JPH06344573A

JPH06344573A - インク噴射装置

Info

Publication number: JPH06344573A
Application number: JP5137796A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Sugawara; 宏人菅原
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1993-06-08
Filing date: 1993-06-08
Publication date: 1994-12-20
Anticipated expiration: 2015-12-11
Also published as: JP3116661B2

Abstract

(57)【要約】【目的】インク液滴の噴射の周波数が高く、印字の速
度が速いインク噴射装置を提供すること。【構成】（ｂ）で、インク液室１２ａ及び１２ｃ
の電極に負の駆動電圧−Ｖが印加され、インク液室１２
ａ及び１２ｃの容積が拡大状態となり、インクが供給さ
れる。（ｃ）で、インク液室１２ａ、１２ｃ及び１２ｙ
の電極に正の駆動電圧Ｖが印加され、インク液室１２ａ
及び１２ｃが拡大状態から収縮状態となり、ノズルから
インク液滴が噴射される。このとき、インク液室１２ｂ
及び１２ｄが拡大状態となり、インクが供給される。次
に、（ｄ）で、インク液室１２ｂ及び１２ｄの電極に正
の駆動電圧Ｖが印加され、インク液室１２ｂ及び１２ｄ
が拡大状態から収縮状態とされてノズルからインク液滴
が噴射される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インク噴射装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリンタヘッドとして、圧電セラ
ミックスを応用したドロップオンデマンド方式のインク
ジェットプリンタヘッドが提案されている。これは、圧
電セラミックスの変形によってインク液室の容積を変化
させることにより、その容積減少時にインク液室内のイ
ンクをノズルから液滴として噴射し、容積増大時に他方
のインク導入路からインク液室内にインクを導入するよ
うにしたものである。そして、このようなインク液室を
多数互いに近接して配置し、所望の印字データに従って
所望の位置のノズルからインク液滴を噴射させることに
より、そのノズルと対向する紙面上等に所望の文字や画
像を形成するものである。

【０００３】この種のインク噴射装置としては、例えば
特開昭６３−２４７０５１号公報、特開昭６３−２５２
７５０号公報及び特開平２−１５０３５５号公報に記載
されているものがある。図２９、図３０、図３１、図３
２及び図３３にそれら従来例の概略図を示す。以下、イ
ンク噴射装置の断面図を示す図２９によって、従来例の
構成を具体的に説明する。複数の溝１５及び該溝１５を
隔てる側壁１１を有し、かつ矢印４の方向に分極処理を
施した圧電セラミックスプレート１と、セラミックス材
料または樹脂材料等からなるカバープレート２とが、エ
ポキシ系接着剤等からなる接合層３により接合されるこ
とで、溝１５は横方向に互いに間隔を有する複数のイン
ク液室１２となる。インク液室１２は長方形断面の細長
い形状であり、側壁１１はインク液室１２の全長にわた
って伸びている。側壁１１の接着層３付近の側壁１１上
部から側壁１１中央部までの両表面には、駆動電界印加
用の金属電極１３が形成されている。全てのインク液室
１２内には、インクが充填される。

【０００４】次に、インク噴射装置の断面図を示す図３
０によって、従来例の動作を説明する。該インク噴射装
置において、所望の印字データに従って例えばインク液
室１２ｂが選択されると、金属電極１３ｅと１３ｆに急
速に正の駆動電圧が印加され、金属電極１３ｄと１３ｇ
は接地される。これにより側壁１１ｂには矢印１４ｂの
方向の駆動電界が、側壁１１ｃには矢印１４ｃの方向の
駆動電界が作用する。このとき駆動電界方向１４ｂ及び
１４ｃと分極方向４とが直交しているため、側壁１１ｂ
及び１１ｃは、圧電厚みすべり効果によってインク液室
１２ｂの内部方向に急速に変形する。この変形によって
インク液室１２ｂの容積が減少してインク液室１２ｂの
インク圧力が急速に増大し、圧力波が発生して、インク
液室１２ｂに連通するノズル３２（図３１）からインク
液滴が噴射される。また、駆動電圧の印加を徐々に停止
すると、側壁１１ｂ及び１１ｃが変形前の位置（図２９
参照）に戻るためインク液室１２ｂ内のインク圧力が徐
々に低下し、インク供給口２１（図３１）からマニホー
ルド２２（図３１）を通してインク液室１２ｂ内にイン
クが供給される。

【０００５】このインク噴射装置では、隣接する２つの
インク液室に連通する２つのノズルから同時にインク液
滴を噴射することができないため、例えば、左端から奇
数番目のインク液室１２ａ、１２ｃに連通するノズル３
２からインク液滴を噴射した後、偶数番目のインク液室
１２ｂ、１２ｄに連通するノズル３２からインク液滴を
噴射し、次に再び奇数番目からインク液滴を噴射すると
いうように、インク液室１２及びノズル３２を複数のグ
ループに分割してインク液滴の噴射が行われる。

【０００６】但し、上記の動作は従来例の基本動作に過
ぎず、製品として具体化される場合には、まず駆動電圧
を容積が増加する方向に電圧が印加され、先にインク液
室１２ｂにインクが供給された後に、上記の動作が行わ
れることもある。

【０００７】次に、インク噴射装置の斜視図を示す図３
１によって、従来例の構成及び製造法を説明する。分極
処理を施した圧電セラミックスプレート１に、薄い円板
状のダイヤモンドブレードを使用した研削加工等によっ
て、前記の形状のインク液室１２を形成する平行な溝１
５が作製される。溝１５は圧電セラミックスプレート１
のほぼ全域で同じ深さの平行であるが、端面１７に近づ
くにつれて徐々に浅くなり、端面１７付近では浅く平行
な浅溝１８となる。この溝１５及び浅溝１８の内面に
は、前記の金属電極１３がスパッタリング等によって形
成される。溝１５の内面にはその側面の上半分のみに金
属電極１３が形成されるが、浅溝１８の内面にはその側
面及び底面全体に金属電極１３が形成される。また、セ
ラミックス材料または樹脂材料等からなるカバープレー
ト２に、研削または切削加工等によって、インク導入口
２１及びマニホールド２２が形成される。

【０００８】次に、圧電セラミックスプレート１の溝１
５加工側の面とカバープレート２のマニホールド２２加
工側の面とが、エポキシ系接着剤等によって、各々の溝
１５が前記の形状のインク液室１２を形成するように接
着される。次に、圧電セラミックスプレート１及びカバ
ープレート２の端面１６に、各インク液室１２の位置に
対応した位置にノズル３２が設けられたノズルプレート
３１が接着される。圧電セラミックスプレート１の溝１
５加工側と反対側の面には、各インク液室１２の位置に
対応した位置に導電層のパターン４２が設けられた基板
４１が、エポキシ系接着剤等によって接着される。そし
て、浅く平行な溝１８の底面の金属電極１３と導電層の
パターン４２とが、周知のワイヤボンディングによって
導線４３で接続される。

【０００９】次に、制御部のブロック図を示す図３２に
よって、従来例の制御部の構成を説明する。基板４１に
設けられた導電層のパターン４２は各々個々にＬＳＩチ
ップ５１に接続され、クロックライン５２、データライ
ン５３、電圧ライン５４及びアースライン５５もＬＳＩ
チップ５１に接続されている。ＬＳＩチップ５１は、ク
ロックライン５２から供給された連続するクロックパル
スに基づいて、データライン５３上に現れるデータか
ら、どのノズル３２からインク液滴の噴射を行うべきか
を判断し、駆動するインク液室１２内の金属電極１３に
導通する導電層のパターン４２に、電圧ライン５４の電
圧Ｖを印加する。また、前記インク液室１２以外の金属
電極１３に導通する導電層のパターン４２にアースライ
ン５５の電圧０を印加する。

【００１０】次に、プリンタの斜視図を示す図３３によ
って、従来例の構成及び動作を説明する。インク噴射装
置６１及びノズルプレート３１は、図２９、図３０及び
図３１で説明した構成、動作をもつものである。インク
噴射装置６１はキャリッジ６２上に固定され、図示しな
いインクタンクに連結されたインク供給チューブ６３は
インク供給口２１（図３１）に連通し、ＬＳＩチップ５
１（図３２）はキャリッジ６２に内蔵され、フレキシブ
ルケーブル６４は図２５に示したクロックライン５２、
データライン５３、電圧ライン５４及びアースライン５
５に対応している。キャリッジ６２はスライダ６６に沿
って矢印６５方向に記録紙７１の全幅にわたって往復移
動し、インク噴射装置６１はキャリッジ６２が移動して
いる時にプラテンローラ７２に保持された記録紙７１に
対して、ノズルプレート３１に設けられたノズル３２
（図３１）からインク液滴を噴射し、記録紙７１上にイ
ンク液滴を付着させる。

【００１１】また、記録紙７１はインク噴射装置６１が
インク液滴を噴射しているときは静止しているが、キャ
リッジ６２が往復動作を行う度に紙送りローラ７３及び
７４によって矢印７５方向に一定量ずつ移送される。こ
れによって、インク噴射装置６１は記録紙７１の全面に
所望の文字や画像を形成することが可能となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の特開昭６３−２４７０５１号公報、特開昭
６３−２５２７５０号公報及び特開平２−１５０３５５
号公報に記載されたインク噴射装置６１では、あるイン
ク液室１２ｂからインク噴射すると、隣接するインク液
室１２ａ，１２ｃ内に圧力波が発生するので、その圧力
の振動が収まらない内にインク液室１２ａ，１２ｃから
インクを噴射させようとしても、噴射されるインク液滴
の体積が異なったり、インク液滴が噴射されなかったり
して、印字品質が悪くなる。前記圧力振動の期間は、ノ
ズル反射係数によって異なるが、３Ｌ／ａから６Ｌ／ａ
程度である。前記Ｌ／ａはインク液室１２内の圧力波が
インク液室１２の長手方向（マニホールド２２からノズ
ルプレート３１まで、またはその逆）に対して、片道伝
播するに必要な時間であり、インク液室１２の長さＬと
インク中での音速ａによって決まる。例えば、インク液
室１２の長さＬが４ｍｍであるとＬ／ａは６μｓｅｃで
あり、１５ｍｍであるとＬ／ａは２５μｓｅｃである。

【００１３】このため、複数のグループに分割したイン
ク液室１２及びノズル３２からインク液滴の噴射を行う
ために、あるグループのインク液室１２及びノズル３２
からインク液滴を噴射した後、隣接するグループのイン
ク液室１２内の圧力の振動が収まってからしか、その隣
接するグループのインク液室１２及びノズル３２からイ
ンク液滴を噴射することができなかった。従って、従来
のインク噴射装置６１では、インク液滴の噴射の周波数
が低く、印字の速度が遅いという問題点があった。

【００１４】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、印字の速度が速いインク噴射装
置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１では、圧電素子の隔壁によって隔て
られた複数のインク液室と、前記インク液室にインクを
供給する供給源とを有し、前記隔壁の変形により前記イ
ンク液室の容積を自然状態より拡大して、前記供給源か
らインク液室にインクを補給した後、隔壁の変形により
インク液室の容積を自然状態より収縮してインクを噴射
するインク噴射装置であって、前記インク液室からのイ
ンク噴射を制御する制御手段を備え、その制御手段は、
前記複数のインク液室の内、互いに隣接する第一インク
液室及び第二インク液室の両者からインクを噴射させる
とき、第一インク液室からインク噴射させる第一インク
液室の容積収縮時に、第二インク液室を前記インク補給
のために容積拡大し、その後、第二インク液室を容積収
縮してインク噴射させることを特徴とする。

【００１６】請求項２では、前記インク液室の両側とな
る両隔壁が変形して、インク液室における前記インク補
給のための容積拡大及び前記インク噴射のための前記容
積収縮することを特徴とする。

【００１７】

【作用】上記の構成を有する本発明のインク噴射装置で
は、前記制御手段は、前記複数のインク液室の内、互い
に隣接する第一インク液室及び第二インク液室の両者か
らインクを噴射させるとき、第一インク液室からインク
噴射させる第一インク液室の容積収縮時に、第二インク
液室を前記インク補給のために容積拡大し、その後、第
二インク液室を容積収縮してインク噴射させ、インク液
滴の噴射の周波数が高くなる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を具体化した第一実施例を図面
を参照して説明する。尚、従来技術と同一の部材には同
一の符号を付し、その説明を省略する。

【００１９】インク噴射装置の断面図を示す図１、図
３、図５、図７、図９、図１１、図１３、及び、インク
液室１２内の電極１３の駆動電圧波形を示す図２、図
４、図６、図８、図１０、図１２、図１４によって、本
発明の第一実施例の構成及び動作を説明する。

【００２０】あるインク液室１２のノズル３２からイン
ク液滴を噴射する場合をＦ、噴射しない場合をＮで表
し、インク液室１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ（図３
０）にそれぞれ連通するノズル３２を、図示はしないが
ノズル３２ａ，ノズル３２ｂ，ノズル３２ｃ，ノズル３
２ｄとし、それらノズル３２からのインク液滴の噴射パ
ターンを、この順番にＦまたはＮをならべて表現する。
例えば、ＦＮＮＦは、インク液室１２ａ，１２ｄのノズ
ル３２ａ，３２ｄからインク液滴の噴射を行い、インク
液室１２ｂ，１２ｃのノズル３２ｂ，３２ｃからは噴射
を行わないことを示す。ここで、インク液室１２の両端
となるインク液室１２ｘ，１２ｙはインクを噴射しない
インク液室として設けられ、片側の壁しか変形しない。
尚、側壁１１を変形するために印加される電圧の幅は前
記Ｌ／ａである。本実施例では、インク液室１２の長さ
を４ｍｍとし、Ｌ／ａは６μｓｅｃである。

【００２１】そして、噴射パターンがＦＦＦＦの場合
を、図１及び図２によって説明する。図１の（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、それぞれ、図２の
駆動電圧波形の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、
（ｅ）で記したタイミングでの側壁１１の変形状態を示
している。そして、図２の駆動電圧波形（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）の幅はＬ／ａである。

【００２２】（ａ）では、全ての電極１３の駆動電圧が
０であり、全てのインク液室１２は自然状態である。

【００２３】（ｂ）で、インク液室１２ａ内に形成され
た電極１３に負の駆動電圧−Ｖが印加される。すると、
図３０で説明した従来例のインク液室１２ｂ両側の側壁
１１ｂ及び１１ｃの場合と電界方向が逆になるため、イ
ンク液室１２ａの両側の側壁１１ａ及び１１ｂは中立状
態（自然状態）からインク液室１２ａの外側方向に急速
に変形する。この変形によってインク液室１２ａの容積
が自然状態から拡大した状態（以下、拡大状態と称す）
となり、インク液室１２ａのインク圧力が急速に減少
し、図示しないインクタンクからインク供給チューブ６
３（図３３），インク供給口２１（図３１），マニホー
ルド２２（図３１）を通してインク液室１２ａ内にイン
クが供給される。また、この時、インク液室１２ｃ内に
形成された電極１３にも負の駆動電圧−Ｖが印加され、
同様に、インク液室１２ｃの容積が拡大して、インクが
供給される。

【００２４】このインク液室１２ａ，１２ｃの容積拡大
により、インク液室１２ａとインク液室１２ｃとの間の
インク液室１２ｂは、両側の側壁１１ｂ及び１１ｃが中
立状態からインク液室１２ｂの内側方向に急速に変形さ
れ、インク液室１２ｂの容積が収縮した状態（以下、収
縮状態と称す）となり、インク圧力が増大する。しか
し、このインク液室１２ｂ内に発生する圧力は、インク
液室１２の拡大状態から自然状態を越えて収縮状態とな
ったときに発生する圧力の半分程度しかなく、インク液
室１２ｂに連通するノズル３２からはインク液滴の噴射
が行われない。

【００２５】（ｃ）で、インク液室１２ａ、１２ｃ及び
１２ｙの内部に形成された電極１３のみに正の駆動電圧
Ｖが印加され、インク液室１２ａ及び１２ｃの両側の側
壁１１ａ、１１ｂ及び１１ｃ、１１ｄが、外側方向に変
形した状態から中立状態を経て内側方向に急速に変形す
る。このため、インク液室１２ａ及び１２ｃの容積が拡
大状態から自然状態を経て収縮状態となり、インク液室
１２ａ及び１２ｃのインク圧力が急速に増大し、インク
液室１２ａ及び１２ｃに連通するノズル３２ａおよび３
２ｃからインク液滴が噴射される。また、このとき、イ
ンク液室１２ｂ及び１２ｄが拡大状態となり、インク液
室１２ｂ及び１２ｄのインク圧力が急速に減少し、図示
しないインクタンクからインク供給チューブ（図３
３），インク供給口２１（図３１），マニホールド２２
（図３１）を通してインク液室１２ｂ及び１２ｄ内にイ
ンクが供給される。

【００２６】次に、（ｄ）で、インク液室１２ｂ及び１
２ｄの内部に形成された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖ
が印加され、インク液室１２ｂ及び１２ｄの側壁１１が
変形して、インク液室１２ｂ及び１２ｄが拡大状態から
自然状態を経て収縮状態とされてノズル３２からインク
液滴が噴射される。

【００２７】（ｅ）で、全ての電極１３の駆動電圧が０
とされ、全てのインク液室１２が自然状態となり、噴射
パターンＦＦＦＦインク噴射が終了する。

【００２８】尚、このようなインク液室１２の電極１３
への電圧の制御は従来と同じようにＬＳＩチップ（図示
せず）が行なっている。

【００２９】次に、噴射パターンがＦＦＦＮの場合を、
図３及び図４によって説明する。

【００３０】（ａ）では、全ての電極１３の駆動電圧が
０であり、全てのインク液室１２は自然状態である。

【００３１】（ｂ）で、インク液室１２ａ及び１２ｃの
内部に形成された電極１３のみに負の駆動電圧−Ｖが印
加され、インク液室１２ａ及び１２ｃの容積が拡大して
インクが供給される。

【００３２】（ｃ）で、インク液室１２ａ及び１２ｃの
内部に形成された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖが印加
され、インク液室１２ａ及び１２ｃが拡大状態から自然
状態を経て収縮状態をとなり、ノズル３２ａ及び３２ｃ
からインク液滴が噴射される。この時、インク液室１２
ｂが拡大状態となりインクが供給される。

【００３３】（ｄ）で、インク液室１２ｂの内部に形成
された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖが印加され、イン
ク液室１２ｂが拡大状態から自然状態を経て収縮状態と
なりノズル３２ｂからインク液滴が噴射される。

【００３４】（ｅ）で、全ての電極１３の駆動電圧が０
とされ、全てのインク液室１２が自然状態となり、噴射
パターンＦＦＦＮのインク噴射が終了する。

【００３５】尚、噴射パターンがＮＦＦＦの場合も、以
上の構成及び動作と同様である。

【００３６】次に、噴射パターンがＦＦＮＦの場合を、
図５及び図６によって説明する。

【００３７】（ａ）では、全ての電極１３の駆動電圧が
０であり、全てのインク液室１２は自然状態である。

【００３８】（ｂ）で、インク液室１２ａ及び１２ｄの
内部に形成された電極１３のみに負の駆動電圧−Ｖが印
加され、インク液室１２ａ及び１２ｄが拡大状態となり
インクが供給される。

【００３９】（ｃ）で、インク液室１２ｂ及び１２ｘの
内部に形成された電極１３のみに負の駆動電圧−Ｖ、イ
ンク液室１２ｄの内部に形成された電極１３のみに正の
駆動電圧Ｖが印加される。すると、インク液室１２ａ及
び１２ｄが拡大状態から自然状態を経て収縮状態となり
ノズル３２ａ及び３２ｄからインク液滴が噴射され、イ
ンク液室１２ｂが拡大状態となりインクが供給される。

【００４０】（ｄ）で、インク液室１２ｂの内部に形成
された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖが印加され、イン
ク液室１２ｂが拡大状態から収縮状態となりノズル３２
ｂからインク液滴が噴射される。

【００４１】（ｅ）で、全ての電極１３の駆動電圧が０
とされ、全てのインク液室１２が自然状態となり、噴射
パターンＦＦＮＦインク噴射が終了する。

【００４２】尚、噴射パターンがＦＮＦＦの場合も、以
上の構成及び動作と同様である。

【００４３】次に、噴射パターンがＦＦＮＮの場合を、
図７及び図８によって説明する。

【００４４】（ａ）では、全ての電極１３の駆動電圧が
０であり、全てのインク液室１２は自然状態である。

【００４５】（ｂ）で、インク液室１２ａの内部に形成
された電極１３のみに負の駆動電圧−Ｖが印加され、イ
ンク液室１２ａが拡大状態となりインクが供給される。

【００４６】（ｃ）で、インク液室１２ｂ及び１２ｘの
内部に形成された電極１３のみに負の駆動電圧−Ｖが印
加され、インク液室１２ａが拡大状態から収縮状態とな
りノズル３２ａからインク液滴が噴射され、インク液室
１２ｂが拡大状態となりインクが供給される。

【００４７】（ｄ）で、インク液室１２ｂの内部に形成
された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖが印加され、イン
ク液室１２ｂが拡大状態から収縮状態となりノズル３２
ｂからインク液滴が噴射される。

【００４８】（ｅ）では、全ての電極１３の駆動電圧が
０とされ、全てのインク液室１２が自然状態となり、噴
射パターンＦＦＮＮのインク噴射が終了する。

【００４９】尚、噴射パターンがＮＮＦＦ及びＮＦＦＮ
の場合も、以上の構成及び動作と同様である。

【００５０】次に、噴射パターンがＦＮＦＮの場合を、
図９及び図１０によって説明する。

【００５１】（ａ）では、全ての電極の駆動電圧が０で
あり、インク液室１２は自然状態である。

【００５２】（ｂ）で、インク液室１２ａの内部に形成
された電極１３のみに負の駆動電圧−Ｖが印加され、イ
ンク液室１２ａが拡大状態となりインクが供給される。

【００５３】（ｃ）で、インク液室１２ｃの内部に形成
された電極１３のみに負の駆動電圧−Ｖ、インク液室１
２ａの内部に形成された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖ
が印加される。すると、インク液室１２ａが拡大状態か
ら収縮状態となりノズル３２ａからインク液滴が噴射さ
れ、インク液室１２ｃが拡大状態となりインクが供給さ
れる。

【００５４】（ｄ）で、インク液室１２ｃの内部に形成
された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖが印加され、イン
ク液室１２ｃが拡大状態から収縮状態となりノズル３２
ｃからインク液滴が噴射される。

【００５５】（ｅ）で、全ての電極１３の駆動電圧が０
とされ、全てのインク液室１２が自然状態となり、噴射
パターンＦＮＦＮのインク噴射が終了する。

【００５６】尚、噴射パターンがＮＦＮＦの場合も、以
上の構成及び動作と同様である。

【００５７】次に、噴射パターンがＦＮＮＦの場合を、
図１１及び図１２によって説明する。

【００５８】（ａ）では、全ての電極の駆動電圧が０で
あり、全てのインク液室１２は自然状態である。

【００５９】（ｂ）で、インク液室１２ａ及び１２ｄの
内部に形成された電極１３のみに負の駆動電圧−Ｖが印
加され、インク液室１２ａ及び１２ｄが拡大状態となり
インクが供給される。

【００６０】（ｃ）で、インク液室１２ａ及び１２ｄの
内部に形成された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖが印加
され、インク液室１２ａ及び１２ｄが拡大状態から収縮
状態となりノズル３２ａ及び３２ｄからインク液滴が噴
射される。

【００６１】（ｄ）では、全ての電極の駆動電圧が０と
され、全てのインク液室１２が自然状態となり、噴射パ
ターンＦＮＮＦのインク噴射が終了する。

【００６２】次に、噴射パターンがＦＮＮＮの場合を、
図１３及び図１４によって説明する。

【００６３】（ａ）では、全ての電極１３の駆動電圧が
０であり、全てのインク液室１２が自然状態である。

【００６４】（ｂ）で、インク液室１２ａの内部に形成
された電極１３のみに負の駆動電圧−Ｖが印され、イン
ク液室１２ａが拡大状態となりインクが供給される。

【００６５】（ｃ）で、インク液室１２ａの内部に形成
された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖが印加され、イン
ク液室１２ａが拡大状態から収縮状態となりノズル３２
ａからインク液滴が噴射される。

【００６６】（ｄ）で、全ての電極１３の駆動電圧が０
とされ、全てのインク液室１２が自然状態となり、噴射
パターンＦＮＮＮのインク噴射が終了する。

【００６７】尚、噴射パターンがＮＦＮＮ、ＮＮＦＮ、
ＮＮＮＦの場合も、以上の構成及び動作と同様である。

【００６８】噴射パターンがＮＮＮＮの場合は、全ての
電極１３の駆動電圧を０に保持する。

【００６９】上述した電極１３への電圧制御はＬＳＩチ
ップが行なっている。

【００７０】以上説明したように、第一実施例のインク
噴射装置では、複数のインク液室１２の内、互いに隣接
する、例えばインク液室１２ａ及びインク液室１２ｂの
両者からインク液滴を噴射させるとき、インク液室１２
ａからインク噴射させるインク液室１２ａの収縮状態時
に、インク液室１２ｂをインク補給のために拡大状態と
し、前記Ｌ／ａ（本実施例では６μｓｅｃ）後に、イン
ク液室１２ｂを拡大状態から収縮状態としてインク噴射
させているので、ノズル３２ａから噴射したＬ／ａ後
に、ノズル３２ｂからインク液滴が噴射される。従っ
て、互いに隣接する２つのインク液室１２に連通する２
つのノズル３２ａ及び３２ｂからＬ／ａ（本実施例では
６μｓｅｃ）である非常に短い間（ほぼ同時）にインク
液滴を噴射することができる。

【００７１】そして、従来例における、あるグループの
インク液室１２及びノズル３２からインク液滴を噴射し
た後、隣接するグループのインク液室１２内の圧力の振
動が収まってから、その隣接するグループのインク液室
１２及びノズル３２からインク液滴を噴射していたイン
ク噴射装置６１（図３３）と第一実施例のインク噴射装
置とを比較すると、インク液滴の噴射の周波数が著しく
速くなる。このため、印字の速度が速いインク噴射装置
を提供することが可能である。

【００７２】次に、本発明を具体化した、あるインク液
室から複数個のインク液滴を噴射させて、飛翔中にそれ
らインク液滴を、インクの表面張力などによって一体化
させて一体化インク液滴を形成する第二実施例を図面を
参照して説明する。尚、従来技術及び第一実施例と同一
の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００７３】インク噴射装置の断面図を示す図１５、図
１７、図１９、図２１、図２３、図２５、図２７、及
び、インク液室１２内の電極１３の駆動電圧を示す図１
６、図１８、図２０、図２２、図２４、図２６、図２８
によって、本発明の第二実施例の構成及び動作を説明す
る。

【００７４】まず、噴射パターンがＦＦＦＦの場合を、
図１５及び図１６によって説明する。図１５の（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）は、
それぞれ、図１６の駆動電圧波形の（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）で記したタイ
ミングでの側壁１１の変形状態を示している。第一実施
例で説明した図１（ａ）〜（ｃ）と図１５（ａ）〜
（ｃ）とは同一の動作であるので、その説明を省略す
る。

【００７５】（ｄ）で、インク液室１２ａ、１２ｃ及び
１２ｙの内部に形成された電極１３に負の駆動電圧−Ｖ
が印加される。すると、インク液室１２ａ及び１２ｃが
収縮状態から拡大状態となりインクが供給され、インク
液室１２ｂ及び１２ｄが拡大状態から収縮状態となりノ
ズル３２ｂ及び３２ｄからインク液滴が噴射される。

【００７６】（ｅ）で、インク液室１２ａ、１２ｃ及１
２ｙの内部に形成された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖ
が印加される。すると、インク液室１２ａ及び１２ｃが
拡大状態から収縮状態となりノズル３２ａ及び３２ｃか
らインク液滴が噴射され、インク液室１２ｂ及び１２ｄ
が収縮状態から拡大状態となりインクが供給される。こ
の時ノズル３２ａ及び３２ｃから噴射されたそれぞれの
インク液滴は、インクの表面張力などによって、（ｃ）
でノズル３２ａ及び３２ｃから噴射されたそれぞれのイ
ンク液滴と飛翔中に一体化して、それぞれの一体化イン
ク液滴となる。

【００７７】次に、（ｆ）で、インク液室１２ｂ及び１
２ｄの内部に形成された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖ
が印加され、インク液室１２ｂ及び１２ｄの側壁１１が
変形して、インク液室１２ｂ及び１２ｄが拡大状態から
自然状態を経て収縮状態とされてノズル３２ｂ及び３２
ｄからインク液滴が噴射される。この時噴射されたそれ
ぞれのインク液滴は、インクの表面張力などによって、
（ｄ）でノズル３２ｂ及び３２ｄから噴射されたそれぞ
れのインク液滴と飛翔中に一体化して、それぞれの一体
化インク液滴となる。

【００７８】（ｇ）で、全ての電極１３の駆動電圧が０
とされ、全てのインク液室１２が自然状態となり、噴射
パターンＦＦＦＦインク噴射が終了する。

【００７９】尚、このようなインク液室１２の電極１３
への電圧の制御はＬＳＩチップが行なっている。

【００８０】次に、噴射パターンがＦＦＦＮの場合を、
図１７及び図１８によって説明する。第一実施例で説明
した図３（ａ）〜（ｃ）と図１７（ａ）〜（ｃ）とは同
一の動作であるので、その説明を省略する。

【００８１】（ｄ）で、インク液室１２ａ及び１２ｃの
内部に形成された電極１３のみに負の駆動電圧−Ｖが印
加される。すると、インク液室１２ｂが拡大状態から収
縮状態となりノズル３２ｂからインク液滴が噴射され、
インク液室１２ａ及び１２ｃが収縮状態から拡大状態と
なりインクが供給される。

【００８２】（ｅ）で、インク液室１２ａ及び１２ｃの
内部に形成された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖが印加
される。すると、インク液室１２ａ及び１２ｃが拡大状
態から収縮状態となりノズル３２ａ及び３２ｃからイン
ク液滴が噴射され、インク液室１２ｂが収縮状態から拡
大状態となりインクが供給される。これら噴射されたイ
ンク液滴は、（ｃ）でノズル３２ａ及び３２ｃから噴射
されたそれぞれのインク液滴と飛翔中に一体化して、そ
れぞれの一体化インク液滴となる。

【００８３】（ｆ）で、インク液室１２ｂの内部に形成
された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖが印加され、イン
ク液室１２ｂが拡大状態から自然状態を経て収縮状態と
なりノズル３２ｂからインク液滴が噴射される。この噴
射されたインク液滴は、（ｄ）でノズル３２ｂから噴射
されたインク液滴と飛翔中に一体化して一体化インク液
滴となる。

【００８４】（ｇ）で、全ての電極１３の駆動電圧が０
とされ、全てのインク液室１２が自然状態となり、噴射
パターンＦＦＦＮのインク噴射が終了する。

【００８５】尚、噴射パターンがＮＦＦＦの場合も、以
上の構成及び動作と同様である。

【００８６】次に、噴射パターンがＦＦＮＦの場合を、
図１９及び図２０によって説明する。第一実施例で説明
した図５（ａ）〜（ｃ）と図１９（ａ）〜（ｃ）とは同
一の動作であるので、その説明を省略する。

【００８７】（ｄ）で、インク液室１２ｄの内部に形成
された電極１３のみに負の駆動電圧−Ｖ、インク液室１
２ｂ及び１２ｘの内部に形成された電極１３のみに正の
駆動電圧Ｖが印加される。すると、インク液室１２ｂが
拡大状態から収縮状態となりノズル３２ｂからインク液
滴が噴射され、インク液室１２ａ及び１２ｄが収縮状態
から拡大状態となりインクが供給される。

【００８８】（ｅ）で、インク液室１２ｂ及び１２ｘの
内部に形成された電極１３のみに負の駆動電圧−Ｖ、イ
ンク液室１２ｄの内部に形成された電極１３のみに正の
駆動電圧Ｖが印加される。すると、インク液室１２ａ及
び１２ｄは拡大状態から収縮状態となりノズル３２ａ及
び３２ｄからインク液滴が噴射され、インク液室１２ｂ
が収縮状態から拡大状態となりインクが供給される。こ
のときノズル３２ａ及び３２ｄから噴射されたそれぞれ
のインク液滴は、（ｃ）でノズル３２ａ及び３２ｄから
噴射されたそれぞれのインク液滴と飛翔中に一体化し
て、それぞれの一体化インク液滴となる。

【００８９】（ｆ）で、インク液室１２ｂの内部に形成
された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖが印加され、イン
ク液室１２ｂが収縮状態となりノズル３２ｂからインク
液滴が噴射される。この噴射されたインク液滴は、
（ｄ）でノズル３２ｂから噴射されたインク液滴と飛翔
中に一体化して一体化インク液滴となる。

【００９０】（ｇ）で、全ての電極１３の駆動電圧が０
とされ、全てのインク液室１２が自然状態となり、噴射
パターンＦＦＮＦインク噴射が終了する。

【００９１】尚、噴射パターンがＦＮＦＦの場合も、以
上の構成及び動作と同様である。

【００９２】次に、噴射パターンがＦＦＮＮの場合を、
図２１及び図２２によって説明する。第一実施例で説明
した図７（ａ）〜（ｃ）と図２１（ａ）〜（ｃ）とは同
一の動作であるので、その説明を省略する。

【００９３】（ｄ）で、インク液室１２ｂ及び１２ｘの
内部に形成された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖが印加
される。すると、インク液室１２ｂが拡大状態から収縮
状態となりノズル３２ｂからインク液滴が噴射され、イ
ンク液室１２ａが収縮状態から拡大状態となりインクが
供給される。

【００９４】（ｅ）で、インク液室１２ｂ及び１２ｘの
内部に形成された電極１３のみに負の駆動電圧−Ｖが印
加される。すると、インク液室１２ａが拡大状態から収
縮状態となりノズル３２ａからインク液滴が噴射され、
インク液室１２ｂが収縮状態から拡大状態となりインク
が供給される。このとき噴射されたインク液滴は、
（ｃ）で噴射されたインク液滴と飛翔中に一体化して一
体化インク液滴となる。

【００９５】（ｆ）で、インク液室１２ｂの内部に形成
された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖが印加され、イン
ク液室１２ｂが拡大状態から収縮状態となりノズル３２
ｂからインク液滴が噴射される。この噴射されたインク
液滴は、（ｄ）で噴射されたインク液滴と飛翔中に一体
化して一体化インク液滴となる。

【００９６】（ｇ）では、全ての電極１３の駆動電圧が
０とされ、全てのインク液室１２が自然状態となり、噴
射パターンＦＦＮＮのインク噴射が終了する。

【００９７】尚、噴射パターンがＮＮＦＦ及びＮＦＦＮ
の場合も、以上の構成及び動作と同様である。

【００９８】次に、噴射パターンがＦＮＦＮの場合を、
図２３及び図２４によって説明する。第一実施例で説明
した図９（ａ）〜（ｃ）と図２３（ａ）〜（ｃ）とは同
一の動作であるので、その説明を省略する。

【００９９】（ｄ）で、インク液室１２ａの内部に形成
された電極１３のみに負の駆動電圧−Ｖ、インク液室１
２ｃの内部に形成された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖ
が印加される。すると、インク液室１２ｃが拡大状態か
ら収縮状態となりノズル３２ｃからインク液滴が噴射さ
れ、インク液室１２ａが収縮状態から拡大状態となりイ
ンクが供給される。

【０１００】（ｅ）で、インク液室１２ｃの内部に形成
された電極１３のみに負の駆動電圧−Ｖ、インク液室１
２ａの内部に形成された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖ
が印加される。すると、インク液室１２ａが拡大状態か
ら収縮状態となりノズル３２ａからインク液滴が噴射さ
れ、インク液室１２ｃが収縮状態から拡大状態となりイ
ンクが供給される。このとき噴射されたインク液滴は、
（ｃ）で噴射されたインク液滴と飛翔中に一体化して一
体化インク液滴となる。

【０１０１】（ｆ）で、インク液室１２ｃの内部に形成
された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖが印加され、イン
ク液室１２ｃが拡大状態から収縮状態となりノズル３２
ｃからインク液滴が噴射される。この噴射されたインク
液滴は、（ｄ）で噴射されたインク液滴と飛翔中に一体
化して一体化インク液滴となる。

【０１０２】（ｇ）で、全ての電極１３の駆動電圧が０
とされ、全てのインク液室１２が自然状態となり、噴射
パターンＦＮＦＮのインク噴射が終了する。

【０１０３】尚、噴射パターンがＮＦＮＦの場合も、以
上の構成及び動作と同様である。

【０１０４】次に、噴射パターンがＦＮＮＦの場合を、
図２５及び図２６によって説明する。第一実施例で説明
した図１１（ａ）〜（ｃ）と図２５（ａ）〜（ｃ）とは
同一の動作であるので、その説明を省略する。

【０１０５】（ｄ）で、インク液室１２ａ及び１２ｄの
内部に形成された電極１３のみに負の駆動電圧−Ｖが印
加され、インク液室１２ａ及び１２ｄが収縮状態から拡
大状態となりインクが供給される。

【０１０６】（ｅ）で、インク液室１２ａ及び１２ｄの
内部に形成された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖが印加
され、インク液室１２ａ及び１２ｄが拡大状態から収縮
状態となりノズル３２ａ及び３２ｄからインク液滴が噴
射される。このとき噴射されたそれぞれのインク液滴
は、（ｃ）で噴射されたそれぞれのインク液滴と飛翔中
に一体化して、ぞれぞれの一体化インク液滴となる。

【０１０７】（ｆ）では、全ての電極１３の駆動電圧が
０とされ、全てのインク液室１２が自然状態となり、噴
射パターンＦＮＮＦのインク噴射が終了する。

【０１０８】次に、噴射パターンがＦＮＮＮの場合を、
図２７及び図２８によって説明する。第一実施例で説明
した図１１（ａ）〜（ｃ）と図２５（ａ）〜（ｃ）とは
同一の動作であるので、その説明を省略する。

【０１０９】（ｄ）で、インク液室１２ａの内部に形成
された電極１３のみに負の駆動電圧−Ｖが印加され、イ
ンク液室１２ａが収縮状態から拡大状態となりインクが
供給される。

【０１１０】（ｅ）で、インク液室１２ａの内部に形成
された電極１３のみに正の駆動電圧Ｖが印加され、イン
ク液室１２ａが拡大状態から収縮状態となりノズル３２
ａからインク液滴が噴射される。この噴射されたインク
液滴は（ｃ）で噴射されたインク液滴と飛翔中に一体化
して一体化インク液滴となる。

【０１１１】（ｆ）で、全ての電極１３の駆動電圧が０
とされ、全てのインク液室１２が自然状態となり、噴射
パターンＦＮＮＮのインク噴射が終了する。

【０１１２】尚、噴射パターンがＮＦＮＮ、ＮＮＦＮ、
ＮＮＮＦの場合も、以上の構成及び動作と同様である。

【０１１３】噴射パターンがＮＮＮＮの場合は、全ての
電極１３の駆動電圧を０に保持する。

【０１１４】上述した電極１３への電圧制御はＬＳＩチ
ップが行なっている。

【０１１５】以上説明したように、第二実施例のインク
噴射装置では、複数のインク液室１２の内、例えば、互
いに隣接するインク液室１２ａ及び１２ｂの両者から一
体化インク液滴を形成するとき、インク液室１２ａから
インク液滴を噴射させるインク液室１２ａの収縮状態時
に、インク液室１２ｂをインク補給のために拡大状態と
し、前記Ｌ／ａ（本実施例では６μｓｅｃ）後に、イン
ク液室１２ｂを収縮状態としてインク液滴を噴射させる
収縮状態時に、インク液室１２ａをインク補給のために
拡大状態とし、Ｌ／ａ後、インク液室１２ｂを拡大状態
から収縮状態としてインク液滴を噴射させ、その後、こ
の動作を繰り返してインク液室１２ａ及び１２ｂからそ
れぞれ２個のインク液滴を噴射して、インク液滴の飛翔
中にそれぞれ噴射されたインク液滴を一体化させてそれ
ぞれの（２つの）一体化インク液滴を形成する。インク
液室１２ａによって一体化インク液滴が形成されたＬ／
ａ後に、インク液室１２ｂによって一体化インク液滴が
形成されるので、互いに隣接する２つのインク液室１２
に連通する２つのノズル３２ａ及び３２ｂからＬ／ａ
（本実施例では６μｓｅｃ）である非常に短い間（ほぼ
同時）に一体化インク液滴を噴射することができる。

【０１１６】そして、従来例のインク噴射装置が、一体
化インク液滴を形成する場合と比較すると、インク液滴
の噴射の周波数が著しく速くなる。このため、印字の速
度が速いインク噴射装置を提供することが可能である。

【０１１７】尚、第一実施例及び第二実施例において
は、インク液室１２及びこれに連通するノズル３２の数
が４個であったが、各インク液室１２に印加される電圧
を考慮すれば、４個に限らず、何個でもよい。

【０１１８】また、第一実施例及び第二実施例において
は、圧電セラミックスプレート１の分極方向が矢印４方
向であったが、分極方向は矢印４の逆方向でもよい。こ
の場合、上述の駆動電圧の正負を全て逆にすることで、
上述の動作と同じ動作が行われる。

【０１１９】更に、第二の実施例では、噴射された２つ
のインク液滴を飛翔中に一体化させて一体化インク液滴
としていたが、３つ以上のインク液滴を一体化させて一
体化インク液滴としてもよい。

【０１２０】また、第一実施例及び第二実施例では、イ
ンク液室１２の両側の隔壁１１を変形してインクを噴射
していたが、電圧値を変更するなどして片側の隔壁の変
形によってインクを噴射させるようにしても、本発明を
用いることができ、この場合は、本実施例のインク液室
１２ｘ，１２ｙのようなインクを噴射しないインク液室
を設けなくてよい。

【０１２１】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明のインク噴射装置では、複数のインク液室の内、互い
に隣接する第一インク液室及び第二インク液室の両者か
らインクを噴射させるとき、第一インク液室からインク
噴射させる第一インク液室の容積収縮時に、第二インク
液室をインク補給のために容積拡大し、その後、第二イ
ンク液室を容積収縮してインク噴射させているので、互
いに隣接する２つのインク液室に連通する２つのノズル
から短い時間の間（ほぼ同時）にインク液滴を噴射する
ことができる。従って、インク液滴の噴射の周波数が速
くなり、印字の速度が速くなる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例のインク噴射装置の動作を
示す説明図である。

【図２】本発明の第一実施例の図１の動作の駆動電圧波
形を示す説明図である。

【図３】本発明の第一実施例のインク噴射装置の動作を
示す説明図である。

【図４】本発明の第一実施例の図３の動作の駆動電圧波
形を示す説明図である。

【図５】本発明の第一実施例のインク噴射装置の動作を
示す説明図である。

【図６】本発明の第一実施例の図５の動作の駆動電圧波
形を示す説明図である。

【図７】本発明の第一実施例のインク噴射装置の動作を
示す説明図である。

【図８】本発明の第一実施例の図８の動作の駆動電圧波
形を示す説明図である。

【図９】本発明の第一実施例のインク噴射装置の動作を
示す説明図である。

【図１０】本発明の第一実施例の図９の動作の駆動電圧
波形を示す説明図である。

【図１１】本発明の第一実施例のインク噴射装置の動作
を示す説明図である。

【図１２】本発明の第一実施例の図１１の動作の駆動電
圧波形を示す説明図である。

【図１３】本発明の第一実施例のインク噴射装置の動作
を示す説明図である。

【図１４】本発明の第一実施例の図１３の動作の駆動電
圧波形を示す説明図である。

【図１５】本発明の第二実施例のインク噴射装置の動作
を示す説明図である。

【図１６】本発明の第二実施例の図１５の動作の駆動電
圧波形を示す説明図である。

【図１７】本発明の第二実施例のインク噴射装置の動作
を示す説明図である。

【図１８】本発明の第二実施例の図１７の動作の駆動電
圧波形を示す説明図である。

【図１９】本発明の第二実施例のインク噴射装置の動作
を示す説明図である。

【図２０】本発明の第二実施例の図１９の動作の駆動電
圧波形を示す説明図である。

【図２１】本発明の第二実施例のインク噴射装置の動作
を示す説明図である。

【図２２】本発明の第二実施例の図２１の動作の駆動電
圧波形を示す説明図である。

【図２３】本発明の第二実施例のインク噴射装置の動作
を示す説明図である。

【図２４】本発明の第二実施例の図２３の動作の駆動電
圧波形を示す説明図である。

【図２５】本発明の第二実施例のインク噴射装置の動作
を示す説明図である。

【図２６】本発明の第二実施例の図２５の動作の駆動電
圧波形を示す説明図である。

【図２７】本発明の第二実施例のインク噴射装置の動作
を示す説明図である。

【図２８】本発明の第二実施例の図２７の動作の駆動電
圧波形を示す説明図である。

【図２９】従来例のインク噴射装置の断面図である。

【図３０】従来例のインク噴射装置の動作を示す説明図
である。

【図３１】従来例のインク噴射装置の斜視図である。

【図３２】従来例の制御部のブロック図である。

【図３３】従来例のプリンタの斜視図である。

【符号の説明】

１圧電セラミックスプレート２カバープレート１１側壁１２インク液室３２噴射ノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電素子の隔壁によって隔てられた複数
のインク液室と、前記インク液室にインクを供給する供
給源とを有し、前記隔壁の変形により前記インク液室の
容積を自然状態より拡大して、前記供給源からインク液
室にインクを補給した後、隔壁の変形によりインク液室
の容積を自然状態より収縮してインクを噴射するインク
噴射装置であって、前記インク液室からのインク噴射を制御する制御手段を
備え、その制御手段は、前記複数のインク液室の内、互いに隣
接する第一インク液室及び第二インク液室の両者からイ
ンクを噴射させるとき、第一インク液室からインク噴射
させる第一インク液室の容積収縮時に、第二インク液室
を前記インク補給のために容積拡大し、その後、第二イ
ンク液室を容積収縮してインク噴射させることを特徴と
するインク噴射装置。
【請求項２】前記インク液室の両側となる両隔壁が変
形して、インク液室における前記インク補給のための容
積拡大及び前記インク噴射のための前記容積収縮するこ
とを特徴とする請求項１記載のインク噴射装置。