JPS593272B2 - インクモザイクプリンタにおける記録ノズルの制御装置 - Google Patents

インクモザイクプリンタにおける記録ノズルの制御装置

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JPS593272B2
JPS593272B2 JP51130355A JP13035576A JPS593272B2 JP S593272 B2 JPS593272 B2 JP S593272B2 JP 51130355 A JP51130355 A JP 51130355A JP 13035576 A JP13035576 A JP 13035576A JP S593272 B2 JPS593272 B2 JP S593272B2
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 フ０ この発明はインクモザイクプリンタにおける記録
ノズルの制御回路において、分極可能のセラミックから
成るインクを保有する管状の駆動要素を使用し、この駆
動要素の直径は分極電圧の方向の電圧の印加の際縮少さ
れ、分極電圧に反対方向のフ５ 電圧の印加の際拡大さ
れる如くなるものに関する。
西ドイツ特許出願公開第２１４４８９２号公報により公
知のパルス状の滴噴出装置においては、管状の圧電気部
分を包含し、その内部体積が電気信号に対する応答とし
て変化され、その際管状部９０分中に保有されたインク
が噴出される。この圧電気変換器は静止条件の下で膨脹
された状態にあるように制御される。その際印加されて
いる電圧の極性は、圧電セラミックのもとの分極極性に
対し反対である。インクの噴出のために電子的スイツ３
５ チング手段、この場合スイッチングトランジスタを
経て、印加電圧が短絡され、之により圧電変換器は突然
の圧縮により刺激され、小量のインクが噴出される。１
滴の噴出後圧電変換器は再びもとの電圧を受け、膨脹し
た状態に戻る。
かかる制御は圧電セラミツクによつて比較的小さい動作
行程が生じるのみである欠点を持つ。
何となればもとの分極電圧に反対方向に連続して印加さ
れる制御電圧のために、セラミツクの滅極が生じるから
である。この制御手段により多くの記録ノズルを動作さ
せる場合、各ノズルに対し別々の電圧源が存在しなけれ
ばならず、その際かかる高い電圧を開閉することは極め
て費用がかかる。
この発明の目的は、インクモザイクプリンタに卦ける圧
電駆動要素に対し、できるだけ低い制御電圧において最
適の能率で圧電セラミツクの最大行程を発生することが
可能な制御回路を得ることにある。
多数の記録ノズルを使用する際制御回路を、或るノズル
の短絡が他のノズルの停止に導かないように整備する必
要がある。更に安全の理由から記録休みの間ノズルに電
圧が印加されず、かつ記録に用いられる電圧が危険で無
い必要がある。この目的を達成するためこの発明によれ
ば、インク滴の噴出過程の開始のため、静止状態にある
駆動要素が分極電圧に反対の方向の電圧の印加により拡
大され、この拡大された状態を所定の時間維持し、しか
してインク滴の噴出のため駆動要素が、上記拡大された
状態を誘起する制御電圧の極性反転により、拡大された
状態から縮少された状態にもたらされるようにするので
ある。駆動要素のかかる制御は、セラミツク小管におけ
る比較的小さい電圧変化の際極めて大きな行程を発生で
きる大きな利点を持つ。
動作電圧の零通過の範囲内で、セラミツク小管の体積変
化は最大であり、従つて体積変化により誘起されるイン
ク中の圧縮波の得られる速度も最大である。この発明の
手段により過電圧によるセラミツクの滅極がほぼ排除さ
れる。
何となればセラミツクの静止状態においてセラミツクは
無電圧であり、或は特別な実施形に｝けるように、分極
電圧と同じ方向の電圧を受けるからであり、かかる電圧
は更に記録ヘツドの動作確実性を高める。更にセラミツ
ク小管は噴出のために最初に反対の電圧の印加により拡
大され、次に電圧の転極により縮少されることにより、
貯蔵容器から固有の噴出小管へのインク導入が実行され
る。
セラミツク小管の膨脹の際インク中に減圧が生じ、それ
によりインクはインク小管中に吸収される。インク小管
の噴出開口において、空気卦よびインクの境界層に｝い
て作用する毛細管力は、この噴出開口を経て空気がノズ
ル中に侵入するのを阻止する。他の有利な実施形におい
て各駆動要素にそれぞれ電圧変換器が所属され、その２
次側のインダクタンスが駆動要素の容量と共に振動回路
を形成し、この振動回路は抵抗およびそれに直列に配置
されたダイオードにより減衰される。その際駆動要素に
印加される制御電圧の大きさは、電圧変換器中の１次電
流の制限により調整される。この発明による装置は簡単
かつ価格的に満足な仕方で、セラミツク小管の制御に必
要な電圧曲線を生じる。
更に出力電圧は接触の際無害の値に降下し、しかして短
絡の際１次側の電流制限により回路の過負荷は無い。一
方において抵抗およびダイオードから成る減衰回路が作
用し、之によるセラミツクの動作に対し理想的な電圧曲
線が与えられる。負電圧が極めて緩漫にセラミツク小管
の拡大まで上昇し、更に噴出のため正電圧への迅速な移
行が生じ、続いてセラミツク小管が再び静止状態になる
まで電圧は緩漫に消滅する。電圧変換器の２次インダク
タンスと圧電セラミツクの容量とから成る振動回路の共
振周波数がセラミツク小管により包囲されるインク柱の
共振周波数と等しく、かつ１次側の電流衝撃の長さが共
振周波数の半周期巾と等しい場合、装置の最良の能率が
得られる。
多くのノズルが１個の記録ヘツドに総合され、かつこれ
らのノズルがこの発明の回路により制御される場合、全
ノズルを１個の電圧源のみを介し、すなわち簡単な１個
の安定化されていない電源のみを介して給電することが
可能である。
それにも拘らず或るノズルの短絡の際１次側の電流制限
により、全記録へツドが動作不能に導かれることが無い
。次に図示実施例についてこの発明を詳説する。
第１図は記録ノズルに対するこの発明の制御回路の実施
例、第２図はこの発明の制御回路に対する制御パルスの
経過、第３図は記録ノズルにおける電圧経過、第４図は
多くの記録ノズルに対するこの発明の回路の実施例を示
す。第１図のこの発明による回路はＴＴＬパルス１によ
り制御される。
このパルスの時間経過は第２図に示す。ＴＴＬパルスは
駆動段２を介して、回路に必要な電圧比に整合される。
駆動段の後に増幅段が接続され、之はダーリントントラ
ンジスタ３から成り、パルス変圧器４の１次巻線を制御
する。このパルス変圧器４は線図的に示す記録ノズル５
を増幅段から分離する。パルス変圧器４の２次インダク
タンスは圧電セラミツク小管５の容量と一緒に振動回路
を形成し、この振動回路は抵抗６とダイオード７の直列
接続により減衰される。全装置の電圧供給は共通の電圧
源８を介して行われる。装置の動作は下記のように行わ
れる。
駆動段２により整合された巾１０のＴＴＬパルス１ＶＣ
よりダーリントントランジスタ３は導通される。
コレクタ回路従つてパルス変圧器４の１次巻線を経て電
流が流れ、電流はパルス変圧器４の２次巻線中に電圧衝
撃を誘起し、之はパルス変圧器４の２次インダクタンス
｝よび圧電セラミツク５の容量から形成された振動回路
を衝撃する。ＴＴＬパルスの立下り１１に｝いて電流遮
断の際、反対方向の電圧が誘起される。之は振動の最初
の零通過１３の時刻に行われ、従つて僅かに減衰された
純正弦波振動が生じ、その振幅は１次電流の変化および
パルス変圧器４の変換比に関係する。既述のようにこの
振動は、抵抗６｝よびそれに直列に接続されたダイオー
ド７を介して減衰され、之によりセラミツクに卦ける電
圧経過は第３図のようになる。パルス変圧器４の２次巻
線のインダクタンスは、振動回路に対しほぼ１０ＫＨＺ
の固有周波数が与えられるように（之は同調された振動
回路のほぼ６０μｓの周期に対応する）、セラミツク５
ＶＣ整合される。
セラミツク５に最適の電圧経過を発生するため、この振
動回路は前述のように、ほぼＴ３Ｏμｓの時間の長さ一
に対応する１次側電流衝撃により刺戟される。
各個のセラミツクに訃ける必要な動作電圧は、この回路
に｝いてパルス変圧器４の１次電流の制限により調整さ
れる。
この制限はダーリントントランジスタ３を介して実行さ
れ、殊にダイオード１４が駆動器２の出力電圧を、分圧
器１５に卦いて調整された値に制限する。従つてダーリ
ントントランジスタ３の制御電圧は零訃よび８ボルトの
間で調整することができ、その際制御電圧の印加により
トランジスタ３は導通される。しかしこのトランジスタ
のエミツタ電流は、エミツタ抵抗１６の電圧降下卦よび
ベースエミツタ電圧が分圧器により調整される制御電圧
に相当するまで上昇されるのみである。従つてパルス変
圧器４の１次電流は零｝よび２アンペアの間に調整する
ことができ、之は零乃至ほぼ８００Ｖｓｓの動作電圧に
対応する。エミツタ抵抗１６の比較的大きい電圧降下は
、パルス変圧器４の１次電流がダーリントントランジス
タ３のベースエミツタ電圧に殆んど関係しないように作
用する。
従つてセラミツク小管５に卦ける動作電圧は温度変動に
際し充分一定の侭である。コレクタエミツタ回路に並列
に接続されたゼナーダイオード１７は、パルス変圧器４
の１次インダクタンスの遮断の際に生じる電圧衝撃を緩
和し、かつダーリントントランジスタ３を電圧障害から
保護する所のシヤント回路として作用する。
セラミツクノズルに対する第１図の回路は、簡単な仕方
で、第４図のように複数の記録ノズル５を包含する記録
ヘツド１８に拡張することができる。そのため第４図に
よれば各個の記録ノズル５にそれぞれかかる回路が所属
され、しかして各個の記録ノズルは公知の仕方で、モザ
イクプリント機構に｝けるように共通の記号発生器１９
を介して制御される。全記録ノズルは電圧源８を経て給
電すると有利である。
更に各個の電圧変換装置中の１次側の電流制限により、
或るノズルの短絡の際全装置が動作不能にならないよう
にされる。この発明の回路は、圧電セラミツクノズルＶ
Ｃ｝いてセラミツクの最良の能率を利用する電圧経過を
生じる大きな利点を持つ。
何となればセラミツク小管５の体積変化は電圧の零通過
の範囲において最大だからである。セラミツクの分極電
圧に反対に作用する電圧は短時間印加されるのみであり
、よつてセラミツクの滅極はほぼ避けられる。更に制御
電圧の簡単な転極により、半分の制御電圧のみＶＣ．｝
いて公知技術におけるのと同じ体積変化が可能である。
全装置は接触に対して安全である。何となれば記録ノズ
ルにおける出力電圧は接触の際危険の無い値に降下し、
各個の記録ノズルにおける短絡の際回路の過負荷を生ぜ
ず、更に或る記録ノズルの欠損が全記録ノズルの同時の
欠損に導かないからである。
【図面の簡単な説明】
第１図は記録ノズルに対するこの発明の回路の実施例、
第２図はこの発明の回路に対する制御パルスの経過、第
３図は記録ノズルにおける電圧経過、第４図は複数の記
録ノズルに対するこの発明の回路の実施例を示す。 ２・・・・・・駆動段、３・・・・・・ダーリントント
ランジスタ、４・・・・・・パルス変圧器、５・・・・
・・記録ノズル、１６・・・・・・記録ヘッド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ インクモザイクプリンタの記録ノズルの制御装置で
    あつて、記録ノズルは管状に形成され、記録ノズルはそ
    の一端においてインク供給装置と結合され、他端におい
    て噴出開口部を有し、それぞれの記録ノズルを円筒状に
    包囲する駆動要素としての圧電小管を備え、該圧電小管
    の直径は分極電圧の方向に電圧を印加する際縮少され、
    分極電圧と反対方向の電圧の印加の際拡大される如くな
    るインクモザイクプリンタに対する制御装置において、
    インク滴の噴出過程の開始のため、静止状態にある駆動
    要素５が、分極電圧と反対方向の電圧の印加により拡大
    され、この拡大された状態を所定の時間中維持し、しか
    してインク滴の噴出のため駆動要素５は、上記拡大され
    た状態を誘起した制御電圧の極性転換により、拡大され
    た状態から縮少された状態にもたらされる如くなること
    を特徴とするインクモザイクプリンタにおける記録ノズ
    ルの制御装置。 ２ 駆動要素５は静止状態において、分極電圧と同じ方
    向の電圧を受けることを特徴とする特許請求の範囲第１
    項記載の制御装置。 ３ 各駆動要素にそれぞれ電圧変換器４が所属され、そ
    の２次側インダクタンスは駆動要素５の容量と共に振動
    回路を形成することを特徴とする特許請求の範囲第１項
    または第２項記載の制御装置。 ４ 振動回路４、５の共振周波数は、セラミック小管５
    により包囲されたインク柱の共振周波数に等しく、しか
    して１次側の電流衝撃の長さは上記共振周波数の半周期
    の長さに等しいことを特徴とする特許請求の範囲第３項
    記載の制御装置。 ５ 駆動要素に位加される制御電圧の大きさは、電圧変
    換器４の１次電流の制限により調整可能であることを特
    徴とする特許請求の範囲第３項記載の制御装置。
JP51130355A 1975-10-30 1976-10-29 インクモザイクプリンタにおける記録ノズルの制御装置 Expired JPS593272B2 (ja)

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Publications (2)

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JPS5256928A JPS5256928A (en) 1977-05-10
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IT (1) IT1072871B (ja)
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