JPH10217460A - Ink jet recorder and method therefor - Google Patents
Ink jet recorder and method thereforInfo
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Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置および方法に関し、特に、圧電素子を駆動しイン
クを吐出して画像の記録を行なう、インクジェット記録
装置および方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink-jet recording apparatus and method, and more particularly to an ink-jet recording apparatus and method for driving a piezoelectric element and discharging ink to record an image.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、インクジェットプリンタのプ
リンタヘッドに圧電素子を用いたものがある。このよう
なプリンタヘッドでは、電圧の印加によって駆動される
圧電素子の歪みによって、所定の閉じた空間(インクチ
ャンネル)内のインクが加圧される。加圧されたインク
は、所定の閉じた空間に設けられたノズルよりインク滴
(インクドロップ)となって記録シートに向かって飛翔
する。2. Description of the Related Art Heretofore, there has been an ink jet printer using a piezoelectric element as a print head. In such a printer head, ink in a predetermined closed space (ink channel) is pressurized by distortion of a piezoelectric element driven by application of a voltage. The pressurized ink flies toward the recording sheet as ink droplets (ink drops) from nozzles provided in a predetermined closed space.
【0003】また、このようなプリンタヘッドでは、複
数の径のインク滴を飛翔させることによって階調が表現
される。現在、このようなプリンタヘッドで、より多階
調の画像を印字するための、圧電素子を駆動する駆動装
置が必要となっている。Further, in such a printer head, gradation is expressed by flying ink droplets having a plurality of diameters. At present, a driving device for driving a piezoelectric element for printing a multi-gradation image with such a printer head is required.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述のような必要性に
答えるために、圧電素子を駆動する画像信号に対応する
メインパルス電圧の前に、プレパルス電圧を印加する方
法が考えられている。このような方法によると、プレパ
ルス電圧の印加された圧電素子は、メインパルス電圧の
印加に備えて、インクチャンネル内のインクを振動さ
せ、小さな駆動電圧で、より大きな径のインクを飛翔さ
せることができる。In order to meet the above-mentioned need, there has been proposed a method of applying a pre-pulse voltage before a main pulse voltage corresponding to an image signal for driving a piezoelectric element. According to such a method, the piezoelectric element to which the pre-pulse voltage is applied can vibrate the ink in the ink channel in preparation for the application of the main pulse voltage, and can fly a larger diameter ink with a small drive voltage. it can.
【0005】図13は、メインパルス電圧の前にプレパ
ルス電圧を印加する方法を説明するための図である。図
13(a)は圧電素子を駆動するメインパルス電圧の前
に、圧電素子の駆動方向と同方向のプレパルス電圧を印
加する第1の例を示し、図13(b)は圧電素子を駆動
するメインパルス電圧の前に、圧電素子の駆動方向とは
逆方向のプレパルス電圧を印加する第2の例を示してい
る。FIG. 13 is a diagram for explaining a method of applying a pre-pulse voltage before a main pulse voltage. FIG. 13A shows a first example in which a pre-pulse voltage in the same direction as the driving direction of the piezoelectric element is applied before the main pulse voltage for driving the piezoelectric element, and FIG. 13B shows the driving of the piezoelectric element. A second example in which a pre-pulse voltage in a direction opposite to the driving direction of the piezoelectric element is applied before the main pulse voltage is shown.
【0006】メインパルス電圧は、圧電素子がインクを
加圧する方向に駆動されるよう印加される。第1の例で
は、圧電素子がインクを加圧する方向に駆動されるよう
プレパルス電圧が印加され、第2の例では、圧電素子が
インクを減圧する方向に駆動されるようプレパルス電圧
が印加されている。[0006] The main pulse voltage is applied so that the piezoelectric element is driven in a direction to press the ink. In the first example, a pre-pulse voltage is applied so that the piezoelectric element is driven in the direction of pressurizing the ink, and in the second example, the pre-pulse voltage is applied so that the piezoelectric element is driven in the direction of depressurizing the ink. I have.
【0007】ところが、このような方法で印加されるプ
レパルス電圧は、インクに対して加圧か減圧かのどちら
か一方であるため、メインパルス電圧が効率よくインク
滴を飛翔させるものとはなっていない。However, since the pre-pulse voltage applied by such a method is either pressurization or depressurization of the ink, the main pulse voltage is to fly the ink droplet efficiently. Absent.
【0008】本発明は、これらのような問題点を解決す
るためになされたもので、その目的は、より多階調を表
現することのできるインクジェット記録装置および方法
を提供することである。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus and a method capable of expressing more gradations.
【0009】また、本発明の他の目的は、圧電素子を駆
動する駆動装置の負担をより少なくすることのできるイ
ンクジェット記録装置および方法を提供することであ
る。Another object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus and method which can reduce the load on a driving device for driving a piezoelectric element.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、印字データに応答して交番電界を圧電素子に印加
し、この交番電界を印加した後に印字データに基づいて
所定の大きさの電圧を圧電素子に印加してインクを吐出
させることを特徴とするインクジェット記録装置であ
る。According to a first aspect of the present invention, an alternating electric field is applied to a piezoelectric element in response to print data, and after the alternating electric field is applied, a predetermined magnitude of electric field is applied based on the print data. An ink jet recording apparatus characterized in that a voltage is applied to a piezoelectric element to eject ink.
【0011】請求項2に記載の発明は、印字データに応
答して交番電界を圧電素子に印加する第1のステップ
と、第1のステップの後に、印字データに基づいて所定
の大きさの電圧を印加してインクを吐出させる第2のス
テップとを含むインクジェット記録方法である。According to a second aspect of the present invention, there is provided a first step of applying an alternating electric field to a piezoelectric element in response to print data, and after the first step, a voltage of a predetermined magnitude based on the print data. And a second step of ejecting ink by applying the ink jet recording method.
【0012】請求項1または請求項2に記載の発明によ
ると、圧電素子に対し交番電圧が印加された後に、デー
タに対応する電圧が印加される。これにより、同じ大き
さのインク滴を飛翔させるために圧電素子に印加する電
圧をより小さくすることができるので、より多階調を表
現することができる。また、圧電素子を駆動する駆動装
置の負担をより少なくすることができる。According to the first or second aspect of the present invention, after the alternating voltage is applied to the piezoelectric element, the voltage corresponding to the data is applied. Thus, the voltage applied to the piezoelectric element for causing ink droplets of the same size to fly can be further reduced, so that more gradations can be expressed. Further, the load on the driving device for driving the piezoelectric element can be further reduced.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
における実施の形態の1つである、圧電素子を駆動する
ヘッドドライバを有するインクジェットプリンタ1につ
いて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An ink jet printer 1 having a head driver for driving a piezoelectric element, which is one embodiment of the present invention, will be described below with reference to the drawings.
【0014】図1は、本発明における実施の形態の1つ
であるインクジェットプリンタ1の概略構成を示す斜視
図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an ink jet printer 1 according to one embodiment of the present invention.
【0015】インクジェットプリンタ1は、用紙やOH
Pシートなどの記録媒体である記録シート2と、インク
ジェット方式のプリンタヘッドであるインクジェットヘ
ッド3と、インクジェットヘッド3を保持するキャリッ
ジ4と、キャリッジ4を記録シート2の記録面に平行に
往復移動させるための揺動軸5、6と、キャリッジ4を
揺動軸5、6に沿って往復駆動させる駆動モータ7と、
駆動モータ7の回転をキャリッジの往復運動に変えるた
めのタイミングベルト9、アイドルプーリ8とを含んで
いる。[0015] The ink jet printer 1 uses paper or OH.
A recording sheet 2 that is a recording medium such as a P sheet, an inkjet head 3 that is an inkjet printer head, a carriage 4 that holds the inkjet head 3, and the carriage 4 is reciprocated in parallel with the recording surface of the recording sheet 2. Shafts 5 and 6 for driving, a drive motor 7 for reciprocatingly driving the carriage 4 along the swing shafts 5 and 6,
A timing belt 9 for changing the rotation of the drive motor 7 into a reciprocating motion of the carriage and an idle pulley 8 are included.
【0016】また、インクジェットプリンタ1は、記録
シート2を搬送経路にそって案内するガイド板を兼ねる
プラテン10と、プラテン10との間の記録シート2を
押さえ浮きを防止する紙押さえ板11と、記録シート2
を排出するための排出ローラ12、拍車ローラ13と、
インクジェットヘッド3のインク吐出不良を良好な状態
に回復させる回復系14と、記録シート2を手動で搬送
するための紙送りノブ15とを含んでいる。The ink jet printer 1 has a platen 10 also serving as a guide plate for guiding the recording sheet 2 along the transport path, a paper pressing plate 11 for pressing the recording sheet 2 between the platen 10 and preventing floating. Recording sheet 2
Roller 12, spur roller 13 for discharging
It includes a recovery system 14 for recovering the ink ejection failure of the inkjet head 3 to a satisfactory state, and a paper feed knob 15 for manually conveying the recording sheet 2.
【0017】記録シート2は、手差しあるいはカットシ
ートフィーダ等の給紙装置によって、インクジェットヘ
ッド3とプラテン10とが対向する記録部へ送り込まれ
る。この際、図示しない紙送りローラの回転量が制御さ
れ、記録部への搬送が制御される。The recording sheet 2 is fed to a recording section where the ink jet head 3 and the platen 10 face each other by a paper feeding device such as a manual feed or a cut sheet feeder. At this time, the rotation amount of a paper feed roller (not shown) is controlled, and the conveyance to the recording unit is controlled.
【0018】インクジェットヘッド3には、インクを飛
翔させるためのエネルギ源として圧電素子(PZT)が
用いられる。圧電素子には電圧が印加され、ひずみが生
じる。このひずみは、インクで満たされたチャンネルの
容積を変化させる。この容積の変化により、チャンネル
に設けられたノズルからインクが吐出され、記録シート
2への記録が行なわれる。The ink jet head 3 uses a piezoelectric element (PZT) as an energy source for flying ink. A voltage is applied to the piezoelectric element, causing distortion. This distortion changes the volume of the channel filled with ink. Due to this change in volume, ink is ejected from nozzles provided in the channel, and recording on the recording sheet 2 is performed.
【0019】キャリッジ4は、駆動モータ7、アイドル
プーリ8、タイミングベルト9により、記録シート2の
桁方向(記録シート2を横切る方向)に主走査し、キャ
リッジ4に取り付けられたインクジェットヘッド3は1
ライン分の画像を記録する。1ラインの記録が終わる毎
に、記録シート2は縦方向に送られ副走査され、次のラ
インが記録される。The carriage 4 is driven by the drive motor 7, the idle pulley 8, and the timing belt 9 to perform main scanning in the digit direction of the recording sheet 2 (a direction crossing the recording sheet 2).
Record the image for the line. Each time recording of one line is completed, the recording sheet 2 is fed in the vertical direction and sub-scanned, and the next line is recorded.
【0020】記録シート2にはこのように画像が記録さ
れ、記録部を通過した記録シート2は、その搬送方向下
流側に配置された排出ローラ12とこれに圧接される拍
車ローラ13とによって排出される。The image is recorded on the recording sheet 2 in this manner, and the recording sheet 2 that has passed through the recording section is discharged by a discharge roller 12 disposed downstream of the conveyance direction and a spur roller 13 pressed against the discharge roller 12. Is done.
【0021】図2、図3、図4は、インクジェットヘッ
ド3の構成を説明するための図である。図2はインクジ
ェットヘッド3の一部を示す平面図であり、図3は図2
のIII−III線断面図であり、図4は図3のIV−
IV線断面図である。FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 4 are views for explaining the configuration of the ink jet head 3. FIG. FIG. 2 is a plan view showing a part of the ink jet head 3, and FIG.
FIG. 4 is a sectional view taken along line III-III of FIG.
FIG. 4 is a sectional view taken along line IV.
【0022】インクジェットヘッド3は、大径ヘッド部
301と小径ヘッド部302とからなる。これら大径ヘ
ッド部301と小径ヘッド部302とは、チャンネルプ
レート303、隔壁304、振動板305、基板306
とを一体に重ねた構成となっている。複数のドット径の
インク滴のうち、大径ヘッド部301からは大きなドッ
ト径のインク滴が吐出され、小径ヘッド部302からは
小さなドット径のインク滴が吐出される。The ink jet head 3 has a large diameter head 301 and a small diameter head 302. The large-diameter head section 301 and the small-diameter head section 302 include a channel plate 303, a partition wall 304, a diaphragm 305, and a substrate 306.
And are integrated with each other. Among the ink droplets having a plurality of dot diameters, a large-diameter head portion 301 ejects an ink droplet having a large dot diameter, and a small-diameter head portion 302 ejects an ink droplet having a small dot diameter.
【0023】チャンネルプレート303は、金属または
セラミックなどからなり、表面320には撥水コート層
を有する。隔壁304との対向面はNi電鋳またはフォ
トレジスト等により微細加工され、大径ヘッド部301
と小径ヘッド部302とにはそれぞれインク307を収
容する複数のインクチャンネル308と、各インクチャ
ンネル308をインク供給室310に連結するインクイ
ンレット311が形成されている。The channel plate 303 is made of metal or ceramic, and has a water-repellent coating layer on the surface 320. The surface facing the partition wall 304 is finely processed by Ni electroforming or a photoresist, etc.
A plurality of ink channels 308 for accommodating ink 307 and an ink inlet 311 for connecting each ink channel 308 to an ink supply chamber 310 are formed in the small-diameter head portion 302 and the small-diameter head portion 302, respectively.
【0024】図3に示すように、大径ヘッド部301と
小径ヘッド部302とのインクチャンネル308は、大
径ヘッド部301と小径ヘッド部302とが対向する方
向に向かって伸びる長溝状にかつ平行に形成されてい
る。また、インク供給室310とインクチャンネル30
8とは中央線312をはさんで対称に形成されており、
図示しないインクタンクに接続されている。As shown in FIG. 3, the ink channels 308 of the large-diameter head portion 301 and the small-diameter head portion 302 have a long groove shape extending in the direction in which the large-diameter head portion 301 and the small-diameter head portion 302 face each other. They are formed in parallel. In addition, the ink supply chamber 310 and the ink channel 30
8 is formed symmetrically with respect to the center line 312,
It is connected to an ink tank (not shown).
【0025】隔壁304には、薄肉フィルムが使用され
ており、チャンネルプレート303と振動板305との
間に固定されている。なお、隔壁304は所定の張力が
加わった状態で固定される。A thin film is used for the partition wall 304, and is fixed between the channel plate 303 and the diaphragm 305. The partition 304 is fixed in a state where a predetermined tension is applied.
【0026】振動板305はPZT315を含んでい
る。振動板305の加工はまず基板306に絶縁接着剤
で固定され、その後ダイサー加工によりセパレート溝3
18、319が形成され分断されることにより行なわれ
る。また、この分断によって、各インクチャンネル30
8に対応するPZT315と、隣接するPZT315の
間に位置するPZT柱部316と、これらを囲む周囲壁
317とが分離される。The diaphragm 305 includes the PZT 315. The processing of the diaphragm 305 is first fixed to the substrate 306 with an insulating adhesive, and then the separate grooves 3 are formed by dicer processing.
18 and 319 are formed and divided. In addition, due to this division, each ink channel 30
8, the PZT column 316 located between the adjacent PZTs 315, and the surrounding wall 317 surrounding them are separated.
【0027】PZT315の動作は、後述するヘッドド
ライバ56(図5参照)を介して、インクジェットプリ
ンタ1の制御部によってコントロールされる。制御部か
ら圧電素子に設けられた2つの電極間に印字信号である
所定の電圧の印加されるとPZT315は矢印D1方向
に変形する。PZT315の変形は隔壁304に伝えら
れ、これによりインクチャンネル308内のインク30
7が加圧され、ノズル309を介してインク滴が記録シ
ート2に向かって飛翔する。The operation of the PZT 315 is controlled by the control unit of the ink jet printer 1 via a head driver 56 (see FIG. 5) described later. When a predetermined voltage, which is a print signal, is applied between two electrodes provided on the piezoelectric element from the control unit, the PZT 315 is deformed in the direction of arrow D1. The deformation of the PZT 315 is transmitted to the partition 304, thereby causing the ink 30
7 is pressurized, and the ink droplet flies toward the recording sheet 2 via the nozzle 309.
【0028】また、以上のような構成のインクジェット
ヘッド3では、図示しないインクタンクからインク供給
室310にインク307が供給される。インク供給室3
10のインク307は、インクインレット311を介し
て各インクチャンネル308に分配される。In the ink jet head 3 having the above-described structure, the ink 307 is supplied to the ink supply chamber 310 from an ink tank (not shown). Ink supply chamber 3
The ten inks 307 are distributed to each ink channel 308 via the ink inlet 311.
【0029】本実施の形態では、大径および小径のノズ
ルを持つインクジェットヘッドについて説明している
が、ノズルの径は同じ大きさであってもよい。径の大き
さが同じノズルを有しドット径を制御して階調印字を行
なうインクジェットヘッドに本発明を適用する場合、ド
ット径を正確に制御しドット径のばらつきを防止するこ
とが特に重要であるため本発明は効果的である。In this embodiment, an ink jet head having a large diameter nozzle and a small diameter nozzle has been described, but the diameter of the nozzle may be the same. When applying the present invention to an ink jet head having a nozzle having the same diameter and controlling the dot diameter to perform gradation printing, it is particularly important to accurately control the dot diameter and prevent the dot diameter from varying. Therefore, the present invention is effective.
【0030】図5は、インクジェットプリンタ1の制御
部の構成を示すブロック図である。メインコントローラ
51はコンピュータ等からの画像データを受け取り、画
像データは1フレーム単位でバッファ用のフレームメモ
リ52に格納される。記録シート2への印字の際には、
メインコントローラ51は、モータドライバ54、55
を介して、キャリッジ4の駆動モータ7と紙送りモータ
とを駆動制御する。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the control unit of the ink jet printer 1. The main controller 51 receives image data from a computer or the like, and the image data is stored in a buffer frame memory 52 in units of one frame. When printing on the recording sheet 2,
The main controller 51 includes motor drivers 54 and 55
The drive motor 7 of the carriage 4 and the paper feed motor are driven and controlled via the.
【0031】これらの駆動制御とともに、メインコント
ローラ51は、フレームメモリ52から読み出した画像
データをもとに、ドライバコントローラ53、ヘッドド
ライバ56とを介して、大径ヘッド部301、小径ヘッ
ド部302の各圧電素子315を駆動制御する。Along with these drive controls, the main controller 51 controls the large-diameter head 301 and the small-diameter head 302 via the driver controller 53 and the head driver 56 based on the image data read from the frame memory 52. The driving of each piezoelectric element 315 is controlled.
【0032】図6は、ヘッドドライバ56の概略構成と
ヘッドドライバ56によって印加される電圧とを示す図
である。FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of the head driver 56 and a voltage applied by the head driver 56.
【0033】上述のように、ヘッドドライバ56には、
ドライバコントローラ53とインクジェットヘッド3と
が接続される。ドライバコントローラ53からヘッドド
ライバ56へは印字されるインクのドット径に対応し、
画像信号を表わす0〜5Vの方形パルス電圧である信号
Vinが入力され、ヘッドドライバ56からインクジェ
ットヘッド3へはインクジェットヘッド3内の各圧電素
子315を駆動するための駆動電圧Voutが出力され
る。As described above, the head driver 56 includes:
The driver controller 53 and the inkjet head 3 are connected. From the driver controller 53 to the head driver 56, it corresponds to the dot diameter of the ink to be printed,
A signal Vin, which is a square pulse voltage of 0 to 5 V representing an image signal, is input, and a driving voltage Vout for driving each piezoelectric element 315 in the inkjet head 3 is output from the head driver 56 to the inkjet head 3.
【0034】ヘッドドライバ56は、遅延回路101
と、ランプ波形用放電回路と反転回路とを合わせた回路
102(以下、反転回路102とする)、反転増幅回路
103と、プレAC発生回路104とから構成される。
遅延回路101の出力と反転回路102の入力、反転回
路102の出力と反転増幅回路103の入力は、それぞ
れ、ノードn2、n3を介して直列に接続される。ま
た、遅延回路101の入力はノードn1に反転増幅回路
103の出力はノードn4に接続され、これらと並列
に、プレAC発生回路104の入力がノードn1に出力
がノードn4に接続される。The head driver 56 includes a delay circuit 101
, A circuit 102 combining a discharge circuit for ramp waveform and an inverting circuit (hereinafter, referred to as an inverting circuit 102), an inverting amplifying circuit 103, and a pre-AC generating circuit 104.
The output of the delay circuit 101 and the input of the inverting circuit 102, and the output of the inverting circuit 102 and the input of the inverting amplifier 103 are connected in series via nodes n2 and n3, respectively. The input of the delay circuit 101 is connected to the node n1 and the output of the inverting amplifier 103 is connected to the node n4. In parallel with these, the input of the pre-AC generation circuit 104 is connected to the node n1 and the output is connected to the node n4.
【0035】図6において、画像信号Vinは、ノード
n1から遅延回路101に入力され、遅延回路101は
画像信号を遅延させた信号Vdを出力する。反転回路1
02は、信号Vdを入力し、方形波である信号Vdをラ
ンプ波形信号にし反転させた信号Voを出力する。この
信号Voは、反転増幅回路103に入力され、反転増幅
回路103は、信号Voを反転させ増幅させた信号Vh
1をノードn4に向かって出力する。これと同時に、画
像信号Vinはノードn1からプレAC発生回路104
に入力され、プレAC発生回路104は、画像信号Vi
nに応じて、正弦波状の交番電圧をノードn4に向かっ
て出力する。In FIG. 6, an image signal Vin is input from a node n1 to a delay circuit 101, and the delay circuit 101 outputs a signal Vd obtained by delaying the image signal. Inverting circuit 1
02 inputs the signal Vd and outputs a signal Vo obtained by inverting the signal Vd, which is a square wave, into a ramp waveform signal. This signal Vo is input to the inverting amplifier circuit 103, and the inverting amplifier circuit 103 inverts and amplifies the signal Vo to obtain the signal Vh.
1 is output toward the node n4. At the same time, the image signal Vin is supplied from the node n1 to the pre-AC generation circuit 104.
And the pre-AC generation circuit 104 outputs the image signal Vi
In response to n, a sinusoidal alternating voltage is output toward node n4.
【0036】ノードn4からは、これらのようにして生
成された圧電増幅回路103の出力Vh1とプレAC発
生回路104の出力Vh2とから、駆動電圧Voutが
出力され、インクジェットヘッド3のPZT315が駆
動される。From the node n4, the drive voltage Vout is output from the output Vh1 of the piezoelectric amplification circuit 103 and the output Vh2 of the pre-AC generation circuit 104 generated as described above, and the PZT 315 of the ink jet head 3 is driven. You.
【0037】図7〜図10は、ヘッドドライバ56内の
回路の構成を説明するための図である。図7は遅延回路
101の例を示す図であり、図8は反転回路102の例
を示す図であり、図9は反転増幅回路103の例を示す
図であり、図10はプレAC発生回路104の例を示す
図である。FIGS. 7 to 10 are diagrams for explaining the configuration of the circuit in the head driver 56. FIG. FIG. 7 is a diagram showing an example of the delay circuit 101, FIG. 8 is a diagram showing an example of the inverting circuit 102, FIG. 9 is a diagram showing an example of the inverting amplifier circuit 103, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing an example of the example 104.
【0038】遅延回路101には図6に示す信号Vin
が入力され信号Vdが出力され、反転増幅回路102に
は信号Vdが入力され信号Voが出力される。また、反
転増幅回路103には信号Voが入力され信号Vh1が
出力され、プレAC発生回路104には信号Vinが入
力され信号Vh2が出力される。これらの個々の回路は
汎用的に用いられているものであり、説明を省略する。The signal Vin shown in FIG.
Is input to output a signal Vd, and the inverting amplifier circuit 102 receives the signal Vd and outputs a signal Vo. The inverting amplifier 103 receives the signal Vo and outputs the signal Vh1, and the pre-AC generator 104 receives the signal Vin and outputs the signal Vh2. These individual circuits are used for general purposes, and a description thereof will be omitted.
【0039】次に、従来例と比較しつつ、本発明におけ
る、パルス波形を有する印加電圧により駆動される圧電
素子からの、記録シートに付着した後のインクのドット
径について説明する。Next, the dot diameter of the ink from the piezoelectric element driven by the applied voltage having the pulse waveform after the ink has adhered to the recording sheet will be described in comparison with the conventional example.
【0040】図11は圧電素子に印加されるメインパル
スの印加電圧Voに対する記録シート付着後のドット径
を示す図であり、図12はプレパルスとメインパルスと
からなる、圧電素子に印加される駆動電圧の波形を示す
図である。図12(a)は本発明による圧電素子の駆動
電圧の波形を示し、図12(b)は従来の圧電素子の駆
動電圧の波形を示しており、駆動電圧の波形以外の条件
は同じである。FIG. 11 is a diagram showing the dot diameter after the recording sheet is attached to the applied voltage Vo of the main pulse applied to the piezoelectric element. FIG. 12 is a diagram showing the driving applied to the piezoelectric element, which comprises a pre-pulse and a main pulse. FIG. 3 is a diagram illustrating a voltage waveform. FIG. 12A shows the waveform of the driving voltage of the piezoelectric element according to the present invention, and FIG. 12B shows the waveform of the driving voltage of the conventional piezoelectric element. The conditions other than the driving voltage waveform are the same. .
【0041】ここでは、前述の大径ヘッド部のノズル
(ノズル径30μm)のみを用いている。また、圧電素
子には、1層当たり35μmのPZTを17層積層した
ものを用いている。Here, only the nozzle (nozzle diameter 30 μm) of the above-mentioned large diameter head portion is used. In addition, a piezoelectric element in which 17 layers of 35 μm PZT per layer are stacked is used.
【0042】図12(a)に示すように、本発明におい
て、1つのドットに対応する印字信号であるパルス電圧
は、周期が20μsecの交番電圧1周期分からなるプ
レパルス電圧と、このプレパルスを印加して10μse
c後、印加される台形状のメインパルス電圧とからな
る。プレパルス電圧の振幅は8Vであり、メインパルス
電圧は、極めて小さい立ち上がり時間で立ち上げ、イン
クのドット径に対応して変化させる振幅Voを継続した
後、50μsecの立ち下がり時間で立ち下げる。ある
パルス電圧とこれに連続する次のパルス電圧との時間間
隔は駆動周波数の逆数分となる。As shown in FIG. 12A, in the present invention, a pulse voltage as a print signal corresponding to one dot is a pre-pulse voltage consisting of one cycle of an alternating voltage having a cycle of 20 μsec, and this pre-pulse is applied. 10 μs
c), and the trapezoidal main pulse voltage to be applied. The amplitude of the pre-pulse voltage is 8 V, and the main pulse voltage rises with an extremely small rising time, continues with the amplitude Vo changed according to the dot diameter of the ink, and then falls with a falling time of 50 μsec. The time interval between a certain pulse voltage and the next successive pulse voltage is the reciprocal of the driving frequency.
【0043】図12(b)に示すように、従来例におい
ては、プレパルス電圧の方形波は、小さな立ち上がり時
間で立ち上げられ、振幅4Vを10μsec継続した
後、再び小さな立下り時間で立ち下げられる。また、こ
の方形波は、メインパルス電圧と同じ方向にのみ印加さ
れる。プレパルス電圧とメインパルス電圧との間の時間
間隔、メインパルス電圧は、本発明における駆動電圧と
同様である。As shown in FIG. 12 (b), in the conventional example, the square wave of the pre-pulse voltage rises with a short rise time, continues at an amplitude of 4 V for 10 μsec, and falls again with a small fall time. . This square wave is applied only in the same direction as the main pulse voltage. The time interval between the pre-pulse voltage and the main pulse voltage, and the main pulse voltage are the same as the drive voltage in the present invention.
【0044】図11に示すグラフの横軸は図12に示し
たメインパルスの印加電圧Vo(V)を示し、縦軸はこ
の印加電圧Voを変化させたときの記録シート付着後の
インクのドット径(μm)を示している。図11におい
て、黒丸は本発明によるインクジェットプリンタでの図
12(a)に示すパルス電圧によって圧電素子を駆動し
た際の印字を示し、白丸は従来のインクジェットプリン
タでの図12(b)に示すパルス電圧によって圧電素子
を駆動した際の印字を示す。The horizontal axis of the graph shown in FIG. 11 represents the applied voltage Vo (V) of the main pulse shown in FIG. 12, and the vertical axis represents the dot of the ink after the recording sheet adheres when the applied voltage Vo is changed. The diameter (μm) is shown. In FIG. 11, a black circle indicates printing when the piezoelectric element is driven by the pulse voltage shown in FIG. 12A in the ink jet printer according to the present invention, and a white circle indicates a pulse shown in FIG. 12B in the conventional ink jet printer. 7 shows printing when a piezoelectric element is driven by a voltage.
【0045】図11に示すように、先述のようなプレパ
ルス電圧の波形の違いは、記録シート付着後のインクの
ドット径に大きな影響を与えている。As shown in FIG. 11, the difference in the waveform of the pre-pulse voltage as described above has a great influence on the dot diameter of the ink after the recording sheet is attached.
【0046】従来20V以上のメインパルスの印加電圧
でしか駆動できなかった圧電素子を、本発明による駆動
波形を用いると、より小さな電圧で駆動することができ
る。また、従来と同じ大きさのメインパルスを印加して
も、本発明による駆動波形を用いることにより、より大
きなドット径を有するインクドロップを得ることができ
る。By using the driving waveform according to the present invention, a piezoelectric element which can be driven only by an applied voltage of a main pulse of 20 V or more can be driven by a smaller voltage. Further, even if a main pulse having the same size as that of the related art is applied, an ink drop having a larger dot diameter can be obtained by using the driving waveform according to the present invention.
【0047】以上のような駆動波形で駆動される圧電素
子を有するインクジェットプリンタでは、圧電素子に印
加する電圧をより小さくすることができるので、より多
階調を表現することができる。また、圧電素子を駆動す
る駆動装置の負担をより少なくすることができる。In an ink jet printer having a piezoelectric element driven by the above-described drive waveform, the voltage applied to the piezoelectric element can be further reduced, so that more gradations can be expressed. Further, the load on the driving device for driving the piezoelectric element can be further reduced.
【図1】本発明における実施の形態の1つであるインク
ジェットプリンタ1の概略構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an inkjet printer 1 according to one embodiment of the present invention.
【図2】インクジェットヘッド3の構成を説明するため
の、インクジェットヘッド3の一部を示す平面図であ
る。FIG. 2 is a plan view showing a part of the inkjet head 3 for explaining a configuration of the inkjet head 3. FIG.
【図3】インクジェットヘッド3の構成を説明するため
の、図2のIII−III線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 2 for explaining the configuration of the inkjet head 3.
【図4】インクジェットヘッド3の構成を説明するため
の、図3のIV−IV線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3 for explaining the configuration of the inkjet head 3.
【図5】インクジェットプリンタ1の制御部の構成を示
すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a control unit of the inkjet printer 1.
【図6】ヘッドドライバ56の概略構成とヘッドドライ
バ56によって印加される電圧とを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a head driver 56 and a voltage applied by the head driver 56.
【図7】ヘッドドライバ56内の遅延回路101の例を
示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a delay circuit 101 in a head driver 56.
【図8】ヘッドドライバ56内の反転回路102の例を
示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example of an inversion circuit 102 in a head driver 56.
【図9】ヘッドドライバ56内の反転増幅回路103の
例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example of an inverting amplifier circuit 103 in the head driver 56.
【図10】ヘッドドライバ56内のプレAC発生回路1
04の例を示す図である。FIG. 10 shows a pre-AC generation circuit 1 in a head driver 56.
It is a figure showing the example of No. 04.
【図11】圧電素子に印加されるメインパルスの印加電
圧Voに対する、記録シート付着後のドット径を示す図
である。FIG. 11 is a diagram illustrating a dot diameter after a recording sheet is adhered to an applied voltage Vo of a main pulse applied to a piezoelectric element.
【図12】プレパルスとメインパルスとからなる、圧電
素子に印加される駆動電圧の波形を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a waveform of a drive voltage composed of a pre-pulse and a main pulse and applied to a piezoelectric element.
【図13】メインパルス電圧の前にプレパルス電圧を印
加する方法を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining a method of applying a pre-pulse voltage before a main pulse voltage.
1 インクジェットプリンタ 3 プリンタヘッド 56 ヘッドドライバ 101 遅延回路 102 ランプ波形用放電回路と反転回路とを合わせた
回路 103 反転増幅回路 104 プレAC発生回路 315 PZT Vin 画像信号 Vd、Vo、Vh1、Vh2 信号 Vout 圧電素子駆動電圧REFERENCE SIGNS LIST 1 inkjet printer 3 printer head 56 head driver 101 delay circuit 102 circuit combining discharge circuit for ramp waveform and inversion circuit 103 inversion amplification circuit 104 pre-AC generation circuit 315 PZT Vin image signal Vd, Vo, Vh1, Vh2 signal Vout piezoelectric Device drive voltage
Claims (2)
子に印加し、この交番電界を印加した後に印字データに
基づいて所定の大きさの電圧を圧電素子に印加してイン
クを吐出させることを特徴とする、インクジェット記録
装置。An alternating electric field is applied to a piezoelectric element in response to print data, and after applying the alternating electric field, a voltage of a predetermined magnitude is applied to the piezoelectric element based on the print data to eject ink. An ink jet recording apparatus, characterized in that:
子に印加する第1のステップと、第1のステップの後
に、印字データに基づいて所定の大きさの電圧を圧電素
子に印加してインクを吐出させる第2のステップとを含
む、インクジェット記録方法。2. A first step of applying an alternating electric field to a piezoelectric element in response to print data, and after the first step, applying a voltage of a predetermined magnitude to the piezoelectric element based on the print data. A second step of discharging ink.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2388397A JPH10217460A (en) | 1997-02-06 | 1997-02-06 | Ink jet recorder and method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2388397A JPH10217460A (en) | 1997-02-06 | 1997-02-06 | Ink jet recorder and method therefor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10217460A true JPH10217460A (en) | 1998-08-18 |
Family
ID=12122855
Family Applications (1)
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JP2388397A Pending JPH10217460A (en) | 1997-02-06 | 1997-02-06 | Ink jet recorder and method therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH10217460A (en) |
-
1997
- 1997-02-06 JP JP2388397A patent/JPH10217460A/en active Pending
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