JPH06218928A - インクジェット式記録装置 - Google Patents
インクジェット式記録装置Info
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- JPH06218928A JPH06218928A JP5284040A JP28404093A JPH06218928A JP H06218928 A JPH06218928 A JP H06218928A JP 5284040 A JP5284040 A JP 5284040A JP 28404093 A JP28404093 A JP 28404093A JP H06218928 A JPH06218928 A JP H06218928A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 インク滴形成後に生じるメニスカスの振動が
減衰するのを待つことなく、次のインク滴の形成を可能
ならしめる。 【構成】 圧電振動子をインク滴を形成するに適した速
度で伸長させる第１の電圧波形と、伸長状態もしくは収
縮状態を保持させる第２の電圧と、圧電振動子を圧力発
生室にインクを吸引するに適した速度で収縮させる第３
の電圧波形とを生成する駆動信号回路４９と、第１の電
圧波形によるインク滴生成過程が終了した時点を検出す
る放電終了検出回路５２と、この回路５２からの信号
を、インク滴生成過程で生じたメニスカスの振動がノズ
ル開口に向かう運動に切り替わるまでの時間ΔＴだけ遅
延させる遅延回路５３と、遅延回路５３からの信号によ
り第３の電圧波形を発生させる充電信号生成回路４８
と、印刷タイミング信号により第１の電圧波形を発生さ
せる放電信号生成回路５１とを備える。
減衰するのを待つことなく、次のインク滴の形成を可能
ならしめる。 【構成】 圧電振動子をインク滴を形成するに適した速
度で伸長させる第１の電圧波形と、伸長状態もしくは収
縮状態を保持させる第２の電圧と、圧電振動子を圧力発
生室にインクを吸引するに適した速度で収縮させる第３
の電圧波形とを生成する駆動信号回路４９と、第１の電
圧波形によるインク滴生成過程が終了した時点を検出す
る放電終了検出回路５２と、この回路５２からの信号
を、インク滴生成過程で生じたメニスカスの振動がノズ
ル開口に向かう運動に切り替わるまでの時間ΔＴだけ遅
延させる遅延回路５３と、遅延回路５３からの信号によ
り第３の電圧波形を発生させる充電信号生成回路４８
と、印刷タイミング信号により第１の電圧波形を発生さ
せる放電信号生成回路５１とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はオンデマンド型インクジ
ェット式記録ヘッドを使用した記録装置、より詳細には
速い繰り返し速度でインク滴を形成するための駆動回路
を備えたインクジェット式記録ヘッドに関する。
ェット式記録ヘッドを使用した記録装置、より詳細には
速い繰り返し速度でインク滴を形成するための駆動回路
を備えたインクジェット式記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】オンデマンド型インクジェット式記録ヘ
ッドは、同一基板上に複数のノズル開口を備えたノズル
プレートと、各ノズル開口に連通する圧力発生室を形成
するスペーサとを備え、印刷タイミング信号に一致させ
て圧力発生室を膨張、収縮させて圧力発生室へのインク
の吸引と、インク滴の吐出を行うように構成されてい
る。このように印刷タイミング信号に対応して圧力発生
室の圧力を変化させる関係上、圧力発生室自体の機械的
構造物としての振動と、インク自体の流体力学的な振動
が生じ、インク滴形成後にノズル開口近傍のメニスカス
がノズル開口側と圧力発生室側との間を往復動する振動
を起こす。この結果、圧力発生室に同一の圧力変化を発
生させたとしても、ノズル開口近傍に形成されているメ
ニスカスのノズル開口に対する位置によって吐出するイ
ンク滴は、その大きさや飛翔速度が異なり、印刷品質に
変動を来すという問題を抱えている。このような問題を
解消するためにインク滴形成後のメニスカスの振動が印
刷品質に影響を与えない程度まで減衰するのをまって、
次のインク滴を行うことも考えられるが、メニスカス平
定までの待ち時間が必要となって印刷速度に大幅な低下
を招くという問題がある。
ッドは、同一基板上に複数のノズル開口を備えたノズル
プレートと、各ノズル開口に連通する圧力発生室を形成
するスペーサとを備え、印刷タイミング信号に一致させ
て圧力発生室を膨張、収縮させて圧力発生室へのインク
の吸引と、インク滴の吐出を行うように構成されてい
る。このように印刷タイミング信号に対応して圧力発生
室の圧力を変化させる関係上、圧力発生室自体の機械的
構造物としての振動と、インク自体の流体力学的な振動
が生じ、インク滴形成後にノズル開口近傍のメニスカス
がノズル開口側と圧力発生室側との間を往復動する振動
を起こす。この結果、圧力発生室に同一の圧力変化を発
生させたとしても、ノズル開口近傍に形成されているメ
ニスカスのノズル開口に対する位置によって吐出するイ
ンク滴は、その大きさや飛翔速度が異なり、印刷品質に
変動を来すという問題を抱えている。このような問題を
解消するためにインク滴形成後のメニスカスの振動が印
刷品質に影響を与えない程度まで減衰するのをまって、
次のインク滴を行うことも考えられるが、メニスカス平
定までの待ち時間が必要となって印刷速度に大幅な低下
を招くという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、圧力発生室の振動やインクの流体力学的振動に関
りなく、メニスカスが常に所定の状態になったときにイ
ンク滴を形成することができる新規なインクジェット式
記録装置を提供することである。
題に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、圧力発生室の振動やインクの流体力学的振動に関
りなく、メニスカスが常に所定の状態になったときにイ
ンク滴を形成することができる新規なインクジェット式
記録装置を提供することである。
【０００４】
【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、ノズル開口に連通する圧力
発生室と、該圧力発生室を加圧する圧電振動子とからな
るインクジェット記録ヘッドと、前記圧電振動子をイン
ク滴を形成するに適した速度で伸長させる第１の電圧波
形と、伸長状態もしくは収縮状態を保持させる第２の電
圧と、前記圧電振動子を圧力発生室にインクを吸引する
に適した速度で収縮させる第３の電圧波形とを生成する
駆動信号発生手段と、前記第１の電圧波形によるインク
滴生成過程が終了した時点を検出するインク滴生成終了
時点検出手段と、インク滴生成終了時点検出手段からの
信号を、前記インク滴生成過程で生じたメニスカスの振
動がノズル開口に向かう運動に切り替わるまでの時間Δ
Ｔだけ遅延させる遅延手段と、該遅延手段からの信号に
より前記第３の電圧波形を発生させる圧力発生室膨張信
号発生手段と、印刷タイミング信号により前記第１の電
圧波形を発生させる圧力発生室収縮信号発生手段とを備
えるようにした。
るために本発明においては、ノズル開口に連通する圧力
発生室と、該圧力発生室を加圧する圧電振動子とからな
るインクジェット記録ヘッドと、前記圧電振動子をイン
ク滴を形成するに適した速度で伸長させる第１の電圧波
形と、伸長状態もしくは収縮状態を保持させる第２の電
圧と、前記圧電振動子を圧力発生室にインクを吸引する
に適した速度で収縮させる第３の電圧波形とを生成する
駆動信号発生手段と、前記第１の電圧波形によるインク
滴生成過程が終了した時点を検出するインク滴生成終了
時点検出手段と、インク滴生成終了時点検出手段からの
信号を、前記インク滴生成過程で生じたメニスカスの振
動がノズル開口に向かう運動に切り替わるまでの時間Δ
Ｔだけ遅延させる遅延手段と、該遅延手段からの信号に
より前記第３の電圧波形を発生させる圧力発生室膨張信
号発生手段と、印刷タイミング信号により前記第１の電
圧波形を発生させる圧力発生室収縮信号発生手段とを備
えるようにした。
【０００５】
【作用】 インク滴形成後に生じたメニスカスが、ノズ
ル開口側に移動を開始した時点で、次のインク滴形成に
必要なインクを圧力発生室に吸引させるため、これに伴
うメニスカスを後退させようとする力が、メニスカス自
身の運動により相殺される。この結果、圧力発生室への
インクの吸引によるメニスカスの後退を最小限に抑える
とともに、如何なる駆動周波数であってもインク滴吐出
時点ではメニスカスを常にノズル開口近傍に安定して位
置させることができる。
ル開口側に移動を開始した時点で、次のインク滴形成に
必要なインクを圧力発生室に吸引させるため、これに伴
うメニスカスを後退させようとする力が、メニスカス自
身の運動により相殺される。この結果、圧力発生室への
インクの吸引によるメニスカスの後退を最小限に抑える
とともに、如何なる駆動周波数であってもインク滴吐出
時点ではメニスカスを常にノズル開口近傍に安定して位
置させることができる。
【０００６】
【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１は、本発明に使用するイン
クジェット式記録ヘッドの一実施例を示すものであっ
て、図中符号１はノズルプレートで、所定のピッチ、例
えば１８０ＤＰＩとなるようにノズル開口２，２，２‥
‥が配置されたノズル開口列３，３，３‥‥が形成され
ている。
例に基づいて説明する。図１は、本発明に使用するイン
クジェット式記録ヘッドの一実施例を示すものであっ
て、図中符号１はノズルプレートで、所定のピッチ、例
えば１８０ＤＰＩとなるようにノズル開口２，２，２‥
‥が配置されたノズル開口列３，３，３‥‥が形成され
ている。
【０００７】４はスペーサで、後述する振動板５とノズ
ルプレート１の間に挟まれて配置されるもので、これに
はノズル列に対応するようにリザーバ（図示せず）や圧
力発生室を形成する通孔列６，６，６‥‥がノズル開口
列２，２，２‥‥に対応する位置に形成されている。５
は振動板で、スペーサ４を介してノズルプレート１と対
向して圧力発生室を形成するもので、後述する圧電振動
子ユニットの７，７，７‥‥の圧電振動子８，８，８‥
‥の先端に当接して配置され，圧電振動子８，８，８‥
‥の伸縮に応動して、圧力発生室を縮小、膨張させるも
のである。
ルプレート１の間に挟まれて配置されるもので、これに
はノズル列に対応するようにリザーバ（図示せず）や圧
力発生室を形成する通孔列６，６，６‥‥がノズル開口
列２，２，２‥‥に対応する位置に形成されている。５
は振動板で、スペーサ４を介してノズルプレート１と対
向して圧力発生室を形成するもので、後述する圧電振動
子ユニットの７，７，７‥‥の圧電振動子８，８，８‥
‥の先端に当接して配置され，圧電振動子８，８，８‥
‥の伸縮に応動して、圧力発生室を縮小、膨張させるも
のである。
【０００８】図中符号９は、基台で、圧電振動子８，
８，８‥‥の自由端側が露出するように振動子ユニット
７，７，７‥‥を収容するユニット収容穴１０，１０，
１０‥‥と、インクタンクからのインクをリザーバに供
給するためのインク供給口１１が設けられており、表面
に振動板５、スペーサ４、ノズルプレート１を位置決め
して静電シールドを兼ねる枠体１２により固定して記録
ヘッド本体としてまとめ上げて、図２に示したようにス
ペーサ４、ノズルプレート１、及び振動板５により圧力
発生室１５を形成し、ここにインク供給口１６，１６を
介してリザーバ１７，１７からインクを供給するように
構成されている。
８，８‥‥の自由端側が露出するように振動子ユニット
７，７，７‥‥を収容するユニット収容穴１０，１０，
１０‥‥と、インクタンクからのインクをリザーバに供
給するためのインク供給口１１が設けられており、表面
に振動板５、スペーサ４、ノズルプレート１を位置決め
して静電シールドを兼ねる枠体１２により固定して記録
ヘッド本体としてまとめ上げて、図２に示したようにス
ペーサ４、ノズルプレート１、及び振動板５により圧力
発生室１５を形成し、ここにインク供給口１６，１６を
介してリザーバ１７，１７からインクを供給するように
構成されている。
【０００９】図３は、前述した記録ヘッドを駆動するの
に適した駆動信号発生回路であって、図中符号ＩＮ１
は、印刷予備信号入力端子、ＩＮ２は印刷信号入力端子
で、図１０に示したように、印刷タイミング信号（図１
０（Ｉ））に合わせてパルス状の印刷予備信号である充
電信号Ｐc、及び印刷信号である放電信号Ｐdがそれぞれ
印加される。符号２１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２２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２２は、そのエミッタ電極を時定数調整用抵抗２
３を介して電源端子ＶH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２４を介して接地されてい
る。２５は、定電流制御用トランジスタで、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２１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２３を介して電源端子ＶH
に接続されている。
に適した駆動信号発生回路であって、図中符号ＩＮ１
は、印刷予備信号入力端子、ＩＮ２は印刷信号入力端子
で、図１０に示したように、印刷タイミング信号（図１
０（Ｉ））に合わせてパルス状の印刷予備信号である充
電信号Ｐc、及び印刷信号である放電信号Ｐdがそれぞれ
印加される。符号２１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２２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２２は、そのエミッタ電極を時定数調整用抵抗２
３を介して電源端子ＶH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２４を介して接地されてい
る。２５は、定電流制御用トランジスタで、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２１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２３を介して電源端子ＶH
に接続されている。
【００１０】一方、入力端子ＩＮ２には第２のスイッチ
ングトランジスタ２６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２４に、さらにエミッ
タ電極が第２の時定数調整用抵抗２７を介して接地され
ている。符号２８は、定電流制御用トランジスタで、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２
７を介して接地されている。
ングトランジスタ２６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２４に、さらにエミッ
タ電極が第２の時定数調整用抵抗２７を介して接地され
ている。符号２８は、定電流制御用トランジスタで、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２
７を介して接地されている。
【００１１】２９，３０，３１，３２は、それぞれコン
デンサ２４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２９，３０及び３１，３２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
の圧電振動子を駆動できる程度の電流容量を備えてい
る。
デンサ２４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２９，３０及び３１，３２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
の圧電振動子を駆動できる程度の電流容量を備えてい
る。
【００１２】このように構成された駆動信号発生回路の
動作を説明する。記録ヘッドが単位距離移動すと、ホス
トから１つのドットを形成するための印刷タイミング信
号（図１０（Ｉ））が発生する。これに同期してパルス
幅Ｔcの充電信号Ｐc（ＩＩ）が発生する。このパルス幅
Ｔcは、圧電振動子が充電により収縮するｄ31形式のも
のである場合には、圧力発生室にインクを吸引するのに
適した時間に設定される。そしてこの信号が入力端子Ｉ
Ｎ１に入力すると、レベル調整用トランジスタ２１がオ
ンとなるから、第１のスイッチングトランジスタ２２も
オンとなる。これにより、電源端子ＶHの電源電圧が時
定数調整用抵抗２３を介してコンデンサ２４に印加さ
れ、抵抗２３とコンデンサ２４により決まる時定数でも
ってこのコンデンサ２４が充電される。
動作を説明する。記録ヘッドが単位距離移動すと、ホス
トから１つのドットを形成するための印刷タイミング信
号（図１０（Ｉ））が発生する。これに同期してパルス
幅Ｔcの充電信号Ｐc（ＩＩ）が発生する。このパルス幅
Ｔcは、圧電振動子が充電により収縮するｄ31形式のも
のである場合には、圧力発生室にインクを吸引するのに
適した時間に設定される。そしてこの信号が入力端子Ｉ
Ｎ１に入力すると、レベル調整用トランジスタ２１がオ
ンとなるから、第１のスイッチングトランジスタ２２も
オンとなる。これにより、電源端子ＶHの電源電圧が時
定数調整用抵抗２３を介してコンデンサ２４に印加さ
れ、抵抗２３とコンデンサ２４により決まる時定数でも
ってこのコンデンサ２４が充電される。
【００１３】ところで、時定数調整用抵抗２３は、その
両端に定電流制御用トランジスタ２５が接続されてい
て、その端子電圧がトランジスタ２５のベース電極ーエ
ミッタ電極間電位に維持されるから、コンデンサ２４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２４の端子電圧（Ｖ）の立ち上がり勾配
τ1は、抵抗２３の抵抗値Ｒ1とコンデンサ２４の容量Ｃ
1と定電流用トランジスタ２５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。なお、充電信号Ｐcのパルス幅Ｐwcは、コンデ
ンサ２４を電圧端子ＶHの電位Ｖ0まで充電できるに十分
な時間に設定されれている。
両端に定電流制御用トランジスタ２５が接続されてい
て、その端子電圧がトランジスタ２５のベース電極ーエ
ミッタ電極間電位に維持されるから、コンデンサ２４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２４の端子電圧（Ｖ）の立ち上がり勾配
τ1は、抵抗２３の抵抗値Ｒ1とコンデンサ２４の容量Ｃ
1と定電流用トランジスタ２５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。なお、充電信号Ｐcのパルス幅Ｐwcは、コンデ
ンサ２４を電圧端子ＶHの電位Ｖ0まで充電できるに十分
な時間に設定されれている。
【００１４】このようにして充電信号Ｐcのパルス幅Ｔc
に相当する時間が経過すると、コンデンサ２４の端子電
圧が電源電圧Ｖ0まで上昇する。そしてこの時点で充電
信号ＰcがＬレベルに切り替わるからレベル調整用トラ
ンジスタ２１がオフとなって第１のスイッチングトラン
ジスタ２２がオフとなる。この結果、コンデンサ２４
は、電圧τ×Ｔc＝Ｖ0を維持することになる。
に相当する時間が経過すると、コンデンサ２４の端子電
圧が電源電圧Ｖ0まで上昇する。そしてこの時点で充電
信号ＰcがＬレベルに切り替わるからレベル調整用トラ
ンジスタ２１がオフとなって第１のスイッチングトラン
ジスタ２２がオフとなる。この結果、コンデンサ２４
は、電圧τ×Ｔc＝Ｖ0を維持することになる。
【００１５】充電信号Ｐcがオフとなってから所定時間
Ｐwhが経過した時点で、端子ＩＮ２に印刷信号である放
電信号Ｐd（ＩＩＩ）が入力すると、第２のトランジス
タ２６がオンとなってコンデンサ２４の電荷を放電させ
るループが形成される。
Ｐwhが経過した時点で、端子ＩＮ２に印刷信号である放
電信号Ｐd（ＩＩＩ）が入力すると、第２のトランジス
タ２６がオンとなってコンデンサ２４の電荷を放電させ
るループが形成される。
【００１６】この結果、コンデンサＣ１に蓄積された電
荷は時定数調整用抵抗Ｒ３を介して放電する。同時に定
電流制御用トランジスタ２８がオンとなるので、前述し
た第１の定電流制御用トランジスタ２５の作用と同様の
作用により第２の時定数調整用抵抗２７の端子電圧がト
ランジスタ２８のベース電極ーエミッタ電極間電圧ＶBE
2となって、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。
荷は時定数調整用抵抗Ｒ３を介して放電する。同時に定
電流制御用トランジスタ２８がオンとなるので、前述し
た第１の定電流制御用トランジスタ２５の作用と同様の
作用により第２の時定数調整用抵抗２７の端子電圧がト
ランジスタ２８のベース電極ーエミッタ電極間電圧ＶBE
2となって、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。
【００１７】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２７の抵抗値Ｒ2とコンデンサ２４
の容量Ｃ1と定電流制御用トランジスタ２８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。なお、放電信号Ｐdのパルス幅Ｐwdは、コンデ
ンサ２４を零電位まで放電させるに十分な時間に設定さ
れている。
の時定数調整用抵抗２７の抵抗値Ｒ2とコンデンサ２４
の容量Ｃ1と定電流制御用トランジスタ２８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。なお、放電信号Ｐdのパルス幅Ｐwdは、コンデ
ンサ２４を零電位まで放電させるに十分な時間に設定さ
れている。
【００１８】このように時定数調整用抵抗２３，２７，
及びコンデンサ２４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２９，３０、及び３１，３２により増
幅され、圧電振動子８，８（図２）に印加される。
及びコンデンサ２４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２９，３０、及び３１，３２により増
幅され、圧電振動子８，８（図２）に印加される。
【００１９】このように構成された駆動信号発生回路
を、引き打形式のインクジェット式記録ヘッドに適用し
た場合、端子ＩＮ1に印刷タイミング信号に同期して充
電信号Ｐcが時刻Ｔ1において印加されると、一定電流が
圧電振動子８に流れ込み、圧電振動子８の端子電圧（図
１０（ＩＶ））が一定速度で上昇する。これに一致して
振動板５は、一定速度で収縮して図２下方に変形する。
これに伴って圧力発生室１５、１５の容積が膨張するか
ら、ここに陰圧が発生し、インク供給口１６、１６を介
してリザーバ１７，１７のインクが圧力発生室１５，１
５に流れ込み，同時にノズル開口２，２のメニスカスが
圧力発生室１５，１５に引き込まれることになる。メニ
スカスは、或程度まで引き込まれると、表面張力により
ノズル開口方向へ移動する（図１０（Ｖ））。
を、引き打形式のインクジェット式記録ヘッドに適用し
た場合、端子ＩＮ1に印刷タイミング信号に同期して充
電信号Ｐcが時刻Ｔ1において印加されると、一定電流が
圧電振動子８に流れ込み、圧電振動子８の端子電圧（図
１０（ＩＶ））が一定速度で上昇する。これに一致して
振動板５は、一定速度で収縮して図２下方に変形する。
これに伴って圧力発生室１５、１５の容積が膨張するか
ら、ここに陰圧が発生し、インク供給口１６、１６を介
してリザーバ１７，１７のインクが圧力発生室１５，１
５に流れ込み，同時にノズル開口２，２のメニスカスが
圧力発生室１５，１５に引き込まれることになる。メニ
スカスは、或程度まで引き込まれると、表面張力により
ノズル開口方向へ移動する（図１０（Ｖ））。
【００２０】このようにして充電信号Ｐｃのパルス幅Ｐ
wcに一致する時間が経過して圧電振動子８ヘの充電が終
了した時点（Ｔ2）で、圧電振動子８の端子電圧は、電
源電圧Ｖ0に保持された状態、いわゆるホールド状態と
なる。このため、一定のホールド時間Ｐwhが経過した時
点（Ｔ3）で放電信号Ｐdが印加されると、圧電振動子８
の電荷が一定速度で放電し、その端子電圧が一定速度で
低下する（図１０（ＩＶ））する。これにより圧力発生
室１５，１５は、収縮してインクがノズル開口からイン
ク滴として吐出する。
wcに一致する時間が経過して圧電振動子８ヘの充電が終
了した時点（Ｔ2）で、圧電振動子８の端子電圧は、電
源電圧Ｖ0に保持された状態、いわゆるホールド状態と
なる。このため、一定のホールド時間Ｐwhが経過した時
点（Ｔ3）で放電信号Ｐdが印加されると、圧電振動子８
の電荷が一定速度で放電し、その端子電圧が一定速度で
低下する（図１０（ＩＶ））する。これにより圧力発生
室１５，１５は、収縮してインクがノズル開口からイン
ク滴として吐出する。
【００２１】インク滴が吐出して放電信号のパルス幅Ｐ
wdの期間が経過した時点（Ｔ4）では圧電振動子８の電
荷が完全に放電される。一方、圧力発生室１５において
はインク滴の体積に相当するインクが圧力発生室１５，
１５から排除されるため、メニスカスが形成され、その
メニスカスは、インクの物性値、圧力発生室１５の寸
法、これを構成している部材の寸法で定まる固有の振動
周期でもって残留振動を起こす。このため、図１０
（Ｖ）に示したようにメニスカスがノズル内でノズル開
口の外側へ向かったり、また圧力発生室側へ向かったり
する移動を繰り返すことになる。このようなメニスカス
の振動による影響を避けるためには、ドット形成に影響
を与えない程度に減衰するに要する時間Ｐwtが休止期間
として設定するか、充電信号Ｐcのパルス幅Ｐwc、及び
ホールド時間Ｐwhを十分長く設定されている。
wdの期間が経過した時点（Ｔ4）では圧電振動子８の電
荷が完全に放電される。一方、圧力発生室１５において
はインク滴の体積に相当するインクが圧力発生室１５，
１５から排除されるため、メニスカスが形成され、その
メニスカスは、インクの物性値、圧力発生室１５の寸
法、これを構成している部材の寸法で定まる固有の振動
周期でもって残留振動を起こす。このため、図１０
（Ｖ）に示したようにメニスカスがノズル内でノズル開
口の外側へ向かったり、また圧力発生室側へ向かったり
する移動を繰り返すことになる。このようなメニスカス
の振動による影響を避けるためには、ドット形成に影響
を与えない程度に減衰するに要する時間Ｐwtが休止期間
として設定するか、充電信号Ｐcのパルス幅Ｐwc、及び
ホールド時間Ｐwhを十分長く設定されている。
【００２２】しかしながらこのような休止期間Ｐwtや長
い充電パルス幅Ｐwc及びホールド時間Ｐwhを設けると印
刷速度が低下してしまい、また高速印字を行う場合には
吐出時点でのメニスカスの位置が駆動周波数によって変
化する。この場合、前述したようなメニスカスが静止状
態におかれている場合とは違って、印刷タイミング信号
の出力時点におけるメニスカスの位置が圧力発生室側に
あるなど、変化するため、駆動周波数によって印刷品質
が変動するという新たな問題が生じる。
い充電パルス幅Ｐwc及びホールド時間Ｐwhを設けると印
刷速度が低下してしまい、また高速印字を行う場合には
吐出時点でのメニスカスの位置が駆動周波数によって変
化する。この場合、前述したようなメニスカスが静止状
態におかれている場合とは違って、印刷タイミング信号
の出力時点におけるメニスカスの位置が圧力発生室側に
あるなど、変化するため、駆動周波数によって印刷品質
が変動するという新たな問題が生じる。
【００２３】すなわち、圧電振動子の残留振動に起因し
て振動するメニスカスが、ノズル開口側に移動している
状態で、印刷タイミング信号が出力された場合、圧力発
生室１５の膨張による陰圧を受けてメニスカスを圧力発
生室側に移動させようとする力が発生するが、前記残留
振動に起因するノズル開口の外側に移動するメニスカス
自身の力のため、両者が相殺し合うことになり、上記陰
圧の作用が可及的に減じられてメニスカスが速やかにノ
ズル開口側に戻ることになる。ついで、圧電振動子の電
荷が一定の速度で放電されて圧電振動子が膨張すると、
メニスカスが可及的にノズル開口側に位置した状態でイ
ンク滴の形成が行なわれることになるから、所要のイン
ク滴の体積を得ることができる。その時一般には飛翔速
度が小さくなる。
て振動するメニスカスが、ノズル開口側に移動している
状態で、印刷タイミング信号が出力された場合、圧力発
生室１５の膨張による陰圧を受けてメニスカスを圧力発
生室側に移動させようとする力が発生するが、前記残留
振動に起因するノズル開口の外側に移動するメニスカス
自身の力のため、両者が相殺し合うことになり、上記陰
圧の作用が可及的に減じられてメニスカスが速やかにノ
ズル開口側に戻ることになる。ついで、圧電振動子の電
荷が一定の速度で放電されて圧電振動子が膨張すると、
メニスカスが可及的にノズル開口側に位置した状態でイ
ンク滴の形成が行なわれることになるから、所要のイン
ク滴の体積を得ることができる。その時一般には飛翔速
度が小さくなる。
【００２４】一方、残留振動に起因して振動するメニス
カスが、圧力発生室側に移動している状態で、印刷タイ
ミング信号が出力された場合、圧力発生室の膨張にる陰
圧を受けてメニスカスを圧力発生室側に移動しようとと
ころに、さらに前記残留振動に起因する移動が重なっ
て、メニスカスが圧力発生室の奥側に移動し、ノズル開
口への復帰が遅れることになる。ついで、圧電振動子の
電荷が一定の速度で放電されて圧電振動子が膨張する
と、メニスカスがノズル開口から圧力発生室側に引き込
んだ状態でインク滴の形成が行なわれることになるか
ら、インク滴の体積が小さくなり、飛翔速度が大きくな
る。
カスが、圧力発生室側に移動している状態で、印刷タイ
ミング信号が出力された場合、圧力発生室の膨張にる陰
圧を受けてメニスカスを圧力発生室側に移動しようとと
ころに、さらに前記残留振動に起因する移動が重なっ
て、メニスカスが圧力発生室の奥側に移動し、ノズル開
口への復帰が遅れることになる。ついで、圧電振動子の
電荷が一定の速度で放電されて圧電振動子が膨張する
と、メニスカスがノズル開口から圧力発生室側に引き込
んだ状態でインク滴の形成が行なわれることになるか
ら、インク滴の体積が小さくなり、飛翔速度が大きくな
る。
【００２５】このように、メニスカスの位置によって同
一エネルギで圧電振動子を駆動しても、形成されるイン
ク滴のサイズや速度が大幅に変動し、結果として記録媒
体に形成されるドットのサイズにばらつきが生じて印刷
品質の低下を招くことになる。
一エネルギで圧電振動子を駆動しても、形成されるイン
ク滴のサイズや速度が大幅に変動し、結果として記録媒
体に形成されるドットのサイズにばらつきが生じて印刷
品質の低下を招くことになる。
【００２６】図４は、上述したような残留振動に起因す
るメニスカスの振動を積極的に利用して、印刷品質の低
下を招くことなく印刷速度の向上を図ることができる本
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４３は、１段のシフトレジスタで、記録ヘッドの単位
距離走行に伴って発生する端子４２からの印刷タイミン
グ信号に同期して、端子４４に入力される印刷データの
有無を示す信号を出力する。この印刷データの有無信号
とは、後述する駆動信号発生回路４９に接続された複数
の圧電振動体８、８の少なくとも１つを駆動する場合
に、印刷データが存在することを示すものである。この
シフトレジスタ４３の出力と、印刷タイミング信号は、
第１のアンドゲート４０に入力されており、この第１の
アンドゲート４０には、更に端子４１からの印刷区間信
号、つまり記録ヘッドが印刷領域を走行中であることを
示す信号が入力されている。これにより、第１のアンド
ゲート４０は、印刷データが存在する場合に、印刷タイ
ミング信号に一致した信号を出力する。
るメニスカスの振動を積極的に利用して、印刷品質の低
下を招くことなく印刷速度の向上を図ることができる本
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４３は、１段のシフトレジスタで、記録ヘッドの単位
距離走行に伴って発生する端子４２からの印刷タイミン
グ信号に同期して、端子４４に入力される印刷データの
有無を示す信号を出力する。この印刷データの有無信号
とは、後述する駆動信号発生回路４９に接続された複数
の圧電振動体８、８の少なくとも１つを駆動する場合
に、印刷データが存在することを示すものである。この
シフトレジスタ４３の出力と、印刷タイミング信号は、
第１のアンドゲート４０に入力されており、この第１の
アンドゲート４０には、更に端子４１からの印刷区間信
号、つまり記録ヘッドが印刷領域を走行中であることを
示す信号が入力されている。これにより、第１のアンド
ゲート４０は、印刷データが存在する場合に、印刷タイ
ミング信号に一致した信号を出力する。
【００２７】端子４１の印刷区間信号は、また第２のア
ンドゲート４５に入力し、さらにエッジ検出回路５４を
介してフリップフロップ４７にも入力している。エッジ
検出回路５４は、印刷区間信号が出力された時点、つま
り記録ヘッドが印刷領域に入った時点を検出して、フリ
ップフロップ４７をセットする。フィリップフロップ４
７の出力は、セレクタ４６の端子Ｓに入力されており、
端子ＳがＨレベルの場合は、第１のアンドゲート４０の
出力を、Ｌレベルの場合は、第２のアンドゲート４５の
出力を選択して、圧力発生室膨張信号発生手段としての
充電信号生成回路４８へ充電トリガ信号を出力する。充
電信号生成回路４８は、セレクタ４６からの充電トリガ
信号により起動して、パルス幅Ｐwcの充電信号Ｐcを図
３に示したものと同様の構成を持つ駆動信号発生回路４
９の端子ＩＮ1に出力するものである。
ンドゲート４５に入力し、さらにエッジ検出回路５４を
介してフリップフロップ４７にも入力している。エッジ
検出回路５４は、印刷区間信号が出力された時点、つま
り記録ヘッドが印刷領域に入った時点を検出して、フリ
ップフロップ４７をセットする。フィリップフロップ４
７の出力は、セレクタ４６の端子Ｓに入力されており、
端子ＳがＨレベルの場合は、第１のアンドゲート４０の
出力を、Ｌレベルの場合は、第２のアンドゲート４５の
出力を選択して、圧力発生室膨張信号発生手段としての
充電信号生成回路４８へ充電トリガ信号を出力する。充
電信号生成回路４８は、セレクタ４６からの充電トリガ
信号により起動して、パルス幅Ｐwcの充電信号Ｐcを図
３に示したものと同様の構成を持つ駆動信号発生回路４
９の端子ＩＮ1に出力するものである。
【００２８】符号５０は第１の遅延回路で、前述の印字
タイミング信号に一致した第１のアンドゲート４０の出
力を所定時間（Ｐwc＋Ｐwh）遅延して放電トリガ信号を
形成して、圧力発生室収縮信号発生手段としての放電信
号生成回路５１に出力するものである。第１の遅延回路
５０からの放電トリガ信号で放電信号生成回路５１が起
動して、インク滴を吐出するに適したパルス幅Ｐwdの放
電信号Ｐdを駆動信号発生回路４９の端子ＩＮ2に出力す
る。
タイミング信号に一致した第１のアンドゲート４０の出
力を所定時間（Ｐwc＋Ｐwh）遅延して放電トリガ信号を
形成して、圧力発生室収縮信号発生手段としての放電信
号生成回路５１に出力するものである。第１の遅延回路
５０からの放電トリガ信号で放電信号生成回路５１が起
動して、インク滴を吐出するに適したパルス幅Ｐwdの放
電信号Ｐdを駆動信号発生回路４９の端子ＩＮ2に出力す
る。
【００２９】符号５２は、インク滴生成終了時点検出手
段としての放電終了検出回路で、放電信号Ｐdの立ち下
がり時点を検出して放電の終了、つまりインク滴の吐出
終了時点に一致して信号を出力するもので、この信号は
第２の遅延回路５３を介してフリップフロップ４７のリ
セット端子Ｒに入力するとともに、次の充電トリガ信号
とすべく第２のアンドゲート４５にも入力されている。
段としての放電終了検出回路で、放電信号Ｐdの立ち下
がり時点を検出して放電の終了、つまりインク滴の吐出
終了時点に一致して信号を出力するもので、この信号は
第２の遅延回路５３を介してフリップフロップ４７のリ
セット端子Ｒに入力するとともに、次の充電トリガ信号
とすべく第２のアンドゲート４５にも入力されている。
【００３０】第２の遅延回路５３に設定されている遅延
時間は、放電が終了した時点、つまりノズル開口からの
インク滴の吐出が終了し、これに付随して生じるメニス
カスの振動がノズル開口側に移動を開始した時点で、第
２のアンドゲート４５から充電トリガ信号が出力するよ
うに、放電終了時点から時間ΔＴだけ遅延した時間が設
定されている。なお図中符号Ｔｒ、Ｔｒは、印刷タイミ
ング信号に同期して各端子Ｄ1、Ｄ2に出力される各印刷
データによりオンとなって、駆動信号発生回路４９の出
力を印刷対象となる圧電振動子８、８・・に印加するた
めのトランジスタを示す。
時間は、放電が終了した時点、つまりノズル開口からの
インク滴の吐出が終了し、これに付随して生じるメニス
カスの振動がノズル開口側に移動を開始した時点で、第
２のアンドゲート４５から充電トリガ信号が出力するよ
うに、放電終了時点から時間ΔＴだけ遅延した時間が設
定されている。なお図中符号Ｔｒ、Ｔｒは、印刷タイミ
ング信号に同期して各端子Ｄ1、Ｄ2に出力される各印刷
データによりオンとなって、駆動信号発生回路４９の出
力を印刷対象となる圧電振動子８、８・・に印加するた
めのトランジスタを示す。
【００３１】次に、この様に構成した装置の動作を図５
に示したタイミング図に基づいて説明する。所定の領域
に印刷を行わせる指令がホストコンピュータからプリン
タに入力されると、図示せぬ制御部より記録ヘッドを印
刷領域に向かって移動させる指令が発せられ、記録ヘッ
ドは印刷領域に向かって移動を開始する。そして、印刷
開始位置に記録ヘッドが達すると、端子４１に印刷区間
信号が入力する。この印刷区間信号によりフリップフロ
ップ４７はセットされ、セレクタ４６の端子ＳはＨレベ
ルになる。これにより充電信号生成回路４８を起動する
充電トリガ信号として第１のアンドゲート４０からの出
力が選択される。
に示したタイミング図に基づいて説明する。所定の領域
に印刷を行わせる指令がホストコンピュータからプリン
タに入力されると、図示せぬ制御部より記録ヘッドを印
刷領域に向かって移動させる指令が発せられ、記録ヘッ
ドは印刷領域に向かって移動を開始する。そして、印刷
開始位置に記録ヘッドが達すると、端子４１に印刷区間
信号が入力する。この印刷区間信号によりフリップフロ
ップ４７はセットされ、セレクタ４６の端子ＳはＨレベ
ルになる。これにより充電信号生成回路４８を起動する
充電トリガ信号として第１のアンドゲート４０からの出
力が選択される。
【００３２】そして、最初のドットの印刷時点で、端子
４２の印刷タイミング信号に一致して、第１のアンドゲ
ート４０からの充電トリガ信号がセレクタ４６を介して
充電信号生成回路４８に入力すると、これを受けて充電
信号生成回路４８からは、パルス幅Ｐwcの充電信号Ｐc
が駆動信号発生回路４９の端子ＩＮ1に出力される。こ
れにより駆動信号発生回路４９は、時間Ｔ1から一定傾
斜の充電電圧信号を出力する。この充電電圧信号は、各
圧電振動子８に出力されるが、各圧電振動子８の他方の
端子は各トランジスタＴｒに接続されているので、端子
Ｄ1、Ｄ2、・・・にドットを形成するための印刷データ
が入力されていて、オン状態となっているＴｒに接続さ
れたものだけが選択的に充電される。
４２の印刷タイミング信号に一致して、第１のアンドゲ
ート４０からの充電トリガ信号がセレクタ４６を介して
充電信号生成回路４８に入力すると、これを受けて充電
信号生成回路４８からは、パルス幅Ｐwcの充電信号Ｐc
が駆動信号発生回路４９の端子ＩＮ1に出力される。こ
れにより駆動信号発生回路４９は、時間Ｔ1から一定傾
斜の充電電圧信号を出力する。この充電電圧信号は、各
圧電振動子８に出力されるが、各圧電振動子８の他方の
端子は各トランジスタＴｒに接続されているので、端子
Ｄ1、Ｄ2、・・・にドットを形成するための印刷データ
が入力されていて、オン状態となっているＴｒに接続さ
れたものだけが選択的に充電される。
【００３３】充電を受ける圧電振動子８は、前述したよ
うに一定の速度で収縮して圧力発生室１５を一定の速度
で膨張させる。このようにして充電信号Ｐcのパルス幅
Ｐwcに一致する時間が経過した段階（Ｔ2）では電源電
圧Ｖ0まで十分充電がなされ、以降この電圧Ｖ0が保持さ
れる。
うに一定の速度で収縮して圧力発生室１５を一定の速度
で膨張させる。このようにして充電信号Ｐcのパルス幅
Ｐwcに一致する時間が経過した段階（Ｔ2）では電源電
圧Ｖ0まで十分充電がなされ、以降この電圧Ｖ0が保持さ
れる。
【００３４】第１のアンドゲート４０から充電トリガ信
号が出力した時点から第１の遅延回路５０で規定される
時間が経過した段階（Ｔ3）で、第１の遅延回路５０が
放電トリガ信号を放電信号生成回路５１に出力する。こ
の放電トリガ信号を受けて、放電生成回路５１はパルス
幅Ｐwdの放電信号Ｐdを駆動信号発生回路４９の端子Ｉ
Ｎ2に出力する。これにより駆動信号発生回路４９は一
定傾斜の放電電圧信号を発生する。これにより圧電振動
子８に蓄積された電荷は、一定速度で放電されて、圧電
振動子８は、一定速度で伸張する。圧力発生室１５は、
圧電振動子８の伸張に一致して収縮し、ノズル開口２よ
りインク滴を吐出する。
号が出力した時点から第１の遅延回路５０で規定される
時間が経過した段階（Ｔ3）で、第１の遅延回路５０が
放電トリガ信号を放電信号生成回路５１に出力する。こ
の放電トリガ信号を受けて、放電生成回路５１はパルス
幅Ｐwdの放電信号Ｐdを駆動信号発生回路４９の端子Ｉ
Ｎ2に出力する。これにより駆動信号発生回路４９は一
定傾斜の放電電圧信号を発生する。これにより圧電振動
子８に蓄積された電荷は、一定速度で放電されて、圧電
振動子８は、一定速度で伸張する。圧力発生室１５は、
圧電振動子８の伸張に一致して収縮し、ノズル開口２よ
りインク滴を吐出する。
【００３５】放電信号Ｐdのパルス幅により規定される
時間が経過した時点（Ｔ4）で、放電終了検出回路５２
は放電信号の立ち下がりを検出して信号を出力する。こ
の信号は第２の遅延回路５３により所定時間ΔＴだけ遅
延され、フリップフロップ４７のリセット端子Ｒに入力
してこれをリセットするのでセレクタ４６の端子ＳはＬ
レベルになり、以降セレクタ４６は第２のアンドゲート
４５の出力を選択することになる。
時間が経過した時点（Ｔ4）で、放電終了検出回路５２
は放電信号の立ち下がりを検出して信号を出力する。こ
の信号は第２の遅延回路５３により所定時間ΔＴだけ遅
延され、フリップフロップ４７のリセット端子Ｒに入力
してこれをリセットするのでセレクタ４６の端子ＳはＬ
レベルになり、以降セレクタ４６は第２のアンドゲート
４５の出力を選択することになる。
【００３６】同時に第２のアンドゲート４５にも入力す
る第２の遅延回路５３の出力信号は、そのまま充電トリ
ガ信号として充電信号生成回路４８に出力される。これ
によりメニスカスがノズル開口側へ移動を行っている領
域（図５中符号ａにより示す領域）のＴ1’時点で充電
信号生成回路４８から充電信号Ｐcが出力することにな
る。
る第２の遅延回路５３の出力信号は、そのまま充電トリ
ガ信号として充電信号生成回路４８に出力される。これ
によりメニスカスがノズル開口側へ移動を行っている領
域（図５中符号ａにより示す領域）のＴ1’時点で充電
信号生成回路４８から充電信号Ｐcが出力することにな
る。
【００３７】この充電信号Ｐcで圧電振動子８の収縮を
開始する時点は、直前のインク滴形成に伴ってメニスカ
スが振動状態で、しかもメニスカスが圧力発生室１５か
らノズル開口２に向かう運動を行っているので、この時
点で充電信号Ｐcにより圧力発生室１５を膨張させる
と、この膨張に起因するメニスカスを後退させる力は、
前記インク吐出後のメニスカスのノズル開口側に向かお
うとする力と相殺されることになる。したがって、メニ
スカスは圧力発生室１５の膨張に起因する後退量が極め
て小さくなり、速やかにノズル開口に復帰する。すなわ
ち、これは充電信号Ｐcの時間を短縮できることを意味
する。そして充電信号Ｐcのパルス幅Ｐwcに一致する時
間が経過した時点（Ｔ2’）では、圧電振動子８は十分
電源電圧Ｖ0まで充電されてホールド状態となってい
る。
開始する時点は、直前のインク滴形成に伴ってメニスカ
スが振動状態で、しかもメニスカスが圧力発生室１５か
らノズル開口２に向かう運動を行っているので、この時
点で充電信号Ｐcにより圧力発生室１５を膨張させる
と、この膨張に起因するメニスカスを後退させる力は、
前記インク吐出後のメニスカスのノズル開口側に向かお
うとする力と相殺されることになる。したがって、メニ
スカスは圧力発生室１５の膨張に起因する後退量が極め
て小さくなり、速やかにノズル開口に復帰する。すなわ
ち、これは充電信号Ｐcの時間を短縮できることを意味
する。そして充電信号Ｐcのパルス幅Ｐwcに一致する時
間が経過した時点（Ｔ2’）では、圧電振動子８は十分
電源電圧Ｖ0まで充電されてホールド状態となってい
る。
【００３８】その後、印刷タイミング信号が入力した時
点（Ｔ3’）で印刷データが存在すると、第１の遅延回
路５０で規定された時間後のＴ4’で放電信号Ｐdが出力
して、圧電振動子８を伸張させ圧力発生室１５を圧縮し
て、インク滴を吐出させる。なお、既に時間Ｔ2’で圧
力発生室１５の膨張行程が終了しているので、図示する
正規の印刷タイミング信号が入力するよりも以前の段階
（Ｔ3”）で印刷タイミング信号が入力してもインク滴
の吐出が可能となる。
点（Ｔ3’）で印刷データが存在すると、第１の遅延回
路５０で規定された時間後のＴ4’で放電信号Ｐdが出力
して、圧電振動子８を伸張させ圧力発生室１５を圧縮し
て、インク滴を吐出させる。なお、既に時間Ｔ2’で圧
力発生室１５の膨張行程が終了しているので、図示する
正規の印刷タイミング信号が入力するよりも以前の段階
（Ｔ3”）で印刷タイミング信号が入力してもインク滴
の吐出が可能となる。
【００３９】このインク滴吐出により前述したようにノ
ズル内にメニスカスの振動が発生するが、放電信号Ｐd
の出力終了時点から時間ΔＴが経過すると再び第２の遅
延回路５３から第２のアンドゲート４５に信号が入力
し、第２のアンドゲート４５からセレクタ４６を介し充
電信号Ｐcが充電信号生成回路４８に出力されて、メニ
スカスがノズル開口に向かう領域（図５ ａ）で圧力発
生室１５の膨張行程が実行される。
ズル内にメニスカスの振動が発生するが、放電信号Ｐd
の出力終了時点から時間ΔＴが経過すると再び第２の遅
延回路５３から第２のアンドゲート４５に信号が入力
し、第２のアンドゲート４５からセレクタ４６を介し充
電信号Ｐcが充電信号生成回路４８に出力されて、メニ
スカスがノズル開口に向かう領域（図５ ａ）で圧力発
生室１５の膨張行程が実行される。
【００４０】すなわち、従来はインク滴形成後、次の印
刷タイミング信号のタイミングにより圧力発生室１５を
膨張させていたものを、本発明においては上述したよう
に、直前のインク滴形成動作の終了時点を基準にして圧
力発生室１５の膨張動作開始時点を規定しているため、
前回のインク滴形成に起因して生じたメニスカスの運動
がノズル開口側に移動している状態で圧力発生室１５を
膨張させて、圧力発生室１５の膨張に付随して生じるメ
ニスカスを後退させようとする力をメニスカス自信の運
動により打ち消すことができるため、短いパルス幅Ｐwc
であっても、メニスカスをノズル先端に復帰させた状態
で、圧電振動子８を伸長させてインク滴を吐出させるこ
とが可能となる。しかも駆動周波数によらず吐出時点で
のメニスカス位置を一定化できることになる。
刷タイミング信号のタイミングにより圧力発生室１５を
膨張させていたものを、本発明においては上述したよう
に、直前のインク滴形成動作の終了時点を基準にして圧
力発生室１５の膨張動作開始時点を規定しているため、
前回のインク滴形成に起因して生じたメニスカスの運動
がノズル開口側に移動している状態で圧力発生室１５を
膨張させて、圧力発生室１５の膨張に付随して生じるメ
ニスカスを後退させようとする力をメニスカス自信の運
動により打ち消すことができるため、短いパルス幅Ｐwc
であっても、メニスカスをノズル先端に復帰させた状態
で、圧電振動子８を伸長させてインク滴を吐出させるこ
とが可能となる。しかも駆動周波数によらず吐出時点で
のメニスカス位置を一定化できることになる。
【００４１】図６は本発明の他の実施例を示すものであ
って、図中符号６０は、印刷データ監視手段で、前述の
シフトレジスタ４３にカスケードに接続された２段目の
シフトレジスタ６１と、これらシフトレジスタ４３、６
１の全てに信号が存在するか否かを検出するナンドゲー
ト６２からなり、印刷データが複数、この実施例では、
２ドット連続して存在する場合にだけＬ信号を出力する
よう構成されている。この印刷データ監視手段６０から
の信号は、前述のフリップフロップ４７からの信号とと
もにオアゲート６３を介してセレクタ４６の端子Ｓに出
力されるようになっている。
って、図中符号６０は、印刷データ監視手段で、前述の
シフトレジスタ４３にカスケードに接続された２段目の
シフトレジスタ６１と、これらシフトレジスタ４３、６
１の全てに信号が存在するか否かを検出するナンドゲー
ト６２からなり、印刷データが複数、この実施例では、
２ドット連続して存在する場合にだけＬ信号を出力する
よう構成されている。この印刷データ監視手段６０から
の信号は、前述のフリップフロップ４７からの信号とと
もにオアゲート６３を介してセレクタ４６の端子Ｓに出
力されるようになっている。
【００４２】この実施例において印刷のために移動を開
始した記録ヘッドが印刷領域の１つ手前の位置に達する
と、端子４４に印刷データの有無信号の入力が始まっ
て、最初の記録位置のものが印刷タイミング信号に同期
してシフトレジスタ４３に記憶される。そして次の印刷
タイミング、つまり印刷領域に達した段階では、現在の
印刷タイミングで対象とする印刷データの有り無し信号
がシフトレジスタ６１に、次の印刷タイミングで対象と
する印刷データの有り無し信号がシフトレジスタ４３に
記憶される。
始した記録ヘッドが印刷領域の１つ手前の位置に達する
と、端子４４に印刷データの有無信号の入力が始まっ
て、最初の記録位置のものが印刷タイミング信号に同期
してシフトレジスタ４３に記憶される。そして次の印刷
タイミング、つまり印刷領域に達した段階では、現在の
印刷タイミングで対象とする印刷データの有り無し信号
がシフトレジスタ６１に、次の印刷タイミングで対象と
する印刷データの有り無し信号がシフトレジスタ４３に
記憶される。
【００４３】このようにして印刷領域にあっては、印刷
データ監視手段６０には、現在と次の印刷データの有り
無し信号が記憶され、この２つの信号をナンドゲート６
２に出力して連続したドットの形成があるか否かを判別
する。ナンドゲート６２からは、連続したドットの形成
がある場合にだけＬレベルの信号がオアゲート６３に出
力される。この場合、セレクタ４６の端子Ｓはフィリッ
プフロップ４７の出力信号レベルと一致し、図４に示し
た実施例と同様の動作をすることになる。つまり、直前
のインク滴形成動作の終了時点を基準にして、インク滴
形成に起因して生じたメニスカスの運動がノズル開口側
に移動する時間（ΔＴ）の経過後に充電トリガ信号を充
電信号生成回路４８に出力する。なお、印刷すべきドッ
トが連続する場合であっても第１のアンドゲート４０か
らも信号が出力されることになるが、印刷すべきドット
が連続する場合にはセレクタ４６により第２のアンドゲ
ート４５からの信号を共に選択しているので、充電信号
生成回路４８は直前のインク滴吐出動作を基準として作
動することになる。
データ監視手段６０には、現在と次の印刷データの有り
無し信号が記憶され、この２つの信号をナンドゲート６
２に出力して連続したドットの形成があるか否かを判別
する。ナンドゲート６２からは、連続したドットの形成
がある場合にだけＬレベルの信号がオアゲート６３に出
力される。この場合、セレクタ４６の端子Ｓはフィリッ
プフロップ４７の出力信号レベルと一致し、図４に示し
た実施例と同様の動作をすることになる。つまり、直前
のインク滴形成動作の終了時点を基準にして、インク滴
形成に起因して生じたメニスカスの運動がノズル開口側
に移動する時間（ΔＴ）の経過後に充電トリガ信号を充
電信号生成回路４８に出力する。なお、印刷すべきドッ
トが連続する場合であっても第１のアンドゲート４０か
らも信号が出力されることになるが、印刷すべきドット
が連続する場合にはセレクタ４６により第２のアンドゲ
ート４５からの信号を共に選択しているので、充電信号
生成回路４８は直前のインク滴吐出動作を基準として作
動することになる。
【００４４】一方連続するドット形成がない場合は、ナ
ンドゲート６２はＨレベルの信号をオアゲート６３に出
力する。この場合、セレクタ４６の端子ＳはＨレベルと
なるから、充電トリガ信号の選択を第１のアンドゲート
４０からの出力に選択する。つまり、次の印刷タイミン
グで記録するドットが無い場合は、従来通り記録するド
ットがある印刷タイミングの発生まで充電トリガ信号の
出力を待つ。この結果、複数ビット連続して空白が続い
てインク吐出が必要ない場合には、図７に示したように
圧電振動子８、８が無電圧状態に維持されることにな
り、圧電振動子８、８に無用な電圧の印可がなく、圧電
振動子８、８の寿命を延長することができる。いうまで
もなく、数ビット連続して休止状態におかれているか
ら、ドットを形成するために充電信号が印可された時に
は、既にメニスカスが静止している状態で印刷動作が開
始されるから、印刷品質の低下を来たすことはなく、し
かも印刷速度を低下させることにはならない。
ンドゲート６２はＨレベルの信号をオアゲート６３に出
力する。この場合、セレクタ４６の端子ＳはＨレベルと
なるから、充電トリガ信号の選択を第１のアンドゲート
４０からの出力に選択する。つまり、次の印刷タイミン
グで記録するドットが無い場合は、従来通り記録するド
ットがある印刷タイミングの発生まで充電トリガ信号の
出力を待つ。この結果、複数ビット連続して空白が続い
てインク吐出が必要ない場合には、図７に示したように
圧電振動子８、８が無電圧状態に維持されることにな
り、圧電振動子８、８に無用な電圧の印可がなく、圧電
振動子８、８の寿命を延長することができる。いうまで
もなく、数ビット連続して休止状態におかれているか
ら、ドットを形成するために充電信号が印可された時に
は、既にメニスカスが静止している状態で印刷動作が開
始されるから、印刷品質の低下を来たすことはなく、し
かも印刷速度を低下させることにはならない。
【００４５】なお、上述の実施例においてはインク滴形
成動作を、圧力発生室を最初に膨張させ、ついで収縮さ
せる形式のものに例を採って説明したが、図８に示した
ようなｄ33型圧電振動子７０、７０、つまり伸縮方向に
電極を配置して充電により伸長し、また放電により収縮
する形式の圧電振動子を使用した記録ヘッドに対しても
同様に適用することができる。すなわち、インク滴形成
に適した時間となるように充電信号Ｐcのパルス幅Ｐwc
を、またホールド期間Ｐwhをインク滴形成後にメニスカ
スがノズル開口側に移動を行っている領域で圧力発生室
の膨張を開始させることができる時間時間ΔＴに設定
し、さらに放電信号Ｐdのパルス幅をＰwdにそれぞれ設
定しておく。
成動作を、圧力発生室を最初に膨張させ、ついで収縮さ
せる形式のものに例を採って説明したが、図８に示した
ようなｄ33型圧電振動子７０、７０、つまり伸縮方向に
電極を配置して充電により伸長し、また放電により収縮
する形式の圧電振動子を使用した記録ヘッドに対しても
同様に適用することができる。すなわち、インク滴形成
に適した時間となるように充電信号Ｐcのパルス幅Ｐwc
を、またホールド期間Ｐwhをインク滴形成後にメニスカ
スがノズル開口側に移動を行っている領域で圧力発生室
の膨張を開始させることができる時間時間ΔＴに設定
し、さらに放電信号Ｐdのパルス幅をＰwdにそれぞれ設
定しておく。
【００４６】そして直前にインク滴が形成された場合に
は、インク滴形成終了時点Ｔ2（図９）を前述した放電
終了検出回路５２と同等の手段により検出し、この時点
から一定時間、つまりインク滴形成により生じたメニス
カスの振動がノズル開口に向かうに領域aを指定できる
に必要な時間ΔＴを設定できる信号遅延手段を介して放
電信号生成手段を起動する。
は、インク滴形成終了時点Ｔ2（図９）を前述した放電
終了検出回路５２と同等の手段により検出し、この時点
から一定時間、つまりインク滴形成により生じたメニス
カスの振動がノズル開口に向かうに領域aを指定できる
に必要な時間ΔＴを設定できる信号遅延手段を介して放
電信号生成手段を起動する。
【００４７】これにより、インク滴形成後に一定電圧Ｖ
0に保持されて伸長状態に保持されている圧電振動子
は、メニスカスがノズル開口に移動し始めた領域ａの何
れかの時点（Ｔ3）でその電荷を放電することになる。
したがって、メニスカスがノズル開口に移動し始めた段
階で圧力発生室１５の膨張工程が開始されるため、前述
した形式の記録ヘッドと同様にインク滴吐出時点にはメ
ニスカスをノズル先端付近に位置させることができる。
0に保持されて伸長状態に保持されている圧電振動子
は、メニスカスがノズル開口に移動し始めた領域ａの何
れかの時点（Ｔ3）でその電荷を放電することになる。
したがって、メニスカスがノズル開口に移動し始めた段
階で圧力発生室１５の膨張工程が開始されるため、前述
した形式の記録ヘッドと同様にインク滴吐出時点にはメ
ニスカスをノズル先端付近に位置させることができる。
【００４８】
【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、ノズル開口に連通する圧力発生室と、圧力発生室を
加圧する圧電振動子とからなるインクジェット記録ヘッ
ドと、圧電振動子をインク滴を形成するに適した速度で
伸長させる第１の電圧波形と、伸長状態もしくは収縮状
態を保持させる第２の電圧と、圧電振動子を圧力発生室
にインクを吸引するに適した速度で収縮させる第３の電
圧波形とを生成する駆動信号発生手段と,第１の電圧波
形によるインク滴生成過程が終了した時点を検出するイ
ンク滴生成終了時点検出手段と、インク滴生成終了時点
検出手段からの信号を、インク滴生成過程で生じたメニ
スカスの振動がノズル開口に向かう運動に切り替わるま
での時間ΔＴだけ遅延させる遅延手段と、遅延手段から
の信号により第３の電圧波形を発生させる圧力発生室膨
張信号発生手段と、印刷タイミング信号により前記第１
の電圧波形を発生させる圧力発生室収縮信号発生手段と
を備えるようにしたので、インク滴吐出周期に関りな
く、インク滴吐出後にメニスカスがノズル開口側に移動
する領域で圧力発生室が膨張するため、インク滴噴射時
におけるメニスカスの位置を可及的にノズル先端付近に
位置させることができて、印刷速度の向上を図ることが
できるとともに、駆動周波数による印刷品質の変動を防
ぐことができる。
は、ノズル開口に連通する圧力発生室と、圧力発生室を
加圧する圧電振動子とからなるインクジェット記録ヘッ
ドと、圧電振動子をインク滴を形成するに適した速度で
伸長させる第１の電圧波形と、伸長状態もしくは収縮状
態を保持させる第２の電圧と、圧電振動子を圧力発生室
にインクを吸引するに適した速度で収縮させる第３の電
圧波形とを生成する駆動信号発生手段と,第１の電圧波
形によるインク滴生成過程が終了した時点を検出するイ
ンク滴生成終了時点検出手段と、インク滴生成終了時点
検出手段からの信号を、インク滴生成過程で生じたメニ
スカスの振動がノズル開口に向かう運動に切り替わるま
での時間ΔＴだけ遅延させる遅延手段と、遅延手段から
の信号により第３の電圧波形を発生させる圧力発生室膨
張信号発生手段と、印刷タイミング信号により前記第１
の電圧波形を発生させる圧力発生室収縮信号発生手段と
を備えるようにしたので、インク滴吐出周期に関りな
く、インク滴吐出後にメニスカスがノズル開口側に移動
する領域で圧力発生室が膨張するため、インク滴噴射時
におけるメニスカスの位置を可及的にノズル先端付近に
位置させることができて、印刷速度の向上を図ることが
できるとともに、駆動周波数による印刷品質の変動を防
ぐことができる。
【図１】本発明に使用するインクジェット式記録ヘッド
の一実施例を示す組み立て斜視図である。
の一実施例を示す組み立て斜視図である。
【図２】同上装置における圧力発生室近傍を拡大して示
す断面図である。
す断面図である。
【図３】オンデマンド型インクジェット式記録ヘッドを
駆動するために台形状の駆動信号を発生する駆動回路の
一例を示す回路図である。
駆動するために台形状の駆動信号を発生する駆動回路の
一例を示す回路図である。
【図４】本発明の第１実施例を示す構成図である。
【図５】同上装置の動作を印刷タイミングでもって示す
図である。
図である。
【図６】本発明の第２実施例を示す構成図である。
【図７】同上装置の動作を印刷タイミングでもって示す
図である。
図である。
【図８】本発明が適用可能な押打式のインクジェット式
記録ヘッドの一例を示す断面図である。
記録ヘッドの一例を示す断面図である。
【図９】本発明の第３実施例を、印刷タイミングでもっ
て示す図である。
て示す図である。
【図１０】従来のインクジェット式記録装置における印
刷タイミングを示す説明図である。
刷タイミングを示す説明図である。
１ ノズルプレート ２ ノズル開口 ４ スペーサ ５ 振動板 ７ 圧電振動子ユニット ８ 圧電振動子 ４９ 駆動信号発生回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 2/205 9012−2Ｃ Ｂ４１Ｊ 3/04 １０３ Ｘ
Claims (3)
- 【請求項１】 ノズル開口に連通する圧力発生室と、該
圧力発生室を加圧する圧電振動子とからなるインクジェ
ット記録ヘッドと、 前記圧電振動子をインク滴を形成するに適した速度で伸
長させる第１の電圧波形と、伸長状態もしくは収縮状態
を保持させる第２の電圧と、前記圧電振動子を圧力発生
室にインクを吸引するに適した速度で収縮させる第３の
電圧波形とを生成する駆動信号発生手段と前記第１の電
圧波形によるインク滴生成過程が終了した時点を検出す
るインク滴生成終了時点検出手段と、インク滴生成終了
時点検出手段からの信号を、前記インク滴生成過程で生
じたメニスカスの振動がノズル開口に向かう運動に切り
替わるまでの時間ΔＴだけ遅延させる遅延手段と、該遅
延手段からの信号により前記第３の電圧波形を発生させ
る圧力発生室膨張信号発生手段と、印刷タイミング信号
により前記第１の電圧波形を発生させる圧力発生室収縮
信号発生手段とからなるインクジェット式記録装置。 - 【請求項２】 前記圧力膨張信号発生手段は、印刷開始
当初には印刷タイミング信号により起動する請求項１の
インクジェット式記録装置。 - 【請求項３】 前記遅延手段からの信号と印刷タイミン
グ信号とを選択する切換手段と、印刷すべきデータが連
続して存在する否かを検出して前記切換手段を作動させ
る手段とを備え、印刷すべきデータが連続する場合には
前記遅延手段からの信号に基づいて前記圧力発生室膨張
信号発生手段が作動する請求項１のインクジェット式記
録装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28404093A JP3237685B2 (ja) | 1992-11-05 | 1993-10-18 | インクジェット式記録装置 |
| US08/145,643 US5521619A (en) | 1992-11-05 | 1993-11-04 | Ink jet type recording apparatus that controls into meniscus vibrations |
| EP93117999A EP0596530B1 (en) | 1992-11-05 | 1993-11-05 | Ink jet type recording apparatus |
| DE69312634T DE69312634T2 (de) | 1992-11-05 | 1993-11-05 | Tintenstrahlaufzeichnungsgerät |
| SG1996004712A SG46440A1 (en) | 1992-11-05 | 1993-11-06 | Ink jet type recording apparatus |
| HK98100732A HK1001750A1 (en) | 1992-11-05 | 1998-01-27 | Ink jet type recording apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-296107 | 1992-11-05 | ||
| JP29610792 | 1992-11-05 | ||
| JP28404093A JP3237685B2 (ja) | 1992-11-05 | 1993-10-18 | インクジェット式記録装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06218928A true JPH06218928A (ja) | 1994-08-09 |
| JP3237685B2 JP3237685B2 (ja) | 2001-12-10 |
Family
ID=26555295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28404093A Expired - Lifetime JP3237685B2 (ja) | 1992-11-05 | 1993-10-18 | インクジェット式記録装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5521619A (ja) |
| EP (1) | EP0596530B1 (ja) |
| JP (1) | JP3237685B2 (ja) |
| DE (1) | DE69312634T2 (ja) |
| HK (1) | HK1001750A1 (ja) |
| SG (1) | SG46440A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US5980015A (en) * | 1995-04-19 | 1999-11-09 | Seiko Epson Corporation | Ink jet printing head embodiment with drive signal circuit outputting different drive signals each printing period and with selecting circuit applying one of the signals to piezoelectric elements that expand and contract pressure generating chambers |
| US6471316B1 (en) | 1998-12-09 | 2002-10-29 | Nec Corporation | Ink-jet printer in which high speed printing is possible |
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| JP2007176065A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Seiko Epson Corp | 液体噴射装置 |
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| JP2013075458A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Brother Industries Ltd | 液体吐出装置 |
Families Citing this family (33)
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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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| JPH08323982A (ja) * | 1995-03-29 | 1996-12-10 | Sony Corp | 液体噴射記録装置 |
| JPH0952360A (ja) * | 1995-04-21 | 1997-02-25 | Seiko Epson Corp | インクジェット式記録装置 |
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| JP4110819B2 (ja) * | 2002-04-09 | 2008-07-02 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | インクジェット記録方法 |
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