JPH0852873A - インクジェット式プリンタヘッド及びその駆動方法 - Google Patents

インクジェット式プリンタヘッド及びその駆動方法

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JPH0852873A
JPH0852873A JP21183894A JP21183894A JPH0852873A JP H0852873 A JPH0852873 A JP H0852873A JP 21183894 A JP21183894 A JP 21183894A JP 21183894 A JP21183894 A JP 21183894A JP H0852873 A JPH0852873 A JP H0852873A
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14338Multiple pressure elements per ink chamber

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 圧電素子によって、複数の圧力室20内に充
填されたインク80を加圧し、これら圧力室と対応する
複数のノズル70からそれぞれインク滴を飛ばすインク
ジェットプリンタヘッドにおいて、制御部と、各圧力室
の対向する二つの側壁を形成する第一及び第二振動板3
1,32と、これら第一及び第二振動板上に取り付けら
れ、該第一及び第二振動板にそれぞれ対応する第一及び
第二圧電変位部41b,42bを有する第一及び第二圧
電素子41,42とを備え、制御部からの信号を第一及
び第二圧電変位部に個別に入力して、第一及び第二圧電
変位部の一方又は両方を変位させてインク滴の大きさを
変え、また、第一及び第二圧電変位部を交互に変位させ
てインク滴を連続的に飛ばす構成としてある。 【効果】 優れたドット階調記録を可能とし、また、イ
ンク滴の吐出速度の高速化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット式プリ
ンタにおけるプリンタヘッドに関し、特に、インク吐出
手段として電気信号を機械的エネルギーに変換する圧電
素子を使用したインクジェット式プリンタヘッドと、そ
の駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、ノンインパクト記録方式は、記録
時における騒音が極めて小さく、また、高速記録が可能
であるという点において関心を集めている。その中で
も、プリンタヘッドから液体状のインク滴を飛ばすこと
によって記録紙に付着させ、文字、図形等の記録を行な
うインクジェット記録方式は、高速記録を行なえるとと
もに、普通紙に特別の定着処理をしないで記録が行なえ
る極めて有効な記録方式であり、現在、このインクジェ
ット記録方式を用いた種々のインクジェット式プリンタ
が提案され、商品化されている。
【0003】さらに、このインクジェット記録方式は、
インクジェット式プリンタヘッドにおけるインク滴の発
生手段によって、オンデマンド記録方式、バブルジェッ
ト記録方式等に分類することができるが、以下において
は、オンデマンド記録方式を用いた従来のインクジェッ
ト式プリンタヘッドについて、図6を参照しつつ説明す
る。
【0004】同図において、従来のインクジェット式プ
リンタヘッドは、複数の圧力室111(図6では一つの
み図示)、これら各圧力室111の後端にそれぞれ形成
されたインク供給路112、及び、これらインク供給路
112を介して各圧力室111にインク140を供給す
る共通インク室113を形成したハウジング110と、
このハウジング110の開口面に取り付けられ、圧力室
111、インク供給路112及び共通インク室113の
片側側壁を形成するとともに、圧力室111の先端にノ
ズル114を形成する振動板120と、この振動板12
0上に設けられ、スリットによって各圧力室111と対
応するように分割された複数の圧電変位部130aを形
成した圧電素子130とによって構成されていた。
【0005】そして、圧電素子130の各圧電変位部1
30aには、図示しない信号線がそれぞれ接続してあ
り、これら信号線を介して各圧電変位部130aに個別
に駆動用の信号(信号電圧)を入力すると、圧電変位部
130aが圧力室111方向に変位して振動板120を
加圧し、加圧された振動板120が圧力室111の内側
にたわみ、このときの圧力によってノズル114から適
量のインク滴が飛び出す構成となっていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した図
6に示す従来のインクジェット式プリンタヘッドでは、
圧力室111の片側側壁に設けた圧電素子130の各圧
電変位部130aによって、圧力室111に常に一定の
圧力を加えてインク滴を飛ばす構成としてあったので、
ノズル114から飛び出すインク滴の大きさ及び吐出速
度は、ノズル114の口径や圧力室111の形状によっ
て一義的に決められていた。
【0007】このため、ノズル114から飛び出すイン
ク滴の大きさを変化させることが困難であり、優れたド
ット階調記録を行なうことができないという問題があっ
た。また、圧力室111の片側にのみに設けた圧電素子
130の圧電変位部130aによってインク滴を飛ばす
構成としてあったため、一つのノズル114から連続し
てインク滴を吐出させる場合、前記制御部からの信号に
対する圧電変位部130aの応答速度に限界があり、イ
ンク滴の吐出速度の高速化を図ることができないという
問題もあった。
【0008】なお、特開平3−272856号では、各
圧力室の側壁を二つの棒状圧電素子の側面によって形成
し、これら棒状圧電素子に信号電圧を入力することによ
り、各棒状圧電素子の両側面を同時に膨脹変位させ、ノ
ズルからインク滴を飛ばす構成のインクジェット式プリ
ンタヘッドが提案されている。しかし、この特開平3−
272856号のインクジェット式プリンタヘッドは、
各圧力室の側壁を形成する二つの棒状圧電素子が、常に
同時に膨脹変位してインク滴を飛ばす構成としてあるの
で、上記従来例と同様、ノズルから飛び出すインク滴の
大きさは常に一定であり、また、インクの吐出速度にも
限界がある。
【0009】また、特開平3−272856号のインク
ジェット式プリンタヘッドは、入力される信号電圧に対
して各棒状圧電素子の両側面が膨脹変位する構成として
あったため、一つの棒状圧電素子を変位させると、同時
に隣り合う二つの圧力室に圧力が加わり、インク滴の吐
出を予定していないノズルからインク滴が吐出してしま
う問題があった。このため、特開平3−272856号
インクジェット式プリンタヘッドでは、複数の圧力室
を、一つおきにインクを入れないダミー室にしなければ
ならず、プリンタヘッドが大型化してしまうという問題
があった。
【0010】本発明は、上記問題点にかんがみてなされ
たものであり、ノズルから飛び出すインク滴の大きさを
容易に変化させることができ、これによって、優れたド
ット階調記録を可能とし、また、駆動用の信号に対する
圧電素子の応答速度を向上させることによって、インク
滴の吐出速度の高速化を図ることができるインクジェッ
ト式プリンタヘッド及びその駆動方法の提供を目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載のインクジェット式プリンタヘッド
は、圧電素子によって、複数の圧力室内に充填されたイ
ンクを加圧し、これら圧力室と対応する複数のノズルか
らそれぞれインク滴を飛ばすインクジェットプリンタヘ
ッドにおいて、制御部と、各圧力室の対向する二つの側
壁を形成する第一及び第二振動板と、これら第一及び第
二振動板上に取り付けられ、前記第一及び第二振動板に
それぞれ対応する第一及び第二圧電変位部を有し、前記
制御部からの信号をこれら第一及び第二圧電変位部に個
別に入力して、前記第一及び第二圧電変位部を変位させ
る第一及び第二圧電素子とを備えた構成としてある。
【0012】請求項2記載のインクジェット式プリンタ
ヘッドの駆動方法は、請求項1記載のインクジェット式
プリンタヘッドの駆動方法であって、通常の記録を行な
う場合には、前記制御部からの信号にもとづいて、前記
第一圧電変位部と第二圧電変位部の一方又は両方を継続
的に変位させて、前記ノズルから同じの大きさのインク
滴を飛ばし、また、階調記録を行なう場合には、前記制
御部からの信号にもとづいて、前記第一圧電変位部と第
二圧電変位部の一方又は両方を変位させて、前記ノズル
から所定の大きさのインク滴を飛ばした後、前記第一圧
電変位部と第二圧電変位部の両方又は一方を変位させ
て、前記ノズルから飛び出すインク滴の大きさを変化さ
せる方法としてある。
【0013】請求項3記載のインクジェット式プリンタ
ヘッドの駆動方法は、請求項1記載のインクジェット式
プリンタヘッドの駆動方法であって、前記第一及び第二
圧電変位部に、前記制御部からの信号を交互に入力し、
前記第一及び第二圧電変位部を交互に変位させて、前記
ノズルからインク滴を飛ばす方法としてある。
【0014】
【作用】上記請求項1及び2記載のインクジェット式プ
リンタヘッド及びその駆動方法によれば、圧力室の対向
する二つの側壁にそれぞれ対応する第一圧電変位部と第
二圧電変位部を、制御部からの信号にもとづいて一方又
は両方を変位させた後、両方又は一方を変位させること
によって、前記圧力室内のインクに異なる大きさの圧力
が加わり、ノズルから飛び出すインク滴の大きさを変化
させることができる。これによって、優れたドット階調
記録を行なうことが可能となる。
【0015】また、上記請求項1及び3記載のインクジ
ェット式プリンタヘッド及びその駆動方法によれば、前
記制御部からの信号が、前記第一圧電変位部と第二圧電
変位部に交互に入力され、これに対応して前記第一圧電
変位部と第二圧電変位部が連続的に変位するので、前記
圧力室内のインクを連続的に加圧することが可能とな
り、前記ノズルからインク滴を高速で飛ばすことができ
る。
【0016】
【実施例】以下、本発明のインクジェット式プリンタヘ
ッド及びその駆動方法の実施例について、図面を参照し
つつ説明する。図1は本発明の一実施例に係るインクジ
ェット式プリンタヘッドを示す部分断面斜視図である。
また、図2は図1のA−A断面側面図である。
【0017】これら図面において、10はハウジングで
あり、内部に複数の圧力室20が設けてある。そして各
圧力室20の対向する二つの側壁は、第一及び第二振動
板31,32によって形成してあり、これら第一及び第
二振動板31,32の外側には、それぞれ第一及び第二
圧電素子41,42が配置してある。
【0018】第一及び第二圧電素子41,42は、図3
に示すように、一つの圧電素子ブロックにスリット41
a,42aを入れて分割し複数の第一及び第二圧電変位
部41b,42bを形成し、かつ、これら第一及び第二
圧電変位部41b,42bが、各圧力室20の両側壁を
形成する第一及び第二振動板31,32にそれぞれ対応
するように取り付けてある。これら第一及び第二圧電変
位部41b,42bは、それぞれ信号線を介して図示し
ない制御部に接続されており、この制御部からの信号
(信号電圧)にもとづいて、これら第一及び第二圧電変
位部41b,42bが別個独立に変位する構成としてあ
る。
【0019】また、ハウジング10内部の下側には、各
圧力室20の下端に設けたインク供給路50と連通する
共通インク室60が形成してある。さらに、ハウジング
10の上側には、各圧力室20の上端開口部と連通する
複数のノズル70を形成したプレートが取り付けてあ
る。ここで、これらインク供給路50と共通インク室6
0の対向する二つの側壁も、各圧力室20を形成する第
一及び第二振動板31,32によって形成されている。
そして、これら共通インク室60とインク供給路50及
び各圧力室20の内部には、インク80が充填してあ
る。
【0020】次に、上記構成からなる本インクジェット
式プリンタヘッドの駆動方法の実施例について図面を参
照しつつ説明する。まず、図4(a),(b)を参照し
つつ、本発明の第一実施例に係るインクジェット式プリ
ンタヘッドの駆動方法について説明する。図4(a),
(b)は本発明の第一実施例に係るインクジェット式プ
リンタヘッドの駆動方法の動作を示す正面断面図であ
る。
【0021】通常の記録(階調をもたせない記録)を行
なう場合は、前記制御部からの信号にもとづいて、第一
及び第二圧電素子41,42の第一圧電変位部41bと
第二圧電変位部42bの一方又は両方を継続的に変位さ
せ、ノズル70から同じの大きさのインク滴を連続的に
飛ばして階調をもたせない記録を行なう。
【0022】また、階調記録を行なう場合には、例え
ば、図4(a)に示すように、第一圧電変位部41bと
第二圧電変位部42bの両方を同時に変位させて、ノズ
ル70から所定の大きさのインク滴81を飛ばした後、
図4(b)に示すように、第一圧電変位部41bのみを
変位させて、ノズル70から飛び出すインク滴81の大
きさを小さくして階調記録を行なう。
【0023】このような本第一実施例のインクジェット
式プリンタヘッドによれば、第一圧電変位部41bと第
二圧電変位部42bの一方又は両方に変位させた後、両
方又は一方を変位させることによって、圧力室20内の
インク80に異なる大きさの圧力が加わり、ノズル70
から飛び出すインク滴81の大きさを容易に変化させる
ことができる。これによって、優れたドット階調記録を
行なうことが可能となる。
【0024】次に、図5(a),(b)を参照しつつ、
本発明の第二実施例に係るインクジェット式プリンタヘ
ッドの駆動方法について説明する。図5(a),(b)
は本発明の第二実施例に係るインクジェット式プリンタ
ヘッドの駆動方法の動作を示す正面断面図である。
【0025】これら図面において、本第二実施例に係る
インクジェット式プリンタヘッドでは、第一及び第二圧
電変位部41b,42bに、前記制御部からの信号を交
互に入力し、これら第一及び第二圧電変位部41b,4
2bを交互に変位させて、ノズル70からインク滴81
を連続的に飛ばす方法としてある。
【0026】このような本第二実施例のインクジェット
式プリンタヘッドによれば、前記制御部からの信号にも
とづいて、第一及び第二圧電変位部41b,42bが連
続的に変位するので、圧力室20内のインクを連続的に
加圧することが可能となり、ノズル70からインク滴8
1を高速で飛ばすことができる。
【0027】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明のインク
ジェット式プリンタヘッド及びその駆動方法によれば、
ノズルから飛び出すインク滴の大きさを容易に変化させ
ることができ、これによって、優れたドット階調記録を
可能とし、また、駆動用の信号に対する圧電素子の応答
速度を向上させることによって、インク滴の吐出速度の
高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るインクジェット式プリ
ンタヘッドを示す部分断面斜視図である。
【図2】図1のA−A断面側面図である。
【図3】本インクジェット式プリンタヘッドの圧電素子
を示す斜視図である。
【図4】同図(a),(b)は本発明の第一実施例に係
るインクジェット式プリンタヘッドの駆動方法の動作を
示す正面断面図である。
【図5】同図(a),(b)は本発明の第二実施例に係
るインクジェット式プリンタヘッドの駆動方法の動作を
示す正面断面図である。
【図6】従来例に係るインクジェット式プリンタヘッド
を示す側面断面図である。
【符号の説明】
10 ハウジング 20 圧力室 31 第一振動板 32 第二振動板 41 第一圧電素子 42 第二圧電素子 41a,42a スリット 41b 第一圧電変位部 42b 第二圧電変位部 50 インク供給路 60 共通インク室 70 ノズル 80 インク 81 インク滴

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 圧電素子によって、複数の圧力室内に充
    填されたインクを加圧し、これら圧力室と対応する複数
    のノズルからそれぞれインク滴を飛ばすインクジェット
    プリンタヘッドにおいて、 制御部と、 各圧力室の対向する二つの側壁を形成する第一及び第二
    振動板と、 これら第一及び第二振動板上に取り付けられ、前記第一
    及び第二振動板にそれぞれ対応する第一及び第二圧電変
    位部を有し、前記制御部からの信号をこれら第一及び第
    二圧電変位部に個別に入力して、前記第一及び第二圧電
    変位部を変位させる第一及び第二圧電素子とを備えたこ
    とを特徴とするインクジェット式プリンタヘッド。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のインクジェット式プリン
    タヘッドの駆動方法であって、 通常の記録を行なう場合には、前記制御部からの信号に
    もとづいて、前記第一圧電変位部と第二圧電変位部の一
    方又は両方を継続的に変位させて、前記ノズルから同じ
    の大きさのインク滴を飛ばし、 また、階調記録を行なう場合には、前記制御部からの信
    号にもとづいて、前記第一圧電変位部と第二圧電変位部
    の一方又は両方を変位させて、前記ノズルから所定の大
    きさのインク滴を飛ばした後、前記第一圧電変位部と第
    二圧電変位部の両方又は一方を変位させて、前記ノズル
    から飛び出すインク滴の大きさを変化させることを特徴
    とするインクジェット式プリンタヘッドの駆動方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のインクジェット式プリン
    タヘッドの駆動方法であって、 前記第一及び第二圧電変位部に、前記制御部からの信号
    を交互に入力し、前記第一及び第二圧電変位部を交互に
    変位させて、前記ノズルからインク滴を飛ばすことを特
    徴とするインクジェット式プリンタヘッドの駆動方法。
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