JP3201073B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録装置

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JP3201073B2
JP3201073B2 JP11856393A JP11856393A JP3201073B2 JP 3201073 B2 JP3201073 B2 JP 3201073B2 JP 11856393 A JP11856393 A JP 11856393A JP 11856393 A JP11856393 A JP 11856393A JP 3201073 B2 JP3201073 B2 JP 3201073B2
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はインクジェット記録装置
において、インクジェットヘッドを印字時に充電状態し
なければならない場合に、電源に過大な充電電流が流れ
ないように、充電電流と放電電流を制限するように制御
するインクジェット記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電歪素子を使ったインクジェット
ヘッドでは24ノズルや48ノズルであり、インクを飛
ばすときに充電して放電するというサイクルの駆動方式
である。特開平3−133647号公報による台形波形
で定電流駆動する方式が提案されており、図9の駆動波
形45ようにタイミング50でインクが吐出、タイミン
グ49でインクが吐出しないという常に充電された電歪
素子を放電させることによりインクを飛ばす方法であ
る。この方式では印字のための駆動周波数が高く、充電
電流の少ない方法である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】インクジェットライン
ヘッドでの電歪素子を常に充電しておいて使用する方式
のインクジェット記録装置の場合には、次のような課題
がある。
【0004】電歪素子に代表的なもとして圧電素子があ
る。特に電極にAgPdを用い、この電極を圧電材料と
交互にサンドイッチ状に積層し、同時に焼結した積層圧
電素子では、電極間距離を可及的に小さくすることによ
り駆動信号の電圧が下げられるという効果がある。この
ような電歪素子に常に充電しておく駆動方式のインクジ
ェットでは電歪素子に常に電圧が印加されているために
Agのマイグレーションという現象によって絶縁抵抗が
低くなり、駆動回路に過負荷がかかり、ついには破壊す
るという課題があった。
【0005】本発明の目的は、充電が印字に先立って行
われ、印字終了後に放電されるインクジェットヘッドを
用いたインクジェット記録装置において、印字終始時の
電圧印加、および放電によって起こる不要なインク滴の
吐出を防止する、インクジェット記録装置を提供するこ
とにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は充電が印字に先立って行われ、印字終了後に
放電されるインクジェットヘッドを用いたインクジェッ
ト記録装置において電歪素子を充電状態にするための
駆動信号発生部と、充放電の時定数を変更する時定数変
換部と、時定数を変えるタイミングを通知する印字周期
信号部とを備え、インクジェットヘッドの印字開始時、
または終了時の充電電流または放電電流を制限すること
を特徴とする。
【0007】また、充電が印字に先立って行われ、印字
終了後に放電されるインクジェットヘッドを用いたイン
クジェット記録装置において電歪素子を充電状態にす
るための駆動信号発生部と、断続的に充電、または放電
を行うパルス列発生器と、断続的に充電、または放電を
行うタイミングを通知する印字周期信号部とを備え、印
字開始時、または終了時に電歪素子の電圧印加時または
放電時に段階的に電圧を印加または放電することを特徴
とする。
【0008】
【実施例】図5は、本発明のプリンタ機構である。この
プリンタ機構での印字シーケンスはドラム42が高速で
回転を始め、回転が安定した後、インクジェットヘッド
41の電歪素子に充電が行われ、印字可能状態になるよ
うに制御されている。電歪素子への充電後、印字を開始
して、ドラム42の表面に反転像が形成される。ドラム
42を高速から低速で回転するように切り換えて、ロー
ラ38とローラ40で記録紙39をドラム42とローラ
37で挟むまで送られる。記録紙39はローラ37によ
り所定の押し圧力でドラム42へ押圧され、ドラム42
上に形成された反転像が記録紙39に転写される。転写
終了後、記録紙39は図示しない排出手段により本装置
外へ排出される。この際、インクジェットヘッド41の
電歪素子は電荷が放電された状態にある。
【0009】図1は、本発明装置の一実施例のブロック
図であって、印字制御部8は図5のドラム42の回転が
安定した後、印字周期信号部7に図7の印字開始信号4
3を出力する。印字開始信号43を受け取った印字周期
信号部7は時定数変換部5に印字開始信号43がきたこ
とを知らせる。
【0010】図3は、図1における駆動波形発生部2の
一実施例であって、時定数変換部5からの信号によって
トランジスタ16がONし、トランジスタ14がOFF
するとトランジスタ12とトランジスタ13からなる定
電流回路によってダイオード23を通してコンデンサ5
5に充電される。充電電流により電位が直線で充電され
る。この充電波形がトランジスタ21とトランジスタ2
2によって電歪素子ブロック3に充電電流を流す。この
充電のとき印字開始信号43を受け取った時定数変換部
5はトランジスタ19をONにしてトランジスタ11を
ONにして抵抗器30と抵抗器31の直列抵抗による時
定数によって定電流を作る。この時、抵抗器30は抵抗
器29よりも大きい値のものであるため電歪素子はゆっ
くりと動くためインクは吐出しない。そして、充電完了
する時間に時定数変換器5はトランジスタ19をOFF
にしてトランジスタ20をONにしてトランジスタ10
をONにする。これで、抵抗器29と抵抗器31の直列
抵抗による充電電流による時定数で電歪素子ブロック3
に充電が行うことが出来るようになり、この時定数が印
字時の時定数となる。尚、印字時にはインク滴が吐出す
るのに充分短い時定数になる様に抵抗器29は設定され
ている。
【0011】放電のときはトランジスタ14がONしト
ランジスタ16がOFFすることにより、トランジスタ
14とトランジスタ15からなる定電流回路により、ダ
イオード24を通してコンデンサ55の電荷が放電され
て電圧が直線で下がっていく。これによりトランジスタ
21とトランジスタ22の出力につながれた電歪素子ブ
ロック3の電荷は放電される。印字開始信号43がOF
Fになると、時定数変換部5はトランジスタ17をOF
Fして、トランジスタ18をONにして抵抗器35と抵
抗器33の直列抵抗で定電流が流れ、電歪素子ブロック
3の放電が行われる。抵抗器35は抵抗器34よりも大
きいので、放電時定数は大きくなり、電歪素子はゆっく
りと動きインクは吐出しない。尚、印字開始信号43が
ONして印字可能状態の場合は、トランジスタ17がO
Nしてトランジスタ18がOFFすることで、抵抗器3
4と抵抗器33による直列抵抗でインク滴が吐出するの
に充分短い時定数になるように設定されていて、電歪素
子ブロック3の電歪素子が放電される。
【0012】図7は、本発明装置の図3での充電時のタ
イミングチャートである。駆動波形51は電歪素子の駆
動電源である駆動波形発生部2の出力である。印字開始
信号43がタイミング54で出ると電歪素子の駆動波形
51の信号がでて電歪素子に充電される。タイミング4
7で充電が終了するので、これ以降、実際に印字が出来
るようになる。
【0013】また、印字制御部8が印字開始信号43を
出力するとドライバ回路制御部6にも信号が入って電歪
素子駆動ドライバ回路4を制御して電歪素子ブロック3
に電圧が印加されるようになっている。
【0014】以上、説明したように、印字開始直前に駆
動時と異なる長い時定数で電歪素子を充電し、印字終了
直後に駆動時と異なる長い時定数で放電することによ
り、非印字期間に電歪素子の電荷が0になり、かつ不要
なインク滴を吐出しないことが実現できた。
【0015】図4は、図1の駆動波形発生部2の回路と
時定数変換部5にパルス列発生器36を加えた別の一実
施例であって、時定数変換部5からの信号によってトラ
ンジスタ16がONし、トランジスタ14がOFFする
とトランジスタ12とトランジスタ13からなる定電流
回路によってダイオード23を通してコンデンサ55に
充電される。充電電流により電位が直線で充電される。
この充電波形がトランジスタ21とトランジスタ22に
よって電歪素子ブロック3に充電電流を流す。この充電
のとき印字開始信号43を受け取った時定数変換部5は
トランジスタ19をONにしてトランジスタ11をON
にして抵抗器30と抵抗器31の直列抵抗による時定数
によって定電流を作る。この時、抵抗器30は抵抗器2
9よりも大きい値のものであるため電歪素子はゆっくり
と動くためインクは吐出しない。そして、パルス列発生
器による、パルス列69によって階段状の充電波形を発
生させる。図7の駆動波形52のタイミング54からタ
イミング47のように充電をしていく。充電完了すると
パルス列発生器36からのパルス列69を出力しない。
そして、充電完了する時間に時定数変換器5はトランジ
スタ19をOFFにしてトランジスタ20をONにして
トランジスタ10をONにする。これで、抵抗器29と
抵抗器31の直列抵抗による充電電流による時定数で電
歪素子ブロック3に充電が行うことが出来るようにな
り、この時定数が印字時の時定数となる。
【0016】放電のときはトランジスタ14がONしト
ランジスタ16がOFFすることにより、トランジスタ
14とトランジスタ15からなる定電流回路により、ダ
イオード24を通してコンデンサ55の電荷が放電され
て電圧が直線で下がっていく。これによりトランジスタ
21とトランジスタ22の出力につながれた電歪素子ブ
ロック3の電荷は放電される。印字開始信号43がOF
Fになると、時定数変換部5はトランジスタ17をOF
Fして、トランジスタ18をONにして抵抗器35と抵
抗器33の直列抵抗で定電流が流れ、電歪素子ブロック
3の放電が行われる。抵抗器35は抵抗器34よりも大
きいので、放電時定数は大きくなり、パルス列発生器3
6のパルス列69によって図7のタイミング46からタ
イミング53までのように駆動波形52はなるので電歪
素子はゆっくりと動きインクは吐出しない。放電が完了
するとパルス列発生器36のパルスは出力されない。印
字開始信号43がONして印字可能状態になると、トラ
ンジスタ17がONしてトランジスタ18がOFFす
る。抵抗器34と抵抗器33による直列抵抗で決定され
る電流で電歪素子ブロック3の電歪素子が放電される。
【0017】図6は、図4の駆動波形発生部2の回路か
ら定電流源の切り換え部分を削除した一実施例であっ
て、図4の時定数を変えることをせずにパルス列発生器
36によるパルスによって、印字するとき以外の充電と
放電の波形を駆動波形52の様にする回路である。ま
ず、印字開始信号43が発生すると、時定数変換部5は
パルス列発生器36からのパルスによって作られたパル
ス列69によって小刻みに充電していき充電を完了させ
る。それが、タイミング54からタイミング47の間の
波形である。タイミング47から印字開始信号43がO
FFになるまではパルス列発生器36のパルスは止める
か、無視するようにしておく。印字開始信号43がOF
Fしたタイミング46からパルス列発生器36にてパル
ス列69を発生させるか、時定数変換部5で発生するよ
うにして、タイミング46からタイミング53の駆動波
形52を作る。この時、パルス列69はインクが吐出し
ない電圧まで変化するとOFFになるようにパルス幅を
決める必要がある。
【0018】図2は、本発明装置の別の実施例であっ
て、ラインヘッドにて電歪素子ブロックを4分割して駆
動する分割駆動を行った場合のブロック図である。印字
制御部8が印字しようとしするとき、印字周期信号部7
に図7の印字開始信号43を出力する。前期信号を受け
取った印字周期信号部7は時定数変換部5に印字開始信
号43がきたことを知らせる。時定数変換部5は通常の
駆動時よりも時定数を大きする。そうすると、充電電流
が小さくなるため電歪素子の動きが小さくなって電歪素
子による変移によってインクが吐出しない。時定数変換
部5はその時間よりも大きな時定数となるように調整す
る。
【0019】また、印字制御部8が印字開始信号43を
出力するとドライバ回路制御部6にも信号が入って電歪
素子駆動ドライバ回路4を制御して電歪素子ブロック3
に電圧が印加されるようになっている。
【0020】非印字期間になると印字制御部8は印字開
始信号43を解除する。解除されると印字周期信号部7
は時定数変換部5に信号を出し放電をさせる。この時、
時定数変換器5は放電による電歪素子の変移をインクが
吐出しないような時定数にて放電させられる。
【0021】図8は、本発明装置の印字の流れ図であ
る。ステップ57でドラム42が高速で回転し始める。
ドラム42の回転安定後、印字開始信号が出力され、電
歪素子に充電が行われる。充電終了後、ステップ61で
インクジェットヘッド41で印字データをドラム42へ
インクを吐出させる。ステップ62でインクをドラム4
2に吐出し終われば、ステップ63で印字開始信号43
をOFFにして、ドラム42の回転が遅くなるようにな
る。ドラム42の回転が転写速度まで遅くなれば、ステ
ップ65で記録紙39をドラム42とロール37の間ま
で搬送する。記録紙39が搬送されたら、ステップ66
で記録紙39をドラム42とロール37で挟む。ステッ
プ67にてドラム42が回転しているのでドラム42の
表面のインクは記録紙39に転写される。転写された記
録紙39をステップ68で排出して印字動作は終了す
る。
【0022】また、本発明で述べた印字開始時の電歪素
子への充電動作は、ドラム42が定速回転後行うのが望
ましい。これはヘッド電源がモータ電源と共通化されて
いる場合、ドラム42の回転当初は定速回転時より多く
の電流が流れ、電源に大きな負担を与えるためである。
これによりヘッド電源とモータ電源を共通化しても、ド
ラム回転当初の電源への負担を最小限に抑えることが出
来る。
【0023】
【発明の効果】以上、説明したように本発明のインクジ
ェット記録装置は、電歪素子ブロックと電歪素子駆動ド
ライバ回路とパルス列発生器と時定数変換部から構成す
ることにより、非印字時に電歪素子の電荷を放電してお
けるのでマイグレーション等の電歪素子劣化を防ぐこと
が出来、非印字時の充電時、放電時にインクの吐出が防
止できる。また、パルス列発生器による非印字時の充電
時、放電時の階段状の駆動波形により、電歪素子が微動
することでインクの攪拌が行われるためノズルの目詰ま
りとインク成分の沈殿を防止出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図を示した説明図
である。
【図2】本発明の一実施例のブロック図を示した説明図
である。
【図3】本発明の一実施例を示した説明図である。
【図4】本発明の一実施例を示した説明図である。
【図5】本発明のプリンタ機構を示した説明図である。
【図6】本発明の一実施例を示した説明図である。
【図7】本発明の印字時のタイミングチャートを示した
説明図である。
【図8】本発明の印字するときの流れ図を示した説明図
である。
【図9】従来のの印字時のタイミングチャートを示した
説明図である。
【符号の説明】
1 駆動電源部 2 駆動波形発生部 3 電歪素子ブロック 4 電歪素子駆動ドライバ回路 5 時定数変換部 6 ドライバ回路制御部 7 印字周期信号部 9 印字制御部 36 パルス列発生器

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 充電が印字に先立って行われ、印字終了
    後に放電されるインクジェットヘッドを用いたインクジ
    ェット記録装置において電歪素子を充電状態にするた
    めの駆動信号発生部と、充放電の時定数を変更する時定
    数変換部と、時定数を変えるタイミングを通知する印字
    周期信号部とを備え、インクジェットヘッドの印字開始
    時、または終了時の充電電流または放電電流を制限する
    ことを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 【請求項2】 充電が印字に先立って行われ、印字終了
    後に放電されるインクジェットヘッドを用いたインクジ
    ェット記録装置において電歪素子を充電状態にするた
    めの駆動信号発生部と、断続的に充電、または放電を行
    うパルス列発生器と、断続的に充電、または放電を行う
    タイミングを通知する印字周期信号部とを備え、印字開
    始時、または終了時に電歪素子の電圧印加時または放電
    時に段階的に電圧を印加または放電することを特徴とす
    るインクジェット記録装置。
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