JPH03190747A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインク滴の噴射によって記録するところのイン
クジェット記録装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、ドツト・マトリクスにより印字を行うマルチノ
ズル・オンデマンド型のインクジェット記録装置は記録
すべき文字や図形の印字パターンにより各ノズルに対応
した圧電素子をスイッチング素子により選択的に駆動し
インク滴を記録媒体に噴射し記録を行う。従って、印字
パターンによって各ノズルの使用頻度に差があり、最高
応答周波数で駆動され続ける圧電素子もあれば、長・時
間駆動されない圧電素子もありうるわけである。

〔発明が解決しようとする課題〕

非噴射状態が長時間続いたノズルは先端部のインクの粘
度変化が起こり次の噴射の際に印字の乱れを生ずるおそ
れがある。つまりインク滴を頻繁に噴射していたノズル
の先端部には粘度の低いインクが付着しており長時間噴
射を休止していたノズルの先端部には粘度の高いインク
が付着しているという具合に、各ノズルの駆動履歴によ
りノズル先端部の濡れ状態に差が生じ次の噴射の際にイ
ンク滴の飛行方向や飛行速度に影響が出て均一な噴射特
性が保てなくなるという問題を有する。本発明は係る欠
点を除去しいかなる印字パターンにおいてもノズル先端
部のインク粘度を一定に保ち均一なインク滴の噴射を得
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、複数のノズルを有しインク室の一部の壁面に
設けた圧電素子に駆動パルスを印加してノズルよりイン
ク滴を噴射するオンデマンド型のインクジェット記録ヘ
ッドを搭載したキャリッジを往復運動させて記録を行う
インクジェット記録装置において、キャリッジが記録領
域外にある時に、圧電素子をノズルよりインク滴が噴射
しない程度の大きさの電圧により一定周期で常に駆動す
ることを特徴とする。つまりキャリッジが記録領域外に
ある非印字時に、ノズルの先端部を適度に濡らす程度の
微小振動により圧電素子を駆動することによりノズル先
端部のインクの粘度上昇を防ぎ均一な噴射特性を得るも
のである。

〔作用〕

本発明によれば各ノズルの駆動履歴にかかわらず、常に
ノズル先端部には粘度の低いインクが供給されるため、
いかなる状態においてもインクの噴射特性は一様に保た
れ均一な印字品質が得られる。

（実施例〕 以下、図面に示す実施例によって本発明の詳細な説明す
る。

まずインクジェット記録ヘッドの動作原理を説明する。

第２図は、インク室の一部の壁面に設けた圧電素子に駆
動パルスを印加してノズルよりインク滴を噴射し記録を
行なうインクジェット記録ヘッドの一例である。第２図
の１３はインクタンク、１０はインクタンクと連通した
加圧室、４は圧電素子、１２は振動板、１１はノズルで
あり、第３図は上記インクジェット記録ヘッドの駆動回
路である。第４図は上記インクジェット記録ヘッドの駆
動タイミングチャート及び駆動電圧波形である。第２図
、第３図、第４図によりインクジェット記録ヘッドの動
作を説明する。第４図の時刻ｔ１以前においてはトラン
ジスタ７、トランジスタ６及びトランジスタ５はオフ状
態にあり、圧電素子４はほぼ電圧■６に充電されている
（記録装置の電源投入時に初期動作としてトランジスタ
６をオン状態として抵抗２を介して充電を行なう。

）。この状態が待機状態である。時刻１．に端子ａに第
４図（ａ）の信号を印加しトランジスタ５をオン状態と
すると圧電素子４の電荷は抵抗３を介して放電されてゆ
き圧電素子４は徐々に外側にたわんでゆく。所定時間Ｔ
１経過後時刻ｔ２においてトランジスタ５をオフ状態に
すると同時に第４図（ｂ）の信号を端子すに印加しトラ
ンジスタ７をオン状態とすることによりトランジスタ６
がオン状態となり圧電素子４は急激に充電され加圧室１
０の容積が減少しノズル１１よりインク滴が噴射される
。第４図（Ｃ）に駆動電圧波形を示す。第４図（ｃ）の
立ち下がり曲線は圧電素子４の容量と抵抗３とトランジ
スタ５の通電時間（Ｔ）により決定され、立ち上がり曲
線は圧電素子４の容量と抵抗２とトランジスタ６の通電
時間（Ｔ２）により決定され、これらにより実質的な圧
電素子の駆動電圧（第４図（Ｃ）に示されるｖｌ）が決
まるものであり、最適な噴射特性が得られるように設定
されている。

第５図は、上記インクジェット記録ヘッドを複数個設け
、印字パターンに応じて適宜インク滴を噴射してドツト
・マトリクスにより記録を行うマルチノズル・オンデマ
ンド型のインクジェット記録装置の一例であり、第６図
はその駆動回路を示す図である。第６図は第３図の駆動
回路をマルチノズル化したものであり、ノズル数に対応
した放電回路が構成されている。ただし充電回路につい
ては全ノズル共通となっておりノズル数に対応したダイ
オード１−１〜１−ｎを付加しである。ここで第６図の
端子ａＩ−ａ、に印字指令が加わることにより圧電素子
４−１〜４−ｎが選択的に駆動されインク滴が噴射され
る。

以下、本発明の一実施例について説明する。本発明に用
いられるインクジェット記録ヘッドはその構造において
は従来となんら変わるところはなく圧電素子の駆動方法
のみ改良したものである。

従ってインクの噴射に関する動作は前述と全く同様であ
る。

第１図は本発明の一実施例をしめす回路図である。第１
図は第６図に示す駆動回路の駆動電源部８と充電回路部
のトランジスタ６、トランジスタ７のかわりに第１の駆
動電源部８−１と第２の駆動電源部８−２と、それぞれ
の駆動電源部に対応した充電回路としてトランジスタ６
−１、トランジスタ７−１とトランジスタ６−２、トラ
ンジスタ７−２を設けたものである。第１の駆動電源部
８−１の電圧ｖＨ＋は第６図の従来例の駆動回路に示さ
れる電圧ｖＨと同等のものでありインク滴の噴射を最適
に行う様に設定される。−力筒２の駆動電源部８−２は
インクジェット記録ヘッドのノズルよりインク滴が噴射
せずノズル先端部を適度に濡らす程度の大きさの電圧に
より圧電素子を駆動するための電圧に設定される。駆動
電源部は端子ｂ１、端子ｂ２のいずれかに充電信号を与
えるかにより選択できる。本駆動回路による圧電素子の
タイミングチャート及び駆動電圧波形を第７図に示す。

第７図の（ａ）は放電信号、（ｂ）は充電信号である。

第７図（ａ）の放電信号を第１図の端子ａ、〜ａｎに加
え、第７図（ｂ）の充電信号を第１図の端子す、に加え
た時の圧電素子の駆動電圧波形を第７図（Ｃ）に、また
第７図（ｂ）の充電信号を第１図の端子ｂ２に加えた時
の圧電素子の駆動電圧波形を第７図（ｄ）に示す。第７
図（Ｃ）の駆動状態においては圧電素子への印加電圧が
大きくなり（第７図に示されるｖＩ）インク滴の噴射が
行われる。一方第７図（ｄ）の駆動状態においては圧電
素子への印加電圧が小さくなり（第７図に示されるＶ２
）圧電素子による加圧が制限されインク滴の噴射は行わ
れず微小振動となりノズル先端部を適度に濡らす程度の
インク供給が行なわれる。

さて一般に記録ヘッドを搭載したキャリッジを往復運動
させて印字を行う記録装置は記録領域の両側にキャリッ
ジの加減速領域が設けられておりこの領域においては記
録ヘッドは非印字状態となる。本発明はこの加減速領域
にキャリッジが移行した時にインクジェット記録ヘッド
のすべての圧電素子に、先に説明したようなノズルより
インク滴が噴射しない程度の電圧による駆動を行い微小
振動を与えることによりノズル先端部にインクを供給し
て先端部の濡れを均一に保たせるものである。この微小
振動によりインクジェット記録ヘッドのノズル先端部は
一行ごとにインク供給が行われ各ノズルの駆動履歴に係
わらずすべてのノズルの濡れ状態を均一に保つことが可
能となるわけである。なお−行の印字は極めて短時間で
行われノズル先端部のインク粘度の変化は一行内では急
激には進まないため、−行ごとの微小振動にて十分な効
果が得られる。また微小振動はインク滴を噴射せずノズ
ル先端部を濡らす程度の駆動であるためいかなる位置で
行なってもプラテンや印字用紙を汚すこともない。

本実施例においては２つの駆動電源部用いて駆動電圧を
切り替えて微小振動を実現したが単一電源にて出力電圧
を切り替える構成にすることも可能である。

次に本発明の別の実施例を説明する。本実施例において
は第６図に示される従来の駆動回路にて微小振動が可能
となる。第８図にタイミングチャート及び駆動電圧波形
を示す。第８図（ａ）は放電信号、（ｂ）は充電信号、
（ｃ）は駆動電圧波形である。第８図（ａ）の放電信号
のパルス幅Ｔ′は第７図（ａ）の放電信号Ｔ１に比べ短
く設定されている。第８図（ａ）の信号を第６図の端子
ａ　１　”　ａ　ｎに加え、第８図（ｂ）の信号を第６
図の端子すに加えた時の圧電素子の駆動電圧波形を第８
図（Ｃ）に示す。各圧電素子は待機状態においてはほぼ
ｖＨに充電されており放電信号が加えられるとそれぞれ
抵抗３−１〜３−Ｎを介して圧電素子の容量と抵抗によ
り決る時定数に従って放電が行われる。しかし放電信号
のパルス幅が短く設定されているので放電は途中で打ち
切られ続いて充電が行われるため駆動電圧波形は第８図
（Ｃ）に示されるように実質的に駆動電圧が小さくなり
（第８図に示されるＶ２）微小振動が可能となる。この
微小振動動作を前述の実施例と同様に非印字領域にて行
うことによりノズルよりインク滴が噴射しない程度の電
圧による駆動が実現できるわけである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、簡単な構成により圧電素
子の微小振動が実現でき、これによりノズル先端部を常
に均一な状態に保てるため安定なインク滴の噴射特性が
得られ印字品質の高いインクジェット記録装置を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図はイン
クジェット記録ヘッドの一構造例を示す断面図、第３図
はインクジェット記録ヘッドの一駆動方式を示す回路図
、第４図はインクジェット記録ヘッドの駆動タイミング
チャートと駆動電圧波形を示す図、第５図はマルチノズ
ル・オンデマンド型インクジェット記録装置の一構造例
を示す図、第６図はマルチノズル・オンデマンド型イン
クジェット記録装置の駆動方式の従来例を示す回路図、
第７図は本発明の一実施例の駆動タイミングチャート及
び駆動電圧波形を示す図、第８図は本発明の別の実施例
の駆動タイミングチャート及び駆動電圧波形を示す図。 １．１−１．１−２．１−ｎ・・・ダイオード２．２−
１．２−２．２−ｎ・・・抵抗素子３．３−１．３−２
．３−ｎ・・・抵抗素子４．４−１．４−２．４−ｎ・
・・圧電素子５．５−１．５−２．５−ｎ・・・トラン
ジスタ６．６−１．６−２・・・トランジスタ　７．７
−１．７−２・・・トランジスタ　　８．８−１．８−
２・・・駆動電源部　９・・・インクジェット記録ヘッ
ド　１０・・・加圧室　　１１．１１−１．１１−ｎ・
・・ノズル　１２・・・振動板　１３・・・インク室 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　複数のノズルを有しインク室の一部の壁面に設けた圧
   電素子に駆動パルスを印加して前記ノズルよりインク滴
   を噴射するオンデマンド型のインクジェット記録ヘッド
   を搭載したキャリッジを往復運動させて記録を行うイン
   クジェット記録装置において、前記キャリッジが記録領
   域外にある時に前記圧電素子を、前記ノズルよりインク
   滴が噴射しない程度の大きさの電圧により一定周期で常
   に駆動することを特徴とするインクジェット記録装置。