JPH07214776A - Printing apparatus and driving method thereof - Google Patents
Printing apparatus and driving method thereofInfo
- Publication number
- JPH07214776A JPH07214776A JP28768294A JP28768294A JPH07214776A JP H07214776 A JPH07214776 A JP H07214776A JP 28768294 A JP28768294 A JP 28768294A JP 28768294 A JP28768294 A JP 28768294A JP H07214776 A JPH07214776 A JP H07214776A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diaphragm
- nozzle
- ink
- actuator
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000007639 printing Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 33
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 41
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 18
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 16
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 29
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 23
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 19
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- 101100366707 Arabidopsis thaliana SSL11 gene Proteins 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 4
- 101100366710 Arabidopsis thaliana SSL12 gene Proteins 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 101100366562 Panax ginseng SS12 gene Proteins 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 101100366563 Panax ginseng SS13 gene Proteins 0.000 description 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100096719 Arabidopsis thaliana SSL2 gene Proteins 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100366560 Panax ginseng SS10 gene Proteins 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000662518 Solanum tuberosum Sucrose synthase Proteins 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14314—Structure of ink jet print heads with electrostatically actuated membrane
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電源立ち上げ時に残留電荷を消滅させて良好
な印字品質を得るようにした簡便なインクジェット印刷
装置を提供する。
【構成】 ノズルに連通するインク流路に設けられた振
動板と個別電極間に順方向の電気パルスを印加し、前記
ノズルからインク液滴を吐出するインクジェットヘッド
の駆動装置において、振動板側の電位の変化を抑制する
抑制手段を有し、電源の立ち上げ時に、順方向の電気パ
ルスとは、極性の異なる逆方向の電圧を所定期間、振動
板と個別電極間に印加する残留電荷除去手段を有する。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a simple ink jet printing apparatus in which the residual charge is eliminated when the power is turned on to obtain good printing quality. A driving device of an inkjet head that applies an electric pulse in a forward direction between a vibrating plate provided in an ink flow path communicating with a nozzle and an individual electrode to eject ink droplets from the nozzle Residual charge removing means that has a suppressing means for suppressing a change in potential and applies a reverse voltage having a polarity different from that of the forward electric pulse for a predetermined period between the vibrating plate and the individual electrode when the power supply is turned on. Have.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はアクチュエータに静電気
を用いたインクジェットヘッドの駆動方法及びその装
置、特にそのアクチュエータを構成する振動板に残留す
る残留電荷の影響を排除することに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of driving an ink jet head using static electricity as an actuator and a device therefor, and more particularly to eliminating the influence of residual charge remaining on a diaphragm constituting the actuator.
【0002】[0002]
【従来の技術】インクジェットプリンタは、記録時の騒
音が極めて小さいこと、高速印字が可能であること、イ
ンクの自由度が高く安価な普通紙を使用できることなど
多くの利点を有する。この中でも記録の必要な時にのみ
インク液滴を吐出する、いわゆるインク・オン・デマン
ド方式が、記録に不要なインク液滴の回収を必要としな
いため、現在主流となっている。2. Description of the Related Art Ink jet printers have many advantages such as extremely low noise during recording, high-speed printing capability, and the availability of inexpensive plain paper with a high degree of freedom in ink. Of these, the so-called ink-on-demand method, which ejects ink droplets only when recording is necessary, is currently mainstream because it does not require the collection of ink droplets unnecessary for recording.
【0003】従来のインク・オン・デマンド方式の駆動
方法には例えば特公平2−24218号公報に開示され
ている駆動方法がある。この駆動方法においては、イン
ク噴射圧力を発生する圧力室の容積を変化させる圧電素
子を備え、圧電素子には待機状態で圧電素子の分極電圧
と同方向の電気的パルスが印加され、圧電素子を充電し
て圧力室の容積を減少させておき、インク噴射時には圧
電素子を徐々に放電させて圧力室の容積を増大させた後
に、再び圧電素子に電気的パルスを印加して圧電素子を
急速に充電させ、圧力室の容積を減少させることにより
ノズルからインクを噴射させている。そして、この駆動
方法においては、インク液滴を低電圧で最も効率良く噴
射させるために、圧力室へのインクの吸入時に起きるイ
ンク系の減衰振動の極大値近傍で圧電素子に再び電圧を
印加し急速に圧力室の容積を減少させている。As a conventional ink-on-demand driving method, for example, there is a driving method disclosed in Japanese Patent Publication No. 2-24218. In this driving method, a piezoelectric element that changes the volume of the pressure chamber that generates the ink ejection pressure is provided, and an electric pulse in the same direction as the polarization voltage of the piezoelectric element is applied to the piezoelectric element in a standby state, The volume of the pressure chamber is reduced by charging, the piezoelectric element is gradually discharged during ink ejection to increase the volume of the pressure chamber, and then an electrical pulse is applied to the piezoelectric element again to rapidly move the piezoelectric element. Ink is ejected from the nozzle by charging and reducing the volume of the pressure chamber. In this driving method, in order to eject the ink droplets most efficiently at a low voltage, the voltage is applied to the piezoelectric element again in the vicinity of the maximum value of the damping vibration of the ink system that occurs when the ink is sucked into the pressure chamber. Rapidly reducing the volume of the pressure chamber.
【0004】一方、アクチュエータの駆動に静電気力を
用いたインクジェットヘッドには、例えばUSP4,5
20,375号に開示されている構造が知られている。On the other hand, an ink jet head which uses an electrostatic force to drive an actuator has, for example, USP 4,5.
The structure disclosed in 20,375 is known.
【0005】USP4,520,375号には、主に絶
縁手段により間隔をあけて対向する2枚のキャパシター
プレートからなるとキャパシターと、インクを収容する
リザーバとからなり、キャパシタープレートの内一枚が
例えばシリコンの半導体製の薄い振動板を形成し、キャ
パシターに時間的に変化する電圧を印加することによ
り、振動板に機械的振動を生じさせ、振動板の動きに応
答して、例えばインクの様な液体をノズルより吐出させ
る液体噴射装置が開示されている。US Pat. No. 4,520,375 is composed of a capacitor, which is composed mainly of two capacitor plates facing each other with a gap mainly by an insulating means, and a reservoir for containing ink, and one of the capacitor plates is, for example, one of them. By forming a thin diaphragm made of silicon semiconductor and applying a time-varying voltage to the capacitor, mechanical vibration is generated in the diaphragm, and in response to the movement of the diaphragm, for example, ink such as ink. A liquid ejecting apparatus that ejects liquid from a nozzle is disclosed.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述の従来のインクジ
ェットヘッドの駆動方法はアクチュエータに圧電素子を
用いたインク・オン・デマンド方式のものには最適な方
法の一つである。The above-mentioned conventional method for driving an ink jet head is one of the most suitable methods for the ink-on-demand system using a piezoelectric element as an actuator.
【0007】しかし、USP4,520,375号に示
されるアクチュエータの駆動に静電気力を用いたインク
ジェットヘッドをインク・オン・デマンド方式で駆動さ
せる場合、上述の圧電素子によるものの駆動方法を単純
に適用したのでは、以下に述べるような問題を生じ、実
用化が困難であった。However, in the case of driving an ink jet head using electrostatic force for driving the actuator shown in USP 4,520,375 by the ink-on-demand method, the above-mentioned driving method using a piezoelectric element is simply applied. However, the following problems occur and it is difficult to put them into practical use.
【0008】アクチュエータに静電気を用いたインクジ
ェットヘッドは、圧電素子を用いたものと異なり、振動
板と個別電極間にパルス電圧を印加した後に、振動板及
び電極間の誘電体に電荷が残留し、この残留電荷が作り
出す電界により振動板と個別電極との相対変位量が低下
する。この相対変位量が低下は、インク液滴の吐出量や
インクスピードの低下等の吐出不良の原因となり、例え
ば印字濃度や画素ずれ等の印刷品質不良や画素抜け等の
信頼性の低下を招くという問題点があった。An ink jet head using static electricity as an actuator is different from one using a piezoelectric element, and after a pulse voltage is applied between the diaphragm and individual electrodes, electric charges remain in the dielectric between the diaphragm and the electrodes, The electric field generated by this residual charge reduces the relative displacement between the diaphragm and the individual electrodes. This reduction in the relative displacement amount causes ejection failure such as the ejection amount of ink droplets and the ink speed, which leads to deterioration of print quality such as print density and pixel shift, and deterioration of reliability such as pixel omission. There was a problem.
【0009】そして更に、残留電荷は後述するように、
過去の印加電圧の履歴によってその大きさが異なるとい
う性質を示すため、振動板と個別電極との相対変位量は
一義的に定まらず不安定になり、その結果として、イン
ク液滴の吐出量や吐出速度等が不安定になり、いずれに
しても、印字濃度や画素ずれ等の印刷品質不良や画素抜
け等、信頼性が低下する要因となっていた。Further, the residual charge is, as will be described later,
Since the magnitude of the applied voltage varies depending on the history of the applied voltage in the past, the relative displacement amount between the diaphragm and the individual electrode is not fixed uniquely and becomes unstable. The ejection speed and the like became unstable, and in any case, it became a factor of lowering the reliability such as defective print quality such as print density and pixel shift and pixel omission.
【0010】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的は、振動板−電極間
に蓄積される残留電荷がインクジェットヘッドの駆動に
与える悪影響を排除し、振動板と個別電極との相対変位
量を安定なものにするインクジェットヘッドの駆動方法
及びその装置を提供し、良好な印字品質を得るようにし
た印刷装置を提供し、また、振動板−電極間に蓄積され
る残留電荷がインクジェットヘッドの駆動に与える悪影
響を排除する回復手段を、電源の立ち上げ時に簡便に実
行できる印刷装置を提供することにある。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to eliminate the adverse effect of the residual charges accumulated between the diaphragm and the electrode on the driving of the ink jet head, Provided are a method for driving an inkjet head and a device for stabilizing the relative displacement between a diaphragm and an individual electrode, and a printer for obtaining good printing quality. It is an object of the present invention to provide a printing apparatus that can easily execute a recovery unit that eliminates an adverse effect on the drive of an inkjet head due to residual charges accumulated in the printer when the power is turned on.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の印刷装置の駆動
方法は、ノズルと、該ノズルに連通するインク流路と、
該流路の一部に設けられた振動板と、該振動板に対向し
て設けられた電極とからなるアクチュエータとを有し、
前記アクチュエータに順方向の電気パルスをを印加し、
前記振動板を静電気力により変形させ、前記ノズルから
インク液滴を吐出し、記録を行う印刷装置の駆動方法に
おいて、前記アクチュエータに電圧を供給する電源の立
ち上げ時に、前記順方向の電気パルスとは、極性の異な
る逆方向の電圧を前記アクチュエータに印加することを
特徴とする。A method of driving a printing apparatus according to the present invention comprises: a nozzle; an ink flow path communicating with the nozzle;
A vibration plate provided in a part of the flow path, and an actuator including an electrode provided to face the vibration plate,
Applying a forward electrical pulse to the actuator,
In a method of driving a printing apparatus that deforms the vibration plate by electrostatic force, ejects ink droplets from the nozzles, and performs recording, when the power supply for supplying voltage to the actuator is turned on, the forward electric pulse is applied. Applies a reverse voltage having different polarities to the actuator.
【0012】また、本発明の印刷装置は、ノズルと、該
ノズルに連通するインク流路と、該流路の一部に設けら
れた振動板と、該振動板に対向して設けられた電極とか
らなるアクチュエータとを有し、前記アクチュエータに
順方向の電気パルスをを印加し、前記振動板を静電気力
により変形させ、前記ノズルからインク液滴を吐出し、
記録を行う印刷装置において、 前記アクチュエータに
電圧を供給する電源の立ち上げ時に、前記順方向の電気
パルスとは、極性の異なる逆方向の電圧を前記アクチュ
エータに印加する残留電荷除去手段を有することを特徴
とする。In the printing apparatus of the present invention, the nozzle, the ink flow path communicating with the nozzle, the vibration plate provided in a part of the flow path, and the electrode provided opposite to the vibration plate. And an actuator formed by applying a forward electric pulse to the actuator, deforming the vibration plate by an electrostatic force, and ejecting ink droplets from the nozzle,
In a printing apparatus for recording, when a power supply for supplying a voltage to the actuator is turned on, the forward electric pulse has a residual charge removing unit that applies a reverse voltage having a polarity different from that of the forward electric pulse to the actuator. Characterize.
【0013】前記残留電荷除去手段の好ましい形態にお
いて、本発明の印刷装置は、前記振動板が、P形半導体
基板からなる場合、前記電源の立ち上げ時の所定の期
間、前記電極側の電位が、前記振動板側の電位よりも大
きくなるように、前記振動板側の電位の変化を抑制する
抑制手段を有し、一方、前記振動板が、N形半導体基板
からなる場合、前記電源の立ち上げ時の所定の期間、前
記電極側の電位が、前記振動板側の電位よりも小さくな
るように、前記振動板側の電位の変化を抑制する抑制手
段を有する。In a preferred mode of the residual charge removing means, in the printing apparatus of the present invention, when the vibrating plate is made of a P-type semiconductor substrate, the potential on the electrode side is kept constant for a predetermined period when the power is turned on. , A suppressing means for suppressing a change in the electric potential on the diaphragm side so as to be larger than the electric potential on the diaphragm side, while the diaphragm is made of an N-type semiconductor substrate, the power supply is turned on. There is a suppressing unit that suppresses a change in the potential on the diaphragm side so that the potential on the electrode side becomes smaller than the potential on the diaphragm side for a predetermined period during raising.
【0014】この抑制手段とは、例えば、前記振動板側
もしくは前記電極側に接続されたコンデンサであっても
良いし、前記電源の出力電圧が、所定の電位に達した時
に作動する、例えば前記電源の出力に接続されたツェナ
ーダイオードと、前記電源の出力電圧が前記ツェナーダ
イオードのツェナー電圧に到達した時に作動するトラン
ジスタとからなるスイッチング回路であってもよい。The suppressing means may be, for example, a capacitor connected to the diaphragm side or the electrode side, and is activated when the output voltage of the power source reaches a predetermined potential, for example, The switching circuit may include a Zener diode connected to the output of the power supply and a transistor that operates when the output voltage of the power supply reaches the Zener voltage of the Zener diode.
【0015】[0015]
【作用】本発明においては、インクジェットヘッドの振
動板と個別電極間(アクチュエータ)に順方向の電気パ
ルス(以下印字パルスと呼ぶ)を印加することにより、
振動板とこれに対向して配置された個別電極との間に静
電気力による引力が働き、この静電気力によって振動板
を変形させる。次にその印字パルスを解除することによ
り、振動板の復元力によりインク液滴をノズル孔より吐
出させる。In the present invention, by applying a forward electric pulse (hereinafter referred to as a print pulse) between the diaphragm of the ink jet head and the individual electrode (actuator),
An attractive force due to an electrostatic force acts between the diaphragm and the individual electrode arranged so as to face the diaphragm, and the electrostatic plate deforms the diaphragm. Then, by canceling the print pulse, ink droplets are ejected from the nozzle holes by the restoring force of the vibration plate.
【0016】ところが、印字パルスを解除しても振動板
と個別電極との間の電荷が残留し、その残留電荷が作り
出す電界のため、振動板が完全に復元せずに撓みを含む
ことになる。それでは、振動板と個別電極との相対変位
量が低下し、駆動時間とともに、インク液滴の吐出量や
吐出速度等も低下し、印字濃度や画素ずれ等の印刷品質
不良や画素抜け等の不具合が生じることになる。However, even if the print pulse is released, the electric charge remains between the diaphragm and the individual electrodes, and the electric field generated by the residual electric charge causes the diaphragm to bend without being completely restored. . Then, the relative displacement amount between the diaphragm and the individual electrode decreases, and the ejection amount and ejection speed of the ink droplets also decrease with the driving time, resulting in poor print quality such as print density and pixel shift, and defective pixels. Will occur.
【0017】本発明においては、電源の立ち上げ時に、
例えば、電源の出力に接続されたツェナーダイオード
と、電源の出力電圧がツェナーダイオードのツェナー電
圧に到達した時に作動するトランジスタとからなるスイ
ッチング回路によって、振動板側の電位の変化を抑制
し、所定の期間、印字パルスの駆動電圧の極性とは反対
の電圧がアクチュエータに印加されるので、前回の印刷
動作で蓄積された残留電荷が消滅する。(以下これを振
動板の回復処理と呼ぶ)このため、振動板と個別電極と
の相対変位量は低下しない。In the present invention, when the power source is turned on,
For example, a Zener diode connected to the output of the power supply and a switching circuit consisting of a transistor that operates when the output voltage of the power supply reaches the Zener voltage of the Zener diode suppresses the change in the potential on the diaphragm side, During the period, the voltage opposite to the polarity of the driving voltage of the print pulse is applied to the actuator, so that the residual charge accumulated in the previous printing operation disappears. (Hereinafter, this is referred to as a vibration plate recovery process.) Therefore, the relative displacement amount between the vibration plate and the individual electrode does not decrease.
【0018】[0018]
【実施例】図2は本発明の一実施例におけるインクジェ
ットヘッドの分解斜視図である。本実施例はインク液滴
を基板の端部に設けたノズル孔から吐出させるエッジイ
ジェクトタイプの例を示すものであるが、基板の上面部
に設けたノズル孔からインク液滴を吐出させるフェイス
イジュクトタイプでもよい。図3は組み立てられたイン
クジェットヘッド全体の断面側面図、図4は図3のA−
A線矢視図である。本実施例のインクジェットヘッド1
0は次に詳述する構造を持つ3枚の基板1、2、3を重
ねて接合した積層構造となっている。FIG. 2 is an exploded perspective view of an ink jet head in one embodiment of the present invention. The present embodiment shows an example of an edge eject type in which ink droplets are ejected from nozzle holes provided at the end of the substrate, but a face image ejecting ink droplets from nozzle holes provided at the upper surface of the substrate is used. It may be a cut type. 3 is a cross-sectional side view of the entire assembled inkjet head, and FIG. 4 is A- of FIG.
It is a line A arrow line view. Inkjet head 1 of this embodiment
Reference numeral 0 has a laminated structure in which three substrates 1, 2 and 3 having the structure described in detail below are stacked and joined.
【0019】中間の第1の基板1は、シリコン基板であ
り、複数のノズル孔4を構成するように、基板1の表面
に一端より平行に等間隔で形成された複数のノズル溝1
1と、各々のノズル溝11に連通し、底壁を振動板5と
する吐出室6を構成することになる凹部12と、凹部1
2の後部に設けられたオリフィス7を構成することにな
るインク流入口のための細溝13と、各々の吐出室6に
インクを供給するための共通のインクキャビティ8を構
成することになる凹部14とを有する。また、振動板5
の下部には後述する電極を装着するため振動室9を構成
することになる凹部15が設けられている。本実施例で
は、各オリフィス7は、主に流路抵抗を増加させるた
め、また、細溝の一つが詰まったとしてもインクジェッ
トヘッドの正常な動作を保つために、3つの平行な細溝
13から形成されてる。The intermediate first substrate 1 is a silicon substrate, and a plurality of nozzle grooves 1 are formed on the surface of the substrate 1 in parallel at equal intervals from one end so as to form a plurality of nozzle holes 4.
1 and a recess 12 communicating with each nozzle groove 11 and forming a discharge chamber 6 having a diaphragm 5 as a bottom wall;
2 is a narrow groove 13 for an ink inflow port, which will form an orifice 7 provided at the rear of the nozzle 2, and a recessed part, which will form a common ink cavity 8 for supplying ink to each ejection chamber 6. 14 and. Also, the diaphragm 5
A concave portion 15 which constitutes the vibration chamber 9 for mounting an electrode described later is provided in the lower part of the. In this embodiment, each of the orifices 7 has three parallel thin grooves 13 in order to mainly increase the flow path resistance and to maintain the normal operation of the inkjet head even if one of the narrow grooves is clogged. Is formed.
【0020】本実施例においては、振動板5とこれに対
向して配置される電極との対向間隔、即ちギャップ部1
6の長さG(図3参照、以下「ギャップ長」と記す。)
が、凹部15の深さと電極の厚さとの差になるように、
間隔保持手段を第1の基板1の下面に形成した振動室用
の凹部15により構成している。また、別の例として凹
部の形成は第2の基板2の上面でもよい。ここでは、凹
部15の深さをエッチングにより0.6μmとしてい
る。なお、ノズル溝11のピッチは0.72mmであ
り、その幅は70μmである。In the present embodiment, the gap between the diaphragm 5 and the electrode arranged opposite thereto, that is, the gap portion 1
A length G of 6 (see FIG. 3, hereinafter referred to as “gap length”).
So that there is a difference between the depth of the recess 15 and the thickness of the electrode,
The space holding means is composed of a vibration chamber recess 15 formed on the lower surface of the first substrate 1. As another example, the recess may be formed on the upper surface of the second substrate 2. Here, the depth of the recess 15 is set to 0.6 μm by etching. The pitch of the nozzle grooves 11 is 0.72 mm and the width thereof is 70 μm.
【0021】また、第1の基板1への共通電極17の付
与については、半導体及び電極である金属の材料による
仕事関数の大小が重要であり、本実施例では共通電極材
料にはチタンを下付けとし白金、またはクロムを下付け
とし金を使用しているが、本実施例に限定されるもので
はなく、半導体及び電極材料の特性により別の組合わせ
でもよい。また、本実施例で用いられる半導体材料の抵
抗率は8〜12Ωcmである。Regarding the provision of the common electrode 17 to the first substrate 1, it is important that the work function of the metal material of the semiconductor and the electrode is large. In this embodiment, titanium is used as the common electrode material. Although platinum is used as an attachment and gold is used as an underlay of chromium, the present invention is not limited to this embodiment, and another combination may be used depending on the characteristics of the semiconductor and the electrode material. The resistivity of the semiconductor material used in this example is 8 to 12 Ωcm.
【0022】第1の基板1の下面に接合される下側の第
2の基板2にはホウ珪酸系ガラスを使用し、この第2の
基板2の接合によって振動室9を構成するとともに、第
2の基板2上の振動板5に対応する各々の位置に、金を
0.1μmスパッタし、振動板5とほぼ同じ形状に金パ
ターンを形成して個別電極21としている。個別電極2
1はリード部22及び端子部23を持つ。更に、電極端
子部23を除きパイレックススパッタ膜を全面に0.2
μm被覆して絶縁層24を形成し、インクジェットヘッ
ド駆動時の絶縁破壊、ショートを防止するための膜を形
成している。Borosilicate glass is used for the lower second substrate 2 bonded to the lower surface of the first substrate 1, and the vibration chamber 9 is formed by bonding the second substrate 2 together. Gold is sputtered by 0.1 μm on each position corresponding to the vibration plate 5 on the substrate 2 to form a gold pattern in substantially the same shape as the vibration plate 5 to form the individual electrodes 21. Individual electrode 2
1 has a lead portion 22 and a terminal portion 23. Furthermore, except for the electrode terminal portion 23, the Pyrex sputtered film is 0.2
An insulating layer 24 is formed by coating with a thickness of μm to form a film for preventing dielectric breakdown and short circuit when the inkjet head is driven.
【0023】第1の基板1の上面に接合される上側の第
3の基板3は、第2の基板2と同じくホウ珪酸系ガラス
を用いている。この第3の基板3の接合によって、ノズ
ル孔4、吐出室6、オリフィス7及びインクキャビティ
8が構成される。そして、第3の基板3にはインクキャ
ビティ8に連通するインク供給口31が設けられる。イ
ンク供給口31は接続パイプ32及びチューブ33を介
して図示しないインクタンクに接続される。The upper third substrate 3 bonded to the upper surface of the first substrate 1 is made of borosilicate glass, like the second substrate 2. By joining the third substrate 3, the nozzle hole 4, the ejection chamber 6, the orifice 7, and the ink cavity 8 are formed. Further, the third substrate 3 is provided with an ink supply port 31 communicating with the ink cavity 8. The ink supply port 31 is connected to an ink tank (not shown) via a connection pipe 32 and a tube 33.
【0024】次に、第1の基板1と第2の基板2を温度
300〜500℃、電圧500〜800Vの印加で陽極
接合し、また同条件で第1の基板1と第3の基板3を接
合し、図3のようにインクジェットヘッドを組み立て
る。陽極の接合後に、振動板5と第2の基板2上の個別
電極21との間に形成されるギャップ長さGは、凹部1
5の深さと個別電極21の厚さとの差であり、本実施例
では0.5μmとしてある。また、振動板5と個別電極
21上の絶縁層24との空隙間隔G1は0.3μmとな
っている。Next, the first substrate 1 and the second substrate 2 are anodically bonded at a temperature of 300 to 500 ° C. and a voltage of 500 to 800 V, and under the same conditions, the first substrate 1 and the third substrate 3 are joined together. And the ink jet head is assembled as shown in FIG. After joining the anode, the gap length G formed between the diaphragm 5 and the individual electrode 21 on the second substrate 2 is equal to the recess 1
5 and the thickness of the individual electrode 21, which is 0.5 μm in this embodiment. The gap G1 between the diaphragm 5 and the insulating layer 24 on the individual electrode 21 is 0.3 μm.
【0025】上記のようにインクジェットヘッドを組み
立てた後は、共通電極17と個別電極21の端子部23
間にそれぞれ配線101により駆動回路102を接続
し、インクジェットプリンタを構成する。インク103
は、図示しないインクタンクよりインク供給口31を経
て第1の基板1の内部に供給され、インクキャビティ
8、吐出室6等を満たしている。そして、吐出室6のイ
ンクは、図3に示されるように、インクジェットヘッド
10の駆動時にノズル孔4よりインク液滴104となっ
て吐出され、記録紙105に印字される。After the ink jet head is assembled as described above, the common electrode 17 and the terminal portion 23 of the individual electrode 21 are formed.
A drive circuit 102 is connected between the wirings 101 to form an inkjet printer. Ink 103
Is supplied to the inside of the first substrate 1 from an ink tank (not shown) through the ink supply port 31, and fills the ink cavity 8, the ejection chamber 6, and the like. Then, as shown in FIG. 3, the ink in the ejection chamber 6 is ejected as ink droplets 104 from the nozzle holes 4 when the inkjet head 10 is driven, and is printed on the recording paper 105.
【0026】次に上記のように構成された本実施例の電
気的接続について説明する。Next, the electrical connection of this embodiment constructed as described above will be explained.
【0027】金属−絶縁層−半導体層からなる構造、い
わゆるMIS構造において、印加電圧の極性により、電
流の値に大きな差がある場合と差のない場合が生ずるこ
とが、空間電荷層(空乏層ともいう)の影響から現象と
して知られている。基板材質である半導体がP形シリコ
ンの場合は、基板電極側にプラス電圧をかけた時は導体
とみなせるが、マイナス電圧をかけた時は空間電荷層の
存在により導体とはみなせずに容量を持つことがわかっ
ている。In the so-called MIS structure, which is a structure composed of a metal-insulating layer-semiconductor layer, a space charge layer (depletion layer) may or may not have a large difference in current value depending on the polarity of the applied voltage. Also known as) phenomenon. When the semiconductor material of the substrate is P-type silicon, it can be regarded as a conductor when a positive voltage is applied to the substrate electrode side, but when a negative voltage is applied, it is not regarded as a conductor due to the existence of the space charge layer and the capacitance is I know I have it.
【0028】図5は本実施例における振動板と個別電極
の部分拡大詳細図であり、電荷の様子を模式化して示し
たものである。第1の基板1にP形シリコンを用い、第
1の基板1(振動板5)側、すなわち共通電極17をプ
ラス極性、個別電極21側をマイナス極性になるように
駆動回路102に接続し、共通電極17と個別電極21
に駆動回路102によりパルス電圧を印加した場合であ
る。FIG. 5 is a partially enlarged detailed view of the vibrating plate and the individual electrode in this embodiment, and schematically shows the state of electric charges. P-type silicon is used for the first substrate 1, the first substrate 1 (vibration plate 5) side, that is, the common electrode 17 is connected to the drive circuit 102 so that the positive polarity and the individual electrode 21 side have the negative polarity, Common electrode 17 and individual electrode 21
This is the case where a pulse voltage is applied by the drive circuit 102 to.
【0029】P形シリコンはボロンをドープしており、
電子がドープされたボロンの数だけ不足するので、ドー
プ量と等しい正孔を持っていることが知られている。P
形シリコン中の正孔19は共通電極17のプラス電荷に
より、絶縁層26側へ反発させられる。この正孔19の
移動により、アクセプター(イオン化したボロン)は、
基板電極17から電荷の供給を受けるので、第1の基板
1内には正孔の流れが生じ、空間電荷層を発生せず導体
とみなすことができる。また個別電極21側はマイナス
電荷が帯電され、この結果、印加したパルス電圧が振動
板5を撓ませるに充分な静電気による吸引力を発生す
る。したがって、振動板5は個別電極21側へ撓むこと
になる。The P-type silicon is doped with boron,
It is known that the electrons have the same number of holes as the number of doped boron because the number of electrons is insufficient. P
The holes 19 in the shaped silicon are repelled toward the insulating layer 26 side by the positive charge of the common electrode 17. Due to the movement of the holes 19, the acceptor (ionized boron) becomes
Since charges are supplied from the substrate electrode 17, holes flow in the first substrate 1 and a space charge layer is not generated, which can be regarded as a conductor. Further, the individual electrode 21 side is charged with a negative electric charge, and as a result, the applied pulse voltage generates an attractive force due to static electricity sufficient to bend the diaphragm 5. Therefore, the diaphragm 5 is bent toward the individual electrode 21 side.
【0030】図6及び図7は図5の振動板と個別電極と
の間にある誘電体の残留電荷に着目した模式図であり、
図6は図5と同様に電圧を印加したときの状態を示して
おり、図7はその電界を取り去ったときの状態を示して
いる。次に、残留電荷の発生を図6及び図7を参照しな
がら説明する。図6及び図7において、前述したように
振動板5は半導体であり、共通電極17は金属で形成さ
れ、それらは、オーミック接続されている。6 and 7 are schematic diagrams focusing on the residual charge of the dielectric between the diaphragm and the individual electrodes in FIG.
Similar to FIG. 5, FIG. 6 shows a state when a voltage is applied, and FIG. 7 shows a state when the electric field is removed. Next, generation of residual charges will be described with reference to FIGS. 6 and 7. 6 and 7, as described above, the diaphragm 5 is a semiconductor, the common electrode 17 is made of metal, and they are ohmic-connected.
【0031】この振動板5は絶縁層26で覆われてい
る。そして、個別電極21に形成された絶縁層24はギ
ャップ16を介して絶縁層26と対向しており、これら
の絶縁層26、ギャップ16及び絶縁層24は全体とし
て絶縁層27を形成している。従って、ここでは振動板
5と個別電極21とによって構成される平行平板コンデ
ンサ内に誘電体が介在したモデルとしてとらえることが
できる。誘電体は保護膜絶縁層24,26に相当する。
平行平板に電圧を印加すると、誘電体は図6に示すよう
に印加電界を打ち消すような方向(電界とは逆方向に)
の分極28を発生する。この分極28のほとんどは印加
電圧を切り、コンデンサに蓄えられた電荷を抵抗46を
介して放電すると短い時間で消滅する。放電後から分極
が消滅するまでの遅れ時間を緩和時間といい、分極の種
類によって大きく異なる。The diaphragm 5 is covered with an insulating layer 26. The insulating layer 24 formed on the individual electrode 21 faces the insulating layer 26 via the gap 16, and the insulating layer 26, the gap 16 and the insulating layer 24 form the insulating layer 27 as a whole. . Therefore, here, it can be regarded as a model in which the dielectric is interposed in the parallel plate capacitor constituted by the diaphragm 5 and the individual electrode 21. The dielectric corresponds to the protective film insulating layers 24 and 26.
When a voltage is applied to the parallel plates, the dielectric material cancels the applied electric field as shown in FIG. 6 (in the direction opposite to the electric field).
Polarization 28 is generated. Most of the polarized light 28 disappears in a short time when the applied voltage is cut off and the electric charge stored in the capacitor is discharged through the resistor 46. The delay time from the discharge to the disappearance of the polarization is called the relaxation time, which greatly differs depending on the type of polarization.
【0032】本実施例の振動板5と個別電極21の内部
の誘電体(絶縁層)の分極の場合には、緩和時間の短い
原子分極や電子分極以外に、イオン分極や界面分極と呼
ばれる比較的分極緩和時間の長い分極成分を含んでい
る。イオン分極は絶縁層内部のNa+,K+,B+等が
印加電界に沿って移動することによって発生するもので
あり、界面分極は、誘電体が不均質構造である場合、誘
電率の異なる媒質が接触する境界面に発生する分極であ
り、酸化シリコンと純シリコンの境界面に生ずるもので
ある。このため、本実施例の振動板5と個別電極21の
内部の誘電体(24,26)は、図7に示すように、電
界の繰返し印加もしくは長時間の連続印加により分極の
一部が完全に消失せず分極が長時間にわたって残る。こ
れにより誘電体は残留分極29を有するようになり、振
動板5−電極21間に残留する分極が作り出す残留電界
Pが振動板5と個別電極21との相対変位量の低下を招
く。In the case of polarization of the dielectric (insulating layer) inside the vibrating plate 5 and the individual electrode 21 of this embodiment, comparisons called ionic polarization and interface polarization other than atomic polarization and electronic polarization, which have a short relaxation time, are made. It contains a polarization component with a long dynamic relaxation time. Ion polarization is generated by the movement of Na +, K +, B +, etc. inside the insulating layer along the applied electric field, and interface polarization causes contact between media having different dielectric constants when the dielectric has a heterogeneous structure. The polarization that occurs at the interface between the silicon oxide and the pure silicon. Therefore, in the dielectric 5 (24, 26) inside the vibrating plate 5 and the individual electrodes 21 of this embodiment, as shown in FIG. 7, a part of the polarization is completely generated by repeated application of an electric field or continuous application for a long time. The polarization remains for a long time without disappearing. As a result, the dielectric material has a residual polarization 29, and the residual electric field P created by the residual polarization between the diaphragm 5 and the electrode 21 causes a decrease in the relative displacement amount between the diaphragm 5 and the individual electrode 21.
【0033】図8は振動板と個別電極の撓みを経時的に
示した図である。図8(a)は振動板5と個別電極21
間に電圧を印加していない状態であり、図示のように振
動板5と個別電極21とは平行になっている。図8
(b)は振動板5と個別電極17に電圧を印加したとき
の状態であり、図示のように振動板5は撓む。ここでは
その撓みの量をΔV1とする。次に、図8(c)は振動
板5と個別電極17に蓄えられた電荷を放電した後の状
態であり、放電後も、残留電荷が作り出す残留電界によ
り振動板5が撓んでおり、例えばその撓みの量をΔV2
とする。従って、振動板5と個別電極21との相対変位
量はΔV1−ΔV2となり、相対変位量が低下すること
が分かる。FIG. 8 is a view showing the deflection of the diaphragm and the individual electrodes with time. FIG. 8A shows the diaphragm 5 and the individual electrode 21.
No voltage is applied between them, and the diaphragm 5 and the individual electrode 21 are parallel to each other as shown in the figure. Figure 8
(B) is a state when voltage is applied to the diaphragm 5 and the individual electrode 17, and the diaphragm 5 bends as shown in the figure. Here, the amount of the deflection is ΔV1. Next, FIG. 8C shows a state after the electric charge stored in the diaphragm 5 and the individual electrode 17 is discharged, and the diaphragm 5 is bent by the residual electric field generated by the residual charge even after the discharge, for example, The amount of deflection is ΔV2
And Therefore, it is understood that the relative displacement amount between the diaphragm 5 and the individual electrode 21 becomes ΔV1-ΔV2, and the relative displacement amount decreases.
【0034】このような振動板5と個別電極21との相
対変位量の低下は、上述のように、インク液滴の吐出量
やインクスピード低下等の吐出不良の原因となり、イン
クジェットプリンタの信頼性や印刷品質に悪影響を及ぼ
してしまう。そこで、本実施例においては後述するよう
に振動板5と個別電極21との間に図6とは逆方向の電
界を印加することにより、上述の残留電荷を消滅させて
いる。The decrease in the relative displacement amount between the vibrating plate 5 and the individual electrode 21 causes the ejection failure such as the ejection amount of the ink droplets and the ink speed reduction as described above, and the reliability of the ink jet printer. And the print quality will be adversely affected. Therefore, in the present embodiment, as described later, the electric field in the direction opposite to that of FIG. 6 is applied between the diaphragm 5 and the individual electrode 21 to eliminate the above-mentioned residual charges.
【0035】図1は本発明の一実施例のインクジェット
プリンタの概念図である。図において、202はインク
ジェットヘッドを移動させたり、紙等の印刷媒体を移動
させたりする駆動モータ、203はインクジェットヘッ
ド10及び駆動モータ202を主な構成要素としたプリ
ンタである。このプリンタ203はインクジェットヘッ
ド10や印刷媒体を駆動モータ202により移動しなが
ら、インクジェットヘッド10よりインクを吐出して印
刷媒体に到達せしめることにより文字や画像を印刷す
る。204は計時手段であり、時間の計測を行う。20
6はノズルの目詰りの回復処理を制御するノズルの目詰
り回復処理手段である。207は入力手段であり、21
0は印刷の制御や入力手段207からの入力信号を受け
て各種の演算制御を行う印刷演算制御手段210であ
る。この印刷演算制御手段210は計時手段204を起
動するための初期化信号や、プリンタ203を制御する
ための印刷制御信号を出力したり、各種の制御を行う。
211は記憶手段であり、印刷演算制御手段210の演
算処理の際に用いられる各種のデータが格納される。2
12は振動板の残留電荷除去手段であり、後述するよう
に振動板の残留電荷に対する回復処理を行うために、振
動板回復処理制御信号を出力する。FIG. 1 is a conceptual diagram of an ink jet printer according to an embodiment of the present invention. In the figure, 202 is a drive motor that moves the inkjet head or a print medium such as paper, and 203 is a printer that mainly includes the inkjet head 10 and the drive motor 202. The printer 203 prints characters and images by ejecting ink from the inkjet head 10 to reach the print medium while moving the inkjet head 10 and the print medium by the drive motor 202. Reference numeral 204 denotes a time measuring means, which measures time. 20
Reference numeral 6 denotes a nozzle clogging recovery processing means for controlling the nozzle clogging recovery processing. 207 is an input means,
Reference numeral 0 denotes a print calculation control unit 210 that performs print control and receives various input signals from the input unit 207 and performs various calculation controls. The print calculation control means 210 outputs an initialization signal for activating the clock means 204, a print control signal for controlling the printer 203, and performs various controls.
A storage unit 211 stores various data used in the arithmetic processing of the print arithmetic control unit 210. Two
Reference numeral 12 denotes a residual charge removing means for the diaphragm, which outputs a diaphragm recovery processing control signal in order to perform recovery processing for the residual charge on the diaphragm as described later.
【0036】213はインクジェットヘット10の駆動
制御回路であり、図9の回路構成からなっている。この
駆動制御回路213にはノズル回復処理制御信号、印刷
制御信号及び振動板回復処理制御信号が入力され、これ
らの制御信号に基いてインクジェットヘット10の駆動
を制御する。214は駆動モータ202の駆動制御回路
であり、ノズル回復処理制御信号、印刷制御信号及び振
動板回復処理制御信号が入力され、これらの制御信号に
基いて駆動モータ202の駆動を制御する。A drive control circuit 213 for the ink jet head 10 has the circuit configuration shown in FIG. A nozzle recovery process control signal, a print control signal, and a diaphragm recovery process control signal are input to the drive control circuit 213, and the drive of the inkjet head 10 is controlled based on these control signals. Reference numeral 214 denotes a drive control circuit for the drive motor 202, which receives a nozzle recovery process control signal, a print control signal, and a diaphragm recovery process control signal, and controls the drive of the drive motor 202 based on these control signals.
【0037】図9はインクジェットヘッド10の駆動制
御回路の構成を示した図である。この駆動制御回路21
3は、図示のように、制御回路215及び駆動回路10
2aから構成されている。駆動回路102aはトランジ
スタ106〜109及び増幅器110〜113から構成
されている。制御回路215はノズル回復処理制御信
号、印刷制御信号及び振動板回復処理制御信号が入力さ
れ、それらの制御信号に基いてパルス電圧P1〜P4を
増幅器110〜113に適宜出力し、増幅器110〜1
13の出力によりにトランジスタ106〜109が駆動
され、その結果、振動板5と個別電極21によって構成
されるコンデンサ114に電荷がチャージされ又はデス
チャージすることにより、インク液滴104がノズル孔
4から吐出される。ここで、抵抗115は放電速度を決
める抵抗で、抵抗116は充電速度を決める抵抗であっ
て、各々の抵抗値及びコンデンサ114の容量で充放電
の時定数が定まる。FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the drive control circuit of the ink jet head 10. This drive control circuit 21
3 is a control circuit 215 and a drive circuit 10 as shown.
2a. The drive circuit 102a includes transistors 106 to 109 and amplifiers 110 to 113. The control circuit 215 receives the nozzle recovery processing control signal, the print control signal, and the diaphragm recovery processing control signal, outputs pulse voltages P1 to P4 to the amplifiers 110 to 113 as appropriate based on those control signals, and the amplifiers 110 to 1
The transistors 106 to 109 are driven by the output of 13, and as a result, the capacitor 114 formed by the diaphragm 5 and the individual electrode 21 is charged or discharged, whereby the ink droplet 104 is ejected from the nozzle hole 4. Is ejected. Here, the resistor 115 is a resistor that determines the discharge rate, and the resistor 116 is a resistor that determines the charge rate. The time constant of charging and discharging is determined by each resistance value and the capacitance of the capacitor 114.
【0038】図10は上述のインクジェットヘッド10
を搭載したプリンタの概要図である。300は記録紙1
05を搬送するプラテン、301は内部にインクを貯蔵
するインクタンクであり、インク供給チューブ306を
介してインクジェットヘッド10にインクを供給する。
302はキャリッジであり、インクジェットヘッド10
を記録紙105の搬送方向と直行する方向に移動させ
る。303はポンプであり、インクジェットヘッド10
のインク吐出不良等の場合、キャップ304、廃インク
回収チューブ308を介してインクを吸引し、排インク
溜305に回収する機能を果たしている。FIG. 10 shows the ink jet head 10 described above.
FIG. 2 is a schematic diagram of a printer equipped with the. 300 is recording paper 1
A platen 301 for transporting 05 is an ink tank for storing ink therein, and supplies ink to the inkjet head 10 via an ink supply tube 306.
Reference numeral 302 denotes a carriage, which is the inkjet head 10.
Is moved in a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording paper 105. Reference numeral 303 denotes a pump, which is the inkjet head 10.
In the case of defective ink ejection, etc., it has a function of sucking the ink through the cap 304 and the waste ink collection tube 308 and collecting it in the waste ink reservoir 305.
【0039】図11は図1の実施例のインクジェットプ
リンタの制御方法を示したフローチャートであり、図1
2はそのサブルーチンを示したフローチャートである。
図12において、(a)はノズル回復動作のサブルーチ
ンを示し、(b)は印刷動作のサブルーチンを示してい
る。まず、ステップS0において印刷演算制御手段21
0の指示に基いてプリンタ機構部等のイニシャライズが
実行される。このとき、計時手段204のリセットも同
時に行われ計時がスタートする。次のステップS1にお
いて、電源投入直後のノズル回復動作を行う。このノズ
ル回復動作は、図12(a)のノズル回復動作のサブル
ーチンのステップSS1〜SS3に示される一連の処理
によりなされる。FIG. 11 is a flow chart showing a control method of the ink jet printer of the embodiment of FIG.
2 is a flowchart showing the subroutine.
In FIG. 12, (a) shows the subroutine for the nozzle recovery operation, and (b) shows the subroutine for the printing operation. First, in step S0, the print calculation control means 21
Based on the instruction of 0, the initialization of the printer mechanism unit and the like is executed. At this time, the timing means 204 is reset at the same time and the timing starts. In the next step S1, the nozzle recovery operation is performed immediately after the power is turned on. This nozzle recovery operation is performed by a series of processes shown in steps SS1 to SS3 of the nozzle recovery operation subroutine of FIG.
【0040】まず、ステップSS1において駆動モータ
202を駆動することによりインクジェットヘッド10
を搭載したキャリッジ302を待機位置からキャップ3
04の位置へ移動する。次に、ステップSS2において
ノズルの回復動作、即ちリフレッシュを行う。このノズ
ルのリフレッシュとは、インクジェットヘッド10のノ
ズル部の増粘したインク等のインク吐出不良の原因とな
る不良インクを排出するために、全ノズルに対応する振
動板5を駆動することにより、全てのノズルからインク
を所定回数吐出させることである。通常、各ノズルにつ
いて10発〜200発の吐出を行い、増粘した不良イン
クをノズル外に排出する。このリフレッシュの吐出回数
は計時手段204の設定時間によって予め決められる。
このノズルのリフレシュ終了後、ステップSS3におい
て再び待機位置へキャリッジ302を復帰させて、一連
のリフレッシュ動作を終了する。なお、電源投入時は、
一般的に長時間ヘッドが使用されていない可能性が高い
ので160発〜200発のインク吐出が実行される。First, the ink jet head 10 is driven by driving the drive motor 202 in step SS1.
Mount the carriage 302 with the cap from the standby position to the cap 3
Move to position 04. Next, in step SS2, a nozzle recovery operation, that is, a refresh operation is performed. The refreshing of the nozzles is performed by driving the vibrating plate 5 corresponding to all the nozzles in order to discharge defective ink that causes defective ink ejection such as thickened ink in the nozzle portion of the inkjet head 10. That is, the ink is ejected from the nozzle of a predetermined number of times. Normally, 10 to 200 ejections are performed for each nozzle, and the thickened defective ink is ejected outside the nozzle. The number of refresh discharges is determined in advance by the set time of the timer means 204.
After the refreshing of the nozzles is completed, the carriage 302 is returned to the standby position again in step SS3, and a series of refresh operations is completed. When power is turned on,
Generally, there is a high possibility that the head will not be used for a long time, so 160 to 200 ink ejections are executed.
【0041】ノズルのリフレッシュ動作の終了後、計時
手段204は所定時間を計測し始める。ステップS2に
おいて、計時手段204が所定の時間を計測したかどう
かを判断するために、タイマーアップ信号の有無を判断
する。ここで、タイマーアップ信号が発生していた場合
には、ステップS8のノズル回復動作に進み、図12
(a)のノズル回復動作のサブルーチンに示されるリフ
レッシュ動作を行って次のステップS3に進む。タイマ
ーアップ信号が発生していない場合にはそのままステッ
プS3に進む。このステップS3においては印刷を行う
か否かの判断を行う。印刷を行わない場合にはステップ
S2に戻る。印刷を行う場合には、ステップS4におい
て計時手段204をリセットした後に、ステップS5に
おいて印刷動作を実行する。After the completion of the nozzle refresh operation, the timer means 204 starts measuring a predetermined time. In step S2, the presence or absence of a timer-up signal is determined in order to determine whether or not the time counting means 204 has measured a predetermined time. Here, if the timer-up signal has been generated, the process proceeds to the nozzle recovery operation of step S8, and FIG.
The refresh operation shown in the nozzle recovery operation subroutine of (a) is performed, and the process proceeds to step S3. If the timer-up signal is not generated, the process directly proceeds to step S3. In step S3, it is determined whether to print. If printing is not performed, the process returns to step S2. In the case of printing, after resetting the clock means 204 in step S4, the printing operation is executed in step S5.
【0042】この印刷動作は、図12(b)の印刷動作
のサブルーチンのステップSS10〜SS16で示され
る一連の動作によりなされる。ステップSS10におい
て計数値n=1と設定し、ステップSS11においてキ
ャリッジ302を1ドット分移動する。そして、ステッ
プSS12,SS13において印字データに基づいた指
定ドットインクを吸引して吐出する。そして、ステップ
SS14において、ステップSS12、SS13で駆動
された特定の振動板5のみについて、リフレシュ(残留
電荷の消滅)を行う。次のステップSS15において計
数値n=n+1としてインクリメントし、ステップSS
16においてnが最終ドットであるかどうかを判断し、
最終ドットでない場合にはステップSS11に戻って上
述の処理が繰り返される。最終ドットであった場合には
印刷動作を終了し、ステップS6においてキャリッジ3
02を再び待機位置へ復帰させて、ステップS7におい
て所定量だけ紙送りをする。そして、ステップS9にお
いて処理を続行するかどうかを判断し、続行する場合に
はステップS2に戻って上述の処理を繰り返す。続行し
ない場合には全ての処理を終了する。This printing operation is performed by a series of operations shown in steps SS10 to SS16 of the printing operation subroutine of FIG. The count value n is set to 1 in step SS10, and the carriage 302 is moved by one dot in step SS11. Then, in steps SS12 and SS13, the designated dot ink based on the print data is sucked and ejected. Then, in step SS14, refreshing (disappearance of residual charges) is performed only on the specific diaphragm 5 driven in steps SS12 and SS13. In the next step SS15, the count value n = n + 1 is incremented, and step SS
In 16, it is determined whether n is the final dot,
If it is not the final dot, the process returns to step SS11 and the above-described processing is repeated. If it is the final dot, the printing operation is ended, and in step S6, the carriage 3
02 is returned to the standby position again, and the paper is fed by a predetermined amount in step S7. Then, in step S9, it is determined whether or not the process is to be continued. If the process is to be continued, the process returns to step S2 to repeat the above process. When not continuing, all the processes are ended.
【0043】図13は図1、図9及び図12の実施例の
動作を示したタイミングチャートである。ここでは待機
状態において、抵抗Rを介してコンデンサ114を放電
状態に保持するため、パルス電圧P4が印加されてトラ
ンジスタ108がオンになっているものとする。まず、
aの区間において、パルス電圧P1,P4が供給されて
トランジスタ108,107がオン状態になり、振動板
5に正の電圧が印加され、電極21に負の電圧が印加さ
れる。これによりコンデサ114に順方向の電荷がチャ
ージされ、振動板5が静電気による吸引力により個別電
極21側に撓んだ状態になり、吐出室6の圧力が減少
し、インク103がインクキャビテイ8からオリフイス
7を通じて吐出室6内に補給される。FIG. 13 is a timing chart showing the operation of the embodiment shown in FIGS. 1, 9 and 12. Here, in the standby state, since the capacitor 114 is held in the discharged state via the resistor R, the pulse voltage P4 is applied and the transistor 108 is turned on. First,
In the section a, the pulse voltages P1 and P4 are supplied, the transistors 108 and 107 are turned on, a positive voltage is applied to the diaphragm 5, and a negative voltage is applied to the electrode 21. As a result, the capacitor 114 is charged with the electric charge in the forward direction, the vibrating plate 5 is bent to the individual electrode 21 side by the attraction force by the static electricity, the pressure of the ejection chamber 6 is reduced, and the ink 103 is ejected from the ink cavity 8. It is replenished into the discharge chamber 6 through the orifice 7.
【0044】その後、bのホ−ルド区間を経過すると、
区間cにおいて、パルス電圧P2,P4が供給されてト
ランジスタ106,108がオン状態になり、コンデン
サ104に蓄積された電荷が急速にデスチャージされ
る。その結果、振動板5と個別電極21との間に働いて
いた静電気による吸引力がなくなり、振動板5は自己の
持つ剛性により復元する。この振動板5の復元により、
吐出室6内の圧力が急速に上昇し、ノズル孔4からイン
ク液滴104を記録紙105に向けて吐出する。この
後、dの区間において示すように、振動板5のリフレッ
シュがなされる。ここでは、パルス電圧P2,P3が供
給されてトランジスタ106,109がオン状態にな
り、振動板5に負の電圧、個別電極21に正の電圧が印
加される。振動板5と個別電極21によって構成される
コンデンサ114には電荷がチャージされる。しかし、
これは通常の印刷動作の場合の逆電圧であり、充電の方
向は逆になっている。これにより、図7の残留電荷が消
滅することになる。その後、e区間において、再び電荷
を放電すると、残留電荷は消滅し残っていないので、振
動板5は図8(c)のように撓んでおらず完全に復元す
る。故に次の区間a2,b2,c2を経て再び吐出され
るインク吐出量は前回吐出されたインク吐出量とほぼ一
致する。本実施例においては、このように1ドット毎に
振動板5と個別電極21との間に生成する残留電荷を消
滅させながら、インク液滴104を吐出させている。After that, when the hold section b is passed,
In the section c, the pulse voltages P2 and P4 are supplied, the transistors 106 and 108 are turned on, and the charges accumulated in the capacitor 104 are rapidly discharged. As a result, the attraction force due to static electricity that acts between the diaphragm 5 and the individual electrode 21 disappears, and the diaphragm 5 is restored due to its own rigidity. By restoring the diaphragm 5,
The pressure in the ejection chamber 6 rapidly rises, and the ink droplets 104 are ejected from the nozzle holes 4 toward the recording paper 105. After that, as shown in the section of d, the diaphragm 5 is refreshed. Here, the pulse voltages P2 and P3 are supplied, the transistors 106 and 109 are turned on, and a negative voltage is applied to the diaphragm 5 and a positive voltage is applied to the individual electrode 21. An electric charge is charged in the capacitor 114 formed by the diaphragm 5 and the individual electrode 21. But,
This is the reverse voltage in the normal printing operation, and the charging direction is opposite. As a result, the residual charges in FIG. 7 disappear. After that, when the electric charge is discharged again in the section e, the residual electric charge disappears and is not left, so that the diaphragm 5 is not bent as shown in FIG. 8C and is completely restored. Therefore, the ink ejection amount that is ejected again through the next sections a2, b2, and c2 substantially matches the ink ejection amount that was ejected last time. In the present embodiment, the ink droplets 104 are ejected while eliminating the residual charge generated between the vibrating plate 5 and the individual electrode 21 for each dot as described above.
【0045】なお、本実施例においてはP形半導体基板
を基板として用いたが、N形半導体基板を基板として用
いた場合には、駆動回路102aとインクジェットヘッ
ド10との接続配線はP形半導体の場合とは逆とする必
要がある。Although the P-type semiconductor substrate is used as the substrate in this embodiment, when the N-type semiconductor substrate is used as the substrate, the connection wiring between the drive circuit 102a and the ink jet head 10 is made of P-type semiconductor. It should be the opposite of the case.
【0046】図14は図1の実施例のインクジェットプ
リンタの他の制御方法を示したフローチャートであり、
図15はそのサブルーチンを示したフローチャートであ
る。図15において、(a)はノズル回復動作のサブル
ーチンを示し、(b)は印刷動作のサブルーチンを示し
ている。本実施例においては、1行毎に振動板の回復動
作を行なわせるようにしている。図14のステップS4
とステップ5との間に振動板をリフレッシュさせるため
のステップSS12が挿入されており、このステップに
おいて上述の実施例の振動板のリフレッシュがなされ
る。このため、図15の印刷動作のサブルーチンは図1
2のステップSS12が削除されており、その他の処理
は同じである。FIG. 14 is a flow chart showing another control method of the ink jet printer of the embodiment of FIG.
FIG. 15 is a flowchart showing the subroutine. In FIG. 15, (a) shows the subroutine for the nozzle recovery operation, and (b) shows the subroutine for the printing operation. In this embodiment, the vibrating plate recovery operation is performed row by row. Step S4 of FIG.
Step SS12 for refreshing the diaphragm is inserted between the step 5 and the step 5, and in this step, the diaphragm of the above-described embodiment is refreshed. Therefore, the print operation subroutine of FIG.
The second step SS12 is deleted, and the other processes are the same.
【0047】図16は図14及び図15の実施例の動作
を示したタイミングチャートである。本実施例において
はキャリッジ302がリターンする毎にa区間において
パルス電圧P2及びP4が供給されてトランジスタ10
6,109がオン状態になり、振動板5及び個別電極2
1に逆電圧が印加され、上述の残留電荷を消滅させてい
る。FIG. 16 is a timing chart showing the operation of the embodiment shown in FIGS. 14 and 15. In this embodiment, the pulse voltages P2 and P4 are supplied in the section a every time the carriage 302 returns, and the transistor 10 is supplied.
6, 109 are turned on, the diaphragm 5 and the individual electrode 2
A reverse voltage is applied to 1 to eliminate the above-mentioned residual charge.
【0048】図17は図1の実施例のインクジェットプ
リンタの更に他の制御方法を示したフローチャートであ
り、図18はそのサブルーチンを示したフローチャート
である。図18において、(a)はノズル/振動板回復
動作のサブルーチンを示し、(b)は印刷動作のサブル
ーチンを示している。本実施例においては、ヘッドノズ
ルの回復動作時に振動板の回復動作も行なわせるように
している。図11のステップS1及びS8は、図17の
ステップS1a及びS8aに対応しており、このステッ
プS1a及びS8aではノズル回復動作だけでなく、振
動板の回復処理も行うようにしている。従って、図18
(a)のノズル/振動板回復動作のサブルーチンでは、
ステップSS1においてキャリッジ302を待機位置に
移動させた後に、次のステップであるステップSS12
において振動板5のリフレッシュを行うようにしてい
る。このため、図18(b)の印刷動作のサブルーチン
は図12のステップSS12が削除されている。FIG. 17 is a flow chart showing still another control method of the ink jet printer of the embodiment of FIG. 1, and FIG. 18 is a flow chart showing its subroutine. In FIG. 18, (a) shows a nozzle / vibration plate recovery operation subroutine, and (b) shows a printing operation subroutine. In this embodiment, when the head nozzle is recovered, the diaphragm is also recovered. Steps S1 and S8 of FIG. 11 correspond to steps S1a and S8a of FIG. 17, and in these steps S1a and S8a, not only the nozzle recovery operation but also the diaphragm recovery process is performed. Therefore, FIG.
In the nozzle / vibration plate recovery operation subroutine of (a),
After the carriage 302 is moved to the standby position in step SS1, the next step is step SS12.
At 5, the diaphragm 5 is refreshed. Therefore, step SS12 of FIG. 12 is deleted from the print operation subroutine of FIG. 18 (b).
【0049】以上に上述した実施例によれば、例えば1
ドットおきに、もしくは1ライン印刷する毎に、また
は、計時に基づいて、周期的に残留電荷を除去すること
により、残留電荷が及ぼす悪影響が避けられるものであ
る。本実施例のこれら各態様は、組み合わせて用いられ
てもよい。この方法で残留電荷を除去することによっ
て、好ましくは、完全に振動板の残留撓みが除かれるこ
とが望ましいが、静電アクチュエータを定められたある
状態にリセットすることによって、完全に振動板の残留
撓みが除かれなくても、すくなくともその残留撓みは一
定となり、振動板の相対変位量も一定となる。残留撓み
が一定であれば、残留撓みに応じて、駆動電圧を増加す
ることによって、インク吐出量、及びインク吐出速度を
簡単に補正することができるという効果を有する。According to the embodiment described above, for example, 1
It is possible to avoid the adverse effect of the residual charge by periodically removing the residual charge at every dot, every time one line is printed, or based on timing. Each of these aspects of the present embodiment may be used in combination. By removing residual charge in this manner, it is desirable to completely eliminate residual deflection of the diaphragm, but resetting the electrostatic actuator to a defined state allows complete retention of the diaphragm. Even if the bending is not removed, the residual bending is at least constant, and the relative displacement amount of the diaphragm is also constant. If the residual flexure is constant, there is an effect that the ink ejection amount and the ink ejection speed can be easily corrected by increasing the drive voltage according to the residual flexure.
【0050】図19は、印字1回ごとに疑似的な振動板
の回復処理動作を行う構成を示すものである。509は
ロー出力インピーダンスの電圧レギュレータであり、V
Hより低い電位VHLを生成している。制御パルスP1
0が印加されないときは、トランジスタ500がOFF
状態であるため、図19(b)に示すように個別電極2
1の電位が振動板5電位より高くなるため、常に逆電圧
がかかることになる。その結果、誘電分極そのものを実
使用上問題ない程度に低減することができる。本構成で
実施する際には、印字パルスの待機時に、振動板が撓む
ことになるが、変位量がわずかであるため、インクが吐
出することはない。FIG. 19 shows a configuration for performing a pseudo diaphragm recovery processing operation for each printing. 509 is a low output impedance voltage regulator,
A potential VHL lower than H is generated. Control pulse P1
When 0 is not applied, the transistor 500 turns off
Since it is in the state, as shown in FIG.
Since the potential of 1 becomes higher than that of the diaphragm 5, the reverse voltage is always applied. As a result, the dielectric polarization itself can be reduced to such an extent that there is no problem in practical use. In the case of implementing this configuration, the vibration plate is bent during the standby of the print pulse, but since the displacement amount is small, ink is not ejected.
【0051】以上示した回路図は、個別電極21側の駆
動回路を簡略化し示したが、図9に用いた回路を採用し
ても本発明は実施できる。In the circuit diagram shown above, the drive circuit on the side of the individual electrode 21 is simplified and shown, but the present invention can be implemented even if the circuit used in FIG. 9 is adopted.
【0052】以下、図20〜図21を用いて、電源立ち
上げ時に振動板の回復処理動作動作を行う実施例を説明
する。An embodiment in which the diaphragm recovery processing operation is performed when the power is turned on will be described below with reference to FIGS.
【0053】図20(a)は、本実施例の一様態に係わ
る回路図を示すものである。なお、本実施例において
は、振動板5はP形半導体で形成されている。この構成
によれば、図20(b)に示すように振動板5の電位
は、抵抗508を通してコンデンサ503に充電されな
がら上昇する。電源立ち上げ時にトランジスタ500が
OFF状態になる制御をすることにより、個別電極21
は電源立ち上げと同時にVHになる。そのため、電源立
ち上げ時にヘッドに逆電圧が印加されることになり、前
回駆動した時の残留電荷が振動板に残留している場合、
電源立ち上げ直後に、ノズルからインク液滴が吐出され
ることなく、この残留電荷を完全に除去することができ
る。FIG. 20 (a) shows a circuit diagram according to one aspect of this embodiment. In this embodiment, the diaphragm 5 is made of P-type semiconductor. With this configuration, as shown in FIG. 20B, the potential of the diaphragm 5 rises while being charged in the capacitor 503 through the resistor 508. By controlling the transistor 500 to be turned off when the power is turned on, the individual electrode 21
Becomes VH when the power is turned on. Therefore, the reverse voltage is applied to the head when the power is turned on, and if the residual charge from the previous drive remains on the diaphragm,
Immediately after the power is turned on, this residual charge can be completely removed without ejecting ink droplets from the nozzle.
【0054】この制御を行う際には、図20(b)に示
した個別電極21の電位変化のように、電源投入時にお
けるVHの立ち上がりを早くする必要がある。VHの立
ち上がりが遅くては、本発明の効果は期待できない。そ
のため、図21(a)に示した構成と同様な動作を行う
スイッチング回路を用い、VHの立ち上がり速度を早く
してやれば良い。512は電源であり、出力VH0は、
個別電極側の電源入力端子に、出力端子VHは、共通電
極側の電源入力端子に接続され、プリンタの駆動に必要
な電源を供給している。一般に電源は出力に大容量のコ
ンデンサが設けられているため、立ち上がり直後の出力
VH0は、図21(b)に示したカーブで変化する。ツ
ェナーダイオード511のツェナー電圧をVZとする
と、電源512の出力電圧がVZに上昇するまではツェ
ナーダイオード511はOFF状態であるため、トラン
ジスタ513もOFF状態になっている。そのため、出
力VHには電源電圧が供給されない。電源512の出力
VH0がツェナーダイオード511のツェナー電圧VZ
より高くなると、ツェナーダイオード511がON状態
になってA点の電位がVZに固定され、A点とVH0の
間に電位差が生じる。さらに、トランジスタ513をO
N状態にするのに充分な電位差がA点とVH0の間に生
じる電圧VSまでVH0が上昇すると、トランジスタ5
13がON状態になり共通電極側の電圧VHは急速にV
Sまで上昇する。When this control is performed, it is necessary to speed up the rise of VH when the power is turned on, as in the potential change of the individual electrode 21 shown in FIG. 20 (b). If VH rises slowly, the effect of the present invention cannot be expected. Therefore, it suffices to use a switching circuit that performs the same operation as the configuration shown in FIG. 21A and increase the rising speed of VH. 512 is a power supply, and the output VH0 is
The output terminal VH is connected to the power input terminal on the individual electrode side, and the output terminal VH is connected to the power input terminal on the common electrode side to supply power required for driving the printer. In general, since the power supply is provided with a large-capacity capacitor at the output, the output VHO immediately after rising changes with the curve shown in FIG. If the Zener voltage of the Zener diode 511 is VZ, the Zener diode 511 is in the OFF state until the output voltage of the power supply 512 rises to VZ, so the transistor 513 is also in the OFF state. Therefore, the power supply voltage is not supplied to the output VH. The output VH0 of the power supply 512 is the Zener voltage VZ of the Zener diode 511.
When it becomes higher, the Zener diode 511 is turned on, the potential at the point A is fixed to VZ, and a potential difference is generated between the point A and VHO. Further, the transistor 513 is turned off.
When VH0 rises to a voltage VS generated between point A and VH0, a potential difference sufficient to bring it to the N state, the transistor 5
13 is turned on and the voltage VH on the common electrode side is rapidly V
Rise to S.
【0055】このため、図20(a)に示した回路図に
おける個別電極21の電位と振動板5の電位は図20
(b)に示した電位変化とほぼ等しい変化となり、プリ
ンタの電源スイッチを入れた直後に、ノズルからインク
液滴が吐出されることなく、この残留電荷を完全に除去
することができる。特に、印字頻度が小さいアプリケー
ションで使用する際には、本構成による実施が可能であ
る。Therefore, the potential of the individual electrode 21 and the potential of the diaphragm 5 in the circuit diagram shown in FIG.
This potential change is almost equal to the potential change shown in (b), and immediately after the power switch of the printer is turned on, this residual charge can be completely removed without ejecting ink droplets from the nozzle. In particular, when used in an application with a low printing frequency, this configuration can be implemented.
【0056】また、本実施例では、振動板5がP型半導
体の場合について説明したが、振動板5にN型半導体を
用いる場合、接続配線はP形半導体の場合とは逆とする
必要があるのは、前述した通りである。In the present embodiment, the case where the vibrating plate 5 is a P-type semiconductor has been described, but when an N-type semiconductor is used for the vibrating plate 5, the connection wiring needs to be opposite to that of the P-type semiconductor. There are as described above.
【0057】[0057]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、振動
板と個別電極間にパルス電圧を印加することにより、個
別電極とこれに対向して配置された振動板との間に静電
引力を働かせてインク吐出を行う印刷装置において、電
源の立ち上げ時に、振動板側の電位の変化を抑制し、所
定の期間、印字パルスの駆動電圧の極性とは反対の電圧
がアクチュエータに印加されるので、前回の印刷動作で
蓄積された残留電荷が消滅し、振動板と個別電極との相
対変位量が低下せず、従って、インク液滴の吐出不良の
原因がなくなっているので、高い印刷品質や信頼性が得
られる。また、簡単な回路構成のみで、電源の立ち上げ
とほぼ同時に、残留電荷の除去が行われるため、複雑な
制御を要さない。As described above, according to the present invention, by applying a pulse voltage between the diaphragm and the individual electrode, electrostatic discharge is generated between the individual electrode and the diaphragm arranged opposite thereto. In a printing device that uses attractive force to eject ink, changes in the potential on the diaphragm side are suppressed when the power is turned on, and a voltage opposite to the polarity of the print pulse drive voltage is applied to the actuator for a predetermined period. Therefore, the residual charge accumulated in the previous printing operation disappears and the relative displacement amount between the diaphragm and the individual electrode does not decrease. Quality and reliability are obtained. In addition, since the residual charge is removed almost at the same time when the power is turned on with a simple circuit configuration, complicated control is not required.
【図1】 本発明の一実施例に係るインクジェットプリ
ンタの概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of an inkjet printer according to an embodiment of the present invention.
【図2】 前記実施例のインクジェットヘッドの分解斜
視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the inkjet head of the embodiment.
【図3】 前記実施例のインクジェットヘッドの断面側
面図である。FIG. 3 is a cross-sectional side view of the inkjet head of the embodiment.
【図4】 図3のA−A線矢視図である。FIG. 4 is a view taken along the line AA of FIG.
【図5】 前記実施例の振動板と個別電極の部分詳細模
式図である。FIG. 5 is a partial detailed schematic diagram of a diaphragm and individual electrodes of the above-described embodiment.
【図6】 図5の振動板及び個別電極の分極に着目した
模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram focusing on polarization of the diaphragm and the individual electrodes of FIG.
【図7】 図5の振動板及び個別電極の残留分極に着目
した模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram focusing on remanent polarization of the diaphragm and individual electrodes of FIG.
【図8】 前記実施例における振動板の撓みを経時的に
示した模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing the bending of the diaphragm in the above-described embodiment over time.
【図9】 前記実施例のインクジェットヘッドの駆動制
御回路の構成を示した図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a drive control circuit of the ink jet head of the embodiment.
【図10】 前記実施例のジェットヘッドを搭載したプ
リンタの概要図である。FIG. 10 is a schematic diagram of a printer equipped with the jet head of the embodiment.
【図11】 図1の実施例のインクジェットプリンタの
制御方法を示したフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing a method of controlling the inkjet printer of the embodiment of FIG.
【図12】 図11のサブルーチンを示したフローチャ
ートである。12 is a flowchart showing a subroutine of FIG.
【図13】 図11の実施例の動作を示すタイミングチ
ャートである。13 is a timing chart showing the operation of the embodiment of FIG.
【図14】 図1の実施例のインクジェットプリンタの
他の制御方法を示したフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart showing another control method of the inkjet printer of the embodiment of FIG.
【図15】 図14のサブルーチンを示したフローチャ
ートである。FIG. 15 is a flowchart showing a subroutine of FIG.
【図16】 図14の実施例の動作を示したタイミング
チャートである。16 is a timing chart showing the operation of the embodiment of FIG.
【図17】 図1の実施例のインクジェットプリンタの
他の制御方法を示したフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart showing another control method of the inkjet printer of the embodiment of FIG.
【図18】 図17のサブルーチンを示したフローチャ
ートである。FIG. 18 is a flowchart showing the subroutine of FIG.
【図19】 残留電荷を実使用上問題ない程度まで低減
させるためのインクジェットヘッドの駆動回路図及び振
動板、個別電極の電位変化図。FIG. 19 is a drive circuit diagram of an inkjet head and a potential change diagram of a vibrating plate and an individual electrode for reducing the residual charge to the extent that there is no problem in practical use.
【図20】 電源立ち上げ時に振動板の回復処理動作を
行うためのインクジェットヘッドの駆動回路図及び振動
板、個別電極の電位変化図。FIG. 20 is a drive circuit diagram of an inkjet head for performing a recovery processing operation of a diaphragm when power is turned on and a potential change diagram of the diaphragm and individual electrodes.
【図21】 図20に示した回路を動作させるための電
源スイッチング回路図及び出力電圧の変化を示すタイミ
ングチャート。21 is a power supply switching circuit diagram for operating the circuit shown in FIG. 20 and a timing chart showing a change in output voltage.
1,第1の基板 2,第2の基板 3,第3の基板 4,ノズル孔 5,振動板 6,吐出室 10,インクジェットヘッド 17,共通電極 21,個別電極 27,絶縁層 28,分極 29,残留分極 102,駆動回路 212,振動板の分極回復処理手段 1, 1st substrate 2, 2nd substrate 3, 3rd substrate 4, nozzle hole 5, diaphragm 6, discharge chamber 10, inkjet head 17, common electrode 21, individual electrode 27, insulating layer 28, polarization 29 , Remanent polarization 102, drive circuit 212, diaphragm polarization recovery processing means
Claims (7)
路と、該流路の一部に設けられた振動板と、該振動板に
対向して設けられた電極とからなるアクチュエータとを
有し、前記アクチュエータに順方向の電気パルスをを印
加し、前記振動板を静電気力により変形させ、前記ノズ
ルからインク液滴を吐出し、記録を行う印刷装置の駆動
方法において、 前記アクチュエータに電圧を供給する電源の立ち上げ時
に、前記順方向の電気パルスとは、極性の異なる逆方向
の電圧を前記アクチュエータに印加することを特徴とす
る印刷装置の駆動方法。1. An actuator comprising a nozzle, an ink flow path communicating with the nozzle, a vibration plate provided in a part of the flow path, and an electrode provided opposite to the vibration plate. Then, a forward electric pulse is applied to the actuator, the diaphragm is deformed by electrostatic force, ink droplets are ejected from the nozzles, and a voltage is applied to the actuator in a method of driving a printing apparatus. A method of driving a printing apparatus, comprising applying a reverse voltage having a polarity different from that of the forward electric pulse to the actuator when the power supply to be supplied is turned on.
路と、該流路の一部に設けられた振動板と、該振動板に
対向して設けられた電極とからなるアクチュエータとを
有し、前記アクチュエータに順方向の電気パルスをを印
加し、前記振動板を静電気力により変形させ、前記ノズ
ルからインク液滴を吐出し、記録を行う印刷装置におい
て、 前記アクチュエータに電圧を供給する電源の立ち上げ時
に、前記順方向の電気パルスとは、極性の異なる逆方向
の電圧を前記アクチュエータに印加する残留電荷除去手
段を有することを特徴とする印刷装置。2. An actuator comprising a nozzle, an ink flow path communicating with the nozzle, a vibration plate provided in a part of the flow path, and an electrode provided opposite to the vibration plate. In the printing apparatus that applies a forward electric pulse to the actuator, deforms the diaphragm by electrostatic force, ejects ink droplets from the nozzle, and performs recording, a power supply that supplies voltage to the actuator. The printing apparatus further comprises residual charge removing means for applying a reverse voltage having a polarity different from that of the forward electric pulse to the actuator at the start-up.
場合、前記電源の立ち上げ時の所定の期間、前記電極側
の電位が、前記振動板側の電位よりも大きくなるよう
に、前記振動板側の電位の変化を抑制する抑制手段を有
することを特徴とする請求項2記載の印刷装置。3. When the diaphragm is made of a P-type semiconductor substrate, the potential on the electrode side is higher than the potential on the diaphragm side for a predetermined period when the power source is turned on. The printing apparatus according to claim 2, further comprising a suppressing unit that suppresses a change in potential on the diaphragm side.
場合、前記電源の立ち上げ時の所定の期間、前記電極側
の電位が、前記振動板側の電位よりも小さくなるよう
に、前記振動板側の電位の変化を抑制する抑制手段を有
することを特徴とする請求項2記載の印刷装置。4. When the diaphragm is made of an N-type semiconductor substrate, the potential on the electrode side is set to be smaller than the potential on the diaphragm side for a predetermined period when the power source is turned on. The printing apparatus according to claim 2, further comprising a suppressing unit that suppresses a change in potential on the diaphragm side.
れたコンデンサであることを特徴とする請求項3又は請
求項4記載の印刷装置。5. The printing apparatus according to claim 3, wherein the suppressing unit is a capacitor connected to the diaphragm side.
が、所定の電位に達した時に作動するスイッチング回路
であることを特徴とする請求項3又は請求項4記記載の
印刷装置。6. The printing apparatus according to claim 3, wherein the suppressing unit is a switching circuit that operates when the output voltage of the power source reaches a predetermined potential.
力に接続されたツェナーダイオードと、前記電源の出力
電圧が前記ツェナーダイオードのツェナー電圧に到達し
た時に作動するトランジスタとからなることを特徴とす
る請求項6記載の印刷装置。7. The switching circuit comprises a Zener diode connected to the output of the power supply, and a transistor that operates when the output voltage of the power supply reaches the Zener voltage of the Zener diode. Item 6. The printing device according to item 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28768294A JP3254937B2 (en) | 1993-12-07 | 1994-11-22 | Printing apparatus and driving method thereof |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30683393 | 1993-12-07 | ||
JP5-306833 | 1993-12-07 | ||
JP28768294A JP3254937B2 (en) | 1993-12-07 | 1994-11-22 | Printing apparatus and driving method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07214776A true JPH07214776A (en) | 1995-08-15 |
JP3254937B2 JP3254937B2 (en) | 2002-02-12 |
Family
ID=26556840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28768294A Expired - Fee Related JP3254937B2 (en) | 1993-12-07 | 1994-11-22 | Printing apparatus and driving method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3254937B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7050217B2 (en) | 2003-06-27 | 2006-05-23 | Ricoh Company, Ltd. | Method for driving light deflector, light deflector, light deflection array, image forming device, and image projection display apparatus |
-
1994
- 1994-11-22 JP JP28768294A patent/JP3254937B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7050217B2 (en) | 2003-06-27 | 2006-05-23 | Ricoh Company, Ltd. | Method for driving light deflector, light deflector, light deflection array, image forming device, and image projection display apparatus |
US7391551B2 (en) | 2003-06-27 | 2008-06-24 | Ricoh Company, Ltd. | Method for driving light deflector, light deflector, light deflection array, image forming device, and image projection display apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3254937B2 (en) | 2002-02-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100333991B1 (en) | Driving method of ink jet head and its driving device and printing device using it | |
US5644341A (en) | Ink jet head drive apparatus and drive method, and a printer using these | |
US5818473A (en) | Drive method for an electrostatic ink jet head for eliminating residual charge in the diaphragm | |
EP1413441B1 (en) | Ink jet printer and method of controlling it | |
JP3252608B2 (en) | Driving method of inkjet head, its driving device, and printing device using the same | |
JP3252628B2 (en) | Printing apparatus and driving method thereof | |
JP3525616B2 (en) | INK JET RECORDING APPARATUS AND CONTROL METHOD THEREOF | |
JP3959775B2 (en) | Ink jet printer and driving method thereof | |
JP3252627B2 (en) | Printing apparatus and driving method thereof | |
JPH07214776A (en) | Printing apparatus and driving method thereof | |
CN111746117A (en) | Actuator drive circuit for liquid ejection device | |
JP3473045B2 (en) | Ink jet printer and driving method thereof | |
JP4075262B2 (en) | Inkjet head | |
JP4342744B2 (en) | Head drive device and ink jet recording apparatus | |
JPH09193378A (en) | Ink jet printer and driving method thereof | |
JP2002254625A (en) | Ink jet recording device | |
JP3546880B2 (en) | Inkjet printer | |
JP3252612B2 (en) | Ink jet head driving device and driving method thereof | |
JPH07214769A (en) | Inkjet head | |
JP4138146B2 (en) | Ink-jet head driving method | |
JP3520864B2 (en) | Inkjet head | |
JP2003094659A (en) | INK JET PRINTER AND CONTROL METHOD THEREOF | |
JP2858958B2 (en) | Driving method of inkjet head | |
JP3473085B2 (en) | INK JET RECORDING APPARATUS AND RECORDING METHOD THEREOF | |
JPH07214770A (en) | Inkjet head driving method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071130 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 7 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081130 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091130 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091130 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101130 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101130 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 10 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111130 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |