JPH0234343A - On-demand type ink-jet head - Google Patents
On-demand type ink-jet headInfo
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- JPH0234343A JPH0234343A JP18514888A JP18514888A JPH0234343A JP H0234343 A JPH0234343 A JP H0234343A JP 18514888 A JP18514888 A JP 18514888A JP 18514888 A JP18514888 A JP 18514888A JP H0234343 A JPH0234343 A JP H0234343A
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- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 11
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
１度立夏
本発明は、インクジェットプリンタやインクジェットコ
ピアに用いられるオンデマンド型インクジェットヘッド
に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an on-demand inkjet head used in inkjet printers and inkjet copiers.
瑛米挟仇
従来のオンデマンド型インクジェットヘッドをカンチレ
バー式インクオンデマンド型ヘッドに用いた場合につい
て説明する。A case will be described in which a conventional on-demand inkjet head is used as a cantilever ink-on-demand head.
第１図には特開昭６１−１２０７６２に開示されている
カンチレバー式インクオンデマンド型ヘッドを示した。FIG. 1 shows a cantilever type ink-on-demand head disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-120762.
図中、１はノズル、２はノズル側インク流路、３はイン
ク加圧室、４はインク供給側流路、５はインク加圧室の
壁の一部を形成する弾性体からなる振動板、６は駆動棒
、７は支持体、８は振動板、９は電歪振動子であり、振
動板５は。In the figure, 1 is a nozzle, 2 is an ink flow path on the nozzle side, 3 is an ink pressure chamber, 4 is an ink supply side flow path, and 5 is a diaphragm made of an elastic body that forms part of the wall of the ink pressure chamber. , 6 is a driving rod, 7 is a support, 8 is a diaphragm, 9 is an electrostrictive vibrator, and the diaphragm 5 is.
剛性の振動棒６を介し、振動板８に係合している。It engages with a diaphragm 8 via a rigid vibrating rod 6.
この振動板８は、剛性体の支持体７で支持されるととも
に電歪振動子９が取りつけられている。このようなカン
チレバー式インクオンデマンド型ヘッドは、振動子の変
位量がてこの原理によって増幅されるため、振動子、イ
ンク加圧室を小さくでき、ヘッドの小型化を図ることが
可能であるが、階調性を持たせるには振動子９に印加す
る電圧を変え、吐出インクの体積を変える必要があり、
−般にこの印加電圧を変化させる回路を作成するのはコ
スト増になるという難点があった。This diaphragm 8 is supported by a rigid support 7 and has an electrostrictive vibrator 9 attached thereto. In such a cantilever type ink-on-demand head, the amount of displacement of the vibrator is amplified by the lever principle, so the vibrator and ink pressurizing chamber can be made smaller, and the head can be made more compact. In order to provide gradation, it is necessary to change the voltage applied to the vibrator 9 and change the volume of the ejected ink.
-Generally, creating a circuit for changing the applied voltage has the disadvantage of increasing costs.
さらに、マルチ化を図るには、支持体７、振動板８、電
歪振動子９を各ヘッドごとに作成する必要があり、また
各ヘッドに対応した駆動回路も要し、コスト増となる難
点があらた。Furthermore, in order to achieve multiplexing, it is necessary to create the support body 7, diaphragm 8, and electrostrictive vibrator 9 for each head, and a drive circuit corresponding to each head is also required, which increases the cost. is new.
旦−一部
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
特に、インクジェットプリンタにおいて、ヘッド部材を
共振させてインク加圧室の壁面を加振することで、圧電
素子の微小変位を効率よく拡大し、インクを吐出させる
こと、その共振周波数を従来のオンデマンドインクジェ
ット方式より高くして、多数の液滴により一画素を形成
し、この一画素を形成する液滴により１階調を出す゛こ
と、さらには、インクジェットプリンタにおいて複数の
ヘッドを一つの駆動装置で駆動することで安価な記録装
置を提供することを目的としてなされたものである。- Part of the present invention was made in view of the above-mentioned circumstances.
In particular, in inkjet printers, by making the head member resonate and vibrating the wall surface of the ink pressurizing chamber, the minute displacement of the piezoelectric element is efficiently magnified and ink is ejected. It is higher than the inkjet method, and one pixel is formed by many droplets, and one gradation is produced by the droplets forming one pixel.Furthermore, in an inkjet printer, multiple heads can be driven by one drive device. This was done for the purpose of providing an inexpensive recording device by driving.
墾−一一収
本発明は、上記目的を達成するために、液体を吐出させ
るための吐出口と、該吐出口に連通する液室と、該液室
の一部を振動させる為の振動手段と、該振動手段を共振
させる為の振動制御手段とを有することを特徴とし、さ
らには、前記吐出口を複数とし、それに連絡する液室の
一部を振動させる為の前記吐出口に各々対応する複数の
振動手段と、該複数の振動手段を各々共振させるための
振動制御手段とを有することを特徴としたもので、前記
複数の振動手段の共振周波数を異ならしめること、前記
複数の振動手段を選択的に駆動させること、複数の周波
数信号を重畳させた制御信号を前記複数の振動手段に供
給することをも特徴としたものである。以下２本発明の
実施例に基づいて説明する。In order to achieve the above object, the present invention provides a discharge port for discharging a liquid, a liquid chamber communicating with the discharge port, and a vibration means for vibrating a part of the liquid chamber. and a vibration control means for causing the vibration means to resonate, furthermore, the discharge port is plural, and each corresponds to the discharge port for vibrating a part of the liquid chamber communicating therewith. and a vibration control means for causing each of the plurality of vibration means to resonate, wherein the resonance frequency of the plurality of vibration means is made different; The present invention is also characterized in that a control signal in which a plurality of frequency signals are superimposed is supplied to the plurality of vibration means. The following is a description based on two embodiments of the present invention.
第１図はすでに説明したカンチレバー式インクオンデマ
ンド式ヘッドである。本発明は、このようなヘッド部材
の機械的共振を用いて多数の液滴を効率よく吐出させる
と共に、一画素を複数の液滴で構成しこの液滴の個数に
より階調性を与えることにより上述の問題点の改善を図
るものである。FIG. 1 shows the cantilever type ink-on-demand type head described above. The present invention uses such mechanical resonance of the head member to efficiently eject a large number of droplets, and also by configuring one pixel with a plurality of droplets and giving gradation depending on the number of droplets. This is an attempt to improve the above-mentioned problems.
第２図は、カンチレバー式インクジェットヘッドに印加
する電圧を一定にし、周波数を変えたときの振動板５の
変位Ａとインク吐出速度Ｂを示した図である。約２０ｋ
Ｈｚ近傍に共振が見られるが。FIG. 2 is a diagram showing the displacement A of the diaphragm 5 and the ink ejection speed B when the voltage applied to the cantilever type inkjet head is kept constant and the frequency is changed. Approximately 20k
Resonance can be seen near Hz.
これは振動子９、振動板８、駆動棒６、振動板５からな
る振動系の共振周波数にほぼ等しい。第２図より、共振
周波数で振動子９を駆動した場合、変位もまたインク滴
吐出速度とも大きくインク滴が効率よく吐出されること
がわかる。このため、駆動回路の低電圧化が図れる。共
振周波数を用いた場合、振動する部材が充分共振するま
で、数周期分駆動しつづける必要がある。また、駆動電
圧の印加を停止しても振動は持続する。しかし、この問
題は、ヘッド部材の共振周波数が従来°のオンデマンド
型インクジェットヘッド邸動周波数（約１ｋＨｚ）より
はるかに高いため、一画素を複数の液滴で構成すること
により（たとえば２０個の液滴で一画素とする。）回避
することができる。さらには１画素に吐出する滴数を変
えることにより階調性も出し得る。この滴数は駆動電圧
の印加時間を変えればよく、従来の印加電圧を変える方
式の駆動回路より低コスト化が図れる。This is approximately equal to the resonant frequency of the vibration system consisting of the vibrator 9, the diaphragm 8, the drive rod 6, and the diaphragm 5. From FIG. 2, it can be seen that when the vibrator 9 is driven at the resonance frequency, the displacement and the ink droplet ejection speed are large, and the ink droplets are ejected efficiently. Therefore, the voltage of the drive circuit can be reduced. When a resonant frequency is used, it is necessary to continue driving the vibrating member for several cycles until it resonates sufficiently. Further, even if the application of the driving voltage is stopped, the vibration continues. However, this problem arises because the resonant frequency of the head member is much higher than the operating frequency of a conventional on-demand inkjet head (approximately 1 kHz). (One pixel is made up of a droplet.) Can be avoided. Furthermore, gradation can be achieved by changing the number of droplets ejected to one pixel. The number of drops can be determined by changing the application time of the driving voltage, and the cost can be reduced compared to the conventional driving circuit that changes the applied voltage.
本発明は、上述のカンチレバー式インクオンデマンド型
ヘッドに限らず、第３図に示したようなステンメ方式の
ヘッドにも用いることもできる。The present invention is not limited to the above-mentioned cantilever type ink-on-demand type head, but can also be used in a Stemme type head as shown in FIG.
図中、１はノズル、２はノズル側インク流路、３はイン
ク加圧室、４はインク供給側流路、５は振動板、９は電
歪振動子で、この場合は、振動子９と振動板５とからな
る振動系の共振周波数の近傍で振動子９をＩ［ｊ動する
とカンチレバー型と同様の効果が現われる。但し、ステ
ンメ方式の場合には共振周波数がカンチレバー式より概
して高く、振動板５等を厚くする必要があった。In the figure, 1 is a nozzle, 2 is an ink flow path on the nozzle side, 3 is an ink pressurizing chamber, 4 is an ink supply side flow path, 5 is a diaphragm, and 9 is an electrostrictive vibrator. When the vibrator 9 is moved by I[j in the vicinity of the resonance frequency of the vibration system consisting of the diaphragm 5 and the diaphragm 5, an effect similar to that of the cantilever type appears. However, in the case of the Stemme type, the resonance frequency is generally higher than that of the cantilever type, and it was necessary to make the diaphragm 5 and the like thicker.
第４図は、カンチレバー式ヘッドにおける振動手段を複
数用いた場合の実施例であり、駆動回路を複数のノズル
について共通化し、かつ、どのノズルよりインクを吐出
させるかは、各ノズルに付随するヘッド部材の持つ機械
的共振の相違を用いることで改善を図るものである０図
中、６は剛性の駆動棒、７支持体、８は振動板で、支持
体７には、くし歯状の切れ込みがあり、第１図における
各ノズルに対応するくし歯の長さは異なるように作成さ
れている。このため、各くし歯の機械的共振周波数は異
なり、電歪振動子９を振動させたりノズルに付随するく
し歯の共振振動数で励振すると、選択的にそのくし歯を
振動することができる。Figure 4 shows an example in which a plurality of vibration means are used in a cantilever type head.The drive circuit is shared by a plurality of nozzles, and the head attached to each nozzle determines which nozzle ejects ink. Improvements are made by using differences in mechanical resonance between members.In the figure, 6 is a rigid drive rod, 7 is a support, 8 is a diaphragm, and support 7 has comb-shaped notches. The lengths of the comb teeth corresponding to each nozzle in FIG. 1 are made to be different. Therefore, the mechanical resonance frequency of each comb tooth is different, and when the electrostrictive vibrator 9 is vibrated or excited at the resonant frequency of the comb tooth attached to the nozzle, the comb tooth can be selectively vibrated.
その結果、＊動棒６を通してインク加圧液室の振動板５
を加振し、インク滴をノズル１より吐出する０紙面上の
一つの画素は、共振により吐出した多数のインク滴より
形成される。このためには、吐出インク滴は、従来のオ
ンデマンド方式でに比べ、小さく、かつ単位時間により
多数でなければならない。実施例では駆動周波数を２０
ｋＨｚとして振動子９を励振した。As a result, the diaphragm 5 of the ink pressurizing liquid chamber passes through the moving rod 6.
One pixel on the paper surface where the ink droplet is ejected from the nozzle 1 by excitation is formed by a large number of ink droplets ejected by resonance. For this purpose, the ejected ink droplets must be smaller and more numerous per unit time than in the conventional on-demand method. In the example, the driving frequency is 20
The vibrator 9 was excited with a frequency of kHz.
同時に２力所以上にインクを吐出させたい場合は、記録
紙を間欠送りにして記録紙が止まっている時に時間差を
設けて複数の周波数を印加すればよい、また、それでは
記録速度が速くなるので。If you want to eject ink to two or more points at the same time, you can feed the recording paper intermittently and apply multiple frequencies at different times when the recording paper is stopped.Also, since this will increase the recording speed, .
複数の周波数を重畳して印加してもよい。A plurality of frequencies may be applied in a superimposed manner.
本発明は、上述のカンチレバー式オンデマンド型ヘッド
に限らず、第５図に示したような、ステンメ方式のヘッ
ドにも用いることができる。これは、第３図で説明した
ものと同様であるが、電歪振動子９は、複数のノズルに
またがって共通している。The present invention is not limited to the above-mentioned cantilever type on-demand type head, but can also be used for a Stemme type head as shown in FIG. This is similar to that explained in FIG. 3, but the electrostrictive vibrator 9 is common across a plurality of nozzles.
各ノズルの振動板５の厚さ、あるいは、加圧室３の容積
等は異なっており、その結果、各ノズルのヘッド部材の
共振周波数は異なっているように作成する。カンチレバ
ー型ヘッドと同様、電歪素子９にかける電気的周波数を
、インクを吐出させたいノズルの共振周波数と一致させ
ることで選択的にインクを吐出させることができる。The thickness of the diaphragm 5 or the volume of the pressurizing chamber 3 of each nozzle is different, and as a result, the resonant frequencies of the head members of each nozzle are made to be different. As with the cantilever head, ink can be selectively ejected by matching the electrical frequency applied to the electrostrictive element 9 with the resonance frequency of the nozzle from which ink is to be ejected.
紘−一来
以上の説明から明らかなように、本発明し；よると、オ
ンデマンド型インクジェットヘッドにおいて、低電圧で
駆動でき、かつ、電圧印加時間を変えることにより容易
に階調性を出しうるため、駆動回路の低コスト化が図れ
る。また、一つの駆動回路で複数のヘッドを駆動できる
ので、電歪振動子、振動板等が複数のヘッドに対して一
つですみ。As is clear from the above explanation, according to the present invention, an on-demand inkjet head can be driven at low voltage and can easily produce gradation by changing the voltage application time. Therefore, the cost of the drive circuit can be reduced. Additionally, since multiple heads can be driven with one drive circuit, only one electrostrictive vibrator, diaphragm, etc. are required for multiple heads.
加工費等の低減、ヘッドの微小化が図れる効果がある。This has the effect of reducing processing costs and miniaturizing the head.
第１図は、本発明の一実施例に用いられるカンチレバー
式オンデマンド型インクジェットヘッドを説明するため
の断面図、第２図は、カンチレバー式インクジェットヘ
ッドの特性図、第３図は、ステンメ方式のヘッドを上記
実施例に用いた場合の断面図、第４図は、本発明の他の
実施例の振動手段の概略図、第５図は、ステンメ方式の
ヘッドを上記実施例に用いた場合の断面図である。
１・・・ノズル、３・・・インク加圧室、５，８・・・
振動板、６・・・暉動捧、９・・・電歪振動子。
第
図
第
図
印加周波数（ＫＨｚ）
第
図
第
図
第
図FIG. 1 is a sectional view for explaining a cantilever type on-demand inkjet head used in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram of the cantilever type inkjet head, and FIG. FIG. 4 is a schematic diagram of the vibrating means of another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the head when used in the above embodiment. FIG. FIG. 1... Nozzle, 3... Ink pressurizing chamber, 5, 8...
Vibration plate, 6... Vibration offering, 9... Electrostrictive vibrator. Figure Figure Applied frequency (KHz) Figure Figure Figure
Claims (1)
する液室と、該液室の一部を振動させる為の振動手段と
、該振動手段を共振させる為の振動制御手段とを有する
ことを特徴とするオンデマンド型インクジェットヘッド
。 ２、液体を吐出させる為の複数の吐出口と、該吐出口に
連絡する液室と、該液室の一部を振動させる為の前記吐
出口に各々対応する複数の振動手段と、該複数の振動手
段を各々共振させるための振動制御手段とを有すること
を特徴とするオンデマンド型インクジェットヘッド。 ３、前記吐出口に各々対応する複数の振動手段であって
、共振周波数が異なることを特徴とする請求項第２項に
記載のオンデマンド型インクジェットヘッド。 ４、前記振動制御手段によって振動周波数制御すること
により、前記複数の振動手段を選択的に駆動させること
を特徴とする請求項第２項に記載のオンデマンド型イン
クジェットヘッド。 ５、前記振動制御手段は、複数の周波数信号を重畳させ
た制御信号を前記複数の振動手段に供給することを特徴
とする請求項第４項に記載のオンデマンド型インクジェ
ットヘッド。[Claims] 1. A discharge port for discharging liquid, a liquid chamber communicating with the discharge port, a vibration means for vibrating a part of the liquid chamber, and a method for causing the vibration means to resonate. 1. An on-demand inkjet head comprising: vibration control means. 2. A plurality of ejection ports for ejecting liquid, a liquid chamber communicating with the ejection ports, a plurality of vibration means respectively corresponding to the ejection ports for vibrating a part of the liquid chamber, and the plurality of 1. An on-demand inkjet head, comprising a vibration control means for causing each of the vibration means to resonate. 3. The on-demand inkjet head according to claim 2, wherein a plurality of vibration means respectively correspond to the ejection ports and have different resonance frequencies. 4. The on-demand inkjet head according to claim 2, wherein the plurality of vibration means are selectively driven by controlling the vibration frequency by the vibration control means. 5. The on-demand inkjet head according to claim 4, wherein the vibration control means supplies a control signal in which a plurality of frequency signals are superimposed to the plurality of vibration means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63185148A JP2690327B2 (en) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | On-demand type inkjet head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63185148A JP2690327B2 (en) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | On-demand type inkjet head |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0234343A true JPH0234343A (en) | 1990-02-05 |
| JP2690327B2 JP2690327B2 (en) | 1997-12-10 |
Family
ID=16165702
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63185148A Expired - Lifetime JP2690327B2 (en) | 1988-07-25 | 1988-07-25 | On-demand type inkjet head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2690327B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH08207319A (en) * | 1989-10-10 | 1996-08-13 | Xaar Ltd | Multi-tone printing method |
| US6106092A (en) * | 1998-07-02 | 2000-08-22 | Kabushiki Kaisha Tec | Driving method of an ink-jet head |
| US6193343B1 (en) | 1998-07-02 | 2001-02-27 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Driving method of an ink-jet head |
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1988
- 1988-07-25 JP JP63185148A patent/JP2690327B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2690327B2 (en) | 1997-12-10 |
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