JPH0524188A - 圧電式インクジエツトプリンタヘツド - Google Patents
圧電式インクジエツトプリンタヘツドInfo
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- JPH0524188A JPH0524188A JP17805191A JP17805191A JPH0524188A JP H0524188 A JPH0524188 A JP H0524188A JP 17805191 A JP17805191 A JP 17805191A JP 17805191 A JP17805191 A JP 17805191A JP H0524188 A JPH0524188 A JP H0524188A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 駆動用電源の大型化及び電源コストの上昇を
伴う事なく、局所変形積層圧電素子を用いた圧電式イン
クジェットプリンタヘッドの低電圧駆動を実現する駆動
装置を提示すること。 【構成】 同時駆動時（充電時）のトータル最大瞬時電
流を実現的に低減させる手段として同時に動作させうる
積層圧電素子中の局所変形駆動部を少なくとも２つ以上
の組に分け、一印字周期内に於て各組毎に駆動のタイミ
ングをずらすか、または積層圧電素子の各局所変形駆動
部を変形させる為に必要な圧電素子端子電圧の立ち上げ
時間（電荷の充電時間）を長くして駆動する。
伴う事なく、局所変形積層圧電素子を用いた圧電式イン
クジェットプリンタヘッドの低電圧駆動を実現する駆動
装置を提示すること。 【構成】 同時駆動時（充電時）のトータル最大瞬時電
流を実現的に低減させる手段として同時に動作させうる
積層圧電素子中の局所変形駆動部を少なくとも２つ以上
の組に分け、一印字周期内に於て各組毎に駆動のタイミ
ングをずらすか、または積層圧電素子の各局所変形駆動
部を変形させる為に必要な圧電素子端子電圧の立ち上げ
時間（電荷の充電時間）を長くして駆動する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
タヘッドに係り、より詳細には局所変形積層圧電素子を
利用した圧電式インクジェットプリンタヘッドに関す
る。
タヘッドに係り、より詳細には局所変形積層圧電素子を
利用した圧電式インクジェットプリンタヘッドに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、我々は特開平２−７５８５８号公
報において、複数個に分割された内部電極を有し、電圧
印加に伴い個別に局所変形を生ずる局所変形部を備えた
一体の積層圧電素子をインク滴の噴射に利用した圧電式
インクジェットプリンタヘッドを提案した。この圧電式
インクジェットプリンタヘッドは、積層圧電素子の電圧
印加による圧電・電歪の効果の内、縦効果の変形を利用
している。従って電圧印加時の変位量ｘは、ｘ＝（ｄ33
・Ｖ）・ｎで表され（ｄ33：縦効果の圧電定数、Ｖ：駆
動電圧）積層枚数ｎを増やすことで必要な変位量ｘを得
るための駆動電圧を低減することができ、低電圧駆動が
可能な圧電式インクジェットプリンタヘッドを供給する
ことができる。前記圧電式インクジェットプリンタヘッ
ドはヘッドとしての小型化を考えた場合、用いる積層圧
電素子の厚みを薄くする必要がある。従って、積層圧電
素子の厚みを薄くし、且つ積層枚数を増やすためには積
層する圧電材料の一層の厚みを薄くする必要がある。積
層圧電素子の静電容量Ｃは、Ｃ＝ε・Ｓ／ｔで表され
（ε：圧電材料の誘電率、Ｓ：内部電極のトータル面
積、ｔ：圧電材料の一層の厚み）積層枚数が増加し、圧
電材料の一層の厚みが薄くなるほど大きくなる。
報において、複数個に分割された内部電極を有し、電圧
印加に伴い個別に局所変形を生ずる局所変形部を備えた
一体の積層圧電素子をインク滴の噴射に利用した圧電式
インクジェットプリンタヘッドを提案した。この圧電式
インクジェットプリンタヘッドは、積層圧電素子の電圧
印加による圧電・電歪の効果の内、縦効果の変形を利用
している。従って電圧印加時の変位量ｘは、ｘ＝（ｄ33
・Ｖ）・ｎで表され（ｄ33：縦効果の圧電定数、Ｖ：駆
動電圧）積層枚数ｎを増やすことで必要な変位量ｘを得
るための駆動電圧を低減することができ、低電圧駆動が
可能な圧電式インクジェットプリンタヘッドを供給する
ことができる。前記圧電式インクジェットプリンタヘッ
ドはヘッドとしての小型化を考えた場合、用いる積層圧
電素子の厚みを薄くする必要がある。従って、積層圧電
素子の厚みを薄くし、且つ積層枚数を増やすためには積
層する圧電材料の一層の厚みを薄くする必要がある。積
層圧電素子の静電容量Ｃは、Ｃ＝ε・Ｓ／ｔで表され
（ε：圧電材料の誘電率、Ｓ：内部電極のトータル面
積、ｔ：圧電材料の一層の厚み）積層枚数が増加し、圧
電材料の一層の厚みが薄くなるほど大きくなる。
【０００３】例えば上記圧電式インクジェットプリンタ
ヘッドでは用いた局所変形積層圧電素子１１の静電容量
は一つの局所変形駆動部につき約３５ｎＦである。また
インク滴噴射に必要なインクキャビティの容量変化はこ
のヘッドでは約３．３７×１０-4ｍｍ3 であり、そのた
めに必要な駆動電圧は約２０Ｖである。
ヘッドでは用いた局所変形積層圧電素子１１の静電容量
は一つの局所変形駆動部につき約３５ｎＦである。また
インク滴噴射に必要なインクキャビティの容量変化はこ
のヘッドでは約３．３７×１０-4ｍｍ3 であり、そのた
めに必要な駆動電圧は約２０Ｖである。
【０００４】次に図７に従来の駆動方法による入力電圧
（波形）、素子両端電圧波形、電流波形の概要を示す。
従来の駆動方法では、所定電圧（−２０Ｖ）の矩形波を
入力３μｓｅｃの程度で素子両端電圧を−２０Ｖまで立
ち上げ圧電素子を変形させ、１０μｓｅｃの間、所定電
圧（−２０Ｖ）を印加した後２μｓｅｃ程度で放電させ
素子を元の形状に戻していた。インクキャビティの容量
変化としては電圧印加時に容積を増加させインクの補給
を行い、電圧除去時に容積を減少させ（元の容積に戻
す）インク滴の噴射を行うと言う方式を採用している。
尚このヘッドは印字品質を考慮して最大１０ｋＨｚで駆
動される。従って本ヘッドの印字周期は最短１００μｓ
ｅｃである。
（波形）、素子両端電圧波形、電流波形の概要を示す。
従来の駆動方法では、所定電圧（−２０Ｖ）の矩形波を
入力３μｓｅｃの程度で素子両端電圧を−２０Ｖまで立
ち上げ圧電素子を変形させ、１０μｓｅｃの間、所定電
圧（−２０Ｖ）を印加した後２μｓｅｃ程度で放電させ
素子を元の形状に戻していた。インクキャビティの容量
変化としては電圧印加時に容積を増加させインクの補給
を行い、電圧除去時に容積を減少させ（元の容積に戻
す）インク滴の噴射を行うと言う方式を採用している。
尚このヘッドは印字品質を考慮して最大１０ｋＨｚで駆
動される。従って本ヘッドの印字周期は最短１００μｓ
ｅｃである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
駆動方法を用いた場合、圧電素子は駆動時には電気的に
コンデンサと見なせるので３５ｎＦの静電容量を持つコ
ンデンサの両端電圧を−２０Ｖまで３μｓｅｃで昇圧す
るためには充電時に約−４７０ｍＡの最大瞬時電流が必
要となり非常に大きな瞬時電流を流す必要があった。ま
た、もし６４個の局所変形駆動部が同時に駆動されると
充電時に約−３０Ａの最大瞬時電流が必要となる。従っ
て瞬時ではあるが最大６００ＶＡ程度の非常に大きな電
源容量を持った電源がヘッドの駆動に対してのみ必要と
なる等の問題があった。
駆動方法を用いた場合、圧電素子は駆動時には電気的に
コンデンサと見なせるので３５ｎＦの静電容量を持つコ
ンデンサの両端電圧を−２０Ｖまで３μｓｅｃで昇圧す
るためには充電時に約−４７０ｍＡの最大瞬時電流が必
要となり非常に大きな瞬時電流を流す必要があった。ま
た、もし６４個の局所変形駆動部が同時に駆動されると
充電時に約−３０Ａの最大瞬時電流が必要となる。従っ
て瞬時ではあるが最大６００ＶＡ程度の非常に大きな電
源容量を持った電源がヘッドの駆動に対してのみ必要と
なる等の問題があった。
【０００６】さらに実際には６４個の局所変形駆動部を
同時に駆動させる（６４個のインク噴射孔から同時にイ
ンク滴が噴射される）ことは、ほとんどなく大きな電源
容量の電源には、無駄が多かった。また大容量の電源を
必要とすると言うことはインクジェットプリンタの小型
化が困難になり電源コストアップも引き起こす等、問題
点が多かった。
同時に駆動させる（６４個のインク噴射孔から同時にイ
ンク滴が噴射される）ことは、ほとんどなく大きな電源
容量の電源には、無駄が多かった。また大容量の電源を
必要とすると言うことはインクジェットプリンタの小型
化が困難になり電源コストアップも引き起こす等、問題
点が多かった。
【０００７】本発明は、上述したいくつかの問題点を解
決するためになされたものであり、充電時のトータルの
最大瞬時電流を実質上低減し、低電圧駆動可能な上記圧
電式インクジェットプリンタヘッドの駆動装置を提示す
ることにある。
決するためになされたものであり、充電時のトータルの
最大瞬時電流を実質上低減し、低電圧駆動可能な上記圧
電式インクジェットプリンタヘッドの駆動装置を提示す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数個に分割
された内部電極を有し、電圧印加に伴い個別に局所変形
を生ずる局所変形部を備えた一体の積層圧電素子をイン
ク滴の噴射に利用した圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドにおいて、局所変形部を駆動する駆動信号を発振す
る発振器と、発振器からの信号を少なくとも２つ以上の
組の信号に分割する分周器と、分周器からの信号により
少なくとも２つ以上の組に分けられた局所変形部をイン
クジェットプリンタヘッドの印字周期内で各組毎にタイ
ミングをずらして駆動する駆動回路を有する。
された内部電極を有し、電圧印加に伴い個別に局所変形
を生ずる局所変形部を備えた一体の積層圧電素子をイン
ク滴の噴射に利用した圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドにおいて、局所変形部を駆動する駆動信号を発振す
る発振器と、発振器からの信号を少なくとも２つ以上の
組の信号に分割する分周器と、分周器からの信号により
少なくとも２つ以上の組に分けられた局所変形部をイン
クジェットプリンタヘッドの印字周期内で各組毎にタイ
ミングをずらして駆動する駆動回路を有する。
【０００９】また他の発明では、複数個に分割された内
部電極を有し、電圧印加に伴い個別に局所変形を生ずる
局所変形部を備えた一体の積層圧電素子をインク滴の噴
射に使用した圧電式インクジェットプリンタヘッドにお
いて、電源の電圧を積層圧電素子を充電するために供給
する充電スイッチと、充電スイッチと圧電素子との間に
接続された抵抗と、圧電素子と抵抗の一端に接続された
圧電素子の電荷を放電するための放電スイッチとを有す
る。
部電極を有し、電圧印加に伴い個別に局所変形を生ずる
局所変形部を備えた一体の積層圧電素子をインク滴の噴
射に使用した圧電式インクジェットプリンタヘッドにお
いて、電源の電圧を積層圧電素子を充電するために供給
する充電スイッチと、充電スイッチと圧電素子との間に
接続された抵抗と、圧電素子と抵抗の一端に接続された
圧電素子の電荷を放電するための放電スイッチとを有す
る。
【００１０】さらに他の発明では、複数個に分割された
内部電極を有し、電圧印加に伴い個別に局所変形を生ず
る局所変形部を備えた一体の積層圧電素子をインク滴の
噴射に使用した圧電式インクジェットプリンタヘッドに
おいて、局所変型部を駆動する駆動信号を発振する発振
器と、発振器からの信号をずらして複数の群の信号に分
割する分周器と、分周器からの信号により複数の群に構
成された局所変形部を駆動する駆動回路とを備え、前記
駆動回路は、分周器からの信号を検出するパルス検出手
段と、パルス検出手段のパルスにより積層圧電素子を充
電する時間を設定するタイマと、タイマにより設定され
た時間によって、積層圧電素子を充電する充電スイッチ
と、充電された積層圧電素子をタイマにより設定された
時間によって放電する放電スイッチとを有する。
内部電極を有し、電圧印加に伴い個別に局所変形を生ず
る局所変形部を備えた一体の積層圧電素子をインク滴の
噴射に使用した圧電式インクジェットプリンタヘッドに
おいて、局所変型部を駆動する駆動信号を発振する発振
器と、発振器からの信号をずらして複数の群の信号に分
割する分周器と、分周器からの信号により複数の群に構
成された局所変形部を駆動する駆動回路とを備え、前記
駆動回路は、分周器からの信号を検出するパルス検出手
段と、パルス検出手段のパルスにより積層圧電素子を充
電する時間を設定するタイマと、タイマにより設定され
た時間によって、積層圧電素子を充電する充電スイッチ
と、充電された積層圧電素子をタイマにより設定された
時間によって放電する放電スイッチとを有する。
【００１１】
【作用】而して上記の構成を有する本発明の駆動方法に
よれば、同時に動作させうる積層圧電素子中の局所変形
駆動部を少なくとも２つ以上の組に分け、インクジェッ
トプリンタヘッドの印字周期内において、各組毎にタイ
ミングをずらして駆動させることにより、分けた組の数
をＮとすると充電時のトータルの最大瞬時電流の値を１
／Ｎとすることが出来る。また積層圧電素子の各局所変
形駆動部を変形させるために必要な圧電素子端子電圧の
立ち上げ時間（電荷の充電時間）を長くすることによ
り、圧電素子端子電圧の立ち上げ時間をＭ倍にしたとす
ると充電時のトータルの最大瞬時電流の値を１／Ｍとす
ることができる。
よれば、同時に動作させうる積層圧電素子中の局所変形
駆動部を少なくとも２つ以上の組に分け、インクジェッ
トプリンタヘッドの印字周期内において、各組毎にタイ
ミングをずらして駆動させることにより、分けた組の数
をＮとすると充電時のトータルの最大瞬時電流の値を１
／Ｎとすることが出来る。また積層圧電素子の各局所変
形駆動部を変形させるために必要な圧電素子端子電圧の
立ち上げ時間（電荷の充電時間）を長くすることによ
り、圧電素子端子電圧の立ち上げ時間をＭ倍にしたとす
ると充電時のトータルの最大瞬時電流の値を１／Ｍとす
ることができる。
【００１２】
【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。本実施例の圧電式インクジェットプ
リンタヘッドの概略構成を図１に示す。該圧電式インク
ジェットプリンタヘッドは、局所変形積層圧電素子１１
と、インクキャビティプレート１５と、インクノズルプ
レート１７と、バックプレート１９を積み重ねた構造を
している。図２に局所変形積層圧電素子１１の概略構成
図を示す。局所変形積層圧電素子１１の外径寸法は１
４．４×６８×０．５ｍｍである。局所変形積層圧電素
子１１は１４．４×６８×０．５ｍｍの面に６４個の分
割された１×６．７ｍｍ寸法の内部電極１２または１３
×６６ｍｍ寸法の共通内部電極１３が形成された厚み４
０μｍの圧電セラミックス層の積層体として構成されて
いる。一層おきに形成された分割内部電極１２を連結す
る６４個の外部電極１４が６８×０．５ｍｍの両面に各
々３２個ずつ形成されている。また一層おきに形成され
た共通内部電極１３を連結する外部電極１４が１４．４
×０．５ｍｍの片方の面に形成されている。インクキャ
ビティプレート１５は外径寸法１４．４×６８×０．１
ｍｍで分割電極により形成された各局所変形駆動部に対
応する位置関係に６４個のインクキャビティ１６が寸法
１．６×６．３×０．１ｍｍにて形成されている。イン
クノズルプレート１７は外径寸法１４．４×６８×０．
１ｍｍで６４３個の各インクキャビティ１６に対応する
位置に、６４個のインク噴射孔１８が設けられている。
バックプレート１９は外径寸法１４．４×６８×０．５
ｍｍで局所変形積層圧電素子１１の１４．４×８６ｍｍ
の裏面と強固に接着されている。
参照して説明する。本実施例の圧電式インクジェットプ
リンタヘッドの概略構成を図１に示す。該圧電式インク
ジェットプリンタヘッドは、局所変形積層圧電素子１１
と、インクキャビティプレート１５と、インクノズルプ
レート１７と、バックプレート１９を積み重ねた構造を
している。図２に局所変形積層圧電素子１１の概略構成
図を示す。局所変形積層圧電素子１１の外径寸法は１
４．４×６８×０．５ｍｍである。局所変形積層圧電素
子１１は１４．４×６８×０．５ｍｍの面に６４個の分
割された１×６．７ｍｍ寸法の内部電極１２または１３
×６６ｍｍ寸法の共通内部電極１３が形成された厚み４
０μｍの圧電セラミックス層の積層体として構成されて
いる。一層おきに形成された分割内部電極１２を連結す
る６４個の外部電極１４が６８×０．５ｍｍの両面に各
々３２個ずつ形成されている。また一層おきに形成され
た共通内部電極１３を連結する外部電極１４が１４．４
×０．５ｍｍの片方の面に形成されている。インクキャ
ビティプレート１５は外径寸法１４．４×６８×０．１
ｍｍで分割電極により形成された各局所変形駆動部に対
応する位置関係に６４個のインクキャビティ１６が寸法
１．６×６．３×０．１ｍｍにて形成されている。イン
クノズルプレート１７は外径寸法１４．４×６８×０．
１ｍｍで６４３個の各インクキャビティ１６に対応する
位置に、６４個のインク噴射孔１８が設けられている。
バックプレート１９は外径寸法１４．４×６８×０．５
ｍｍで局所変形積層圧電素子１１の１４．４×８６ｍｍ
の裏面と強固に接着されている。
【００１３】まず最大瞬時電流低減例の１つとして、６
４個の局所変形駆動部を４つの組に分け、同時にインク
滴噴射できる局所変形駆動部を各々１６とし、４つの組
の１印字周期内でインク滴噴射のタイミングをずらした
駆動方法がある。
４個の局所変形駆動部を４つの組に分け、同時にインク
滴噴射できる局所変形駆動部を各々１６とし、４つの組
の１印字周期内でインク滴噴射のタイミングをずらした
駆動方法がある。
【００１４】この構成を図３を参照して説明すると、発
振器２０と四分周器２１によって４分割された信号によ
り駆動される駆動回路２２、２３、２４、２５とから構
成される。
振器２０と四分周器２１によって４分割された信号によ
り駆動される駆動回路２２、２３、２４、２５とから構
成される。
【００１５】このような構成を有する駆動装置によれ
ば、発振器２０から発振されたパルスは四分周期２１に
よって４分割され４つの駆動回路２２、２３、２４、２
５に送出される。駆動回路２２、２３、２４、２５の４
つの組を１印字周期内に駆動させる場合、例えば１印字
周期を１００μｓｅｃとすると、２５μｓｅｃずつ、４
つの組のインク滴噴射のタイミングをずらして４つの駆
動回路２２、２３、２４、２５に送りインク滴噴射を行
なう。
ば、発振器２０から発振されたパルスは四分周期２１に
よって４分割され４つの駆動回路２２、２３、２４、２
５に送出される。駆動回路２２、２３、２４、２５の４
つの組を１印字周期内に駆動させる場合、例えば１印字
周期を１００μｓｅｃとすると、２５μｓｅｃずつ、４
つの組のインク滴噴射のタイミングをずらして４つの駆
動回路２２、２３、２４、２５に送りインク滴噴射を行
なう。
【００１６】この際、１つの組の同時インク滴噴射時
（充電時）の最大瞬時電流は約−７．５Ａになる。次
に、最大瞬時電流低減例の第２実施例を説明する。
（充電時）の最大瞬時電流は約−７．５Ａになる。次
に、最大瞬時電流低減例の第２実施例を説明する。
【００１７】本実施例としてインク容積増加をゆっくり
行なう場合について説明する。インクの噴射は素子端子
の電圧をあげ、インク室の容積を増加させ、充電された
電荷を放電させる時にインク室の容量がもとに戻るとき
に行なわれる。しかしながら、インク噴射に寄与するの
は、放電時の時間なのでインク室の容積増加はゆっくり
立ち上げるようにしてもよい。立ち上げ時間を長くとれ
ば瞬時電流の値は低減できることになる。
行なう場合について説明する。インクの噴射は素子端子
の電圧をあげ、インク室の容積を増加させ、充電された
電荷を放電させる時にインク室の容量がもとに戻るとき
に行なわれる。しかしながら、インク噴射に寄与するの
は、放電時の時間なのでインク室の容積増加はゆっくり
立ち上げるようにしてもよい。立ち上げ時間を長くとれ
ば瞬時電流の値は低減できることになる。
【００１８】次に図４を参照して本実施例の構成につい
て説明する。電源３０が充電スイッチ３１と抵抗Ｒ３２
を介して圧電素子３３の一端に接続されている。一方、
抵抗Ｒ３２と、圧電素子３３の一端には放電スイッチ３
４が接続されている。
て説明する。電源３０が充電スイッチ３１と抵抗Ｒ３２
を介して圧電素子３３の一端に接続されている。一方、
抵抗Ｒ３２と、圧電素子３３の一端には放電スイッチ３
４が接続されている。
【００１９】このような構成を有する本発明のインクジ
ェットプリンタヘッドは次のように動作する。図５を用
いて説明すると第１スイッチ３１がＯＮされると、電源
３０から入力電圧−２０Ｖが供給され（図５（Ａ））、
抵抗Ｒ３２を介して圧電素子３３を充電する（図５
（Ｂ））。その後、一定時間（１０μｓｅｃ）の後、第
１スイッチ３１をＯＦＦし、第２スイッチ３４をＯＮす
ると圧電素子３３に充電された電荷が放電される（図５
Ｃ）。
ェットプリンタヘッドは次のように動作する。図５を用
いて説明すると第１スイッチ３１がＯＮされると、電源
３０から入力電圧−２０Ｖが供給され（図５（Ａ））、
抵抗Ｒ３２を介して圧電素子３３を充電する（図５
（Ｂ））。その後、一定時間（１０μｓｅｃ）の後、第
１スイッチ３１をＯＦＦし、第２スイッチ３４をＯＮす
ると圧電素子３３に充電された電荷が放電される（図５
Ｃ）。
【００２０】このような構成により、本実施例では素子
両端電圧の立ち上がり時間を６μｓｅｃとし、−２０Ｖ
に保持される時間を７μｓｅとして、０Ｖに戻るのに２
μｓｅｃとする。この際の最大瞬時電流は１つの局所変
形駆動部当り充時約−２３５ｍＡ、放電時約７００ｍＡ
となった。この際同時インク滴噴射時（充電時）の最大
瞬時電流は−１５Ａとなった。
両端電圧の立ち上がり時間を６μｓｅｃとし、−２０Ｖ
に保持される時間を７μｓｅとして、０Ｖに戻るのに２
μｓｅｃとする。この際の最大瞬時電流は１つの局所変
形駆動部当り充時約−２３５ｍＡ、放電時約７００ｍＡ
となった。この際同時インク滴噴射時（充電時）の最大
瞬時電流は−１５Ａとなった。
【００２１】次に図６を用いて、本発明の第３実施例を
説明する。本実施例の構成によれば、第１実施例と第３
実施例とを組み合わせた構成となり、第１の実施例と同
様の機能を有する部分には同じ符号を付して説明する。
説明する。本実施例の構成によれば、第１実施例と第３
実施例とを組み合わせた構成となり、第１の実施例と同
様の機能を有する部分には同じ符号を付して説明する。
【００２２】６４個の局所変形駆動部を４つの組に分
け、同時にインク滴噴射できる局所変形駆動部を各々１
６とし、４つの組の１印字周期内でのインク滴噴射のタ
イミングをずらして噴射する。発振器２０から発振され
たパルスは四分周期２１によって４分割され４つの駆動
回路２２、２３、２４、２５によって送出される。
け、同時にインク滴噴射できる局所変形駆動部を各々１
６とし、４つの組の１印字周期内でのインク滴噴射のタ
イミングをずらして噴射する。発振器２０から発振され
たパルスは四分周期２１によって４分割され４つの駆動
回路２２、２３、２４、２５によって送出される。
【００２３】駆動回路２２は、パルス検出回路とし、タ
イマ２７、放電ＳＷ２８及び充電ＳＷ２９から構成され
る。このように構成されたインクジェットプリンタヘッ
ドは次のように動作する。
イマ２７、放電ＳＷ２８及び充電ＳＷ２９から構成され
る。このように構成されたインクジェットプリンタヘッ
ドは次のように動作する。
【００２４】まず、発振器２０で発振された信号を四分
周器２１で４つに分け、それぞれその信号について対応
する駆動回路２２、２３、２４及び２５に送出する。駆
動回路２２に送られた信号は、パルス検出回路２６に送
られ、タイマ２７に送られ、タイマ２７から信号は放電
ＳＷ２８及び放電ＳＷ２９に送られる。すなわち、パル
スがパルス検出回路２６で検出され、その信号でタイマ
２７が駆動されると同時に充電ＳＷ３１がＯＮする。所
定の時間が経過すると充電ＳＷ３１がＯＦＦし、放電Ｓ
Ｗ３４がＯＮして図５に示したように入力電圧波形
（Ａ）と素子両端電圧波形（Ｂ）のような波形が得られ
る。
周器２１で４つに分け、それぞれその信号について対応
する駆動回路２２、２３、２４及び２５に送出する。駆
動回路２２に送られた信号は、パルス検出回路２６に送
られ、タイマ２７に送られ、タイマ２７から信号は放電
ＳＷ２８及び放電ＳＷ２９に送られる。すなわち、パル
スがパルス検出回路２６で検出され、その信号でタイマ
２７が駆動されると同時に充電ＳＷ３１がＯＮする。所
定の時間が経過すると充電ＳＷ３１がＯＦＦし、放電Ｓ
Ｗ３４がＯＮして図５に示したように入力電圧波形
（Ａ）と素子両端電圧波形（Ｂ）のような波形が得られ
る。
【００２５】本実施例構成において、各組のタイミング
の遅延時間は約２５μｓｅｃとした。素子両端電圧は第
２の実施例で示したと同様、−２０Ｖまでの立ち上がり
が６μｓｅｃ、キープ時間が７μｓｅｃ、０Ｖまでの立
ち下げが２μｓｅｃとなる。この際の最大瞬時電流は１
つの局所変形駆動部当り充電時約−２３５ｍＡ、放電時
約７００ｍＡとなり、同時インク滴噴射時（充電時）の
最大瞬時電流は約−３．８Ａとなった。
の遅延時間は約２５μｓｅｃとした。素子両端電圧は第
２の実施例で示したと同様、−２０Ｖまでの立ち上がり
が６μｓｅｃ、キープ時間が７μｓｅｃ、０Ｖまでの立
ち下げが２μｓｅｃとなる。この際の最大瞬時電流は１
つの局所変形駆動部当り充電時約−２３５ｍＡ、放電時
約７００ｍＡとなり、同時インク滴噴射時（充電時）の
最大瞬時電流は約−３．８Ａとなった。
【００２６】従って必要な電源容量は約７６ＶＡになっ
た。ここで３つの例とも個々の局所変形駆動部の放電時
の最大瞬時電流７００ｍＡは変っていない。これはイン
ク滴噴射に対しては局所変形駆動部の変形は瞬時に行な
われる必要があり、放電時の変形をインクの噴射に利用
しているためである。瞬時の放電に対処する方法として
は６４個の局所駆動部毎に放電用トランジスタを用いる
ことで簡単に対処できる。７００ｍＡの電流ならば、寸
法的にも表面実装タイプトランジスタを用いることがで
きる。
た。ここで３つの例とも個々の局所変形駆動部の放電時
の最大瞬時電流７００ｍＡは変っていない。これはイン
ク滴噴射に対しては局所変形駆動部の変形は瞬時に行な
われる必要があり、放電時の変形をインクの噴射に利用
しているためである。瞬時の放電に対処する方法として
は６４個の局所駆動部毎に放電用トランジスタを用いる
ことで簡単に対処できる。７００ｍＡの電流ならば、寸
法的にも表面実装タイプトランジスタを用いることがで
きる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によればインク滴を同時に噴射させる際、充電時の
最大トータル瞬時電流を実質上低減し、電源コストを上
昇させることなく低電圧駆動を実施することができる。
発明によればインク滴を同時に噴射させる際、充電時の
最大トータル瞬時電流を実質上低減し、電源コストを上
昇させることなく低電圧駆動を実施することができる。
【００２８】また、立ち上がる時間を長めにかけること
により充電時の最大トータル瞬時電流を実質上低減させ
ることができる。さらに、発振器からの信号をずらして
さらに圧電素子の立ち上げ時間を長くすることにより、
さらに、充電時の最大トータル瞬時電流を実質上低減す
ることができる。
により充電時の最大トータル瞬時電流を実質上低減させ
ることができる。さらに、発振器からの信号をずらして
さらに圧電素子の立ち上げ時間を長くすることにより、
さらに、充電時の最大トータル瞬時電流を実質上低減す
ることができる。
【図１】本実施例の駆動方法で駆動する圧電式インクジ
ェットプリンタヘッドの構造図である。
ェットプリンタヘッドの構造図である。
【図２】圧電式インクジェットプリンタヘッドを構成す
る局所変形積層圧電素子概略構成図である。
る局所変形積層圧電素子概略構成図である。
【図３】圧電式インクジェットプリンタヘッドの第１実
施例のブロック図である。
施例のブロック図である。
【図４】圧電式インクジェットプリンタヘッドの第２実
施例のブロック図である。
施例のブロック図である。
【図５】本実施例の第２駆動方法による入力電圧、素子
両端電圧波形及び電流波形を示す図である。
両端電圧波形及び電流波形を示す図である。
【図６】第３実施例の圧電式インクジェットプリンタヘ
ッドの第３実施例のブロック図である。
ッドの第３実施例のブロック図である。
【図７】従来の駆動方法による電圧、電流波形を示す図
である。
である。
１１…積層圧電素子（局所変形積層圧電素子）
１２…内部電極（分割内部電極）
１３…内部電極（共通内部電極）
Claims (3)
- 【請求項１】 複数個に分割された内部電極を有し、電
圧印加に伴い個別に局所変形を生ずる局所変形部を備え
た一体の積層圧電素子をインク滴の噴射に利用した圧電
式インクジェットプリンタヘッドにおいて、 局所変形部を駆動する駆動信号を発振する発振器と、発
振器からの信号を少なくとも２つ以上の組の信号に分割
する分周器と、分周器からの信号により少なくとも２つ
以上の組に分けられた局所変形部をインクジェットプリ
ンタヘッドの印字周期内で各組毎にタイミングをずらし
て駆動する駆動回路とを有する圧電式インクジェットプ
リンタヘッド。 - 【請求項２】 複数個に分割された内部電極を有し、電
圧印加に伴い個別に局所変形を生ずる局所変形部を備え
た一体の積層圧電素子をインク滴の噴射に使用した圧電
式インクジェットプリンタヘッドにおいて、 電源の電圧を積層圧電素子を充電するために供給する充
電スイッチと、充電スイッチと圧電素子との間に接続さ
れた抵抗と、圧電素子と抵抗の一端に接続された圧電素
子の電荷を放電するための放電スイッチとを有すること
を特徴とする圧電式インクジェットプリンタヘッド。 - 【請求項３】 複数個に分割された内部電極を有し、電
圧印加に伴い個別に局所変形を生ずる局所変形部を備え
た一体の積層圧電素子をインク滴の噴射に使用した圧電
式インクジェットプリンタヘッドにおいて、 局所変型部を駆動する駆動信号を発振する発振器と、発
振器からの信号を少なくとも２つ以上の組の信号に分割
する分周器と、分周器からの信号により少なくとも２つ
以上の組に分けられた局所変形部をインクジェットプリ
ンタヘッドの印字周期内で各組毎にタイミングをずらし
て駆動する駆動回路とを備え、前記駆動回路は、分周器
からの信号を検出するパルス検出手段と、パルス検出手
段のパルスにより積層圧電素子を充電する時間を設定す
るタイマと、タイマにより設定された時間によって、積
層圧電素子を充電する充電スイッチと、充電された積層
圧電素子をタイマにより設定された時間によって放電す
る放電スイッチとを有することを特徴とする圧電式イン
クジェットプリンタヘッド。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17805191A JP3104304B2 (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | 圧電式インクジェットプリンタヘッド |
| US07/886,332 US5402159A (en) | 1990-03-26 | 1992-05-20 | Piezoelectric ink jet printer using laminated piezoelectric actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17805191A JP3104304B2 (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | 圧電式インクジェットプリンタヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0524188A true JPH0524188A (ja) | 1993-02-02 |
| JP3104304B2 JP3104304B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=16041747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17805191A Expired - Lifetime JP3104304B2 (ja) | 1990-03-26 | 1991-07-18 | 圧電式インクジェットプリンタヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3104304B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2719804A1 (fr) * | 1994-04-26 | 1995-11-17 | Seiko Epson Corp | Tête d'enregistrement à jets d'encre et son procédé de fabrication. |
| US6334673B1 (en) * | 1993-08-23 | 2002-01-01 | Seiko Epson Corporation | Ink jet print head with plural electrodes |
| KR101141405B1 (ko) * | 2009-12-04 | 2012-05-03 | 삼성전기주식회사 | 잉크젯 헤드 패키지 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007055080A (ja) | 2005-08-24 | 2007-03-08 | Fuji Xerox Co Ltd | 液滴吐出装置及び電流制御方法 |
-
1991
- 1991-07-18 JP JP17805191A patent/JP3104304B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6334673B1 (en) * | 1993-08-23 | 2002-01-01 | Seiko Epson Corporation | Ink jet print head with plural electrodes |
| FR2719804A1 (fr) * | 1994-04-26 | 1995-11-17 | Seiko Epson Corp | Tête d'enregistrement à jets d'encre et son procédé de fabrication. |
| US5929881A (en) * | 1994-04-26 | 1999-07-27 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording head having improved arrangement of electrodes |
| US6073321A (en) * | 1994-04-26 | 2000-06-13 | Seiko Epson Corporation | Manufacturing method for an ink jet recording head |
| KR101141405B1 (ko) * | 2009-12-04 | 2012-05-03 | 삼성전기주식회사 | 잉크젯 헤드 패키지 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3104304B2 (ja) | 2000-10-30 |
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