JPS5810231B2 - インクジエツトキロクソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインクジェット記録装置に関するものである。

画像または文字等を記録する各種記録方式において多く
の特徴、例えば記録速度、形状、騒音、記録紙の特殊性
等々で多くの利点を有しているインクジェット記録方式
は各所で注目を浴びている。

本発明は、このインクジェット記録装置特にインクジェ
ット記録ヘッドの改良に関する。

インクジェット記録方式には、各種の方式が考案されて
いるが、その内でも消費電力、形状の点で利点のある方
式に（特開昭４８−９６２２）号公報に記載の方式があ
る。

第１図にこの装置に用られているインクジェット記録ヘ
ット部の構造を、第２図にその動作を示すタイムチャー
トを示す。

第１図、第２図を用いて動作原理を概説すると、ピエゾ
結晶板１に人力信号１１に応じてヘッド駆動回路７で作
られた電圧パルスを印加し、その時に生じるピエゾ結晶
板１の輪郭での歪を利用して金属ダイアフラム２に曲げ
モーメントを生じさせる。

入力信号１１としては第２図に示した２値レベルの信号
イを記録装置のタイミングロック口によってサンプリン
グしてインクジェットヘッドを駆動するに適した信号ハ
が使用される。

ヘッド駆動回路Ｉでは、これを５０〜１００倍程度増幅
し１００〜２５０■程度の電圧パルスとする。

金属ダイアフラム２の曲げモーメントによりインク室３
内の圧力が上昇し、結合通路４においての圧力は更に増
加するため、とどまり得ないインクは流入通路６、流出
通路５を通り外部へ押し出される。

インク吸入の場合は、インクだめ（図示せず）からイン
ク供給管１０を通じてインクが供給され結合通路４を中
心に半円球領域のインクがインク室３に吸引される。

これらインクの両方向への移動現象は流出通路５内の表
面張力と慣性が相まって一種の無弁式ポンプでの現象と
同等である。

この様なインクジェット記録ヘッドは、構造上固有の機
械的共振周波数を有する。

この共振として例えは （１）電気−圧力変換素子の固有振動、 （２）インク室内の音波の定在波、 （３）保持機構の振動 などである。

これらの共振は、インクジェット記録ヘッドを入力信号
に応じて駆動する場合、駆動信号の周波数成分のうち、
前記機械的共振点に近いものがあれば、第２図二に示す
ように不要振動が重畳しインクジェット記録ヘッドに寄
生振動を誘引する要因となり、不要インク粒を発生する
可能性があるとともに、この現象は特に高速時に顕著に
なるので、記録速度を上げることができなくなる。

本発明は、これらの不要な機械的共振を積極的に取り除
き、安定したインク粒を噴射し、かつ記録速度を上昇す
ることができるインクジェット記録ヘッドを提供するも
のである。

第３図、第４図に本発明によるインクジェット記録装置
の実施例を示す。

第３図において、第１図と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略する。

１２は入力信号１１に応じてインクを噴射するためのピ
エゾ結晶板の電極の一部でありヘッド駆動回路７よりリ
ード線８で駆動信号が印加される。

一方ピエゾ結晶板の電極の他の一部１３には入力信号１
１から制御信号発生回路１５により発生された制御信号
が加えられる。

制御信号発生回路１５では第５図ハに示された入力信号
の立上り部を例えば微分回路および単安定マルチバイブ
レーク等よりなる回路で検出して第５図ホに示すパルス
を得、これを例えば積分回路、インバータ等により波形
成形して第５図へに示すダンピング信号を発生させる。

１６は制御信号駆動回路である。このような構成におい
て、ピエゾ結晶板１２により、入力信号１１（第５図ハ
）の立下り部でインク粒子を吐出し、立上り部のインク
吸引期間（第５図ホ）でダンピング信号へを制御信号駆
動回路１６によりピエゾ結晶板１３に印加すると、ピエ
ゾ結晶板１３の振動は第５図トに示すように不要な振動
を減衰する。

ダンピング信号へは、インクジェットヘッドの形状、電
極の形状、ヘッドの取付は方、駆動波形、駆動装置の特
性等々により変わるため、実験的に最適なものを選ぶ必
要がある。

このようにして求めたダンピング信号は、例えばＥＰＲ
ＯＭ等にあらかじめ書込み、インク吸引期間中にそれを
読出しＤ／Ａ交換してダンピング信号とする方法が実現
しやすい。

第４図に示す方法は、第３図の方法をさらに進めたもの
で、ピエゾの振動状態を電極１３で検出し、それをセン
サ増幅器１８を介して帰環することによりフィードバッ
クループ１７を構成し、入力信号１１に忠実な信号でピ
エゾ結晶板１２を駆動するものである。

この場合のタイミングは第５図と同様である。

電極１３の周辺はガードリング１４により接地され、電
極１２からの漏話を防止するようにしている。

以上のように、ピエゾ結晶板の電極を分割し、一方をイ
ンク噴射用、一方を機械的共振防止用に用いることによ
り次のような利点が生じる。

（１）インク噴射領域周波数内に機械的共振点がなくな
り、安定なインク粒を発生できる。

（２）インク噴射間隔が短かくできる。

すなわら高速記録が可能となる。

なお第２図の実施例においてはピエゾ結晶１２を分割せ
ず全面に形成し、その上にピエゾ結晶１３を重ねるよう
にしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のインクジェット記録ヘッドの断面図、第
２図は第１図のインクジェット記録ヘッドの動作を示す
タイムチャート、第３図および第４図はそれぞれ本発明
の一実施例におけるインクジェット記録装置の要部断面
図、第５図は第３図のインクジェット記録装置の動作を
示すタイムチャートである。 １．１２，１３・・・・・・ピエゾ結晶板、２・・・・
・・ダイアフラム、３・・・・・・インク室、４・・・
・・・結合通路、５・・・・・・流出通路、６・・・・
・・流入通路、７・・・・・・駆動回路、１０・・・・
・・インク供給管、１１・・・・・・入力信号、１４・
・・・・・ガードリング、１５・・・・・・制御信号発
生回路、１６・・・・・・制御信号駆動回路、１７・・
・・・・フィードバックループ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 吐出すべきインクを蓄えるインク室と、記録すべき
   信号に応じてこのインク室内の圧力を変化させる圧電板
   と、インク吐出通路とを少くとも備えた記録ヘッドを有
   し、前記圧電板の一方の面に形成された電極が２つに分
   割され、一方の電極には記録すべき信号が印加され、他
   方の電極は前記記録ヘッドの機械的共振を除去する信号
   を印加または取出すことを特徴とするインクジェット記
   録装置。