JPH06218928A - インクジェット式記録装置 - Google Patents
インクジェット式記録装置Info
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Abstract
減衰するのを待つことなく、次のインク滴の形成を可能
ならしめる。 【構成】 圧電振動子をインク滴を形成するに適した速
度で伸長させる第1の電圧波形と、伸長状態もしくは収
縮状態を保持させる第2の電圧と、圧電振動子を圧力発
生室にインクを吸引するに適した速度で収縮させる第3
の電圧波形とを生成する駆動信号回路49と、第1の電
圧波形によるインク滴生成過程が終了した時点を検出す
る放電終了検出回路52と、この回路52からの信号
を、インク滴生成過程で生じたメニスカスの振動がノズ
ル開口に向かう運動に切り替わるまでの時間ΔTだけ遅
延させる遅延回路53と、遅延回路53からの信号によ
り第3の電圧波形を発生させる充電信号生成回路48
と、印刷タイミング信号により第1の電圧波形を発生さ
せる放電信号生成回路51とを備える。
Description
ェット式記録ヘッドを使用した記録装置、より詳細には
速い繰り返し速度でインク滴を形成するための駆動回路
を備えたインクジェット式記録ヘッドに関する。
ッドは、同一基板上に複数のノズル開口を備えたノズル
プレートと、各ノズル開口に連通する圧力発生室を形成
するスペーサとを備え、印刷タイミング信号に一致させ
て圧力発生室を膨張、収縮させて圧力発生室へのインク
の吸引と、インク滴の吐出を行うように構成されてい
る。このように印刷タイミング信号に対応して圧力発生
室の圧力を変化させる関係上、圧力発生室自体の機械的
構造物としての振動と、インク自体の流体力学的な振動
が生じ、インク滴形成後にノズル開口近傍のメニスカス
がノズル開口側と圧力発生室側との間を往復動する振動
を起こす。この結果、圧力発生室に同一の圧力変化を発
生させたとしても、ノズル開口近傍に形成されているメ
ニスカスのノズル開口に対する位置によって吐出するイ
ンク滴は、その大きさや飛翔速度が異なり、印刷品質に
変動を来すという問題を抱えている。このような問題を
解消するためにインク滴形成後のメニスカスの振動が印
刷品質に影響を与えない程度まで減衰するのをまって、
次のインク滴を行うことも考えられるが、メニスカス平
定までの待ち時間が必要となって印刷速度に大幅な低下
を招くという問題がある。
題に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、圧力発生室の振動やインクの流体力学的振動に関
りなく、メニスカスが常に所定の状態になったときにイ
ンク滴を形成することができる新規なインクジェット式
記録装置を提供することである。
るために本発明においては、ノズル開口に連通する圧力
発生室と、該圧力発生室を加圧する圧電振動子とからな
るインクジェット記録ヘッドと、前記圧電振動子をイン
ク滴を形成するに適した速度で伸長させる第1の電圧波
形と、伸長状態もしくは収縮状態を保持させる第2の電
圧と、前記圧電振動子を圧力発生室にインクを吸引する
に適した速度で収縮させる第3の電圧波形とを生成する
駆動信号発生手段と、前記第1の電圧波形によるインク
滴生成過程が終了した時点を検出するインク滴生成終了
時点検出手段と、インク滴生成終了時点検出手段からの
信号を、前記インク滴生成過程で生じたメニスカスの振
動がノズル開口に向かう運動に切り替わるまでの時間Δ
Tだけ遅延させる遅延手段と、該遅延手段からの信号に
より前記第3の電圧波形を発生させる圧力発生室膨張信
号発生手段と、印刷タイミング信号により前記第1の電
圧波形を発生させる圧力発生室収縮信号発生手段とを備
えるようにした。
ル開口側に移動を開始した時点で、次のインク滴形成に
必要なインクを圧力発生室に吸引させるため、これに伴
うメニスカスを後退させようとする力が、メニスカス自
身の運動により相殺される。この結果、圧力発生室への
インクの吸引によるメニスカスの後退を最小限に抑える
とともに、如何なる駆動周波数であってもインク滴吐出
時点ではメニスカスを常にノズル開口近傍に安定して位
置させることができる。
例に基づいて説明する。図1は、本発明に使用するイン
クジェット式記録ヘッドの一実施例を示すものであっ
て、図中符号1はノズルプレートで、所定のピッチ、例
えば180DPIとなるようにノズル開口2,2,2‥
‥が配置されたノズル開口列3,3,3‥‥が形成され
ている。
ルプレート1の間に挟まれて配置されるもので、これに
はノズル列に対応するようにリザーバ(図示せず)や圧
力発生室を形成する通孔列6,6,6‥‥がノズル開口
列2,2,2‥‥に対応する位置に形成されている。5
は振動板で、スペーサ4を介してノズルプレート1と対
向して圧力発生室を形成するもので、後述する圧電振動
子ユニットの7,7,7‥‥の圧電振動子8,8,8‥
‥の先端に当接して配置され,圧電振動子8,8,8‥
‥の伸縮に応動して、圧力発生室を縮小、膨張させるも
のである。
8,8‥‥の自由端側が露出するように振動子ユニット
7,7,7‥‥を収容するユニット収容穴10,10,
10‥‥と、インクタンクからのインクをリザーバに供
給するためのインク供給口11が設けられており、表面
に振動板5、スペーサ4、ノズルプレート1を位置決め
して静電シールドを兼ねる枠体12により固定して記録
ヘッド本体としてまとめ上げて、図2に示したようにス
ペーサ4、ノズルプレート1、及び振動板5により圧力
発生室15を形成し、ここにインク供給口16,16を
介してリザーバ17,17からインクを供給するように
構成されている。
に適した駆動信号発生回路であって、図中符号IN1
は、印刷予備信号入力端子、IN2は印刷信号入力端子
で、図10に示したように、印刷タイミング信号(図1
0(I))に合わせてパルス状の印刷予備信号である充
電信号Pc、及び印刷信号である放電信号Pdがそれぞれ
印加される。符号21は、入力端子IN1にベース電極
が接続されたレベル調整用トランジスタで、これのコレ
クタ電極には第1のスイッチングトランジスタ22のベ
ース電極が接続されている。第1のスイッチングトラン
ジスタ22は、そのエミッタ電極を時定数調整用抵抗2
3を介して電源端子VHに接続され、またコレクタ電極
が時定数調整用コンデンサ24を介して接地されてい
る。25は、定電流制御用トランジスタで、エミッタ電
極が電源端子VHに、またコレクタ電極がレベル調整用
トランジスタ21のコレクタ電極に接続され、さらにベ
ース電極が時定数調整用抵抗23を介して電源端子VH
に接続されている。
ングトランジスタ26のベース電極が接続され、コレク
タ電極が時定数調整用コンデンサ24に、さらにエミッ
タ電極が第2の時定数調整用抵抗27を介して接地され
ている。符号28は、定電流制御用トランジスタで、コ
レクタ電極が入力端子IN2に、またエミッタ電極が接
地され、さらにベース電極が第2の時定数調整用抵抗2
7を介して接地されている。
デンサ24の充電時、及び放電時の電流を増幅する電流
バッファを構成するトランジスタで、この実施例ではト
ランジスタ29,30及び31,32をダーリントン接
続して構成され、駆動すべきインクジェット記録ヘッド
の圧電振動子を駆動できる程度の電流容量を備えてい
る。
動作を説明する。記録ヘッドが単位距離移動すと、ホス
トから1つのドットを形成するための印刷タイミング信
号(図10(I))が発生する。これに同期してパルス
幅Tcの充電信号Pc(II)が発生する。このパルス幅
Tcは、圧電振動子が充電により収縮するd31形式のも
のである場合には、圧力発生室にインクを吸引するのに
適した時間に設定される。そしてこの信号が入力端子I
N1に入力すると、レベル調整用トランジスタ21がオ
ンとなるから、第1のスイッチングトランジスタ22も
オンとなる。これにより、電源端子VHの電源電圧が時
定数調整用抵抗23を介してコンデンサ24に印加さ
れ、抵抗23とコンデンサ24により決まる時定数でも
ってこのコンデンサ24が充電される。
両端に定電流制御用トランジスタ25が接続されてい
て、その端子電圧がトランジスタ25のベース電極ーエ
ミッタ電極間電位に維持されるから、コンデンサ24に
流れ込む電流は時間的に変動せず一定値となる。この結
果、コンデンサ24の端子電圧(V)の立ち上がり勾配
τ1は、抵抗23の抵抗値R1とコンデンサ24の容量C
1と定電流用トランジスタ25のベース電極ーエミッタ
電極間電圧をVBE1とすると、 τ1=VBE1/(R1×C1) となる。なお、充電信号Pcのパルス幅Pwcは、コンデ
ンサ24を電圧端子VHの電位V0まで充電できるに十分
な時間に設定されれている。
に相当する時間が経過すると、コンデンサ24の端子電
圧が電源電圧V0まで上昇する。そしてこの時点で充電
信号PcがLレベルに切り替わるからレベル調整用トラ
ンジスタ21がオフとなって第1のスイッチングトラン
ジスタ22がオフとなる。この結果、コンデンサ24
は、電圧τ×Tc=V0を維持することになる。
Pwhが経過した時点で、端子IN2に印刷信号である放
電信号Pd(III)が入力すると、第2のトランジス
タ26がオンとなってコンデンサ24の電荷を放電させ
るループが形成される。
荷は時定数調整用抵抗R3を介して放電する。同時に定
電流制御用トランジスタ28がオンとなるので、前述し
た第1の定電流制御用トランジスタ25の作用と同様の
作用により第2の時定数調整用抵抗27の端子電圧がト
ランジスタ28のベース電極ーエミッタ電極間電圧VBE
2となって、コンデンサC1の端子電圧(V)は、一定
の勾配で直線的に低下する。
の時定数調整用抵抗27の抵抗値R2とコンデンサ24
の容量C1と定電流制御用トランジスタ28のベース電
極ーエミッタ電極間の電圧をVBE2とすると、 τ2=−VBE2/(R2×C1) となる。なお、放電信号Pdのパルス幅Pwdは、コンデ
ンサ24を零電位まで放電させるに十分な時間に設定さ
れている。
及びコンデンサ24により所定の立ち上がり速度、及び
立ち下がり速度で変化する電圧は、電流バッファを構成
するトランジスタ29,30、及び31,32により増
幅され、圧電振動子8,8(図2)に印加される。
を、引き打形式のインクジェット式記録ヘッドに適用し
た場合、端子IN1に印刷タイミング信号に同期して充
電信号Pcが時刻T1において印加されると、一定電流が
圧電振動子8に流れ込み、圧電振動子8の端子電圧(図
10(IV))が一定速度で上昇する。これに一致して
振動板5は、一定速度で収縮して図2下方に変形する。
これに伴って圧力発生室15、15の容積が膨張するか
ら、ここに陰圧が発生し、インク供給口16、16を介
してリザーバ17,17のインクが圧力発生室15,1
5に流れ込み,同時にノズル開口2,2のメニスカスが
圧力発生室15,15に引き込まれることになる。メニ
スカスは、或程度まで引き込まれると、表面張力により
ノズル開口方向へ移動する(図10(V))。
wcに一致する時間が経過して圧電振動子8ヘの充電が終
了した時点(T2)で、圧電振動子8の端子電圧は、電
源電圧V0に保持された状態、いわゆるホールド状態と
なる。このため、一定のホールド時間Pwhが経過した時
点(T3)で放電信号Pdが印加されると、圧電振動子8
の電荷が一定速度で放電し、その端子電圧が一定速度で
低下する(図10(IV))する。これにより圧力発生
室15,15は、収縮してインクがノズル開口からイン
ク滴として吐出する。
wdの期間が経過した時点(T4)では圧電振動子8の電
荷が完全に放電される。一方、圧力発生室15において
はインク滴の体積に相当するインクが圧力発生室15,
15から排除されるため、メニスカスが形成され、その
メニスカスは、インクの物性値、圧力発生室15の寸
法、これを構成している部材の寸法で定まる固有の振動
周期でもって残留振動を起こす。このため、図10
(V)に示したようにメニスカスがノズル内でノズル開
口の外側へ向かったり、また圧力発生室側へ向かったり
する移動を繰り返すことになる。このようなメニスカス
の振動による影響を避けるためには、ドット形成に影響
を与えない程度に減衰するに要する時間Pwtが休止期間
として設定するか、充電信号Pcのパルス幅Pwc、及び
ホールド時間Pwhを十分長く設定されている。
い充電パルス幅Pwc及びホールド時間Pwhを設けると印
刷速度が低下してしまい、また高速印字を行う場合には
吐出時点でのメニスカスの位置が駆動周波数によって変
化する。この場合、前述したようなメニスカスが静止状
態におかれている場合とは違って、印刷タイミング信号
の出力時点におけるメニスカスの位置が圧力発生室側に
あるなど、変化するため、駆動周波数によって印刷品質
が変動するという新たな問題が生じる。
て振動するメニスカスが、ノズル開口側に移動している
状態で、印刷タイミング信号が出力された場合、圧力発
生室15の膨張による陰圧を受けてメニスカスを圧力発
生室側に移動させようとする力が発生するが、前記残留
振動に起因するノズル開口の外側に移動するメニスカス
自身の力のため、両者が相殺し合うことになり、上記陰
圧の作用が可及的に減じられてメニスカスが速やかにノ
ズル開口側に戻ることになる。ついで、圧電振動子の電
荷が一定の速度で放電されて圧電振動子が膨張すると、
メニスカスが可及的にノズル開口側に位置した状態でイ
ンク滴の形成が行なわれることになるから、所要のイン
ク滴の体積を得ることができる。その時一般には飛翔速
度が小さくなる。
カスが、圧力発生室側に移動している状態で、印刷タイ
ミング信号が出力された場合、圧力発生室の膨張にる陰
圧を受けてメニスカスを圧力発生室側に移動しようとと
ころに、さらに前記残留振動に起因する移動が重なっ
て、メニスカスが圧力発生室の奥側に移動し、ノズル開
口への復帰が遅れることになる。ついで、圧電振動子の
電荷が一定の速度で放電されて圧電振動子が膨張する
と、メニスカスがノズル開口から圧力発生室側に引き込
んだ状態でインク滴の形成が行なわれることになるか
ら、インク滴の体積が小さくなり、飛翔速度が大きくな
る。
一エネルギで圧電振動子を駆動しても、形成されるイン
ク滴のサイズや速度が大幅に変動し、結果として記録媒
体に形成されるドットのサイズにばらつきが生じて印刷
品質の低下を招くことになる。
るメニスカスの振動を積極的に利用して、印刷品質の低
下を招くことなく印刷速度の向上を図ることができる本
発明の駆動回路の一実施例を示すものであって、図中符
号43は、1段のシフトレジスタで、記録ヘッドの単位
距離走行に伴って発生する端子42からの印刷タイミン
グ信号に同期して、端子44に入力される印刷データの
有無を示す信号を出力する。この印刷データの有無信号
とは、後述する駆動信号発生回路49に接続された複数
の圧電振動体8、8の少なくとも1つを駆動する場合
に、印刷データが存在することを示すものである。この
シフトレジスタ43の出力と、印刷タイミング信号は、
第1のアンドゲート40に入力されており、この第1の
アンドゲート40には、更に端子41からの印刷区間信
号、つまり記録ヘッドが印刷領域を走行中であることを
示す信号が入力されている。これにより、第1のアンド
ゲート40は、印刷データが存在する場合に、印刷タイ
ミング信号に一致した信号を出力する。
ンドゲート45に入力し、さらにエッジ検出回路54を
介してフリップフロップ47にも入力している。エッジ
検出回路54は、印刷区間信号が出力された時点、つま
り記録ヘッドが印刷領域に入った時点を検出して、フリ
ップフロップ47をセットする。フィリップフロップ4
7の出力は、セレクタ46の端子Sに入力されており、
端子SがHレベルの場合は、第1のアンドゲート40の
出力を、Lレベルの場合は、第2のアンドゲート45の
出力を選択して、圧力発生室膨張信号発生手段としての
充電信号生成回路48へ充電トリガ信号を出力する。充
電信号生成回路48は、セレクタ46からの充電トリガ
信号により起動して、パルス幅Pwcの充電信号Pcを図
3に示したものと同様の構成を持つ駆動信号発生回路4
9の端子IN1に出力するものである。
タイミング信号に一致した第1のアンドゲート40の出
力を所定時間(Pwc+Pwh)遅延して放電トリガ信号を
形成して、圧力発生室収縮信号発生手段としての放電信
号生成回路51に出力するものである。第1の遅延回路
50からの放電トリガ信号で放電信号生成回路51が起
動して、インク滴を吐出するに適したパルス幅Pwdの放
電信号Pdを駆動信号発生回路49の端子IN2に出力す
る。
段としての放電終了検出回路で、放電信号Pdの立ち下
がり時点を検出して放電の終了、つまりインク滴の吐出
終了時点に一致して信号を出力するもので、この信号は
第2の遅延回路53を介してフリップフロップ47のリ
セット端子Rに入力するとともに、次の充電トリガ信号
とすべく第2のアンドゲート45にも入力されている。
時間は、放電が終了した時点、つまりノズル開口からの
インク滴の吐出が終了し、これに付随して生じるメニス
カスの振動がノズル開口側に移動を開始した時点で、第
2のアンドゲート45から充電トリガ信号が出力するよ
うに、放電終了時点から時間ΔTだけ遅延した時間が設
定されている。なお図中符号Tr、Trは、印刷タイミ
ング信号に同期して各端子D1、D2に出力される各印刷
データによりオンとなって、駆動信号発生回路49の出
力を印刷対象となる圧電振動子8、8・・に印加するた
めのトランジスタを示す。
に示したタイミング図に基づいて説明する。所定の領域
に印刷を行わせる指令がホストコンピュータからプリン
タに入力されると、図示せぬ制御部より記録ヘッドを印
刷領域に向かって移動させる指令が発せられ、記録ヘッ
ドは印刷領域に向かって移動を開始する。そして、印刷
開始位置に記録ヘッドが達すると、端子41に印刷区間
信号が入力する。この印刷区間信号によりフリップフロ
ップ47はセットされ、セレクタ46の端子SはHレベ
ルになる。これにより充電信号生成回路48を起動する
充電トリガ信号として第1のアンドゲート40からの出
力が選択される。
42の印刷タイミング信号に一致して、第1のアンドゲ
ート40からの充電トリガ信号がセレクタ46を介して
充電信号生成回路48に入力すると、これを受けて充電
信号生成回路48からは、パルス幅Pwcの充電信号Pc
が駆動信号発生回路49の端子IN1に出力される。こ
れにより駆動信号発生回路49は、時間T1から一定傾
斜の充電電圧信号を出力する。この充電電圧信号は、各
圧電振動子8に出力されるが、各圧電振動子8の他方の
端子は各トランジスタTrに接続されているので、端子
D1、D2、・・・にドットを形成するための印刷データ
が入力されていて、オン状態となっているTrに接続さ
れたものだけが選択的に充電される。
うに一定の速度で収縮して圧力発生室15を一定の速度
で膨張させる。このようにして充電信号Pcのパルス幅
Pwcに一致する時間が経過した段階(T2)では電源電
圧V0まで十分充電がなされ、以降この電圧V0が保持さ
れる。
号が出力した時点から第1の遅延回路50で規定される
時間が経過した段階(T3)で、第1の遅延回路50が
放電トリガ信号を放電信号生成回路51に出力する。こ
の放電トリガ信号を受けて、放電生成回路51はパルス
幅Pwdの放電信号Pdを駆動信号発生回路49の端子I
N2に出力する。これにより駆動信号発生回路49は一
定傾斜の放電電圧信号を発生する。これにより圧電振動
子8に蓄積された電荷は、一定速度で放電されて、圧電
振動子8は、一定速度で伸張する。圧力発生室15は、
圧電振動子8の伸張に一致して収縮し、ノズル開口2よ
りインク滴を吐出する。
時間が経過した時点(T4)で、放電終了検出回路52
は放電信号の立ち下がりを検出して信号を出力する。こ
の信号は第2の遅延回路53により所定時間ΔTだけ遅
延され、フリップフロップ47のリセット端子Rに入力
してこれをリセットするのでセレクタ46の端子SはL
レベルになり、以降セレクタ46は第2のアンドゲート
45の出力を選択することになる。
る第2の遅延回路53の出力信号は、そのまま充電トリ
ガ信号として充電信号生成回路48に出力される。これ
によりメニスカスがノズル開口側へ移動を行っている領
域(図5中符号aにより示す領域)のT1’時点で充電
信号生成回路48から充電信号Pcが出力することにな
る。
開始する時点は、直前のインク滴形成に伴ってメニスカ
スが振動状態で、しかもメニスカスが圧力発生室15か
らノズル開口2に向かう運動を行っているので、この時
点で充電信号Pcにより圧力発生室15を膨張させる
と、この膨張に起因するメニスカスを後退させる力は、
前記インク吐出後のメニスカスのノズル開口側に向かお
うとする力と相殺されることになる。したがって、メニ
スカスは圧力発生室15の膨張に起因する後退量が極め
て小さくなり、速やかにノズル開口に復帰する。すなわ
ち、これは充電信号Pcの時間を短縮できることを意味
する。そして充電信号Pcのパルス幅Pwcに一致する時
間が経過した時点(T2’)では、圧電振動子8は十分
電源電圧V0まで充電されてホールド状態となってい
る。
点(T3’)で印刷データが存在すると、第1の遅延回
路50で規定された時間後のT4’で放電信号Pdが出力
して、圧電振動子8を伸張させ圧力発生室15を圧縮し
て、インク滴を吐出させる。なお、既に時間T2’で圧
力発生室15の膨張行程が終了しているので、図示する
正規の印刷タイミング信号が入力するよりも以前の段階
(T3”)で印刷タイミング信号が入力してもインク滴
の吐出が可能となる。
ズル内にメニスカスの振動が発生するが、放電信号Pd
の出力終了時点から時間ΔTが経過すると再び第2の遅
延回路53から第2のアンドゲート45に信号が入力
し、第2のアンドゲート45からセレクタ46を介し充
電信号Pcが充電信号生成回路48に出力されて、メニ
スカスがノズル開口に向かう領域(図5 a)で圧力発
生室15の膨張行程が実行される。
刷タイミング信号のタイミングにより圧力発生室15を
膨張させていたものを、本発明においては上述したよう
に、直前のインク滴形成動作の終了時点を基準にして圧
力発生室15の膨張動作開始時点を規定しているため、
前回のインク滴形成に起因して生じたメニスカスの運動
がノズル開口側に移動している状態で圧力発生室15を
膨張させて、圧力発生室15の膨張に付随して生じるメ
ニスカスを後退させようとする力をメニスカス自信の運
動により打ち消すことができるため、短いパルス幅Pwc
であっても、メニスカスをノズル先端に復帰させた状態
で、圧電振動子8を伸長させてインク滴を吐出させるこ
とが可能となる。しかも駆動周波数によらず吐出時点で
のメニスカス位置を一定化できることになる。
って、図中符号60は、印刷データ監視手段で、前述の
シフトレジスタ43にカスケードに接続された2段目の
シフトレジスタ61と、これらシフトレジスタ43、6
1の全てに信号が存在するか否かを検出するナンドゲー
ト62からなり、印刷データが複数、この実施例では、
2ドット連続して存在する場合にだけL信号を出力する
よう構成されている。この印刷データ監視手段60から
の信号は、前述のフリップフロップ47からの信号とと
もにオアゲート63を介してセレクタ46の端子Sに出
力されるようになっている。
始した記録ヘッドが印刷領域の1つ手前の位置に達する
と、端子44に印刷データの有無信号の入力が始まっ
て、最初の記録位置のものが印刷タイミング信号に同期
してシフトレジスタ43に記憶される。そして次の印刷
タイミング、つまり印刷領域に達した段階では、現在の
印刷タイミングで対象とする印刷データの有り無し信号
がシフトレジスタ61に、次の印刷タイミングで対象と
する印刷データの有り無し信号がシフトレジスタ43に
記憶される。
データ監視手段60には、現在と次の印刷データの有り
無し信号が記憶され、この2つの信号をナンドゲート6
2に出力して連続したドットの形成があるか否かを判別
する。ナンドゲート62からは、連続したドットの形成
がある場合にだけLレベルの信号がオアゲート63に出
力される。この場合、セレクタ46の端子Sはフィリッ
プフロップ47の出力信号レベルと一致し、図4に示し
た実施例と同様の動作をすることになる。つまり、直前
のインク滴形成動作の終了時点を基準にして、インク滴
形成に起因して生じたメニスカスの運動がノズル開口側
に移動する時間(ΔT)の経過後に充電トリガ信号を充
電信号生成回路48に出力する。なお、印刷すべきドッ
トが連続する場合であっても第1のアンドゲート40か
らも信号が出力されることになるが、印刷すべきドット
が連続する場合にはセレクタ46により第2のアンドゲ
ート45からの信号を共に選択しているので、充電信号
生成回路48は直前のインク滴吐出動作を基準として作
動することになる。
ンドゲート62はHレベルの信号をオアゲート63に出
力する。この場合、セレクタ46の端子SはHレベルと
なるから、充電トリガ信号の選択を第1のアンドゲート
40からの出力に選択する。つまり、次の印刷タイミン
グで記録するドットが無い場合は、従来通り記録するド
ットがある印刷タイミングの発生まで充電トリガ信号の
出力を待つ。この結果、複数ビット連続して空白が続い
てインク吐出が必要ない場合には、図7に示したように
圧電振動子8、8が無電圧状態に維持されることにな
り、圧電振動子8、8に無用な電圧の印可がなく、圧電
振動子8、8の寿命を延長することができる。いうまで
もなく、数ビット連続して休止状態におかれているか
ら、ドットを形成するために充電信号が印可された時に
は、既にメニスカスが静止している状態で印刷動作が開
始されるから、印刷品質の低下を来たすことはなく、し
かも印刷速度を低下させることにはならない。
成動作を、圧力発生室を最初に膨張させ、ついで収縮さ
せる形式のものに例を採って説明したが、図8に示した
ようなd33型圧電振動子70、70、つまり伸縮方向に
電極を配置して充電により伸長し、また放電により収縮
する形式の圧電振動子を使用した記録ヘッドに対しても
同様に適用することができる。すなわち、インク滴形成
に適した時間となるように充電信号Pcのパルス幅Pwc
を、またホールド期間Pwhをインク滴形成後にメニスカ
スがノズル開口側に移動を行っている領域で圧力発生室
の膨張を開始させることができる時間時間ΔTに設定
し、さらに放電信号Pdのパルス幅をPwdにそれぞれ設
定しておく。
は、インク滴形成終了時点T2(図9)を前述した放電
終了検出回路52と同等の手段により検出し、この時点
から一定時間、つまりインク滴形成により生じたメニス
カスの振動がノズル開口に向かうに領域aを指定できる
に必要な時間ΔTを設定できる信号遅延手段を介して放
電信号生成手段を起動する。
0に保持されて伸長状態に保持されている圧電振動子
は、メニスカスがノズル開口に移動し始めた領域aの何
れかの時点(T3)でその電荷を放電することになる。
したがって、メニスカスがノズル開口に移動し始めた段
階で圧力発生室15の膨張工程が開始されるため、前述
した形式の記録ヘッドと同様にインク滴吐出時点にはメ
ニスカスをノズル先端付近に位置させることができる。
は、ノズル開口に連通する圧力発生室と、圧力発生室を
加圧する圧電振動子とからなるインクジェット記録ヘッ
ドと、圧電振動子をインク滴を形成するに適した速度で
伸長させる第1の電圧波形と、伸長状態もしくは収縮状
態を保持させる第2の電圧と、圧電振動子を圧力発生室
にインクを吸引するに適した速度で収縮させる第3の電
圧波形とを生成する駆動信号発生手段と,第1の電圧波
形によるインク滴生成過程が終了した時点を検出するイ
ンク滴生成終了時点検出手段と、インク滴生成終了時点
検出手段からの信号を、インク滴生成過程で生じたメニ
スカスの振動がノズル開口に向かう運動に切り替わるま
での時間ΔTだけ遅延させる遅延手段と、遅延手段から
の信号により第3の電圧波形を発生させる圧力発生室膨
張信号発生手段と、印刷タイミング信号により前記第1
の電圧波形を発生させる圧力発生室収縮信号発生手段と
を備えるようにしたので、インク滴吐出周期に関りな
く、インク滴吐出後にメニスカスがノズル開口側に移動
する領域で圧力発生室が膨張するため、インク滴噴射時
におけるメニスカスの位置を可及的にノズル先端付近に
位置させることができて、印刷速度の向上を図ることが
できるとともに、駆動周波数による印刷品質の変動を防
ぐことができる。
の一実施例を示す組み立て斜視図である。
す断面図である。
駆動するために台形状の駆動信号を発生する駆動回路の
一例を示す回路図である。
図である。
図である。
記録ヘッドの一例を示す断面図である。
て示す図である。
刷タイミングを示す説明図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 ノズル開口に連通する圧力発生室と、該
圧力発生室を加圧する圧電振動子とからなるインクジェ
ット記録ヘッドと、 前記圧電振動子をインク滴を形成するに適した速度で伸
長させる第1の電圧波形と、伸長状態もしくは収縮状態
を保持させる第2の電圧と、前記圧電振動子を圧力発生
室にインクを吸引するに適した速度で収縮させる第3の
電圧波形とを生成する駆動信号発生手段と前記第1の電
圧波形によるインク滴生成過程が終了した時点を検出す
るインク滴生成終了時点検出手段と、インク滴生成終了
時点検出手段からの信号を、前記インク滴生成過程で生
じたメニスカスの振動がノズル開口に向かう運動に切り
替わるまでの時間ΔTだけ遅延させる遅延手段と、該遅
延手段からの信号により前記第3の電圧波形を発生させ
る圧力発生室膨張信号発生手段と、印刷タイミング信号
により前記第1の電圧波形を発生させる圧力発生室収縮
信号発生手段とからなるインクジェット式記録装置。 - 【請求項2】 前記圧力膨張信号発生手段は、印刷開始
当初には印刷タイミング信号により起動する請求項1の
インクジェット式記録装置。 - 【請求項3】 前記遅延手段からの信号と印刷タイミン
グ信号とを選択する切換手段と、印刷すべきデータが連
続して存在する否かを検出して前記切換手段を作動させ
る手段とを備え、印刷すべきデータが連続する場合には
前記遅延手段からの信号に基づいて前記圧力発生室膨張
信号発生手段が作動する請求項1のインクジェット式記
録装置。
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