JPH0623983A - インクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録装置

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JPH0623983A
JPH0623983A JP17790392A JP17790392A JPH0623983A JP H0623983 A JPH0623983 A JP H0623983A JP 17790392 A JP17790392 A JP 17790392A JP 17790392 A JP17790392 A JP 17790392A JP H0623983 A JPH0623983 A JP H0623983A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
charging
piezoelectric element
discharging
piezoelectric elements
Prior art date
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Pending
Application number
JP17790392A
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English (en)
Inventor
Hiroaki Tojo
博明 東條
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 マルチノズル・オンデマンド型インクジェッ
ト記録ヘッドの駆動回路における漂遊容量の影響を軽減
して印字品質の劣化を防ぐ。 【構成】 ダミー負荷部27を設け、圧電素子4−1〜
4−nの駆動に同期してダミー負荷部27の、容量性負
荷26を駆動することにより、圧電素子の充放電時定数
を変化させる回路基板の漂遊容量21の影響を軽減し印
字品質の劣化を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はインク滴の吐出によって
記録するところのインクジェット記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】まずインクジェット記録ヘッドの動作原
理を説明する。図2は、インク加圧室の一部の壁面に設
けた圧電素子に駆動パルスを印加してノズルよりインク
滴を吐出し記録を行なうインクジェット記録ヘッドの一
例である。図2の13はインクタンク、10はインクタ
ンクと連通したインク加圧室、4は圧電素子、12は振
動板、11はノズルである。図3は上記インクジェット
記録ヘッドの駆動回路である。図4(a)〜(c)は上
記インクジェット記録ヘッドの駆動タイミングチャート
及び駆動電圧波形である。図2、図3、図4によりイン
クジェット記録ヘッドの動作を説明する。図4の時刻t
1 以前においてはトランジスタ7、トランジスタ6及び
トランジスタ5はオフ状態にあり、圧電素子4はほぼ電
圧VH に充電されている(記録装置の電源投入時に初期
動作としてトランジスタ6をオン状態として充電抵抗素
子2を介して充電を行なう。)。
【0003】この状態が待機状態であり、図5に示すよ
うに圧電素子4はたわんでいる。図3における充電抵抗
素子2(Ra )と放電抵抗素子3(Rb )の抵抗値はR
a<<Rb となっている。時刻t1 に端子aに図4
(a)の信号を印加しトランジスタ5をオン状態とする
と圧電素子4の電荷は放電抵抗素子3(Rb )を介して
放電されてゆき圧電素子4は図6に示すように加圧室の
容積を増やし加圧室にインクが引き込まれる。所定時間
T1 経過後時刻t2 においてトランジスタ5をオフ状態
にすると同時に図4(b)の信号を端子bに印加しトラ
ンジスタ7をオン状態とすることによりトランジスタ6
がオン状態となり圧電素子4は充電抵抗素子2(Ra )
を介して急激に充電され第7図に示すようにインク加圧
室10の容積が減少しノズル11よりインク滴が吐出さ
れる。
【0004】図4(c)に圧電素子4の駆動電圧波形を
示す。図4(c)の立ち下がり曲線は圧電素子4の容量
と放電抵抗素子3とトランジスタ5の通電時間(T1 )
により決定され、立ち上がり曲線は圧電素子4の容量と
充電抵抗素子2とトランジスタ6の通電時間(T2 )に
より決定される。いずれも所望の吐出特性が得られるよ
うに設定されている。
【0005】図8は、インクジェット記録ヘッドを複数
個設け、印字パターンに応じて適宜インク滴を吐出して
ドット・マトリクスにより記録を行うマルチノズル・オ
ンデマンド型のインクジェット記録ヘッドの一例であ
り、図9はその駆動回路を示す図である。図9は図3の
駆動回路をマルチノズル化したものであり、ノズル数に
対応した放電回路が構成されている。ただし充電回路に
ついては全ノズル共通となっておりノズル数に対応した
逆流防止用のダイオード1−1〜1−nを付加してあ
る。ここで図9の端子a1 〜an に印字指令が加わるこ
とにより圧電素子4−1〜4−nが選択的に駆動されイ
ンク滴が吐出されることとなる。この駆動回路について
は特開昭57−125060に開示されており、圧電素
子の数が増えた場合においても充電側のスイッチング素
子が一つで構成できるので素子数が低減できるため多く
用いられている。特に近年のインクジェット記録装置は
高印字品質化の要求に応えるべく高密度化が進み、ノズ
ル数が増える傾向にあるのでこの方式は極めて有益であ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし一般に、駆動回
路を構成した回路基板には必ず若干の漂遊容量が存在し
ており、特にノズル数が増えて回路パターンが長くなる
と圧電素子の駆動のような容量性の負荷を駆動する回路
にとっては漂遊容量の値も無視できなくなる。つまり、
図10に示すように漂遊容量21(実際には基板上のい
たるところに分布しているが圧電素子駆動回路から見る
と等価的に図10のように表せる)の存在によりD1 〜
Dn で表すような放電回路とC1 で表すような充電回路
が形成されることとなる。マルチノズル・オンデマンド
型インクジェット記録装置では所望の文字やパターンに
応じて選択的に圧電素子が駆動されるので同時に駆動さ
れる圧電素子の数も都度変わる。同時に駆動する圧電素
子数が多い場合には漂遊容量21による影響は複数ノズ
ルに分散するためほとんどあらわれないが、同時に駆動
するノズル数が少ない場合にはD1 〜Dn のうちの特定
の経路のみが放電回路となるため圧電素子の充放電の時
定数が大きく変化し、立ち上がり・立ち下がり曲線が変
化することとなり、所望のインク吐出特性が得られなく
なり印字品質の劣化を招いてしまう。この様子を図1
1、図12に示す。図11は漂遊容量の影響が全くない
場合の圧電素子の端子電圧波形(W1)と1つの圧電素
子のみを駆動した場合の圧電素子の端子電圧波形(W
2)との比較を表している。図12は漂遊容量の影響が
全くない場合の圧電素子の端子電圧波形(W1)と複数
(この場合は8つ)の圧電素子を駆動した場合の圧電素
子の電圧波形(W3)との比較を表している。W3の状
態であれば吐出特性上問題はない。このように駆動する
圧電素子の数により圧電素子の充放電の時定数が変化し
てしまう。これらの問題を未然に防ぐ一方法として回路
基板の漂遊容量そのものの低減を試みたが、基板面積の
問題とコストの問題があり有効な解決策とはなり得なか
った。
【0007】本発明の目的は上述の欠点を除去し、簡単
な構成により吐出特性を安定させ印字品質の劣化を防い
だインクジェット記録装置を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、吐出すべきイ
ンクを貯えるインク加圧室と、インク加圧室に連通する
ノズルと、インク加圧室の壁を変位させる圧電素子とを
複数組備え、圧電素子の充放電を行なう充電スイッチン
グ素子と放電スイッチング素子のうち、一方は複数組の
圧電素子の各々に個別に設け、他方は複数組の圧電素子
に共通に設け、印字指令に応じて圧電素子の充放電を行
ないインク加圧室の液圧を高めノズルからインク滴を吐
出するマルチノズル・オンデマンド型のインクジェット
記録装置において、少なくとも1つ以上の容量性負荷を
設け、容量性負荷の充放電回路のうち一方は圧電素子に
共通に設けたスイッチング素子を共用し他方は個別のス
イッチング素子を設けるとともに、圧電素子の充放電に
同期して容量性負荷の充放電を行なうことを特徴とす
る。
【0009】
【作用】上述のように容量性の負荷を駆動することによ
り駆動する圧電素子の数が少ない場合においても回路基
板の漂遊容量の影響による圧電素子の時定数の変化を低
減でき、安定したインク吐出特性が得られるので印字品
質の劣化のないインクジェット記録装置を提供できるも
のである。
【0010】
【実施例】以下、図面に示す実施例により本発明を具体
的に説明する。
【0011】本発明に用いられるインクジェット記録ヘ
ッドは従来のものと全く同じものであり図2の構造とな
っている。またマルチノズル化したインクジェット記録
ヘッドは図8の構造となっている。インクの吐出に関す
る動作は前述と全く同様である。
【0012】図1は本発明の一実施例をしめす駆動回路
図である。従来例の図6に対して、容量性負荷(コンデ
ンサ)26と充電用抵抗23とダイオード22と放電用
抵抗24と放電用トランジスタ25とにより構成される
負荷部(以後ダミー負荷部とよぶ)27が追加されてい
る。このダミー負荷部27の構成素子は、容量性負荷2
6も含めてすべて回路基板上に実装される。ダミー負荷
部27の容量性負荷26は圧電素子の印字指令のタイミ
ングに同期して4−1〜4−nの圧電素子と同様に駆動
される。(初期状態における充電動作も同様におこなわ
れる。)印字指令に応じて4−1〜4−nの圧電素子の
うち選択された圧電素子を駆動すべく端子a1 〜an 加
えられる印字信号(図4)に同期して、ダミー負荷部2
7の端子cに信号が加えられる。放電用トランジスタ2
5はこの信号によりオン状態となり容量性負荷26の電
荷は放電用抵抗24を介して放電される。このとき漂遊
容量21の電荷もダイオード22と充電用抵抗23と放
電用抵抗24を介して同時に放電される。続いて放電用
トランジスタ25はオフ状態となり図1の端子bに信号
が加えられトランジスタ6がオン状態となり圧電素子4
−1〜4−nおよび容量性負荷26に充電が行なわれ
る。(このとき漂遊容量21への充電も同時に行なわれ
る。)ここでダミー負荷部27の働きを述べる。いま選
択された圧電素子が4−1のみであったとする。ダミー
負荷部27がない場合は漂遊容量21の電荷がダイオー
ド1−1と抵抗2−1と抵抗3−1とトランジスタ5−
1を介して放電され、圧電素子4−1の放電の時定数を
変化させてしまうことは前述した通りである(図1
1)。いまダミー負荷部27の容量性負荷26を圧電素
子4−1の駆動に同期して駆動すると漂遊容量21の電
荷はダイオード1−1と抵抗2−1と抵抗3−1とトラ
ンジスタ5−1を介した放電経路と、ダイオード22と
充電用抵抗23と放電用抵抗24とトランジスタ25を
介した放電経路が形成される。ここで充電用抵抗23と
放電用抵抗24と容量性負荷26を適当な値に設定する
ことにより、ダイオード1−1と抵抗2−1と抵抗3−
1とトランジスタ5−1を介した放電経路の電荷量を制
限でき、図12にしめすような複数の圧電素子を駆動し
た場合の立ち下がり曲線に近い放電時定数が実現でき
る。充電時においても容量性負荷26と抵抗23の設定
により、複数の圧電素子を駆動した場合の立ち上がり曲
線に近い充電時定数が実現できる。駆動する圧電素子が
2つ以上になった場合ももちろん同等の効果が得られ
る。(正確には図12に示すW3により近くなる。)つ
まり駆動する圧電素子の数によらずに常にほぼ同等の充
放電特性が確保できるわけである。
【0013】ダミー負荷部27の充電用抵抗23と放電
用抵抗24と容量性負荷26の設定は記録ヘッドの吐出
特性(充放電時定数の影響度の大小)や回路基板上の漂
遊容量の大きさや分布(回路基板上の素子の配置や回路
パターンにより変化する)により異なる。基本的には複
数の圧電素子の駆動時と同等の充放電特性を得ればよい
ので、ダミー負荷部を複数回路設け、容量性負荷の容量
を圧電素子の容量と同じにするとともに充放電抵抗の抵
抗値をそれぞれ圧電素子駆動回路の抵抗値と同じにして
複数回路を同時に駆動してもよい。しかし素子数や実装
面積の点を考慮すると、一回路もしくは少数回路でほぼ
同等の特性を得るように設定するのが良策である。本実
施例では容量性負荷の容量を圧電素子の容量の数倍(2
〜5倍程度)とし、充放電抵抗の抵抗値を圧電素子駆動
回路の抵抗値の数分の一(1/2〜1/5程度)とする
ことにより、よい結果が得られた。なお本実施例のダミ
ー負荷部27の構成素子は回路基板上に実装すればよい
ので、一回路もしくは少数回路で所望の特性を確保すれ
ば極めて安価に実施できるものである。
【0014】なお、より精度の高い駆動が必要な場合
は、ダミー負荷部を複数回路設けるとともに同時に駆動
する圧電素子の数を検出する検出手段を設け、検出結果
に応じてダミー負荷部の駆動数を切り替えることで、圧
電素子の充放電時定数の補正をより細かく行ない駆動数
によらず圧電素子の充放電特性の均一性を確保するとい
った方法も考えられる。印字品質の要求水準がより高い
場合に必要に応じて採用できる。
【0015】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、簡単な構
成により駆動圧電素子が少ない場合における漂遊容量に
よる充放電時定数の変化を軽減でき、吐出特性の安定し
たインクジェット記録装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図2】インクジェット記録ヘッドの構造図である。
【図3】インクジェット記録ヘッドの駆動回路図であ
る。
【図4】インクジェット記録ヘッドの駆動タイミング図
である。
【図5】インクジェット記録ヘッドの吐出動作を説明す
る図である。
【図6】インクジェット記録ヘッドの吐出動作を説明す
る図である。
【図7】インクジェット記録ヘッドの吐出動作を説明す
る図である。
【図8】マルチノズル・オンデマンド型インクジェット
記録ヘッドの構造図である。
【図9】マルチノズル・オンデマンド型インクジェット
記録ヘッド駆動回路図である。
【図10】従来例のインクジェット記録ヘッド駆動回路
図である。
【図11】従来例の圧電素子の充放電特性を説明する図
である。
【図12】従来例の圧電素子の充放電特性を説明する図
である。
【符号の説明】
1−1、1−2、1−n ダイオード 2、2−1、2−2、2−n 抵抗素子 3、3−1、3−2、3−n 抵抗素子 4、4−1、4−2、4−n 圧電素子 5、5−1、5−2、5−n トランジスタ 6 トランジスタ 7 トランジスタ 8 駆動電源部 9 記録ヘッド 10 インク加圧室 11、11−1、11−n ノズル 12 振動板 13 インクタンク 21 漂遊容量 22 ダイオード 23 抵抗素子 24 抵抗素子 25 トランジスタ 26 容量性負荷 27 ダミー負荷部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吐出すべきインクを貯えるインク加圧室
    と、該インク加圧室に連通するノズルと、前記インク加
    圧室の壁を変位させる圧電素子とを複数組備え、該圧電
    素子の充放電を行なう充電スイッチング素子と放電スイ
    ッチング素子のうち一方は複数組の前記圧電素子の各々
    に個別に設け、他方は複数組の前記圧電素子に共通に設
    け、印字指令に応じて前記圧電素子の充放電を行ない前
    記インク加圧室の液圧を高め前記ノズルからインク滴を
    吐出するマルチノズル・オンデマンド型のインクジェッ
    ト記録装置において、少なくとも1つ以上の容量性負荷
    を設け、該容量性負荷の充放電回路のうち一方は前記圧
    電素子に共通に設けたスイッチング素子を共用し他方は
    個別のスイッチング素子を設けるとともに、前記圧電素
    子の充放電に同期して前記容量性負荷の充放電を行なう
    ことを特徴とするインクジェット記録装置。
JP17790392A 1992-07-06 1992-07-06 インクジェット記録装置 Pending JPH0623983A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17790392A JPH0623983A (ja) 1992-07-06 1992-07-06 インクジェット記録装置

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JP17790392A JPH0623983A (ja) 1992-07-06 1992-07-06 インクジェット記録装置

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ID=16039081

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JP17790392A Pending JPH0623983A (ja) 1992-07-06 1992-07-06 インクジェット記録装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005538671A (ja) * 2002-09-05 2005-12-15 バイキング テクノロジィーズ エル.シー. コンデンサを充電および放電するための装置および方法
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