JP3794587B2 - Image forming apparatus and ink discharge driving method - Google Patents
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本発明は画像形成装置に係り、特に圧電素子によりインク室を伸縮させてインク室のノズルからインク吐出させて記録媒体上に画像形成を行う画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to an image forming apparatus that forms an image on a recording medium by expanding and contracting an ink chamber with a piezoelectric element and ejecting ink from a nozzle of the ink chamber.
インクジェットプリンタなどの画像形成装置は、記録ヘッドと記録紙を相対的に移動させつつ記録ヘッドから当該記録紙にインクを吐出して記録紙上に画像を形成する。インク吐出手段としては、圧電素子によってインク室を変形させて、インク室に形成されたノズルからインクを吐出させる。しかし、このようなインク吐出手段は隣接するインク室のクロストークによるアクシデンタルドロップなどの問題がある。これを解決するために、隣接するインク室のインク吐出タイミングをずらして駆動するシェアモード駆動を行なう技術が知られている(特許文献1参照)。この画像形成装置は、インク室の両側面の柱に電位差を生じさせて双方の柱を同時に変形させ、これによりインク室を伸縮させてノズルからインクを吐出させる。インクを吐出すべきでないインク室には、該インク室の柱の両電極の電位差を0としてインク室の変形を防止し、インクを吐出すべきでないインク室からのアクシデンタルドロップを防止する。
しかし、このような画像形成装置では、上述したシェアモード駆動によって隣接するノズルから同時にインクを吐出させることができず画質の向上が望めない欠点があった。また、伸縮するインク室と隣接するインク室の柱の変形は防止するが、長尺のライン型ヘッドの反り防止については効果がなかった。 However, such an image forming apparatus has a drawback that it is not possible to simultaneously eject ink from adjacent nozzles by the share mode driving described above, and thus improvement in image quality cannot be expected. Further, although the deformation of the column of the ink chamber adjacent to the expanding and contracting ink chamber is prevented, there is no effect in preventing the warping of the long line type head.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、長尺なライン型ヘッドの反り防止を図るとともに、高画質な画像が記録できる画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of preventing warpage of a long line-type head and recording a high-quality image.
本発明は前記目的を達成するために、インクが充填された複数のインク室がライン状に配置され、インク室の外周部または外側に設けられた圧電素子に電圧が印加されることにより、前記インク室を伸縮させてインク室のノズルからインクを記録媒体に吐出させる画像形成装置において、前記圧電素子は、ノズル面と略平行な平面に沿って振動板上に配置され、d31の変形によって前記インク室を伸縮させる1枚の板状の圧電素子であり、当該圧電素子の下面には共通電極が設けられる一方、上面には各インク室に対応した個別の電極と、隣接する複数のインク室を仕切る隔壁の上方に固定電極とが設けられており、
前記各インク室に対応した個別の電極ごとに、該電極と前記共通電極とを短絡させるオン・オフの制御が可能な短絡手段を備えるとともに、前記固定電極と前記共通電極とを短絡させる短絡回路を備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of ink chambers filled with ink arranged in a line, and a voltage is applied to a piezoelectric element provided on the outer peripheral portion or outside of the ink chamber. In the image forming apparatus in which the ink chamber is expanded and contracted and ink is ejected from the nozzle of the ink chamber onto the recording medium, the piezoelectric element is disposed on the vibration plate along a plane substantially parallel to the nozzle surface, and the deformation of d31 A plate-like piezoelectric element that expands and contracts an ink chamber. A common electrode is provided on the lower surface of the piezoelectric element, and individual electrodes corresponding to the ink chambers are provided on the upper surface, and a plurality of adjacent ink chambers. A fixed electrode is provided above the partition wall that divides
Wherein each individual electrode corresponding to each ink chamber, together with the control on and off for short-circuiting and the common electrode and the electrode comprises a short-circuiting means possible short circuit for short-circuiting said common electrode and the fixed electrode It is characterized in that it comprises.
本発明によれば、圧電素子はノズル面と略平行な平面に沿って配置され、インク室ごとに短絡手段を備えている。本発明において、インクを吐出すべきでないノズルのインク室の圧電素子の電極を短絡させて同電位とすれば、このインク室における圧電素子の変形を防止できるので、クロストークを防止できる。また、圧電素子の電極を短絡させて圧電素子本来の剛性を確保できるので、長尺のライン型ヘッドの長手方向の撓みを防止できる。さらに、吐出すべきノズルのインク室に隣接するインク室のノズルからもインクを吐出させることが可能で画質を向上できる。
また、本発明によれば、圧電素子は、隣接する複数の前記インク室を仕切る隔壁の上方に配置された電極(固定電極)を備えるとともに、該電極を短絡させる短絡回路を備えている。したがって、インク室隔壁部の剛性を圧電素子によって確保できるので、ライン型記録ヘッドの長手方向の剛性を向上できる。
According to the present invention, the piezoelectric element is disposed along a plane substantially parallel to the nozzle surface, and includes a short-circuit means for each ink chamber. In the present invention, if the electrodes of the piezoelectric elements in the ink chambers of the nozzles that should not eject ink are short-circuited to the same potential, deformation of the piezoelectric elements in the ink chambers can be prevented, so that crosstalk can be prevented. In addition, since the inherent rigidity of the piezoelectric element can be ensured by short-circuiting the electrodes of the piezoelectric element, it is possible to prevent bending of the long line type head in the longitudinal direction. Furthermore, ink can be ejected from the nozzles of the ink chamber adjacent to the ink chamber of the nozzle to be ejected, and the image quality can be improved.
In addition, according to the present invention, the piezoelectric element includes an electrode (fixed electrode) disposed above a partition wall that partitions the plurality of adjacent ink chambers, and includes a short circuit that short-circuits the electrode. Accordingly, the rigidity of the ink chamber partition wall can be ensured by the piezoelectric element, so that the longitudinal rigidity of the line type recording head can be improved.
請求項2に記載された発明によれば、画像を形成する際、インクを吐出しないインク室に対応した前記圧電素子の個別の電極を、前記短絡手段により前記共通電極と短絡させるので、インクを吐出しないインク室へのクロストークを防止できる。 According to the second aspect of the present invention, when forming an image, the individual electrodes of the piezoelectric elements corresponding to the ink chambers that do not eject ink are short-circuited with the common electrode by the short-circuit means, so that the ink is Crosstalk to an ink chamber that is not ejected can be prevented.
請求項3に記載された本発明によれば、この短絡手段には、短絡オン・オフ用のスイッチング素子が備えられている。 According to the third aspect of the present invention, the short-circuit means is provided with a switching element for short-circuit on / off.
請求項4に記載された本発明によれば、電源オフ時、または印字待機中には、前記短絡手段は圧電素子の電極を短絡させるので、画像を形成しないときには圧電素子の剛性を確保できる。さらに、起電力による圧電素子の変形にともなう画像形成装置の長手方向の撓みを防止でき、圧電素子の両電極への電位差の発生を防止して回路負荷を軽減して回路を保護できる。 According to the fourth aspect of the present invention, when the power is turned off or during printing standby, the short-circuit means short-circuits the electrodes of the piezoelectric element, so that the rigidity of the piezoelectric element can be ensured when an image is not formed. Furthermore, the longitudinal deformation of the image forming apparatus due to the deformation of the piezoelectric element due to the electromotive force can be prevented, the occurrence of a potential difference between both electrodes of the piezoelectric element can be prevented, the circuit load can be reduced, and the circuit can be protected.
請求項5に記載された本発明は、インクが充填された複数のインク室がライン状に配置され、インク室の外周部または外側に設けられた圧電素子に電圧が印加されることにより、前記インク室を伸縮させてインク室のノズルからインクを記録媒体に吐出させるインク吐出方法において、ノズル面と略平行な平面に沿って1枚の板状の圧電素子を振動板上に配置し、前記圧電素子のd31の変形によって前記インク室を伸縮させる構成とし、前記圧電素子の下面に共通電極を設ける一方、上面には各インク室に対応した個別の電極と、隣接する複数のインク室を仕切る隔壁の上方に固定電極とを設け、前記各インク室に対応した個別の電極ごとに、該電極と前記共通電極とを短絡させるオン・オフの制御が可能な短絡手段を備えるとともに、前記固定電極と前記共通電極とを短絡させる短絡回路を備える構成を用い、画像を形成する際には、インクを吐出しないインク室に対応した前記圧電素子の個別の電極を、前記短絡手段により前記共通電極と短絡させることを特徴としている。 According to the fifth aspect of the present invention, a plurality of ink chambers filled with ink are arranged in a line shape, and a voltage is applied to a piezoelectric element provided on the outer peripheral portion or the outer side of the ink chamber. In an ink ejection method in which an ink chamber is expanded and contracted to eject ink from a nozzle of an ink chamber onto a recording medium, a single plate-like piezoelectric element is disposed on a diaphragm along a plane substantially parallel to the nozzle surface, The ink chamber is expanded and contracted by deformation of d31 of the piezoelectric element, and a common electrode is provided on the lower surface of the piezoelectric element, and an individual electrode corresponding to each ink chamber is partitioned on the upper surface from a plurality of adjacent ink chambers. A fixed electrode is provided above the partition wall, and for each individual electrode corresponding to each ink chamber, a short-circuit unit capable of on / off control for short-circuiting the electrode and the common electrode is provided. Using a configuration in which a short circuit for short-circuiting said common electrode and the constant electrode, when forming an image, the individual electrodes of the piezoelectric element corresponding to the ink chamber not to eject ink, the common by the shorting means It is characterized by short-circuiting with the electrode .
請求項5に記載された本発明によれば、インク吐出駆動方法において、画像を形成する際には、インクを吐出しないインク室の前記圧電素子の電極(個別の電極と共通電極)を、短絡手段により短絡させるので、インクを吐出しないインク室へのクロストークを防止できる。 According to the fifth aspect of the present invention, in the ink ejection driving method, when an image is formed, the electrodes (individual electrodes and common electrodes) of the piezoelectric elements in the ink chamber that does not eject ink are short-circuited. Since the short circuit is used, the crosstalk to the ink chamber where ink is not discharged can be prevented.
請求項6に記載された本発明は、インクが充填された複数のインク室がライン状に配置され、インク室の外周部または外側に設けられた圧電素子に電圧が印加されることにより、前記インク室を伸縮させてインク室のノズルからインクを記録媒体に吐出させるインク吐出方法において、ノズル面と略平行な平面に沿って1枚の板状の圧電素子を振動板上に配置し、前記圧電素子のd31の変形によって前記インク室を伸縮させる構成とし、前記圧電素子の下面に共通電極を設ける一方、上面には各インク室に対応した個別の電極と、隣接する複数のインク室を仕切る隔壁の上方に固定電極とを設け、前記各インク室に対応した個別の電極ごとに、該電極と前記共通電極とを短絡させるオン・オフの制御が可能な短絡手段を備えるとともに、前記固定電極と前記共通電極とを短絡させる短絡回路を備える構成を用い、電源オフ時、または印字待機中には、前記圧電素子の前記個別の電極を前記短絡手段により、前記共通電極と常時短絡させることを特徴としている。 According to the sixth aspect of the present invention, a plurality of ink chambers filled with ink are arranged in a line shape, and a voltage is applied to a piezoelectric element provided on the outer peripheral portion or the outer side of the ink chamber. In an ink ejection method in which an ink chamber is expanded and contracted to eject ink from a nozzle of an ink chamber onto a recording medium, a single plate-like piezoelectric element is disposed on a diaphragm along a plane substantially parallel to the nozzle surface, The ink chamber is expanded and contracted by deformation of d31 of the piezoelectric element, and a common electrode is provided on the lower surface of the piezoelectric element, and an individual electrode corresponding to each ink chamber is partitioned on the upper surface from a plurality of adjacent ink chambers. A fixed electrode is provided above the partition wall, and for each individual electrode corresponding to each ink chamber, a short-circuit unit capable of on / off control for short-circuiting the electrode and the common electrode is provided. Using the configuration with a short circuit for short-circuiting said common electrode and the constant electrode, when the power is turned off, or during the printing standby, by the shorting means the individual electrodes of the piezoelectric element, shorting the common electrode and the constantly It is characterized by that.
請求項6に記載された本発明によれば、インク吐出駆動方法において、電源オフ時、または印字待機中には、前記圧電素子の電極を短絡手段により常時短絡させるので、画像を形成しないときには圧電素子の剛性を確保できる。さらに、起電力による圧電素子の変形にともなう画像形成装置の長手方向の撓みを防止でき、圧電素子の両電極への電位差の発生を防止して回路負荷を軽減して回路を保護できる。 According to the sixth aspect of the present invention, in the ink ejection driving method, the electrode of the piezoelectric element is always short-circuited by the short-circuit means when the power is turned off or during printing standby. The rigidity of the element can be secured. Furthermore, the longitudinal deformation of the image forming apparatus due to the deformation of the piezoelectric element due to the electromotive force can be prevented, the occurrence of a potential difference between both electrodes of the piezoelectric element can be prevented, the circuit load can be reduced, and the circuit can be protected.
なお、この圧電素子は圧電横方向(d31)の変形で圧力波を付与する。したがって、圧電素子本来の剛性を確保して、記録ヘッドの長手方向の撓みを防止できる。また、ノズルは記録媒体の全幅に対応する長さにわたって複数配列されたフルライン型に配置すれば、クロストークを防止してアクシデンタルドロップの発生などを防止でき、かつ高画質なフルライン型の長尺な記録ヘッドを構成できる。 This piezoelectric element applies a pressure wave by deformation in the piezoelectric lateral direction (d31). Therefore, it is possible to secure the original rigidity of the piezoelectric element and prevent the recording head from bending in the longitudinal direction. Also, if the nozzles are arranged in a full line type that is arranged in multiple lengths corresponding to the full width of the recording medium, it is possible to prevent crosstalk and prevent accidental drops, etc. A long recording head can be configured.
本明細書において「記録」とは、文字を含む広い意味で画像を形成する概念を表すものとする。また、「記録媒体」は、記録ヘッドによって画像が形成される媒体(被画像形成媒体、被記録媒体、受像媒体、記録紙など呼ばれるもの)であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、OHPシート等の樹脂シート、フイルム、布、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含むものとする。 In this specification, “recording” represents the concept of forming an image in a broad sense including characters. A “recording medium” is a medium on which an image is formed by a recording head (called an image forming medium, a recording medium, an image receiving medium, a recording paper, etc.), and is a continuous sheet, a cut sheet, a seal sheet, an OHP sheet. Regardless of resin sheet, film, cloth, and other materials and shapes, various media are included.
本発明によれば、長尺のライン型記録ヘッドの反り防止が図れるとともに、隣接するインク室を作動でき高画質な画像形成を行なえる。 According to the present invention, it is possible to prevent warping of a long line type recording head, and it is possible to operate adjacent ink chambers and form a high-quality image.
以下、添付図面に従って本発明に係る画像形成装置の実施の形態について詳説する。 Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1において、画像形成装置10は、記録ヘッド12と、この記録ヘッド12に対向して配置され、記録紙16の平面性を保持しながら記録紙16を搬送するベルト搬送部18と、記録紙16を供給する給紙部20と、画像形成済みの記録紙を外部に排出する排紙部22と、を備えている。
In FIG. 1, an
記録ヘッド12は、記録紙16の紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙送り方向と直交方向に固定配置した、いわゆるフルライン型ヘッドで構成されている。記録紙16の搬送方向(矢印A)に沿って上流側からブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の順に各色インクに対応した記録ヘッド12K、12C、12M、12Yが配置されている。これら各記録ヘッドは、図2に示すように千鳥状に配置されたインクユニット13を有し、記録紙16を搬送しつつインクユニット13からそれぞれの色インクを記録紙16に吐出することにより記録紙16上にカラー画像などを形成する。
The
給紙部20にはロール紙26が着脱自在にセットされている。給紙部20近傍には、ロール紙26から記録紙16を引き出す引き出しローラ21、21が設けられている。引き出しローラ21、21の少なくとも一つにはモータ(不図示)の動力が伝達され、引き出された記録紙16は図1上の右から左へと搬送される。符号24はローラ21、21間に設置された裁断用のカッターであり、このカッター24によってロール紙26から引き出された記録紙16は所望のサイズにカットされる。
A
ベルト搬送部18は、ローラ30、32、34、36間に無端状のベルト38が巻き掛けられた構造をなし、少なくとも記録ヘッド12に対向する部分がフラット面をなすように構成されている。このベルト38は、記録紙16の幅よりも広い幅寸法を有し、ベルト面にて記録紙16を吸着できる。ベルト38が巻かれているローラ30、32、34、36の少なくとも一つにはモータ(不図示)の動力が伝達され、ベルト38は図1上の反時計回り方向に駆動されて、ベルト38上に吸着された記録紙16は図1の右から左へと搬送される。
The
符号82は記録紙の位置および大きさなどを読み取る記録紙検出部、符号84は記録紙16へのインク吐出タイミング決定用の記録位置検出部、符号88は記録紙16の紙詰まりや次紙の供給タイミング決定用の記録紙終端検出部である。さらに、画像形成装置10にはこれら各検出部の検出結果をもとに画像形成装置10を統括して制御する不図示のシステムコントローラが設けられている。このシステムコントローラは中央演算処理装置(CPU)及びその周辺回路などから構成され、たとえば記録紙16搬送のための各モータの駆動信号や制御信号、記録ヘッド12の画像形成信号などを生成する。
次に、記録ヘッド12の構造について説明する。インク色ごとに設けられている各記録ヘッド12K,12C,12M,12Yの構造は共通しているので、これらを代表して符号12によって各記録ヘッドを示すものとする。
Next, the structure of the
図2は記録ヘッド12の構造例を示す斜視図、図3(a)は平面透視図、図3(b)はその一部の拡大図、図4はその一部の部分拡大図、さらに図5は図4におけるx−x断面図である。
2 is a perspective view showing a structural example of the
記録紙面上に形成されるドットピッチを高密度化するためには、記録ヘッド12におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例の記録ヘッド12は、図3及び図4に示したように、インク滴が吐出するノズル56と、各ノズル56に対応するインク室54などからなる複数のインクユニット13を千鳥でマトリックス状(2次元状)に配置させた構造を有し、これにより見かけ上のノズルピッチの高密度化を達成している。各ノズル56に対応して設けられ、切削加工などによって形成されたインク室54は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル56と供給口55が設けられている。各インク室54は供給口55を介して不図示の共通流路と連通されている。
In order to increase the dot pitch formed on the recording paper surface, it is necessary to increase the nozzle pitch in the
図5において、インク室54は流路形成部材42に設けられている。流路形成部材42の上面すなわちインク室54の天面を構成している振動板44上部には、グラウンドされた共通電極46が取り付けられ、さらに共通電極46上面には、1枚の板状の圧電素子48が設けられている。圧電素子48の上面にはインク室54に対応した個別の電極50、が取り付けられている。
In FIG. 5, the
電極50に駆動電圧を印加することによって圧電素子48が変形してノズル56からインクが吐出される。インクが吐出されると、共通流路から供給口55を通って新しいインクがインク室54に供給される。
By applying a driving voltage to the
かかる構造を有する多数のインクユニット13を図4に示す如く、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向とに沿って一定の配列パターンで格子状に配列させた構造になっている。主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインクユニット13を一定のピッチdで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチPはd× cosθとなる。
As shown in FIG. 4, a large number of
すなわち、主走査方向については、各ノズル56(56−11、56−12、56−13、56−14、56−15、56−16…)が一定のピッチPで単一直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が1インチ当たり2400個(2400ノズル/インチ)におよぶ高密度の単ラインノズル配列を実現することが可能になる。以下、説明の便宜上、ヘッドの長手方向(主走査方向)に沿って各ノズル56が一定の間隔(ピッチP)で直線状に配列されているものとして説明する。
That is, in the main scanning direction, the nozzles 56 (56-11, 56-12, 56-13, 56-14, 56-15, 56-16...) Are arranged in a single straight line at a constant pitch P. Can be handled equivalently to things. With such a configuration, it is possible to realize a high-density single line nozzle arrangement in which 2400 nozzle rows are projected per inch (2400 nozzles / inch) so as to be aligned in the main scanning direction. Hereinafter, for convenience of explanation, it is assumed that the
なお、用紙の全幅に対応したノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時には、(1)全ノズルを同時に駆動する、(2)ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、(3)ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向(用紙の搬送方向と直交する方向)に1ライン(1列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン)を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。 When the nozzles are driven by a full line head having a nozzle row corresponding to the full width of the paper, (1) all the nozzles are driven simultaneously, (2) the nozzles are sequentially driven from one side to the other (3) ) The nozzle is divided into blocks, and each block is sequentially driven from one side to the other. One line is formed in the width direction of the paper (direction perpendicular to the paper conveyance direction). Alternatively, the driving of the nozzle that prints a line composed of a plurality of rows of dots) is defined as main scanning.
特に、図4に示すようなマトリクス状に配置されたノズル56を駆動する場合は、上記(3)のような主走査が好ましい。すなわち、ノズル56−11、56−12、56−13、56−14、56−15、56−16を1つのブロックとし(他にはノズル56−21…、56−26を1つのブロック、ノズル56−31…、56−36を1つのブロック、…として)記録紙16の搬送速度に応じてノズル56−11、56−12、56−13、56−14、56−15、56−16を順次駆動することで記録紙16の幅方向に1ラインを印字する。
In particular, when the
一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された1ライン(1列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン)の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。 On the other hand, by relatively moving the above-mentioned full line head and the paper, printing of one line (a line formed by one line of dots or a line composed of a plurality of lines) formed by the above-described main scanning is repeatedly performed. This is defined as sub-scanning.
図2において、記録ヘッド12の端部には画像形成装置10のシステムコントローラと電気的接続を行なうための接続基板52が取り付けられている。接続基板52には、記録ヘッド12のすべての電極50と接続された導電層パターン58が形成されている。
In FIG. 2, a
図6(a) は圧電素子48の駆動回路図である。電極50と電源とは、駆動スイッチSW1を介して接続され、他方、共通電極46は、接地回路62にてグラウンドされている。また、電極50と共通電極46とは、短絡オン・オフ用の短絡スイッチSW2を介して接地回路60とグラウンドされている。駆動スイッチSW1や短絡スイッチSW2は前述した画像形成装置10に設けられたシステムコントローラによって制御される。
FIG. 6A is a drive circuit diagram of the
このような構成の記録ヘッド12において圧電素子48に電圧を印加すると、圧電素子48が変形し、圧電素子48と振動板44が図7における下方向に撓み、これによってインク室54を伸縮させてインクをノズル56から吐出させる。すなわち、図6(a) において、駆動スイッチSW1をオン、短絡スイッチSW2はオフして電極50に電圧を印加すると、電極46、50間に電位差が生じて圧電素子48が変形する。圧電素子48の変形に伴って振動板44が変形し、インク室54の体積を変化させてインク室54を伸縮し、ノズル56からインクが吐出される(図7参照)。
When a voltage is applied to the
なお、図示しないが、電極46、50間への電圧印加で圧電素子48と振動板44を上方向に撓ませ、電圧を開放することでインク室54を戻し、インクをノズル56から吐出させてもよい。
Although not shown, the
また、図6(b) に示したように、駆動スイッチSW1をオフし、短絡スイッチSW2をオンすると、圧電素子48の両電極が同電位となり、たとえば圧電素子48外部からの物理的外力による圧電素子48の変形を防止できる。
As shown in FIG. 6B, when the drive switch SW 1 is turned off and the short-circuit switch SW 2 is turned on, both electrodes of the
つぎに、上記の如く構成された画像形成装置の動作を説明する。 Next, the operation of the image forming apparatus configured as described above will be described.
駆動スイッチSW1のオンによって電極50には電源から電圧が印加される。以下、この駆動電圧を印加したときのインクユニット13によるインクを吐出する動作を説明する。なお、印加される駆動電圧は画像形成パターンに基づいた駆動波形を有する駆動電圧パルスとして印加される。
When the drive switch SW 1 is turned on, a voltage is applied to the
画像形成装置10の電源オフ時や画像形成待機中(すなわち、印字待機中)などにおいては、図6(b) に示したように、駆動スイッチSW1 がオフされ、短絡スイッチSW2 がオンされる。このため、圧電素子48の電極50に駆動電圧が印加されず、図5に示したように圧電素子48は駆動されることなく、ノズル56からのインクの吐出はなされない。この際にはシステムコントローラによって短絡スイッチSW2が常時オンされ、圧電素子48の両電極が常時グラウンドされる。これにより、画像を形成しないときには圧電素子48の剛性を確保できる。
When the power of the
画像形成パターンに基づいて画像形成を行なうため、インク室54からインクを吐出させる場合には、システムコントローラは駆動スイッチSW1をオンし、短絡スイッチSW2はオフする。これにより電極50に駆動電圧が印加され、図7の2点鎖線で示したように圧電素子48が変形し、インク室54の天面に相当する振動板44がインク室54に向けて突出するように撓み、ノズル56を介してインク室54からインクが吐出される。吐出されたインクは記録紙16(図1)の記録面に打滴されて、記録紙16上に画像が形成される。駆動電圧の印加が終了すると、上記変形した圧電素子48と振動板44が変形前の状態に復帰する。なお、この復帰にともないインク室54にはインクが吐出した分とほぼ同量だけの新しいインクがインク供給路から供給される。
For performing image formation based on an image forming pattern, when ink is ejected from the
つぎに、画像形成パターンに基づいて、図8に示すようにインクを吐出させるインク室54aとインクを吐出すべきでないインク室54bとが隣接する場合について説明する。
Next, a case where an
この場合には、インクを吐出させる駆動電圧の駆動タイミングに伴い、隣接するインクを吐出すべきでないインク室ごとに短絡スイッチSW2をオンして電極50と共通電極とをグラウンドする。つまり、システムコントローラはインクを吐出させるインク室54aのインクユニットにおける駆動スイッチSW1をオンし、短絡スイッチSW2はオフする。これと同時にシステムコントローラはインク室54bのインクユニットにおける駆動スイッチSW1をオフし、短絡スイッチSW2はオンする。
In this case, with the drive timing of the driving voltage for ejecting ink, to ground the common electrode and the
これにより、インク室54aではノズル56を介してインクが吐出される一方、隣接するインク室54bでは、インク室54bに対応する圧電素子48の電極50および共通電極46の電位差が0に保たれ、圧電素子48の変形が防止される。したがって、インク室54bに対応する圧電素子48の本来の剛性を維持できるので、インク室54aからインク室54bへのクロストークを除去でき、アクシデンタルドロップの吐出を防止できる。
Thereby, while ink is ejected through the
このようなインク吐出動作が繰り返し行われ、搬送される記録紙16上に画像形成パターンに基づいた画像が形成される。
Such an ink ejection operation is repeatedly performed, and an image based on the image formation pattern is formed on the
以上説明したように本実施の形態の画像形成装置によれば、吐出すべきノズル56のインク室54に隣接するインク室のノズルからもインクを吐出させることが可能で、画質の向上が望める。また、インクを吐出すべきでないノズル56のインク室54bの圧電素子48の両電極を短絡させて同電位とし、このインク室54bにおける圧電素子48の変形を抑制できる。従って、記録ヘッド12のノズル56は、記録媒体の全幅に対応する長さにわたって複数配列されたフルライン型に配置されている場合、クロストークを防止できると共に剛性アップにより反りが防止できる。
As described above, according to the image forming apparatus of the present embodiment, it is possible to eject ink from the nozzles in the ink chamber adjacent to the
次に、本発明の第2の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。なお、図5に示した第1の実施の形態と同一、類似の部材には同様の符号を付し、その詳細説明は省略する。 Next, an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same and similar member as 1st Embodiment shown in FIG. 5, and the detailed description is abbreviate | omitted.
本実施の形態にかかる記録ヘッド130は図9に示すように、記録ヘッド12の構成に加えて隣接する複数のインク室54を仕切る隔壁54cの上方に固定電極132を備えている。これら固定電極132は圧電素子48に取り付けられるとともに、各固定電極132は接地回路134と回路接続されている。一方、共通電極46は接地回路134と接続されている。これにより隔壁54cの上方における圧電素子48の固定電極132および共通電極46の両電極は常時短絡された短絡回路を備える。
As shown in FIG. 9, the
上記の如く構成された記録ヘッド130の動作について説明すると、駆動電圧が電極50に印加されてノズル56からインクが吐出される際に、圧電素子48の固定電極132および共通電極46両側の電位差が常時0に保たれているので、隣接する複数のインク室54を仕切る隔壁54cの上方における圧電素子48部分の変形が防止される。したがって、インクを吐出しないインク室へのクロストークを防止できるほか、隔壁部54c上部の圧電素子48の剛性を確保できるので、長尺の記録ヘッド12の長手方向の剛性をさらに向上できる。
The operation of the
10…画像形成装置、12…記録ヘッド、16…記録紙、46…共通電極、48…圧電素子、50…電極、54…インク室、56…ノズル、60、62、134…接地回路、132…固定電極、SW1…駆動スイッチ、SW2…短絡スイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記圧電素子は、ノズル面と略平行な平面に沿って振動板上に配置され、d31の変形によって前記インク室を伸縮させる1枚の板状の圧電素子であり、当該圧電素子の下面には共通電極が設けられる一方、上面には各インク室に対応した個別の電極と、隣接する複数のインク室を仕切る隔壁の上方に固定電極とが設けられており、
前記各インク室に対応した個別の電極ごとに、該電極と前記共通電極とを短絡させるオン・オフの制御が可能な短絡手段を備えるとともに、
前記固定電極と前記共通電極とを短絡させる短絡回路を備えることを特徴とする画像形成装置。 A plurality of ink chambers filled with ink are arranged in a line shape, and a voltage is applied to a piezoelectric element provided on the outer peripheral portion or outside of the ink chamber, whereby the ink chamber is expanded and contracted from the nozzle of the ink chamber. In an image forming apparatus that ejects ink onto a recording medium,
The piezoelectric element is a plate-shaped piezoelectric element that is disposed on the diaphragm along a plane substantially parallel to the nozzle surface and expands and contracts the ink chamber by deformation of d31. While a common electrode is provided, an individual electrode corresponding to each ink chamber is provided on the upper surface, and a fixed electrode is provided above a partition wall that partitions a plurality of adjacent ink chambers.
For each individual electrode corresponding to each ink chamber, provided with a short-circuit means capable of on / off control to short-circuit the electrode and the common electrode ,
An image forming apparatus comprising: a short circuit that short-circuits the fixed electrode and the common electrode .
ノズル面と略平行な平面に沿って1枚の板状の圧電素子を振動板上に配置し、前記圧電素子のd31の変形によって前記インク室を伸縮させる構成とし、
前記圧電素子の下面に共通電極を設ける一方、上面には各インク室に対応した個別の電極と、隣接する複数のインク室を仕切る隔壁の上方に固定電極とを設け、
前記各インク室に対応した個別の電極ごとに、該電極と前記共通電極とを短絡させるオン・オフの制御が可能な短絡手段を備えるとともに、
前記固定電極と前記共通電極とを短絡させる短絡回路を備える構成を用い、
画像を形成する際には、インクを吐出しないインク室に対応した前記圧電素子の個別の電極を、前記短絡手段により前記共通電極と短絡させることを特徴とするインク吐出駆動方法。 A plurality of ink chambers filled with ink are arranged in a line shape, and a voltage is applied to a piezoelectric element provided on the outer peripheral portion or outside of the ink chamber, whereby the ink chamber is expanded and contracted from the nozzle of the ink chamber. In an ink ejection method for ejecting ink onto a recording medium,
A plate-like piezoelectric element is disposed on the diaphragm along a plane substantially parallel to the nozzle surface, and the ink chamber is expanded and contracted by deformation of d31 of the piezoelectric element,
A common electrode is provided on the lower surface of the piezoelectric element, and an individual electrode corresponding to each ink chamber is provided on the upper surface, and a fixed electrode is provided above a partition that partitions a plurality of adjacent ink chambers,
For each individual electrode corresponding to each ink chamber, provided with a short-circuit means capable of on / off control to short-circuit the electrode and the common electrode,
Using a configuration comprising a short circuit that short-circuits the fixed electrode and the common electrode,
In forming an image, the individual electrodes of the piezoelectric element corresponding to the ink chamber not to eject ink, the ink discharge drive wherein the shorting with the common electrode by the short-circuiting means.
ノズル面と略平行な平面に沿って1枚の板状の圧電素子を振動板上に配置し、前記圧電素子のd31の変形によって前記インク室を伸縮させる構成とし、
前記圧電素子の下面に共通電極を設ける一方、上面には各インク室に対応した個別の電極と、隣接する複数のインク室を仕切る隔壁の上方に固定電極とを設け、
前記各インク室に対応した個別の電極ごとに、該電極と前記共通電極とを短絡させるオン・オフの制御が可能な短絡手段を備えるとともに、
前記固定電極と前記共通電極とを短絡させる短絡回路を備える構成を用い、
電源オフ時、または印字待機中には、前記圧電素子の前記個別の電極を前記短絡手段により、前記共通電極と常時短絡させることを特徴とするインク吐出駆動方法。 A plurality of ink chambers filled with ink are arranged in a line shape, and a voltage is applied to a piezoelectric element provided on the outer peripheral portion or outside of the ink chamber, whereby the ink chamber is expanded and contracted from the nozzle of the ink chamber. In an ink ejection method for ejecting ink onto a recording medium,
A plate-like piezoelectric element is disposed on the diaphragm along a plane substantially parallel to the nozzle surface, and the ink chamber is expanded and contracted by deformation of d31 of the piezoelectric element,
A common electrode is provided on the lower surface of the piezoelectric element, and an individual electrode corresponding to each ink chamber is provided on the upper surface, and a fixed electrode is provided above a partition that partitions a plurality of adjacent ink chambers,
For each individual electrode corresponding to each ink chamber, provided with a short-circuit means capable of on / off control to short-circuit the electrode and the common electrode,
Using a configuration comprising a short circuit that short-circuits the fixed electrode and the common electrode,
Power off, or during the printing standby, by the shorting means the individual electrodes of the piezoelectric element, the common electrode and the ink discharge drive wherein the shorting constantly.
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