JPH0733086B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はインクジェットプリンタに関し、特に、圧電
材料を用いずにインクの噴出を制御するインクジェット
プリンタに関する。

［従来の技術］ 第11図は従来のインクジェットプリンタの印字ヘッドの
典型的な一例の一部分解した斜視図である。第11図を参
照して、従来のインクジェットプリンタの印字ヘッド
は、圧電性の材料からなり、上面に櫛状の複数の側壁12
2によって形成される溝を有するインク室ベース102と、
同様に圧電性の材料からなり、下面に櫛状の複数の溝を
有し、かつ下面がインク室ベース102の上面に接するよ
うに固定されたインク室カバーブロック104と、インク
室ベース102とインク室カバーブロック104との各々の溝
によって形成される各インク室106内の壁面に設けられ
た側壁電極108と、インク室ベース102とインク室カバー
ブロック104との、インク室106が開口している側の端面
を覆うオリフィスプレート116と、インク室ベース102の
上面の溝が形成されていない部分に設けられ、各側壁電
極108に所定の電圧を印加するための駆動用集積回路
（以下「駆動用IC」）110とを含む。駆動用IC110は、入
力配線102によって外部の制御回路（図示せず）と接続
され、駆動配線パターン114によって各側壁電極108に接
続される。

オリフィスプレート116の、各インク室106の開口部中央
に相当する位置には、インクがそこから噴射されるノズ
ルオリフィス118が設けられる。インク室カバーブロッ
ク104には、各インク室106ごとにインクを供給するため
の複数のインク導入孔120が設けられる。

第12A図は、側壁122の拡大断面図である。側壁122は圧
電性材料のインク室ベース102の一部であり、やはり圧
電性である。側壁122の両側面には、それぞれ別々の側
壁電極108a、108bが設けられている。側壁122は、第12A
図において矢印Ｄで示される方向に分極している。

側壁電極108aにプラスの電圧を、側壁電極108bにマイナ
スの電圧を印加する。側壁122は分極している。そのた
め第12B図に示されるように、逆圧電効果により側壁122
にはせん断変形が生ずる。この現象を圧電せん断モード
効果と呼ぶ。インク室カバーブロック104の下面の各側
壁は、矢印Ｄと反対側に分極されている。

第13図は、第11図のXI−XI方向の矢視断面図である。第
13図は動作中の印字ヘッドの状態を示す。注意すべきこ
とは、第11図においては図の簡略化のためにインク室10
6が５つしか描かれていないということである。実際の
印字ヘッドにおいては、第13図に示されるようにより多
数のインク室106a、106b、106c、106d、…が設けられ
る。

第11図〜第13図を参照して、従来のインクジェットプリ
ンタの印字ヘッドの動作が説明される。インク室106内
は、インク導入孔120から供給されるインクで満たされ
ている。駆動用IC110は、印字データのドットパターン
に従って、側壁電極108の各々に所定の電圧を印加す
る。インク室ブロック102とインク室カバーブロック104
の各々に設けられている側壁は、側壁電極108に加えら
れる電圧に応じてせん断変形する。

側壁の変形によって各インク室106の断面形状が変化す
る。両側壁が内側に変形しその断面面積が減少するイン
ク室106内においては圧力が上がる。そのため、ノズル
オリフィス118からインクが噴出される。その他のイン
ク室からはインクは噴出されない。

第13図において側壁電極108a、108bには電圧は印加され
ていない。側壁電極108c、108eにはプラスの電圧が印加
されている。側壁電極108d、108fにはマイナスの電圧が
印加されている。各側壁のうち、その両面の側壁電極に
電位差が生じている側壁122c、122d、122e、122f等が、
第13図に示されるように変形を起こす。この後側壁122
c、122eと、側壁122d、122fとは、その両面の側壁電極
に印加されている電圧のプラスマイナスが逆になってい
るため、逆向きの変形を起こす。

上述のような側変のせん断変形により、インク室106d、
106fの面積が減少して、これらのインク室からインクが
噴出される。他のインク室からはインクが噴射されな
い。その結果、印字ヘッドのオリフィスプレート116付
近に配置された記録紙上に、縦１列分のドットの集合が
形成される。印字ヘッドは、インク室106の配列方向と
直交する方向に移動して、次の縦１列分のドットの集合
を形成する。

上述の動作が繰返され、記録紙上にドットの集合として
のキャラクタが形成される。ただし、第12図から明らか
なように、隣接する２つのインク室は側壁を共有してい
るため、それらから同時にインクを噴射させることは不
可能である。そのため、１つおきのインク室を交互に使
用して各列のドットを形成する方法が用いられている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら従来の技術によるインクジェットプリンタ
には、以下に述べる問題点がある。問題点の１つは、イ
ンク室の側壁を構成する材料が圧電性材料に限定される
ということである。より多様な材料を用いることが可能
となることが望ましいのはいうまでもない。

他の問題点は、従来のインクジェットプリンタの製造に
は手間がかかるということである。圧電性材料には、予
め分極処理を施しておく必要がある。その上、キュリー
点と呼ばれる温度以上の温度にさらされると、圧電性材
料は常誘電層に転位してしまい、その分極が失われる。
そのため、印字ヘッドを作成するために圧電材料を加工
する際は、その温度がキュリー点を越えないように加工
工程を管理する必要がある。しかし、これらを考慮して
インクジェットプリンタを製造することは時間がかかる
ことである。また、ノズルを高集積化でき、かつその場
合にも製造が容易な方が望ましい。

したがってこの発明の目的は、電圧性材料を用いず、製
造が容易でかつ高集積化に適したインクジェットプリン
タを提供することである。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかるインクジェットプリンタは、複数の、
整列された、個別的に噴射制御可能なインク噴射ノズル
の配列を含み、整列方向と交差方向に被記録物体との間
に相対的変位を行ないながらインク噴射ノズルが個別的
に噴射制御されることにより、整列方向および交差方向
の噴射インクのドット配列として、キャラクタが表現さ
れるインクジェットプリンタであって、表面上に、整列
方向に櫛状に複数個形成された側壁を隔てて形成された
複数個の溝を有する、絶縁材料からなるインク室ベース
と、複数の側壁の各々の両側面および上面を覆うように
側壁上に接着され、かつ相互に絶縁された複数の側壁電
極と、インク室ベースの表面上を覆うようにインク室ベ
ース上に取付けられた上面カバー部材と、インク室ベー
スの端面を覆うようにインク室ベースに取付けられ、イ
ンクが噴射される開口部を有する端面カバー部材とを含
み、インク噴射ノズルは、側壁および側壁上に形成され
た側壁電極からなる、互いに対向する壁部材と、上面カ
バー部材と、インク室ベースの溝の底面と、端面カバー
部材とにより規定されていて、インク噴射ノズルをキャ
ラクタを表現すべきドット配列のデータに従って噴射制
御するように、対向する壁部材の側壁電極に制御電圧を
与える手段を含む。

［作用］ 対向する壁部材の側壁電極に制御電圧を与える手段は、
キャラクタを表現すべきドット配列のデータに従って、
壁部材の側壁電極に適当な制御電圧を与える。対向する
壁部材のうち、互いに異なる制御電圧を与えられた側壁
電極を有する対向する壁部材には、互いに異なる極性の
電荷が蓄積される。そのためこれら対向する壁部材に
は、互いの電荷によるクーロン力が引力として働く。壁
部材は容易に撓むため、クーロン力による引力により、
これら対向する壁部材は互いに近づくように形成する。
これら対向する壁部材によって規定されるインク噴射ノ
ズルの容積は減少する。その結果、このインク噴射ノズ
ル内の圧力が上昇し、インク噴射ノズルからインクが噴
射される。

一方、互いに等しい制御電圧を与えられる側壁電極を有
する対向する壁部材の間には、クーロン力が引力として
作用しない。そのためこれら対向する壁部材によって規
定されるインク噴射ノズルの容積は少なくとも減少ぜ
す、インクも噴射されない。

各噴射ノズルは上述のように個々に噴射制御される。噴
射ノズルの整列は、被記録物体との間に、整列方向と交
差方向に相対的変位を行ない、噴射ドットの配列として
のキャラクタを表現する。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例にかかるインクジェットプ
リンタの印字ヘッドの斜視図である。第２図は、第１図
に示される印字ヘッドの分解斜視図である。第３図は第
１図III−III方向の矢視図である。

第１図〜第３図を参照してこの印字ヘッドは、櫛状の複
数の側壁12（12a、12b、12c、12d）を隔てて形成された
複数の溝を有し、ヤング率の小さな絶縁材料、たとえば
プラスチック等からなるインク室ベース10と、インク室
ベース10の、側壁12a、12b、12c、12dごとにその両側面
および上面を覆って各側壁12a、12b、12c、12dに接着さ
れ、かつ互いに絶縁された複数の側壁電極16a、16b、16
c、16dと、両端部の溝の側壁に接着され、他の側壁電極
16a、16b、16c、16dと絶縁された端部側壁電極14a、14b
と、インク室ベース10上に、その溝の設けられている部
分を覆うように固定されたカバープレート24と、インク
室ベース10上の、溝が形成されていない部分に固定さ
れ、各側壁電極16a、16b、16c、16d、14a、14bに所定の
電圧を与えるための駆動用IC18と、インク室ベース10
の、溝が開口している側の端部を覆うように固定された
オリフィスプレート26とを含む。

インク室ベース10に設けられた各溝は、その上部をカバ
ープレート24によって規定され、内部にインクを収容す
るためのインク室30a、30b、30c、30d、30eを形成す
る。オリフィスプレート26の、各インク室30a、30b、30
c、30d、30eの断面中央に相当する箇所には、そこから
インクが噴射されるノズルオリフィス28が形成される。
カバープレート24の各インク室30a、30b、30c、30d、30
e上には、各インク室内にインクを供給するためのイン
ク導入孔32が設けられる。

インク室ベース10上には、図示されない外部の制御回路
と駆動用IC18とを接続するための入力配線20と、駆動用
IC18の各出力端子と各側壁電極16a、16b、16c、16d、14
a、14bとを接続するための駆動配線パターン22とが形成
されている。

各インク室30a、30b、30c、30d、30eの奥行はｄで、高
さはｈで、幅はａで表わされる。

第４図は、第１図に示される印字ヘッドの動作状態を表
わす、第１図のIII−III方向からの矢視図である。注意
すべきことは、第４図においては、説明のために各側壁
12a、12b、12c、12dは所定の変形を起こしているように
描かれていることである。

第１図〜第４図を参照して、この印字ヘッドの動作が説
明される。駆動用IC18は、入力配線20から入力される信
号に基づき、各側壁電極14a、14b、16a、16b、16c、16d
に所定の電圧を与える。この電圧の与え方については、
後に詳述される。

今、側壁電極14a、16a、16d、14bには接地電位（以下GN
D）が、側壁電極16b、16cにはプラスの電圧Ｖが印加さ
れるとする。たとえば側壁電極16a、16b間には電位差Ｖ
が生じる。側壁電極16a、16bの厚さを無視すると、側壁
電極間の静電容量Ｃは、 Ｃ＝ε×ｈ×d/a で求められる。ただし、εはインクの誘電率である。そ
のため、側壁電極16a、16bにはＱ＝CVなる絶対値を有
し、互いに符号の異なる電荷が蓄積される。両側壁電極
16a、16bの間には、次式で表わされるクーロン力Ｆが働
く。

この場合クーロン力Ｆは引力として作用する。側壁電極
16a、16bはそれぞれ側壁12a、12bに接着されている。側
壁12a、12bはヤング率が小さい材料で形成されているた
め、小さな力によって容易に撓む。そのため側壁12a、1
2bは互いに近づく方向に変形する。側壁12a、12bによっ
て規定されているインク室30bの容積は減少し、その内
部の圧力が上昇する。その結果インク室30bのノズルオ
リフィス28からインクが噴射され、記録紙上にドットを
記録する。

一方、側壁電極16b、16c間には電位差が存在しない。側
壁12b、12cには引力が働かない。インク室30cの容積は
少なくとも減少せず、インク室30cからはインクが噴射
されない。

上述のごとく、隣接する２つの側壁に設けられている側
壁電極に異なる電圧を印加することにより、それら２つ
の側壁に規定されているインク室からはインクが噴射さ
れる。また、隣接する２つの側壁の側壁電極に同じ電圧
を印加することにより、それら２つの側壁に規定されて
いるインク室からはインクが噴射されない。したがっ
て、各側壁の側壁電極の電位をコントロールすることに
より、個々のインク室からのインクの噴射をコントロー
ルすることができ、記録紙上にドットの配列としてのキ
ャラクタを表現することができる。

ただし、この印字ヘッドにおいても、隣り合う２つのイ
ンク室から同時にインクを噴射させることは不可能であ
る。したがって、従来と同様に、インク室を１つおきに
グループ化して２組のインク室グループとし、各グルー
プのインク室を交互に使用してドットの形成を行なう。

本発明は、圧電性材料の圧電せん断モードを使用する代
わりに、電荷間に働くクーロン静電力を利用する。その
ため、印字ヘッドの構成材料の制約が小さくなり、かつ
分極処理が不要でその上加工中に特に材料の温度を管理
する必要もないという効果がある。

しかしながら本発明が実現されるためには、なお解決す
べき技術的課題がある。それは、各電極に印加すべき電
圧の決定方法である。１つの側壁は、一般的にいって両
方向で他の側壁と対向している。そのため、各インク室
を駆動するためにそのインク室を規定する２つの側壁の
側壁電極にかける電圧は、他の側壁電極との関連によっ
て定められなければならない。

第５図は上述の技術的課題を解決し、この発明にかかる
インクジェットプリンタを実現するための回路の一実施
例を示すブロック図である。第５図を参照してこのイン
クジェットプリンタは、外部から印字データを受取る入
力ポート34と、入力ポート34に接続されたバス36と、バ
ス36に接続され、インクジェットプリンタ全体の制御を
行なうためのCPU（Central Processing Unit）38と、
バス36に接続され、CPU38が実行するプログラムや、印
字されるべきキャラクタのドットパターン等が予め格納
されているROM（Read Only Memory）40と、バス36に
接続され、CPU38の作業領域として使用されるRAM（Rand
om Access Memory）42と、バス36に接続され、回路全
体の動作を同期させるためにタイミング信号を発生させ
るためのタイマ／マウンタ44と、バス36に接続され、印
字されるキャラクタの１列分のドットパターンに応じて
ドットパターン信号を出力するための印字データ出力ポ
ート48と、バス36に接続され、CPU38からの指令を受け
て駆動系を制御するための信号を出力する駆動信号出力
ポート58と、印字データ出力ポート48に接続され、ドッ
トパターン信号に応答して各インク室の電極に印加する
電極信号を生成するための電極信号生成回路52と、電極
信号生成回路52に接続され、電極信号を入力されてキャ
ラクタのドットパターンに応じてインクを吐出してドッ
ト列を形成するための印字ヘッド54と、タイマ／カウン
タ44に接続され、エンコーダ等により印字ヘッド54と記
録紙との相対的位置を検出して、インク噴出のタイミン
グを定めるための基準信号を発生するためのヘッド位置
検出手段46と、タイマ／カウンタ44と電極信号生成回路
52とに接続され、タイマ／カウンタ44から印字タイミン
グを示す信号を受取って、電極信号生成回路52を動作さ
せるための印字パルス信号を出力するための印字パルス
生成手段50と、駆動信号出力ポート58に接続され、印字
ヘッド54および／または記録紙を所定の方向に所定の速
度で移動させるためのモータドライバ60およびモータ62
とを含む。タイマ／カウンタ44は、CPU38の割込端子に
も接続される。

印字ヘッド54は、第１図〜第４図によって示されている
ように、複数の側壁電極を含む電極群56を含む。

第５図に示される各要素のうち、新規なものは電極信号
生成回路52および印字ヘッド54である。第６図は電極群
56の構成を示す模式図である。第６図を参照し電極群56
は、2k＋１個の電極E1、E2、…、Ｅ（2k）、Ｅ（2k＋
１）を含む。隣接する電極間には、インク室C1、C2、
…、Ｃ（2k）が形成されている。すなわち、この印字ヘ
ッド54は、互いにその位置が異なる2k個のドットを形成
できる。

第７図は電極信号生成回路52の、より詳細なブロック図
である。第７図を参照して、電極信号生成回路52はｋ本
の信号線83により印字データ出力ポート48に接続され、
2k個のドットを含むドットパターンのうち、奇数番目の
ｋ個のドットについての信号を入力されて、2k個のイン
ク室C1、C2、…、C2（ｋ）のうち、奇数番目のもののみ
を駆動するために各電極E1、E2、…、Ｅ（2k＋１）に与
える奇数ドット信号を生成するための奇数ドット信号生
成回路64と、ｋ本の信号線85により印字データ出力ポー
ト48に接続され、偶数番目のｋ個のドットについての信
号を入力されて、2k個のインク室C1、C2、…、Ｃ（2k）
のうち、偶数番目のもののみを駆動するために各電極E
1、E2、…、Ｅ（2k＋１）に与える偶数ドット信号を生
成するための偶数ドット信号生成回路66と、奇数ドット
信号生成回路64と偶数ドット信号生成回路66とに接続さ
れ、信号線92から偶数ドットと奇数ドットとの切換を示
すODD/EVEN切換信号を入力され、奇数ドット信号と偶数
ドット信号とを交互に選択して選択ドット信号線91に出
力するためのODD/EVEN切換回路68と、ODD/EVEN切換回路
68に接続され、信号線93からの印字パルス信号に応答し
て、選択ドット信号線91から入力されている信号を増幅
して、電極信号P1、P2、…、Ｐ（2k）、Ｐ（2k＋１）を
出力する電極信号ゲート回路70とを含む。

奇数ドット信号生成回路64とODD/EVEN切換信号68、偶数
ドット信号生成回路66とODD/EVEN切換回路68、電極信号
ゲート回路70とODD/EVEN切換回路68とは、それぞれ2k＋
１本の奇数ドット信号線87、偶数ドット信号線89、選択
ドット信号91によって接続される。

第8A図は奇数ドット信号生成回路64の回路構成を示す回
路図である。第8A図を参照して奇数ドット信号生成回路
64は、ドットパターンを表わす2k個の信号のうち、奇数
番目のドットを表わす信号を受けるためのｋ本の信号線
b1、b3、b5、…、ｂ（2k−３）、ｂ（2k−１）と、GND
電位に接続された信号線72と、信号線b5以降のｋ−２本
の信号線の各々に各々の入力の一方が接続されたｋ−２
個の排他的論理和回路（以下EXOR回路）74とを含む。

各EXOR回路74の入力の他方は、隣接する番号の若い方の
信号線に設けられているEXOR回路74の出力に接続されて
いる。たとえば、信号線b7に入力に一方を接続されてい
るEXOR回路74の入力の他方は、信号線b5に接続されなEX
OR回路74の出力に接続されている。

ただし、信号線b5に入力の一方が接続されたEXOR回路74
の入力の他方には、信号線b3がそのまま接続されてい
る。EXOR回路74は、各電極に印加されるべき電極信号を
決定する機能を果たす。

信号線b1は、そのまま奇数ドット信号線OD1となる。信
号線72、b3と、ｋ−２個のEXOR回路74の出力とは、それ
ぞれ２つずつに分枝して、2k本と信号線OD2、OD3、…、
OD（2k）、OD（2k＋１）となる。したがって、奇数ドッ
ト信号生成回路64は、出力として2k＋１本の奇数ドット
信号線を有する。

第8B図は偶数ドット信号生成回路66の回路構成を示す回
路図である。第8B図を参照して偶数ドット信号生成回路
66は、GND電位に接続された信号線78と、ドットパター
ンを表わす2k個の信号のうち、偶数番目のドットを表わ
す信号を受取るためのｋ本の信号線b2、b4、…、ｂ（2
k）と、信号線b4以降のｋ−１本の信号線の各々に、各
々の入力の一方が接続されたｋ−１個のEXOR回路80とを
含む。

各EXOR回路80の入力の他方は、隣接する番号の若い方の
信号線に接続されたEXOR回路80の出力に接続されてい
る。ただし、信号線b4に入力の一方が接続されたEXOR回
路80の入力の他方は、信号線b2に直接接続される。これ
らEXOR回路80は、各電極に印加される電極信号を決定す
る機能を果たす。

信号線78、b2および各EXOR回路80の各出力はそれぞれ２
本に分枝している。ただし、信号線ｂ（2k）が接続され
ているEXOR回路80の出力は分枝しない。したがって偶数
ドット信号生成回路66からの出力は、第8B図に示される
ように2k＋１本の偶数ドット信号線EV1、EV2、…、EV
（2k）、EV（2k＋１）を含む。

第９図はODD/EVEN切換回路68の一例の回路図である。第
９図を参照してODD/EVEN切換回路68は、各々が奇数ドッ
ト信号生成回路64と偶数ドット信号生成回路66との各々
１ドット分の信号線に接続され、信号線92から入力され
るODD/EVEN切換信号に応答して、奇数ドット信号と偶数
ドット信号とを切換えて選択ドット信号線91に出力する
ための2k＋１個のセレクタ82を含む。

各セレクタ82に入力されている奇数ドット信号線および
偶数ドット信号線は、共に同一の電極に印加されるドッ
ト信号を決定するものである。たとえば、２番目の電極
E2に印加される電圧を定める選択ドット信号S2が接続さ
れているセレクタ82の入力の一方は、信号線OD2に、他
方はEV2に接続される。

第10図はセレクタ82の一例を示す回路図である。このセ
レクタ82の内容は公知である。したがってその構成およ
び動作の詳細な説明は省略される。第10図は第１番目の
電極E1へのドット信号を定めるセレクタ82を示す。この
セレクタ82の入力の一方は奇数ドット信号線OD1に、他
方は偶数ドット信号線EV1に接続されている。第10図の
構成の場合信号線92に“1"が印加されると、選択ドット
信号線S1にはEV1の内容がそのまま出力される。信号線9
2に“0"が印加されると選択ドット信号線S1にはOD1の内
容がそのまま出力される。

第５図〜第10図を参照して、このイングジェットプリン
タの動作が説明される。入力ポート34には外部からキャ
ラクタデータが入力される。CPU38はRAM42にキャラクタ
データを一旦格納した後、ROM46からキャラクタに対応
するドットパターンを読出し、１列分のドットパターン
を示すドットパターン信号を印字データ出力ポート48に
出力する。この実施例の場合、ドットの１列は2k個のド
ットを含む。したがって印字データ出力ポート48には、
2k個のドットにつき、各々のドットを印字するかしない
かをそれぞれ“0"と“1"とで２値的に表わす2k個のドッ
トパターン信号が入力される。

印字データ出力ポート48は、2k個のドットパターン信号
のうち奇数番目のｋ個のドットパターン信号を、信号線
83を介して奇数ドット信号生成回路64に送出する。印字
データ出力ポート48は、偶数番目のｋ個のドットパター
ン信号を、信号線85を介して偶数ドット信号生成回路66
に送出する。

奇数ドット信号生成回路64においては、以下に述べる加
工がドットパターン信号に施される。１番目のドットに
ついてのドットパターン信号は、そのまま信号線OD1に
出力される。信号線OD2、OD3には信号“0"が与えられ
る。

第8A図において、ｎを自然数としたとき、2n番目のイン
ク室からインクが噴射されるか否かは、信号線OD（2
n）、OD（2n＋１）間の電位差による。ところが、これ
ら信号線OD（2n）、OD（2n＋１）は同一の信号線から分
枝したものであり、それらの信号の値は同一であること
が明らかである。したがって、2n番目のインク室の両側
壁間には電位差は生じない。そのため、偶数番目のイン
ク室からはインクが噴射されない。

一方、2n−１番目のインク室からインクが噴射されるか
否かは、信号線OD（2n−１）、OD（2n）の値に依存す
る。もしこれら信運線の信号の値が互いに等しければ2n
−１番目のインク室からはインクは噴射されない。これ
らの信号の値が互いに異なれば、2n−１番目のインク室
からインクが噴射される。

EXOR回路74は、奇数ドット信号線OD（2n−１）と、信号
線ｂ（2n−１）それぞれの信号の値から奇数ドット信号
線OD（2n）の信号の値を定める。すなわち、もし信号線
ｂ（2n−１）の信号の値が“0"であれば、信号線OD（2
n）の信号は信号線OD（2n−１）の信号と等しい値に定
められる。信号線ｂ（2n−１）の信号の値が“1"であれ
ば、信号線OD（2n）の値は、信号線OD（2n−１）の値と
異なる値に定められる。

その結果、信号線ｂ（2n−１）の信号の値が“0"であれ
ば、2n−１番目のインク室からはインクは噴射されな
い。信号線ｂ（2n−１）の信号の値が“1"であれば、イ
ンクは噴射される。

第8B図はｎ＝３としたときの各信号線の信号の値を示す
表である。第8B図を参照して、信号線b5の値が“0"であ
るときを考える。信号線OD5の値が“0"であれば、信号
線OD6の信号の値は“0"となる。信号線OD5の値が“1"で
あれば、信号線OD6の信号の値は“1"となる。すなわち
信号線OD5の値が“0"のときは信号線OD5、OD6の信号の
値が等しい。このとき５番目のインク室の両側壁電極に
かけられる電圧は等しく、このインク室からのインクの
噴射はない。

信号線b5の値が“1"であれば、逆に信号線OD5の値と信
号線OD6との間との組合わせは“0"と“1"と、または
“1"と“0"との組合わせのどちらかになる。したがって
５番目のインク室からインクが噴射されることになる。

第8C図に示される偶数ドット信号生成回路66は奇数ドッ
ト信号生成回路64と同様の動作を行なう。前者が後者と
異なるところは、前者においては奇数番目のインク室の
両側壁に印加される電圧が常に等しくなるように構成さ
れているということである。そして、ｎを自然数とした
とき、線号信EV（2n＋１）の信号の値は、信号線EV（2
n）の信号の値と信号線ｂ（2n）の値とから一意に定め
られる。第8D図は、ｎ＝３としたときの各信号線の信号
の値の関係を示す表である。

第8D図を参照して、信号線b6の信号の値が“0"であれ
ば、信号線EV7の信号の値は信号線EV6の信号の値と等し
くなる。したがって６番目のインク室からのインクの噴
射はない。一方、信号線b6の信号の値が“1"であれば、
信号線EV7の信号の値と信号線EV6の信号の値とは異なる
値となる。したがって６番目のインク室からインクが噴
射される。

上述の動作においては、各信号線の出力を一意に定める
ために、基準となるものが必要である。奇数ドット信号
生成回路64においては信号線72が、偶数ドット信号生成
回路66においては信号線70が共に基準となる。他の出力
の値は、これら基準の信号線との関係で次々に定められ
る。

ヘッド位置検出手段46は、印字ヘッド54からのインクの
噴出のタイミングを定めるために、印字ヘッド54と記録
紙との相対的位置を検出し、ヘッド位置検出信号を出力
する。タイマ／カウンタ44は、ヘッド位置検出信号に応
答し、インクジェットプリンタ全体の動作のタイミング
を定めるためのタイミング信号を生成する。タイマ／カ
ウンタ44はまた、インクを噴射するタイミングを定める
割込信号をCPU38と印字パルス生成手段50に送出する。

CPU38は、奇数番目のドットの記録と、偶数番目のドッ
トの記録とを交互に切換えるために、ODD/EVEN切換を示
す信号を駆動信号出力ポート58に出力する。駆動信号出
力ポート58は、ODD/EVENの切換を示す信号に応答し、信
号線92に、各セレクタ82を動作させるためのODD/EVEN切
換信号を送出する。ODD/EVEN切換信号の値は、たとえば
奇数番目のドットの記録のときには“0"となり、偶数番
目のドットの記録のときには“1"となる。

したがってODD/EVEN切換回路68からの選択ドット信号線
91の信号は、ODD/EVEN切換信号の値が“0"のときは奇数
番目のドットを記録するための信号となり、ODD/EVEN切
換信号の値が“1"のときは偶数番目のドットを記録する
ための信号となる。

印字パルス生成手段50は、印字のタイミングを示す印字
パルスを信号線93に出力する。電極信号ゲート回路70
は、印字パルス信号に応答して、ODD/EVEN切換回路68か
ら入力されている奇数ドット信号または偶数ドット信号
に応じて電極信号を出力する。このとき、ODD/EVEN切換
回路68から入力されている選択ドット信号の値が“0"で
あれば対応する電極信号の電圧を接地電位と等しくし、
“1"であれば所定の電圧Ｖとする 電極群56においては、各電極E1、E2、…、Ｅ（2k＋１）
に、ドットパターンと、偶数ドットの記録と奇数ドット
の記録との別に応じた電圧がかけられ、１列分の奇数ド
ットまたは偶数ドットの記録が行なわれる。

モータ62は、モータドライバ60および駆動信号出力ポー
ト58を経てCPU38により駆動される。モータ62によって
インクジェット54と記録紙との相対的位置が変更され
る。

CPU38は、キャラクタの印字が終了するまで偶数ドット
と奇数ドットとを切換えながら上述の動作を繰返す。記
録紙上にはインクジェットにより形成されたドットの配
列としてキャラクタが表現される。

キャラクタの印字が終了すると、CPU38は入力ポート34
に到着している次のキャラクタコードを読出す。そして
上述の動作がさらに繰返される。

なお、上記の動作においては、奇数ドットのみの列と偶
数ドットのみの列とが互い違いに形成される。したがっ
てこのままでは印字は完全なものではない。しかしなが
らたとえば印字ヘッド54を同一行上で往復させ、２回の
記録動作を行なえば、各列の奇数ドットと偶数ドットの
両方とも形成させることが可能である。

以上のように本発明によれば、圧電性の材料を用いず
に、インクの噴射を制御して所望のキャラクタを表現で
きるインクジェットプリンタが提供できる。

なお、本発明は上述の実施例に限定されない。たとえ
ば、上述の実施例においては各電極に与えられる信号値
は回路手段によって定められた。しかしながら、これら
の作業はCPU38内でプログラムによって行なうことも可
能である。

［効果］ この発明にかかるインクジェットプリンタにおいては、
各壁部材には、キャラクタを表現すべきドット配列のデ
ータに従って制御電圧が与えられる。互いに異なる制御
電圧を与えられた対向する壁部材には、互いに異なる極
性の電荷が蓄積される。そのためこれら対向する壁部材
には、互いの電荷によるクーロン力が引力として働く。
壁部材は容易に撓むため、これら対向する壁部材はこの
引力によって互いに近づくように変形する。変形した対
向する壁部材によって規定されるインク噴射ノズルの容
積は減少する。その結果このインク噴射ノズル内の圧力
が上昇し、インク噴射ノズルからインクが噴射される。
一方、互いに等しい制御電圧が与えられる対向する壁部
材の間には、クーロン力が引力として作用しない。その
ため、これら対向する壁部材によって規定されるインク
噴射ノズルからはインクが噴射されない。

各噴射ノズルは上述のように個々に噴射制御され、噴射
されたインクによるドットの配列としてのキャラクタを
表現する。

したがって、インク噴射ノズルの壁部材は圧電性の材料
によって構成される必要はない。壁部材の予め分極処理
しておくことも不要である。その上、壁部材を加工中に
その分極状態を保つために温度を特に管理する必要もな
い。また、各壁部材は、インク室ベースの上に形成され
た側壁の表面に側壁電極を接着して形成すればよいた
め、容易に製造でき、かつ壁部材の変形に対しても容易
に破壊されてしまうおそれはない。さらに、ノズル間隔
を狭くしても、電極の面積は減少せず、壁部材の変形に
よるインク室の容積の減少が少なくなりすぎることはな
い。したがって高集積化を行なっても、印字を良好に行
なえる。

したがって、この発明によれば、圧電性材料を用いず、
製造が容易でかつ高集積化に適したインクジェットプリ
ンタを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例にかかるインクジェットプ
リンタの印字ヘッドの一部分解した斜視図であり、 第２図は第１図の印字ヘッドの分解斜視図であり、 第３図は第１図のIII−III方向矢視図であり、 第４図は第１図のIII−III方向矢視図であって本発明の
インクジェットプリンタの動作原理を示す模式図であ
り、 第５図は本発明の一実施例の回路ブロック図であり、 第６図は第５図の印字ヘッドの電極群の略ブロック図で
あり、 第７図は第５図の電極信号生成回路の詳細なブロック図
であり、 第8A図は第７図の奇数ドット信号生成回路のより詳細な
ブロック図であり、 第8B図は第8A図に示される信号線の信号の値相互の関係
を示す表であり、 第8C図は第７図の偶数ドット信号生成回路のより詳細な
ブロック図であり、 第8D図は第8C図に示される各信号線の信号の値の相互を
関係を示す表であり、 第９図は第７図の電極信号ゲート回路のブロック図であ
り、 第10図はセレクタの一例を示す回路ブロック図であり、 第11図は従来の圧電性材料を使用したインクジェットプ
リンタの印字ヘッドの一例の斜視図であり、 第12A図および第12B図は圧電性材料の圧電せん断モード
の変形を示す従来の壁部材の断面図であり、 第13図は第11図のXIII−XIII方向矢視図であり、圧電性
材料の変形の状態を示す。 図中10はインク室ベース、12,12a〜12dはインク室の側
壁、14は端部側壁電極、16は側壁電極、18は駆動用IC、
24はカバープレート、26はオリフィスプレート、28はノ
ズルオリフィス、30はインク室、32はインク導入孔、34
は入力ポート、36はバス、38はCPU、40はROM、42はRA
M、44はタイマ／カウンタ、46はヘッド位置検出手段、4
8は印字データ出力ポート、50は印字パルス生成手段、5
2は電極信号生成回路、54は印字ヘッド、56は電極群、5
8は駆動信号出力ポート、64は奇数ドット信号生成回
路、66は偶数ドット信号生成回路、68はODD/EVEN切換回
路、70は電極信号ゲート回路、74、80はEXOR回路、82は
セレクタ、87は奇数ドット信号線、89は偶数ドット信号
線、91はODD/EVEN切換信号線、93は印字パルス信号線を
示す。 なお、各図中、同一符号は同一、または相当部分を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の、整列された、個別的に噴射可能な
   インク噴射ノズルの配列を含み、整列方向と交差方向に
   被記録物体との間に相対的変位を行ないながら前記イン
   ク噴射ノズルが個別的に噴射制御されることにより、前
   記整列方向および前記交差方向の噴射インクのドット配
   列として、キャラクタが表現されるイングジェットプリ
   ンタであって、 表面上に、前記整列方向に櫛状に複数個形成された側壁
   を隔てて形成された複数個の溝を有する、絶縁材料から
   なるインク室ベースと、 前記複数の側壁の各々の両側面および上面を覆うように
   前記側壁上に接着され、かつ相互に絶縁された複数の側
   壁電極と、 前記インク室ベースの前記表面上を覆うように前記イン
   ク室ベース上に取付けられた上面カバー部材と、 前記インク室ベースの端面を覆うように前記インク室ベ
   ースに取付けられ、インクが噴射される開口部を有する
   端面カバー部材とを含み、 前記インク噴射ノズルは、前記側壁および前記側壁上に
   形成された前記側壁電極からなる、互いに対向する壁部
   材と、前記上面カバー部材と、前記インク室ベースの前
   記溝の底面と、前記端面カバー部材とにより規定されて
   いて、 前記インク噴射ノズルを前記キャラクタを表現すべきド
   ット配列のデータに従って噴射制御するように、前記対
   向する壁部材の前記側壁電極に制御電圧を与える手段を
   含み、 それによって前記制御電圧の作用で前記対向する壁部材
   の間隔が制御されてインクの噴射が制御されるイングジ
   ェットプリンタ。