JP2001310461A - インク滴噴射装置 - Google Patents
インク滴噴射装置Info
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- JP2001310461A JP2001310461A JP2000127582A JP2000127582A JP2001310461A JP 2001310461 A JP2001310461 A JP 2001310461A JP 2000127582 A JP2000127582 A JP 2000127582A JP 2000127582 A JP2000127582 A JP 2000127582A JP 2001310461 A JP2001310461 A JP 2001310461A
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来、第１インク滴を噴射した後、インクメ
ニスカスが静止位置に復帰してから第２インク滴を噴射
していたが、このような駆動方法では高速駆動が困難で
あった。 【解決手段】 インクチャネルを拡大する第１電圧Ｖ１
のパルスと縮小させる第２電圧Ｖ２のパルスからなる駆
動パルスの第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２の比を選択する
ことにより、高速で安定したインクチャネルの駆動を可
能にする。
ニスカスが静止位置に復帰してから第２インク滴を噴射
していたが、このような駆動方法では高速駆動が困難で
あった。 【解決手段】 インクチャネルを拡大する第１電圧Ｖ１
のパルスと縮小させる第２電圧Ｖ２のパルスからなる駆
動パルスの第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２の比を選択する
ことにより、高速で安定したインクチャネルの駆動を可
能にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電気・機械変換手段
に駆動パルスを印加することによってインク滴を噴射す
るインク滴噴射装置に関するものである。
に駆動パルスを印加することによってインク滴を噴射す
るインク滴噴射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インク滴噴射装置は種々の方式が提案さ
れているが、その一つに剪断モードインク滴噴射装置が
あり、図１及び図２は１例として特開平１０−２７２７
７１号公報に記載されているインク滴噴射装置の例を示
す図である。図１で１はインクチューブ、２はノズル形
成部材、３はノズル、４はインクによって形成されるイ
ンクメニスカス、Ｓは電気・機械変換手段としての側
壁、６はカバープレート、７はインク供給口、８は基板
である。そして、図２に示すようにインク流路であるイ
ンクチャネルＡは側壁Ｓとカバープレート６及び基板８
によって形成されている。ノズル３は各インクチャネル
に形成されているが、図２の一部では省略してある。
れているが、その一つに剪断モードインク滴噴射装置が
あり、図１及び図２は１例として特開平１０−２７２７
７１号公報に記載されているインク滴噴射装置の例を示
す図である。図１で１はインクチューブ、２はノズル形
成部材、３はノズル、４はインクによって形成されるイ
ンクメニスカス、Ｓは電気・機械変換手段としての側
壁、６はカバープレート、７はインク供給口、８は基板
である。そして、図２に示すようにインク流路であるイ
ンクチャネルＡは側壁Ｓとカバープレート６及び基板８
によって形成されている。ノズル３は各インクチャネル
に形成されているが、図２の一部では省略してある。
【０００３】図１には１個のノズルを有する１個のイン
クチャネルの断面図が示されているが、実際の剪断モー
ドインク滴噴射装置Ｈでは、図２（ａ）に示すようにカ
バープレート６と基板８の間には複数の側壁Ｓ１、Ｓ２
・・Ｓｎ＋１で隔てられたインクチャネルＡ１、Ａ２、
・・Ａｎが多数構成されている。インクチャネルＡ１の
一端はノズル形成部材２に形成されたノズル３につなが
り、他端はインク供給口７を経て、インクチューブ１に
よって図示されていないインクタンクに接続されてい
て、前記ノズルにはインクによるインクメニスカス４を
形成している。そして、例えば側壁Ｓ１には密着形成さ
れた電極Ｑ１、Ｑ２、と側壁Ｓ２に密着形成された電極
Ｑ３、Ｑ４が設けてある。同様にインクチャネルＡ２、
・・・Ａｎの各側壁にはそれぞれ電極が密着形成されて
いる。図２（ｂ）に示すように、例えば、電極Ｑ１をア
ースに接続し、電極Ｑ２には、図示しない駆動回路によ
り、図７に示すような波高値Ｖ１（絶対値）の正の第１
パルスと波高値Ｖ２（絶対値）の負の第２パルスを有す
る駆動パルスが印加される。この駆動パルスにより、以
下述べる動作によってインク滴をノズル３から噴射す
る。従来は、Ｖ１＝Ｖ２の電圧が印加されていた。
クチャネルの断面図が示されているが、実際の剪断モー
ドインク滴噴射装置Ｈでは、図２（ａ）に示すようにカ
バープレート６と基板８の間には複数の側壁Ｓ１、Ｓ２
・・Ｓｎ＋１で隔てられたインクチャネルＡ１、Ａ２、
・・Ａｎが多数構成されている。インクチャネルＡ１の
一端はノズル形成部材２に形成されたノズル３につなが
り、他端はインク供給口７を経て、インクチューブ１に
よって図示されていないインクタンクに接続されてい
て、前記ノズルにはインクによるインクメニスカス４を
形成している。そして、例えば側壁Ｓ１には密着形成さ
れた電極Ｑ１、Ｑ２、と側壁Ｓ２に密着形成された電極
Ｑ３、Ｑ４が設けてある。同様にインクチャネルＡ２、
・・・Ａｎの各側壁にはそれぞれ電極が密着形成されて
いる。図２（ｂ）に示すように、例えば、電極Ｑ１をア
ースに接続し、電極Ｑ２には、図示しない駆動回路によ
り、図７に示すような波高値Ｖ１（絶対値）の正の第１
パルスと波高値Ｖ２（絶対値）の負の第２パルスを有す
る駆動パルスが印加される。この駆動パルスにより、以
下述べる動作によってインク滴をノズル３から噴射す
る。従来は、Ｖ１＝Ｖ２の電圧が印加されていた。
【０００４】側壁Ｓ、Ｓ１、Ｓ２、・・・は図２
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の矢印で示すように分極方向が
異なる２個の圧電材料から成る側壁Ｓａ、Ｓ１ａ、Ｓ２
ａ、・・・とＳｂ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ｂ、・・・とから構成
されていて、駆動パルスを印加することによって変形す
るアクチュエータとして動作する。電極Ｑ２及びＱ３に
駆動パルスが印加されない時は図２（ａ）のように側壁
Ｓ１、Ｓ２は変形しないが、前記波形の駆動パルスが電
極Ｑ２及びＱ３に印加されると、該第１パルスの電圧＋
Ｖによって圧電材料の分極方向に直角な方向の電界が生
じ、側壁Ｓ１ａ、Ｓ１ｂとも側壁の接合面にズリ変形を
生じ、また側壁Ｓ２ａ、Ｓ２ｂも同様反対方向にズリ変
形を生じ、図２（ｂ）に示すように側壁Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ
及び側壁Ｓ２ａ、Ｓ２ｂは互いに外側に向けて変形し、
この例ではインクチャネルＡ１の容積は大きくなる。次
に、図２（ｃ）に示すように、駆動パルスの第２パルス
の電圧−Ｖによって前記側壁Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ及びＳ２
ａ、Ｓ２ｂは互いに逆方向に変形して、インクチャネル
Ａ１の容積は急激に縮小して、インクチャネルＡ１内の
圧力が変化する。この動作によってインクチャネルＡ１
を満たしているインクの一部によるノズル内のインクメ
ニスカス４を変化させ、インク滴をノズル３から噴射す
る。各インクチャネルも同様に駆動パルスの印加によっ
て動作し、インク滴を噴射する。
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の矢印で示すように分極方向が
異なる２個の圧電材料から成る側壁Ｓａ、Ｓ１ａ、Ｓ２
ａ、・・・とＳｂ、Ｓ１ｂ、Ｓ２ｂ、・・・とから構成
されていて、駆動パルスを印加することによって変形す
るアクチュエータとして動作する。電極Ｑ２及びＱ３に
駆動パルスが印加されない時は図２（ａ）のように側壁
Ｓ１、Ｓ２は変形しないが、前記波形の駆動パルスが電
極Ｑ２及びＱ３に印加されると、該第１パルスの電圧＋
Ｖによって圧電材料の分極方向に直角な方向の電界が生
じ、側壁Ｓ１ａ、Ｓ１ｂとも側壁の接合面にズリ変形を
生じ、また側壁Ｓ２ａ、Ｓ２ｂも同様反対方向にズリ変
形を生じ、図２（ｂ）に示すように側壁Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ
及び側壁Ｓ２ａ、Ｓ２ｂは互いに外側に向けて変形し、
この例ではインクチャネルＡ１の容積は大きくなる。次
に、図２（ｃ）に示すように、駆動パルスの第２パルス
の電圧−Ｖによって前記側壁Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ及びＳ２
ａ、Ｓ２ｂは互いに逆方向に変形して、インクチャネル
Ａ１の容積は急激に縮小して、インクチャネルＡ１内の
圧力が変化する。この動作によってインクチャネルＡ１
を満たしているインクの一部によるノズル内のインクメ
ニスカス４を変化させ、インク滴をノズル３から噴射す
る。各インクチャネルも同様に駆動パルスの印加によっ
て動作し、インク滴を噴射する。
【０００５】しかし、上記のようにインクチャネルＡ１
の側壁Ｓ１及びＳ２が変形の動作をすると、隣のインク
チャネルＡ２は影響を受けるため、通常、例えば、Ａ
１、Ａ４、Ａ７・・・を同位相のパルスで駆動し、次の
周期でＡ２、Ａ５、Ａ８・・を駆動する方法が行われて
いる。即ち、３個のインクチャネルを１単位とし、各単
位内の１インクチャネルを順次駆動することにより、画
像形成が行われる。
の側壁Ｓ１及びＳ２が変形の動作をすると、隣のインク
チャネルＡ２は影響を受けるため、通常、例えば、Ａ
１、Ａ４、Ａ７・・・を同位相のパルスで駆動し、次の
周期でＡ２、Ａ５、Ａ８・・を駆動する方法が行われて
いる。即ち、３個のインクチャネルを１単位とし、各単
位内の１インクチャネルを順次駆動することにより、画
像形成が行われる。
【０００６】上記インク滴の噴射はインクチャネルの音
響的共振（以下共振と記す）を利用して、最初にインク
チャネル容積を拡大し、続いて縮小させる駆動パルスを
インクチャネルの共振周期に適合させて印加し、駆動パ
ルスの第１パルス及び第２パルスを併せてインク滴の噴
射に利用する方法が用いられている。従来においては、
図７に示す駆動パルスは、前記インクチャネルの共振周
期に適合させた第１パルスの電圧＋Ｖ１と、これに続く
第２パルスの電圧−Ｖ２の絶対値はそれぞれ｜Ｖ｜で等
しく、第１パルスのパルス幅は後に説明する共振周期の
二分の一、即ち、ＡＬである。また、第１パルスのパル
ス幅は２ＡＬである。このような駆動によってインクチ
ャネルを駆動すると、効率良くインク滴を噴射すること
ができるとして、使用されている。
響的共振（以下共振と記す）を利用して、最初にインク
チャネル容積を拡大し、続いて縮小させる駆動パルスを
インクチャネルの共振周期に適合させて印加し、駆動パ
ルスの第１パルス及び第２パルスを併せてインク滴の噴
射に利用する方法が用いられている。従来においては、
図７に示す駆動パルスは、前記インクチャネルの共振周
期に適合させた第１パルスの電圧＋Ｖ１と、これに続く
第２パルスの電圧−Ｖ２の絶対値はそれぞれ｜Ｖ｜で等
しく、第１パルスのパルス幅は後に説明する共振周期の
二分の一、即ち、ＡＬである。また、第１パルスのパル
ス幅は２ＡＬである。このような駆動によってインクチ
ャネルを駆動すると、効率良くインク滴を噴射すること
ができるとして、使用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】インク滴噴射装置を用
いて画像形成速度を向上させるには、インク滴の噴射間
隔（周期）を短くし、インク滴噴射装置を高速で駆動す
る必要がある。しかしながら、インク滴の噴射間隔（周
期）を短くすると、ノズルからインクチャネル内に空気
が巻き込まれてインクを噴射させることができなくなっ
たり、噴射すべき主なインク滴以外に付随する小さなイ
ンク滴であるサテライト滴を噴射したり、第２インク滴
が第１インク滴より小さくなるなどの現象が起こり易い
ことがわかった。この原因を解析すると以下のようなこ
とがわかった。
いて画像形成速度を向上させるには、インク滴の噴射間
隔（周期）を短くし、インク滴噴射装置を高速で駆動す
る必要がある。しかしながら、インク滴の噴射間隔（周
期）を短くすると、ノズルからインクチャネル内に空気
が巻き込まれてインクを噴射させることができなくなっ
たり、噴射すべき主なインク滴以外に付随する小さなイ
ンク滴であるサテライト滴を噴射したり、第２インク滴
が第１インク滴より小さくなるなどの現象が起こり易い
ことがわかった。この原因を解析すると以下のようなこ
とがわかった。
【０００８】インク滴の噴射間隔（周期）が長い場合に
は、第１インク滴が噴射した後、インク量の減少分はノ
ズルとインクの毛細管力によってインク供給口７からイ
ンクチャネルへインクが補給され、インクメニスカス４
が前記静止位置に復帰して、安定に第２インク滴を噴射
することができた。しかしインク滴の噴射間隔（周期）
が短くなると、第１のインク滴の噴射後、インクメニス
カス４が前記静止位置に復帰する以前に、第２インク滴
を噴射させようとして駆動していることがわかった。
は、第１インク滴が噴射した後、インク量の減少分はノ
ズルとインクの毛細管力によってインク供給口７からイ
ンクチャネルへインクが補給され、インクメニスカス４
が前記静止位置に復帰して、安定に第２インク滴を噴射
することができた。しかしインク滴の噴射間隔（周期）
が短くなると、第１のインク滴の噴射後、インクメニス
カス４が前記静止位置に復帰する以前に、第２インク滴
を噴射させようとして駆動していることがわかった。
【０００９】すなわち、インクメニスカス４が前記静止
位置に復帰する以前に、図７に示す駆動パルス（Ｖ１と
Ｖ２の絶対値が等しい）によって第２インク滴を噴射さ
せるため駆動すると、インクメニスカス４が不安定にな
り、ノズルからインクチャネル内に空気が巻き込まれて
インク滴を噴射させることができなくなったり、噴射す
べき主なインク滴以外に、付随する小さなインク滴であ
るサテライト滴を噴射したり、第２インク滴が第１イン
ク滴より小さくなるなどの現象が起こり易く、連続して
駆動を行った場合、動作が不安定になるなどの問題点が
あった。
位置に復帰する以前に、図７に示す駆動パルス（Ｖ１と
Ｖ２の絶対値が等しい）によって第２インク滴を噴射さ
せるため駆動すると、インクメニスカス４が不安定にな
り、ノズルからインクチャネル内に空気が巻き込まれて
インク滴を噴射させることができなくなったり、噴射す
べき主なインク滴以外に、付随する小さなインク滴であ
るサテライト滴を噴射したり、第２インク滴が第１イン
ク滴より小さくなるなどの現象が起こり易く、連続して
駆動を行った場合、動作が不安定になるなどの問題点が
あった。
【００１０】本発明は、上記問題点を解決して高速でイ
ンクチャネルを駆動しても安定に動作するインク滴噴射
装置を提供することを目的とする。
ンクチャネルを駆動しても安定に動作するインク滴噴射
装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、以下に
示す発明によって達成される。
示す発明によって達成される。
【００１２】１．インクチャネルと、前記インクチャネ
ルの容積を変化させる電気・機械変換手段と、インクを
噴射するノズルとを有し、前記電気・機械変換手段に、
前記インクチャネル内に負の圧力を発生させる第１パル
スと、それに続き、前記インクチャネル内に正の圧力を
発生させる第２パルスを印加して前記ノズルからインク
滴を噴射するインク滴噴射装置であって、前記第１パル
スと前記第２パルスを有する第１の駆動パルスによって
第１のインク滴を噴射した後、前記ノズルのインクメニ
スカスがインク滴を噴射する前の静止位置に復帰しない
時点で、前記第１パルスと前記第２パルスを有する第２
の駆動パルスを印加し、前記第２の駆動パルスにおける
前記第１パルスの電圧の絶対値Ｖ１と前記第２パルスの
電圧の絶対値Ｖ２との比〔Ｖ１／Ｖ２〕を１．２≦〔Ｖ
１／Ｖ２〕≦５．０として第２のインク滴を噴射するこ
とを特徴とするインク滴噴射装置。
ルの容積を変化させる電気・機械変換手段と、インクを
噴射するノズルとを有し、前記電気・機械変換手段に、
前記インクチャネル内に負の圧力を発生させる第１パル
スと、それに続き、前記インクチャネル内に正の圧力を
発生させる第２パルスを印加して前記ノズルからインク
滴を噴射するインク滴噴射装置であって、前記第１パル
スと前記第２パルスを有する第１の駆動パルスによって
第１のインク滴を噴射した後、前記ノズルのインクメニ
スカスがインク滴を噴射する前の静止位置に復帰しない
時点で、前記第１パルスと前記第２パルスを有する第２
の駆動パルスを印加し、前記第２の駆動パルスにおける
前記第１パルスの電圧の絶対値Ｖ１と前記第２パルスの
電圧の絶対値Ｖ２との比〔Ｖ１／Ｖ２〕を１．２≦〔Ｖ
１／Ｖ２〕≦５．０として第２のインク滴を噴射するこ
とを特徴とするインク滴噴射装置。
【００１３】２．前記第１パルスの電圧の絶対値Ｖ１に
対する前記第２パルスの電圧の絶対値Ｖ２の比〔Ｖ１／
Ｖ２〕が１．５≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦３．０の範囲にある
前記第２の駆動パルスによって、第２のインク滴を噴射
することを特徴とする前記１に記載のインク滴噴射装
置。
対する前記第２パルスの電圧の絶対値Ｖ２の比〔Ｖ１／
Ｖ２〕が１．５≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦３．０の範囲にある
前記第２の駆動パルスによって、第２のインク滴を噴射
することを特徴とする前記１に記載のインク滴噴射装
置。
【００１４】３．複数の前記インクチャネルを有し、前
記電気・機械変換手段が前記複数のインクチャネルの隔
壁を剪断モードで変形する圧電素子で構成したことを特
徴とする前記１又は前記２に記載のインク滴噴射装置。
記電気・機械変換手段が前記複数のインクチャネルの隔
壁を剪断モードで変形する圧電素子で構成したことを特
徴とする前記１又は前記２に記載のインク滴噴射装置。
【００１５】４．前記第１パルスの継続時間が実質的に
前記インクチャネルのＡＬ（音響的共振周期の二分の
一）であることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項
に記載のインク滴噴射装置。
前記インクチャネルのＡＬ（音響的共振周期の二分の
一）であることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項
に記載のインク滴噴射装置。
【００１６】５．インクチャネルと、前記インクチャネ
ルの容積を変化させる電気・機械変換手段と、インクを
噴射するノズルとを有し、前記電気・機械変換手段に、
前記インクチャネル内に負の圧力を発生させる第１パル
スと、それに続き、前記インクチャネル内に正の圧力を
発生させる第２パルスを印加して前記ノズルからインク
滴を噴射するインク滴噴射装置であって、インクの表面
張力をγ（単位は１０-3Ｎ・ｍ-1）、粘度をη（単位は
１０-3Ｐａ／ｓ）、前記ノズルの直径をｒ（単位はμ
ｍ）、前記インクチャネルのＡＬ（音響的共振周期の二
分の、一単位はμｓ）、インク滴の噴射周期をＴ（単位
はμｓ）としたときに、［Ｔ／ＡＬ］≦［３．０×η×
ｒ／γ］で、且つ、前記第１パルスの電圧の絶対値Ｖ１
に対する前記第２パルスの電圧の絶対値Ｖ２の比〔Ｖ１
／Ｖ２〕が１．２≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦５．０の範囲にあ
る前記第１パルスと、前記第２パルスを有する駆動パル
スによってインク滴を噴射することを特徴とするインク
滴噴射装置。
ルの容積を変化させる電気・機械変換手段と、インクを
噴射するノズルとを有し、前記電気・機械変換手段に、
前記インクチャネル内に負の圧力を発生させる第１パル
スと、それに続き、前記インクチャネル内に正の圧力を
発生させる第２パルスを印加して前記ノズルからインク
滴を噴射するインク滴噴射装置であって、インクの表面
張力をγ（単位は１０-3Ｎ・ｍ-1）、粘度をη（単位は
１０-3Ｐａ／ｓ）、前記ノズルの直径をｒ（単位はμ
ｍ）、前記インクチャネルのＡＬ（音響的共振周期の二
分の、一単位はμｓ）、インク滴の噴射周期をＴ（単位
はμｓ）としたときに、［Ｔ／ＡＬ］≦［３．０×η×
ｒ／γ］で、且つ、前記第１パルスの電圧の絶対値Ｖ１
に対する前記第２パルスの電圧の絶対値Ｖ２の比〔Ｖ１
／Ｖ２〕が１．２≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦５．０の範囲にあ
る前記第１パルスと、前記第２パルスを有する駆動パル
スによってインク滴を噴射することを特徴とするインク
滴噴射装置。
【００１７】６．前記第１パルスの電圧の絶対値Ｖ１に
対する前記第２パルスの電圧の絶対値Ｖ２の比〔Ｖ１／
Ｖ２〕が１．５≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦３．０の範囲にある
前記駆動パルスによってインク滴を噴射することを特徴
とする前記５に記載のインク滴噴射装置。
対する前記第２パルスの電圧の絶対値Ｖ２の比〔Ｖ１／
Ｖ２〕が１．５≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦３．０の範囲にある
前記駆動パルスによってインク滴を噴射することを特徴
とする前記５に記載のインク滴噴射装置。
【００１８】７．複数の前記インクチャネルを有し、前
記電気・機械変換手段が前記複数のインクチャネルの隔
壁を剪断モードで変形する圧電素子で構成したことを特
徴とする前記５又は前記６に記載のインク滴噴射装置。
記電気・機械変換手段が前記複数のインクチャネルの隔
壁を剪断モードで変形する圧電素子で構成したことを特
徴とする前記５又は前記６に記載のインク滴噴射装置。
【００１９】８．前記第１パルスの継続時間が実質的に
前記インクチャネルの前記ＡＬであることを特徴とする
前記５〜７のいずれか１項に記載のインク滴噴射装置。
前記インクチャネルの前記ＡＬであることを特徴とする
前記５〜７のいずれか１項に記載のインク滴噴射装置。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態に係るインク
滴噴射装置は図１及び２に示す機械的構成を有する。し
かしながら、本発明の実施の形態としては図１，２に示
すものに限られず、種々の機械的構成のものがあり得
る。本発明の実施の形態に係るインク噴射装置の他の例
を図３〜６に示す。図３〜５において、図１と同一の部
品には同一の符号を付す。
滴噴射装置は図１及び２に示す機械的構成を有する。し
かしながら、本発明の実施の形態としては図１，２に示
すものに限られず、種々の機械的構成のものがあり得
る。本発明の実施の形態に係るインク噴射装置の他の例
を図３〜６に示す。図３〜５において、図１と同一の部
品には同一の符号を付す。
【００２１】図３におけるＬはインクチャネルＡの長さ
であり、インクチャネルＡの音響的共振周期の二分の一
ＡＬは、ＡＬ≒Ｌ／ＡＣで表される。ＡＣはインクチャ
ネル内の圧力波の速度である。なお、インクチャネルＡ
の長さは図３（ｂ）の幾何学的な長さＬにぴったり一致
するものではなく、インクチャネルＡの実効的な長さで
ある。前記式中の≒はこのような意味を含んでいる。
であり、インクチャネルＡの音響的共振周期の二分の一
ＡＬは、ＡＬ≒Ｌ／ＡＣで表される。ＡＣはインクチャ
ネル内の圧力波の速度である。なお、インクチャネルＡ
の長さは図３（ｂ）の幾何学的な長さＬにぴったり一致
するものではなく、インクチャネルＡの実効的な長さで
ある。前記式中の≒はこのような意味を含んでいる。
【００２２】インクチャネルＡの音響的共振周期の二分
の一ＡＬは、インク噴射装置の電気・機械変換手段に矩
形波を印加して出射するインク滴の速度を測定し、矩形
波の電圧値を一定にして矩形波のパルス幅を変化させた
ときに、液滴速度が最大になるパルス幅として求められ
る。
の一ＡＬは、インク噴射装置の電気・機械変換手段に矩
形波を印加して出射するインク滴の速度を測定し、矩形
波の電圧値を一定にして矩形波のパルス幅を変化させた
ときに、液滴速度が最大になるパルス幅として求められ
る。
【００２３】図３に示すインク滴噴射装置のインクチャ
ネルの配列及び駆動パルスの印加時における各インクチ
ャネルの作動を図４に示す。
ネルの配列及び駆動パルスの印加時における各インクチ
ャネルの作動を図４に示す。
【００２４】インクチャネルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・
は空隙として形成されたエアチャネルＤを挟んで形成さ
れ、インクチャネルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・を形成す
る側壁には電極Ｑａが形成され、エアチャネルＤを形成
する側壁には電極Ｑｄが形成される。図４（ａ）と図５
（ａ）に示す例では、図示しない駆動回路からパルスＰ
１、Ｐ２が電極Ｑａに印加される。
は空隙として形成されたエアチャネルＤを挟んで形成さ
れ、インクチャネルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・を形成す
る側壁には電極Ｑａが形成され、エアチャネルＤを形成
する側壁には電極Ｑｄが形成される。図４（ａ）と図５
（ａ）に示す例では、図示しない駆動回路からパルスＰ
１、Ｐ２が電極Ｑａに印加される。
【００２５】先ず、図４（ｂ）に示すように、第１段階
として、インクチャネルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・の容
積を拡大する正電圧＋ＶのパルスＰ１が電極Ｑａに印加
される。次いで、図５（ａ）に示すように、インクチャ
ネルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・の容積を縮小する負電圧
−ＶのパルスＰ２が電極Ｑａに印加される。
として、インクチャネルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・の容
積を拡大する正電圧＋ＶのパルスＰ１が電極Ｑａに印加
される。次いで、図５（ａ）に示すように、インクチャ
ネルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・の容積を縮小する負電圧
−ＶのパルスＰ２が電極Ｑａに印加される。
【００２６】このように、パルスＰ１とＰ２からなる駆
動パルスを電極Ｑａに印加することにより、インクチャ
ネルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・からインク滴が飛翔す
る。
動パルスを電極Ｑａに印加することにより、インクチャ
ネルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・からインク滴が飛翔す
る。
【００２７】図６（ａ）、（ｂ）は前述のインクチャネ
ルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・の駆動における電極Ｑａ、
Ｑｄの電圧を示す。図６（ａ）、（ｂ）から明らかなよ
うに、この駆動においては、電極Ｑａに正のパルスＰ１
と負のパルスＰ２が印加される。
ルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・の駆動における電極Ｑａ、
Ｑｄの電圧を示す。図６（ａ）、（ｂ）から明らかなよ
うに、この駆動においては、電極Ｑａに正のパルスＰ１
と負のパルスＰ２が印加される。
【００２８】インクチャネル駆動方法として次に説明す
る他の方法がある。図６（ｃ）、（ｄ）は該他の方法に
おける電極ＱａとＱｄの電圧を示し、この方法において
は、図示しない駆動回路により、図６（ｃ）、（ｄ）に
示すように、正電圧のパルスＰ１を電極Ｑａに印加する
一方、電極Ｑｄに正電圧のパルスＰ２を印可する。
る他の方法がある。図６（ｃ）、（ｄ）は該他の方法に
おける電極ＱａとＱｄの電圧を示し、この方法において
は、図示しない駆動回路により、図６（ｃ）、（ｄ）に
示すように、正電圧のパルスＰ１を電極Ｑａに印加する
一方、電極Ｑｄに正電圧のパルスＰ２を印可する。
【００２９】インクチャネルＡ１、Ａ２、Ａ３、・・・
の容積の拡大は前記の図５（ｂ）、図６（ａ）に示す場
合と同様にして行われ、インクチャネルＡ１、Ａ２、Ａ
３、・・・の容積を縮小する駆動段階においては、図５
（ｂ）に示すように、エアチャネルの電極Ｑｄに＋Ｖ正
電圧を印加することにより、電極Ｑａに負電圧を印加し
た図５（ａ）の場合と同様な駆動を行っている。
の容積の拡大は前記の図５（ｂ）、図６（ａ）に示す場
合と同様にして行われ、インクチャネルＡ１、Ａ２、Ａ
３、・・・の容積を縮小する駆動段階においては、図５
（ｂ）に示すように、エアチャネルの電極Ｑｄに＋Ｖ正
電圧を印加することにより、電極Ｑａに負電圧を印加し
た図５（ａ）の場合と同様な駆動を行っている。
【００３０】図５（ｂ）と図６（ｃ）、（ｄ）に示す駆
動方法は正電圧のパルスを用いて駆動できる点で回路の
設計上有利である。
動方法は正電圧のパルスを用いて駆動できる点で回路の
設計上有利である。
【００３１】図７は本発明の実施の形態において、駆動
パルスを機械的な変位に変換する電気・機械変換手段と
しての側壁Ｓ１、Ｓ２、・・・を駆動してインクを噴射
させる駆動パルスの波形を示す。図７の駆動パルスは前
述のように、側壁Ｓを駆動してインクチャネルＡの容積
を拡大させる第１電圧＋Ｖ１のパルスと側壁Ｓを駆動し
てインクチャネルＡの容積を縮小させる第２電圧−Ｖ２
のパルスからなる。なお、実施の形態における説明にお
いては、個々のインクチャネルＡ１、Ａ２、・・・を説
明するとき以外は、インクチャネルＡ１、Ａ２、・・・
のそれぞれをインクチャネルＡと称する。また、インク
チャネルを構成する側壁Ｓ１、Ｓ２、・・・のようなイ
ンクチャネル構成部も側壁Ｓのように数字を付加しない
で示す。
パルスを機械的な変位に変換する電気・機械変換手段と
しての側壁Ｓ１、Ｓ２、・・・を駆動してインクを噴射
させる駆動パルスの波形を示す。図７の駆動パルスは前
述のように、側壁Ｓを駆動してインクチャネルＡの容積
を拡大させる第１電圧＋Ｖ１のパルスと側壁Ｓを駆動し
てインクチャネルＡの容積を縮小させる第２電圧−Ｖ２
のパルスからなる。なお、実施の形態における説明にお
いては、個々のインクチャネルＡ１、Ａ２、・・・を説
明するとき以外は、インクチャネルＡ１、Ａ２、・・・
のそれぞれをインクチャネルＡと称する。また、インク
チャネルを構成する側壁Ｓ１、Ｓ２、・・・のようなイ
ンクチャネル構成部も側壁Ｓのように数字を付加しない
で示す。
【００３２】インクチャネルＡの音響的な共振周波数の
逆数の１／２を期間ＡＬ（時間）とすると、通常、第１
電圧＋Ｖ１のパルスはその幅を実質的にＡＬに等しく設
定される。また、この期間ＡＬはインクチャネルの長さ
に対応していて、この駆動パルスで駆動したときに、イ
ンク滴が噴射する速度が最大となる。第１電圧＋Ｖ１と
第２電圧−Ｖ２を一定とし、第１電圧Ｖ１のパルス幅を
変化させて駆動した時のパルス幅と液滴の飛翔速度の関
係から、液滴の飛翔速度が最大となるパルス幅（時間）
をＡＬとして測定できる。そして、図７に示すように、
パルス幅ＡＬの第１電圧＋Ｖ１の後に、第２電圧−Ｖ
２、パルス幅２ＡＬのパルスを印加する。
逆数の１／２を期間ＡＬ（時間）とすると、通常、第１
電圧＋Ｖ１のパルスはその幅を実質的にＡＬに等しく設
定される。また、この期間ＡＬはインクチャネルの長さ
に対応していて、この駆動パルスで駆動したときに、イ
ンク滴が噴射する速度が最大となる。第１電圧＋Ｖ１と
第２電圧−Ｖ２を一定とし、第１電圧Ｖ１のパルス幅を
変化させて駆動した時のパルス幅と液滴の飛翔速度の関
係から、液滴の飛翔速度が最大となるパルス幅（時間）
をＡＬとして測定できる。そして、図７に示すように、
パルス幅ＡＬの第１電圧＋Ｖ１の後に、第２電圧−Ｖ
２、パルス幅２ＡＬのパルスを印加する。
【００３３】本実施の形態においては、インクチャネル
Ａを高速度で駆動することを目的として、第１のインク
滴を噴射した後に、ノズル３のインクメニスカス４を、
インク滴を噴射する前の静止状態に復帰させない時点
で、次のインク滴を噴射させる駆動パルスを印加してい
る。このような条件で安定したインク滴を噴射し、高速
駆動を可能にするためには、次の条件１を満たすことが
必要である。
Ａを高速度で駆動することを目的として、第１のインク
滴を噴射した後に、ノズル３のインクメニスカス４を、
インク滴を噴射する前の静止状態に復帰させない時点
で、次のインク滴を噴射させる駆動パルスを印加してい
る。このような条件で安定したインク滴を噴射し、高速
駆動を可能にするためには、次の条件１を満たすことが
必要である。
【００３４】 条件１・・・１．２≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦５．０ 静止状態からの第１のインク滴を噴射するための第１の
パルスについては必ずしも条件１を満たす必要はない
が、条件１を満たしていることが好ましい。
パルスについては必ずしも条件１を満たす必要はない
が、条件１を満たしていることが好ましい。
【００３５】前記比Ｖ１／Ｖ２が前記条件１の下限を下
回るか又は上限を上回ると、インク滴が噴射されない場
合が生じたり、インク滴が噴射されてもインク滴が不揃
いになったり、サテライト滴が発生したりして画質が低
下する。
回るか又は上限を上回ると、インク滴が噴射されない場
合が生じたり、インク滴が噴射されてもインク滴が不揃
いになったり、サテライト滴が発生したりして画質が低
下する。
【００３６】前記比Ｖ１／Ｖ２が前記条件１の上限を上
回ると、インク滴が不揃いになったり、サテライト滴が
発生したりして画質が低下する。また、インクが噴射さ
れない場合が生ずる。
回ると、インク滴が不揃いになったり、サテライト滴が
発生したりして画質が低下する。また、インクが噴射さ
れない場合が生ずる。
【００３７】前記比Ｖ１／Ｖ２が次の条件２を満たすこ
とが、より高速、且つ、高画質を達成する上で好まし
い。
とが、より高速、且つ、高画質を達成する上で好まし
い。
【００３８】 条件２・・・１．５≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦３．０ また、ノズル３のインクメニスカス４の復帰はインクの
物性、ノズル径、インクチャネルの長さに依存する。イ
ンクメニスカスの復帰時間とＡＬの比、即ち、（インク
メニスカスの復帰時間／ＡＬ）は（３．０×η×ｒ／
γ）となることが分かった。即ち、第１の駆動パルスで
のインク滴の噴射によりインクメニスカスの後退が復帰
する前に第２の駆動パルスで噴射を行うという高速駆動
は次の条件３で表すことができる。
物性、ノズル径、インクチャネルの長さに依存する。イ
ンクメニスカスの復帰時間とＡＬの比、即ち、（インク
メニスカスの復帰時間／ＡＬ）は（３．０×η×ｒ／
γ）となることが分かった。即ち、第１の駆動パルスで
のインク滴の噴射によりインクメニスカスの後退が復帰
する前に第２の駆動パルスで噴射を行うという高速駆動
は次の条件３で表すことができる。
【００３９】 条件３・・・（Ｔ／ＡＬ）≦（３．０×η×ｒ／γ） の条件でインクチャネル駆動を行うときに、第１電圧＋
Ｖ１に対する第２電圧−Ｖ２の絶対値の比〔Ｖ１／Ｖ
２〕が前記の条件１、即ち、１．２≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦
５．０の範囲内で印加すると、安定に駆動することがで
きる。
Ｖ１に対する第２電圧−Ｖ２の絶対値の比〔Ｖ１／Ｖ
２〕が前記の条件１、即ち、１．２≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦
５．０の範囲内で印加すると、安定に駆動することがで
きる。
【００４０】但し、インクの表面張力をγ（単位は１０
-3Ｎ・ｍ-1）、粘度をη（単位は１０-3Ｐａ／ｓ）、前
記ノズルの直径をｒ（単位はμｍ）、前記インクチャネ
ルの音響的共振周期の二分の一をＡＬ（単位はμｓ）、
インク滴の噴射周期をＴ（単位はμｓ）とする。
-3Ｎ・ｍ-1）、粘度をη（単位は１０-3Ｐａ／ｓ）、前
記ノズルの直径をｒ（単位はμｍ）、前記インクチャネ
ルの音響的共振周期の二分の一をＡＬ（単位はμｓ）、
インク滴の噴射周期をＴ（単位はμｓ）とする。
【００４１】前記比Ｖ１／Ｖ２が前記条件１の下限を下
回るか又は上限を上回ると、インク滴が噴射されない場
合が生じたり、インク滴が噴射されてもインク滴が不揃
いになったり、サテライト滴が発生したりして画質が低
下する。
回るか又は上限を上回ると、インク滴が噴射されない場
合が生じたり、インク滴が噴射されてもインク滴が不揃
いになったり、サテライト滴が発生したりして画質が低
下する。
【００４２】更に、前記条件３の元で前記比Ｖ１／Ｖ２
を、１．５≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦３．０とすることがより
高速、且つ、高画質を達成する上で好ましい。
を、１．５≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦３．０とすることがより
高速、且つ、高画質を達成する上で好ましい。
【００４３】
【実施例】以下に述べる２種類のヘッド、及び２種類の
インクを使用して、パルスＰ１の電圧＋Ｖ１とパルスＰ
２の電圧−Ｖ２の絶対値の比〔Ｖ１／Ｖ２〕を変え、ま
たインク滴の飛翔速度が６ｍ／ｓとなるように駆動パル
スの電圧を設定して、第１インク滴と第２インク滴の径
の比Ｄ、サテライト滴発生の状況、また、電圧を上昇さ
せて飛翔速度を増加させ、ノズルから空気を巻き込んで
インク滴の噴射が不可能となる前の噴射可能な最大飛翔
速度ＡＩＬ（ｍ／ｓ）を測定した。第１インク滴と第２
インク滴の径の比Ｄは１に近いほど良く、サテライト滴
発生は小さいほどよい。また最大飛翔速度ＡＩＬは大き
いほど良い。
インクを使用して、パルスＰ１の電圧＋Ｖ１とパルスＰ
２の電圧−Ｖ２の絶対値の比〔Ｖ１／Ｖ２〕を変え、ま
たインク滴の飛翔速度が６ｍ／ｓとなるように駆動パル
スの電圧を設定して、第１インク滴と第２インク滴の径
の比Ｄ、サテライト滴発生の状況、また、電圧を上昇さ
せて飛翔速度を増加させ、ノズルから空気を巻き込んで
インク滴の噴射が不可能となる前の噴射可能な最大飛翔
速度ＡＩＬ（ｍ／ｓ）を測定した。第１インク滴と第２
インク滴の径の比Ｄは１に近いほど良く、サテライト滴
発生は小さいほどよい。また最大飛翔速度ＡＩＬは大き
いほど良い。
【００４４】使用した２種類のヘッドとして、ヘッド
はインクチャネルの音響的共振周期の１／２（ＡＬ）が
９．０μｓ、ノズル径が４１μｍのヘッドである。また
ヘッドはインクチャネルの音響的共振周期の１／２
（ＡＬ）が５．２μｓ、ノズル径が２０μｍのヘッドで
ある。
はインクチャネルの音響的共振周期の１／２（ＡＬ）が
９．０μｓ、ノズル径が４１μｍのヘッドである。また
ヘッドはインクチャネルの音響的共振周期の１／２
（ＡＬ）が５．２μｓ、ノズル径が２０μｍのヘッドで
ある。
【００４５】使用した２種類のインクとして、インク
は銅フタロシアニンを炭素数１５から２０の炭化水素の
混合溶媒に分散し、粘度９．５×１０-3Ｐａ／ｓ、表面
張力が２８×１０-3Ｎ・ｍ-1になるよう調整したインク
である。また、インクは銅フタロシアニンをエチレン
グリコール、グリセリン、水の混合溶媒に分散し、粘度
４．３×１０-3Ｐａ／ｓ、表面張力が４４×１０-3Ｎ・
ｍ-1になるよう調整したインクである。
は銅フタロシアニンを炭素数１５から２０の炭化水素の
混合溶媒に分散し、粘度９．５×１０-3Ｐａ／ｓ、表面
張力が２８×１０-3Ｎ・ｍ-1になるよう調整したインク
である。また、インクは銅フタロシアニンをエチレン
グリコール、グリセリン、水の混合溶媒に分散し、粘度
４．３×１０-3Ｐａ／ｓ、表面張力が４４×１０-3Ｎ・
ｍ-1になるよう調整したインクである。
【００４６】測定結果を表に示す。表の駆動電圧Ｖと
は、前記インク滴の飛翔速度が６ｍ／ｓになるよう駆動
した第１のパルスの電圧値Ｖ１である。また最大飛翔速
度ＡＩＬ（ｍ／ｓ）は、インク滴を前記飛翔速度６ｍ／
ｓで噴射させた駆動電圧から順次電圧を上げて行き、測
定したものである。
は、前記インク滴の飛翔速度が６ｍ／ｓになるよう駆動
した第１のパルスの電圧値Ｖ１である。また最大飛翔速
度ＡＩＬ（ｍ／ｓ）は、インク滴を前記飛翔速度６ｍ／
ｓで噴射させた駆動電圧から順次電圧を上げて行き、測
定したものである。
【００４７】実施例１は前記インク及びヘッドを使
用し、インク滴の噴射間隔（周期）が１４４μｓになる
ように駆動し、第１インク滴の噴射後、インクメニスカ
ス４が静止位置に復帰する以前に第２インク滴を駆動し
た場合である。比較例１は実施例１と対比して参考に示
したもので、インク滴の噴射間隔（周期）が４９５μｓ
になるように駆動した以外は実施例１と同じ条件であ
り、この場合、第１インク滴の噴射後、インクメニスカ
スが静止位置に復帰してから第２インク滴が駆動されて
いる。実施例２は前記インク及びヘッドを使用し、
インク滴の噴射間隔（周期）が２０．８μｓになるよう
に駆動し、第１インク滴の噴射後、インクメニスカス４
が静止位置に復帰する以前に第２インク滴を駆動した場
合である。比較例２は実施例２と対比して参考に示した
もので、インク滴の噴射間隔（周期）が３６．４μｓに
なるように駆動した以外は実施例１と同じ条件であり、
この場合、第１インク滴の噴射後、インクメニスカスが
静止位置に復帰してから第２インク滴が駆動されてい
る。ＡＩＬは大きい程インク滴の飛翔速度範囲が広く好
ましく、またインク滴は常に均一であるのが好ましく、
「液滴量比」の値が小さい程よい。そして、サテライト
滴発生は画質を劣化させるので、「サテライト発生」の
値は少ない程よい。
用し、インク滴の噴射間隔（周期）が１４４μｓになる
ように駆動し、第１インク滴の噴射後、インクメニスカ
ス４が静止位置に復帰する以前に第２インク滴を駆動し
た場合である。比較例１は実施例１と対比して参考に示
したもので、インク滴の噴射間隔（周期）が４９５μｓ
になるように駆動した以外は実施例１と同じ条件であ
り、この場合、第１インク滴の噴射後、インクメニスカ
スが静止位置に復帰してから第２インク滴が駆動されて
いる。実施例２は前記インク及びヘッドを使用し、
インク滴の噴射間隔（周期）が２０．８μｓになるよう
に駆動し、第１インク滴の噴射後、インクメニスカス４
が静止位置に復帰する以前に第２インク滴を駆動した場
合である。比較例２は実施例２と対比して参考に示した
もので、インク滴の噴射間隔（周期）が３６．４μｓに
なるように駆動した以外は実施例１と同じ条件であり、
この場合、第１インク滴の噴射後、インクメニスカスが
静止位置に復帰してから第２インク滴が駆動されてい
る。ＡＩＬは大きい程インク滴の飛翔速度範囲が広く好
ましく、またインク滴は常に均一であるのが好ましく、
「液滴量比」の値が小さい程よい。そして、サテライト
滴発生は画質を劣化させるので、「サテライト発生」の
値は少ない程よい。
【００４８】表１、２から明らかなように、実施例にお
いては、比Ｖ１／Ｖ２が１．２≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦５．
０の範囲で好ましいインク飛翔特性が得られる。１．５
≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦３．０の範囲において、特に、好ま
しいインク滴の飛翔特性が得られる。
いては、比Ｖ１／Ｖ２が１．２≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦５．
０の範囲で好ましいインク飛翔特性が得られる。１．５
≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦３．０の範囲において、特に、好ま
しいインク滴の飛翔特性が得られる。
【００４９】
【表１】
【００５０】
【表２】
【００５１】表３、４に示す比較例１，２は、低い駆動
周波数でインクチャネルを駆動しており、インクの飛翔
特性は良好であることは言うまでもない。しかしなが
ら、比較例では表３，４から明らかなように、比Ｖ１／
Ｖ２の変動に対して、インク滴の飛翔特性に変化がな
い。このことからも、インクチャネルの高速駆動におけ
る比Ｖ１／Ｖ２に関する条件設定が良好なインク滴の飛
翔特性を得るために、重要な要素であることが分かる。
周波数でインクチャネルを駆動しており、インクの飛翔
特性は良好であることは言うまでもない。しかしなが
ら、比較例では表３，４から明らかなように、比Ｖ１／
Ｖ２の変動に対して、インク滴の飛翔特性に変化がな
い。このことからも、インクチャネルの高速駆動におけ
る比Ｖ１／Ｖ２に関する条件設定が良好なインク滴の飛
翔特性を得るために、重要な要素であることが分かる。
【００５２】
【表３】
【００５３】
【表４】
【００５４】インクメニスカスの復帰時間とインク物
性、ヘッド形状との関係を測定した。その結果インクメ
ニスカスの復帰時間はインクの表面張力、粘度、ノズル
の直径、インクチャネルの音響的共振周期の二分の一
（ＡＬ）と関係していることが分かった。インクメニス
カスの復帰時間をインクチャネルの音響的共振周期の二
分の一（ＡＬ）で割った値を［３．０×η×ｒ／γ］と
比較した結果を表５と図８に示した。但し、表５及び図
８において、γはインクの表面張力（単位は１０-3Ｎ・
ｍ-1）、ηはインクの粘度（単位は１０-3Ｐａ）、ｒは
ノズルの直径（単位はμｍ）、インクメニスカス復帰時
間の単位はμｓである。
性、ヘッド形状との関係を測定した。その結果インクメ
ニスカスの復帰時間はインクの表面張力、粘度、ノズル
の直径、インクチャネルの音響的共振周期の二分の一
（ＡＬ）と関係していることが分かった。インクメニス
カスの復帰時間をインクチャネルの音響的共振周期の二
分の一（ＡＬ）で割った値を［３．０×η×ｒ／γ］と
比較した結果を表５と図８に示した。但し、表５及び図
８において、γはインクの表面張力（単位は１０-3Ｎ・
ｍ-1）、ηはインクの粘度（単位は１０-3Ｐａ）、ｒは
ノズルの直径（単位はμｍ）、インクメニスカス復帰時
間の単位はμｓである。
【００５５】
【表５】
【００５６】表５及び図８から明らかなように、［イン
クメニスカス復帰時間／ＡＬ］と［η×ｒ／γ］とはほ
ぼ比例関係にあるので、ノズルのインクメニスカスが静
止状態に復帰する前に駆動パルスを印加するために、イ
ンクの物性及びノズルの直径に対して、比Ｖ１／Ｖ２を
どのように設定するかの目安とすることができる。
クメニスカス復帰時間／ＡＬ］と［η×ｒ／γ］とはほ
ぼ比例関係にあるので、ノズルのインクメニスカスが静
止状態に復帰する前に駆動パルスを印加するために、イ
ンクの物性及びノズルの直径に対して、比Ｖ１／Ｖ２を
どのように設定するかの目安とすることができる。
【００５７】以上の測定結果から、［Ｔ／ＡＬ］≦
［３．０×η×ｒ／γ］の場合、駆動パルスの第１パル
スの電圧＋Ｖ１に対する第２パルスの電圧−Ｖ２の絶対
値の比〔Ｖ１／Ｖ２〕を選ぶことによって、インク滴の
噴射周期を短くしても、インク滴の形状やサテライト滴
の発生状況も問題なく、安定したインク滴の噴射が可能
であることが明確になった。
［３．０×η×ｒ／γ］の場合、駆動パルスの第１パル
スの電圧＋Ｖ１に対する第２パルスの電圧−Ｖ２の絶対
値の比〔Ｖ１／Ｖ２〕を選ぶことによって、インク滴の
噴射周期を短くしても、インク滴の形状やサテライト滴
の発生状況も問題なく、安定したインク滴の噴射が可能
であることが明確になった。
【００５８】そこで実際には、第１パルスの電圧＋Ｖ１
に対する第２パルスの電圧−Ｖ２の絶対値の比〔Ｖ１／
Ｖ２〕を、１．２≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦５．０の範囲で使
用することが有効で、特に１．５≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦
３．０の範囲で使用すると、より高速な駆動が可能にな
る。
に対する第２パルスの電圧−Ｖ２の絶対値の比〔Ｖ１／
Ｖ２〕を、１．２≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦５．０の範囲で使
用することが有効で、特に１．５≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦
３．０の範囲で使用すると、より高速な駆動が可能にな
る。
【００５９】
【発明の効果】請求項１、３、４、５、７又は８の発明
により、高速で安定したインク滴を噴射し、画質のよい
画像を形成するインク滴噴射装置の駆動が可能になっ
た。
により、高速で安定したインク滴を噴射し、画質のよい
画像を形成するインク滴噴射装置の駆動が可能になっ
た。
【００６０】請求項２又は６の発明により、より高速で
安定したインク滴を噴射し、画質のよい画像を形成する
インク滴噴射装置の駆動が可能になった。
安定したインク滴を噴射し、画質のよい画像を形成する
インク滴噴射装置の駆動が可能になった。
【図１】インク滴噴射装置の断面図である。
【図２】インク滴噴射装置の側壁の構成及び動作を示し
た断面図である。
た断面図である。
【図３】インク滴噴射装置の他の例の模式図である。
【図４】インク滴噴射装置の他の例の作動を示す図であ
る。
る。
【図５】インク滴噴射装置の他の例の作動を示す図であ
る。
る。
【図６】第１パルスと第２パルスの例を示す図である。
【図７】駆動パルスの波形の一例を示す図である。
【図８】インクメニスカス復帰時間とインクの物性及び
ノズルの直径との関係を示すグラフである。
ノズルの直径との関係を示すグラフである。
１ インクチューブ ３ ノズル ４ インクメニスカス ７ インク供給口 ８ 基板 Ｈ インク滴噴射装置 Ａ，Ａ１，Ａ２ インクチャネル Ｓ，Ｓ１，Ｓ２ 側壁
フロントページの続き (72)発明者 竹内 寛 東京都日野市さくら町１番地コニカ株式会 社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF02 AF28 AG12 AM03 AM21 AM22 AR04 AR08 BA03 BA14
Claims (8)
- 【請求項１】 インクチャネルと、前記インクチャネル
の容積を変化させる電気・機械変換手段と、インクを噴
射するノズルとを有し、 前記電気・機械変換手段に、前記インクチャネル内に負
の圧力を発生させる第１パルスと、それに続き、前記イ
ンクチャネル内に正の圧力を発生させる第２パルスを印
加して前記ノズルからインク滴を噴射するインク滴噴射
装置であって、 前記第１パルスと前記第２パルスを有する第１の駆動パ
ルスによって第１のインク滴を噴射した後、前記ノズル
のインクメニスカスがインク滴を噴射する前の静止位置
に復帰しない時点で、前記第１パルスと前記第２パルス
を有する第２の駆動パルスを印加し、前記第２の駆動パ
ルスにおける前記第１パルスの電圧の絶対値Ｖ１と前記
第２パルスの電圧の絶対値Ｖ２との比〔Ｖ１／Ｖ２〕を
１．２≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦５．０として第２のインク滴
を噴射することを特徴とするインク滴噴射装置。 - 【請求項２】 前記第１パルスの電圧の絶対値Ｖ１に対
する前記第２パルスの電圧の絶対値Ｖ２の比〔Ｖ１／Ｖ
２〕が１．５≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦３．０の範囲にある前
記第２の駆動パルスによって、第２のインク滴を噴射す
ることを特徴とする請求項１に記載のインク滴噴射装
置。 - 【請求項３】 複数の前記インクチャネルを有し、前記
電気・機械変換手段が前記複数のインクチャネルの隔壁
を剪断モードで変形する圧電素子で構成したことを特徴
とする請求項１又は請求項２に記載のインク滴噴射装
置。 - 【請求項４】 前記第１パルスの継続時間が実質的に前
記インクチャネルのＡＬ（音響的共振周期の二分の一）
であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に
記載のインク滴噴射装置。 - 【請求項５】 インクチャネルと、前記インクチャネル
の容積を変化させる電気・機械変換手段と、インクを噴
射するノズルとを有し、 前記電気・機械変換手段に、前記インクチャネル内に負
の圧力を発生させる第１パルスと、それに続き、前記イ
ンクチャネル内に正の圧力を発生させる第２パルスを印
加して前記ノズルからインク滴を噴射するインク滴噴射
装置であって、 インクの表面張力をγ（単位は１０-3Ｎ・ｍ-1）、粘度
をη（単位は１０-3Ｐａ／ｓ）、前記ノズルの直径をｒ
（単位はμｍ）、前記インクチャネルのＡＬ（音響的共
振周期の二分の一、単位はμｓ）、インク滴の噴射周期
をＴ（単位はμｓ）としたときに、 ［Ｔ／ＡＬ］≦［３．０×η×ｒ／γ］で、且つ、前記
第１パルスの電圧の絶対値Ｖ１に対する前記第２パルス
の電圧の絶対値Ｖ２の比〔Ｖ１／Ｖ２〕が１．２≦〔Ｖ
１／Ｖ２〕≦５．０の範囲にある前記第１パルスと、前
記第２パルスを有する駆動パルスによってインク滴を噴
射することを特徴とするインク滴噴射装置。 - 【請求項６】 前記第１パルスの電圧の絶対値Ｖ１に対
する前記第２パルスの電圧の絶対値Ｖ２の比〔Ｖ１／Ｖ
２〕が１．５≦〔Ｖ１／Ｖ２〕≦３．０の範囲にある前
記駆動パルスによってインク滴を噴射することを特徴と
する請求項５に記載のインク滴噴射装置。 - 【請求項７】 複数の前記インクチャネルを有し、前記
電気・機械変換手段が前記複数のインクチャネルの隔壁
を剪断モードで変形する圧電素子で構成したことを特徴
とする請求項５又は請求項６に記載のインク滴噴射装
置。 - 【請求項８】 前記第１パルスの継続時間が実質的に前
記インクチャネルの前記ＡＬであることを特徴とする請
求項５〜７のいずれか１項に記載のインク滴噴射装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000127582A JP2001310461A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | インク滴噴射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000127582A JP2001310461A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | インク滴噴射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001310461A true JP2001310461A (ja) | 2001-11-06 |
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ID=18637158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000127582A Pending JP2001310461A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | インク滴噴射装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2001310461A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2000
- 2000-04-27 JP JP2000127582A patent/JP2001310461A/ja active Pending
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