JPH0330506B2 - - Google Patents
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- JPH0330506B2 JPH0330506B2 JP1845883A JP1845883A JPH0330506B2 JP H0330506 B2 JPH0330506 B2 JP H0330506B2 JP 1845883 A JP1845883 A JP 1845883A JP 1845883 A JP1845883 A JP 1845883A JP H0330506 B2 JPH0330506 B2 JP H0330506B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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- B41J2/21—Ink jet for multi-colour printing
- B41J2/2121—Ink jet for multi-colour printing characterised by dot size, e.g. combinations of printed dots of different diameter
- B41J2/2128—Ink jet for multi-colour printing characterised by dot size, e.g. combinations of printed dots of different diameter by means of energy modulation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
１ 産業上の利用分野
本発明は、パルス電圧によつて電気−機械変換
器を駆動することにより、ノズルが設けられた液
体収容室に圧力を加え、ノズルから液滴を放出す
るように構成した液体放出装置、特にインクジエ
ツト記録装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 1. Field of Industrial Application The present invention applies pressure to a liquid storage chamber provided with a nozzle by driving an electro-mechanical converter with a pulse voltage, thereby causing droplets to flow from the nozzle. The present invention relates to a liquid ejecting device, particularly an inkjet recording device, configured to emit liquid.
２ 従来の技術
まず、従来のインクジエツト記録装置の概略に
ついて説明する。2. Prior Art First, the outline of a conventional inkjet recording device will be explained.
ノズルが設けられた液体収容室にその内容積が
縮小するように圧力が加えられると、液体収容室
内部の液体が圧縮され、このエネルギーにより液
体収容室に設けられたノズルから液体が液滴とし
て放出される。液体収容室に加えられる圧力が瞬
間的なものであると、液体の圧縮も瞬間的であ
り、ノズルから放出される液体は粒状の液滴（ド
ロツプレツト）となる。 When pressure is applied to a liquid storage chamber equipped with a nozzle so that its internal volume is reduced, the liquid inside the liquid storage chamber is compressed, and this energy causes the liquid to flow out from the nozzle installed in the liquid storage chamber as droplets. released. When the pressure applied to the liquid storage chamber is instantaneous, the compression of the liquid is also instantaneous, and the liquid discharged from the nozzle becomes droplets.
液体収容室内の液体にインク液を使用し、ノズ
ルの前に被記録体（記録紙）を設け、記録信号
（パルス電圧）に基いて前記操作が行なわれると、
ノズルから放出されたドロツプレツトが記録紙に
当たり、記録紙にはインクのドツトが記される。
この操作において、例えば、記録紙を縦方向に動
かし、ノズルを横方向に動かすこととすれば、、
記録紙の全面にインクのドツトによる記録を文字
等の所定パターンに記すことができる。 When an ink liquid is used as the liquid in the liquid storage chamber, a recording medium (recording paper) is provided in front of the nozzle, and the above operation is performed based on a recording signal (pulse voltage),
The droplet ejected from the nozzle hits the recording paper, and a dot of ink is written on the recording paper.
In this operation, for example, if the recording paper is moved vertically and the nozzle is moved horizontally,
It is possible to record ink dots in a predetermined pattern such as letters on the entire surface of the recording paper.
上記のような記録装置は、オンデマンドインク
ジエツト記録装置として、すでに市場に提供され
ている。オンデマンドインクジエツト記録装置
は、ワイヤドツトプリンタのようにワイヤのイン
パクトにより記録紙にドツトを記すのではなく、
第１図ａの如く構成された液体収容室３にインク
液２を供給し、そのノズル１から放出された小さ
な液体のドロツプレツトが記録紙に当たることに
よりドツトが形成されるから、非常に静かに記録
ができる。そして記録に必要な機械的駆動部分が
単純で、かつ少ないことから、装置を小型にする
ことが容易である。更に、インク液に圧力を加え
る手段として、電気−機械変換器、例えばPZT
等のピエゾクリスタルからなる圧電体７を用いれ
ば、短時間に記録を記すことができる。 Recording apparatuses such as those described above are already available on the market as on-demand inkjet recording apparatuses. On-demand inkjet recording devices do not write dots on recording paper using the impact of a wire, as in wire dot printers.
The ink liquid 2 is supplied to the liquid storage chamber 3 configured as shown in FIG. Can be done. Since the mechanical driving parts required for recording are simple and small, it is easy to downsize the apparatus. Furthermore, an electro-mechanical transducer, e.g. PZT, is used as a means of applying pressure to the ink liquid.
By using the piezoelectric body 7 made of a piezo crystal such as the above, it is possible to write a record in a short time.
即ち、オンデマンドインクジエツト記録装置
は、ワイヤドツトプリンタと比較し、静かに、速
く記録が出来、かつ装置を小型にすることが出来
るのである。更に、色の違うインク液を記録紙の
同じ場所に重ね打ちをすることにより、インク液
の色だけではなく、多色の記録を残すことが可能
となる。 That is, compared to wire dot printers, on-demand inkjet recording devices can perform recording more quietly and quickly, and can be made more compact. Furthermore, by overlapping ink liquids of different colors at the same location on the recording paper, it is possible to leave records in not only the colors of the ink liquids but also in multiple colors.
オンデマンドインクジエツト記録装置におい
て、高密度による高解像度の記録を記録紙に記す
ためには、記録紙に記されるドツトの径を小さく
する必要がある。そのためには、ノズルから放出
するドロツプレツトの大きさを小さくしなければ
ならない。 In an on-demand inkjet recording apparatus, in order to record high-density, high-resolution recording on a recording paper, it is necessary to reduce the diameter of the dots recorded on the recording paper. For this purpose, the size of the droplets ejected from the nozzle must be reduced.
また、記録紙に画像等の記録をするには、濃度
を多段階に変化させる必要が生じる。濃度を多段
階に変化させるには、記録紙のある面積に記すド
ツトの数を変化させる方法がある。濃度の濃い記
録を得るには、記録紙に記すドツトの数を多く
し、淡い記録をするには、ドツトの数を少なくす
るわけである。しかし、この方法だけで中間調を
表現するには限界がある。濃度を多段階に変化さ
せるには、記録紙の単位面積当りのドツトの数を
変化させると共に、記録紙に記されるドツトの径
をコントロールすることが必要である。 Furthermore, in order to record an image or the like on recording paper, it is necessary to change the density in multiple stages. One way to change the density in multiple stages is to change the number of dots written on a certain area of recording paper. To obtain a high-density record, increase the number of dots recorded on the recording paper, and to produce a low-density record, reduce the number of dots. However, there are limits to expressing halftones using this method alone. To change the density in multiple stages, it is necessary to change the number of dots per unit area of the recording paper and to control the diameter of the dots written on the recording paper.
即ち、オンデマンドインクジエツト記録装置に
おいて、高密度による高解像度、及び濃度が多段
階の記録を記録紙に記すためには、ノズルから放
出されるドロツプレツトの大きさを小から大ま
で、必要に応じ自由にコントロール出来ることが
望ましいのである。 In other words, in an on-demand inkjet recording device, in order to record on recording paper with high resolution due to high density and with multiple levels of density, the size of the droplets ejected from the nozzle can be adjusted from small to large as necessary. It is desirable to be able to freely control it.
ノズルから放出されるドロツプレツトの大きさ
を小さくするためには、ノズル開口の径を小さく
することが考えられるが、ノズル開口の径を小さ
くすると、ノズルの目詰りが発生し易く、かつ、
ノズル部分でインク液の摩擦が大きくなり、イン
ク液がノズルから放出されにくくなる。ノズルを
通過するインク液の流動性との関係から、ノズル
開口の径を小さくするには自ずと限界がある。そ
して、ノズル開口の径を小さくすることは、ドロ
ツプレツトの大きさをある程度小さくすることは
出来るが、その大きさを自由にコントロールする
ことはできない。 In order to reduce the size of the droplets emitted from the nozzle, it is possible to reduce the diameter of the nozzle opening, but if the diameter of the nozzle opening is made small, the nozzle is likely to become clogged, and
The friction of the ink liquid at the nozzle increases, making it difficult for the ink liquid to be ejected from the nozzle. There is naturally a limit to reducing the diameter of the nozzle opening due to the fluidity of the ink liquid passing through the nozzle. Although it is possible to reduce the size of the droplet to some extent by reducing the diameter of the nozzle opening, the size cannot be freely controlled.
また、記録紙に記される記録を高密度とするた
め、ノズルから放出される際にドロツプレツトの
背後に副次的に形成される小さな液滴であるサテ
ライトを利用する方法もある。ノズルから放出さ
れるドロツプレツトとサテライトは同一方向に放
出されるから記録紙に当たる場所は、何の操作も
加えないと同じ場所である。記録紙に記されるド
ツトの大きさを変化させるためには、ドロツプレ
ツトとサテライトを使い分け、ドツト径の小さい
記録を記すには、サテライトのみを使用するよう
にしなければならない。この場合、ドロツプレツ
トが記録紙に到達しないよう操作しなければなら
ない。このため、ドロツプレツトを帯電させ、偏
向させる手段、及び、使用されないドロツプレツ
トを回収する装置が必要となり、記録装置全体が
大型化する。そしてサテライトは、ドロツプレツ
トがノズルから放出される際に副次的に形成され
るものであるため、その大きさを自由に変えるこ
とはできない。従つてこの装置によると記録紙に
記されるドツトの径は、ドロツプレツトとサテラ
イトの違いにより大小の変化はあるが、その大き
さを可変的にコントロールすることができない。 Another method is to use satellites, which are small droplets that are formed secondarily behind a droplet when ejected from a nozzle, in order to make a high-density record on a recording paper. Since the droplets and satellites ejected from the nozzle are ejected in the same direction, they hit the recording paper at the same location without any manipulation. In order to change the size of the dots recorded on the recording paper, it is necessary to use droplets and satellites, and to record with small diameter dots, only satellites must be used. In this case, the droplet must be operated so that it does not reach the recording paper. Therefore, means for charging and deflecting the droplets and a device for collecting unused droplets are required, which increases the size of the entire recording apparatus. Since satellites are formed as a secondary product when droplets are ejected from a nozzle, their size cannot be changed freely. Therefore, according to this device, the diameter of the dots recorded on the recording paper varies in size depending on the difference between droplets and satellites, but the size cannot be variably controlled.
つぎに、ドロツプレツトの大きさを自由に変化
させ、記録紙に記されるドツトの径をコントロー
ルするため、電気−機械変換器に印加するパルス
電圧の大きさ（高低）を変化させ、液体収容室に
ある液体に加える圧力の大小により、ドロツプレ
ツトの大きさをコントロールする装置が考え出さ
れた。インク液に加わる圧力が大きければ、ノズ
ルから放出されるドロツプレツトは大きくなり、
加える圧力が小さければ、ドロツプレツトは小さ
くなると考えられ、パルス電圧の高、低によりド
ロツプレツトの大きさをコントロールしようとし
たのである。 Next, in order to freely change the size of the droplets and control the diameter of the dots marked on the recording paper, we changed the magnitude (high/low) of the pulse voltage applied to the electro-mechanical converter, and A device was devised to control the size of the droplets by controlling the amount of pressure applied to the liquid. The greater the pressure applied to the ink liquid, the larger the droplets ejected from the nozzle.
It is believed that the smaller the applied pressure, the smaller the droplets, and so they tried to control the size of the droplets by increasing or decreasing the pulse voltage.
しかし、この装置によると、ドロツプレツトの
大きさの変化可能な領域が狭く、しかもある大き
さのドロツプレツトを形成することは困難である
ことが解つた。インクジエツトプリントヘツドを
構成する液体収容室、電気−機械変換器等は固有
振動周波数を有しており、電気−機械変換器に印
加されるパルス電圧により発生する振動周波数
が、前記した固有振動周波数と一致しない場合に
は、加えられる圧力により、能率よく一定の大き
さのドロツプレツトがノズルから放出されるが、
電気−機械変換器に印加するパルス電圧により発
生する振動周波数が共振振動数に近いときは、共
振振動数に引つ張られ、ノズルのドロツプレツト
放出は不安定になる。これが原因でドロツプレツ
トの大きさの変化可能な領域が狭くなるものと考
えられる。従つて、電気−機械変換器に印加する
パルス電圧を変化させ、液体に加える圧力を変化
させても、ノズルから放出されるドロツプレツト
の大きさを任意にコントロールすることができ
ず、記録紙に記録されるドツトも小から大と自由
に調節することができなかつたのである。 However, with this device, the area in which the size of the droplets can be changed is narrow, and it has been found that it is difficult to form droplets of a certain size. The liquid storage chamber, electro-mechanical converter, etc. that make up the inkjet print head have a natural oscillation frequency, and the oscillation frequency generated by the pulse voltage applied to the electro-mechanical converter is equal to the above-mentioned natural oscillation frequency. If it does not match, the applied pressure will efficiently eject a droplet of a constant size from the nozzle, but
When the vibration frequency generated by the pulsed voltage applied to the electro-mechanical converter is close to the resonant frequency, the droplet discharge from the nozzle becomes unstable as it is pulled toward the resonant frequency. This is considered to be the reason why the range in which the droplet size can be changed becomes narrower. Therefore, even if the pulse voltage applied to the electro-mechanical converter is changed and the pressure applied to the liquid is changed, the size of the droplets ejected from the nozzle cannot be arbitrarily controlled, and the droplets cannot be recorded on the recording paper. The dots produced could not be freely adjusted from small to large.
以上記載したように、従来技術では、ノズルか
ら放出されるドロツプレツトの大きさを自由に調
節し、記録紙に記されるドツト径をコントロール
することは出来なかつた。 As described above, in the prior art, it was not possible to freely adjust the size of the droplets ejected from the nozzle and control the diameter of the dots written on the recording paper.
本発明者は、鋭意努力の結果、同じパルス電圧
を電気−機械変換器に印加した場合であつても、
パルス電圧を印加したときのノズル内のインク液
の先端位置が、ドロツプレツトの大きさに関係し
ていることを突き止めたのである。 As a result of diligent efforts, the present inventor has discovered that even when the same pulse voltage is applied to an electro-mechanical converter,
They discovered that the position of the tip of the ink inside the nozzle when a pulse voltage was applied was related to the size of the droplet.
即ち、第１図ｂのように、ノズル１内のインク
液２の先端が、ノズル１の先まで満たされている
場合と、第１図ｃのように、ノズル１内のインク
液２の先端が、ノズル１の先からある距離ｌだけ
後退した位置にある場合とでは、同じパルス電圧
を電気−機械変換器に印加しても、ノズル１から
放出されるドロツプレツトの大きさは異なるので
ある。 That is, as shown in FIG. 1b, the tip of the ink liquid 2 in the nozzle 1 is filled to the tip, and as shown in FIG. 1c, the tip of the ink liquid 2 in the nozzle 1 is filled to the tip. However, even if the same pulse voltage is applied to the electro-mechanical converter, the size of the droplet ejected from the nozzle 1 will be different depending on the case where the droplet is located a certain distance l from the tip of the nozzle 1.
ドロツプレツトの大きさを縦軸にとり、ノズル
の先と、インク液の先端位置との間の距離ｌを横
軸にとると、同じ印加パルス電圧でも、ドロツプ
レツトの大きさは、第２図に示すように変化す
る。 If we take the size of the droplet on the vertical axis and the distance l between the tip of the nozzle and the tip of the ink liquid on the horizontal axis, then even with the same applied pulse voltage, the size of the droplet will be as shown in Figure 2. Changes to
３ 発明の目的
そこで、本発明者は、ノズルから放出するドロ
ツプレツトを形成する主パルス電圧を加える前
に、ノズル内のインク液の先端位置を制御するこ
ととすれば、ドロツプレツトの大きさを自由に変
化させることができ、記録紙に記されるドツトの
径をコントロールすることができると考え、本発
明をするに到つた。3. Purpose of the Invention Therefore, the inventor of the present invention discovered that if the position of the tip of the ink liquid in the nozzle is controlled before applying the main pulse voltage to form the droplets ejected from the nozzle, the size of the droplets can be freely controlled. The present invention was developed based on the idea that the diameter of the dots written on the recording paper could be controlled.
４ 発明の構成
本発明は、主パルス電圧によつて加圧手段（特
にピエゾクリスタルからなる圧電体）を駆動する
ことにより、ノズルが設けられた液体収容室に圧
力を加え、前記ノズルから液滴を放出するように
構成された液体放出装置において、前記主パルス
電圧が印加される前に、この主パルス電圧と同極
性でありかつ前記ノズル内の液の先端位置を決め
るための付加パルス電圧を、前記加圧手段に印加
する付加パルス電圧印加手段を有することを特徴
とする液体放出装置に係る。4. Structure of the Invention The present invention applies pressure to a liquid storage chamber provided with a nozzle by driving a pressurizing means (particularly a piezoelectric body made of a piezo crystal) with a main pulse voltage, thereby causing droplets to flow from the nozzle. In the liquid ejecting device configured to emit a liquid, before the main pulse voltage is applied, an additional pulse voltage having the same polarity as the main pulse voltage and for determining the tip position of the liquid in the nozzle is applied. The present invention relates to a liquid ejecting device characterized in that it has an additional pulse voltage applying means for applying to the pressurizing means.
５ 実施例
以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説
明する。5 Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
インク液に圧力を加える電気−機械変換器は、
圧電体のピエゾクリスタルを使用している。 The electro-mechanical converter that applies pressure to the ink liquid is
It uses a piezoelectric crystal.
第３図は、ピエゾクリスタル（例えば第１図ａ
の７）にパルス電圧を加え、ノズルからドロツプ
レツトを放出させるための入力波形ａと駆動波形
ｂの従来例を示す。 Figure 3 shows a piezo crystal (e.g. Figure 1a)
A conventional example of input waveform a and drive waveform b for ejecting droplets from a nozzle by applying a pulse voltage to 7) is shown.
駆動回路から第３図ａに示すようなパルス電圧
がピエゾクリスタルに印加されると、ピエゾクリ
スタルの両極板間の電圧は、コンデンサの充放電
特性と同様の第３図ａに示すような波形となる。
ピエゾクリスタルは、電圧が印加されると歪み、
この歪みによりインク液に圧力が加わり、ノズル
からドロツプレツトが放出され、このドロツプレ
ツトにより記録紙にドツトが記される。 When a pulse voltage as shown in Figure 3a is applied from the drive circuit to the piezo crystal, the voltage between the two polar plates of the piezo crystal has a waveform as shown in Figure 3a, which is similar to the charging and discharging characteristics of a capacitor. Become.
A piezo crystal distorts when a voltage is applied to it,
This distortion applies pressure to the ink liquid, causing a droplet to be ejected from the nozzle, which marks a dot on the recording paper.
次に、第４図に本発明の実施例による入力波形
ａと駆動波形ｂを示す。 Next, FIG. 4 shows an input waveform a and a driving waveform b according to an embodiment of the present invention.
ノズル内の先端インク液の位置を変動させるた
めの付加パルス電圧Ｓを主パルス電圧Ｍに先行し
てピエゾクリスタルに印加する。ピエゾクリスタ
ルは、付加パルス電圧Ｓにより歪み、インク液に
圧力を加える。この圧力は付加パルス電圧がピエ
ゾクリスタルに印加されている時間が短時間のた
め、インク液を幾分外方へ押しやるが次に引き戻
されて減衰振動を開始するだけであり、ドロツプ
レツトがノズルから放出されることはない。イン
ク液が振動すると、この振動がノズル内のインク
液にもつたわりノズル内のインク液の先端はノズ
ル内で往復運動を繰り返す。インク液がノズル内
で往復運動を繰り返している間の適切な時点で、
ドロツプレツトを形成する主パルスＭがピエゾク
リスタルに印加されれば、第２図に示すように、
先端インク液の位置に対応した大きさのドロツプ
レツトがノズルから放出される。 An additional pulse voltage S for varying the position of the tip ink liquid within the nozzle is applied to the piezo crystal prior to the main pulse voltage M. The piezo crystal is distorted by the applied pulse voltage S and applies pressure to the ink liquid. This pressure, due to the short time that the additional pulsed voltage is applied to the piezo crystal, forces the ink liquid somewhat outward, but then is pulled back, only to start a damped oscillation, causing the droplet to eject from the nozzle. It will not be done. When the ink liquid vibrates, this vibration affects the ink liquid within the nozzle, and the tip of the ink liquid within the nozzle repeats reciprocating motion within the nozzle. At an appropriate point while the ink liquid is reciprocating within the nozzle,
If the main pulse M forming a droplet is applied to the piezo crystal, as shown in FIG.
A droplet of a size corresponding to the position of the tip ink liquid is ejected from the nozzle.
前記した作用を実現するための電気回路を第５
図に示す。 The fifth electric circuit for realizing the above-mentioned effect is
As shown in the figure.
この回路では、入力端子Ｔに、第４図ａに示す
ような付加パルス電圧の信号が加わると、入力端
子Ｔは、フリツプフロツプ（FF）３の入力端子、
及びアンド回路４，５の入力端子の一方に接続さ
れているから、FF３のＱ出力は“Ｈ”となり、
この出力がアンド回路４の他方の入力端子に入力
され、アンド回路４の出力は“Ｈ”となる。アン
ド回路４の出力が“Ｈ”となるとトランジスタ
Tr1がオンとなり、トランジスタTr1のコレクタ
に加えられている電圧V1が可変抵抗６を介して
ピエゾクリスタル７に加わる。ピエゾクリスタル
７にこの電圧が加わると、インク液は振動し、ノ
ズル内のインク液の先端はノズル内で往復運動を
繰り返す。付加パルス信号Ｓが零となると、FF
の出力Ｑは“Ｌ”となる。そして上記と逆にトラ
ンジスタTr1はオフとなり、ピエゾクリスタル７
に加わる電圧も零となる。 In this circuit, when an additional pulse voltage signal as shown in FIG. 4a is applied to the input terminal T, the input terminal T becomes the input terminal of the flip-flop (FF) 3,
Since it is connected to one of the input terminals of AND circuits 4 and 5, the Q output of FF3 becomes "H",
This output is input to the other input terminal of the AND circuit 4, and the output of the AND circuit 4 becomes "H". When the output of AND circuit 4 becomes “H”, the transistor
Tr 1 is turned on, and the voltage V 1 applied to the collector of the transistor Tr 1 is applied to the piezo crystal 7 via the variable resistor 6. When this voltage is applied to the piezo crystal 7, the ink liquid vibrates, and the tip of the ink liquid inside the nozzle repeats reciprocating motion within the nozzle. When the additional pulse signal S becomes zero, FF
The output Q becomes "L". Then, contrary to the above, transistor Tr 1 is turned off, and piezo crystal 7
The voltage applied to will also be zero.
つぎに、入力端子Ｔに、第４図ａに示すような
主パルス電圧信号Ｍが加わると、FF３の出力
が“Ｈ”となり、これがアンド回路５の入力端子
に加わり、アンド回路５の出力が“Ｈ”となる。
この“Ｈ”出力が、トランジスタTr2のベースに
加わると、トランジスタTr2はオンとなり、コレ
クタに加えられているV2が可変抵抗６を介して
ピエゾクリスタル７に加えられる。この主パルス
電圧Ｍの印加時間は、付加パルス電圧Ｓと比較し
長いから、ピエゾクリスタル７も大きく変形し、
ドロツプレツトがノズルから放出される。そして
この時のドロツプレツトの大きさは、付加パルス
電圧によりノズル内で往復運動を繰り返している
インク液の先端位置により決定される。 Next, when a main pulse voltage signal M as shown in FIG. It becomes “H”.
When this "H" output is applied to the base of the transistor Tr 2 , the transistor Tr 2 is turned on, and V 2 applied to the collector is applied to the piezo crystal 7 via the variable resistor 6 . Since the application time of this main pulse voltage M is longer than that of the additional pulse voltage S, the piezo crystal 7 is also greatly deformed.
A droplet is ejected from the nozzle. The size of the droplet at this time is determined by the position of the tip of the ink liquid that is repeatedly moving back and forth within the nozzle due to the applied pulse voltage.
上記したように構成されたインクジエツト記録
装置のノズル構造において、ドロツプレツトの大
きさをコントロールするための手段について説明
する。 In the nozzle structure of the inkjet recording apparatus constructed as described above, means for controlling the size of the droplet will be explained.
ドロツプレツトの大きさをコントロールするた
めには、付加パルス電圧及び／又はそのパルス
幅、付加パルス電圧印加後に主パルス電圧を印加
するまでの時間を変化させることが考えられる。 In order to control the size of the droplet, it is conceivable to change the additional pulse voltage and/or its pulse width, and the time from application of the additional pulse voltage to application of the main pulse voltage.
まず、付加パルス電圧及びそのパルス幅を変化
させることにより、ドロツプレツトの大きさをコ
ントロールすることについて説明する。 First, controlling the size of the droplet by changing the applied pulse voltage and its pulse width will be explained.
付加パルス電圧は、インク液を振動させ、ノズ
ル内のインク液をノズル内で往復させるために、
ピエゾクリスタル７に印加される電圧であり、付
加パルス電圧の高低及びそのパルス幅の違いによ
り、インク液の挙動は変化し、インク液がノズル
内で１回の往復運動を繰り返すに必要とする時間
は変化する。従つて、付加パルス電圧から主パル
ス電圧を印加するまでの時間間隔を一定にして
も、振動数の違いにより、ノズル内のインク液の
先端位置は異なるから、付加パルス電圧の高低及
びそのパルス幅を変化させることにより、ドロツ
プレツトの大きさをコントロールすることができ
るのである。 The additional pulse voltage vibrates the ink liquid and causes the ink liquid in the nozzle to reciprocate within the nozzle.
This is the voltage applied to the piezo crystal 7, and the behavior of the ink liquid changes depending on the height of the applied pulse voltage and the pulse width, and the time required for the ink liquid to repeat one reciprocating movement within the nozzle. changes. Therefore, even if the time interval from the application of the additional pulse voltage to the application of the main pulse voltage is constant, the position of the tip of the ink liquid in the nozzle will differ due to the difference in vibration frequency, so the height of the additional pulse voltage and its pulse width will vary. By changing , the size of the droplets can be controlled.
つぎに、付加パルス電圧から主パルス電圧を印
加するまでの時間間隔を調整することにより、ド
ロツプレツトの大きさをコントロールすることに
ついて説明する。 Next, controlling the size of the droplet by adjusting the time interval from the application of the additional pulse voltage to the application of the main pulse voltage will be explained.
付加パルス電圧がピエゾクリスタル７に印加さ
れることにより、インク液は振動し、ノズル内の
インク液はノズル内で往復運動を繰り返す。付加
パルス電圧が印加されてからの時間の違いによ
り、ノズル内のインク液の先端位置は異なるか
ら、付加パルス電圧と主パルス電圧を印加する時
間の間隔を調整することにより、ノズルから放出
されるドロツプレツトの大きさをコントロールす
ることが出来る。 By applying an additional pulse voltage to the piezo crystal 7, the ink liquid vibrates, and the ink liquid within the nozzle repeats reciprocating motion within the nozzle. The position of the tip of the ink in the nozzle differs depending on the time after the additional pulse voltage is applied, so by adjusting the time interval between the application of the additional pulse voltage and the main pulse voltage, the ink liquid is ejected from the nozzle. You can control the size of the droplets.
なお、上記付加パルスの印加時間は500μsec以
下、付加パルスから主パルスまでの時間は
500μsecのときに良好な結果が得られた。 The application time of the above additional pulse is 500μsec or less, and the time from the additional pulse to the main pulse is
Good results were obtained at 500μsec.
第６図に、前記したドロツプレツトの大きさを
コントロールするためのシステム図を示す。 FIG. 6 shows a system diagram for controlling the droplet size described above.
付加パルス電圧のパルス幅を設定するために設
けられたタイマー１に入力があると、パルス幅が
調整された出力が、タイマー２の入力端子に加わ
る。タイマー２は、付加パルス電圧から主パルス
電圧を印加するまでの時間間隔を調整するために
設けられたタイマーである。タイマー２は、タイ
マー１から入力があつてから設定時間経過後、主
パルス電圧のパルス幅を調整するために設けられ
たタイマー３に出力を出す。タイマー３は、タイ
マー２からの出力が入力されると、設定された時
間、即ち、主パルスの幅のパルス信号を出力とし
て出す。 When a timer 1 provided for setting the pulse width of the additional pulse voltage receives an input, an output with an adjusted pulse width is applied to an input terminal of a timer 2. The timer 2 is a timer provided to adjust the time interval from the application of the additional pulse voltage to the application of the main pulse voltage. The timer 2 outputs an output to the timer 3 provided for adjusting the pulse width of the main pulse voltage after a set time has elapsed since the input from the timer 1 was received. When the output from the timer 2 is input, the timer 3 outputs a pulse signal having a set time, that is, the width of the main pulse.
第７図は、上記システム図からのパルス信号に
より、ピエゾクリスタルを駆動させるための電気
回路図である。 FIG. 7 is an electrical circuit diagram for driving the piezo crystal using the pulse signal from the system diagram.
第７図の入力端子Ａは、第６図のタイマー１の
出力端子に接続され、タイマー１により付加パル
ス電圧のパルス幅が調整されたパルス信号が入力
端子Ａに加わると、トランジスタTr3、Tr4がオ
ンとなり、V1の電圧が可変抵抗６を介してピエ
ゾクリスタル７に印加され、ノズル内の先端イン
ク液がノズル内で往復運動を開始する。 Input terminal A in FIG. 7 is connected to the output terminal of timer 1 in FIG. 6, and when a pulse signal whose pulse width of the additional pulse voltage is adjusted by timer 1 is applied to input terminal A, transistors Tr 4 is turned on, a voltage of V1 is applied to the piezo crystal 7 via the variable resistor 6, and the tip ink liquid in the nozzle starts reciprocating within the nozzle.
そして、入力端子Ｂには、タイマー３から付加
パルス電圧印加後に主パルス電圧を印加するまで
の時間間隔及び主パルス電圧の幅が調整された主
パルス信号が入力される。主パルス信号が入力端
子Ｂに加わると、トランジスタTr5，Tr6はオン
となり、V2の電圧が可変抵抗６を介してピエゾ
クリスタル７に加わる。ここでノズルからは、ノ
ズル内のインク液の先端位置により決定されるド
ロツプレツトが放出されることとなる。 The input terminal B receives a main pulse signal from the timer 3 in which the time interval from application of the additional pulse voltage to the application of the main pulse voltage and the width of the main pulse voltage are adjusted. When the main pulse signal is applied to the input terminal B, the transistors Tr 5 and Tr 6 are turned on, and the voltage V 2 is applied to the piezo crystal 7 via the variable resistor 6. Here, a droplet is ejected from the nozzle, which is determined by the position of the tip of the ink liquid within the nozzle.
タイマー１により付加パルス電圧のパルス幅
が、V1を変化させることにより付加パルス電圧
が調整でき、そして、タイマー２により主パルス
電圧を印加するタイミング、タイマー３により主
パルス電圧の印加時間の調整をすることができ
る。この中で１つ、又は組み合わせて調整するこ
とにより、ノズルから放出されるドロツプレツト
の大きさをコントロールすることができることと
なつた。 The pulse width of the additional pulse voltage can be adjusted by timer 1, the additional pulse voltage can be adjusted by changing V 1 , the timing of applying the main pulse voltage can be adjusted by timer 2, and the application time of the main pulse voltage can be adjusted by timer 3. can do. By adjusting one or a combination of these, it has become possible to control the size of droplets ejected from the nozzle.
第８図に、前記タイマー１，２，３及びV1を
調整することによりピエゾクリスタル７に加わる
付加パルス電圧と主パルス電圧の波形図を示す。 FIG. 8 shows a waveform diagram of the additional pulse voltage and the main pulse voltage applied to the piezo crystal 7 by adjusting the timers 1, 2, 3 and V1 .
６ 発明の効果
従来技術によれば、ノズルから放出されるドロ
ツプレツトの大きさを、ある程度変化させること
は出来たが、所望の大きさにコントロールするこ
とは出来なかつた。このため高密度による高解像
度の記録を記すことが出来ず、画像を記録すると
きに必要な濃淡を表現するときでも、記録紙の単
位面積当りのドツト数を変化することしかできな
かつた。6. Effects of the Invention According to the prior art, although it was possible to change the size of droplets ejected from a nozzle to some extent, it was not possible to control the droplets to a desired size. For this reason, high-density, high-resolution recording was not possible, and even when expressing the necessary shading when recording an image, it was only possible to change the number of dots per unit area of the recording paper.
そして、カラー記録をする場合、記録紙の同じ
場所に色の違うインク液で重ね打ちをする必要が
あるが、従来技術では重ね打ちをした場合、その
ドツト径は他のドツト径と比較し大きく記され、
クツキリとしたカラー記録を記すことが出来なか
つたのである。 When performing color recording, it is necessary to overprint different colors of ink at the same location on the recording paper, but with conventional technology, when overlapping ink is applied, the diameter of the dot is larger than that of other dots. written down;
It was not possible to record clear color records.
しかし、本発明によれば、主パルスに先行して
同極性の付加パルスを加えているのでノズルから
放出されるドロツプレツトの大きさを自由にコン
トロールすることができる。 However, according to the present invention, since an additional pulse of the same polarity is added prior to the main pulse, the size of the droplet ejected from the nozzle can be freely controlled.
従つて、高密度による高解像度の記録を得るに
は、ノズルから放出されるドロツプレツトの大き
さを小さくし、数多くのドツトを記録紙に記すこ
ととすれば良く、記録の濃淡も記録紙の単位面積
当りのドツトを変化させるだけではなく、ドツト
径の大小の変化により中間調を表わすことができ
る。従つて中間調の記録が従来技術と比較し、明
瞭に行なえる。 Therefore, in order to obtain high-resolution recording due to high density, it is sufficient to reduce the size of the droplets emitted from the nozzle and write many dots on the recording paper, and the density of the recording also depends on the unit of the recording paper. It is possible to represent intermediate tones not only by changing the dots per area, but also by changing the size of the dot diameter. Therefore, recording of intermediate tones can be performed more clearly than in the prior art.
また、カラー記録をする時に必要な重ね打ちを
しても、重ね打ちをするときのドロツプレツトの
大きさを小さくすることにより、記録紙に記され
るドツト径を他のドツト径とほぼ同一の径とする
ことができる。従つて、明確なカラー記録をする
ことが可能となつた。 In addition, even if you perform the overstrike required for color recording, by reducing the size of the droplet during overstrike, the diameter of the dots marked on the recording paper can be made to be approximately the same diameter as other dots. It can be done. Therefore, it has become possible to record clearly in color.
更に、同じドロツプレツトの大きさであつて
も、記録紙の紙質により、記されるドツト径が異
なる場合が生じる。しかし、従来技術では、ドロ
ツプレツトの大きさをコントロールすることがで
きなかつたので、種々の紙質の記録紙に応じてド
ツト径を同じにすることはできない。 Furthermore, even if the droplets are the same size, the diameter of the dots recorded may differ depending on the quality of the recording paper. However, in the prior art, it is not possible to control the size of the droplets, so it is not possible to make the dot diameters the same for various types of recording paper.
本発明によれば、ドロツプレツトの大きさをコ
ントロールすることができるので、記録紙の紙質
が変わつても、常に同一径のドツトを記すことが
可能となつた。 According to the present invention, since the size of the droplets can be controlled, it has become possible to always write dots of the same diameter even if the quality of the recording paper changes.
そして、ドロツプレツトが記録紙に当たること
により記されるドツト径が大きくなりすぎるよう
な性質を有するインク液は、従来では使用するこ
とができなかつたが、本発明によれば、ドロツプ
レツトを小さくすることができるので、使用でき
るインク液の範囲が広くなつたのである。 Conventionally, it was not possible to use an ink liquid that has the property of making the diameter of the dot too large when the droplet hits the recording paper, but according to the present invention, it is possible to make the droplet smaller. As a result, the range of ink liquids that can be used has expanded.
第１図ａはインク放出装置の断面図、第１図
ｂ，ｃはノズル内のインク液先端位置を比較して
示す断面図、第２図は先端インク液の位置の違い
によるドロツプレツトの大きさの変化を表わした
図、第３図ａ，ｂは従来例による入力波形と駆動
波形を表わした図、第４図ａ，ｂは本発明の実施
例による付加パルス電圧を加えたときの入力波形
と駆動波形を表わした図、第５図は本発明の実施
例による電気回路図、第６図は本発明の実施例に
よるシステム図、第７図は本発明の他の実施例に
よる電気回路図、第８図ａ，ｂ，ｃ，ｄはピエゾ
クリスタルに加わる信号の波形図である。
なお、図面に用いられている符号において、１
……ノズル、２……インク液、３……フリツプフ
ロツプ、４，５……アンド回路、６……可変抵
抗、７……ピエゾクリスタル、Tr1，Tr2，Tr3，
Tr4，Tr5，Tr6……トランジスタ、Ｓ……付加パ
ルス電圧、Ｍ……主パルス電圧である。
Figure 1a is a cross-sectional view of the ink ejection device, Figures 1b and c are cross-sectional views comparing the positions of the ink liquid tips in the nozzle, and Figure 2 is the size of the droplet due to the difference in the position of the ink liquid tip. Figures 3a and 3b are diagrams representing input waveforms and drive waveforms according to the conventional example, and Figures 4a and b are input waveforms when an additional pulse voltage is applied according to the embodiment of the present invention. 5 is an electric circuit diagram according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a system diagram according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is an electric circuit diagram according to another embodiment of the present invention. , FIGS. 8a, b, c, and d are waveform diagrams of signals applied to the piezo crystal. In addition, in the symbols used in the drawings, 1
... Nozzle, 2 ... Ink liquid, 3 ... Flip-flop, 4, 5 ... AND circuit, 6 ... Variable resistor, 7 ... Piezo crystal, Tr 1 , Tr 2 , Tr 3 ,
Tr 4 , Tr 5 , Tr 6 ...transistor, S...additional pulse voltage, M...main pulse voltage.
Claims (1)
とにより、ノズルが設けられた液体収容室に圧力
を加え、前記ノズルから液滴を放出するように構
成された液体放出装置において、前記主パルス電
圧が印加される前に、この主パルス電圧と同極性
でありかつ前記ノズル内の液の先端位置を決める
ための付加パルス電圧を、前記加圧手段に印加す
る印加パルス電圧印加手段を有することを特徴と
する液体放出装置。 ２ 前記付加パルス電圧の高さ及び／又はパルス
幅を調整する付加パルス電圧調整手段を有する、
特許請求の範囲の第１項に記載された液体放出装
置。 ３ 前記付加パルス電圧の印加終了から前記主パ
ルス電圧を印加するまでの時間を調整するための
主パルス電圧印加時期調整手段を有する、特許請
求の範囲の第１項又は第２項に記載された液体放
出装置。[Claims] 1. A liquid discharge device configured to apply pressure to a liquid storage chamber provided with a nozzle and discharge droplets from the nozzle by driving a pressurizing means with a main pulse voltage. In the apparatus, before the main pulse voltage is applied, an application pulse that applies an additional pulse voltage to the pressure means that has the same polarity as the main pulse voltage and is used to determine the position of the tip of the liquid in the nozzle. A liquid ejection device characterized by having a voltage application means. 2. having additional pulse voltage adjusting means for adjusting the height and/or pulse width of the additional pulse voltage;
A liquid ejection device according to claim 1. 3. The main pulse voltage application timing adjusting means for adjusting the time from the end of application of the additional pulse voltage until the application of the main pulse voltage is provided, as set forth in claim 1 or 2. Liquid ejection device.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1845883A JPS59143652A (en) | 1983-02-05 | 1983-02-05 | Liquid discharge apparatus |
| US06/577,142 US4563689A (en) | 1983-02-05 | 1984-02-06 | Method for ink-jet recording and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1845883A JPS59143652A (en) | 1983-02-05 | 1983-02-05 | Liquid discharge apparatus |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6052462A Division JP2612232B2 (en) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | Pulse voltage generation circuit for on-demand ink jet recording device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59143652A JPS59143652A (en) | 1984-08-17 |
| JPH0330506B2 true JPH0330506B2 (en) | 1991-04-30 |
Family
ID=11972183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1845883A Granted JPS59143652A (en) | 1983-02-05 | 1983-02-05 | Liquid discharge apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59143652A (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59230762A (en) * | 1983-06-14 | 1984-12-25 | Canon Inc | Liquid jet head drive |
| JPH0632972B2 (en) * | 1984-12-26 | 1994-05-02 | 松下電器産業株式会社 | Printer head drive circuit |
| JP3302401B2 (en) * | 1992-06-11 | 2002-07-15 | セイコーエプソン株式会社 | Ink jet driving apparatus and ink jet driving method |
| US6095630A (en) * | 1997-07-02 | 2000-08-01 | Sony Corporation | Ink-jet printer and drive method of recording head for ink-jet printer |
| US8491076B2 (en) * | 2004-03-15 | 2013-07-23 | Fujifilm Dimatix, Inc. | Fluid droplet ejection devices and methods |
-
1983
- 1983-02-05 JP JP1845883A patent/JPS59143652A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59143652A (en) | 1984-08-17 |
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