JP3262141B2 - インクジェット記録ヘッドの駆動回路 - Google Patents
インクジェット記録ヘッドの駆動回路Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧力室を形成している
振動板を棒状の圧電振動子により変位させ、この変位に
より圧力室を圧縮させてノズル開口からインク滴を噴射
させるインクジェット記録ヘッドの駆動回路に関する。
振動板を棒状の圧電振動子により変位させ、この変位に
より圧力室を圧縮させてノズル開口からインク滴を噴射
させるインクジェット記録ヘッドの駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】記録装置に用いられるインクジェット記
録ヘッドは、例えば特公平2-24218号公報に示されるよ
うに圧力室を形成する弾性板に円板状の圧電振動板を固
定したものが広く知られている。この形式のインクジェ
ット記録ヘッドは、圧電振動子の変位が小さいため、圧
力室の実効面積を大きく取らざるを得ず、したがって比
較的大きな面積を確保することができる、ノズル開口か
ら離れた箇所に圧力室を配置し、ノズル開口との間を流
路で接続するという構造が採用されている。この結果、
記録ヘッドの全体の大型化を招くばかりでなく、各イン
ク流路の流体抵抗を均一にするために複雑な調整作業が
必要になるという問題がある。
録ヘッドは、例えば特公平2-24218号公報に示されるよ
うに圧力室を形成する弾性板に円板状の圧電振動板を固
定したものが広く知られている。この形式のインクジェ
ット記録ヘッドは、圧電振動子の変位が小さいため、圧
力室の実効面積を大きく取らざるを得ず、したがって比
較的大きな面積を確保することができる、ノズル開口か
ら離れた箇所に圧力室を配置し、ノズル開口との間を流
路で接続するという構造が採用されている。この結果、
記録ヘッドの全体の大型化を招くばかりでなく、各イン
ク流路の流体抵抗を均一にするために複雑な調整作業が
必要になるという問題がある。
【０００３】このような問題を解消するべく、例えば米
国特許第4,697,193号明細書に示されたように、圧電振
動子を棒状に形成するとともに、これを圧力室を構成し
ている振動板に当接させ、縦振動により圧力室を拡張、
収縮させてインク滴を発生させるインクジェット記録ヘ
ッドが提案されている。
国特許第4,697,193号明細書に示されたように、圧電振
動子を棒状に形成するとともに、これを圧力室を構成し
ている振動板に当接させ、縦振動により圧力室を拡張、
収縮させてインク滴を発生させるインクジェット記録ヘ
ッドが提案されている。
【０００４】このような縦振動を利用したインクジェッ
ト記録ヘッドは、ドット形成直前に圧電振動子に駆動電
圧を印加して圧電振動子を収縮させ、次いで圧電振動子
の電荷を放電させて圧電振動子を伸長させることにより
圧力室を収縮させてインク滴を発生させるという、いわ
ゆる引き打ち方式による駆動方式が採用されている。
ト記録ヘッドは、ドット形成直前に圧電振動子に駆動電
圧を印加して圧電振動子を収縮させ、次いで圧電振動子
の電荷を放電させて圧電振動子を伸長させることにより
圧力室を収縮させてインク滴を発生させるという、いわ
ゆる引き打ち方式による駆動方式が採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような引き打ちに
よる駆動方式を用いると、圧電振動子や振動板に予め蓄
積された弾性エネルギの利用が可能となるばかりでな
く、圧力室へのインクの確実な引き込みを図ることがで
きるという利点がある反面、印字速度を高めるべく圧電
振動子の動作周波数を高めると、インク滴の形成時にお
けるノズル近傍のメニスカスの位置にばらつきが生じて
インク滴のサイズやインク滴の飛翔速度が変動して印刷
品質が悪化するという不都合がある。
よる駆動方式を用いると、圧電振動子や振動板に予め蓄
積された弾性エネルギの利用が可能となるばかりでな
く、圧力室へのインクの確実な引き込みを図ることがで
きるという利点がある反面、印字速度を高めるべく圧電
振動子の動作周波数を高めると、インク滴の形成時にお
けるノズル近傍のメニスカスの位置にばらつきが生じて
インク滴のサイズやインク滴の飛翔速度が変動して印刷
品質が悪化するという不都合がある。
【０００６】このような問題を回避するため、圧電振動
子を縮小させた後、メニスカスが元の位置に復帰して静
止するまで一定時間、圧電振動子を収縮状態に保持し、
その後圧電振動子の電荷を放電させて圧電振動子を伸長
させるという駆動方法も提案されているが、メニスカス
が復帰するまでの待ち時間を必要として印刷速度に制限
を受けるとう問題がある。
子を縮小させた後、メニスカスが元の位置に復帰して静
止するまで一定時間、圧電振動子を収縮状態に保持し、
その後圧電振動子の電荷を放電させて圧電振動子を伸長
させるという駆動方法も提案されているが、メニスカス
が復帰するまでの待ち時間を必要として印刷速度に制限
を受けるとう問題がある。
【０００７】また、インクジェット記録ヘッドは、ワイ
ヤドット方式や熱転写方式などの他の記録方式に比べて
温度に対する印刷特性が変化しやすいので、温度補償回
路を組み込んで温度センサーからの信号により駆動電圧
を調整することが行われているが、このために印刷機構
を駆動するパルスモータ等の電源回路とは別に、ヘッド
を駆動するための専用の電源回路が必要となり、印刷装
置の構造が複雑化するという問題があった。
ヤドット方式や熱転写方式などの他の記録方式に比べて
温度に対する印刷特性が変化しやすいので、温度補償回
路を組み込んで温度センサーからの信号により駆動電圧
を調整することが行われているが、このために印刷機構
を駆動するパルスモータ等の電源回路とは別に、ヘッド
を駆動するための専用の電源回路が必要となり、印刷装
置の構造が複雑化するという問題があった。
【０００８】さらには、縦振動モードの圧電振動子は、
その断面積が小さいため、配列密度を容易に高めること
が可能な反面、圧電振動子が近接するために相互間での
干渉が発生して印刷品質を低下させるという問題があ
る。本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであ
って、これらの問題をいっきに解決することを目的とし
てなされたものであって、回路構造の複雑化を伴うこと
なく記録ヘッドを構成する複数の圧電振動子に、最適な
駆動信号を供給することができる駆動回路を提供するこ
とである。
その断面積が小さいため、配列密度を容易に高めること
が可能な反面、圧電振動子が近接するために相互間での
干渉が発生して印刷品質を低下させるという問題があ
る。本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであ
って、これらの問題をいっきに解決することを目的とし
てなされたものであって、回路構造の複雑化を伴うこと
なく記録ヘッドを構成する複数の圧電振動子に、最適な
駆動信号を供給することができる駆動回路を提供するこ
とである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、共通のコンデンサに第１の
スイッチング素子、及び充電時定数調整用抵抗を介して
電源を接続し、また前記コンデンサを第２のスイッチン
グ素子及び放電時定数調整用抵抗を介してアースに接続
し、前記コンデンサの端子電圧を電流バッファを介して
複数の圧電振動子に出力するともに、第１のスイッチン
グ素子には前記圧電振動子を収縮させ、かつ印刷タイミ
ング信号に基づいて発生される第１のパルスが、また第
２のスイッチング素子には前記圧電振動子を伸長させ、
かつ印刷タイミング信号に基づいて発生される第２のパ
ルスが印加されるように構成した。
るために本発明においては、共通のコンデンサに第１の
スイッチング素子、及び充電時定数調整用抵抗を介して
電源を接続し、また前記コンデンサを第２のスイッチン
グ素子及び放電時定数調整用抵抗を介してアースに接続
し、前記コンデンサの端子電圧を電流バッファを介して
複数の圧電振動子に出力するともに、第１のスイッチン
グ素子には前記圧電振動子を収縮させ、かつ印刷タイミ
ング信号に基づいて発生される第１のパルスが、また第
２のスイッチング素子には前記圧電振動子を伸長させ、
かつ印刷タイミング信号に基づいて発生される第２のパ
ルスが印加されるように構成した。
【００１０】
【作用】例えば第１、第２のパルスを調整することによ
り、記録ヘッドを構成する複数の圧電振動子に最適な駆
動信号を供給できる。
り、記録ヘッドを構成する複数の圧電振動子に最適な駆
動信号を供給できる。
【００１１】
【実施例】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例
に基づいて説明する。図２は本発明のヘッド駆動回路に
より駆動されるインクジェット記録ヘッドの一実施例を
示すもので、図中符号１は、圧力室で、フィルム２が表
面に設けられた振動板３と、これと一定の間隙をもって
設けられたノズル形成基板４と、これに貼着されたノズ
ルプレート５とにより形成され、図示しない共通のイン
ク室にインク供給口７を介して連通している。振動板３
の裏面側には、他端が基板９を介して基台１０に固定さ
れた圧力発生部材８の先端がノズル開口６に対向するよ
うに当接されている。このような構成によればインク供
給口７から圧力室１流れ込んだインクは、振動板３を介
して圧力発生部材８により加圧され、インク滴Ｐとして
ノズル開口６から吐出する。
に基づいて説明する。図２は本発明のヘッド駆動回路に
より駆動されるインクジェット記録ヘッドの一実施例を
示すもので、図中符号１は、圧力室で、フィルム２が表
面に設けられた振動板３と、これと一定の間隙をもって
設けられたノズル形成基板４と、これに貼着されたノズ
ルプレート５とにより形成され、図示しない共通のイン
ク室にインク供給口７を介して連通している。振動板３
の裏面側には、他端が基板９を介して基台１０に固定さ
れた圧力発生部材８の先端がノズル開口６に対向するよ
うに当接されている。このような構成によればインク供
給口７から圧力室１流れ込んだインクは、振動板３を介
して圧力発生部材８により加圧され、インク滴Ｐとして
ノズル開口６から吐出する。
【００１２】図３は前述の圧力発生部材８の一実施例を
示すものであって、圧電振動子層１１と負極内部電極１
２と正極内部電極１３を交互に積層し、負極内部電極１
２同士を負極外部電極１４により並列接続し、また正極
内部電極１３同士を正極外部電極１５に並列接続して構
成され、これらをノズル開口６，６，６‥‥の配列ピッ
チに合わせて複数を、基板９に固定するともに、基板９
と接合される領域には，少なくとも一方の極の電極、こ
の実施例では正極内部電極１３を設けない領域を設けて
不活性部１６を構成する一方、負極内部電極１２と正極
内部電極１３との両者が存在する領域を活性部１７とし
て基板９から所定長さ、片持ち梁状に張り出させて自由
振動可能なユニットとして構成されている。
示すものであって、圧電振動子層１１と負極内部電極１
２と正極内部電極１３を交互に積層し、負極内部電極１
２同士を負極外部電極１４により並列接続し、また正極
内部電極１３同士を正極外部電極１５に並列接続して構
成され、これらをノズル開口６，６，６‥‥の配列ピッ
チに合わせて複数を、基板９に固定するともに、基板９
と接合される領域には，少なくとも一方の極の電極、こ
の実施例では正極内部電極１３を設けない領域を設けて
不活性部１６を構成する一方、負極内部電極１２と正極
内部電極１３との両者が存在する領域を活性部１７とし
て基板９から所定長さ、片持ち梁状に張り出させて自由
振動可能なユニットとして構成されている。
【００１３】このような構造を採ることにより、負極外
部電極１４と正極外部電極１５とに３０ボルト程度の電
圧を印加すると、各圧電振動子層１１に電界が生じ、基
板９に支持されて不活性部１６を変形させることなく、
活性部１７だけを矢印Ａにより示したように軸方向に伸
縮させることが可能となる。
部電極１４と正極外部電極１５とに３０ボルト程度の電
圧を印加すると、各圧電振動子層１１に電界が生じ、基
板９に支持されて不活性部１６を変形させることなく、
活性部１７だけを矢印Ａにより示したように軸方向に伸
縮させることが可能となる。
【００１４】なお、この実施例においてはそれぞれ圧力
発生部材８，８，８‥‥を独立して基板９に固定してい
るが、図４に示したように負極内部電極２１、正極内部
電極２２、及び圧電層２３をサンドイッチ状に重ねた１
枚の基板２４を、活性領域２５となる部分にだけスリッ
ト２６，２６，２６‥‥を入れて圧電振動子体２７，２
７，２７‥‥に切分ける一方、不活性領域２９を介して
繋がるように櫛型に構成しても同様の作用を奏するばか
りでなく、前述の固定用の基板９（図３）を省くことが
できる。
発生部材８，８，８‥‥を独立して基板９に固定してい
るが、図４に示したように負極内部電極２１、正極内部
電極２２、及び圧電層２３をサンドイッチ状に重ねた１
枚の基板２４を、活性領域２５となる部分にだけスリッ
ト２６，２６，２６‥‥を入れて圧電振動子体２７，２
７，２７‥‥に切分ける一方、不活性領域２９を介して
繋がるように櫛型に構成しても同様の作用を奏するばか
りでなく、前述の固定用の基板９（図３）を省くことが
できる。
【００１５】図１は、本発明の駆動回路の一実施例を示
すものであって図中符号ＩＮ１は、印刷タイミング信号
入力端子、ＩＮ２は印刷信号入力端子で、図６に示した
ように、印刷タイミングに合わせてパルス状の信号がそ
れぞれ印加される。符号Ｑ１は、入力端子ＩＮ１にベー
ス電極が接続されたレベル調整用トランジスタで、これ
のコレクタ電極には第１のスイッチングトランジスタＱ
２のベース電極が接続されている。第１のスイッチング
トランジスタＱ２は、そのエミッタ電極を時定数調整用
抵抗Ｒ１を介して端子ＶHを介して電源に接続され、ま
たコレクタ電極が時定数調整用コンデンサＣ１を介して
接地されている。Ｑ３は、定電流トランジスタで、エミ
ッタ電極が電源端子ＶHに、またコレクタ電極がレベル
調整用トランジスタＱ1のコレクタ電極に接続され、さ
らにベース電極が時定数調整用抵抗Ｒ１を介して電源端
子ＶHに接続されている。
すものであって図中符号ＩＮ１は、印刷タイミング信号
入力端子、ＩＮ２は印刷信号入力端子で、図６に示した
ように、印刷タイミングに合わせてパルス状の信号がそ
れぞれ印加される。符号Ｑ１は、入力端子ＩＮ１にベー
ス電極が接続されたレベル調整用トランジスタで、これ
のコレクタ電極には第１のスイッチングトランジスタＱ
２のベース電極が接続されている。第１のスイッチング
トランジスタＱ２は、そのエミッタ電極を時定数調整用
抵抗Ｒ１を介して端子ＶHを介して電源に接続され、ま
たコレクタ電極が時定数調整用コンデンサＣ１を介して
接地されている。Ｑ３は、定電流トランジスタで、エミ
ッタ電極が電源端子ＶHに、またコレクタ電極がレベル
調整用トランジスタＱ1のコレクタ電極に接続され、さ
らにベース電極が時定数調整用抵抗Ｒ１を介して電源端
子ＶHに接続されている。
【００１６】一方、入力端子ＩＮ２には第２のスイッチ
ングトランジスタＱ４のベース電極が接続され、コレク
タ電極が時定数調整用コンデンサＣ１に、さらにエミッ
タ電極が第２の時定数調整用抵抗Ｒ３を介して接地され
ている。符号Ｑ５は、定電流用トランジスタで、コレク
タ電極が入力端子ＩＮ２に、またエミッタ電極が接地さ
れ、さらにベース電極が第２の時定数調整用抵抗Ｒ３を
介して接地されている。
ングトランジスタＱ４のベース電極が接続され、コレク
タ電極が時定数調整用コンデンサＣ１に、さらにエミッ
タ電極が第２の時定数調整用抵抗Ｒ３を介して接地され
ている。符号Ｑ５は、定電流用トランジスタで、コレク
タ電極が入力端子ＩＮ２に、またエミッタ電極が接地さ
れ、さらにベース電極が第２の時定数調整用抵抗Ｒ３を
介して接地されている。
【００１７】Ｑ６，Ｑ７，Ｑ８，Ｑ９は、それぞれコン
デンサＣ１の充電時、及び放電時の電流を増幅する電流
バッファを構成するトランジスタで、この実施例ではト
ランジスタＱ６，Ｑ７、及びＱ８，Ｑ９をダーリントン
接続して構成され、駆動すべきインクジェット記録ヘッ
ドのすべての圧力発生部材８，８，８‥‥の同時駆動が
可能な電流容量を備えている。
デンサＣ１の充電時、及び放電時の電流を増幅する電流
バッファを構成するトランジスタで、この実施例ではト
ランジスタＱ６，Ｑ７、及びＱ８，Ｑ９をダーリントン
接続して構成され、駆動すべきインクジェット記録ヘッ
ドのすべての圧力発生部材８，８，８‥‥の同時駆動が
可能な電流容量を備えている。
【００１８】２８は、スイッチング回路で、電流バッフ
ァの出力端子ＯＵＴとインクジェット記録ヘッドを構成
している各圧力発生部材８，８，８‥‥に接続され、印
刷信号によりオンオフして電流バッファを構成するトラ
ンジスタＱ６，Ｑ７，Ｑ８，Ｑ９からの電流を、インク
滴を発生させるべき圧力発生部材８，８，８‥‥に選択
的に供給できるように構成されている。このスイッチン
グ回路２８は、スイッチング素子だけ構成、つまり電流
調整手段を必要とすることなく構成できるため、軽量か
つ小型となり、したがって駆動電圧発生回路から切り離
してフレキシブルケーブルを介して接続することにより
記録ヘッドのキャリッジに搭載することが可能となる。
ァの出力端子ＯＵＴとインクジェット記録ヘッドを構成
している各圧力発生部材８，８，８‥‥に接続され、印
刷信号によりオンオフして電流バッファを構成するトラ
ンジスタＱ６，Ｑ７，Ｑ８，Ｑ９からの電流を、インク
滴を発生させるべき圧力発生部材８，８，８‥‥に選択
的に供給できるように構成されている。このスイッチン
グ回路２８は、スイッチング素子だけ構成、つまり電流
調整手段を必要とすることなく構成できるため、軽量か
つ小型となり、したがって駆動電圧発生回路から切り離
してフレキシブルケーブルを介して接続することにより
記録ヘッドのキャリッジに搭載することが可能となる。
【００１９】また、時定数調整用抵抗Ｒ１，Ｒ２を、図
５に示したように端子３０，３０‥‥を備えた基板３１
に固定するとともにリード線を端子３０，３０‥‥に接
続して一体にモールドしてユニット化すれば、抵抗値の
異なるユニットを複数種類用意しておくことにより、必
要なユニットを差し替えるだけで、インクジェット記録
ヘッドのインク吐出特性に最適な時定数を設定でき、作
業の簡素化をはかることができる。
５に示したように端子３０，３０‥‥を備えた基板３１
に固定するとともにリード線を端子３０，３０‥‥に接
続して一体にモールドしてユニット化すれば、抵抗値の
異なるユニットを複数種類用意しておくことにより、必
要なユニットを差し替えるだけで、インクジェット記録
ヘッドのインク吐出特性に最適な時定数を設定でき、作
業の簡素化をはかることができる。
【００２０】次の上述の駆動回路の動作を図６に示した
波形図に基づいて説明する。ホストから１つのドットを
形成するための印字タイミング信号（Ｉ）が入力する
と、これに同期してパルス幅Ｔcの印刷予備信号（ＩＩ
Ｉ）が発生する。このパルス幅Ｔcは、充電時間に相当
して定められている。そしてこの信号が入力端子ＩＮ１
に入力すると、レベル調整用トランジスタＱ１がオンと
なるから、第１のスイッチングトランジスタＱ２もオン
となる。これにより、電圧ＶHの電源電圧が時定数調整
用抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１に印加され、抵抗Ｒ
１とコンデンサＣ１により決まる時定数でもってコンデ
ンサＣ１が充電される。
波形図に基づいて説明する。ホストから１つのドットを
形成するための印字タイミング信号（Ｉ）が入力する
と、これに同期してパルス幅Ｔcの印刷予備信号（ＩＩ
Ｉ）が発生する。このパルス幅Ｔcは、充電時間に相当
して定められている。そしてこの信号が入力端子ＩＮ１
に入力すると、レベル調整用トランジスタＱ１がオンと
なるから、第１のスイッチングトランジスタＱ２もオン
となる。これにより、電圧ＶHの電源電圧が時定数調整
用抵抗Ｒ１を介してコンデンサＣ１に印加され、抵抗Ｒ
１とコンデンサＣ１により決まる時定数でもってコンデ
ンサＣ１が充電される。
【００２１】ところで、時定数調整用抵抗Ｒ１は、その
両端に定電流用トランジスタＱ３が接続されていて、そ
の端子電圧がトランジスタＱ３のベース電極ーエミッタ
電極間電位にほぼ等しい値に維持されるから、コンデン
サＣ１に流れ込む電流は時間的に変動せず一定値とな
る。この結果、コンデンサＣ１の端子電圧（Ｖ）の立ち
上がり勾配τ1は、抵抗Ｒ１の抵抗値Ｒ1とコンデンサＣ
１の容量Ｃ1と定電流用トランジスタＱ３のベース電極
ーエミッタ電極間電圧をＶBE1とすると、 τ1＝ＶBE1／（Ｒ1×Ｃ1） となる。
両端に定電流用トランジスタＱ３が接続されていて、そ
の端子電圧がトランジスタＱ３のベース電極ーエミッタ
電極間電位にほぼ等しい値に維持されるから、コンデン
サＣ１に流れ込む電流は時間的に変動せず一定値とな
る。この結果、コンデンサＣ１の端子電圧（Ｖ）の立ち
上がり勾配τ1は、抵抗Ｒ１の抵抗値Ｒ1とコンデンサＣ
１の容量Ｃ1と定電流用トランジスタＱ３のベース電極
ーエミッタ電極間電圧をＶBE1とすると、 τ1＝ＶBE1／（Ｒ1×Ｃ1） となる。
【００２２】このようにして印刷予備信号のパルス幅Ｔ
Cに相当する時間が経過すると、コンデンサＣ１の端子
電圧が電圧Ｖ0まで上昇する。そしてこの時点で印刷予
備信号がＬレベルに切り替わるからレベルシフト用トラ
ンジスタＱ１がオフとなって第１のスイッチングトラン
ジスタＱ２がオフとなる。この結果、コンデンサＣ１
は、電圧τ×Ｔc＝Ｖ0を維持することになる。
Cに相当する時間が経過すると、コンデンサＣ１の端子
電圧が電圧Ｖ0まで上昇する。そしてこの時点で印刷予
備信号がＬレベルに切り替わるからレベルシフト用トラ
ンジスタＱ１がオフとなって第１のスイッチングトラン
ジスタＱ２がオフとなる。この結果、コンデンサＣ１
は、電圧τ×Ｔc＝Ｖ0を維持することになる。
【００２３】印刷予備信号がオフとなってから所定時間
Ｔeが経過した時点、つまりスイッチングトランジスタ
Ｑ2とスイッチングトランジスタＱ4とが短絡しない程度
の時間的余裕が経過した時点で、端子ＩＮ２に印刷信号
（ＩＶ）が入力する。この印刷信号は、コンデンサＣ１
の電荷をほぼ零電位にまで放電させることとができるパ
ルス幅Ｔdを有していて第２のスイッチングトランジス
タＱ４をオンとする。この結果、コンデンサＣ１に蓄積
された電荷を時定数調整用抵抗Ｒ３を介して放電する。
同時に定電流用トランジスタＱ５がオンとなるので、前
述した第１の定電流用トランジスタＱ３の作用と同様の
作用により第２の時定数調整用抵抗Ｒ３の端子電圧がト
ランジスタＱ５のベース電極ーエミッタ電極間電圧Ｖ
BE2となる。これにより、コンデンサＣ１の端子電圧
（Ｖ）は、一定の勾配で直線的に低下する。
Ｔeが経過した時点、つまりスイッチングトランジスタ
Ｑ2とスイッチングトランジスタＱ4とが短絡しない程度
の時間的余裕が経過した時点で、端子ＩＮ２に印刷信号
（ＩＶ）が入力する。この印刷信号は、コンデンサＣ１
の電荷をほぼ零電位にまで放電させることとができるパ
ルス幅Ｔdを有していて第２のスイッチングトランジス
タＱ４をオンとする。この結果、コンデンサＣ１に蓄積
された電荷を時定数調整用抵抗Ｒ３を介して放電する。
同時に定電流用トランジスタＱ５がオンとなるので、前
述した第１の定電流用トランジスタＱ３の作用と同様の
作用により第２の時定数調整用抵抗Ｒ３の端子電圧がト
ランジスタＱ５のベース電極ーエミッタ電極間電圧Ｖ
BE2となる。これにより、コンデンサＣ１の端子電圧
（Ｖ）は、一定の勾配で直線的に低下する。
【００２４】すなわち、立ち下がりの勾配τ2は、第２
の時定数調整用抵抗Ｒ３の値Ｒ2とコンデンサＣ１の容
量Ｃ1と定電流用トランジスタＱ５のベース電極ーエミ
ッタ電極間の電圧をＶBE2とすると、 τ2＝−ＶBE2／（Ｒ2×Ｃ1） となる。
の時定数調整用抵抗Ｒ３の値Ｒ2とコンデンサＣ１の容
量Ｃ1と定電流用トランジスタＱ５のベース電極ーエミ
ッタ電極間の電圧をＶBE2とすると、 τ2＝−ＶBE2／（Ｒ2×Ｃ1） となる。
【００２５】時間Ｔdが経過して印刷信号がオフになる
と、第２のスイッチングトランジスタＱ４がオフとな
り、コンデンサＣ１の端子電圧の変化が停止する。な
お、印刷信号のパルス幅Ｔｄは、コンデンサＣ１と抵抗
Ｒ２とにより決まる放電時定数に比較して十分に大きく
設定されているので、コンデンサＣ１に電荷が残留する
ようなことにはならない。
と、第２のスイッチングトランジスタＱ４がオフとな
り、コンデンサＣ１の端子電圧の変化が停止する。な
お、印刷信号のパルス幅Ｔｄは、コンデンサＣ１と抵抗
Ｒ２とにより決まる放電時定数に比較して十分に大きく
設定されているので、コンデンサＣ１に電荷が残留する
ようなことにはならない。
【００２６】このように時定数調整用抵抗Ｒ１，Ｒ３，
及びコンデンサＣ１により所定の立ち上がり速度、及び
立ち下がり速度で変化する電圧は、電流バッファを構成
するトランジスタＱ６，Ｑ７、及びＱ８，Ｑ９により増
幅され、スイッチング回路２８を介してインクジェット
記録ヘッドを構成している各圧電振動子８，８，８‥‥
（図２）に印加される。これにより、共通の駆動電圧発
生回路からの電圧信号を印刷信号に合わせてスイッチン
グ回路２８のスイッチング素子をオンオフすることによ
り、同一の電圧波形を複数の圧力発生部材８，８，８‥
‥に選択的に印加することができる。なお、これら印刷
予備信号のパルス幅Ｔc、及び印刷信号のパルス幅Ｔd
は、対象となるインクジェット記録ヘッドの構造や、イ
ンクの粘度に左右されるものの、それぞれ大略中心値が
１２０マイクロ秒、及び６マイクロ秒程度とし、必要に
応じて１０パーセントの範囲で調整するようになってい
る。
及びコンデンサＣ１により所定の立ち上がり速度、及び
立ち下がり速度で変化する電圧は、電流バッファを構成
するトランジスタＱ６，Ｑ７、及びＱ８，Ｑ９により増
幅され、スイッチング回路２８を介してインクジェット
記録ヘッドを構成している各圧電振動子８，８，８‥‥
（図２）に印加される。これにより、共通の駆動電圧発
生回路からの電圧信号を印刷信号に合わせてスイッチン
グ回路２８のスイッチング素子をオンオフすることによ
り、同一の電圧波形を複数の圧力発生部材８，８，８‥
‥に選択的に印加することができる。なお、これら印刷
予備信号のパルス幅Ｔc、及び印刷信号のパルス幅Ｔd
は、対象となるインクジェット記録ヘッドの構造や、イ
ンクの粘度に左右されるものの、それぞれ大略中心値が
１２０マイクロ秒、及び６マイクロ秒程度とし、必要に
応じて１０パーセントの範囲で調整するようになってい
る。
【００２７】ところで、同一ヘッドを構成している各圧
電振動子は、同一ロットにから製作されるためノズル間
のインク吐出特性が揃うものの、記録ヘッド間では圧力
室の誤差などによりインク吐出特性に差異が生じる場合
が往往にしてある。このようなヘッド間でのインク吐出
特性の補正には、通常インクジェット記録ヘッドを駆動
する電圧の波形を調整することにより行われている。上
述した駆動回路によれば時定数調整用抵抗Ｒ１により立
ち上がり特性、つまり圧力室１の膨張速度を、また時定
数調整用抵抗Ｒ３により立ち下がり特性、つまり圧力室
１の縮小速度をそれぞれ独立させて簡単に調整すること
ができる。また、コンデンサＣ１の最終到達電圧は、充
電時間に依存するので、印刷予備信号のパルス幅Ｔcを
変更することにより調整することができる。
電振動子は、同一ロットにから製作されるためノズル間
のインク吐出特性が揃うものの、記録ヘッド間では圧力
室の誤差などによりインク吐出特性に差異が生じる場合
が往往にしてある。このようなヘッド間でのインク吐出
特性の補正には、通常インクジェット記録ヘッドを駆動
する電圧の波形を調整することにより行われている。上
述した駆動回路によれば時定数調整用抵抗Ｒ１により立
ち上がり特性、つまり圧力室１の膨張速度を、また時定
数調整用抵抗Ｒ３により立ち下がり特性、つまり圧力室
１の縮小速度をそれぞれ独立させて簡単に調整すること
ができる。また、コンデンサＣ１の最終到達電圧は、充
電時間に依存するので、印刷予備信号のパルス幅Ｔcを
変更することにより調整することができる。
【００２８】このことは、従来の駆動回路のように一定
電圧に維持された電源回路を必要とすることなく、例え
ば比較的電圧変動が大きなパルスモータ駆動用の直流電
源からの電力を用いても、印刷予備信号のパルス幅Ｔc
を電源電圧に応じて自動制御することにより一定にする
ことが可能となるから、インクジェット記録ヘッド駆動
用の電源と、パルスモータ等の駆動用電源とを共通化が
可能となって、印刷装置の小型化と、コストの引き下げ
を図ることができる。
電圧に維持された電源回路を必要とすることなく、例え
ば比較的電圧変動が大きなパルスモータ駆動用の直流電
源からの電力を用いても、印刷予備信号のパルス幅Ｔc
を電源電圧に応じて自動制御することにより一定にする
ことが可能となるから、インクジェット記録ヘッド駆動
用の電源と、パルスモータ等の駆動用電源とを共通化が
可能となって、印刷装置の小型化と、コストの引き下げ
を図ることができる。
【００２９】さらには、駆動回路で発生した所定波形の
電圧を、スイッチング回路２８を介してインクジェット
記録ヘッドを構成している各圧力振動子に選択的に供給
するから、ドライブ手段をスイッチング手段だけから構
成できて、構造の簡素化と軽量化を図ることができ、こ
の結果、駆動回路は静止系に、またドライブ手段をキャ
リッジに搭載した場合には、これらを接続するフレキシ
ブルケーブルに形成すべき大半のリードパターンを走査
信号を伝送できる程度の電流容量の小さなものにして接
続ケーブルの小型化を図ることができる。
電圧を、スイッチング回路２８を介してインクジェット
記録ヘッドを構成している各圧力振動子に選択的に供給
するから、ドライブ手段をスイッチング手段だけから構
成できて、構造の簡素化と軽量化を図ることができ、こ
の結果、駆動回路は静止系に、またドライブ手段をキャ
リッジに搭載した場合には、これらを接続するフレキシ
ブルケーブルに形成すべき大半のリードパターンを走査
信号を伝送できる程度の電流容量の小さなものにして接
続ケーブルの小型化を図ることができる。
【００３０】ところで、印刷予備信号の印加により圧力
発生部材８，８，８‥‥が縮小した場合には、圧力室１
が拡大するため、インク供給口７から圧力室１へのイン
ク供給が行われる。そしてこの圧力室１の拡大はノズル
開口６の近傍に形成されているメニスカスを後退させる
作用力ともなる。
発生部材８，８，８‥‥が縮小した場合には、圧力室１
が拡大するため、インク供給口７から圧力室１へのイン
ク供給が行われる。そしてこの圧力室１の拡大はノズル
開口６の近傍に形成されているメニスカスを後退させる
作用力ともなる。
【００３１】また圧力室１へのインク供給が終了する
と、圧力発生部材８，８，８‥‥を伸長させて圧力室１
を縮小させてノズル開口６，６，６‥‥からインク滴を
噴射させることになるが、圧力室の縮小時におけるメニ
スカスの位置とインク滴の形状との間には極めて大きな
相関関係があるため、何時の時点で圧力室を縮小させる
かが印刷品質を左右することになる。
と、圧力発生部材８，８，８‥‥を伸長させて圧力室１
を縮小させてノズル開口６，６，６‥‥からインク滴を
噴射させることになるが、圧力室の縮小時におけるメニ
スカスの位置とインク滴の形状との間には極めて大きな
相関関係があるため、何時の時点で圧力室を縮小させる
かが印刷品質を左右することになる。
【００３２】すなわち、図７（イ）に示したようにメニ
スカスＭが、停止時と同様にノズル開口６の近傍に位置
している状態で、圧力室１を収縮させると、飛び出すイ
ンク滴Ｐは玉状となる（同図ロ）。一方、メニスカスＭ
がノズル開口６よりも後退した状態（同図ハ）で圧力室
１を収縮させると、インク滴Ｐは、飛翔方向に延びて柱
状となる（同図ハ）。このようにして発生したインク滴
が記録媒体に到達すると、玉状インク滴の場合にはほぼ
円形のドットが形成されるが、柱状の場合には円形とは
ならず円形からずれた形となり、印字品質を低下させる
ことになる。
スカスＭが、停止時と同様にノズル開口６の近傍に位置
している状態で、圧力室１を収縮させると、飛び出すイ
ンク滴Ｐは玉状となる（同図ロ）。一方、メニスカスＭ
がノズル開口６よりも後退した状態（同図ハ）で圧力室
１を収縮させると、インク滴Ｐは、飛翔方向に延びて柱
状となる（同図ハ）。このようにして発生したインク滴
が記録媒体に到達すると、玉状インク滴の場合にはほぼ
円形のドットが形成されるが、柱状の場合には円形とは
ならず円形からずれた形となり、印字品質を低下させる
ことになる。
【００３３】圧力室１の膨張時にメニスカスＭがノズル
開口６から後退、つまり圧力発生部材８側に移動するの
は、ノズル開口６とこの近傍のインクとの表面張力より
も、インク供給口７（図１）の圧力損失が大きくなるこ
とに原因があるから、インク供給口での圧力損失がノズ
ル開口近傍のインクの表面張力よりも小さく維持できる
速度でインクを圧力室１に引き込む必要がある。
開口６から後退、つまり圧力発生部材８側に移動するの
は、ノズル開口６とこの近傍のインクとの表面張力より
も、インク供給口７（図１）の圧力損失が大きくなるこ
とに原因があるから、インク供給口での圧力損失がノズ
ル開口近傍のインクの表面張力よりも小さく維持できる
速度でインクを圧力室１に引き込む必要がある。
【００３４】そして、ノズル開口近傍における表面張力
は、ノズル開口６のサイズや、インクの粘度等に左右さ
れるが、典型的な例について説明すると、図８に示した
ように大略ノズル開口のサイズと圧電振動子の縮小時
間、つまり印刷予備信号の立ち上がり時間との正比例直
線Ｌよりも、遅い速度でインク室を膨張させれば、玉状
のインク滴を発生させることができる。もとより、立ち
上がり時間を不必要に大きくすると、印刷速度が低下す
るので、自ずと上限が定まる。
は、ノズル開口６のサイズや、インクの粘度等に左右さ
れるが、典型的な例について説明すると、図８に示した
ように大略ノズル開口のサイズと圧電振動子の縮小時
間、つまり印刷予備信号の立ち上がり時間との正比例直
線Ｌよりも、遅い速度でインク室を膨張させれば、玉状
のインク滴を発生させることができる。もとより、立ち
上がり時間を不必要に大きくすると、印刷速度が低下す
るので、自ずと上限が定まる。
【００３５】上述したように本発明のヘッド駆動回路に
おいては、時定数調整用抵抗Ｒ１により立ち上がり時間
を任意に設定することができるので、インクジェット記
録ヘッドの特性、つまりノズル開口やインクの粘度に対
応して時定数調整用抵抗Ｒ１の抵抗値Ｒ1を選択するこ
とにより、種々な仕様のインクジェット記録ヘッドに使
用することができる。一方、圧力室１へのインクの供給
が終了した時点で、インク滴を形成するために圧力室１
を収縮させるべく圧力発生部材８を縮小させると、圧力
発生部材８に縦振動モードの圧電振動子を使用している
場合には、圧力発生部材８の剛性が大きいため、ほぼこ
れの共振周波数に一致した比較的長い残留時間で、かつ
振幅の大きな残留振動を生じる。
おいては、時定数調整用抵抗Ｒ１により立ち上がり時間
を任意に設定することができるので、インクジェット記
録ヘッドの特性、つまりノズル開口やインクの粘度に対
応して時定数調整用抵抗Ｒ１の抵抗値Ｒ1を選択するこ
とにより、種々な仕様のインクジェット記録ヘッドに使
用することができる。一方、圧力室１へのインクの供給
が終了した時点で、インク滴を形成するために圧力室１
を収縮させるべく圧力発生部材８を縮小させると、圧力
発生部材８に縦振動モードの圧電振動子を使用している
場合には、圧力発生部材８の剛性が大きいため、ほぼこ
れの共振周波数に一致した比較的長い残留時間で、かつ
振幅の大きな残留振動を生じる。
【００３６】つまり、図９（Ｉ）に示したように、圧力
発生部材８に電圧Ｖ0を印加しておき、これを放電時間
Ｔdを変えて放電させると、その放電時間Ｔdに対応して
圧力発生部材８の残留振動の形態が変化する。すなわち
電圧が印加されていない状態における先端位置Ｄ0を中
心として固有振動周期Ｔfの自由振動が発生し、この振
幅値、及びその継続時間が図中（Ａ）（Ｂ）に示したよ
うに放電時間に依存して大きく異なる。一方、圧力室１
内のインクは圧力室自体の振動に同期してやはり振動す
るが、圧力室１の自由振動周期は、図９（ＩＩＩ）に符
号Ｅにより示したように圧力発生部材８のそれに比較し
て長い。このため、ノズル開口近傍のメニスカスは、イ
ンク独自の振動Ｅに圧力発生部材８の振動が重畳して同
図符号Ｆにより示したような運動となる。すなわち、圧
力発生部材８自体の残留振動の振幅は、小さいとしても
インク自体の振動に加算されると、圧力発生部材８の自
由振動周期程度の時間レベルではメニスカスの振動振幅
が無視できない。このような圧力発生部材８の自由振動
周期程度の高速度なメニスカスの振動は、ミスト状のイ
ンク滴を発生させるから、ノズル開口近傍の濡れ性の変
化を招く。そしてノズル開口近傍の濡れ性はインク滴の
飛翔速度や形状左右するから、結果として印刷品質の変
動を招くことになる。
発生部材８に電圧Ｖ0を印加しておき、これを放電時間
Ｔdを変えて放電させると、その放電時間Ｔdに対応して
圧力発生部材８の残留振動の形態が変化する。すなわち
電圧が印加されていない状態における先端位置Ｄ0を中
心として固有振動周期Ｔfの自由振動が発生し、この振
幅値、及びその継続時間が図中（Ａ）（Ｂ）に示したよ
うに放電時間に依存して大きく異なる。一方、圧力室１
内のインクは圧力室自体の振動に同期してやはり振動す
るが、圧力室１の自由振動周期は、図９（ＩＩＩ）に符
号Ｅにより示したように圧力発生部材８のそれに比較し
て長い。このため、ノズル開口近傍のメニスカスは、イ
ンク独自の振動Ｅに圧力発生部材８の振動が重畳して同
図符号Ｆにより示したような運動となる。すなわち、圧
力発生部材８自体の残留振動の振幅は、小さいとしても
インク自体の振動に加算されると、圧力発生部材８の自
由振動周期程度の時間レベルではメニスカスの振動振幅
が無視できない。このような圧力発生部材８の自由振動
周期程度の高速度なメニスカスの振動は、ミスト状のイ
ンク滴を発生させるから、ノズル開口近傍の濡れ性の変
化を招く。そしてノズル開口近傍の濡れ性はインク滴の
飛翔速度や形状左右するから、結果として印刷品質の変
動を招くことになる。
【００３７】この圧力発生部材８の残留振動の振幅と放
電時間Ｔdとの関係は、図１０に示したように圧電振動
子の自由振動の周期に一致する放電時間Ｄtのときに最
少値をもつことが経験的に知られている。
電時間Ｔdとの関係は、図１０に示したように圧電振動
子の自由振動の周期に一致する放電時間Ｄtのときに最
少値をもつことが経験的に知られている。
【００３８】そして、残留振動の振幅が小さくなると、
それだけインク滴発生後におけるメニスカスが短い時間
で静定するばかりでなく、上述した濡れ性を一定に維持
することができるから、繰り返し駆動周波数を高め、か
つ印刷品質を一定に維持することができる。
それだけインク滴発生後におけるメニスカスが短い時間
で静定するばかりでなく、上述した濡れ性を一定に維持
することができるから、繰り返し駆動周波数を高め、か
つ印刷品質を一定に維持することができる。
【００３９】図１０からも明らかなように最大振幅、最
大速度は放電時間が固有周期ｄｔよりも小さい側で大き
くなるため、安全を見込んで放電時間を固有振動周期よ
りも長目に設定するとよい。すなわち本実施例における
圧力発生部材８の自由振動周期ｄｔは６．５μｓとなっ
ている場合には、放電時間はｄｔ−ｘ１＝６．５−０．
２＝６．３μｓからｄｔ＋ｘ２＝６．５＋０．４＝６．
９μｓの間に設定することになる。
大速度は放電時間が固有周期ｄｔよりも小さい側で大き
くなるため、安全を見込んで放電時間を固有振動周期よ
りも長目に設定するとよい。すなわち本実施例における
圧力発生部材８の自由振動周期ｄｔは６．５μｓとなっ
ている場合には、放電時間はｄｔ−ｘ１＝６．５−０．
２＝６．３μｓからｄｔ＋ｘ２＝６．５＋０．４＝６．
９μｓの間に設定することになる。
【００４０】さらに、インクジェット記録ヘッドには複
数の圧力発生部材８1，８2，８3，８4が極めて狭い間隔
をおいて配置されているため、１つの圧力発生部材８2
の活性領域で発生した疎密波は、不活性領域を伝搬し、
図１１に示したようにさらに基板９を伝搬して隣接する
他の圧力発生部材８1、８3が共振する。この現象は、記
録密度を高める程顕著に現れる。上述したように本発明
のインクジェット記録ヘッドでは駆動電圧の放電時間を
固有周期ｄｔに一致させることにより、圧力発生部材８
の自由振動は、図中（Ａ）で示したようにその振幅変動
が最小になるから、基板９を伝搬する疎密波の振幅変動
も（Ｂ）で示すように小さくなり、したがって隣接する
圧力発生部材８1、８3の共振振幅も図中（Ｃ）（Ｄ）の
ように抑えられることになり、共振変位によって不用な
インク滴を吐出する誤動作を防ぐことができる。また、
複数の圧力発生部材８を同時に駆動しても疎密波同士の
相互の共振がないため、圧力発生部材８の駆動本数によ
らず変位量、速度が安定する。これによって、どのよう
な印字パターンでもばらつきのない高品位な印字品質を
得ることができる。
数の圧力発生部材８1，８2，８3，８4が極めて狭い間隔
をおいて配置されているため、１つの圧力発生部材８2
の活性領域で発生した疎密波は、不活性領域を伝搬し、
図１１に示したようにさらに基板９を伝搬して隣接する
他の圧力発生部材８1、８3が共振する。この現象は、記
録密度を高める程顕著に現れる。上述したように本発明
のインクジェット記録ヘッドでは駆動電圧の放電時間を
固有周期ｄｔに一致させることにより、圧力発生部材８
の自由振動は、図中（Ａ）で示したようにその振幅変動
が最小になるから、基板９を伝搬する疎密波の振幅変動
も（Ｂ）で示すように小さくなり、したがって隣接する
圧力発生部材８1、８3の共振振幅も図中（Ｃ）（Ｄ）の
ように抑えられることになり、共振変位によって不用な
インク滴を吐出する誤動作を防ぐことができる。また、
複数の圧力発生部材８を同時に駆動しても疎密波同士の
相互の共振がないため、圧力発生部材８の駆動本数によ
らず変位量、速度が安定する。これによって、どのよう
な印字パターンでもばらつきのない高品位な印字品質を
得ることができる。
【００４１】図１３は、上述の電圧調整機能を積極的に
利用して外部環境、特に温度変化に対応できるようにし
た本発明の第２実施例を示すもので、図中符号４０は、
パルス幅変更回路からなる温度補償回路で、印刷準備信
号入力端子ＩＮ１とレベル調整用トランジスタＱ1との
間に接続され、記録ヘッドの温度を検出するサーミスタ
等の温度検出器４１からの温度信号が入力し、温度信号
に対応して印刷準備信号のパルス幅Ｔcを変更するよう
に構成されている。すなわち、インクジェット記録ヘッ
ドに使用されているインクは、その粘度が温度の関数と
なっているので、インクの粘度変化による飛翔速度の低
下を補償するように駆動電圧のレベルを調整して、最大
振幅を変更するように構成されている。このようなパル
ス幅変更回路は、モノマルチバイブレータの発振定数設
定用抵抗を上記温度検出器４１を構成するサーミスタ等
の感温抵抗に置き換えることによりアナログ回路として
実現でき、また温度信号をアナログーデイジタル変換し
てデイジタル信号とし、この信号で単位パルスの出力個
数を制御することによりデイジタル回路としても簡単に
実現することができる。
利用して外部環境、特に温度変化に対応できるようにし
た本発明の第２実施例を示すもので、図中符号４０は、
パルス幅変更回路からなる温度補償回路で、印刷準備信
号入力端子ＩＮ１とレベル調整用トランジスタＱ1との
間に接続され、記録ヘッドの温度を検出するサーミスタ
等の温度検出器４１からの温度信号が入力し、温度信号
に対応して印刷準備信号のパルス幅Ｔcを変更するよう
に構成されている。すなわち、インクジェット記録ヘッ
ドに使用されているインクは、その粘度が温度の関数と
なっているので、インクの粘度変化による飛翔速度の低
下を補償するように駆動電圧のレベルを調整して、最大
振幅を変更するように構成されている。このようなパル
ス幅変更回路は、モノマルチバイブレータの発振定数設
定用抵抗を上記温度検出器４１を構成するサーミスタ等
の感温抵抗に置き換えることによりアナログ回路として
実現でき、また温度信号をアナログーデイジタル変換し
てデイジタル信号とし、この信号で単位パルスの出力個
数を制御することによりデイジタル回路としても簡単に
実現することができる。
【００４２】次にこのように構成した回路の動作を図１
４に示した波形図に基づいて説明する。インクジェット
記録ヘッドの温度が設計基準値ｔ1に保たれている場合
には、端子ＩＮ１に印刷準備信号（ＩＩ）が入力する
と、温度補償回路４０は、印刷準備信号のパルス幅Ｔc
を変更することなく第１のスイッチングトランジスタＱ
1に出力する。これによりコンデンサＣ１は、時定数調
整用抵抗Ｒ１の抵抗値とコンデンサＣ１により決まる立
ち上り時間で、温度ｔ1に対応した駆動電圧Ｖ1まで充電
される。この充電過程の電圧はスイッチング回路２８を
介して記録ヘッドの圧力発生部材８に選択的に印加され
るから、圧力室１が時定数調整用抵抗Ｒ１とコンデンサ
Ｃ１とで決まる立ち上り速度で伸長し、また最終充電電
圧Ｖ1により決まる容積まで拡張される。
４に示した波形図に基づいて説明する。インクジェット
記録ヘッドの温度が設計基準値ｔ1に保たれている場合
には、端子ＩＮ１に印刷準備信号（ＩＩ）が入力する
と、温度補償回路４０は、印刷準備信号のパルス幅Ｔc
を変更することなく第１のスイッチングトランジスタＱ
1に出力する。これによりコンデンサＣ１は、時定数調
整用抵抗Ｒ１の抵抗値とコンデンサＣ１により決まる立
ち上り時間で、温度ｔ1に対応した駆動電圧Ｖ1まで充電
される。この充電過程の電圧はスイッチング回路２８を
介して記録ヘッドの圧力発生部材８に選択的に印加され
るから、圧力室１が時定数調整用抵抗Ｒ１とコンデンサ
Ｃ１とで決まる立ち上り速度で伸長し、また最終充電電
圧Ｖ1により決まる容積まで拡張される。
【００４３】次いで印刷信号（ＩＶ）が入力すると、第
２のスイッチングトランジスタＱ4がオンとなってコン
デンサＣ１が、時定数調整用抵抗Ｒ３とで決まる立ち下
がり速度でもって放電して圧力室を収縮させる。これに
よりノズル開口からインク滴が発生することになる。も
とより、圧力発生部材８の伸長時における速度は、コン
デンサＣ１と時定数調整用抵抗Ｒ３とにより圧力部材８
の自由振動周期に設定されているから、前述したように
圧力室１の残留振動は可及的に小さな値となる。
２のスイッチングトランジスタＱ4がオンとなってコン
デンサＣ１が、時定数調整用抵抗Ｒ３とで決まる立ち下
がり速度でもって放電して圧力室を収縮させる。これに
よりノズル開口からインク滴が発生することになる。も
とより、圧力発生部材８の伸長時における速度は、コン
デンサＣ１と時定数調整用抵抗Ｒ３とにより圧力部材８
の自由振動周期に設定されているから、前述したように
圧力室１の残留振動は可及的に小さな値となる。
【００４４】この状態からインクジェット記録ヘッドの
温度が設計基準温度ｔ1から温度ｔ2に低下してインク粘
度が増大する等のようにインク滴飛翔速度を低下させる
状況となった場合には、温度補償回路４０は、温度検出
回路４１からの温度信号に基づいて入力端子ＩＮ１に入
力した印刷準備信号のパルス幅ＴC1からＴC2に伸長させ
てスイッチングトランジスタＱ2に出力する。これによ
りコンデンサＣ１は、基準電圧Ｖ1よりも高い電圧Ｖ2に
まで充電されることになる。いうまでもなく、充電過程
における電圧変化の速度はコンデンサＣ１と時定数調整
用抵抗Ｒ１とにより決まる所定値に保たれているから、
ノズル開口６のメニスカスは元の位置から移動すること
はない。
温度が設計基準温度ｔ1から温度ｔ2に低下してインク粘
度が増大する等のようにインク滴飛翔速度を低下させる
状況となった場合には、温度補償回路４０は、温度検出
回路４１からの温度信号に基づいて入力端子ＩＮ１に入
力した印刷準備信号のパルス幅ＴC1からＴC2に伸長させ
てスイッチングトランジスタＱ2に出力する。これによ
りコンデンサＣ１は、基準電圧Ｖ1よりも高い電圧Ｖ2に
まで充電されることになる。いうまでもなく、充電過程
における電圧変化の速度はコンデンサＣ１と時定数調整
用抵抗Ｒ１とにより決まる所定値に保たれているから、
ノズル開口６のメニスカスは元の位置から移動すること
はない。
【００４５】所定時間が経過して印刷信号が出力してス
イッチングトランジスタＱ4がオンとなり、コンデンサ
Ｃ１が放電すると、時定数調整用抵抗Ｒ3とコンデンサ
Ｃ１により決まる所定の立ち下がり時間でもって電圧Ｖ
2が低下し、この立ち下がり速度で圧力室が縮小する。
今の場合は、圧力室１が設計基準温度の場合よりも大き
目に拡大されていたから、圧力室には大きな圧力が発生
し、粘度上昇にともなう流体抵抗に抗して設計基準通り
の速度でインク滴が飛翔することになる。
イッチングトランジスタＱ4がオンとなり、コンデンサ
Ｃ１が放電すると、時定数調整用抵抗Ｒ3とコンデンサ
Ｃ１により決まる所定の立ち下がり時間でもって電圧Ｖ
2が低下し、この立ち下がり速度で圧力室が縮小する。
今の場合は、圧力室１が設計基準温度の場合よりも大き
目に拡大されていたから、圧力室には大きな圧力が発生
し、粘度上昇にともなう流体抵抗に抗して設計基準通り
の速度でインク滴が飛翔することになる。
【００４６】またインクジェット記録ヘッドの温度が温
度ｔ3に上昇すると、温度補償回路４０は、この温度に
対応したパルス幅Ｔc3を出力して圧力発生部材を電圧Ｖ
3で縮小させる。この結果、温度上昇によるインク粘度
の低下分に見合う圧力をインクに加えて、やはり設計基
準通りの飛翔速度でインク滴を発生させることになる。
このように温度に応じて圧力室１の容積、及び縮小率が
変わるため、温度に関りなく一定のインク滴を発生させ
ることができる。
度ｔ3に上昇すると、温度補償回路４０は、この温度に
対応したパルス幅Ｔc3を出力して圧力発生部材を電圧Ｖ
3で縮小させる。この結果、温度上昇によるインク粘度
の低下分に見合う圧力をインクに加えて、やはり設計基
準通りの飛翔速度でインク滴を発生させることになる。
このように温度に応じて圧力室１の容積、及び縮小率が
変わるため、温度に関りなく一定のインク滴を発生させ
ることができる。
【００４７】なお、この実施例においては予め基準温度
で最適なパルス幅Ｔc1を備えた印刷予備信号を温度検出
手段からの信号により温度に対応するパルス幅に変更す
るようにしているが、インクジェット記録ヘッドの温度
と印刷予備信号のパルス幅との関係を、各温度について
予め調査し、このデータを記憶回路に格納しておき、温
度検出手段からの信号により記憶回路からパルス幅を呼
び出し、このパルス幅を持つ印刷予備信号を印字タイミ
ング信号に合わせて出力するようにしても同様の作用を
奏することは明らかである。
で最適なパルス幅Ｔc1を備えた印刷予備信号を温度検出
手段からの信号により温度に対応するパルス幅に変更す
るようにしているが、インクジェット記録ヘッドの温度
と印刷予備信号のパルス幅との関係を、各温度について
予め調査し、このデータを記憶回路に格納しておき、温
度検出手段からの信号により記憶回路からパルス幅を呼
び出し、このパルス幅を持つ印刷予備信号を印字タイミ
ング信号に合わせて出力するようにしても同様の作用を
奏することは明らかである。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、簡
単な回路により、第１、第２のパルスを調整することに
より、記録ヘッドを構成する複数の圧電振動子に最適な
駆動信号を供給できる。
単な回路により、第１、第２のパルスを調整することに
より、記録ヘッドを構成する複数の圧電振動子に最適な
駆動信号を供給できる。
【図１】本発明の一実施例を示す駆動回路のブロック図
である。
である。
【図２】本発明が適用される縦振動モードを利用したイ
ンクジェット記録ヘッドを示す断面図である。
ンクジェット記録ヘッドを示す断面図である。
【図３】上記記録ヘッドを構成する圧電振動子ユニット
を拡大して示す斜視図である。
を拡大して示す斜視図である。
【図４】振動子ユニットの他の実施例を示す斜視図であ
る。
る。
【図５】時定数調整用抵抗の一実施例を示す図である。
【図６】同上回路の動作を示す波形図である。
【図７】同図（イ）乃至同図（ロ）は、それぞれ圧力室
収縮時におけるメニスカスの位置とインク滴の形状との
関係を示す説明図である。
収縮時におけるメニスカスの位置とインク滴の形状との
関係を示す説明図である。
【図８】ノズル開口のサイズ及び圧電振動子の伸長時の
立ち上がり速度と、発生するインク滴の形状との関係を
示す線図である。
立ち上がり速度と、発生するインク滴の形状との関係を
示す線図である。
【図９】図（Ｉ）乃至（ＩＩＩ）は、それぞれ圧電振動
子を伸長させる電圧変化、圧力発生部材の残留振動、及
びノズル開口近傍のメニスカスの変位の関係を示す線図
である。
子を伸長させる電圧変化、圧力発生部材の残留振動、及
びノズル開口近傍のメニスカスの変位の関係を示す線図
である。
【図１０】圧電振動子を伸長させる電圧とインク滴発生
後の圧力室構成部材の自由振動最大振幅との関係を示す
線図である。
後の圧力室構成部材の自由振動最大振幅との関係を示す
線図である。
【図１１】１つの圧力発生部材の振動が他の圧力発生部
材に伝搬する様子を示す説明図である。
材に伝搬する様子を示す説明図である。
【図１２】印刷駆動された圧力発生部材の振動と、この
部材から他の圧力発生部材への伝搬する振動との関係を
示す線図である。
部材から他の圧力発生部材への伝搬する振動との関係を
示す線図である。
【図１３】本発明の他の実施例を示す装置のブロック図
である。
である。
【図１４】図（Ｉ）乃至（ＶＩ）は、それぞれ同上装置
の動作を示す波形図である。
の動作を示す波形図である。
１ 圧力室 ３ 振動板 ５ ノズルプレート ６ ノズル開口 ７ インク供給口 ８ 圧力発生部材 ２８ 走査用スイッチング回路 ４０ 温度補償回路 ４１ 温度検出器 Ｑ１ レベル調整用トランジスタ Ｑ２ スイッチングトランジスタ Ｑ３ 定電流用トランジスタ Ｑ４ スイッチングトランジスタ Ｑ５ 定電流用トランジスタ Ｑ６、Ｑ７，Ｑ８，Ｑ９ 電流バッファ用トランジスタ Ｒ１，Ｒ２ 時定数調整用抵抗 Ｃ１ 時定数調整用コンデンサ
フロントページの続き (72)発明者 米窪 周二 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ コ−エプソン株式会社内 (72)発明者 細野 聡 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ コ−エプソン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−166475（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055
Claims (5)
- 【請求項１】 共通のコンデンサに第１のスイッチング
素子、及び充電時定数調整用抵抗を介して電源を接続
し、また前記コンデンサを第２のスイッチング素子及び
放電時定数調整用抵抗を介してアースに接続し、前記コ
ンデンサの端子電圧を電流バッファを介して複数の圧電
振動子に出力するともに、第１のスイッチング素子には
前記圧電振動子を収縮させ、かつ印刷タイミング信号に
基づいて発生される第１のパルスが、また第２のスイッ
チング素子には前記圧電振動子を伸長させ、かつ印刷タ
イミング信号に基づいて発生される第２のパルスが印加
されるインクジェット記録ヘッドの駆動回路。 - 【請求項２】 第１のパルスは、前記圧電振動子に印加
する電圧値を規定する時間が設定されている請求項１に
記載のインクジェット記録ヘッドの駆動回路。 - 【請求項３】 第１のパルスは、外部温度によりパルス
幅を変更する温度補正手段を介して第１のスイッチング
素子に出力させる請求項１に記載のインクジェット記録
ヘッドの駆動回路。 - 【請求項４】 前記充電時定数調整用抵抗は、ノズル開
口のメニスカスを後退させないように圧力室を膨張させ
る抵抗値に選択されている請求項１乃至請求項３のいず
れかに記載のインクジェット記録ヘッド駆動回路。 - 【請求項５】 前記放電時定数調整用抵抗は、放電時定
数が圧電振動子の自由振動の周期に実質的に同一となる
抵抗値が選択されている請求項１乃至請求項４のいずれ
かに記載のインクジェット記録ヘッドの駆動回路。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35631192A JP3262141B2 (ja) | 1991-12-26 | 1992-12-21 | インクジェット記録ヘッドの駆動回路 |
| SG1996006436A SG46595A1 (en) | 1991-12-26 | 1992-12-24 | Ink jet type recording head driving circuit |
| US07/996,620 US5426454A (en) | 1991-12-26 | 1992-12-24 | Ink jet type recording head driving circuit |
| DE69206772T DE69206772T2 (de) | 1991-12-26 | 1992-12-24 | Steuerschaltung für Tintenstrahlaufzeichnungskopf |
| EP92121978A EP0548984B1 (en) | 1991-12-26 | 1992-12-24 | Ink jet type recording head driving circuit |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34534291 | 1991-12-26 | ||
| JP3-345342 | 1991-12-26 | ||
| JP10804492 | 1992-04-27 | ||
| JP4-108044 | 1992-04-27 | ||
| JP35631192A JP3262141B2 (ja) | 1991-12-26 | 1992-12-21 | インクジェット記録ヘッドの駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH068427A JPH068427A (ja) | 1994-01-18 |
| JP3262141B2 true JP3262141B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=27311128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35631192A Expired - Lifetime JP3262141B2 (ja) | 1991-12-26 | 1992-12-21 | インクジェット記録ヘッドの駆動回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5426454A (ja) |
| EP (1) | EP0548984B1 (ja) |
| JP (1) | JP3262141B2 (ja) |
| DE (1) | DE69206772T2 (ja) |
| SG (1) | SG46595A1 (ja) |
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| JP3468377B2 (ja) * | 1993-03-01 | 2003-11-17 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェット式記録ヘッドの駆動方法、インクジェット式記録装置、及びインクジェット式記録ヘッドの制御装置 |
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| JPH07132590A (ja) * | 1993-11-09 | 1995-05-23 | Brother Ind Ltd | インク噴射装置の駆動方法 |
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-
1992
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