JP3082540B2 - インクジェットヘッドの駆動装置 - Google Patents
インクジェットヘッドの駆動装置Info
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- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
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- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インクを噴射させるイ
ンクジェットヘッドの駆動装置に関するものである。
ンクジェットヘッドの駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、インクジェットヘッド及びそれを
駆動するドライバーは次のように構成されていた。
駆動するドライバーは次のように構成されていた。
【０００３】図１０はインクジェットヘッド１の構成を
示しており、インクジェットヘッド１は、圧電セラミッ
クプレート２とカバープレート１０とノズルプレート１
４と基板４１から構成されている。
示しており、インクジェットヘッド１は、圧電セラミッ
クプレート２とカバープレート１０とノズルプレート１
４と基板４１から構成されている。
【０００４】圧電セラミックスプレート２は、矢印５の
方向に分極され、分極方向と平行に切削加工によりｎ個
の溝３が形成されている。溝３の深さは、圧電セラミッ
クスプレート２の一端面１５に近づくにつれて徐々に浅
くなっており、一端面１５付近には浅溝７が形成されて
いる。そして、溝３の内側には、その両側面の上半分に
金属電極８がスパッタリング等によって形成されてい
る。また、浅溝７の内側には、その側面および低面に金
属電極９が形成されており、これにより溝３の両側面に
形成された金属電極８が電気的に接続される。
方向に分極され、分極方向と平行に切削加工によりｎ個
の溝３が形成されている。溝３の深さは、圧電セラミッ
クスプレート２の一端面１５に近づくにつれて徐々に浅
くなっており、一端面１５付近には浅溝７が形成されて
いる。そして、溝３の内側には、その両側面の上半分に
金属電極８がスパッタリング等によって形成されてい
る。また、浅溝７の内側には、その側面および低面に金
属電極９が形成されており、これにより溝３の両側面に
形成された金属電極８が電気的に接続される。
【０００５】カバープレート１０は、セラミックス材料
または樹脂材料等から形成されており、研削または切削
加工によってインク導入口１６およびマニホールド１８
が形成されている。そして、圧電セラミックスプレート
２の溝３加工面とカバープレート１０のマニホールド１
８加工面とがエポキシ系接着剤２０（図１２参照）によ
り接着される。したがって、インクジェットヘッド１に
は、溝３の上面が覆われて横方向に同じ間隔を有する複
数のインク流路であるインク室４（図１２参照）が構成
され、全てのインク室４内には、インクが充填される。
または樹脂材料等から形成されており、研削または切削
加工によってインク導入口１６およびマニホールド１８
が形成されている。そして、圧電セラミックスプレート
２の溝３加工面とカバープレート１０のマニホールド１
８加工面とがエポキシ系接着剤２０（図１２参照）によ
り接着される。したがって、インクジェットヘッド１に
は、溝３の上面が覆われて横方向に同じ間隔を有する複
数のインク流路であるインク室４（図１２参照）が構成
され、全てのインク室４内には、インクが充填される。
【０００６】圧電セラミックスプレート２とカバープレ
ート１０の端面に、各インク室４の位置に対応しノズル
１２が設けられたノズルプレート１４が接着されてい
る。このノズルプレート１４は、プラスチックにより形
成されている。
ート１０の端面に、各インク室４の位置に対応しノズル
１２が設けられたノズルプレート１４が接着されてい
る。このノズルプレート１４は、プラスチックにより形
成されている。
【０００７】圧電セラミックスプレート２の溝３の加工
面に対し反対面には、基板４１がエポキシ系接着剤によ
って接着されており、その基板４１には、各インク室４
の位置に対応した位置に導電層のパターン４２が形成さ
れている。その導電層のパターン４２と浅溝７の低面の
金属電極９とは、周知のワイヤボンディングにより導線
４３で接続されている。
面に対し反対面には、基板４１がエポキシ系接着剤によ
って接着されており、その基板４１には、各インク室４
の位置に対応した位置に導電層のパターン４２が形成さ
れている。その導電層のパターン４２と浅溝７の低面の
金属電極９とは、周知のワイヤボンディングにより導線
４３で接続されている。
【０００８】図１１は、インクジェットヘッド１を印字
信号にもとづいて駆動するドライバ５０と、インクジェ
ットヘッド１との接続を示す図である。
信号にもとづいて駆動するドライバ５０と、インクジェ
ットヘッド１との接続を示す図である。
【０００９】基板４１に形成された導電層のパターン４
２は、個々にドライバ５０に接続されている。ドライバ
ー５０は、噴射信号５２で供給される連続した印字タイ
ミングにおいて、印字信号５３により転送されたデータ
に応じて、インクが噴射されるインク室４の金属電極８
に電圧ＥＶを印加し、それ以外のインク室４の金属電極
８には０Ｖを印可する。
２は、個々にドライバ５０に接続されている。ドライバ
ー５０は、噴射信号５２で供給される連続した印字タイ
ミングにおいて、印字信号５３により転送されたデータ
に応じて、インクが噴射されるインク室４の金属電極８
に電圧ＥＶを印加し、それ以外のインク室４の金属電極
８には０Ｖを印可する。
【００１０】次に、インクジェットヘッド１の動作を図
１２、図１３を用いて説明する。
１２、図１３を用いて説明する。
【００１１】ドライバ５０は、所要のデータに従ってイ
ンクジェットヘッド１のインク室４ｂからインクを噴射
すると判断して、金属電極８ｅと８ｆとに正の駆動電圧
ＥＶを印加し、金属電極８ｄと８ｇとに０Ｖを印加す
る。すると、図１３に示すように、側壁６ｂ、６ｃには
分極５と直行する矢印１３ｂ、１３ｃ方向の駆動電界が
発生し、側壁６ｂおよび６ｃは圧電厚みすべり効果によ
り急速に変形する。このため、インク室４ｂの容積が急
激に減少してインク圧力が増大しインク室４ｂに連通す
るノズル１２からインク滴が噴射される。
ンクジェットヘッド１のインク室４ｂからインクを噴射
すると判断して、金属電極８ｅと８ｆとに正の駆動電圧
ＥＶを印加し、金属電極８ｄと８ｇとに０Ｖを印加す
る。すると、図１３に示すように、側壁６ｂ、６ｃには
分極５と直行する矢印１３ｂ、１３ｃ方向の駆動電界が
発生し、側壁６ｂおよび６ｃは圧電厚みすべり効果によ
り急速に変形する。このため、インク室４ｂの容積が急
激に減少してインク圧力が増大しインク室４ｂに連通す
るノズル１２からインク滴が噴射される。
【００１２】さらに、上述のインクジェットヘッド１よ
り印字密度を上げるため、ノズル列を２列にし、それぞ
れのノズル列が千鳥になるよう構成するインクジェット
ヘッド（ここでは以下デュアルヘッドと呼ぶ）が提案さ
れている（特開平４−１８２１３８号公報）。このデュ
アルヘッドは、一方向に分極された圧電セラミックスプ
レートの両面に複数の溝が切削加工されている。そし
て、溝の側面の側壁には、金属電極が形成されている。
溝は、圧電セラミックスプレートの一面と他面とでは１
／２ピッチだけずれるよう形成されている。またノズル
プレートにあけられるノズルも、各溝の位置に対応し設
けられるため、千鳥上に配置される。したがってインク
ジェットヘッドを走査方向にスキャンしながらインク滴
を噴射すれば、上述したインクジェットヘッド１より２
倍の集積度で印字することができる。
り印字密度を上げるため、ノズル列を２列にし、それぞ
れのノズル列が千鳥になるよう構成するインクジェット
ヘッド（ここでは以下デュアルヘッドと呼ぶ）が提案さ
れている（特開平４−１８２１３８号公報）。このデュ
アルヘッドは、一方向に分極された圧電セラミックスプ
レートの両面に複数の溝が切削加工されている。そし
て、溝の側面の側壁には、金属電極が形成されている。
溝は、圧電セラミックスプレートの一面と他面とでは１
／２ピッチだけずれるよう形成されている。またノズル
プレートにあけられるノズルも、各溝の位置に対応し設
けられるため、千鳥上に配置される。したがってインク
ジェットヘッドを走査方向にスキャンしながらインク滴
を噴射すれば、上述したインクジェットヘッド１より２
倍の集積度で印字することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記デ
ュアルヘッドでは、圧電セラミックスプレートの一面側
と他面側とでは、インク室の側壁の分極方向が反対であ
るので、一面側と他面側との側壁の変形を同様としてイ
ンクを噴射するには、例えば、一面側には、正の電圧を
印加し、他面側には、負の電圧を印加しなければならな
い。このように、正の電源と負の電源とが必要であり、
駆動回路が複雑となるため、コストが上がるといった問
題があった。
ュアルヘッドでは、圧電セラミックスプレートの一面側
と他面側とでは、インク室の側壁の分極方向が反対であ
るので、一面側と他面側との側壁の変形を同様としてイ
ンクを噴射するには、例えば、一面側には、正の電圧を
印加し、他面側には、負の電圧を印加しなければならな
い。このように、正の電源と負の電源とが必要であり、
駆動回路が複雑となるため、コストが上がるといった問
題があった。
【００１４】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、その目的は、単一電源でインクを
噴射することができるインクジェットヘッドの駆動装置
を提供することにある。
なされたものであり、その目的は、単一電源でインクを
噴射することができるインクジェットヘッドの駆動装置
を提供することにある。
【００１５】
【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、一方向に分極された圧電素子
で形成され、隔壁よって隔てられた溝を両面に有するア
クチュエータ部材と、電源からの電圧印加によって前記
アクチュエータ部材の隔壁に電界を発生する電極と、前
記アクチュエータ部材の両面の前記溝の開口側に接着さ
れて、インク室を形成するカバープレートとを有し、前
記電極からの電界の発生による前記隔壁の変形により前
記インク室内に圧力を与えてインクを噴射させるインク
ジェットヘッドの駆動装置であって、前記アクチュエー
タ部材の一面側の前記インク室の前記電極には、噴射す
るインク室に前記電源から電圧を印加し、且つ噴射しな
いインク室に電圧を印加しないで、前記隔壁を変形して
噴射するインク室からインクを噴射し、前記アクチュエ
ータ部材の他面側の前記インク室の前記電極には、噴射
しないインク室全てに前記電源から電圧を印加し、且つ
噴射するインク室に電圧を印加しないで、前記隔壁を変
形して噴射するインク室からインクを噴射する制御手段
を備えている。
に本発明の請求項１では、一方向に分極された圧電素子
で形成され、隔壁よって隔てられた溝を両面に有するア
クチュエータ部材と、電源からの電圧印加によって前記
アクチュエータ部材の隔壁に電界を発生する電極と、前
記アクチュエータ部材の両面の前記溝の開口側に接着さ
れて、インク室を形成するカバープレートとを有し、前
記電極からの電界の発生による前記隔壁の変形により前
記インク室内に圧力を与えてインクを噴射させるインク
ジェットヘッドの駆動装置であって、前記アクチュエー
タ部材の一面側の前記インク室の前記電極には、噴射す
るインク室に前記電源から電圧を印加し、且つ噴射しな
いインク室に電圧を印加しないで、前記隔壁を変形して
噴射するインク室からインクを噴射し、前記アクチュエ
ータ部材の他面側の前記インク室の前記電極には、噴射
しないインク室全てに前記電源から電圧を印加し、且つ
噴射するインク室に電圧を印加しないで、前記隔壁を変
形して噴射するインク室からインクを噴射する制御手段
を備えている。
【００１６】請求項２では、前記アクチュエータ部材の
一面側の前記インク室の前記電極では、インクを噴射す
るタイミングにおいて、噴射するインク室に前記電源か
ら電圧を印加し、且つ噴射しないインク室を接地し、前
記アクチュエータ部材の他面側の前記インク室の前記電
極では、常に所定の電圧が前記電源から印加され、イン
クを噴射するタイミングにおいて、噴射するインク室を
接地し、且つ噴射しないインク室に前記所定電圧を印加
することを特徴とする。
一面側の前記インク室の前記電極では、インクを噴射す
るタイミングにおいて、噴射するインク室に前記電源か
ら電圧を印加し、且つ噴射しないインク室を接地し、前
記アクチュエータ部材の他面側の前記インク室の前記電
極では、常に所定の電圧が前記電源から印加され、イン
クを噴射するタイミングにおいて、噴射するインク室を
接地し、且つ噴射しないインク室に前記所定電圧を印加
することを特徴とする。
【００１７】請求項３では、前記制御手段は、前記電極
に前記電源から電圧を印加する駆動手段と、噴射するイ
ンク室の電極に電圧を印加させ、噴射しないインク室に
電圧を印加させないように前記駆動手段に信号を送信す
る信号送信手段と、前記アクチュエータ部材の他面側の
駆動手段に、前記信号送信手段の信号を反転させて送信
する信号反転手段とを備えている。
に前記電源から電圧を印加する駆動手段と、噴射するイ
ンク室の電極に電圧を印加させ、噴射しないインク室に
電圧を印加させないように前記駆動手段に信号を送信す
る信号送信手段と、前記アクチュエータ部材の他面側の
駆動手段に、前記信号送信手段の信号を反転させて送信
する信号反転手段とを備えている。
【００１８】請求項４では、前記制御手段は、前記電極
に前記電源から電圧を印加する駆動手段と、前記アクチ
ュエータ部材の一面側の前記駆動手段には、噴射するイ
ンク室の電極に電圧を印加させ、噴射しないインク室に
電圧を印加させない信号を送信し、前記アクチュエータ
部材の他面側の駆動手段には、噴射しないインク室の電
極に電圧を印加させ、噴射するインク室に電圧を印加さ
せない信号を送信する信号送信手段とを備えている。
に前記電源から電圧を印加する駆動手段と、前記アクチ
ュエータ部材の一面側の前記駆動手段には、噴射するイ
ンク室の電極に電圧を印加させ、噴射しないインク室に
電圧を印加させない信号を送信し、前記アクチュエータ
部材の他面側の駆動手段には、噴射しないインク室の電
極に電圧を印加させ、噴射するインク室に電圧を印加さ
せない信号を送信する信号送信手段とを備えている。
【００１９】請求項５では、前記アクチュエータ部材の
一面側の前記インク室の前記電極では、インクを噴射す
るタイミングにおいて、噴射するインク室に前記電源か
ら電圧を印加し、且つ噴射しないインク室を接地し、前
記アクチュエータ部材の他面側の前記インク室の前記電
極では、インクを噴射するタイミングにおいて、噴射す
るインク室を接地し、且つ噴射しないインク室に前記電
源から電圧を印加することを特徴とする。
一面側の前記インク室の前記電極では、インクを噴射す
るタイミングにおいて、噴射するインク室に前記電源か
ら電圧を印加し、且つ噴射しないインク室を接地し、前
記アクチュエータ部材の他面側の前記インク室の前記電
極では、インクを噴射するタイミングにおいて、噴射す
るインク室を接地し、且つ噴射しないインク室に前記電
源から電圧を印加することを特徴とする。
【００２０】請求項６では、前記制御手段は、前記電極
に前記電源から電圧を印加する駆動手段と、噴射するイ
ンク室の電極に電圧を印加させ、噴射しないインク室に
電圧を印加させないように前記駆動手段に信号を送信す
る信号送信手段と、前記アクチュエータ部材の他面側の
駆動手段に、前記信号送信手段の信号を、インクを噴射
させるための時間のみ反転させて送信する信号反転手段
とを備えている。
に前記電源から電圧を印加する駆動手段と、噴射するイ
ンク室の電極に電圧を印加させ、噴射しないインク室に
電圧を印加させないように前記駆動手段に信号を送信す
る信号送信手段と、前記アクチュエータ部材の他面側の
駆動手段に、前記信号送信手段の信号を、インクを噴射
させるための時間のみ反転させて送信する信号反転手段
とを備えている。
【００２１】
【作用】上記の構成を有する本発明のインクジェットヘ
ッドの駆動装置では、前記アクチュエータ部材の一面側
の前記インク室の前記電極には、前記制御手段が、噴射
するインク室に前記電源から電圧を印加させ、且つ噴射
しないインク室に電圧を印加させないで、前記隔壁を変
形して噴射するインク室からインクを噴射し、前記アク
チュエータ部材の他面側の前記インク室の前記電極に
は、前記制御手段が、噴射しないインク室全てに前記電
源から電圧を印加させ、且つ噴射するインク室に電圧を
印加させないで、前記隔壁を変形して噴射するインク室
からインクを噴射させる。
ッドの駆動装置では、前記アクチュエータ部材の一面側
の前記インク室の前記電極には、前記制御手段が、噴射
するインク室に前記電源から電圧を印加させ、且つ噴射
しないインク室に電圧を印加させないで、前記隔壁を変
形して噴射するインク室からインクを噴射し、前記アク
チュエータ部材の他面側の前記インク室の前記電極に
は、前記制御手段が、噴射しないインク室全てに前記電
源から電圧を印加させ、且つ噴射するインク室に電圧を
印加させないで、前記隔壁を変形して噴射するインク室
からインクを噴射させる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。なお、従来技術と同一の部分には同
一の番号を付し、その説明を省略する。
参照して説明する。なお、従来技術と同一の部分には同
一の番号を付し、その説明を省略する。
【００２３】図５は、インクジェットヘッド６０の斜視
図である。インクジェットヘッド６０は、圧電セラミッ
クプレート６１とカバープレート１０ａ、１０ｂとノズ
ルプレート６２と基板１４１から構成されている。
図である。インクジェットヘッド６０は、圧電セラミッ
クプレート６１とカバープレート１０ａ、１０ｂとノズ
ルプレート６２と基板１４１から構成されている。
【００２４】圧電セラミックスプレート６１は、矢印５
の方向に分極され、分極方向と平行に切削加工により両
面に溝３が形成されている。ここで、圧電セラミックス
プレート６１の両面の内、図中上側の面をＡ面とし、下
側をＢ面とする。その溝３は、Ａ面とＢ面とで１／２ピ
ッチだけずれており、Ａ、Ｂ面あわせてｎ個形成されて
いる。溝３の深さは、圧電セラミックスプレート６１の
一端面１５に近づくにつれて徐々に浅くなっており、一
端面１５付近には浅溝７が形成されている。そして、両
面の溝３の内側には、その開口側の半分に金属電極８が
スパッタリング等によって形成されている。また、浅溝
７の内面には、その側面および低面に金属電極９が形成
されており、これにより溝３の両側面に形成された金属
電極８が電気的に接続される。
の方向に分極され、分極方向と平行に切削加工により両
面に溝３が形成されている。ここで、圧電セラミックス
プレート６１の両面の内、図中上側の面をＡ面とし、下
側をＢ面とする。その溝３は、Ａ面とＢ面とで１／２ピ
ッチだけずれており、Ａ、Ｂ面あわせてｎ個形成されて
いる。溝３の深さは、圧電セラミックスプレート６１の
一端面１５に近づくにつれて徐々に浅くなっており、一
端面１５付近には浅溝７が形成されている。そして、両
面の溝３の内側には、その開口側の半分に金属電極８が
スパッタリング等によって形成されている。また、浅溝
７の内面には、その側面および低面に金属電極９が形成
されており、これにより溝３の両側面に形成された金属
電極８が電気的に接続される。
【００２５】カバープレート１０ａ、１０ｂは、セラミ
ックス材料または樹脂材料等から形成されており、研削
または切削加工によってインク導入口１６およびマニホ
ールド１８が形成されている。そして、圧電セラミック
スプレート６１の溝３加工面とカバープレート１０ａ、
１０ｂのマニホールド１８加工面とがエポキシ系接着剤
２０（図６参照）により接着される。したがって、イン
クジェットヘッド６０には、溝３の開口面が覆われて横
方向に同じ間隔を有する複数のインク流路であるインク
室４（図６参照）が上下に２列設けられる。
ックス材料または樹脂材料等から形成されており、研削
または切削加工によってインク導入口１６およびマニホ
ールド１８が形成されている。そして、圧電セラミック
スプレート６１の溝３加工面とカバープレート１０ａ、
１０ｂのマニホールド１８加工面とがエポキシ系接着剤
２０（図６参照）により接着される。したがって、イン
クジェットヘッド６０には、溝３の開口面が覆われて横
方向に同じ間隔を有する複数のインク流路であるインク
室４（図６参照）が上下に２列設けられる。
【００２６】圧電セラミックスプレート６１とカバープ
レート１０ａ、１０ｂの端面に、各インク室４の位置に
対応するように千鳥状にノズル１２が設けられたノズル
プレート６２が接着されている。このノズルプレート６
２は、プラスチックにより形成されている。
レート１０ａ、１０ｂの端面に、各インク室４の位置に
対応するように千鳥状にノズル１２が設けられたノズル
プレート６２が接着されている。このノズルプレート６
２は、プラスチックにより形成されている。
【００２７】基板１４１の両面には、各インク室４の位
置に対応した位置に導電層のパターン４２が形成されて
いる。その導電層のパターン４２と浅溝７の低面の金属
電極９とは、周知のワイヤボンディングにより導線４３
で接続されている。
置に対応した位置に導電層のパターン４２が形成されて
いる。その導電層のパターン４２と浅溝７の低面の金属
電極９とは、周知のワイヤボンディングにより導線４３
で接続されている。
【００２８】図２は、インクジェットヘッド６０とドラ
イバ１００との接続を示す構成図である。図２には、説
明のため、基板１４１の両面であるＡ面側とＢ面側との
導電層のパターン４２が同一面上に見えるよう記載され
ている。インクジェットヘッド６０はＡ面、Ｂ面合わせ
てｎ個のノズル１２を有しており、ドライバ１００の出
力ＯＵＴは、０チャンネルからｎ／２−１チャンネルま
ではＡ面側の導電層パターン４２に、またｎ／２チャン
ネルからｎ−１チャンネルがＢ面側の導電層パターン４
２に接続されている。ドライバ１００へは、クロック信
号１０２に同期してシリアルに転送される印字信号１０
３と、転送後のデータを内部でラッチさせるラッチ信号
１０４と、ノズル１２からの噴射タイミングを与える噴
射信号１０５とが図示しないコントローラより入力され
る。
イバ１００との接続を示す構成図である。図２には、説
明のため、基板１４１の両面であるＡ面側とＢ面側との
導電層のパターン４２が同一面上に見えるよう記載され
ている。インクジェットヘッド６０はＡ面、Ｂ面合わせ
てｎ個のノズル１２を有しており、ドライバ１００の出
力ＯＵＴは、０チャンネルからｎ／２−１チャンネルま
ではＡ面側の導電層パターン４２に、またｎ／２チャン
ネルからｎ−１チャンネルがＢ面側の導電層パターン４
２に接続されている。ドライバ１００へは、クロック信
号１０２に同期してシリアルに転送される印字信号１０
３と、転送後のデータを内部でラッチさせるラッチ信号
１０４と、ノズル１２からの噴射タイミングを与える噴
射信号１０５とが図示しないコントローラより入力され
る。
【００２９】図１に示すように、ドライバ１００の内部
構成は、シリアルに転送される印字信号１０３をパラレ
ル信号に変換するシリアル・パラレル変換器（以下ＳＰ
変換器と称す）１０６、ｎ個のＡＮＤゲート１０７、バ
ッファアンプ１０８および、ｎ／２チャンネル以降のＡ
ＮＤゲート１０７とバッファアンプ１０８との間に挿入
された、ｎ／２個のＮＯＴゲート１０９とにより構成さ
れている。
構成は、シリアルに転送される印字信号１０３をパラレ
ル信号に変換するシリアル・パラレル変換器（以下ＳＰ
変換器と称す）１０６、ｎ個のＡＮＤゲート１０７、バ
ッファアンプ１０８および、ｎ／２チャンネル以降のＡ
ＮＤゲート１０７とバッファアンプ１０８との間に挿入
された、ｎ／２個のＮＯＴゲート１０９とにより構成さ
れている。
【００３０】ＳＰ変換器１０６は、クロック信号１０２
の立ち上がりに同期して印字信号１０３（ここでは、”
１”または”０”）を取り込み、ＳＰ変換機１０６は、
取り込んだデータを出力ＳＰ０からＳＰｎ−１へ順次シ
フトさせながらパラレル信号へと変換する。そして、ｎ
個のデータを取り込んだ後、ラッチ信号１０４をイネー
ブル（ここでは”１”）にする事により、出力ＳＰはラ
ッチされる。
の立ち上がりに同期して印字信号１０３（ここでは、”
１”または”０”）を取り込み、ＳＰ変換機１０６は、
取り込んだデータを出力ＳＰ０からＳＰｎ−１へ順次シ
フトさせながらパラレル信号へと変換する。そして、ｎ
個のデータを取り込んだ後、ラッチ信号１０４をイネー
ブル（ここでは”１”）にする事により、出力ＳＰはラ
ッチされる。
【００３１】ＡＮＤゲート１０７は、ＳＰ変換器１０６
の出力ＳＰと、噴射信号１０５との論理積をとり、バッ
ファアンプ１０８へ信号を送信する。ｎ／２チャンネル
からｎ−１チャンネルにおけるＡＮＤゲート１０７に接
続されたＮＯＴゲート１０９は、ｎ／２チャンネルから
ｎ−１チャンネルにおけるＡＮＤゲート１０７の論理積
を反転させ、バッファアンプ１０８へ反転信号を出力す
る。
の出力ＳＰと、噴射信号１０５との論理積をとり、バッ
ファアンプ１０８へ信号を送信する。ｎ／２チャンネル
からｎ−１チャンネルにおけるＡＮＤゲート１０７に接
続されたＮＯＴゲート１０９は、ｎ／２チャンネルから
ｎ−１チャンネルにおけるＡＮＤゲート１０７の論理積
を反転させ、バッファアンプ１０８へ反転信号を出力す
る。
【００３２】バッファアンプ１０８は図３に示すよう
に、容量性の圧電セラミックス負荷（側壁６）に対し、
充電のためのトランジスタＴｒ１と放電のためのトラン
ジスタＴｒ２、およびスイッチトランジスタＴｒ３、Ｔ
ｒ４と数個の抵抗から構成されている。入力された信号
が”１”の場合、Ｔｒ４がＯＮ、Ｔｒ３がＯＦＦし、充
電側のトランジスタＴｒ１をＯＮ、放電側のトランジス
タＴｒ２をＯＦＦする。結果、出力ＯＵＴは電圧ＥＶが
電源９９から発生し、負荷は充電される。また、入力さ
れた信号が”０”の場合、Ｔｒ４がＯＦＦ、Ｔｒ３がＯ
Ｎし、充電側のトランジスタＴｒ１をＯＦＦ、放電側の
トランジスタＴｒ２をＯＮする。結果、負荷にたまった
電荷は、Ｔｒ２を通じグランドへ放電される。
に、容量性の圧電セラミックス負荷（側壁６）に対し、
充電のためのトランジスタＴｒ１と放電のためのトラン
ジスタＴｒ２、およびスイッチトランジスタＴｒ３、Ｔ
ｒ４と数個の抵抗から構成されている。入力された信号
が”１”の場合、Ｔｒ４がＯＮ、Ｔｒ３がＯＦＦし、充
電側のトランジスタＴｒ１をＯＮ、放電側のトランジス
タＴｒ２をＯＦＦする。結果、出力ＯＵＴは電圧ＥＶが
電源９９から発生し、負荷は充電される。また、入力さ
れた信号が”０”の場合、Ｔｒ４がＯＦＦ、Ｔｒ３がＯ
Ｎし、充電側のトランジスタＴｒ１をＯＦＦ、放電側の
トランジスタＴｒ２をＯＮする。結果、負荷にたまった
電荷は、Ｔｒ２を通じグランドへ放電される。
【００３３】次に、本発明の作用について図４のタイミ
ングチャートと図６を用いて説明する。
ングチャートと図６を用いて説明する。
【００３４】Ａ面側のインク室４ｂと、Ｂ面側のインク
室４ｈからインク滴を同時に噴出する場合に関して説明
する。ｎチャンネル分のデータをドライバ１００へ設定
するため、ＳＰ変換器１０６に、”０”のラッチ信号１
０４が入力され、クロック信号１０２に同期して印字信
号１０３が入力される（Ｓ０〜Ｓｎ−１）。ｎクロック
終了後、インク室４ｂおよびインク室４ｈに接続される
チャンネルのＳＰ変換器１０６の出力ＳＰｂとＳＰｈと
には、噴射を意味する”１”が設定され、それ以外のＳ
Ｐ変換器１０６の出力ＳＰには”０”が設定される。転
送が終了すれば、図示しないコントローラから転送した
データをラッチするため”１”のラッチ信号１０４がＳ
Ｐ変換器１０６に入力される（Ｓｎ−１）。
室４ｈからインク滴を同時に噴出する場合に関して説明
する。ｎチャンネル分のデータをドライバ１００へ設定
するため、ＳＰ変換器１０６に、”０”のラッチ信号１
０４が入力され、クロック信号１０２に同期して印字信
号１０３が入力される（Ｓ０〜Ｓｎ−１）。ｎクロック
終了後、インク室４ｂおよびインク室４ｈに接続される
チャンネルのＳＰ変換器１０６の出力ＳＰｂとＳＰｈと
には、噴射を意味する”１”が設定され、それ以外のＳ
Ｐ変換器１０６の出力ＳＰには”０”が設定される。転
送が終了すれば、図示しないコントローラから転送した
データをラッチするため”１”のラッチ信号１０４がＳ
Ｐ変換器１０６に入力される（Ｓｎ−１）。
【００３５】噴射信号１０５は、インクを噴射するタイ
ミングにおいて（Ｓｆｉｒ）”１”であり、それ以外で
は”０”である。噴射信号１０５が”０”の時には、そ
れが接続されているＡＮＤゲート１０７の出力はＳＰ変
換器１０６の出力に関わらず”０”となる。つまり、０
〜ｎ／２−１チャンネルのバッファアンプ１０８には、
常に”０”の信号で、ｎ／２〜ｎ−１チャンネルのバッ
ファアンプ１０８には、常に”１”の信号が送信されて
いる。そして、”０”が入力されたバッファアンプ１０
８は、その出力ＯＵＴは０Ｖを出力し、”１”が入力さ
れたバッファアンプ１０８は電圧ＥＶを出力する。この
ため、０〜ｎ／２−１チャンネルのバッファアンプ１０
８は、常に０Ｖで、ｎ／２〜ｎ−１チャンネルのバッフ
ァアンプ１０８は、常に電圧ＥＶを出力している。
ミングにおいて（Ｓｆｉｒ）”１”であり、それ以外で
は”０”である。噴射信号１０５が”０”の時には、そ
れが接続されているＡＮＤゲート１０７の出力はＳＰ変
換器１０６の出力に関わらず”０”となる。つまり、０
〜ｎ／２−１チャンネルのバッファアンプ１０８には、
常に”０”の信号で、ｎ／２〜ｎ−１チャンネルのバッ
ファアンプ１０８には、常に”１”の信号が送信されて
いる。そして、”０”が入力されたバッファアンプ１０
８は、その出力ＯＵＴは０Ｖを出力し、”１”が入力さ
れたバッファアンプ１０８は電圧ＥＶを出力する。この
ため、０〜ｎ／２−１チャンネルのバッファアンプ１０
８は、常に０Ｖで、ｎ／２〜ｎ−１チャンネルのバッフ
ァアンプ１０８は、常に電圧ＥＶを出力している。
【００３６】そして、噴射信号１０５が”１”にイネー
ブルされると、ＳＰ変換器１０５の出力ＳＰがＡＮＤゲ
ート１０７より出力される。すなわち、ｂチャンネルお
よびｈチャンネルのＡＮＤゲート１０７の出力は”１”
に、それ以外の出力は”０”である。
ブルされると、ＳＰ変換器１０５の出力ＳＰがＡＮＤゲ
ート１０７より出力される。すなわち、ｂチャンネルお
よびｈチャンネルのＡＮＤゲート１０７の出力は”１”
に、それ以外の出力は”０”である。
【００３７】Ｂ面側のインク室４を駆動するｎ／２〜ｎ
−１チャンネルのＡＮＤゲート１０７出力は、ＮＯＴゲ
ート１０９により反転されバッファアンプ１０８に入力
される。したがって、噴射タイミング（Ｓｆｉｒ）にお
いて、ｂチャンネルのバッファアンプ１０８の入力に
は”１”が、ｈチャンネルのバッファアンプ１０８の入
力にはＡＮＤゲート１０７出力が反転され、”０”が入
力される。また、ｂおよびｈチャンネル以外の入力は、
Ａ面側の０〜ｎ／２−１チャンネルには”０”が、Ｂ面
側のｎ／２〜ｎ−１チャンネルには”１”が入力され
る。
−１チャンネルのＡＮＤゲート１０７出力は、ＮＯＴゲ
ート１０９により反転されバッファアンプ１０８に入力
される。したがって、噴射タイミング（Ｓｆｉｒ）にお
いて、ｂチャンネルのバッファアンプ１０８の入力に
は”１”が、ｈチャンネルのバッファアンプ１０８の入
力にはＡＮＤゲート１０７出力が反転され、”０”が入
力される。また、ｂおよびｈチャンネル以外の入力は、
Ａ面側の０〜ｎ／２−１チャンネルには”０”が、Ｂ面
側のｎ／２〜ｎ−１チャンネルには”１”が入力され
る。
【００３８】したがって、噴射タイミング（Ｓｆｉｒ）
において、Ａ面側のインク室４ｂに形成された金属電極
８ｅ、８ｆには電圧ＥＶが、Ａ面側の他の金属電極８に
は０Ｖが印加される。また、Ｂ面側のインク室４ｈに形
成された金属電極８ｉ、８ｊには０Ｖが、Ｂ面側の他の
金属電極８には電圧ＥＶが印加される。すると、図６に
示すように、側壁６ｂ、６ｃおよび側壁６ｈ、６ｉは、
側壁６に発生する分極５と直行する矢印１３方向の電界
により圧電厚みすべり効果を生じ、Ａ面側、Ｂ面側とも
インク室４ｂ、４ｈの容積を減少する方向に急速に変形
する。その結果、Ａ面側、Ｂ面側に関わらず、所望の印
字タイミングでインク室４ｂ、４ｈに連通するノズル１
２から、インク滴が噴射される。
において、Ａ面側のインク室４ｂに形成された金属電極
８ｅ、８ｆには電圧ＥＶが、Ａ面側の他の金属電極８に
は０Ｖが印加される。また、Ｂ面側のインク室４ｈに形
成された金属電極８ｉ、８ｊには０Ｖが、Ｂ面側の他の
金属電極８には電圧ＥＶが印加される。すると、図６に
示すように、側壁６ｂ、６ｃおよび側壁６ｈ、６ｉは、
側壁６に発生する分極５と直行する矢印１３方向の電界
により圧電厚みすべり効果を生じ、Ａ面側、Ｂ面側とも
インク室４ｂ、４ｈの容積を減少する方向に急速に変形
する。その結果、Ａ面側、Ｂ面側に関わらず、所望の印
字タイミングでインク室４ｂ、４ｈに連通するノズル１
２から、インク滴が噴射される。
【００３９】上述したインクジェットヘッド６０では、
Ａ面のインク室４の金属電極８には噴射するインク室４
ｂの金属電極８ｅ、８ｆに電源９９から電圧ＥＶが印加
され、且つ他の噴射しないインク室４の金属電極８は接
地されて、側壁６ｂ、６ｃが変形してインク室４ｂから
インクが噴射され、Ｂ面のインク室４の金属電極８に
は、噴射するインク室４ｈの金属電極８ｉ、８ｊが接地
され、且つ他の噴射しないインク室４の金属電極８には
電源９９から電圧ＥＶが印加されて、側壁６ｈ、６ｉが
変形してインク室４ｈからインクが噴射される。このた
め、上下２列に設けられたインク室４からインクを噴射
する、高集積度のインクジェットヘッド６０が、単一の
電源９９によって駆動することができ、駆動回路が単純
となり、コストが低減することができる。
Ａ面のインク室４の金属電極８には噴射するインク室４
ｂの金属電極８ｅ、８ｆに電源９９から電圧ＥＶが印加
され、且つ他の噴射しないインク室４の金属電極８は接
地されて、側壁６ｂ、６ｃが変形してインク室４ｂから
インクが噴射され、Ｂ面のインク室４の金属電極８に
は、噴射するインク室４ｈの金属電極８ｉ、８ｊが接地
され、且つ他の噴射しないインク室４の金属電極８には
電源９９から電圧ＥＶが印加されて、側壁６ｈ、６ｉが
変形してインク室４ｈからインクが噴射される。このた
め、上下２列に設けられたインク室４からインクを噴射
する、高集積度のインクジェットヘッド６０が、単一の
電源９９によって駆動することができ、駆動回路が単純
となり、コストが低減することができる。
【００４０】尚、本発明は上記の実施例に限定されるも
のではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲の様々な変
更が可能である。例えば、上記実施例においては、ドラ
イバ１００の内部でＢ面側に与える印字信号１０３をＮ
ＯＴゲート１０９で反転していたが、図７に示すよう
に、ドライバ２１０を制御する制御部２００が、予めＢ
面側の印字信号ｎ／２〜ｎ−１ビットを反転して転送し
ても良い。この場合、ドライバ２１０の内部構成は、図
８のように、反転回路１０９（図１）は必要ない。
のではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲の様々な変
更が可能である。例えば、上記実施例においては、ドラ
イバ１００の内部でＢ面側に与える印字信号１０３をＮ
ＯＴゲート１０９で反転していたが、図７に示すよう
に、ドライバ２１０を制御する制御部２００が、予めＢ
面側の印字信号ｎ／２〜ｎ−１ビットを反転して転送し
ても良い。この場合、ドライバ２１０の内部構成は、図
８のように、反転回路１０９（図１）は必要ない。
【００４１】また、上記実施例においては、ドライバ１
００の内部でＢ面側に与える印字信号１０３をＮＯＴゲ
ート１０９で反転していたが、図９に示すように、ＥＸ
−ＯＲ（イクスクルーシブオア）３１３を、ＡＮＤゲー
ト１０７とバッファアンプ１０８との間に設けたドライ
バ３１０を設け、噴射信号１０５と同期した信号を送信
する反転信号３１１をＥＸ−ＯＲ３１３に送信して、イ
ンク噴射のための時間のみ、Ｂ面側の印字信号ｎ／２〜
ｎ−１ビットを反転して転送しても良い。この場合、０
〜ｎ−１チャンネルのバッファアンプ１０８には、常
に”０”の信号が送信されるので、０〜ｎ−１チャンネ
ルのバッファアンプ１０８は、常に０Ｖを出力し、噴射
信号１０５が”１”の間だけ所定のチャンネルのバッフ
ァアンプ１０８が電圧ＥＶを出力する。従って、Ｂ面側
の側壁に電圧が印加される時間が、短くなり、インクジ
ェットヘッドの寿命が長くなる。
００の内部でＢ面側に与える印字信号１０３をＮＯＴゲ
ート１０９で反転していたが、図９に示すように、ＥＸ
−ＯＲ（イクスクルーシブオア）３１３を、ＡＮＤゲー
ト１０７とバッファアンプ１０８との間に設けたドライ
バ３１０を設け、噴射信号１０５と同期した信号を送信
する反転信号３１１をＥＸ−ＯＲ３１３に送信して、イ
ンク噴射のための時間のみ、Ｂ面側の印字信号ｎ／２〜
ｎ−１ビットを反転して転送しても良い。この場合、０
〜ｎ−１チャンネルのバッファアンプ１０８には、常
に”０”の信号が送信されるので、０〜ｎ−１チャンネ
ルのバッファアンプ１０８は、常に０Ｖを出力し、噴射
信号１０５が”１”の間だけ所定のチャンネルのバッフ
ァアンプ１０８が電圧ＥＶを出力する。従って、Ｂ面側
の側壁に電圧が印加される時間が、短くなり、インクジ
ェットヘッドの寿命が長くなる。
【００４２】尚、本実施例では、インク室４の容積を自
然状態から減少させて、インクを噴射させる駆動方法に
本発明の駆動装置が用いられていたが、インク室４の容
積を自然状態から増加させ、その増加状態から自然状態
への容積変化によって、インクを噴射させる噴射方法に
も用いることができる。
然状態から減少させて、インクを噴射させる駆動方法に
本発明の駆動装置が用いられていたが、インク室４の容
積を自然状態から増加させ、その増加状態から自然状態
への容積変化によって、インクを噴射させる噴射方法に
も用いることができる。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明のインクジェットヘッドの駆動装置によれば、前記ア
クチュエータ部材の一面側の前記インク室の前記電極に
は、前記制御手段が、噴射するインク室に前記電源から
電圧を印加させ、且つ噴射しないインク室に電圧を印加
させないで、前記隔壁を変形して噴射するインク室から
インクを噴射し、前記アクチュエータ部材の他面側の前
記インク室の前記電極には、前記制御手段が、噴射しな
いインク室全てに前記電源から電圧を印加させ、且つ噴
射するインク室に電圧を印加させないで、前記隔壁を変
形して噴射するインク室からインクを噴射させるので、
高集積度のインクジェットヘッドを、単一の電源によっ
て駆動することができ、駆動回路が単純となり、コスト
を低減することができる。
明のインクジェットヘッドの駆動装置によれば、前記ア
クチュエータ部材の一面側の前記インク室の前記電極に
は、前記制御手段が、噴射するインク室に前記電源から
電圧を印加させ、且つ噴射しないインク室に電圧を印加
させないで、前記隔壁を変形して噴射するインク室から
インクを噴射し、前記アクチュエータ部材の他面側の前
記インク室の前記電極には、前記制御手段が、噴射しな
いインク室全てに前記電源から電圧を印加させ、且つ噴
射するインク室に電圧を印加させないで、前記隔壁を変
形して噴射するインク室からインクを噴射させるので、
高集積度のインクジェットヘッドを、単一の電源によっ
て駆動することができ、駆動回路が単純となり、コスト
を低減することができる。
【図１】本発明の一実施例のインクジェットヘッドの駆
動装置の構成図である。
動装置の構成図である。
【図２】前記実施例のインクジェットヘッドと駆動装置
の接続を示す説明図である。
の接続を示す説明図である。
【図３】前記実施例の駆動装置のバッファアンプを示す
回路図である。
回路図である。
【図４】前記実施例の駆動装置の動作を示すタイミング
チャートである。
チャートである。
【図５】前記実施例のインクジェットヘッドを示す説明
図である。
図である。
【図６】前記実施例のインクジェットヘッドの動作を示
す説明図である。
す説明図である。
【図７】本発明の第二実施例のインクジェットヘッドの
駆動装置を示す説明図である。
駆動装置を示す説明図である。
【図８】前記第二実施例の駆動装置のドライバを示す構
成図である。
成図である。
【図９】本発明の第三実施例のインクジェットヘッドの
駆動装置を示す説明図である。
駆動装置を示す説明図である。
【図１０】従来技術のヘッドを示す斜視図である。
【図１１】従来技術のヘッドと駆動装置の接続を示す説
明図である。
明図である。
【図１２】従来技術のヘッドを示す断面図である。
【図１３】従来技術のヘッドの動作を示す説明図であ
る。
る。
３ 溝 ４ インク室 ６ 側壁 ８ 電極 １０ａ カバープレート １０ｂ カバープレート ６０ インクジェットヘッド ９９ 電源 １００ ドライバ １０６ ＳＰ変換器 １０７ ＡＮＤゲート １０８ バッファアンプ １０９ ＮＯＴゲート ２００ 制御部 ２１０ ドライバ ３１０ ドライバ ３１３ ＥＸ−ＯＲ
Claims (6)
- 【請求項１】 一方向に分極された圧電素子で形成さ
れ、隔壁よって隔てられた溝を両面に有するアクチュエ
ータ部材と、電源からの電圧印加によって前記アクチュ
エータ部材の隔壁に電界を発生する電極と、前記アクチ
ュエータ部材の両面の前記溝の開口側に接着されて、イ
ンク室を形成するカバープレートとを有し、前記電極か
らの電界の発生による前記隔壁の変形により前記インク
室内に圧力を与えてインクを噴射させるインクジェット
ヘッドの駆動装置であって、 前記アクチュエータ部材の一面側の前記インク室の前記
電極には、噴射するインク室に前記電源から電圧を印加
し、且つ噴射しないインク室に電圧を印加しないで、前
記隔壁を変形して噴射するインク室からインクを噴射
し、前記アクチュエータ部材の他面側の前記インク室の
前記電極には、噴射しないインク室全てに前記電源から
電圧を印加し、且つ噴射するインク室に電圧を印加しな
いで、前記隔壁を変形して噴射するインク室からインク
を噴射する制御手段を備えたことを特徴とするインクジ
ェットヘッドの駆動装置。 - 【請求項２】 前記アクチュエータ部材の一面側の前
記インク室の前記電極では、インクを噴射するタイミン
グにおいて、噴射するインク室に前記電源から電圧を印
加し、且つ噴射しないインク室を接地し、前記アクチュ
エータ部材の他面側の前記インク室の前記電極では、常
に所定の電圧が前記電源から印加され、インクを噴射す
るタイミングにおいて、噴射するインク室を接地し、且
つ噴射しないインク室に前記所定電圧を印加することを
特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの駆動
装置。 - 【請求項３】 前記制御手段は、前記電極に前記電源
から電圧を印加する駆動手段と、噴射するインク室の電
極に電圧を印加させ、噴射しないインク室に電圧を印加
させないように前記駆動手段に信号を送信する信号送信
手段と、前記アクチュエータ部材の他面側の駆動手段
に、前記信号送信手段の信号を反転させて送信する信号
反転手段とを備えていることを特徴とする請求項２記載
のインクジェットヘッドの駆動装置。 - 【請求項４】 前記制御手段は、前記電極に前記電源
から電圧を印加する駆動手段と、前記アクチュエータ部
材の一面側の前記駆動手段には、噴射するインク室の電
極に電圧を印加させ、噴射しないインク室に電圧を印加
させない信号を送信し、前記アクチュエータ部材の他面
側の駆動手段には、噴射しないインク室の電極に電圧を
印加させ、噴射するインク室に電圧を印加させない信号
を送信する信号送信手段とを備えていることを特徴とす
る請求項２記載のインクジェットヘッドの駆動装置。 - 【請求項５】 前記アクチュエータ部材の一面側の前
記インク室の前記電極では、インクを噴射するタイミン
グにおいて、噴射するインク室に前記電源から電圧を印
加し、且つ噴射しないインク室を接地し、前記アクチュ
エータ部材の他面側の前記インク室の前記電極では、イ
ンクを噴射するタイミングにおいて、噴射するインク室
を接地し、且つ噴射しないインク室に前記電源から電圧
を印加することを特徴とする請求項１記載のインクジェ
ットヘッドの駆動装置。 - 【請求項６】 前記制御手段は、前記電極に前記電源
から電圧を印加する駆動手段と、噴射するインク室の電
極に電圧を印加させ、噴射しないインク室に電圧を印加
させないように前記駆動手段に信号を送信する信号送信
手段と、前記アクチュエータ部材の他面側の駆動手段
に、前記信号送信手段の信号を、インクを噴射させるた
めの時間のみ反転させて送信する信号反転手段とを備え
ていることを特徴とする請求項５記載のインクジェット
ヘッドの駆動装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05268562A JP3082540B2 (ja) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | インクジェットヘッドの駆動装置 |
| US08/329,454 US5625395A (en) | 1993-10-27 | 1994-10-26 | Driving device for an ink jet print head |
| DE69409061T DE69409061T2 (de) | 1993-10-27 | 1994-10-27 | Tintenstrahldruckkopfantrieb |
| EP94307925A EP0650835B1 (en) | 1993-10-27 | 1994-10-27 | Driving device for an ink jet print head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05268562A JP3082540B2 (ja) | 1993-10-27 | 1993-10-27 | インクジェットヘッドの駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07117226A JPH07117226A (ja) | 1995-05-09 |
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