JPH02303849A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は液体状インクを吐出″して記録紙上に印字を行
なうインクジェットプリンタのインクジェットヘッドに
関する。

［発明の概要］ 本発明はインクジェットヘッドにおいて、超音波による
インク吐出手段と、超音波発生時間を制御する手段を有
することにより、高速かつ高品質な印字を効率的に行な
うものである。

［従業の技術］ 従来のインクジェットヘッドは、インク吐出手段にＰＺ
Ｔを２枚張り合わせバイモルフ型とした振動子や金属プ
レートとＰＺＴを張り合わせユニモルフ型とした振動子
を使用し、前記振動子の押圧力と振幅を利用して、振動
子の一回の振動により一滴のインクの吐出を行なってい
た。あるいは、振動子を共振周波数で振動させ、連続的
にインク滴を吐出し、飛翔中の前記インク滴に電荷を与
え、前記インク滴が飛翔する空間に電界を加え、電界の
大きさを可変にすることにより前記インク滴の軌道を制
御し、印字を行なうときは飛翔中の前記インク滴を記録
紙まで到達させ、印字させないときはインク滴の軌道を
修正しインク溜りに集めるという印字手段がとられてい
た。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前述の従来技術においては、バイモルフ型によ
る単発吐出では、形状的な特性上インク滴を小さくする
ことができず、バイモルフ型にした場合の共振周波数が
低いため高周期での吐出を行なうことができなかった。

また、連続吐出の場合は印字を行なわない時でも常にイ
ンクの吐出を行なっており、印字に用いられない無駄な
インクが多く効率が悪いという問題点を有していた。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、振動子を超音波駆動させること
により液体状インク内に超音波を発生させ、超音波の霧
化作用を利用して前記液体状インクを高速かつ微細に吐
出し、前記振動子を駆動させる駆動間隔を可変にし、前
記液体状インクの吐出量を制御することにより、印字に
必要な最低限のインク量だけを吐出し、高速で高品質な
印字を得るインクジェットヘッドの提供にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明のインクジェットヘッドは、インク吐出のための
振動子をインク溜部内に内蔵した印字ヘッドと前記振動
子より超音波を発生させるための超音波発振回路と該超
音波発振回路の駆動時間を制御するための印字制御回路
より構成されることを特徴とする。

［作用］ 本発明の前記の構成によれば、印字濃度や印字品位など
に応じた電気的入力としての印字指令を印字制御回路に
与え、印字制御回路において振動子を駆動させる時間に
対応するパルス信号に変換し、このパルス信号の幅によ
り超音波の発生時間を制御する。パルス幅が大きいとき
は吐出されるインク滴が多く、パルス幅の小さいときは
吐出されるインク滴が少ないというように、印字指令に
よりインクの吐出量が最適に調整されるとともに、印字
の時のみ対応する印字指令をあたえるのでインクの吐出
に無駄がなくなる。

［実施例］ 以下本発明のインクジェットヘッドの実施例を図を用い
て説明する。

第１図は本発明、におけるインクジェットヘッドの動作
を示すブロック図であって、１は濃度指令や印字のオン
・オフ等の状態に応じて電気的信号を出力する印字指令
回路、２は印字指令回路１の出力より超音波の発生時間
を決定するため、時間に比例したパルス幅を持つパルス
信号を生成する印字制御回路、３は超音波発振回路であ
る。超音波発振回路３には圧電素子を適用、した振動子
５が接続されている。振動子５はインクジェットヘッド
４の内部に満たされている液体状インク９に直接振動が
伝達できるようインクジェットヘッド４内に内蔵され、
振動子５の振動方向の直線上にインク吐出のためのノズ
ル孔１０が開いている。さらに同一直線上にインク孔１
０に対向してプラテン７が設置され、記録紙８はインク
孔１０とプラテン７との間に介在される。超音波は振動
子５を通じてインクジェットヘッド４内の液体状インク
９を媒体として発生される。インクジェットヘッド４内
ではノズル孔１０の開放端で超音波の霧化作用により微
細なインク滴を発生し、ノズル孔１０よりインク滴６が
吐出される。インク滴６はノズル孔１０に対向するプラ
テンローラ７との間に置かれた記録紙８まで飛翔し、記
録紙８上に到達し印字が行なわれる。インク滴６の吐出
量は印字制御回路で生成されたパルス信号のパルス幅に
応じ、パルス信号のハイレベルの期間だけ超音波が発生
し超音波の発生時間に比例する。し力がって、印字を行
なうとき印字指令回路１より適切な信号を出力すること
により、それに対応した期間だけ超音波の発生が行なわ
れ必要最小限のインク量が吐出される。

第２図は印字制御回路及び超音波発振回路の回路図で、
第３図は第２図の各部の動作を示すタイムチャート図で
ある。超音波の発振は圧電素子を適用した振動子５とＬ
Ｏ，ＣｏおよびトランジスタＴＲＩによりハートレー発
振器を構成し、振動子に自励振動させ振動子５の共振周
波数付近の誘導性を利用し、トランジスタＴＲＩのベー
スに正帰還を掛けるというピアース回路により行なわれ
る。印字指令は電圧信号ａとして与えられ、のこぎり波
発振器１１より出力されるのこぎり波信号すとコンパレ
ータ１２で比較される。指令電圧信号ａがのこぎり波信
号すの電圧より高い期間だけコンパレータ１２からハイ
レベル信号が出力され、指令電圧ａに比例したパルス幅
を有するパルス信号Ｃが生成される。パルス信号Ｃは超
音波発振回路を駆動するトランジスタＴＲ２のベースに
入力され、コンパレータ１２から出力される信号がハイ
レベルの時だけトランジスタＴＲ２はオン状態となり、
超音波発振回路が作動しパルス状に変調された超音波信
号ｄが振動子５より発生しインクジェットヘッド４内の
液体状インク９に放射される。

第４図は本発明における別の実施例を示すブロック図で
あってディジタル制御に向いたロジック回路で構成され
ている。高周波発振回路１５では振動子５の共振周波数
に同期したパルス信号を生成し、低周波発振回路１４で
はインクの吐出量を制御するための超音波発生期間を与
えるパルス信号を生成する。低周波発振回路１４、高周
波発振回路１５ともに基準信号発生回路とカウンタ回路
により構成され、ディジタルコンピュータ１６より発振
期間を決定するためのディジタル信号が入力される。発
振回路１４・１５の出力信号はＮＡＮＤゲート１３に入
力され、両者ともにハイレベルのときはＮＡＮＤゲート
１３よりローレベルが出力され、どちらかがローレベル
のときはＮ　Ａ　ＮＤアゲート３よりハイレベルが出力
される。振動子５の駆動回路はコンプリメンタリ型の高
速電力スイッチング電界効果トランジスタＴＲ３・ＴＲ
４によりＣ−ＭＯＳ構造を構成し、Ｎ　Ａ　Ｎ　Ｄゲー
ト１３がローレベルのときはＰチャネルのＴＲ３がオン
となり振動子５はｖＣＣに充電され、ＮＡＮＤゲート１
３がハイレベルのときはＮチャネルのＴＲ４がオンとな
り振動子５に充電された電荷が放電される。したがって
、低周波発振回路１４と高周波発振回路１５により第３
図ｄのような超音波信号が生成される。

第２の実施例のように超音波発振回路をディジタル回路
で実現すれば振動子を共振周期の高調波で駆動すること
が可能で、インクを霧化するときの粒子の大きさも可変
することができ、コンピュータ制御が容易となる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、インクジェットプリ
ンタのインクジェットヘッドにおいて、超音波の霧化作
用によるインクの吐出手段と超音波の発生時間を制御す
る手段を有したことにより、高速で微細なインク滴の吐
出が可能となり、オンデマンド方式を採用しインクの吐
出量を最適量に制御することができる。

さらにインク滴の大きさを可変にすると高階調の印字が
可能で、高品質なインクジェットプワン゛りが実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明におけるインクジェットヘッドの動作を
示すブロック図。 第２図は印字制御回路と超音波発振回路の回路図。 第３図は第２図の回路の各部動作を示したタイムチャー
ト図。 第４図は本発明のインクジェットヘッドの制御部をディ
ジタル回路で実現したブロック図。 ２・・・印字制御回路 ３・・・超音波発振回路 ４・・・インクジェットヘッド ５・・・振動子 ６・・・インク滴 ７・・・プラテンローラ ８・・・記録紙 ９・・・インク １０・・・ノズル孔 以上 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. プラテンと該プラテンに対向する印字ヘッドよりなる記
   録部に記録紙を介在させ、前記印字ヘッドよりインクを
   射出して印字を行なうインクジェットプリンタのインク
   ジェットヘッドにおいて、液体状のインクを満たしたイ
   ンクジェットヘッドのインク溜部内に、前記液体状イン
   クに圧力を与えるための振動子と前記インクを吐出する
   ためのノズル孔を設け、前記振動子を超音波振動させる
   ことにより前記液体状インク内に超音波を発生させ、前
   記超音波の霧化作用を利用して前記液体状インクを霧化
   し、前記ノズル孔から霧化された微細なインク滴を吐出
   する手段と、前記振動子を超音波振動させる時、前記振
   動子を駆動する時間を変化させることにより霧化される
   前記液体状インクの量を調整し、最適量の前記液体状イ
   ンクを吐出するため前記振動子の駆動時間を制御する手
   段を有することを特徴とするインクジェットヘッド。