JP2002331662A - Ink jet recorder and its driving method - Google Patents
Ink jet recorder and its driving methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は圧電式インクジェッ
ト記録装置にかかり、更に詳しくは、圧電素子を含むイ
ンク噴射系のバラツキによる飛翔インクの液滴速度のバ
ラツキを補正し液滴速度を一定に保つことによりインク
滴の被インクジェット記録物への着地精度を改善するイ
ンクジェット技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric type ink jet recording apparatus, and more particularly, corrects a variation in a droplet speed of a flying ink due to a variation in an ink jet system including a piezoelectric element and keeps the droplet speed constant. The present invention relates to an ink-jet technology for improving the accuracy of landing of ink droplets on an ink-jet recorded material.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、圧電素子を用いてインクを噴射す
る装置はインクジェットプリンタ等に利用されている
が、図９にその一例となるインクジェットヘッドを示
す。2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus for ejecting ink using a piezoelectric element is used in an ink jet printer or the like, and FIG. 9 shows an ink jet head as an example thereof.
【０００３】インク室３にはダイヤフラム５を介して圧
電素子１としてピエゾ素子が設けられ、更に圧電素子１
のダイヤフラム５との反対側の端面はバックプレート２
により固定されている。また、インク室３のダイヤフラ
ム５の対向面にはインク滴を噴射するためのノズル４が
設けられている。A piezo element is provided in the ink chamber 3 as a piezoelectric element 1 via a diaphragm 5.
The opposite end face to the diaphragm 5 is the back plate 2
It is fixed by. A nozzle 4 for ejecting ink droplets is provided on a surface of the ink chamber 3 facing the diaphragm 5.
【０００４】更に、インク室３は、図示しないインクタ
ンクから供給されたインクを一時的に溜めておくマニフ
ォルド７に、インク流路６を介して連通されている。な
お、マニフォルド７に隣接して設けられているヒータ１
１はインクを加熱・溶融するためのものである。ここ
で、圧電素子１は図１１のごとく積層形を用いると、ダ
イヤフラム５の収縮、伸長量を大きく取ることができる
ので、エネルギ効率のよい駆動をすることができる。Further, the ink chamber 3 is connected to a manifold 7 for temporarily storing ink supplied from an ink tank (not shown) via an ink flow path 6. The heater 1 provided adjacent to the manifold 7
Numeral 1 is for heating and melting the ink. Here, if the piezoelectric element 1 is of a stacked type as shown in FIG. 11, the amount of contraction and extension of the diaphragm 5 can be increased, so that energy efficient driving can be performed.
【０００５】かかる構成よりなるインクジェットヘッド
において、圧電素子１にパルス駆動回路１０から図６に
示すパルス電圧２０が印加されると、ノズル図示しない
被インクジェット記録物へ向ってインク滴８が噴射さ
れ、被インクジェット記録物上に印刷がなされる。In the ink jet head having the above structure, when a pulse voltage 20 shown in FIG. 6 is applied from the pulse drive circuit 10 to the piezoelectric element 1, ink droplets 8 are ejected toward an ink jet recording material (not shown). Printing is performed on the inkjet recording material.
【０００６】すなわち、パルス電圧２０の立上りにより
圧電素子１が変形して、ダイヤフラムは図１０の５aの
ようにたわむ。これに伴い、インク室３の容積が増加
し、インク流路６、マニホールド７を経由してインクが
供給される。その後、パルス電圧２０の立下がりにより
圧電素子１が伸長して、インク室３の容積が減少し、ノ
ズル４からインク滴８が噴射される。ここで、前記パル
ス電圧２０は、例えば図２に示す回路により生成され
る。なお、図２の駆動回路は図９のパルス駆動回路１０
に相当する。That is, the piezoelectric element 1 is deformed by the rise of the pulse voltage 20, and the diaphragm bends as shown by 5a in FIG. Accordingly, the volume of the ink chamber 3 increases, and ink is supplied via the ink flow path 6 and the manifold 7. Thereafter, the piezoelectric element 1 is extended by the fall of the pulse voltage 20, the volume of the ink chamber 3 is reduced, and the ink droplet 8 is ejected from the nozzle 4. Here, the pulse voltage 20 is generated by, for example, the circuit shown in FIG. The driving circuit of FIG. 2 is the pulse driving circuit 10 of FIG.
Is equivalent to
【０００７】図２において、圧電素子駆動回路１７は２
回路のみ図示しているが、実際は圧電素子１の数に１対
１で対応するよう複数設けられている。In FIG. 2, the piezoelectric element driving circuit 17
Although only the circuit is illustrated, a plurality of piezoelectric elements 1 are actually provided so as to correspond to the number of the piezoelectric elements 1 on a one-to-one basis.
【０００８】インク滴を噴射する場合は、前記圧電素子
駆動回路１７に信号発生回路９からのパルス信号１９が
与えられて電圧V1の直流電圧１８をオン、オフすること
により、パルス幅Ｔｗのパルス電圧２０が圧電素子１に
印加され、これによってダイヤフラム５を変形させてい
る。これに対し、インク滴を噴射させない場合には、パ
ルス信号１９を発生させないように制御する。In the case of ejecting ink droplets, a pulse signal 19 from the signal generating circuit 9 is given to the piezoelectric element driving circuit 17 to turn on and off the DC voltage 18 of the voltage V1. A voltage 20 is applied to the piezoelectric element 1, thereby deforming the diaphragm 5. On the other hand, when the ink droplet is not ejected, control is performed so that the pulse signal 19 is not generated.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上記構成のインクジェ
ットヘッドにおいて、複数のノズルに対応する圧電素子
毎の電気・機械変換特性にはそれぞれバラツキがある。
また、圧電素子とダイヤフラムとの結合度や機械的位置
関係にもバラツキがある。そのために、複数ノズルから
噴射されるインクの液滴速度においてもバラツキが発生
し、場合によっては前述の複数のバラツキが重畳されて
複合的なバラツキが発生する場合もある。よって、この
ようなバラツキを有するインクジェットヘッドを定速度
で摺動させ、その過程でインク滴を噴射する場合、被イ
ンクジェット記録物へのインク滴の着地精度に誤差が生
じ、インクジェット記録の画質を悪くすることが問題と
なっていた。また、インク噴射ノズル製作時の噴射液速
に対するバラツキをある範囲に収める際の歩留まりが悪
いことも問題であった。In the ink-jet head having the above-described structure, the electrical-mechanical conversion characteristics of each piezoelectric element corresponding to a plurality of nozzles have variations.
Further, the degree of coupling between the piezoelectric element and the diaphragm and the mechanical positional relationship also vary. For this reason, variations also occur in the droplet velocities of the ink ejected from the plurality of nozzles, and in some cases, the above-described plurality of variations are superimposed to generate a composite variation. Therefore, when the inkjet head having such a variation is slid at a constant speed and ink droplets are ejected in the process, an error occurs in the landing accuracy of the ink droplets on the inkjet recording material, and the image quality of inkjet recording deteriorates. Was a problem. Another problem is that the yield when the variation with respect to the jetting liquid speed in manufacturing the ink jetting nozzle falls within a certain range is poor.
【００１０】複数ノズルから噴射されるインク滴の速度
を各々に制御するには、複数の圧電素子各々への印加電
圧を制御する必要がある。In order to individually control the speed of ink droplets ejected from a plurality of nozzles, it is necessary to control the voltage applied to each of the plurality of piezoelectric elements.
【００１１】複数の圧電素子への充電電流と放電電流を
制御する方法としては、例えば特開平4-310747号公報、
特開平9-39231号公報に開示されている。前者は充電電
流値と放電電流値を複数ノズルに共通に変える構成であ
り、後者は充電抵抗と放電抵抗を有する圧電素子回路に
インク噴射毎に一定電圧の細かい充電パルスを繰返し与
えて、駆動波形を噴射毎に形成し、駆動波形はＲＯＭに
記憶されたパターンによって複数ノズルに共通に与える
構成である。As a method of controlling a charging current and a discharging current to a plurality of piezoelectric elements, for example, JP-A-4-310747,
It is disclosed in JP-A-9-39231. The former has a configuration in which the charging current value and the discharging current value are changed in common for a plurality of nozzles, and the latter repeatedly applies a fine charging pulse of a constant voltage to the piezoelectric element circuit having a charging resistance and a discharging resistance every time ink is ejected, and a driving waveform is obtained. Is formed for each injection, and a drive waveform is commonly applied to a plurality of nozzles by a pattern stored in a ROM.
【００１２】前者、後者共に複数ノズルに共通の電圧と
パルス幅の駆動波形をデジタル的に構成する方法が記載
されているが、複数ノズル各々の駆動波形を制御するも
のではない。Although the former and the latter describe a method of digitally forming a drive waveform having a voltage and a pulse width common to a plurality of nozzles, they do not control the drive waveform of each of the plurality of nozzles.
【００１３】従って、本発明の課題は、インクジェット
ヘッド、すなわち圧電素子を含むインク噴射系におい
て、複数ノズル個々の駆動波形を制御して、各々の液速
のバラツキを補正し、複数の噴射ノズルからの液速を同
じにすることで被記録媒体へのインク滴の着地精度を向
上させることにある。同時に、マルチノズル・インクジ
ェット記録装置のインク噴射ノズルに対するトリミング
を可能にして、インク噴射ノズル製作時の歩留まりを向
上させることを課題とする。Therefore, an object of the present invention is to control the driving waveform of each of a plurality of nozzles in an ink jet head, that is, an ink jetting system including a piezoelectric element, to correct variations in the liquid velocities of each of the plurality of nozzles, and The object of the present invention is to improve the landing accuracy of ink droplets on a recording medium by making the liquid velocities the same. At the same time, it is another object of the present invention to enable trimming of the ink jet nozzles of the multi-nozzle ink jet recording apparatus to improve the yield at the time of manufacturing the ink jet nozzles.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明においては、複数の圧電素子を使用し、該圧
電素子を用いてインク室の容積を変化させることによ
り、該インク室内のインクをノズルから噴射させるイン
クジェット記録装置において、前記圧電素子を駆動させ
るための圧電素子毎の充放電及び充放電を行なわないこ
とをコントロールするための充放電信号発生回路手段と
前記充放電信号発生回路手段より出力する充放電パルス
信号により前記圧電素子毎に予め定められた電荷量を充
電及び放電させるための複数の充放電回路手段と、前記
圧電素子を印加する高圧回路手段と、充放電回路手段と
圧電素子の一方の接続端の間に接続され、圧電素子毎の
充放電時定数を決めるための時定数決定回路手段を設け
るように構成した。前記定数決定回路手段は、抵抗とダ
イオードから構成するとよい。In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, a plurality of piezoelectric elements are used, and the volume of the ink chamber is changed by using the piezoelectric elements. Charge / discharge signal generating circuit means for controlling charging / discharging and non-charging / discharging of each piezoelectric element for driving the piezoelectric element in the ink jet recording apparatus which ejects the ink from a nozzle, and the charge / discharge signal generating circuit means A plurality of charge / discharge circuit means for charging and discharging a predetermined amount of charge for each piezoelectric element by a charge / discharge pulse signal output from the high-voltage circuit means for applying the piezoelectric element; and a charge / discharge circuit means. A configuration is provided in which time constant determining circuit means is connected between one connection terminals of the piezoelectric elements and determines a charge / discharge time constant for each piezoelectric element. The constant determining circuit means may be composed of a resistor and a diode.
【００１５】前述の構成において、圧電素子に対して
は、前記充放電回路手段の充電時にインク室の容積を膨
張させてインクを吸入する構成での充放電の立上り時定
数及び立下り時定数は、該圧電素子毎が構成する振動系
の固有振動数の逆数の整数倍の０．８〜１．２倍とし、
該立上り時定数に使用する振動系の固有振動数の逆数の
整数倍が該立下り時定数に使用する振動系の固有振動数
の逆数の整数倍に同じもしくは大きい値に設定するとよ
い。In the above-described configuration, the rising and falling time constants of charging and discharging of the piezoelectric element in the configuration in which the volume of the ink chamber is expanded and the ink is sucked when the charging and discharging circuit means is charged are: , 0.8 to 1.2 times the integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of the vibration system formed by each piezoelectric element,
The integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of the vibration system used for the rise time constant may be set to a value equal to or larger than the integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of the vibration system used for the fall time constant.
【００１６】あるいは、前述の構成において、圧電素子
に対しては、前記充放電回路手段の放電時にインク室の
容積を膨張させてインクを吸入する構成での充放電の立
下り時定数及び立上り時定数は、該圧電素子毎が構成す
る振動系の固有振動数の逆数の整数倍の０．８〜１．２
倍とし、該立下り時定数に使用する振動系の固有振動数
の逆数の整数倍が該立上り時定数に使用する振動系の固
有振動数の逆数の整数倍に同じもしくは大きい値に設定
するとよい。また、前記圧電素子に充電時にインク室の
容積を膨張させてインクを吸入する時の充電電荷量は充
放電回路の充電側に加えられた電圧と該充放電回路手段
の充電側に与える充放電信号発生回路手段の充電パルス
幅 または、前記圧電素子に放電時にインク室の容積を
膨張させてインクを吸入する時の放電電荷量は圧電素子
毎に蓄えられた電圧と該充放電回路手段の放電側に与え
る充放電信号発生回路手段の放電パルス幅に依存するよ
うに設定するとよい。Alternatively, in the above-mentioned structure, the fall time constant and the rise time of the charge and discharge of the piezoelectric element in the structure in which the volume of the ink chamber is expanded and the ink is sucked when the charge and discharge circuit means discharges. The constant is 0.8 to 1.2 which is an integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of the vibration system formed by each piezoelectric element.
It is preferable that the integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of the vibration system used for the fall time constant be set to a value equal to or larger than the integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of the vibration system used for the rise time constant. . In addition, when the piezoelectric element is charged, the amount of charge charged when expanding the volume of the ink chamber and sucking ink is determined by the voltage applied to the charge side of the charge / discharge circuit and the charge / discharge applied to the charge side of the charge / discharge circuit means. The charge pulse width of the signal generation circuit means or the discharge charge amount when the ink is sucked by expanding the volume of the ink chamber when discharging to the piezoelectric element is the voltage stored in each piezoelectric element and the discharge of the charge and discharge circuit means. It is preferable that the setting be made so as to depend on the discharge pulse width of the charge / discharge signal generating circuit means given to the side.
【００１７】前記圧電素子毎の充電から放電までの時間
は、充放電信号発生回路手段の充電パルスと放電パルス
の間隔 または、前記圧電素子毎の放電から充電までの
時間は、充放電信号発生回路手段の放電パルスと充電パ
ルスの間隔に依存するするように設定するとよい。圧電
素子毎の充電時間または放電時間は、高圧回路の直流電
圧に依存するよう設定するとよい。The time from charge to discharge for each piezoelectric element is determined by the interval between a charge pulse and a discharge pulse of charge / discharge signal generation circuit means, or the time from discharge to charge for each piezoelectric element is determined by a charge / discharge signal generation circuit. It may be set so as to depend on the interval between the discharge pulse and the charge pulse of the means. The charging time or discharging time for each piezoelectric element may be set to depend on the DC voltage of the high voltage circuit.
【００１８】上記構成のインクジェット記録装置におい
て、インクを噴射させるノズルに対応する圧電素子に対
しては、前記充放電回路手段の充電時または放電時にイ
ンク室の容積を膨張させてインクを吸入すると共に、前
記充放電信号発生回路手段において前記圧電素子毎に予
め与えられている所定の充電電荷量を充電または放電す
ると共に、インクを噴射させないノズルに対応する圧電
素子に対しては、充放電信号発生回路手段の充電信号発
生手段は圧電素子への電荷の充電または放電を行なわな
いよう制御することにより、インク噴射のバラツキを抑
制できるようになる。In the ink jet recording apparatus having the above-described structure, the volume of the ink chamber is expanded for the piezoelectric element corresponding to the nozzle for ejecting the ink during charging or discharging of the charging / discharging circuit means, and the ink is sucked. The charge / discharge signal generation circuit means charges or discharges a predetermined charge amount previously given to each of the piezoelectric elements, and generates a charge / discharge signal for a piezoelectric element corresponding to a nozzle that does not eject ink. By controlling the charging signal generating means of the circuit means not to charge or discharge the electric charge to the piezoelectric element, it is possible to suppress variations in ink ejection.
【００１９】なお、前記インクを熱溶融インクとし、前
記インク室近傍に加熱用のヒータを設けて摂氏８０度か
ら摂氏１４０度の範囲の温度で加熱して使用しても同様
の効果を得ることができる。A similar effect can be obtained even if the ink is a hot melt ink and a heater for heating is provided near the ink chamber and heated at a temperature in the range of 80 to 140 degrees Celsius. Can be.
【００２０】前述のように、インク吸入時の立上りまた
は立下り時定数を圧電素子毎が構成する固有振動数の逆
数の整数倍の０．８〜１．２倍としてインク吸入時の圧
電素子毎の高調波振動の発生を抑えること、更に各圧電
素子毎への印加電圧を可変または圧電素子毎の充電から
放電までの時間を可変して各圧電素子毎のばらつきをト
リミングすることにより複数ノズルからの各々のインク
滴速度を精密に制御できるようになる。As described above, the rise or fall time constant at the time of ink suction is set to 0.8 to 1.2 times an integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of each piezoelectric element. The generation of harmonic vibrations of the piezoelectric elements is suppressed, and the voltage applied to each piezoelectric element is varied or the time from charge to discharge of each piezoelectric element is varied to trim the variation of each piezoelectric element. Can be precisely controlled.
【００２１】本発明の構成のように、圧電素子毎の印加
電圧及び圧電素子毎の充電から放電までの時間または放
電から充電までの時間を複数ノズル各々に個別制御して
各インク滴の液速を一定にし、圧電素子を含むインク噴
射系の液速に与えるバラツキを解消することで、被イン
クジェット記録物へのインク滴の着地精度を向上させる
ことが可能となる。As in the configuration of the present invention, the applied voltage for each piezoelectric element and the time from charge to discharge or the time from discharge to charge for each piezoelectric element are individually controlled for each of a plurality of nozzles, and the liquid speed of each ink droplet is controlled. Is fixed, and the variation in the liquid velocity of the ink ejection system including the piezoelectric element is eliminated, thereby making it possible to improve the landing accuracy of the ink droplet on the inkjet recording material.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】上記の構成によるインクジェット
記録装置においては、圧電素子を含むインク噴射系の液
速に与えるバラツキを解消して、被インクジェット記録
物へのインク滴の着地精度を向上させることを可能にす
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In an ink jet recording apparatus having the above-described structure, it is possible to improve the landing accuracy of ink droplets on an ink jet recording object by eliminating variations in the liquid velocity of an ink jet system including a piezoelectric element. Enable.
【００２３】以下、本発明の一例を説明する。以下の例
において、前記図２の従来構成と共通する部分について
は同一の符号を付して、説明を省略する。本発明におい
て、図９のパルス駆動回路１０は図１に示す回路構成と
なっており、高圧回路１２から出力される直流電圧１８
を充放電回路１４により各圧電素子１への印加電圧が制
御される。また、図において充放電回路１４は２回路の
み図示しているが、実際は圧電素子１の数に１対１で対
応するよう複数設けられている。Hereinafter, an example of the present invention will be described. In the following examples, the same parts as those of the conventional configuration in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the present invention, the pulse drive circuit 10 of FIG. 9 has the circuit configuration shown in FIG.
The voltage applied to each piezoelectric element 1 is controlled by the charge / discharge circuit 14. Although only two charging / discharging circuits 14 are shown in the drawing, a plurality of charging / discharging circuits 14 are provided in a one-to-one correspondence with the number of piezoelectric elements 1 in practice.
【００２４】はじめに、圧電素子１に対しては、充放電
回路１４の充電時にインク室の容積を膨張させてインク
を吸入する場合の制御について説明する。First, a description will be given of a control in which the volume of the ink chamber is expanded and the ink is sucked in the piezoelectric element 1 when the charge / discharge circuit 14 is charged.
【００２５】図１において、図示しない制御部からの印
刷指令に対応して、充放電信号発生回路１３から充放電
回路１４へ向けて充放電パルス信号１６と充放電ゲート
信号１５が生成される。該充放電パルス信号１６には各
圧電素子毎の駆動特性に合わせ、各素子毎に予め定めら
れたパルス幅及びパルス間隔が与えられており、このパ
ルスに応じて、各圧電素子毎への充電電圧及びパルス幅
が図３及び図５に示すように制御される。なお、ここで
は電圧Ｖ１を最大値としている。電圧Ｖ１に対応する前
記充放電パルス信号１６の充電パルス幅はＴ１であり、
インク吸入時の立上り時定数はＴ１が最大となる。In FIG. 1, a charge / discharge pulse signal 16 and a charge / discharge gate signal 15 are generated from a charge / discharge signal generation circuit 13 to a charge / discharge circuit 14 in response to a print command from a control unit (not shown). The charge / discharge pulse signal 16 is given a predetermined pulse width and pulse interval for each element in accordance with the driving characteristics of each piezoelectric element, and charges each piezoelectric element in accordance with this pulse. The voltage and pulse width are controlled as shown in FIGS. Here, the voltage V1 is set to the maximum value. The charge pulse width of the charge / discharge pulse signal 16 corresponding to the voltage V1 is T1,
The rising time constant at the time of ink suction is T1 at the maximum.
【００２６】また、高圧回路１２の直流電圧出力１８
は、たとえば電圧Ｖ１から電圧Ｖ１１に変化させても立
上り時定数はＴ１は同じである。その時の充電電圧Ｖ２
の立上り時間は、電圧Ｖ１の場合はＴ２地点で、電圧Ｖ
１１では、Ｔ２２地点となり、電圧Ｖ１１の方が遅くな
る。このようにして、立上り時間を高圧回路１２の直流
電圧出力１８をコントロールすることにより調整するこ
とができる。The DC voltage output 18 of the high voltage circuit 12
For example, even when the voltage V1 is changed from the voltage V1 to the voltage V11, the rising time constant T1 is the same. Charge voltage V2 at that time
Rise time at the point T2 in the case of the voltage V1 and the voltage V
At 11, the point becomes T22, and the voltage V11 becomes slower. In this way, the rise time can be adjusted by controlling the DC voltage output 18 of the high voltage circuit 12.
【００２７】ここで、圧電素子毎が構成する振動系に対
して圧電素子毎に加えるパルス電圧の立上り時定数及び
立下り時定数を、該振動系の固有振動数の逆数の整数倍
の０．８〜１．２倍と規定し、該立上り時定数に使用す
る振動系の固有振動数の逆数の整数倍が該立下り時定数
に使用する振動系の固有振動数の逆数の整数倍に同じも
しくは大きい値に設定すると、圧電素子毎の高調波振動
を抑制することができる。このように高調波振動を抑え
ることで、インク吸入時のインク流体の乱流を抑え、イ
ンク滴の噴射を安定させ、噴射後の流体振動を短い時間
で安定させることにより次の吐出までの時間を早くする
ことが可能となり、後述する圧電素子毎のばらつき補正
を最も有効なものとすることができる。Here, the rise time constant and the fall time constant of the pulse voltage applied to each piezoelectric element with respect to the vibration system constituted by each piezoelectric element are set to 0.times., Which is an integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of the vibration system. 8 to 1.2 times, the integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of the vibration system used for the rise time constant is the same as the integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of the vibration system used for the fall time constant. Alternatively, when the value is set to a large value, it is possible to suppress harmonic vibration of each piezoelectric element. By suppressing the harmonic vibration in this way, the turbulence of the ink fluid at the time of ink suction is suppressed, the ejection of the ink droplet is stabilized, and the fluid vibration after the ejection is stabilized in a short time, so that the time until the next ejection is obtained. Can be accelerated, and the later-described variation correction for each piezoelectric element can be made the most effective.
【００２８】本例においては、該充電パルス信号１６の
最大パルス幅Ｔ１を例えば振動系の固有振動数が１００
Ｋｈｚとした場合、(１/１００Ｋｈｚ)ラ１=１０マイク
ロ秒の０．８〜１．２倍、すなわち８〜１２マイクロ秒
に対してＴ１=１２マイクロ秒と設定する。また、最小
パルス幅はＴ２=８マイクロ秒とする。このパルス幅に
相当する図５の電圧、すなわちＶ２からＶ１までを圧電
素子へのパルス電圧として、圧電素子毎に電圧を設定す
る。あるいは整数倍を２としてＴ１=２４マイクロ秒、
Ｔ２=１６マイクロ秒としても良い。In this embodiment, the maximum pulse width T1 of the charging pulse signal 16 is set to, for example, 100 natural frequencies of the vibration system.
Assuming that Khz, (1/100 Khz) is set to 0.8 to 1.2 times 1 = 10 microseconds, that is, T1 = 12 microseconds for 8 to 12 microseconds. The minimum pulse width is T2 = 8 microseconds. A voltage corresponding to this pulse width in FIG. 5, that is, from V2 to V1, is set as a pulse voltage to the piezoelectric elements, and a voltage is set for each piezoelectric element. Alternatively, T1 = 24 microseconds when an integer multiple is 2,
T2 may be set to 16 microseconds.
【００２９】図３に示す圧電素子１に加わる電圧の立上
りから立下りまでのパルス幅Ｔｗは、充放電パルス信号
１６の充電パルス（充放電ゲート信号１５がハイレベル
で充放電パルス信号１６がハイレベルの時）と放電パル
ス（充放電ゲート信号１５がローレベルで充放電パルス
信号１６がハイレベルの時）の間隔で決まる。図３に動
作の一例を示す。The pulse width Tw from rise to fall of the voltage applied to the piezoelectric element 1 shown in FIG. 3 is the charge pulse of the charge / discharge pulse signal 16 (the charge / discharge gate signal 15 is at a high level and the charge / discharge pulse signal 16 is at a high level). Level) and a discharge pulse (when the charge / discharge gate signal 15 is at a low level and the charge / discharge pulse signal 16 is at a high level). FIG. 3 shows an example of the operation.
【００３０】図１に示す充放電ゲート信号１５がハイレ
ベル（充電側）で、充放電パルス１６のパルスがハイレ
ベルになると、充放電回路１４のトランジスタＱ１が導
通状態になり、時定数決定回路２２の充電抵抗Ｒ１を通
り圧電素子１に充電される。充電される時定数は、時定
数決定回路２２の充電抵抗Ｒ１と圧電素子1の静電容量
で決まる。When the charge / discharge gate signal 15 shown in FIG. 1 is at a high level (charging side) and the pulse of the charge / discharge pulse 16 is at a high level, the transistor Q1 of the charge / discharge circuit 14 is turned on, and the time constant determining circuit is set. The piezoelectric element 1 is charged through the charging resistor R1 of the P22. The time constant for charging is determined by the charging resistance R1 of the time constant determination circuit 22 and the capacitance of the piezoelectric element 1.
【００３１】いま、図３及び図５に示すように、当該圧
電素子を駆動するための充放電ゲート信号１５がハイレ
ベルで、充放電パルス信号１６の充電パルス幅がＴ２と
規定された場合の充電電圧をＶ２とする。また、最大電
圧Ｖ１を得るための充電パルス幅はＴ１である。この場
合において、充放電ゲート信号１５がハイレベルで、充
放電パルス信号１６がハイレベルの間はトランジスタＱ
１が導通状態となって、高圧回路１２の直流電圧１８の
電圧値が時定数決定回路２２の充電抵抗Ｒ１を通り、圧
電素子１に充電される。充放電パルス信号１６がＴ２で
ハイレベルからローレベルになると、Ｔ２時点での時定
数決定回路２２の充電抵抗Ｒ１と圧電素子1の容量で決
まった充電された電圧の電圧値Ｖ２までが圧電素子１に
充電される。Ｔ２以後は充放電パルス信号１６がローレ
ベルとなりトランジスタＱ１，Ｑ２が非導通状態となっ
て電圧値Ｖ２以上の電圧は圧電素子１には充電されな
い。Now, as shown in FIGS. 3 and 5, the charge / discharge gate signal 15 for driving the piezoelectric element is at a high level and the charge pulse width of the charge / discharge pulse signal 16 is defined as T2. The charging voltage is V2. The charging pulse width for obtaining the maximum voltage V1 is T1. In this case, while the charge / discharge gate signal 15 is at a high level and the charge / discharge pulse signal 16 is at a high level, the transistor Q
1 is turned on, and the voltage value of the DC voltage 18 of the high voltage circuit 12 passes through the charging resistor R1 of the time constant determination circuit 22 to charge the piezoelectric element 1. When the charging / discharging pulse signal 16 changes from the high level to the low level at T2, the voltage of the charged voltage determined by the charging resistor R1 of the time constant determination circuit 22 and the capacitance of the piezoelectric element 1 at the time T2 is reduced to the piezoelectric element V2. Charged to 1. After T2, the charge / discharge pulse signal 16 becomes low level, the transistors Q1 and Q2 become non-conductive, and the piezoelectric element 1 is not charged with a voltage higher than the voltage value V2.
【００３２】次に、圧電素子１に充電開始から設定パル
ス幅Ｔｗ後に、当該圧電素子１を駆動するための充放電
ゲート信号１５がローレベルで、充放電パルス信号１６
がハイレベルとなり放電を開始される。放電時間Ｔ３
は、圧電素子１に充電されている電荷を全て放電する時
定数と同じもしくはそれ以上の長さに設定する。この場
合において、充放電ゲート信号１５がローレベルで、充
放電パルス信号１６がハイレベルの間はトランジスタＱ
２が導通状態となって、圧電素子１に充電されていた電
荷が放電される。充放電パルス信号１６がＴ３でハイレ
ベルからローレベルになると、Ｔ３時点での時定数決定
回路２２の放電抵抗Ｒ２と圧電素子1の容量で決まった
時定数でグランドレベルまで圧電素子１が放電する。Ｔ
３以後は充放電パルス信号１６がローレベルとなりトラ
ンジスタＱ１，Ｑ２が非導通状態となって圧電素子１に
は充電されない。Next, after a set pulse width Tw from the start of charging the piezoelectric element 1, the charge / discharge gate signal 15 for driving the piezoelectric element 1 is at a low level, and the charge / discharge pulse signal 16
Becomes high level and discharge is started. Discharge time T3
Is set to be equal to or longer than the time constant for discharging all the electric charges charged in the piezoelectric element 1. In this case, while the charge / discharge gate signal 15 is at a low level and the charge / discharge pulse signal 16 is at a high level, the transistor Q
2 becomes conductive, and the electric charge charged in the piezoelectric element 1 is discharged. When the charge / discharge pulse signal 16 changes from the high level to the low level at T3, the piezoelectric element 1 discharges to the ground level with a time constant determined by the discharge resistor R2 of the time constant determination circuit 22 and the capacitance of the piezoelectric element 1 at the time T3. . T
After 3, the charge / discharge pulse signal 16 becomes low level, the transistors Q1 and Q2 become non-conductive, and the piezoelectric element 1 is not charged.
【００３３】よって、図４に示される電圧Ｖ２のみが充
放電回路１４内のトランジスタＱ１を通して圧電素子１
に充電され、この充電に伴い圧電素子１が収縮してダイ
ヤフラム５が変形し、インクがインク室３に吸引され
る。そして、図３の充放電ゲート信号１５がローレベル
時の充放電パルス信号１６の放電パルスＴ３に同期して
圧電素子１に充電された電圧Ｖ２に相当する電荷が放電
抵抗Ｒ２を通して放電されると、ノズル４からインク滴
８が噴射される。なお、上記説明にはトランジスタのオ
ン時電圧降下およびダイオードの順方向電圧降下分は含
まれていない。Therefore, only the voltage V2 shown in FIG. 4 is applied to the piezoelectric element 1 through the transistor Q1 in the charging / discharging circuit 14.
, The piezoelectric element 1 contracts and the diaphragm 5 deforms with this charging, and ink is sucked into the ink chamber 3. Then, when the charge corresponding to the voltage V2 charged in the piezoelectric element 1 is discharged through the discharge resistor R2 in synchronization with the discharge pulse T3 of the charge / discharge pulse signal 16 when the charge / discharge gate signal 15 in FIG. The ink droplets 8 are ejected from the nozzles 4. The above description does not include the on-state voltage drop of the transistor and the forward voltage drop of the diode.
【００３４】また、時定数決定回路２２は、充放電時定
数の関係（充電時定数 ＞ 放電時定数）で、図１７で
あっても良い。放電時定数を短くすることにより、イン
ク液滴スピードを早くすることが可能となる。但し、放
電時定数は、インク記録装置の固有振動数の逆数の整数
倍の０．８〜１．２倍にすることにより、インク吸入時
インク流の乱流を抑えてインク滴の噴射を安定させるこ
とが可能となる。The time constant determining circuit 22 may have a relationship of charging / discharging time constant (charging time constant> discharging time constant) as shown in FIG. By shortening the discharge time constant, the ink droplet speed can be increased. However, by setting the discharge time constant to be 0.8 to 1.2 times an integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of the ink recording apparatus, the turbulence of the ink flow at the time of ink suction is suppressed and the ejection of ink droplets is stabilized. It is possible to do.
【００３５】本例では、圧電素子１に加わる電圧２１を
図３に示すような台形形状にしたが、図１５に示す三角
波形状の圧電素子１に加わる電圧２１であっても同様で
ある。本発明の構成において必要なことは、パルスの駆
動波形がインク記録装置の固有振動数の逆数の整数倍の
０．８〜１．２倍で立上る及び立下ることであり、これ
によりインク吸入時インク流の乱流を抑えてインク滴の
噴射を安定させることが可能となる。その上で立上り部
分の直流電圧と制御パルス幅により圧電素子各々への印
加電圧を可変及び充放電パルス信号の充電パルスと放電
パルスの間隔を可変することにより圧電素子１に加える
パルス幅を可変して、飛翔インクの液滴速度のバラツキ
を補正し、液滴速度を一定に保つことにある。In this embodiment, the voltage 21 applied to the piezoelectric element 1 is trapezoidal as shown in FIG. 3, but the same applies to the voltage 21 applied to the triangular-shaped piezoelectric element 1 shown in FIG. What is necessary in the configuration of the present invention is that the drive waveform of the pulse rises and falls at 0.8 to 1.2 times the integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of the ink recording apparatus, and thereby the ink suction It is possible to stabilize the ejection of ink droplets by suppressing the turbulence of the ink flow. Then, the pulse voltage applied to the piezoelectric element 1 is varied by varying the applied voltage to each piezoelectric element by the DC voltage of the rising portion and the control pulse width, and varying the interval between the charge pulse and the discharge pulse of the charge / discharge pulse signal. Therefore, it is an object of the present invention to correct the variation of the droplet speed of the flying ink and keep the droplet speed constant.
【００３６】次に、圧電素子１に対しては、充放電回路
１４の放電時にインク室の容積を膨張させてインクを吸
入する場合の制御について説明する。Next, a description will be given of a control in the case where the ink is sucked by expanding the volume of the ink chamber when the charge / discharge circuit 14 discharges the piezoelectric element 1.
【００３７】図１において、図示しない制御部からの印
刷指令に対応して、充放電信号発生回路１３から充放電
回路１４へ向けて充放電パルス信号１６と充放電ゲート
信号１５が生成される。該充電パルス信号１６には各圧
電素子毎の駆動特性に合わせ、各素子毎に予め定められ
たパルス幅及びパルス間隔が与えられており、このパル
スに応じて、各圧電素子毎への放電電圧及びパルス幅が
図１２及び図１３に示すように制御される。なお、ここ
では電圧Ｖ１を最大値としている。電圧Ｖ１に対応する
前記充放電パルス信号１６の放電パルス幅はＴ１であ
り、インク吸入時の立下り時定数はＴ１が最大となる。In FIG. 1, a charge / discharge pulse signal 16 and a charge / discharge gate signal 15 are generated from a charge / discharge signal generation circuit 13 to a charge / discharge circuit 14 in response to a print command from a control unit (not shown). The charging pulse signal 16 is provided with a predetermined pulse width and pulse interval for each element in accordance with the driving characteristics of each piezoelectric element. According to this pulse, the discharge voltage to each piezoelectric element is And the pulse width is controlled as shown in FIGS. Here, the voltage V1 is set to the maximum value. The discharge pulse width of the charge / discharge pulse signal 16 corresponding to the voltage V1 is T1, and the fall time constant at the time of ink suction is T1.
【００３８】また、高圧回路１２の直流電圧出力１８
は、電圧Ｖ１から電圧Ｖ１１に変化させても立下り時定
数はＴ１は同じである。その時の放電電圧Ｖ２の立下り
時間は、電圧Ｖ１の場合はＴ２地点で、電圧Ｖ１１で
は、Ｔ２２地点となり、電圧Ｖ１１の方が遅くなる。こ
のようにして、立下り時間を高圧回路１２の直流電圧出
力１８をコントロールすることにより調整することがで
きる。The DC voltage output 18 of the high voltage circuit 12
The falling time constant T1 is the same even when the voltage V1 is changed to the voltage V11. The fall time of the discharge voltage V2 at that time is the point T2 in the case of the voltage V1, and is the point T22 in the case of the voltage V11, and the voltage V11 is later. In this way, the fall time can be adjusted by controlling the DC voltage output 18 of the high voltage circuit 12.
【００３９】ここで、圧電素子毎が構成する振動系に対
して圧電素子毎に加えるパルス電圧の立下り時定数及び
立上り時定数を、該振動系の固有振動数の逆数の整数倍
の０．８〜１．２倍と規定し、該立下り時定数に使用す
る振動系の固有振動数の逆数の整数倍が該立上り時定数
に使用する振動系の固有振動数の逆数の整数倍に同じも
しくは大きい値に設定すると、圧電素子毎の高調波振動
を抑制することができる。このように高調波振動を抑え
ることで、インク吸入時のインク流体の乱流を抑え、イ
ンク滴の噴射を安定させ、噴射後の流体振動を短い時間
で安定させることにより次の吐出までの時間を早くする
ことが可能となり、後述する圧電素子毎のばらつき補正
を最も有効なものとすることができる。Here, the falling time constant and the rising time constant of the pulse voltage applied to each piezoelectric element with respect to the vibration system constituted by each piezoelectric element are set to 0.times. 8 to 1.2 times, and the integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of the vibration system used for the falling time constant is the same as the integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of the vibration system used for the rising time constant. Alternatively, when the value is set to a large value, it is possible to suppress harmonic vibration of each piezoelectric element. By suppressing the harmonic vibration in this way, the turbulence of the ink fluid at the time of ink suction is suppressed, the ejection of the ink droplet is stabilized, and the fluid vibration after the ejection is stabilized in a short time, so that the time until the next ejection is obtained. Can be accelerated, and the later-described variation correction for each piezoelectric element can be made the most effective.
【００４０】本例においては、該充電パルス信号１６の
最大パルス幅Ｔ１を例えば振動系の固有振動数が１００
Ｋｈｚとした場合、(１/１００Ｋｈｚ)ラ１=１０マイク
ロ秒の０．８〜１．２倍、すなわち８〜１２マイクロ秒
に対してＴ１=１２マイクロ秒と設定する。また、最小
パルス幅はＴ２=８マイクロ秒とする。このパルス幅に
相当する図１３の電圧、すなわちＶ２からＶ１までを圧
電素子へのパルス電圧として、圧電素子毎に電圧を設定
する。あるいは整数倍を２としてＴ１=２４マイクロ
秒、Ｔ２=１６マイクロ秒としても良い。In this example, the maximum pulse width T1 of the charging pulse signal 16 is set to, for example, 100 natural frequencies of the vibration system.
Assuming that Khz, (1/100 Khz) is set to 0.8 to 1.2 times 1 = 10 microseconds, that is, T1 = 12 microseconds for 8 to 12 microseconds. The minimum pulse width is T2 = 8 microseconds. A voltage corresponding to this pulse width in FIG. 13, that is, from V2 to V1, is set as a pulse voltage to the piezoelectric element, and a voltage is set for each piezoelectric element. Alternatively, T1 may be set to 24 microseconds and T2 may be set to 16 microseconds when the integral multiple is 2.
【００４１】図１２に示す圧電素子１に加わる電圧の立
下りから立上りまでのパルス幅Ｔｗは、充放電パルス信
号１６の放電パルス（充放電ゲート信号１５がローレベ
ルで充放電パルス信号１６がハイレベルの時）と充電パ
ルス（充放電ゲート信号１５がハイレベルで充放電パル
ス信号１６がハイレベルの時）の間隔で決まる。図１２
に動作の一例を示す。The pulse width Tw from the fall to the rise of the voltage applied to the piezoelectric element 1 shown in FIG. 12 is the discharge pulse of the charge / discharge pulse signal 16 (the charge / discharge gate signal 15 is at a low level and the charge / discharge pulse signal 16 is at a high level). Level) and a charge pulse (when the charge / discharge gate signal 15 is at a high level and the charge / discharge pulse signal 16 is at a high level). FIG.
Shows an example of the operation.
【００４２】圧電素子１には、Ｖ１レベル電圧まで電荷
が充電されているとして説明する。The description will be made assuming that the piezoelectric element 1 is charged up to the V1 level voltage.
【００４３】図１に示す充放電ゲート信号１５がローレ
ベル（放電側）で、充放電パルス１６のパルスがハイレ
ベルになると、充放電回路１４のトランジスタＱ２が導
通状態になり、放電抵抗Ｒ２を通り圧電素子１に蓄えら
れていた電荷が放電される。放電される時定数は、時定
数決定回路２２の放電抵抗Ｒ２と圧電素子1の静電容量
で決まる。When the charge / discharge gate signal 15 shown in FIG. 1 is at a low level (discharge side) and the charge / discharge pulse 16 is at a high level, the transistor Q2 of the charge / discharge circuit 14 is turned on, and the discharge resistor R2 is turned on. As a result, the electric charge stored in the piezoelectric element 1 is discharged. The discharged time constant is determined by the discharge resistance R2 of the time constant determination circuit 22 and the capacitance of the piezoelectric element 1.
【００４４】いま、図１２及び図１３に示すように、当
該圧電素子を駆動するための充放電ゲート信号１５がロ
ーレベルで、充放電パルス信号１６の充電パルス幅がＴ
２と規定された場合の放電電圧をＶ２とする。また、最
大電圧Ｖ１を得るための放電パルス幅はＴ１である。こ
の場合において、充放電ゲート信号１５がローレベル
で、充放電パルス信号１６がハイレベルの間はトランジ
スタＱ２が導通状態となって、圧電素子１に蓄えられて
いた電荷が、グランドレベルに向かって放電される。充
放電パルス信号１６がＴ２でハイレベルからローレベル
になると、Ｔ２時点での時定数決定回路２２の放電抵抗
Ｒ２と圧電素子1の容量で決まった放電された電圧の電
圧値Ｖ２分までが圧電素子１より放電される。Ｔ２以後
は充放電パルス信号１６がローレベルとなりトランジス
タＱ１，Ｑ２が非導通状態となって電圧値Ｖ１−Ｖ２
以上の電圧は圧電素子１から放電されない。As shown in FIGS. 12 and 13, the charge / discharge gate signal 15 for driving the piezoelectric element is at a low level, and the charge pulse width of the charge / discharge pulse signal 16 is T.
The discharge voltage when defined as 2 is V2. The discharge pulse width for obtaining the maximum voltage V1 is T1. In this case, while the charge / discharge gate signal 15 is at a low level and the charge / discharge pulse signal 16 is at a high level, the transistor Q2 is in a conductive state, and the charges stored in the piezoelectric element 1 move toward the ground level. Discharged. When the charge / discharge pulse signal 16 changes from the high level to the low level at T2, the voltage of the discharged voltage determined by the discharge resistance R2 of the time constant determination circuit 22 and the capacitance of the piezoelectric element 1 at the time T2 is equal to the voltage value V2. Discharged from element 1. After T2, the charge / discharge pulse signal 16 becomes low level, the transistors Q1 and Q2 become non-conductive, and the voltage value V1-V2
The above voltage is not discharged from the piezoelectric element 1.
【００４５】次に、圧電素子１に放電開始から設定パル
ス幅Ｔｗ後に、当該圧電素子１を駆動するための充放電
ゲート信号１５がハイレベルで、充放電パルス信号１６
がハイレベルとなり充電が開始される。充電時間Ｔ３
は、圧電素子１に 高圧回路１２出力の直流電圧１８に
なるまでの充電する時定数と同じもしくはそれ以上の長
さに設定する。この場合において、充放電ゲート信号１
５がハイレベルで、充放電パルス信号１６がハイレベル
の間はトランジスタＱ１が導通状態となって、圧電素子
１に電荷が充電される。充放電パルス信号１６が充電時
間Ｔ３でハイレベルからローレベルになると、Ｔ３時点
での時定数決定回路２２の充電抵抗Ｒ１と圧電素子1の
容量で決まった時定数で直流電圧１８まで充電する。Ｔ
３以後は充放電パルス信号１６がローレベルとなりトラ
ンジスタＱ１，Ｑ２が非導通状態となって圧電素子１は
充放電されない。Next, after a set pulse width Tw from the start of discharge to the piezoelectric element 1, the charge / discharge gate signal 15 for driving the piezoelectric element 1 is at a high level, and the charge / discharge pulse signal 16
Becomes high level and charging is started. Charging time T3
Is set to be equal to or longer than the time constant for charging the piezoelectric element 1 to the DC voltage 18 output from the high voltage circuit 12. In this case, the charge / discharge gate signal 1
While the charge / discharge pulse signal 16 is at the high level, the transistor Q1 is in the conductive state, and the piezoelectric element 1 is charged. When the charge / discharge pulse signal 16 changes from the high level to the low level in the charging time T3, the charging is performed up to the DC voltage 18 with the time constant determined by the charging resistor R1 of the time constant determination circuit 22 and the capacitance of the piezoelectric element 1 at the time T3. T
After 3, the charge / discharge pulse signal 16 becomes low level, the transistors Q1 and Q2 become non-conductive, and the piezoelectric element 1 is not charged / discharged.
【００４６】よって、図１４に示される電圧Ｖ２のみが
充放電回路１４内のトランジスタＱ２を通して圧電素子
１より放電され、この放電に伴い圧電素子１が収縮して
ダイヤフラム５が変形し、インクがインク室３に吸引さ
れる。そして、図１２の充放電ゲート信号１５がハイレ
ベル時の充放電パルス信号１６の充電パルスＴ３に同期
して圧電素子１に直流電圧１８まで、充抵抗Ｒ１を通し
て充電されると、ノズル４からインク滴８が噴射され
る。なお、上記説明にはトランジスタのオン時電圧降下
およびダイオードの順方向電圧降下分は含まれていな
い。Therefore, only the voltage V2 shown in FIG. 14 is discharged from the piezoelectric element 1 through the transistor Q2 in the charging / discharging circuit 14, and the piezoelectric element 1 contracts due to this discharge, the diaphragm 5 is deformed, and the ink becomes ink. It is sucked into the chamber 3. When the piezoelectric element 1 is charged up to the DC voltage 18 through the charge resistor R1 in synchronization with the charge pulse T3 of the charge / discharge pulse signal 16 when the charge / discharge gate signal 15 in FIG. Drop 8 is ejected. The above description does not include the on-state voltage drop of the transistor and the forward voltage drop of the diode.
【００４７】また、時定数決定回路２２は、充放電時定
数の関係（放電時定数 ＞ 充電時定数）で、図１８で
あっても良い。充電時定数を短くすることにより、イン
ク液滴スピードを早くすることが可能となる。但し、充
電時定数は、インク記録装置の固有振動数の逆数の整数
倍の０．８〜１．２倍にすることにより、インク吸入時
インク流の乱流を抑えてインク滴の噴射を安定させるこ
とが可能となる。Further, the time constant determination circuit 22 may have a relationship of a charge / discharge time constant (discharge time constant> charge time constant), and may be as shown in FIG. By shortening the charging time constant, it is possible to increase the ink droplet speed. However, by setting the charging time constant to 0.8 to 1.2 times an integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of the ink recording apparatus, the turbulence of the ink flow at the time of ink suction is suppressed, and the ejection of ink droplets is stabilized. It is possible to do.
【００４８】本例では、圧電素子１に加わる電圧２１を
図１２に示すような逆台形形状にしたが、図１６に示す
逆三角波形状の圧電素子１に加わる電圧２１であっても
同様である。本発明の構成において必要なことは、パル
スの駆動波形がインク記録装置の固有振動数の逆数の整
数倍の０．８〜１．２倍で立下る及び立上ることであ
り、これによりインク吸入時インク流の乱流を抑えてイ
ンク滴の噴射を安定させることが可能となる。その上で
立下り部分の直流電圧と制御パルス幅により圧電素子各
々への印加電圧を可変及び充放電パルス信号の放電パル
スと充電パルスの間隔を可変することにより圧電素子１
に加えるパルス幅を可変して、飛翔インクの液滴速度の
バラツキを補正し、液滴速度を一定に保つことにある。In this example, the voltage 21 applied to the piezoelectric element 1 is formed into an inverted trapezoidal shape as shown in FIG. 12, but the same applies to the voltage 21 applied to the inverted triangular wave shaped piezoelectric element 1 shown in FIG. . In the configuration of the present invention, what is necessary is that the driving waveform of the pulse falls and rises at 0.8 to 1.2 times an integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of the ink recording apparatus, whereby ink suction is performed. It is possible to stabilize the ejection of ink droplets by suppressing the turbulence of the ink flow. Then, the applied voltage to each piezoelectric element is varied by the DC voltage of the falling portion and the control pulse width, and the interval between the discharge pulse and the charge pulse of the charge / discharge pulse signal is varied, thereby making the piezoelectric element 1
The purpose of the present invention is to maintain a constant droplet speed by correcting the variation of the droplet speed of the flying ink by varying the pulse width applied to the ink droplets.
【００４９】図７は従来の制御方法である複数の圧電素
子への充電電圧が同じ電圧とした時の各圧電素子に対応
するノズルから噴射される液滴速度を示しており、液速
のバラツキはＡである。これに対し、図８は複数の圧電
素子への充電電圧を本発明により各圧電素子毎に制御し
た時の液滴速度を示しており、液速のバラツキはＢとな
って、図７のＡに対して改善することができる。充放電
パルス信号１６のパルス幅は事前に圧電素子を含むイン
ク噴射系の液速を測定するか、またはモデル印字パター
ンに対する着地位置のバラツキとして測定して各圧電素
子の電圧トリミング値としてＲＯＭ（記載せず）などに
記憶させておき、信号発生回路１３にて容易にパルス幅
を制御することができる。FIG. 7 shows the speed of liquid droplets ejected from the nozzles corresponding to each piezoelectric element when the charging voltage for a plurality of piezoelectric elements is the same voltage according to the conventional control method. Is A. On the other hand, FIG. 8 shows the droplet velocity when the charging voltage to the plurality of piezoelectric elements is controlled for each piezoelectric element according to the present invention, and the variation of the liquid velocity becomes B, and A in FIG. Can be improved against. The pulse width of the charge / discharge pulse signal 16 is measured in advance by measuring the liquid velocity of the ink ejection system including the piezoelectric element, or by measuring the variation of the landing position with respect to the model print pattern, and as a voltage trimming value of each piezoelectric element in the ROM (described). The pulse width can be easily controlled by the signal generation circuit 13.
【００５０】記録信号に応じて、インク滴を噴射させな
い圧電素子に対しては充電パルス信号１６を発生させな
いようにして圧電素子への充電を行なわず、インク吸入
動作を行わないようにしてインク滴が噴射されないよう
に制御する。For a piezoelectric element that does not eject ink droplets in response to a recording signal, the charging pulse signal 16 is not generated so that the piezoelectric element is not charged and the ink suction operation is not performed. Is controlled not to be injected.
【００５１】上述のように、圧電素子を含むインク噴射
系の各々の液速のバラツキを補正して同じ液速とするこ
とによって被インクジェット記録物へのインク滴の着地
精度を向上させることができる。As described above, it is possible to improve the landing accuracy of the ink droplet on the ink-jet recording material by correcting the variation in the liquid speed of each of the ink ejecting systems including the piezoelectric element and setting the same liquid speed. .
【００５２】本例では図９、図１０のヒータ１１を用い
ずに常温で液体のインク滴を噴射するインク記録装置の
例について説明しているが、ヒータ１１を用いて摂氏８
０度から摂氏１４０度の範囲の温度で温められたインク
室を含むインク経路において、熱溶融形インクを常温で
の固体から液体に変えてインク滴を噴射する熱溶融イン
ク記録装置においても、前記と同様の手段により、圧電
素子を含むインク噴射系の各々の液速のバラツキを補正
して同じ液速することによって被インクジェット記録物
へのインク滴の着地精度を向上させることができる。In this embodiment, an example of an ink recording apparatus which ejects liquid ink droplets at room temperature without using the heater 11 shown in FIGS. 9 and 10 is described.
In a hot-melt ink recording apparatus that changes a hot-melt type ink from a solid at room temperature to a liquid and ejects ink droplets in an ink path including an ink chamber heated at a temperature in a range of 0 to 140 degrees Celsius, By using the same means as described above, it is possible to improve the landing accuracy of ink droplets on an inkjet recording material by correcting variations in the liquid speeds of the ink ejection system including the piezoelectric element and performing the same liquid speed.
【００５３】[0053]
【発明の効果】本発明のインクジェット記録装置を用い
ることにより圧電素子を含むインク噴射系の各々の液速
のバラツキを補正して複数の噴射ノズルからの液速を同
じにすること、すなわち被インクジェット記録物への高
精度記録が可能となる。マルチノズル・インクジェット
記録装置のインク噴射ノズルに対するトリミングが各圧
電素子毎の噴射時の個々のパルス幅制御により可能とな
ることでインク噴射ノズル製作時の歩留まり向上にも効
果がある。By using the ink jet recording apparatus of the present invention, it is possible to correct variations in the liquid velocities of ink jet systems including piezoelectric elements so that the liquid velocities from a plurality of jet nozzles are the same. High-precision recording on a recorded matter is enabled. Trimming of the ink jet nozzles of the multi-nozzle ink jet recording apparatus can be performed by controlling individual pulse widths at the time of jetting for each piezoelectric element, which is effective in improving the yield when manufacturing the ink jet nozzles.
【図１】 本発明のパルス駆動回路の一例を示す制御回
路図である。FIG. 1 is a control circuit diagram showing an example of a pulse drive circuit of the present invention.
【図２】 従来のパルス駆動回路の一例を示す制御回路
図である。FIG. 2 is a control circuit diagram showing an example of a conventional pulse drive circuit.
【図３】 本発明の回路構成で用いる圧電素子制御用の
波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram for controlling a piezoelectric element used in the circuit configuration of the present invention.
【図４】 本発明の回路構成で用いる圧電素子に印加さ
れる電圧波形図である。FIG. 4 is a voltage waveform diagram applied to a piezoelectric element used in the circuit configuration of the present invention.
【図５】 本発明の回路構成で用いる圧電素子に印加さ
れる電圧制御図である。FIG. 5 is a voltage control diagram applied to a piezoelectric element used in the circuit configuration of the present invention.
【図６】 従来の回路構成で用いる圧電素子制御用の波
形図である。FIG. 6 is a waveform diagram for controlling a piezoelectric element used in a conventional circuit configuration.
【図７】 従来のインクジェット記録装置におけるノズ
ル毎の液速を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing a liquid speed for each nozzle in a conventional ink jet recording apparatus.
【図８】 本発明のインクジェット記録装置におけるノ
ズル毎の液速を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing a liquid velocity for each nozzle in the ink jet recording apparatus of the present invention.
【図９】 インクジェット記録装置の定常状態を示す概
略構成断面図である。FIG. 9 is a schematic sectional view showing a steady state of the ink jet recording apparatus.
【図１０】 インクジェット記録装置の駆動状態を示す
概略構成断面図である。FIG. 10 is a schematic sectional view illustrating a driving state of the ink jet recording apparatus.
【図１１】 積層形圧電素子の構造図である。FIG. 11 is a structural diagram of a laminated piezoelectric element.
【図１２】 本発明の回路構成で用いる圧電素子制御用
の波形図である。FIG. 12 is a waveform chart for controlling a piezoelectric element used in the circuit configuration of the present invention.
【図１３】 本発明の回路構成で用いる圧電素子に印加
される電圧制御図である。FIG. 13 is a voltage control diagram applied to a piezoelectric element used in the circuit configuration of the present invention.
【図１４】 本発明の回路構成で用いる圧電素子に印加
される電圧波形図である。FIG. 14 is a waveform diagram of a voltage applied to a piezoelectric element used in the circuit configuration of the present invention.
【図１５】 本発明の回路構成で用いる圧電素子制御用
の他の例となる波形図である。FIG. 15 is a waveform chart showing another example for controlling a piezoelectric element used in the circuit configuration of the present invention.
【図１６】 本発明の回路構成で用いる圧電素子制御用
の他の例となる波形図である。FIG. 16 is a waveform chart showing another example for controlling a piezoelectric element used in the circuit configuration of the present invention.
【図１７】 時定数決定回路の例である。FIG. 17 is an example of a time constant determination circuit.
【図１８】 時定数決定回路の例である。FIG. 18 is an example of a time constant determination circuit.
１…圧電素子、２…バックプレート、３…インク室、４
…ノズル、５…ダイヤフラム、６…インク流路、７…マ
ニフォルド、８…インク滴、９…信号発生回路、１０…
パルス駆動回路、１１…ヒータ、１２…高圧回路、１３
…充放電信号発生回路、１４…充放電回路、１５…充放
電ゲート信号、１６…充放電パルス信号、１７…圧電素
子駆動回路、１８…直流電圧、１９…パルス信号、２０
…パルス電圧、２１…圧電素子に加わる電圧、２２…時
定数決定回路。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piezoelectric element, 2 ... Back plate, 3 ... Ink chamber, 4
... Nozzle, 5 ... Diaphragm, 6 ... Ink flow path, 7 ... Manifold, 8 ... Ink drop, 9 ... Signal generation circuit, 10 ...
Pulse drive circuit, 11: heater, 12: high voltage circuit, 13
... charge / discharge signal generation circuit, 14 ... charge / discharge circuit, 15 ... charge / discharge gate signal, 16 ... charge / discharge pulse signal, 17 ... piezoelectric element drive circuit, 18 ... DC voltage, 19 ... pulse signal, 20
... Pulse voltage, 21 ... Voltage applied to the piezoelectric element, 22 ... Time constant determination circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 外山 栄一 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 (72)発明者 関野 崇 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF24 AF29 AF93 AH15 AM18 AM21 AR08 AR16 BA03 BA14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Eiichi Toyama 1060 Takeda, Hitachinaka-shi, Ibaraki Prefecture Inside Hitachi Koki Co., Ltd. Reference) 2C057 AF24 AF29 AF93 AH15 AM18 AM21 AR08 AR16 BA03 BA14
Claims (13)
用いてインク室の容積を変化させることにより、該イン
ク室内のインクをノズルから噴射させるインクジェット
記録装置において、 前記圧電素子を駆動させるための圧電素子毎の充放電及
び充放電を行なわないことをコントロールするための充
放電信号発生回路手段と前記充放電信号発生回路手段よ
り出力する充放電パルス信号により前記圧電素子毎に予
め定められた電荷量を充電及び放電させるための複数の
充放電回路手段と、前記圧電素子に印加する高圧回路手
段と、充放電回路手段と圧電素子の一方の接続端の間に
接続され、圧電素子毎の充放電時定数を決めるための時
定数決定回路手段を設け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 that uses a plurality of piezoelectric elements and changes the volume of an ink chamber using the piezoelectric elements, thereby ejecting ink in the ink chamber from nozzles, wherein the piezoelectric elements are driven. Charge / discharge signal generating circuit means for controlling charging / discharging and not performing charging / discharging for each piezoelectric element, and a charge / discharge pulse signal output from the charge / discharge signal generating circuit means, which is predetermined for each piezoelectric element. A plurality of charge / discharge circuit means for charging and discharging the charged electric charge; a high voltage circuit means for applying the piezoelectric element; and a connection between the charge / discharge circuit means and one connection end of the piezoelectric element. An ink jet recording apparatus provided with a time constant determining circuit for determining a charging / discharging time constant of the recording medium.
ドから構成されていることを特徴とする請求項１記載の
インクジェット記録装置。2. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said time constant determining circuit means comprises a resistor and a diode.
段の充電時にインク室の容積を膨張させてインクを吸入
する構成での充放電の立上り時定数及び立下り時定数
は、該圧電素子毎が構成する振動系の固有振動数の逆数
の整数倍の０．８〜１．２倍とし、該立上り時定数に使
用する振動系の固有振動数の逆数の整数倍が該立下り時
定数に使用する振動系の固有振動数の逆数の整数倍に同
じもしくは大きい値に設定されていることを特徴とする
請求項１記載のインクジェット記録装置。3. The rising and falling time constants of charging and discharging of a piezoelectric element in a structure in which the volume of an ink chamber is expanded and the ink is sucked when the charging and discharging circuit means is charged are determined by the piezoelectric element. The integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of the vibration system constituted by each element is set to 0.8 to 1.2 times, and the integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of the vibration system used for the rise time constant is set at the time of the fall. 2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the constant is set to a value equal to or larger than an integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of the vibration system used for the constant.
段の放電時にインク室の容積を膨張させてインクを吸入
する構成での充放電の立下り時定数及び立上り時定数
は、該圧電素子毎が構成する振動系の固有振動数の逆数
の整数倍の０．８〜１．２倍とし、該立下り時定数に使
用する振動系の固有振動数の逆数の整数倍が該立上り時
定数に使用する振動系の固有振動数の逆数の整数倍に同
じもしくは大きい値に設定されていることを特徴とする
請求項１記載のインクジェット記録装置。4. A fall time constant and a rise time constant of charging / discharging in a configuration in which a volume of an ink chamber is expanded and ink is sucked in at the time of discharging of the charging / discharging circuit means with respect to a piezoelectric element, The integer multiple of the reciprocal of the natural frequency of the vibration system constituted by each element is set to 0.8 to 1.2 times, and the integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of the vibration system used for the fall time constant is set at the time of the rise. 2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the constant is set to a value equal to or larger than an integral multiple of the reciprocal of the natural frequency of the vibration system used for the constant.
路手段に加えられた高圧回路手段の電圧と該充放電回路
手段の充電側に与える充放電信号発生回路手段の充電パ
ルス幅に依存することを特徴とする請求項１または３記
載のインクジェット記録装置。5. The charge amount of each piezoelectric element depends on the voltage of the high voltage circuit means applied to the charge / discharge circuit means and the charge pulse width of the charge / discharge signal generation circuit means applied to the charge side of the charge / discharge circuit means. The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the recording is performed.
毎に蓄えられた電圧と該充放電回路手段の放電側に与え
る充放電信号発生回路手段の放電パルス幅に依存するこ
とを特徴とする請求項１または４記載のインクジェット
記録装置。6. The discharge charge amount for each piezoelectric element depends on a voltage stored for each piezoelectric element and a discharge pulse width of a charge / discharge signal generation circuit means applied to a discharge side of the charge / discharge circuit means. The ink jet recording apparatus according to claim 1 or 4, wherein:
間は、充放電信号発生回路手段の充電パルスと放電パル
スの間隔に依存することを特徴とする請求項１，３また
は５記載のインクジェット記録装置。7. The ink-jet apparatus according to claim 1, wherein the time from charging to discharging of each piezoelectric element depends on an interval between a charging pulse and a discharging pulse of a charge / discharge signal generating circuit. Recording device.
間は、充放電信号発生回路手段の放電パルスと充電パル
スの間隔に依存することを特徴とする請求項１，４また
は６記載のインクジェット記録装置。8. The ink-jet apparatus according to claim 1, wherein the time from discharge to charge of each of said piezoelectric elements depends on an interval between a discharge pulse and a charge pulse of a charge / discharge signal generation circuit. Recording device.
手段の電圧に依存することを特徴とする請求項１，５ま
たは７記載のインクジェット記録装置。9. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the charging time for each piezoelectric element depends on the voltage of a high voltage circuit.
路手段の電圧に依存することを特徴とする請求項１，６
または８記載のインクジェット記録装置。10. The system according to claim 1, wherein the discharge time for each piezoelectric element depends on a voltage of a high-voltage circuit.
Or the inkjet recording apparatus according to 8.
インク室近傍に加熱用のヒータを設けて摂氏８０度から
摂氏１４０度の範囲の温度で加熱して使用することを特
徴とする請求項１，５，６，７または８記載の熱溶融イ
ンクジェット記録装置。11. The method according to claim 1, wherein the ink is hot-melt ink, and a heater for heating is provided in the vicinity of the ink chamber to heat the ink at a temperature in a range of 80 degrees Celsius to 140 degrees Celsius. , 5, 6, 7 or 8.
圧電素子に対しては、前記充放電回路手段の充電時にイ
ンク室の容積を膨張させてインクを吸入すると共に、前
記充放電信号発生回路手段において前記圧電素子毎に予
め与えられている所定の充電電荷量を充電すると共に、
インクを噴射させないノズルに対応する圧電素子に対し
ては、充放電信号発生回路手段の充電信号発生手段は圧
電素子への電荷の充電を行なわないよう制御することを
特徴とする請求項１乃至１１記載のインクジェット記録
装置の駆動方法。12. A piezoelectric element corresponding to a nozzle for ejecting ink expands the volume of an ink chamber during charging of said charging / discharging circuit means and sucks ink, and said charge / discharge signal generating circuit means While charging a predetermined charge amount given in advance for each of the piezoelectric elements,
12. The method according to claim 1, wherein the charge signal generation means of the charge / discharge signal generation circuit means does not charge the piezoelectric element with respect to the piezoelectric element corresponding to the nozzle which does not eject ink. The driving method of the inkjet recording apparatus according to the above.
圧電素子に対しては、前記充放電回路手段の放電時にイ
ンク室の容積を膨張させてインクを吸入すると共に、前
記充放電信号発生回路手段において前記圧電素子毎に予
め与えられている所定の充電電荷量を放電すると共に、
インクを噴射させないノズルに対応する圧電素子に対し
ては、充放電信号発生回路手段の放電信号発生手段は圧
電素子への電荷の放電を行なわないよう制御することを
特徴とする請求項１乃至１１記載のインクジェット記録
装置の駆動方法。13. A piezoelectric element corresponding to a nozzle for ejecting ink expands the volume of an ink chamber during discharge of said charging / discharging circuit means to inhale ink, and said charge / discharge signal generating circuit means Discharging a predetermined charge amount given in advance for each of the piezoelectric elements,
12. The method according to claim 1, wherein the discharge signal generation means of the charge / discharge signal generation circuit means controls the discharge of the electric charge to the piezoelectric element for the piezoelectric element corresponding to the nozzle which does not eject ink. The driving method of the inkjet recording apparatus according to the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001141533A JP2002331662A (en) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | Ink jet recorder and its driving method |
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| JP2001141533A Pending JP2002331662A (en) | 2001-05-11 | 2001-05-11 | Ink jet recorder and its driving method |
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| JP (1) | JP2002331662A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007313649A (en) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Brother Ind Ltd | Inkjet printer |
| JP2008049699A (en) * | 2006-07-24 | 2008-03-06 | Seiko Epson Corp | Liquid jet device and printing device |
| KR100830109B1 (en) | 2005-10-05 | 2008-05-20 | 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤 | Driving method of liquid droplet ejecting head, driving circuit of a piezoelectric element, and liquid droplet ejecting device |
| US7722142B2 (en) | 2004-06-04 | 2010-05-25 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink-jet printer |
-
2001
- 2001-05-11 JP JP2001141533A patent/JP2002331662A/en active Pending
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|---|---|---|---|---|
| US7722142B2 (en) | 2004-06-04 | 2010-05-25 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink-jet printer |
| KR100830109B1 (en) | 2005-10-05 | 2008-05-20 | 후지제롯쿠스 가부시끼가이샤 | Driving method of liquid droplet ejecting head, driving circuit of a piezoelectric element, and liquid droplet ejecting device |
| JP2007313649A (en) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Brother Ind Ltd | Inkjet printer |
| JP2008049699A (en) * | 2006-07-24 | 2008-03-06 | Seiko Epson Corp | Liquid jet device and printing device |
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