JPH08258256A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 制御回路から駆動回路へのデータ転送を良好
に行うこと。 【構成】 圧電素子を用いた記録装置では、電流３１の
ように駆動信号３０の立ち上がり、立ち下がり時にヘッ
ド接地線に急峻なピークを持つ電流が流れ、ノイズＮ
１、Ｎ２が生じてしまう。また、グランドライン２６に
も電流３３のように駆動信号３０の立ち上がり時に急峻
なピークを持つ電流が流れ、ノイズＮ３が生じてしま
う。そのため、駆動信号３０の立ち上がり時間Ｔｄと立
ち下がり時間Ｔｅの時間帯を避け、３２ｂｉｔ分のＤＡ
ＴＡ３を２分割して転送時間Ｔｂ、Ｔｃに転送して、ノ
イズＮ１、Ｎ２、Ｎ３が、ＣＬＫ２に重畳することを防
止する。よって、ＣＬＫ２とＤＡＴＡ３０との同期が崩
れることがなく、ＤＡＴＡ３を良好に転送することがで
き、高品位な画像を得ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧電素子に電気信号を
印加することにより、圧電素子を変形させ、その変形に
より文字や図形等を記録する記録装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録装置のインク
ジェット式印字ヘッドは、図４に示す要部構成になって
いた。図４（ａ）は、流路方向の断面図であり、図４
（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線断面の一部を示す図で
ある。

【０００３】図示しないインク供給源内のインクは、カ
バープレート５０に形成されたインク供給口５１及びマ
ニホールド５３を介して、圧電素子で形成されている隔
壁５４により区画されたインク室５６に充填される。イ
ンク室５６の端部には、インク５２の吐出穴となるノズ
ル穴５８がノズルプレート５７に設けられている。隔壁
５４には、図４（ｂ）に示すように駆動電極５９ａ、５
９ｂと接地電極６０とが設けられている。これらの駆動
電極５９ａ、５９ｂ及び接地電極６０は、電極引き出し
口６１に電気的に接続されており、図４には図示されて
いない駆動回路から電気信号が供給される。駆動回路か
ら駆動電極５９ａ、５９ｂにインク噴射信号である電気
信号が供給され、接地電極６０がグランドに接続される
ことにより、圧電素子で形成された隔壁５４ａ、５４ｂ
が変形し、インクを噴射するインク噴射エネルギーがイ
ンク室５６ｂ内のインク５２に発生する。すると、イン
ク５２は、ノズル穴５８よりインク滴となって飛翔し、
記録紙に付着する。

【０００４】上述したように、インクジェット式印字ヘ
ッドを備える記録装置では、圧電素子の隔壁５４ａ、５
４ｂに設けられた対向する駆動電極５９ａ、５９ｂと接
地電極６０との間に電気信号を印加し、圧電素子に機械
的変形をさせ、インク室５６ｂ内のインク５２にエネル
ギーを発生してノズル穴５８よりインク滴を吐出させ
る。ここで、駆動回路からみると、圧電素子に設けられ
た駆動電極５９ａ、５９ｂと接地電極６０との間は、静
電容量性負荷と見なせる。このため、圧電素子に設けら
れた対向する駆動電極５９ａ、５９ｂと接地電極６０と
の間の電位差を増すには、駆動回路から電荷を充電する
充電電流が必要となる。また、前記電位差を無くすに
は、駆動電極５９ａ、５９ｂと接地電極６０との間の電
荷を放電する放電電流を流す必要がある。

【０００５】図５は、前述のようなインクジェット印字
ヘッドを駆動する駆動回路の内部構成を示す図である。
図５では、３２チャンネルマルチノズルヘッドの場合を
示している。シフト・レジスタ６１には、図示していな
いインク噴射データ発生回路からのクロック信号である
ＣＬＫ６２と、ＣＬＫ６２と同期して直列転送されてく
る噴射データ信号であるＤＡＴＡ６３とが入力され、入
力されたＤＡＴＡ６３をシフト・レジスタ６１が並列信
号に変換しラッチ６４へ出力する。ラッチ６４は、入力
される前記並列信号を、ラッチ指令信号であるＳＴＢ６
５により記憶し、ＡＮＤゲート６６に出力する。ＡＮＤ
ゲート６６は、入力されるラッチ６４の出力信号とイネ
ーブル信号であるＥＮＡ６７との論理積を行う。出力回
路６８には、ＡＮＤゲート６６の出力が入力され、その
入力された信号を出力回路６８がインクジェット式印字
ヘッドに適した電圧、電流に変換し、駆動信号として出
力する。

【０００６】図５において、圧電素子に設けられた対向
電極にて形成される静電容量を駆動するためには、次の
ような動作をする。駆動電極５９ａ、５９ｂと接地電極
６０との間の電位差を増すには、ＡＮＤゲート６６の出
力である印字信号が、「Ｈ」になり、トランジスタ６９
が”ＯＮ”、トランジスタ７０が”ＯＦＦ”になること
により充電電流が流れ、電位差を増加させる。また駆動
電極５９ａ、５９ｂと接地電極６０との間の電位差を無
くすには、ＡＮＤゲート６６の出力である印字信号が、
「Ｌ」になり、トランジスタ６９が”ＯＦＦ”、トラン
ジスタ７０が”ＯＮ”になることにより電荷を放電する
放電電流が流れ、電位を０Ｖにする。

【０００７】図６は、図４で説明したインクジェット式
印字ヘッドと図５で説明した駆動回路を用いたシリアル
プリンタの電気回路の概略図である。噴射データ信号で
あるＤＡＴＡ６３は、制御回路７１からハーネスケーブ
ル７２により駆動回路基板７３に実装されている駆動回
路７５へ転送される。そして、前述の駆動電極５９ａ、
５９ｂと接地電極６０との間で形成される静電容量を充
放電する電流は、充電時には、駆動電源ライン７４→駆
動回路７５→ヘッド７６→ヘッド接地線７７→グランド
ライン７８という経路で流れる。また、放電時には、ヘ
ッド７６→駆動回路７５→ヘッド接地線７７という経路
で流れる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来例の記録装置では、図７に示す電流７９の
ように駆動信号７８の立ち上がり、立ち下がり時（過渡
時）にヘッド接地線７７に急峻なピークを持つ電流が流
れる。例えば、３２チャンネルを同時駆動すると、駆動
信号当たりＩｐｃのピーク充電電流が流れ、ヘッド接地
線７７には、瞬時ではあるが３２×Ｉｐｃと言う大電流
が流れる。そのため、駆動回路基板７３内部にあるヘッ
ド接地線７７には、図７のノイズ８０に示すようなノイ
ズＮ１、Ｎ２が生じてしまう。

【０００９】さらに、グランドライン７８にも図７に示
す電流８１のように、駆動信号７８の立ち上がり時（過
渡時）に急峻なピークを持つ電流が流れる。例えば、３
２チャンネルを同時駆動すると、駆動信号当たりＩｐｅ
のピーク充電電流が流れ、グランドライン７８には、瞬
時ではあるが３２×Ｉｐｅと言う大電流が流れる。その
ため、ハーネスケーブル７２内にあるグランドライン７
８には、図７のノイズ８２に示すようなノイズＮ３が生
じてしまう。

【００１０】そして、ノイズＮ１、Ｎ２、Ｎ３が、ＣＬ
Ｋ６２に重畳してしまうとＣＬＫ６２とＤＡＴＡ６３と
の同期が崩れてしまい、駆動回路７５内のシフトレジス
タ６１が誤動作してしまう。そのため、シフトレジスタ
６１以降の回路もシフトレジスタ６１の誤動作の影響を
受けて、制御回路７１の欲するデータと異なった状態で
ヘッド７６を駆動してしまい、画像品質を損ねる結果を
招くという問題点があった。

【００１１】上述した問題点を解決するために、特開平
６−１９１０２３号公報で開示されているように、図８
に示す駆動信号７８の無効時間Ｔ３に、ＤＡＴＡ９１を
ＣＬＫ９０に同期して転送することにより、電流７９、
８１により発生するノイズＮ１、Ｎ２、Ｎ３が駆動回路
７５に影響を与えない方法も考えられている。しかし、
駆動信号７８の周期Ｔ１に対して有効時間Ｔ２の割合が
高いとＤＡＴＡ９１の転送に費やせる無効時間Ｔ３が短
く、ＤＡＴＡ９１及びＣＬＫ９０の周波数を上げる必要
があり、制御回路や駆動回路の高速作動のためにコスト
が高くなるという問題点があった。

【００１２】本発明は、上述した従来の方法の問題点を
解決するためになされたものであり、その目的とすると
ころは、制御回路から駆動回路へのデータ転送を良好に
行なう記録装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１では、圧電素子に電気信号を印加す
ることにより、圧電素子を変形させ、その変形により文
字や図形等を記録する記録装置において、前記圧電素子
に前記電気信号を印加する駆動回路と、前記電気信号の
過渡域を除き、かつ前記電気信号が印加されている間に
前記駆動回路に記録データを転送する制御回路とを備え
ている。

【００１４】請求項２では、前記制御回路は、前記電気
信号が印加されていない間にも前記駆動回路に記録デー
タを転送することを特徴とする。

【００１５】請求項３では、前記圧電素子の変形によ
り、インクが充填されるインク室の容積が変形して、前
記インク室からインクが噴射されることを特徴とする。

【００１６】

【作用】上記の構成の本発明の記録装置では、前記駆動
回路が、前記圧電素子に前記電気信号を印加し、前記制
御回路が、前記電気信号の過渡域を除き、かつ前記電気
信号が印加されている間に前記駆動回路に記録データを
転送することによって、前記電気信号の過渡域に流れる
電流によって発生するノイズによるデータ転送への悪影
響が防止される。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を具
体的に説明する。但し、従来例と同一の部材について
は、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００１８】図１は、従来例の図４で説明したようなイ
ンクジェット印字ヘッドを駆動する駆動回路の内部構成
を示す図である。図１では、３２チャンネルマルチノズ
ルヘッドの場合を示している。

【００１９】１６ｂｉｔ長のシフト・レジスタ１には、
図２で示される制御回路２０に含まれるインク噴射デー
タ発生回路からのクロック信号であるＣＬＫ２と、ＣＬ
Ｋ２と同期して直列転送されてくる噴射データ信号であ
るＤＡＴＡ３とが入力され、入力されたＤＡＴＡ３をシ
フト・レジスタ１が並列信号に変換し、マルチプレクサ
４へ出力する。

【００２０】マルチプレクサ４は、入力された並列信号
を、制御回路２０から出力されるＳＥＬ５により選択さ
れたラッチａ６またはラッチｂ７のどちらかへ出力す
る。ＳＥＬ５が、論理レベル「Ｌ」の時には、マルチプ
レクサ４の出力はラッチａ６へ出力される。また、ＳＥ
Ｌ５が、論理レベル「Ｈ」の時には、マルチプレクサ４
の出力はラッチｂ７へ出力される。

【００２１】ラッチａ６は、入力されるマルチプレクサ
４の出力信号状態をラッチ指令信号であるＳＴＢａ８に
より記憶し、ＡＮＤゲート９に出力する。また、ラッチ
ｂ７は、入力されるマルチプレクサ４の出力信号状態を
ラッチ指令信号であるＳＴＢｂ１０により記憶し、ＡＮ
Ｄゲート９に出力する。

【００２２】ＡＮＤゲート９は、入力されるラッチａ６
とラッチｂ７との出力信号と、イネーブル信号であるＥ
ＮＡ１１との論理積を行う。ＥＮＡ１１が論理レベル
「Ｌ」の時には、ラッチａ６及びラッチｂ７の出力状態
がいかなる場合でもＡＮＤゲート９の出力は禁止状態と
なる。また、ＥＮＡ１１が論理レベル「Ｈ」の時には、
ＡＮＤゲート９は、ラッチａ６及びラッチｂ７の出力状
態に従って出力する。

【００２３】出力回路１２には、ＡＮＤゲート９の出力
が入力され、その入力された信号を出力回路１２がイン
クジェット式印字ヘッド２３に適した電圧、電流に変換
し、駆動信号として出力する。従来例で説明したよう
に、圧電素子に設けられた対向電極にて形成される静電
容量を駆動するためには、次のような動作をする。形成
された静電容量の電極間の電位差を増すには、ＡＮＤゲ
ート９の出力である印字信号が「Ｈ」になり、トランジ
スタ１３が”ＯＮ”、トランジスタ１４が”ＯＦＦ”に
なることにより充電電流が流れ電位差を増加させる。ま
た電極間の電位差を無くすには、ＡＮＤゲート９の出力
である印字信号が「Ｌ」になり、トランジスタ１３が”
ＯＦＦ”、トランジスタ１４が”ＯＮ”になることによ
り電荷を放電する放電電流が流れ電位を０Ｖにする。

【００２４】図２は、従来例の図４で説明したインクジ
ェット式印字ヘッドと図１で説明した駆動回路を用いた
シリアルプリンタの電気回路の概略図である。噴射デー
タ信号であるＤＡＴＡ３は、制御回路２０からハーネス
ケーブル２７によりキャリッジ（図示せず）上の駆動回
路基板２２に実装されている駆動回路２１へ転送され
る。そして、従来例の図４での駆動電極５９と接地電極
６０との間で形成される静電容量を充放電する電流は、
充電時には、駆動電源ライン２５→駆動回路２１→ヘッ
ド２３→ヘッド接地線２４→グランドライン２６という
経路で流れる。また、放電時には、ヘッド２３→駆動回
路２１→ヘッド接地線２４という経路で流れる。

【００２５】図３は、本実施例のタイミング図である。
周期Ｔａは、駆動信号３０の繰り返し周期である。立ち
上がり時間Ｔｄは、駆動信号３０が無効から有効に変化
するのに要する時間である。立ち下がり時間Ｔｅは、駆
動信号３０が有効から無効に変化するのに要する時間で
ある。転送時間Ｔｂは駆動信号３０が有効である時間で
あり、この転送時間Ｔｂに周期Ｔａ当たり３２ｂｉｔ転
送されてくるＤＡＴＡ３の１６ｂｉｔ分が転送され、ラ
ッチａ６に記憶される。１６ｂｉｔ分の転送が終了する
とシフト・レジスタ１内部に１６ｂｉｔ分のＤＡＴＡ３
が記憶され並列信号に変換されている。そのシフト・レ
ジスタ１の出力は予め設定されているマルチプレクサ４
のＳＥＬ５によりラッチａ６に入力される。ＳＴＢａ８
は、ラッチａ６に入力されている信号を記憶するための
ラッチ指令信号である。

【００２６】転送時間Ｔｃは駆動信号３０が無効である
時間であり、この転送時間Ｔｃに周期Ｔａ当たり３２ｂ
ｉｔ転送されてくるＤＡＴＡ３の残り１６ｂｉｔ分が転
送され、ラッチｂ７に記憶される。１６ｂｉｔ分の転送
が終了するとシフト・レジスタ１内部に１６ｂｉｔ分の
ＤＡＴＡ３が記憶され並列信号に変換されている。その
シフト・レジスタ１の出力は予め設定されているマルチ
プレクサ４のＳＥＬ５によりラッチｂ７に入力される。
ＳＴＢｂ１０は、ラッチｂ７に入力されている信号を記
憶するためのラッチ指令信号である。

【００２７】尚、請求項の電気信号が駆動信号３０に相
当し、過渡域が立ち上がり時間Ｔｄ及び立ち下がり時間
Ｔｅに相当する。

【００２８】周期Ｔａ中の立ち上がり時間Ｔｄと立ち下
がり時間Ｔｅの時間帯を避けて、制御回路２０は、ＣＬ
Ｋ２、ＤＡＴＡ３、ＳＴＢａ８、ＳＴＢｂ１０を駆動回
路２１へ送っている。

【００２９】上述したような記録装置では、図３に示す
電流３１のように駆動信号３０の立ち上がり、立ち下が
り時（過渡時）にヘッド接地線２４に急峻なピークを持
つ電流が流れる。例えば、３２チャンネルを同時駆動す
ると、駆動信号当たりＩｐｃのピーク充電電流が流れ、
ヘッド接地線２４には、瞬時ではあるが３２×Ｉｐｃと
言う大電流が流れる。そのため、駆動回路基板２２内部
にあるヘッド接地線２４には、図３のノイズ３２に示す
ようなノイズＮ１、Ｎ２が生じてしまう。

【００３０】さらに、グランドライン２６にも図３に示
す電流３３のように駆動信号３０の立ち上がり時（過渡
時）に急峻なピークを持つ電流が流れる。例えば、３２
チャンネルを同時駆動すると、駆動信号当たりＩｐｅの
ピーク充電電流が流れ、グランドライン２６には、瞬時
ではあるが３２×Ｉｐｅと言う大電流が流れる。そのた
め、ハーネスケーブル２７内にあるグランドライン２６
には、図３のノイズ３４に示すようなノイズＮ３が生じ
てしまう。

【００３１】しかしながら本発明では、駆動信号３０の
立ち上がり時間Ｔｄと立ち下がり時間Ｔｅの時間帯を避
け、３２ｂｉｔ分のＤＡＴＡ３を２分割して転送する。
即ち、転送時間Ｔｂの時間帯にラッチａ６に記憶される
１６ｂｉｔ分のＤＡＴＡ３を転送し、転送時間Ｔｃの時
間帯にラッチｂ７に記憶される１６ｂｉｔ分のＤＡＴＡ
３を転送する。そのことにより、ノイズＮ１、Ｎ２、Ｎ
３が、ＣＬＫ２に重畳することなくＣＬＫ２とＤＡＴＡ
３０の同期が崩れることがない。そのため、シフトレジ
スタ１以降の回路は、制御回路２０の欲するデータと異
なることなく、ヘッド２３を正常に駆動し、画像品質を
損ねることなく高品位な画像を得ることが可能となる。

【００３２】さらに、駆動信号３０の周期Ｔａに対して
転送時間Ｔｂ、Ｔｃの割合を高く取れることにより、Ｄ
ＡＴＡ３の転送に費やせる時間が長くなりＤＡＴＡ３と
ＣＬＫ２の周波数を上げる必要がなくなることにより、
制御回路や駆動回路の高速化する必要がなくコストの低
下に有効である。

【００３３】以上説明したように、駆動信号の立ち上が
り時間と立ち下がり時間の時間帯を避け、ＤＡＴＡ３の
１周期分を分割して転送する。このことにより、ノイズ
が、ＣＬＫ２に重畳することがないので、ＣＬＫ２とＤ
ＡＴＡ３との同期が崩れることがない。そのため、駆動
回路のシフトレジスタ以降の回路は、制御回路の欲する
データと異なることなく、ヘッドを正常に駆動し、画像
品質を損ねることなく高品位な画像を得ることができる
記録装置を提供することが可能となる。

【００３４】さらに、駆動信号の周期に対して立ち上が
り時間及び立ち下がり時間の時間帯（過渡域）以外の転
送時間の割合を高く取れることにより、ＤＡＴＡ３の転
送に費やせる時間が長くなり、ＤＡＴＡ３及びＣＬＫ２
の周波数を上げる必要がなくなることよって、制御回路
や駆動回路を高速作動させる必要がなく低コストな記録
装置を提供することが可能となる。

【００３５】なお、本実施例では、ＤＡＴＡ３を２等分
割にして、転送時間Ｔｂ、Ｔｃに転送していたが、駆動
回路のマルチプレクサの出力グループとラッチを増やす
ことにより更なる多分割したり、不等分割をしても上述
と同様の効果を得ることが可能である。また、ＤＡＴＡ
を分割せずに転送時間Ｔｂにのみ転送するようにしても
よい。

【００３６】また、本実施例では、インクを噴射するイ
ンクジェット式印字ヘッドを有する記録装置に本発明を
用いたが、圧電素子を用いたインパクト式印字ヘッドの
記録装置に本発明を用いても、同様の効果が得られる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明の記録装置によれば、前記制御回路が、前記電気信号
の過渡域でない時間に前記駆動回路に記録データを転送
しているので、前記電気信号の過渡域に流れる電流によ
って発生するノイズによるデータ転送への悪影響が防止
される。従って、駆動回路への記録データの転送が良好
に行うことができ、画像品質を損ねることなく高品位な
画像を得ることができる。更に、前記制御回路が、前記
電気信号の過渡域を除き、かつ前記電気信号が印加され
ている間に前記駆動回路に記録データを転送しているの
で、記録データの転送の周波数を上げる必要がなくな
り、制御回路や駆動回路の高速作動させる必要がなく低
コストな記録装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の記録装置の駆動回路の構成
を示すブロック図である。

【図２】前記実施例の録装置の電気回路を示すブロック
図である。

【図３】前記実施例の録装置の動作タイミングを示す説
明図である。

【図４】インクジェット式印字ヘッドを示す要部断面図
である。

【図５】従来の記録装置の駆動回路の構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】従来の記録装置の電気回路を示すブロック図で
ある。

【図７】従来の記録装置の動作タイミングを示す説明図
である。

【図８】従来の記録装置の他の動作タイミングを示す説
明図である。

【符号の説明】

１ シフトレジスタ ４ マルチプレクサ ６ ラッチａ ７ ラッチｂ ９ ＡＮＤゲート １２ 出力回路 ２０ 制御回路 ２１ 駆動回路 ５４ 隔壁 ５９ａ 駆動電極 ５９ｂ 駆動電極 ６０ 接地電極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電素子に電気信号を印加することによ
   り、圧電素子を変形させ、その変形により文字や図形等
   を記録する記録装置において、 前記圧電素子に前記電気信号を印加する駆動回路と、 前記電気信号の過渡域を除き、かつ前記電気信号が印加
   されている間に前記駆動回路に記録データを転送する制
   御回路とを備えることを特徴とする記録装置。
2. 【請求項２】 前記制御回路は、前記電気信号が印加さ
   れていない間にも前記駆動回路に記録データを転送する
   ことを特徴とする請求項１記載の記録装置。
3. 【請求項３】 前記圧電素子の変形により、インクが充
   填されるインク室の容積が変形して、前記インク室から
   インクが噴射されることを特徴とする請求項１記載の記
   録装置。