JPH10119260A - インクジェットヘッドおよびその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクを吐出させる複数の圧力室および圧力
室に連通する共通液室を有する圧電式インクジェットに
おいて、クロストークによるメニスカスの変動を阻止ま
たは低減する。 【解決手段】 上記インクジェットのおいて、共通液室
３の外壁３ａにメニスカスの制御を行う補正用圧電素子
１５をとりつけ、該補正用圧電素子１５を駆動して外壁
３ａを変形し、圧力室５の加圧、吸入動作に同期して共
通液室３の容積を拡大、縮小する。よって、共通液室３
の圧力の変動を吸収し、圧力室５間の流体圧力の伝播の
クロストークによるメニスカスの変動を阻止または低減
する。これにより吐出インクの液滴の大きさを均一に
し、記録の品質を向上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリンタに関し、更
に詳しくはオンデマンド型の圧電式インクジェットヘッ
ドに関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電式インクジェットヘッドを用いたオ
ンデマンド型のプリンタは、構造が簡単で、比較的高速
度で、低騒音で記録できること、カラー記録が容易であ
ること等の利点を有するため広く利用されている。この
ようなインクジェットヘッドは駆動信号にもとづいて圧
力室からインクを間欠的に吐出して記録を行うが、記録
速度を高めるためには１つのインクジェットヘッドに多
数の圧力室を設けるのが一般的である。複数の圧力室お
よび該圧力室に連通する共通液室を有し、圧電素子の圧
電駆動により圧力室の外壁を変形させ、圧力室に連通す
るノズル孔からインクを吐出させ印字等記録を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、複数の圧力室
を一体に形成したインクジェットヘッドにおいては、圧
力同士の圧力の干渉により、メニスカスが変動し、これ
によりクロストークを生じる問題がある。この種のクロ
ストークにつき図面を用いて説明する。図８は従来の圧
電式インクジェットヘッドを示す図である。複数の圧力
室および、該圧力室に連通する共通液室を有し、圧電素
子の圧電駆動により圧力室の外壁を変形させ、圧力室に
連通するノズル孔からインクを吐出させ印字等記録を行
う。

【０００４】このような構造のヘッドにおいて、インク
を吐出させようとする圧力室の外壁を変形させ圧力室を
加圧してインクを吐出させる際、増加したインク室の圧
力がインクの流動および圧力波の伝搬を起こして共通液
室の液室の圧力を高め、その圧力がさらに同様の原理に
より他のインク室の圧力を高め、そのメニスカスを押し
出す。そのとき当該他のインク室にインクの吐出をさせ
ると、正常よりも大きい液滴を吐出する。

【０００５】吐出後に圧力室に共通液室からインクを吸
入するために圧電素子を駆動しインク室の外壁を復元等
して圧力室を拡大し減圧すると、この圧力の低下がイン
クの流動等を起こして共通液室の圧力低下を介して他の
圧力室の圧力を低下させ、メニスカスを引き込む。従っ
て、次の吐出までにメニスカスが復元せず、正常よりも
小さな液滴を吐出する場合をがでてくる。

【０００６】以上のようなクロストークにより、メニス
カスが変動し、あるときはメニスカスを押し出し、ある
ときはメニスカスを引き込み吐出する液滴の大きさを変
動させる。一般にこのようメニスカスの変動は記録パタ
ーンに依存し、あるパターンにおいては液滴が大とな
り、別のパターンでは液滴が小となるので、印字むら等
記録の不自然な濃淡を生じ、記録の品質が著しく低下す
る。

【０００７】この問題を解決方法の一つとして、共通液
室を十分大きくして圧力変動を生じないようにする方法
もあるが、共通液室が極めて大きくなり、ヘッドが大き
くなってしまうという問題がある他に、圧力室同士が接
近していると、共通液室内の局所的な圧力の変動を介し
て相互に圧力の変動が伝わり、十分な効果が得られな
い。

【０００８】別の方法として、特開平６ー３１２５１３
号公報に記載したように、共通液室の内面の一部を撥イ
ンク性面１０６とし、該部に気泡１０７を保持させ、こ
の気泡１０７により共通液室の圧力の変動を吸収し、ク
ロストークによるメニスカスの変動を防止しようとする
技術が知られている。しかし気泡１０７はインクの静止
状態においては安定しているものの、インクの流動に伴
い揺動、変形する傾向がある。そしてインクの流動の周
波数が高くなるにつれ、例えば超音波洗浄の場合のよう
に、揺動が激しくなり、気泡が変形、分離、分裂等して
圧力室の入口を塞ぎ、インクの吸入を阻む場合も有り得
る。このことは高速記録を行う上で不利となる。

【０００９】更に別の方法として、共通液室の中に弾性
体、多孔質体などを設け、これにより圧力変動を吸収す
るというものがある。しかし、このような方法はヘッド
の小型化に不利であり、また多孔質体などの微細なゴミ
を発生し易く、ノズル孔を詰まらせるなどの問題をおこ
し易い。

【００１０】本発明は上に述べた従来技術の問題点を解
決し、クロストークによるメニスカスの変動を阻止また
は低減し、印字品質等記録の品質に優れ、且つ小型で高
速記録に適したオンデマンド型の圧電式インクジェット
ヘッドを提供することができるようにすることを課題と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として本発明は、複数の圧力室および、該圧力
室に連通する共通液室を有し、圧電駆動により圧力室の
外壁を変形させ、圧力室に連通するノズル孔からインク
を吐出させ印字を行うインクジェットヘッドにおいて、
共通液室の外壁にメニスカスの制御を行う補正用圧電部
材をとりつけてなることを特徴とする。

【００１２】本発明によれば、複数の圧力室および、該
圧力室に連通する共通液室を有し、圧電駆動により圧力
室の外壁を変形させ、圧力室に連通するノズル孔からイ
ンクを吐出させ印字を行うインクジェットヘッドの共通
液室の外壁にメニスカスの制御を行う補正用圧電部材を
とりつけ、インクを吐出するための圧力室の加圧動作に
同期、またはほぼ同期して共通液室を拡大し、インクを
吸入するための圧力室の減圧動作に同期、またはほぼ同
期して共通液室を縮小させるよう補正用圧電部材を駆動
する。これにより、圧力室の加圧動作及び減圧動作に伴
う共通液室の圧力の変動を吸収し、クロストークによる
メニスカスの変動を阻止または低減することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】

（実施例１）以下に本発明の第１の実施例につき図面を
用いて説明する。図１および図２は本発明を適用したイ
ンクジェットヘッドの一例で、断面図である。

【００１４】流路形成部材１にはインク供給口２に連通
する共通液室３および前記共通液室３に連接し、オリフ
ィス４を有した複数の圧力室５が形成されている。流路
形成部材１の下面には圧力室５および共通液室３の外壁
３ａをなすダイヤフラム６を取り付ける。圧力室５は流
路形成部材１に接着剤によって接着されたダイヤフラム
６と圧力室壁７とに囲まれた部分であり、共通液室３は
ダイヤフラム６と共通液室壁８とに囲まれた部分であ
る。積層圧電素子ユニット９は積層圧電部材を絶縁材料
からなる基台１０にエポキシ接着剤などにより接合され
た後、ワイヤ加工等により基台１０の一定の深さまで溝
１１を形成することにより駆動用集電極１２よび共通集
電極１３が形成された複数の圧力室用圧電素子１４の集
合体として構成される。共通液室３を形成するダイヤフ
ラム６の外壁３ａには補正用圧電素子１５、また圧力室
２およびオリフィス４を形成するダイヤフラム６の外壁
面にはフレーム１６をそれぞれ接着剤を用いて接合す
る。

【００１５】流路形成部材１、ダイヤフラム６およびフ
レーム１６の前端面を同一平面とし、該平面にノズル板
１７を設けてある。ノズル板１７には、インク液滴を噴
射するためのノズル穴１８が設けてあり、これらノズル
穴１８がそれぞれ圧力室５に連通している。

【００１６】また圧力室用圧電素子１４の駆動用集電極
１２および共通集電極１３には、フレキシブルプリント
基板１９の導電パターンと前記駆動用集電極１２および
共通集電極１３が一致するように位置合わせたのちに、
表面からヒータを押し当ててハンダ等で融着され、図示
しない外部回路から電圧が印加される。これにより、内
部電極１４ａ、１４ｂ間に電位差が生じ、その間に挟ま
れた圧電材料が厚さ方向に変形する。この変形に伴いダ
イヤフラム６が変形し、圧力室５内の容積を変化させ
る。その結果、圧力室５内に供給されたインクがノズル
穴１８から噴射される。

【００１７】圧力室用圧電素子１４の駆動は公知の方法
により行う。印字データに基づいて複数の圧力室用圧電
素子１４のうちの一部または全部を選択し、選択した圧
力室用圧電素子１４を同時に電圧の印加または解除によ
り駆動し、対応する圧力室５の外壁を変形させて、加圧
によりインクを吐出させる。吐出後の圧力室５に対して
は圧力室用圧電素子１４を電圧の印加または解除により
逆方向に駆動することにより、圧力室５の外壁を逆方向
に変形して、減圧により、共通液室３からインク吸引し
充填する。ここで圧力室用圧電素子１４はｄ３３モード
で動作する。すなわち電圧の印加、解除により積層方向
に伸縮し圧力室５の外壁を垂直方向に変形する。

【００１８】共通液室３の外壁３ａに接合した補正用圧
電素子１５はｄ３１モードで動作し、駆動電圧の印加に
より長さ方向に伸縮し、共通液室３の外壁３ａを屈曲モ
ードで変形させる。すなわち、補正用圧電素子１５の電
極間に電圧を加え、素子の長さが伸びるときにはダイヤ
フラム６の外壁３ａは下に凸に変形し、共通液室３の容
積を拡大する。これとは逆の方向に電圧を加えると補正
用圧電素子１５の長さは縮小し、外壁３ａは上に凸に変
形し、共通液室３の容積を縮小する。

【００１９】本実施例においては圧力室用圧電素子１４
を駆動して圧力室５を加圧し、インクを吐出吐出させる
ときに同期、またはほぼ同期して補正用圧電素子１５の
電極に素子が伸びる方向の電圧を加える。この結果、共
通液室３の容積を拡大し、圧力室５の加圧により、イン
クは圧力室５から共通液室３に逆流しても、これによる
共通液室３の圧力上昇を吸収または低減させることがで
きる。

【００２０】圧力室５からインクを吐出させた後に圧力
室用圧電素子１４を駆動して圧力室５の外壁を逆方向に
動かし、減圧により、共通液室３からインクを吸入し充
填する。本実施例においては、この吸入動作に同期また
はほぼ同期して補正用圧電素子１５の電極に素子の長さ
が縮小または復元するように電圧を加える。この結果、
共通液室３の容積を縮小させ、圧力室５の減圧によりイ
ンクが共通液室３から圧力室５に向け流出しても、これ
による共通液室３の圧力の低下を阻止または制限するこ
とができる。

【００２１】本実施例においてはこのようにして圧力室
５におけるインクの吐出時および吸引時において共通液
室３の圧力の変動を阻止また低減することができるの
で、クロストークによるメニスカスの変動を阻止または
低減することができる。

【００２２】本実施例おけるヘッドの駆動方法につき図
面を用いて更に具体的に説明する。図３は本発明による
インクジェットヘッドの駆動回路およびその制御回路図
である。３１は記録データとしてのシリアルデータをク
ロック信号ＣＬ１により順次シフト記録するシフトレジ
スタであり、Ｄ−ＦＦの複数段により構成する。このレ
ジスタのパラレル出力線をＤーＦＦの複数段よりなるラ
ッチ回路３２に接続する。ラッチ回路３２のパラレル出
力線を圧力室用圧電素子１４を駆動する記録駆動回路の
数と同数設けたアンドゲート３３の一方の入力端に接続
する。共通のイネーブル信号線３４をこれらのアンドゲ
ート３３の他の一方の入力端に接続する。イネーブル信
号線３４を更に遅延回路３５およびＮＯＴ回路３６を介
して補正用圧電素子１５を駆動する後述する補正駆動回
路３７の制御端子３８に接続する。アンドゲート３３の
出力線を後述する記録駆動回路４０の制御端子３９に接
続する。

【００２３】図５の点線の枠内に記録駆動回路４０およ
び補正駆動回路３７の原理図を示す。各記録駆動回路４
０は圧力室用圧電素子１４の一方の電極を充電スイッチ
４１を介して駆動電源の高電位側に接続するとともに放
電スイッチ４２を介して駆動電源の低電位側に接続し、
圧力室用圧電素子１４の他方の電極を直接、駆動電源の
低電位側に接続することにより構成する。３８、３９は
スイッチ制御端子であり、この端子に制御信号を入力し
て充電スイッチ４１および放電スイッチ４２のＯＮ／Ｏ
ＦＦを行う。補正駆動回路３７も同様に補正用圧電素子
１５の一方の電極を充電スイッチ４１を介して駆動電源
の高電位側に接続するとともに放電スイッチ４２を介し
て駆動電源の低電位側に接続し、補正用圧電素子１５の
他方の電極を直接、駆動電源の低電位側に接続すること
により構成する。補正駆動回路３７にも記録駆動回路４
０と同様の制御端子３９を設ける。

【００２４】次に上記の制御回路及び駆動回路の動作に
つき説明する。図４は、図３に示す回路の動作および圧
力室、共通液室の容量変化を示すタイムチャートであ
る。図４に示すように当初は記録駆動回路４０のすべて
のスイッチ制御端子３９の電圧Ｖ1をＬとし、これによ
り充電スイッチ４１をＯＮ、放電スイッチ４２をＯＦＦ
の状態としておく。また補正駆動回路３７のスイッチ制
御端子３８の電圧Ｖ2をＨとしこれにより、充電スイッ
チ４１をＯＦＦ、放電スイッチ４２をＯＮの状態として
おく。このときすべての圧力室用圧電素子１５に電源電
圧Ｖが加わり、素子の高さはｄ３３効果により自然長よ
りも縮小し、すべての圧力室５の容積Ｓ1をΔＳだけ拡
大した状態にしておく。また、補正用圧電素子１５に加
わる電圧Ｖは放電によりゼロの状態となっており、補正
用圧電素子１５の長さは自然長のままであり、共通液室
３の外壁３ａを変形のない状態としておく。従って図４
に示すように共通液室３の容積Ｓ２の変化はゼロとなっ
ている。

【００２５】シフトレジスタ３１のリセット端子にリセ
ット信号を加えてリセットした後、データ線に記録デー
タとしてのシリアルデータを加えクロック信号ＣＬ１に
よりレジスタ内に順次シフト記録する。次にラッチ回路
３２にラッチ信号を加え、シフトレジスタ３１のパラレ
ル出力をラッチ回路３２に保持する。次に、イネイブル
信号線３４に加えるイネーブル信号ｐ1をＬからＨに立
ち上げる。このとき、ラッチ回路３２のビットに保持し
たデータがＨの場合は接続するアンドゲート３３の出力
はＨとなり、保持データがＬのビットに接続するアンド
ゲート３３の出力はＬとなる。アンドゲート３３の出力
がＨとなった場合は対応する記録駆動回路４０のスイッ
チ制御端子３９の電圧Ｖ1ｓはＬからＨとなり、充電ス
イッチ４１をＯＮからＯＦＦに切り替え、放電スイッチ
４２をＯＦＦからＯＮに切り替え、圧力室用圧電素子１
４の放電を行い印加電圧ＶC1Sをゼロにして素子の高さ
を復元し、対応する圧力室５の容積Ｓ1ｓをΔＳ1だけ縮
小、復元して圧力室５を加圧し、ノズル孔１８よりイン
クを吐出させる。一方、アンドゲート３３の出力がＬの
場合はスイッチ制御端子３９の出力はＬのままであり、
充電スイッチ４１をＯＮ、放電スイッチ４２はＯＦＦの
ままであり、圧力室用圧電素子１４が縮小し、圧力室５
がΔＳ1 だけ拡大した状態を維持し、圧力室５はインク
の吐出を行わない。このようにして記録データにより選
択した圧力室５のみにインクの吐出を行わせる。

【００２６】イネイブル信号の立ち上がりから若干遅れ
て遅延回路３５の出力がＬからＨとなり、補正駆動回路
３７のスイッチ制御端子３８の補正制御電圧Ｖ2をＨか
らＬに立ち下げる。これにより充電スイッチ４１はＯＦ
ＦからＯＮへ、放電スイッチ４２はＯＮからＯＦＦに切
り替わり、補正用圧電素子１５に加わる電圧ＶC2は駆動
電圧Ｖとなり、圧電素子を伸張させ、既に述べた原理に
より、共通液室３の容積Ｓ2をΔＳ2だけ拡大する。共通
液室３の拡大は圧力室５の縮小、復元のタイミングより
も若干ずれて行う。これは圧力室５の縮小の開始から若
干ずれて共通液室３へのインクの逆流が開始されること
に対応したものである。このようにしてインク吐出によ
る共通液室３の圧力の増加を有効に阻止または低減す
る。

【００２７】次にイネイブル信号線３４の信号ｐ1がＨ
からＬに立ち下がると、すべての記録駆動回路４０に接
続するアンドゲート３３の出力はＬとなり、先に選択し
た記録駆動回路４０においてはスイッチ制御端子３９の
電圧Ｖ1ｓがＨからＬにさがり、これにより充電スイッ
チ４１はＯＦＦからＯＮへ、放電スイッチ４２はＯＮか
らＯＦＦに切り替わり、圧力室用圧電素子１５の印加電
圧ＶC1ｓはＶとなり、すでに述べた原理により圧力室５
をΔＳ1だけ拡大し、減圧して、共通液室３からインク
を吸入して圧力室５に充填し、次の吐出に備える。

【００２８】イネイブル信号P1の立ち下がりから若干遅
れて遅延回路の出力がＨからＬとなり、補正駆動回路３
７のスイッチ制御端子３８の電圧Ｖ2をＬからＨに立ち
上げる。これにより充電スイッチ４１はＯＮからＯＦＦ
へ、放電スイッチ４２はＯＦＦからＯＮに切り替わり、
補正用圧電素子１５に加わる電圧ＶC2を放電によりゼロ
とし、共通液室３をΔＳ2だけ縮小、復元する。共通液
室３の縮小、復元は圧力室５の大のタイミングよりも若
干ずれて行う。これは圧力室５の拡大の開始から若干ず
れて共通液室３から圧力室５へのインクの流出が開始さ
れることに対応したものである。このようにしてインク
吐出による共通液室３の圧力の低下を有効に阻止または
少なくする。

【００２９】（実施例２）本発明の第２の実施例につき
説明する。本実施例において用いる記録ヘッドそのもの
は第１の実施例と同じであるが、補正用圧電素子の駆動
方法およびこれに関連する制御回路を異にするものであ
る。図５は本実施例に用いる駆動回路および制御回路の
他の実施例を示す図である。図３に示した第１の実施例
の回路と異なるところにつき説明する。５１は第１のカ
ウンターであり、記録データとしてのシリアルデータを
のうちのＨであるデターの数を順次計数し積算記録する
ものであり、Ｔ−ＦＦの複数段により構成する。５２は
第２のカウンターであり、制御用クロックパルスＣＬ２
の数を順次計数し積算記録するものであり、Ｔ−ＦＦの
複数段により構成する。シフトレジスタ５３へのクロッ
ク信号ＣＬ１を出力するクロック信号線５４を分岐して
アンドゲート５５の一方の入力端に接続し、シフトレジ
スタ５３へのデータ線５６を分岐して他方の入力端に接
続する。アンドゲート５５の出力線を第１のカウンタ５
１の入力端に接続する。

【００３０】一致検出回路５７には第１のカウンタ５１
および第２のカウンタ５２がパラレル出力が入力する。
一致検出回路５７の出力線を記憶回路５８の入力端に接
続する。記憶回路５８は信号の立ち上がりに出力が切り
替わる１段のＴーＦＦを用いる。記憶回路５８の出力線
をナンドゲート５９の反転入力端に接続する。遅延回路
６０の出力線をナンドゲート５９の正常の他方の入力端
に接続する。ナンドゲート５９の出力線を補正駆動回路
６６の第１のスイッチ制御端子６２に接続する。遅延回
路６０の出力線を分岐し、補正駆動回路６６の第２のス
イッチ制御端子６３に接続する。遅延回路６０の出力線
を分岐し、アンドゲート６４の一方の入力端に接続す
る。制御用クロックパルスＣＬ２を出力する信号線６５
をアンドゲート６４の他方の入力端に接続する。アンド
ゲート６４の出力線を第２のカウンタ５２の入力端に接
続する。補正駆動回路６６については充電スイッチ６７
を抵抗Ｒを介して駆動電源の高電位側に接続し、第１の
スイッチ制御端子６２により充電スイッチ６７を制御
し、第２のスイッチ制御端子６３により放電スイッチ６
８を制御する。そのほかは第１の実施例の場合と同様で
ある。

【００３１】次に本実施例における回路、圧力室および
共通液室の動作を説明する。図６は、図５に示す回路の
動作および圧力室、共通液室の容積変化を示すタイムチ
ャートである。図６に示すように当初は記録駆動回路４
０のすべての制御端子３９の電圧Ｖ1をＬとしこれによ
り、充電スイッチ６７をＯＮ、放電スイッチ６８をＯＦ
Ｆの状態としておく。またナンドゲート５９の反転入力
端子および正常入力端子の信号電圧をいずれもＬとする
ことにより、補正駆動回路６６の第１の制御端子６２の
電圧Ｖ21をＨとしこれにより、充電スイッチ６７をＯＦ
Ｆの状態にし、第２の制御端子の電圧Ｖ22をＬとし、こ
れにより放電スイッチ６８をＯＮの状態としておく。こ
のとき、すべての圧力室用圧電素子１４の印加電圧は電
源電圧Ｖとなり、素子の高さはｄ３３効果により自然長
よりも縮小し、すべての圧力室５の容積Ｓ1をΔＳ1だけ
拡大した状態にしておく。また、補正用圧電素子１５に
加わる電圧ＶC2は放電によりゼロの状態となっており、
補正用圧電素子１５の長さは自然長のままであり、共通
液室３の外壁を変形のない状態としておく。すなわち、
共通液室３の容積Ｓ2は変化量がゼロとなっている。こ
の状態は第１の実施例と同様である。

【００３２】シフトレジスタのリセット端子にリセット
信号を加えると同時に第１のカウンタ５１、第２のカウ
ンタ５２および記憶回路５８にもリセット信号を加えリ
セットしておく。リセットした後、データ線５６に記録
データとしてのシリアルデータを加えクロック信号ＣＬ
１によりシフトレジスタ５３内に順次シフト記録する。
このとき同時にアンドゲート５５からは計数用パルスが
第１のカウンタ５１へ入力するが、この計数用パルスは
シフトレジスタ５３に入力するシリアルデータがＨのと
きのみ発生しＬのときは発生しない。従って第１のカウ
ンタ５１は、シフトレジスタ５３に入力して保持された
データのうちＨの状態にあるものの数、すなはちシフト
レジスタ５３のビットのうちＨの状態にあるビットの数
を計数し保持することになる。次にラッチ回路６９にラ
ッチ信号を加え、次に、イネイブル信号線３４において
イネーブル信号電圧ｐ1をＬからＨに立ち上げると、第
１の実施例と同様にデータにより選択した圧力室５のみ
その容積Ｓ1ｓをΔＳ1だけ縮小、復元して圧力室５を加
圧し、ノズル孔１８よりインクを吐出させる。

【００３３】イネイブル信号P1の立ち上がりから若干遅
れて遅延回路４４の出力がＬからＨに立ちあがり、これ
がナンドゲート５９の正常な入力端に入力する。このと
きナンドゲート５９の反転入力端に入力する記憶回路５
８の出力は、リセットによりＬの状態となっているた
め、ナンドゲート５９の出力はＨからＬに変化し、補正
駆動回路６６の第１のスイッチ制御端子６２の電圧Ｖ21
はＨからＬに下がる。これにより充電スイッチ６７はＯ
ＦＦからＯＮへ切り替わる。一方第２のスイッチ制御端
子６３の電圧Ｖ22はＬからＨに上り、放電スイッチ６８
はＯＮからＯＦＦに切り替わる。此の結果、補正用圧電
素子１５に充電抵抗Ｒを通って電源から電流が流れこみ
充電が開始される。そして時間とともに充電の時定数に
従って補正用圧電素子Ｃ2に加わる電圧ＶC2が増加して
行く。これにより、共通液室３の容積Ｓ2の増加分ΔＳ2
もほぼ時間に比例して大となっていく。一方、遅延回路
６０の立ち上がりと同時に信号線６５の制御用クロック
パルスＣＬ２がアンドゲート６４を通って第２のカウン
ター５２に入力し、第２のカウンター５２は制御用クロ
ックパルスＣＬ２の計数を行う。この計数値が、第１の
カウンター５１にすでに保持されている計数値と一致し
たときに、一致検出回路５７は検出パルスを発生する。
検出パルスが記憶回路５８に入力すると、出力をＬから
Ｈに変え、その状態を保持する。

【００３４】ここで第２のカウンター５２における計数
動作は常に遅延回路６０の出力が立ち上がっている間
に、また上記の充電電圧ＶC2が時間に対し直線的に増加
している間に終了するようになされる。記憶回路５８の
出力がＨに立ち上がるとナンド回路５９の出力は再びＬ
からＨへともどり、第１のスイッチ制御端子６２の電圧
Ｖ21がＨとなるので充電スイッチ６７はＯＮからＯＦＦ
に切り替わり、充電は停止する。一方、此の時点では第
２の制御端子６３の電圧Ｖ22はＨであり、放電スイッチ
６８はＯＦＦの状態に維持されている。従って以後、遅
延回路６０の出力が立ち下がるまでは補正用圧電素子１
５への印加電圧ＶC2および共通液室３の容積Ｓ2の増加
分ΔＳ2は一定に保たれる。このような最終的な印加電
圧をＶC2ｓ、最終的な容積増加分をΔＳ2ｓとすると、
ＶC2ｓもΔＳ2ｓも充電が行われている時間すなわちナ
ンド回路５９の出力がＬとなっている時間ＴＬにほぼ比
例する。そしてＴＬは一致信号が発生するまでの第２の
カウンター５２の計数時間に等しいので、第１のカウン
ター５１で計数保持されるＨのデータの数すなわち、同
時にインクを吐出する圧力室５の数に比例する。従っ
て、結局同時にインクを吐出する圧力室５の数に比例し
た共通液室３の容積の拡大がほぼイネーブル信号３４が
立ち上がっている期間保持されることになる。そして圧
力室５が縮小している期間にほぼ対応して、同時にイン
クを吐出する圧力室５の数に比例して共通液室３の容積
Ｓ2を増加させるので、インク吐出時の共通液室３の圧
力の増加を理想的に阻止することができる。

【００３５】次に、イネイブル信号ｐ1が立ち下がると
すでに述べたようにして、選択した圧力室５が拡大し
て、インクの吸入を行う。一方、イネイブル信号ｐ1の
立ち下がりから若干遅れて遅延回路６０の出力が立ち下
がり、補正駆動回路６６の第２の制御端子６３の電圧Ｖ
22をＨからＬとする。これにより、放電スイッチ６６は
ＯＦＦからＯＮに切り替わるが、ナンドゲート５９の出
力はＨのままであり、充電スイッチ６３はＯＦＦとなっ
ているので、補正用圧電素子１５の放電が行われ共通液
室３の容積Ｓ2は前述の容積増加分をΔＳ2ｓだけ減少し
て復元し、同時にインクを吐出する圧力室５の数に比例
して容積を減少させるので、圧力室５のインクの吸入に
よる共通液室３の圧力の低下を理想的に阻止することが
できる。

【００３６】このように本実施例によれば、同時にイン
クを吐出する圧力室５の数が変わっても、インクの吐出
時および吸入時における共通液室３の圧力の変動を理想
的に阻止することにより、クロストークによるメニスカ
スの変動を阻止し、液滴を均一とし、印字品質等の記録
品質を著しく向上させることができる。

【００３７】（実施例３）次に本発明の第３の実施例に
つき説明する。本実施例は、ヘッドの共通液室３の外壁
に２個の補正用圧電素子を設けるものであり、その各々
につき、第２の実施例に似た方法により駆動の制御を行
うものである。図７は本発明を適用した他の実施例のイ
ンクジェットヘッドの構造を示す平面断面図である。共
通液室３は隔壁３ｂを設けた構造となっている。左側の
領域の外壁３ａに補正用圧電素子１５ａ、右側の領域に
補正用圧電素子１５ｂを接合する。各補正用圧電素子１
５ａ、１５ｂの電極を導電剤により、図示しないＦＰＣ
１９の引き出し線に接続する。

【００３８】共通液室３の外壁３ａの変形の制御を２箇
所において行う。これにより場所的にも吐出する圧力室
５に対応した形で共通液室３の変形の制御ができる。す
なわち、吐出する圧力室５の近くで、その数に応じて共
通液室３の外壁３ａの変形を行うので、共通液室３の圧
力を場所的にも常に均一となるように制御し、メニスカ
スの変動を阻止し、液滴の均一化をさらに向上させるこ
とができる。

【００３９】

【発明の効果】以上に述べたように本発明によればクロ
ストークによるメニスカスの変動を阻止または低減し、
印字品質等記録の品質に優れ、且つ小型で高速記録に適
したオンデマンド型の圧電式インクジェットヘッドを提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したインクジェットヘッドの構造
の一例で、断面図である。

【図２】本発明を適用したインクジェットヘッドの構造
の一例で、断面図である。

【図３】本発明によるインクジェットヘッドの駆動回路
およびその制御回路図である。

【図４】図３に示す本実施例における回路の動作および
圧力室、共通液室の容量変化を示すタイムチャートであ
る。

【図５】本実施例に用いる駆動回路および制御回路の他
の実施例を示す図である。

【図６】図５に示す本実施例における回路の動作および
圧力室、共通液室の容積変化を示すタイムチャートであ
る。

【図７】本発明を適用した他の実施例のインクジェット
ヘッドの構造を示す平面断面図である。

【図８】従来のインクジェットヘッドの構造を示す断面
図である。

【符号の説明】

１ 流路形成部材 ２ インク供給口 ３ 共通液室 ３ａ 外壁 ３ｂ 隔壁 ４ オリフィス ５ 圧力室 ６ ダイヤフラム ７ 圧力室壁 ８ 共通液室壁 ９ 積層圧電素子ユニット １０ 基台 １１ 溝 １２、１３ 電極 １４ 圧力室用圧電素子 １５ 補正用圧電素子 １６ フレーム １７ ノズル板 １８ ノズル穴 １９ ＦＰＣ ３１、５３ シフトレジスタ ３２、６９ ラッチ回路 ３３、５５、６４ アンドゲート ３４ イネーブル信号線 ３５、６０ 遅延回路 ３６ ＮＯＴ回路 ３７、６６ 補正駆動回路 ３８、３９ スイッチ制御端子 ４０ 記録駆動回路 ４１、６７ 充電スイッチ ４２、６８ 放電スイッチ ５１ 第１のカウンター ５２ 第２のカウンター ５３ シフトレジスタ ５４ クロック信号線 ５６ データ線 ５７ 一致検出回路 ５８ 記憶回路 ５９ ナンドゲート ６０ 遅延回路 ６２ 第１のスイッチ制御端子 ６３ 第２のスイッチ制御端子 ６５ 信号線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の圧力室および、該圧力室に連通す
   る共通液室を有し、圧電駆動により圧力室の外壁を変形
   させ、圧力室に連通するノズル孔からインクを吐出させ
   印字を行うインクジェットヘッドにおいて、共通液室の
   外壁にメニスカスの制御を行う補正用圧電部材をとりつ
   けてなることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 【請求項２】 複数の圧力室および、該圧力室に連通す
   る共通液室を有し、圧電駆動により圧力室の外壁を変形
   させ、圧力室に連通するノズル孔からインクを吐出させ
   印字を行うインクジェットヘッドの共通液室の外壁にメ
   ニスカスの制御を行う補正用圧電部材をとりつけ、イン
   クを吐出するための圧力室の加圧動作に同期またはほぼ
   同期して共通液室を拡大し、インクを吸入するための圧
   力室の減圧動作に同期またはほぼ同期して共通液室を縮
   小させるよう補正用圧電部材を駆動することを特徴とす
   るインクジェットヘッドの駆動方法。
3. 【請求項３】 同時に吐出動作を行う圧力室の数に応じ
   て補正用圧電部材の駆動電圧を制御することを特徴とす
   る請求項２に記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
4. 【請求項４】 複数の圧力室および、該圧力室に連通す
   る共通液室を有し、圧電駆動により圧力室の外壁を変形
   させ、圧力室に連通するノズル孔からインクを吐出させ
   印字を行うインクジェットヘッドの共通液室の外壁にメ
   ニスカスの制御を行う複数の補正用圧電部材をとりつ
   け、インクを吐出するための圧力室の加圧動作に同期、
   またはほぼ同期して共通液室を拡大し、インクを吸入す
   るための圧力室の減圧動作に同期、またはほぼ同期して
   共通液室を縮小させるよう補正用圧電部材を駆動し、各
   補正用圧電部材の近傍において同時に吐出する圧力室の
   数に応じて各補正用圧電部材に加わる駆動電圧をそれぞ
   れ独立に制御することを特徴とするインクジェットヘッ
   ドの駆動方法。