に対応する一対の側壁6は、分極方向が相反する圧電部材2,3のシェアモード変形によりインク室13の容積を増加する方向に湾曲する。次に、インクを突出させるインク室13の両側に位置する電極7に逆極性の電圧を印加する。すると、側壁6が急激に初期位置に復帰する。そして、側壁6が初期位置に復帰すると、インク室13内のインクが加圧されて、インク室13内のインクの一部がインク滴となって、ノズル9から吐出される。   First, the basic principle for causing ink to protrude from the ink chamber 13 will be described. First, in a state where ink is supplied to the ink chamber 13, a voltage is applied to the electrodes 7 located on both sides of the ink chamber 13 from which the ink is projected. The pair of side walls 6 corresponding to the electrodes 7 to which this voltage is applied are curved in a direction to increase the volume of the ink chamber 13 due to the shear mode deformation of the piezoelectric members 2 and 3 having opposite polarization directions. Next, a reverse polarity voltage is applied to the electrodes 7 located on both sides of the ink chamber 13 through which the ink protrudes. Then, the side wall 6 suddenly returns to the initial position. When the side wall 6 returns to the initial position, the ink in the ink chamber 13 is pressurized, and a part of the ink in the ink chamber 13 becomes an ink droplet and is ejected from the nozzle 9.

例えば、インク室13Bからインクを吐出させる場合について説明する。この場合には、インク室13Bの電極7Bとこのインク室13Bに隣接するインク室13A,13Cの電極7A,7Cとの間に図4に示すような波形を有する駆動パルスを印加する。   For example, a case where ink is ejected from the ink chamber 13B will be described. In this case, a drive pulse having a waveform as shown in FIG. 4 is applied between the electrode 7B of the ink chamber 13B and the electrodes 7A and 7C of the ink chambers 13A and 13C adjacent to the ink chamber 13B.

この駆動パルスは、インク室13に変化を与えない待機電圧Vresからインク室の容積を拡大させる第1電圧V1に変化した後に、インク室13を収縮させる第2電圧V2に変化する。   This drive pulse changes from the standby voltage Vres that does not change the ink chamber 13 to the first voltage V1 that expands the volume of the ink chamber, and then changes to the second voltage V2 that contracts the ink chamber 13.

さらに詳細に説明すると、駆動パルスは、時刻t1において待機電圧Vresから第1電圧V1に立ち上がる。この電圧V1は一定時間(Tc/2)だけ保持される。なお、Tcは、インクのヘルムホルツ周期、すなわちインクのメニスカス共振周期である。そして、時刻t3において第1電圧V1から待機電圧Vresを経由して第2電圧V2まで急激に立ち下がる。この第2電圧V2は時刻t3からt5までの一定時間Tcだけ保持される。そして、時刻t5において第2電圧V2から待機電圧Vresまで急激に立ち上げ、この待機電圧Vresを一定時間保持させて後、時刻t8において急激に待機電圧Vresまで急激に立ち下げられる。   More specifically, the drive pulse rises from the standby voltage Vres to the first voltage V1 at time t1. This voltage V1 is held for a certain time (Tc / 2). Tc is the ink Helmholtz period, that is, the ink meniscus resonance period. Then, at time t3, the voltage suddenly falls from the first voltage V1 to the second voltage V2 via the standby voltage Vres. The second voltage V2 is held for a certain time Tc from time t3 to t5. At time t5, the voltage rapidly rises from the second voltage V2 to the standby voltage Vres, and after holding the standby voltage Vres for a certain time, the voltage is suddenly lowered to the standby voltage Vres at time t8.

上記した時刻t1からt3までのパルスをプリパルスP1、時刻t4からt5までのパルスを吐出パルスP2、時刻t6からt8までのパルスをダンピングパルスP3と呼ぶことにする。    The pulse from time t1 to t3 is referred to as pre-pulse P1, the pulse from time t4 to t5 is referred to as ejection pulse P2, and the pulse from time t6 to t8 is referred to as damping pulse P3.

ここで、ダンピングパルスP3のパルス幅は、インク室13のインク圧力の残留振動を効果的にキャンセルできる値に設定される。例えば、このパルス幅は、インクやインクの供給形態等のようなヘッド構造により決定される。例えば、ダンピングパルスP3のパルス幅の中間点と時刻t5との間がTc/4に設定される。   Here, the pulse width of the damping pulse P3 is set to a value that can effectively cancel the residual vibration of the ink pressure in the ink chamber 13. For example, the pulse width is determined by a head structure such as ink or an ink supply form. For example, the interval between the midpoint of the pulse width of the damping pulse P3 and the time t5 is set to Tc / 4.

次に、図4の駆動パルスによりメニスカス位置がどのように変化するかを図5を参照して説明する。例えば、インク室13Bに図4の駆動パルスが印加されると、プリパルスP1の立ち上がりで両側壁6がインク室13Bの容積を拡大するように外側に変形する。これにより、インク室13Bのインク圧力は低下する。プリパルスP1の第1電圧V1をそのまま保持し続けると、時刻t1からt2までの間は、インク室13Bのインク圧力は負となるため、メニスカス位置はAに示すように後退する。次に、時刻t2でインク室13Bのインク圧力は負圧から正圧に反転するため、時刻t2を過ぎると、メニスカス位置はBに示すように前進する。   Next, how the meniscus position is changed by the drive pulse of FIG. 4 will be described with reference to FIG. For example, when the drive pulse of FIG. 4 is applied to the ink chamber 13B, both side walls 6 are deformed outward so as to expand the volume of the ink chamber 13B at the rising edge of the pre-pulse P1. As a result, the ink pressure in the ink chamber 13B decreases. If the first voltage V1 of the pre-pulse P1 is kept as it is, the ink pressure in the ink chamber 13B becomes negative from time t1 to time t2, so that the meniscus position moves backward as indicated by A. Next, since the ink pressure in the ink chamber 13B is reversed from the negative pressure to the positive pressure at the time t2, the meniscus position advances as indicated by B after the time t2.

そして、時刻t4の直前の時刻t3で吐出パルスP2を印加すると、メニスカスの前進速度にインク室13B内のインク圧力の上昇が重なって、ノズル9からインクが吐出される。   When the ejection pulse P2 is applied at time t3 immediately before time t4, the increase in ink pressure in the ink chamber 13B overlaps with the meniscus forward speed, and ink is ejected from the nozzle 9.

さらに、時刻t4では、プリパルスP1で発生したメニスカス位置は前進から後退に変化する。そして、このまま吐出パルスP2を保持し続けると、メニスカス位置はCに示すように時刻t4からt4´まで後退し続ける。そして、時刻t4´を過ぎると、メニスカス位置はDで示すように前進する。   Further, at time t4, the meniscus position generated by the pre-pulse P1 changes from forward to backward. If the ejection pulse P2 is continuously held as it is, the meniscus position continues to retreat from time t4 to time t4 ′ as indicated by C. Then, after the time t4 ′, the meniscus position moves forward as indicated by D.

その後、時刻t5で待機電圧Vresに戻し、時刻t6でダンピングパルスP3を印加することにより、インク室13B内のメニスカス振動が相殺されてEに示すように収束する。   After that, by returning to the standby voltage Vres at time t5 and applying the damping pulse P3 at time t6, the meniscus vibration in the ink chamber 13B is canceled and converged as indicated by E.

このようにして、次のインク室13Bからのインクの吐出タイミングまでは、メイスカス振動が安定する。これにより、連続して高い駆動周波数でインクを吐出させることができる。   In this manner, the mace vibration is stabilized until the next ink ejection timing from the ink chamber 13B. Thereby, ink can be ejected continuously at a high driving frequency.

なお、図6は、図4の駆動パルスと図5のメニスカス位置を重ねて示した図である。   6 is a diagram in which the driving pulse in FIG. 4 and the meniscus position in FIG. 5 are overlapped.

以上の説明は、1つのインク室13Bに着目して図4の駆動パルスによりメニスカス位置の変化する様子について説明した。   In the above description, the manner in which the meniscus position is changed by the drive pulse in FIG. 4 has been described focusing on one ink chamber 13B.

前述したように、本実施の形態では各組ではインク室13B→13A→13Cの順にインクを吐出させる動作が行なわれる。つまり、インク室13B→13A→13Cの順に駆動パルスが図9(B)〜(D)に示すように供給される。インク室13Bはインク室13Aと13Cに側壁6を隔てて隣接しているため、側壁が変形するとその影響をインク室13Bが受ける。つまり、インク室13Aあるいはインク室13Cの容積が拡大する場合には、インク室13Bの容積は縮小し、インク室13Aあるいはインク室13Cの容積が縮小する場合には、インク室13Bの容積は拡大するように動作する。つまり、隣接するインク室13Aあるいは13Bに駆動パルスが印加されることによりインク室13Bのメニスカス位置は、図5の波形を反転した波形に相似する波形となる。   As described above, in the present embodiment, in each group, an operation of ejecting ink is performed in the order of the ink chambers 13B → 13A → 13C. That is, drive pulses are supplied as shown in FIGS. 9B to 9D in the order of the ink chambers 13B → 13A → 13C. Since the ink chamber 13B is adjacent to the ink chambers 13A and 13C with the side wall 6 therebetween, the ink chamber 13B is affected by the deformation of the side wall. That is, when the volume of the ink chamber 13A or the ink chamber 13C increases, the volume of the ink chamber 13B decreases. When the volume of the ink chamber 13A or the ink chamber 13C decreases, the volume of the ink chamber 13B increases. To work. That is, when a drive pulse is applied to the adjacent ink chamber 13A or 13B, the meniscus position of the ink chamber 13B has a waveform similar to the waveform obtained by inverting the waveform of FIG.

図9(C)の時刻t8でインク室13Aに対して図4に示す駆動パルスが印加されると、図9(A)の時刻t8からαに示すようにインク室13Bのメニスカス位置が変動する。   When the drive pulse shown in FIG. 4 is applied to the ink chamber 13A at time t8 in FIG. 9C, the meniscus position in the ink chamber 13B varies as indicated by α from time t8 in FIG. 9A. .

さらに、図9(D)の時刻t9でインク室13Cに対して図4に示す駆動パルスが印加されると、図9(A)の時刻t9からβに示すようにインク室13Bのメニスカス位置が変動する。   Further, when the drive pulse shown in FIG. 4 is applied to the ink chamber 13C at time t9 in FIG. 9D, the meniscus position of the ink chamber 13B is changed from β to time t9 in FIG. 9A. fluctuate.

そして、図9(A)のインク室13Bのメニスカス位置は斜線で示すように前進した位置にくる。この斜線中でγで示した位置が最もメニスカス位置が前進した位置である。   Then, the meniscus position of the ink chamber 13B in FIG. 9A comes to the advanced position as shown by the oblique lines. The position indicated by γ in this oblique line is the position where the meniscus position has advanced most.

従って、図9(A)のインク室13Bのメニスカス位置が斜線で示した前進位置にあるときに、インク室13Bに駆動パルスを印加すると、インク室13Bのノズル9から吐出されるインクの量を増加させることができる。従って、駆動パルスのパルス幅や駆動周波数を変化させなくても、インクの吐出量を増加させることができる。このように、パルス幅や駆動周波数を変化させないので高速印字が可能である。   Accordingly, when the drive pulse is applied to the ink chamber 13B when the meniscus position of the ink chamber 13B in FIG. 9A is at the forward position indicated by the oblique lines, the amount of ink ejected from the nozzle 9 of the ink chamber 13B is reduced. Can be increased. Therefore, it is possible to increase the ink ejection amount without changing the pulse width and the driving frequency of the driving pulse. Thus, high speed printing is possible because the pulse width and drive frequency are not changed.

図10は図9(A)に示したメニスカス体積位置を実験により求めた図である。例えば、駆動パルスの待機電圧Vresを0V、第1電圧V1を20V、第2電圧−20Vとした場合に、メニスカス位置がXに示すように5×E−15mである場合に、通常では20plであるインクの吐出体積を8pl程度増加させることができる。 FIG. 10 is a diagram in which the meniscus volume position shown in FIG. For example, when the standby voltage Vres of the drive pulse is 0V, the first voltage V1 is 20V, and the second voltage is -20V, when the meniscus position is 5 × E-15m 3 as indicated by X, it is usually 20 pl. The ink discharge volume can be increased by about 8 pl.

前述したように、インク室13Bのノズル9から吐出されるインクの吐出体積が増加されるのは、インク室13Bに隣接するインク室13A及び13Cに駆動パルスが印加された場合である。   As described above, the volume of ink ejected from the nozzle 9 in the ink chamber 13B is increased when a drive pulse is applied to the ink chambers 13A and 13C adjacent to the ink chamber 13B.

従って、図9(B)の駆動パルスD1によっては、インク室13Bのノズル9から吐出されるインクの吐出体積は増加しない。   Therefore, the ejection volume of the ink ejected from the nozzle 9 in the ink chamber 13B does not increase by the drive pulse D1 in FIG. 9B.

もし、最初にインク室13Bに駆動パルスD1を印加したときにインク室13Bのノズル9から吐出されるインクの吐出体積は増加させたい場合には、インク室13Aに図8に示すようなダミーパルスを印加しておけばよい。このダミーパルスは図4に示した駆動パルスと同じ電圧V1を有し、パルス幅はTc時間である。このようなダミーパルスをインク室13Aに印加することにより、インク室13Aの容積を拡大させている。このインク室13Aと側壁6を隔ててインク室13Bが配置されているため、ダミーパルスによりインク室13Bは縮小する。これにより、インク室13Bのメニスカス位置を前進させることができる。このように、インク室13Bのメニスカス位置を前進させておくことにより、最初に駆動パルスD1を印加した場合でも、インク室13のノズル9から吐出されるインクの吐出体積を増加させることができる。   If it is desired to increase the volume of ink ejected from the nozzle 9 in the ink chamber 13B when the drive pulse D1 is first applied to the ink chamber 13B, a dummy pulse as shown in FIG. May be applied. This dummy pulse has the same voltage V1 as the drive pulse shown in FIG. 4, and the pulse width is Tc time. By applying such a dummy pulse to the ink chamber 13A, the volume of the ink chamber 13A is expanded. Since the ink chamber 13B is disposed across the ink chamber 13A and the side wall 6, the ink chamber 13B is reduced by the dummy pulse. Thereby, the meniscus position of the ink chamber 13B can be advanced. As described above, by moving the meniscus position of the ink chamber 13B forward, even when the drive pulse D1 is first applied, the ejection volume of the ink ejected from the nozzle 9 of the ink chamber 13 can be increased.

以上のように本発明の一実施の形態によれば、壁を隔てて隣接するインク室に駆動パルスが印加された後にインク室に駆動パルスを印加すると、当該インク室のノズルから吐出されるインクの吐出量を増加させることができる。例えば、3分割駆動の場合には、図11(B)に示すようにドット径で印字される。例えば、図11(a)に示すようにaに示すように3分割駆動がインク室13A→13B→13Cという順番で駆動パルスが印加された後、bに示すように次の3分割駆動が行われる場合について説明する。aに示すタイミングで3分割駆動が行われた場合には、インク室13Aは隣接するインク室に駆動パルスが印加されていないため、図11(A)に示す通常のドット径と同じドットで印字される。次に、bに示すタイミングで3分割駆動が行われた場合には、インク室13Aの一番左のドット30のみ通常の大きさのドットとなる。なぜなら、隣接するインク室に駆動パルスが印加されていないからである。また、aのタイミングでインク室13Aから吐出されたドットは通常のドット径であるが、次のbのタイミングでインク室13Aから吐出される場合には吐出体積が増加されたドット32で印字される。   As described above, according to an embodiment of the present invention, when a driving pulse is applied to an ink chamber after a driving pulse is applied to an ink chamber adjacent to a wall, ink ejected from the nozzle of the ink chamber The discharge amount can be increased. For example, in the case of three-division driving, printing is performed with a dot diameter as shown in FIG. For example, as shown in FIG. 11A, after a drive pulse is applied in the order of ink chambers 13A 13B → 13C as shown in a as shown in a, the next three-division drive is performed as shown in b. Will be described. When the three-division driving is performed at the timing shown in a, the ink chamber 13A is not applied with a driving pulse in the adjacent ink chamber, and therefore printing is performed with the same dot as the normal dot diameter shown in FIG. Is done. Next, when the three-division driving is performed at the timing indicated by b, only the leftmost dot 30 in the ink chamber 13A has a normal size. This is because the drive pulse is not applied to the adjacent ink chamber. Also, the dots ejected from the ink chamber 13A at the timing a have a normal dot diameter, but when ejected from the ink chamber 13A at the next timing b, printing is performed with the dots 32 having an increased ejection volume. The

なお、上記した実施の形態では、3分割駆動方法について説明したが、側壁を共有するインク室に対し、同時に駆動パルスを印加させなければ3分割駆動に限定されるものではない。   In the above-described embodiment, the three-division driving method has been described. However, the present invention is not limited to the three-division driving unless the drive pulses are simultaneously applied to the ink chambers sharing the side wall.

また、2値のみの高速印字を行うことができるインクジェットヘッドに本発明の駆動方法を適用すれば、濃い印字を行いたいときにはノズルからのインクの吐出量を増加させるようにし、淡い印字を行いたいときには、ノズルから吐出させるインクの吐出量を少なくすることにより、階調をもつような印字を行うことができる。   In addition, if the driving method of the present invention is applied to an inkjet head that can perform high-speed printing of only binary values, it is desired to increase the amount of ink discharged from the nozzles and perform light printing when performing dark printing. Sometimes, printing with gradation can be performed by reducing the amount of ink discharged from the nozzles.

本発明の一実施の形態に係るインクジェットヘッドの斜視図。1 is a perspective view of an ink jet head according to an embodiment of the present invention. 同インクジェットヘッドの要部断面図。Sectional drawing of the principal part of the inkjet head. インクジェットヘッド記録装置のブロック図。1 is a block diagram of an inkjet head recording apparatus. 同インクジェットヘッドに供給される駆動パルスを示す図。FIG. 3 is a diagram showing drive pulses supplied to the inkjet head. 同インクジェットヘッドのメニスカス位置を示す図。The figure which shows the meniscus position of the inkjet head. 同インクジェットヘッドに供給される駆動パルスとメニスカス位置との関係を示す図。The figure which shows the relationship between the drive pulse supplied to the inkjet head, and a meniscus position. 同インクジェットヘッドのインク室13Bのメニスカス位置の変動を示す図。The figure which shows the fluctuation | variation of the meniscus position of the ink chamber 13B of the inkjet head. 同インクジェットヘッドに供給されるダミーパルスを示す図。The figure which shows the dummy pulse supplied to the inkjet head. 同インクジェットヘッドのインク室13Bのメニスカス位置と各インク室に供給される駆動パルスとの関係を示す図。The figure which shows the relationship between the meniscus position of the ink chamber 13B of the inkjet head, and the drive pulse supplied to each ink chamber. 同インクジェットヘッドのインク室のメニスカス位置の変動を示す図。The figure which shows the fluctuation | variation of the meniscus position of the ink chamber of the inkjet head. 図11(A)はインクジェットヘッドで印字される通常印字の印字状態を示す図、図11(B)はインクジェットヘッドで印字される吐出体積が増加された印字状態を示す図。FIG. 11A is a diagram showing a printing state of normal printing printed by the inkjet head, and FIG. 11B is a diagram showing a printing state where the discharge volume printed by the inkjet head is increased.

符号の説明Explanation of symbols

1…インジェットヘッド、4…積層圧電部材、6…側壁、10…ノズルプレート、13…圧力室、14…インク供給管、21…CPU、22…ROM、23…RAM、24…ヘッドドライバ、25…モータドライバ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inject head, 4 ... Laminated piezoelectric member, 6 ... Side wall, 10 ... Nozzle plate, 13 ... Pressure chamber, 14 ... Ink supply pipe, 21 ... CPU, 22 ... ROM, 23 ... RAM, 24 ... Head driver, 25 ... motor driver.

Claims (6)

インクジェットヘッド駆動方法において、駆動パルスが印加されているインク室に隣接するインク室のノズルのメニスカス位置が前進しているときに駆動パルスを印加することにより当該ノズルから吐出されるインクの吐出量を増加するようにしたことを特徴とするインクジェットヘッド駆動方法。 In the inkjet head driving method, by applying a driving pulse when the meniscus position of the nozzle of the ink chamber adjacent to the ink chamber to which the driving pulse is applied is advanced, the amount of ink discharged from the nozzle is reduced. An ink-jet head driving method characterized in that it increases. インクジェットヘッド駆動方法において、予めダミーパルスをインク室に印加させることにより当該インク室の容積を拡大して隣接するインク室のメニスカス位置を前進させておき、隣接するインク室に駆動パルスを印加することによりノズルから吐出されるインクの吐出量を増加するようにしたことを特徴とするインクジェットヘッド駆動方法。 In the inkjet head driving method, by applying a dummy pulse to the ink chamber in advance, the volume of the ink chamber is expanded to advance the meniscus position of the adjacent ink chamber, and the driving pulse is applied to the adjacent ink chamber. An inkjet head driving method characterized in that the ejection amount of ink ejected from the nozzles is increased by the above. インクを吐出するノズルが設けられたインク室を備え、このインク室の容積を電気機械変換手段により変化させることによりインクを吐出させているインクジェットヘッドと、
前記電気機械変換手段に対して駆動パルスを出力する駆動パルス発生部を具備し、
駆動パルス発生部は、駆動パルスが印加されているインク室に隣接するインク室のノズルのメニスカス位置が前進しているときに駆動パルスを印加することにより当該ノズルから吐出されるインクの吐出量を増加するようにしたことを特徴とするインクジェットヘッド記録装置。
An ink jet head having an ink chamber provided with a nozzle for ejecting ink, and ejecting ink by changing the volume of the ink chamber by an electromechanical converter;
A drive pulse generator for outputting a drive pulse to the electromechanical conversion means;
The drive pulse generation unit applies the drive pulse when the meniscus position of the nozzle of the ink chamber adjacent to the ink chamber to which the drive pulse is applied advances, thereby reducing the amount of ink discharged from the nozzle. An ink jet head recording apparatus characterized in that the number increases.
インクを吐出するノズルが設けられたインク室を備え、このインク室の容積を電気機械変換手段により変化させることによりインクを吐出させているインクジェットヘッドと、
前記電気機械変換手段に対して駆動パルスを出力する駆動パルス発生部を具備し、
駆動パルス発生部は、予めダミーパルスをインク室に印加させることにより当該インク室の容積を拡大して隣接するインク室のメニスカス位置を前進させておき、隣接するインク室に駆動パルスを印加することによりノズルから吐出されるインクの吐出量を増加するようにしたこと特徴とするインクジェットヘッド記録装置。
An ink jet head having an ink chamber provided with a nozzle for ejecting ink, and ejecting ink by changing the volume of the ink chamber by an electromechanical converter;
A drive pulse generator for outputting a drive pulse to the electromechanical conversion means;
The drive pulse generator applies a dummy pulse to the ink chamber in advance to enlarge the volume of the ink chamber, advance the meniscus position of the adjacent ink chamber, and apply the drive pulse to the adjacent ink chamber. An ink jet head recording apparatus characterized in that the discharge amount of ink discharged from the nozzles is increased.
前記インクジェットヘッドは3分割駆動により駆動されることを特徴とする請求項1あるいは請求項2に記載のインクジェットヘッド駆動方法。 The inkjet head driving method according to claim 1, wherein the inkjet head is driven by three-division driving. 前記駆動パルス発生部は3分割駆動による駆動パルスを出力することを特徴とする請求項3あるいは請求項4に記載のインクジェットヘッド記録装置。 5. The ink jet head recording apparatus according to claim 3, wherein the driving pulse generator outputs a driving pulse by three-division driving.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008023865A (en) * 2006-07-21 2008-02-07 Fujifilm Corp Droplet discharge apparatus and droplet discharge method
JP2009279865A (en) * 2008-05-23 2009-12-03 Konica Minolta Holdings Inc Inkjet recording device and inkjet recording method
JP2014058078A (en) * 2012-09-14 2014-04-03 Ricoh Co Ltd Method for driving droplet ejection head, droplet ejection head and image forming apparatus
JP2015051599A (en) * 2013-09-09 2015-03-19 株式会社東芝 Inkjet head

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