JPH1016211A - 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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- JPH1016211A JPH1016211A JP8195624A JP19562496A JPH1016211A JP H1016211 A JPH1016211 A JP H1016211A JP 8195624 A JP8195624 A JP 8195624A JP 19562496 A JP19562496 A JP 19562496A JP H1016211 A JPH1016211 A JP H1016211A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 駆動信号が印加されない圧電振動子に、隣接
の圧電振動子の振動が伝搬して不要なインク滴が発生を
防止する。 【解決手段】 圧力発生室を拡大させる第１の信号、圧
力発生室を膨張状態に維持する第２の信号、及び膨張状
態にある圧力発生室を収縮させてノズル開口からインク
滴を吐出させる第３の信号とを出力するとともに、第２
の信号の継続時間Ｐwhを、記録ヘッドのヘルムホルツ共
振周波数が７０〜１００ｋＨｚの場合には、０．７×Ｔ
a（ｎ＋１／２）≦Ｐwh≦１．３×Ｔa（ｎ＋１／２）の
範囲のレベルＬ１以下のときに、また記録ヘッドのヘル
ムホルツ共振周波数が１００ｋＨｚ以上の場合には、
０．８×Ｔa（ｎ＋１／２）≦Ｐwh≦１．２×Ｔa（ｎ＋
１／２）（ただし、ｎは整数）の期間に第３の信号を印
加して圧力発生室を収縮させてインク滴を吐出させる。
の圧電振動子の振動が伝搬して不要なインク滴が発生を
防止する。 【解決手段】 圧力発生室を拡大させる第１の信号、圧
力発生室を膨張状態に維持する第２の信号、及び膨張状
態にある圧力発生室を収縮させてノズル開口からインク
滴を吐出させる第３の信号とを出力するとともに、第２
の信号の継続時間Ｐwhを、記録ヘッドのヘルムホルツ共
振周波数が７０〜１００ｋＨｚの場合には、０．７×Ｔ
a（ｎ＋１／２）≦Ｐwh≦１．３×Ｔa（ｎ＋１／２）の
範囲のレベルＬ１以下のときに、また記録ヘッドのヘル
ムホルツ共振周波数が１００ｋＨｚ以上の場合には、
０．８×Ｔa（ｎ＋１／２）≦Ｐwh≦１．２×Ｔa（ｎ＋
１／２）（ただし、ｎは整数）の期間に第３の信号を印
加して圧力発生室を収縮させてインク滴を吐出させる。
Description
【０００１】
【発明が属する技術の分野】本発明は、圧電振動子をア
クチュエータに使用したインクジェット記録ヘッドの駆
動技術に関する。
クチュエータに使用したインクジェット記録ヘッドの駆
動技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】一部が弾性板により構成され、ノズル開
口に連通する圧力発生室を、圧電振動子により膨張、収
縮させて、インクの吸引、インク滴の形成を行うインク
ジェット式記録ヘッドの高速駆動用アクチュエータとし
て、圧電材料と導電層を交互に積層し、その軸方向の伸
長する縦振動モードの圧電振動子や、またスパッタリン
グや蒸着等により振動板に表面に圧電振動の薄い層を形
成し、たわみ振動モードの圧電振動子等が用いられてい
る。このような圧電振動子は、振動板上での当接面積が
小さく、しかも高速駆動が可能であるため、圧力発生室
を高密度で配置することができ、高い解像度での高速印
刷が可能であるという特徴を備えている。
口に連通する圧力発生室を、圧電振動子により膨張、収
縮させて、インクの吸引、インク滴の形成を行うインク
ジェット式記録ヘッドの高速駆動用アクチュエータとし
て、圧電材料と導電層を交互に積層し、その軸方向の伸
長する縦振動モードの圧電振動子や、またスパッタリン
グや蒸着等により振動板に表面に圧電振動の薄い層を形
成し、たわみ振動モードの圧電振動子等が用いられてい
る。このような圧電振動子は、振動板上での当接面積が
小さく、しかも高速駆動が可能であるため、圧力発生室
を高密度で配置することができ、高い解像度での高速印
刷が可能であるという特徴を備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、圧力発生室
を高い密度で配列すると、インク滴を吐出する圧力発生
室の圧電振動子の振動が隣接する他の圧力発生室にまで
伝搬して、駆動信号の印加の有無に関わりなくインク滴
を吐出するといういわゆるクロストーク現象を招き易く
なるという問題がある。特に高密度印刷に対応するため
に圧力発生室の高密度配列に加えて、インク滴のインク
量を少なくした記録ヘッドにあっては、圧力発生室のコ
ンプライアンスが小さく抑えられている関係上、上述の
クロストーク現象が一層生じ易いという問題がある。
を高い密度で配列すると、インク滴を吐出する圧力発生
室の圧電振動子の振動が隣接する他の圧力発生室にまで
伝搬して、駆動信号の印加の有無に関わりなくインク滴
を吐出するといういわゆるクロストーク現象を招き易く
なるという問題がある。特に高密度印刷に対応するため
に圧力発生室の高密度配列に加えて、インク滴のインク
量を少なくした記録ヘッドにあっては、圧力発生室のコ
ンプライアンスが小さく抑えられている関係上、上述の
クロストーク現象が一層生じ易いという問題がある。
【０００４】すなわち、図１０に示したように剛性の高
い固定基板Ａに圧力発生室に合わせて複数の圧電振動子
Ｂ〜Ｇを固定した振動子ユニットにおいて、駆動信号が
印加されない圧電振動子Ｅに隣接する圧電振動子Ｄ、Ｆ
に、図１１（I）に示したように台形状の駆動信号を印
加すると、充電時には図１１（II）に示したように圧電
振動子Ｄ、Ｆが収縮し、一定電圧に保持された段階、つ
まり圧電振動子の収縮が停止した段階で、圧電振動子が
固有振動を起こす。
い固定基板Ａに圧力発生室に合わせて複数の圧電振動子
Ｂ〜Ｇを固定した振動子ユニットにおいて、駆動信号が
印加されない圧電振動子Ｅに隣接する圧電振動子Ｄ、Ｆ
に、図１１（I）に示したように台形状の駆動信号を印
加すると、充電時には図１１（II）に示したように圧電
振動子Ｄ、Ｆが収縮し、一定電圧に保持された段階、つ
まり圧電振動子の収縮が停止した段階で、圧電振動子が
固有振動を起こす。
【０００５】そして所定時間が経過した段階でインク滴
を吐出させるべく、圧電振動子Ｄ、Ｆの電荷を放電させ
て伸長させる。インク滴吐出以後には再び圧電振動子
Ｄ、Ｆは固有振動を開始する。
を吐出させるべく、圧電振動子Ｄ、Ｆの電荷を放電させ
て伸長させる。インク滴吐出以後には再び圧電振動子
Ｄ、Ｆは固有振動を開始する。
【０００６】一方、駆動信号が印加されていない圧電振
動子Ｅは、駆動信号が印加された圧電振動子Ｄ、Ｆの自
由振動、及びインク滴吐出後の固有振動を固定基板Ａを
介して受ける。
動子Ｅは、駆動信号が印加された圧電振動子Ｄ、Ｆの自
由振動、及びインク滴吐出後の固有振動を固定基板Ａを
介して受ける。
【０００７】このため、充電時の振動とインク滴吐出後
の振動とが干渉して駆動信号が印加されない圧電振動子
Ｅは、図１１（III）に示したようにその振幅が増幅さ
れる。このように伝搬に起因して生じる圧電振動子Ｅの
振動の振幅は、駆動信号が印加された圧電振動子Ｄ，Ｆ
の最大振幅の１０％程度であるが、複数周期、例えば３
周期以上継続すると、ノズル開口のメニスカスの振動も
増幅されてしまい、結果として意図しないインク滴を吐
出させることになる。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、圧電
振動子の固定基板を伝搬する振動に起因するクロストー
クを可及的に防止して高い品質で高密度印刷を行うこと
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。
の振動とが干渉して駆動信号が印加されない圧電振動子
Ｅは、図１１（III）に示したようにその振幅が増幅さ
れる。このように伝搬に起因して生じる圧電振動子Ｅの
振動の振幅は、駆動信号が印加された圧電振動子Ｄ，Ｆ
の最大振幅の１０％程度であるが、複数周期、例えば３
周期以上継続すると、ノズル開口のメニスカスの振動も
増幅されてしまい、結果として意図しないインク滴を吐
出させることになる。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、圧電
振動子の固定基板を伝搬する振動に起因するクロストー
クを可及的に防止して高い品質で高密度印刷を行うこと
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。
【０００８】
【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、及びインク供
給口を介して共通のインク室に連通し、へルムホルツ共
振周波数を備えた圧力発生室と、該圧力発生室を膨張、
収縮させる固有振動周期Ｔaを備えた圧電振動子とから
なるインクジェット式記録ヘッドと、前記圧力発生室を
拡大させる第１の信号と、前記圧力発生室を膨張状態に
維持する第２の信号と、膨張状態にある前記圧力発生室
を収縮させて前記ノズル開口からインク滴を吐出させる
第３の信号とを出力するとともに、前記第２の信号の継
続時間Ｐwhを、前記記録ヘッドのヘルムホルツ共振周波
数が７０〜１００ｋＨｚの場合には、 ０．７×Ｔa（ｎ＋１／２）≦Ｐwh≦１．３×Ｔa（ｎ＋
１／２） となるように、また前記記録ヘッドのヘルムホルツ共振
周波数が１００ｋＨｚ以上の場合には、 ０．８×Ｔa（ｎ＋１／２）≦Ｐwh≦１．２×Ｔa（ｎ＋
１／２） （ただし、ｎは整数）に設定された駆動信号発生手段と
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、及びインク供
給口を介して共通のインク室に連通し、へルムホルツ共
振周波数を備えた圧力発生室と、該圧力発生室を膨張、
収縮させる固有振動周期Ｔaを備えた圧電振動子とから
なるインクジェット式記録ヘッドと、前記圧力発生室を
拡大させる第１の信号と、前記圧力発生室を膨張状態に
維持する第２の信号と、膨張状態にある前記圧力発生室
を収縮させて前記ノズル開口からインク滴を吐出させる
第３の信号とを出力するとともに、前記第２の信号の継
続時間Ｐwhを、前記記録ヘッドのヘルムホルツ共振周波
数が７０〜１００ｋＨｚの場合には、 ０．７×Ｔa（ｎ＋１／２）≦Ｐwh≦１．３×Ｔa（ｎ＋
１／２） となるように、また前記記録ヘッドのヘルムホルツ共振
周波数が１００ｋＨｚ以上の場合には、 ０．８×Ｔa（ｎ＋１／２）≦Ｐwh≦１．２×Ｔa（ｎ＋
１／２） （ただし、ｎは整数）に設定された駆動信号発生手段と
を備えるようにした。
【０００９】
【作用】圧力発生室を膨張させる第１の信号が印加され
てから、この膨張による振動が駆動信号の印加されない
隣接の圧電振動子に伝搬したとしても、この振動の位相
に対して逆位相の関係となる振動を誘起させるタイミン
グで圧力発生室を収縮させてインク滴を吐出させるた
め、固定基板を介して伝搬する振動に起因するクロスト
ークが防止される。
てから、この膨張による振動が駆動信号の印加されない
隣接の圧電振動子に伝搬したとしても、この振動の位相
に対して逆位相の関係となる振動を誘起させるタイミン
グで圧力発生室を収縮させてインク滴を吐出させるた
め、固定基板を介して伝搬する振動に起因するクロスト
ークが防止される。
【００１０】
【発明の実施の形態】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はノズル開口２が穿設されたノズ
ルプレート、７は流路構成板、８は弾性板で、流路構成
板７の両面をノズルプレート１と弾性板８とで封止して
インク流路ユニット１１が構成されている。
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はノズル開口２が穿設されたノズ
ルプレート、７は流路構成板、８は弾性板で、流路構成
板７の両面をノズルプレート１と弾性板８とで封止して
インク流路ユニット１１が構成されている。
【００１１】このインク流路ユニット１１は、圧力発生
室３、共通のインク室４、及びこれらを接続するインク
供給口５を有し、後述する圧電振動子９に駆動信号が印
加されて、圧電振動子９が収縮した場合には共通のイン
ク室４からインク供給口５を介して圧力発生室３にイン
クを吸引し、また圧電振動子９が伸長した場合には圧力
発生室３を圧縮してインク滴を吐出させる。
室３、共通のインク室４、及びこれらを接続するインク
供給口５を有し、後述する圧電振動子９に駆動信号が印
加されて、圧電振動子９が収縮した場合には共通のイン
ク室４からインク供給口５を介して圧力発生室３にイン
クを吸引し、また圧電振動子９が伸長した場合には圧力
発生室３を圧縮してインク滴を吐出させる。
【００１２】９は、圧電振動子で、伸長方向に平行に圧
電材料と導電材料を交互に積層して構成され、充電状態
では導電層の積層方向と直角な方向に収縮し、また充電
状態から放電状態に移る時点で導電層と直角な方向に伸
長するいわゆる縦振動モードの振動子で、剛性の大きな
材料からなる固定基板１０に一定ピッチで後端を固定さ
れて振動子ユニットに纏められている。
電材料と導電材料を交互に積層して構成され、充電状態
では導電層の積層方向と直角な方向に収縮し、また充電
状態から放電状態に移る時点で導電層と直角な方向に伸
長するいわゆる縦振動モードの振動子で、剛性の大きな
材料からなる固定基板１０に一定ピッチで後端を固定さ
れて振動子ユニットに纏められている。
【００１３】この振動子ユニットは、圧電振動子９の先
端を圧力発生室３を形成している弾性板８に当接させて
固定基板１０の先端１０ａと側面１０ｂとの２つの面を
フレーム１２に固定されている。このように固定基板１
０をその複数の面１０ａ、１０ｂでフレーム１２に固定
することにより、駆動信号が印加された圧電振動子の振
動が固定基板１０を介して他の圧電振動子９に伝搬する
のを可及的に抑制してクロストークを防止することがで
きる。
端を圧力発生室３を形成している弾性板８に当接させて
固定基板１０の先端１０ａと側面１０ｂとの２つの面を
フレーム１２に固定されている。このように固定基板１
０をその複数の面１０ａ、１０ｂでフレーム１２に固定
することにより、駆動信号が印加された圧電振動子の振
動が固定基板１０を介して他の圧電振動子９に伝搬する
のを可及的に抑制してクロストークを防止することがで
きる。
【００１４】ところで、このように構成されたインクジ
ェット式記録ヘッドは、圧力発生室３のインクの圧縮性
に起因する流体コンプライアンスをＣi、また圧力発生
室３を形成している弾性板８、ノズルプレート１等の材
料自体の剛性コンプライアンスをＣv、ノズル開口２の
イナータンスをＭn、インク供給口５のイナータンスを
Ｍｓとすると、圧力発生室３のヘルムホルツ周波数ＦH
は、 ＦH＝１／２π×√｛（Ｍn＋Ｍｓ）／（Ｃｉ＋Ｃv）
（Ｍn×Ｍｓ）｝ により表すことができる。
ェット式記録ヘッドは、圧力発生室３のインクの圧縮性
に起因する流体コンプライアンスをＣi、また圧力発生
室３を形成している弾性板８、ノズルプレート１等の材
料自体の剛性コンプライアンスをＣv、ノズル開口２の
イナータンスをＭn、インク供給口５のイナータンスを
Ｍｓとすると、圧力発生室３のヘルムホルツ周波数ＦH
は、 ＦH＝１／２π×√｛（Ｍn＋Ｍｓ）／（Ｃｉ＋Ｃv）
（Ｍn×Ｍｓ）｝ により表すことができる。
【００１５】なお、流体コンプライアンスＣiは、圧力
発生室３の体積をＶ、インクの密度をρ、インク中での
音速をｃとすると、 Ｃi＝Ｖ／ρｃ2 により表すことができる。
発生室３の体積をＶ、インクの密度をρ、インク中での
音速をｃとすると、 Ｃi＝Ｖ／ρｃ2 により表すことができる。
【００１６】さらに圧力発生室３の剛性コンプライアン
スＣvは、圧力発生室３に単位圧力を印加したときの圧
力発生室３の静的な変形率に一致する。
スＣvは、圧力発生室３に単位圧力を印加したときの圧
力発生室３の静的な変形率に一致する。
【００１７】具体例を挙げると、長さが０．５乃至２ｍ
ｍで、幅０．１乃至０．２ｍｍ、深さ０．０５乃至０．
３ｍｍのサイズとして構成された圧力発生室３の場合、
ヘルムホルツ共振周波数ＦHは７０ｋＨｚ乃至２００ｋ
Ｈｚ程度となる。
ｍで、幅０．１乃至０．２ｍｍ、深さ０．０５乃至０．
３ｍｍのサイズとして構成された圧力発生室３の場合、
ヘルムホルツ共振周波数ＦHは７０ｋＨｚ乃至２００ｋ
Ｈｚ程度となる。
【００１８】図２は、上述したインクジェット式記録ヘ
ッドを駆動する駆動回路の一実施例を示すものであっ
て、図中符号２０は、制御信号発生回路で、入力端子２
１、２２と出力端子２３、２４、２５を備え、端子２
１、２２には印刷データを生成する外部装置からの印字
信号とタイミング信号が入力し、また出力端子２３、２
４、２５からシフトクロック信号、印字信号、及びラッ
チ信号が出力するように構成されている。
ッドを駆動する駆動回路の一実施例を示すものであっ
て、図中符号２０は、制御信号発生回路で、入力端子２
１、２２と出力端子２３、２４、２５を備え、端子２
１、２２には印刷データを生成する外部装置からの印字
信号とタイミング信号が入力し、また出力端子２３、２
４、２５からシフトクロック信号、印字信号、及びラッ
チ信号が出力するように構成されている。
【００１９】２６は、駆動信号発生回路で、端子２２か
ら入力した外部装置からのタイミング信号に基づいて圧
電振動子９、９、９‥‥を駆動する駆動信号を出力する
ものである。
ら入力した外部装置からのタイミング信号に基づいて圧
電振動子９、９、９‥‥を駆動する駆動信号を出力する
ものである。
【００２０】Ｆ１、Ｆ１、Ｆ１‥‥は、それぞれラッチ
回路を構成するフリップフロップであり、またＦ２、Ｆ
２、Ｆ２‥‥はシフトレジスタを構成するフリップフロ
ップで、フリップフロップＦ２、Ｆ２、Ｆ２‥‥から各
圧電振動子９、９、９‥‥に対応して出力された印字信
号をフリップフロップＦ１、Ｆ１、Ｆ１‥‥でラッチ
し、オアゲート２８、２８、２８‥‥を介して各スイッ
チングトランジスタ３０、３０、３０‥‥に選択信号を
出力するように構成されている。
回路を構成するフリップフロップであり、またＦ２、Ｆ
２、Ｆ２‥‥はシフトレジスタを構成するフリップフロ
ップで、フリップフロップＦ２、Ｆ２、Ｆ２‥‥から各
圧電振動子９、９、９‥‥に対応して出力された印字信
号をフリップフロップＦ１、Ｆ１、Ｆ１‥‥でラッチ
し、オアゲート２８、２８、２８‥‥を介して各スイッ
チングトランジスタ３０、３０、３０‥‥に選択信号を
出力するように構成されている。
【００２１】図３は、前述の制御信号発生回路２０の一
実施例を示すものであって、図中符号３１は、カウンタ
で、端子２２から入力するタイミング信号（図５
（I））の立ち上がりで初期化され、発振回路３３から
のクロック信号を駆動信号発生回路２６の出力端子２９
に接続されている圧電振動子９、９、９‥‥の数に一致
する値まで計数した時点でＬＯＷレベルのキャリー信号
を出力して計数動作を停止するものである。このカウン
タ３１のキャリー信号は、ＡＮＤゲートを介して発振回
路２３からのクロック信号と論理積を取られて端子２３
にシフトクロック信号を出力する。
実施例を示すものであって、図中符号３１は、カウンタ
で、端子２２から入力するタイミング信号（図５
（I））の立ち上がりで初期化され、発振回路３３から
のクロック信号を駆動信号発生回路２６の出力端子２９
に接続されている圧電振動子９、９、９‥‥の数に一致
する値まで計数した時点でＬＯＷレベルのキャリー信号
を出力して計数動作を停止するものである。このカウン
タ３１のキャリー信号は、ＡＮＤゲートを介して発振回
路２３からのクロック信号と論理積を取られて端子２３
にシフトクロック信号を出力する。
【００２２】また、符号３４は、端子２１から入力する
圧電素子９、９、９‥‥に一致するビット数の印字デー
タを記憶するメモリで、ＡＮＤゲートからの信号に同期
して内部に記憶している印字データを端子２４に１ビッ
ト毎にシリアル出力する機能をも合わせ備えている。
圧電素子９、９、９‥‥に一致するビット数の印字デー
タを記憶するメモリで、ＡＮＤゲートからの信号に同期
して内部に記憶している印字データを端子２４に１ビッ
ト毎にシリアル出力する機能をも合わせ備えている。
【００２３】この端子２４からシリアル転送される印字
信号（図５（VII））は、次の印刷周期でスイッチング
トランジスタ３０、３０、３０‥‥の選択信号となり、
印字信号の端子２３から出力されたシフトクロック信号
（図５（VIII））により前述のシフトレジスタを構成し
ているフリップフロップＦ１、Ｆ１、Ｆ１、‥‥にラッ
チされる。なお、ラッチ信号は、前述のキャリー信号の
立ち下がりに同期してラッチ信号生成回路３５から出力
され、その出力の時点は後述する駆動信号が中間電位Ｖ
Mを維持する期間である。
信号（図５（VII））は、次の印刷周期でスイッチング
トランジスタ３０、３０、３０‥‥の選択信号となり、
印字信号の端子２３から出力されたシフトクロック信号
（図５（VIII））により前述のシフトレジスタを構成し
ているフリップフロップＦ１、Ｆ１、Ｆ１、‥‥にラッ
チされる。なお、ラッチ信号は、前述のキャリー信号の
立ち下がりに同期してラッチ信号生成回路３５から出力
され、その出力の時点は後述する駆動信号が中間電位Ｖ
Mを維持する期間である。
【００２４】図４は、前述した駆動信号発生回路２６の
一実施例を示すものであって、図中符号３６は、タイミ
ング制御回路で、縦属接続された３つのワンショットマ
ルチバイブレータＭ１、Ｍ2、Ｍ3を有し、各ワンショッ
トマルチバイブレータＭ１、Ｍ2、Ｍ3にはそれぞれ第１
の充電時間（Ｐwc1）と第１のホールド時間（Ｐwh1）と
の和Ｔ1＝（Ｐwc1＋Ｐwh1）、放電時間（Ｐwd1）と第２
のホールド時間（Ｐwh2）との和Ｔ2＝（Ｐwd1＋Ｐwh
2）、及び第２の充電時間Ｐwc2を規定するためのパルス
幅ＰＷ1、ＰＷ2、ＰＷ3（図５（II）、（III）、（I
V））が設定されている。
一実施例を示すものであって、図中符号３６は、タイミ
ング制御回路で、縦属接続された３つのワンショットマ
ルチバイブレータＭ１、Ｍ2、Ｍ3を有し、各ワンショッ
トマルチバイブレータＭ１、Ｍ2、Ｍ3にはそれぞれ第１
の充電時間（Ｐwc1）と第１のホールド時間（Ｐwh1）と
の和Ｔ1＝（Ｐwc1＋Ｐwh1）、放電時間（Ｐwd1）と第２
のホールド時間（Ｐwh2）との和Ｔ2＝（Ｐwd1＋Ｐwh
2）、及び第２の充電時間Ｐwc2を規定するためのパルス
幅ＰＷ1、ＰＷ2、ＰＷ3（図５（II）、（III）、（I
V））が設定されている。
【００２５】各ワンショットマルチバイブレータＭ１、
Ｍ2、Ｍ3から出力するパルスは、その立ち上がり、立ち
下がりによりトランジスタＱ2に充電を、トランジスタ
Ｑ3に放電を、さらにトランジスタＱ２に第２の充電を
実行させるようにこれらトランジスタをオン、オフ制御
する。
Ｍ2、Ｍ3から出力するパルスは、その立ち上がり、立ち
下がりによりトランジスタＱ2に充電を、トランジスタ
Ｑ3に放電を、さらにトランジスタＱ２に第２の充電を
実行させるようにこれらトランジスタをオン、オフ制御
する。
【００２６】ところで、駆動信号が印加されて圧力発生
室２を膨張させた圧電振動子９の変位に起因する隣接す
る圧力発生室２の圧電振動子９の振動の大きさは、記録
ヘッドの構造等に大きく左右される。すなわち、圧力発
生室２が高い剛性を備えたヘルムホルツ共振周波数が１
００ｋＨｚを超える記録ヘッドでは、圧電振動子の変位
量に対する圧力発生室２内の単位時間当たりの圧力変化
量が高く、また比較的柔軟な構造として構成されたヘル
ムホルツ共振周波数が７０〜１００ｋＨｚの記録ヘッド
では、圧電振動子の変位量に対する圧力発生室２内の単
位時間当たりの圧力変化量が比較的低い。
室２を膨張させた圧電振動子９の変位に起因する隣接す
る圧力発生室２の圧電振動子９の振動の大きさは、記録
ヘッドの構造等に大きく左右される。すなわち、圧力発
生室２が高い剛性を備えたヘルムホルツ共振周波数が１
００ｋＨｚを超える記録ヘッドでは、圧電振動子の変位
量に対する圧力発生室２内の単位時間当たりの圧力変化
量が高く、また比較的柔軟な構造として構成されたヘル
ムホルツ共振周波数が７０〜１００ｋＨｚの記録ヘッド
では、圧電振動子の変位量に対する圧力発生室２内の単
位時間当たりの圧力変化量が比較的低い。
【００２７】このように、圧電振動子９の変位量に対す
る圧力発生室２内の単位時間当たりの圧力変化量が異な
るため、前者のヘルムホルツ共振周波数が１００ｋＨｚ
以上の記録ヘッドを駆動するに当たっては、圧力発生室
２を膨張状態に維持する第２の駆動信号の印加時間、つ
まりホールド時間Ｐwhが、駆動信号の印加されていない
圧電振動子の振幅が図７に示した第１許容レベルＬ１を
超えない時間領域（図中、左上がりのハッチングで示す
領域）、つまり０．８×Ｔa（ｎ＋１／２）≦Ｐwh≦
１．２×Ｔa（ｎ＋１／２）となるように設定されてい
る。
る圧力発生室２内の単位時間当たりの圧力変化量が異な
るため、前者のヘルムホルツ共振周波数が１００ｋＨｚ
以上の記録ヘッドを駆動するに当たっては、圧力発生室
２を膨張状態に維持する第２の駆動信号の印加時間、つ
まりホールド時間Ｐwhが、駆動信号の印加されていない
圧電振動子の振幅が図７に示した第１許容レベルＬ１を
超えない時間領域（図中、左上がりのハッチングで示す
領域）、つまり０．８×Ｔa（ｎ＋１／２）≦Ｐwh≦
１．２×Ｔa（ｎ＋１／２）となるように設定されてい
る。
【００２８】また、後者の記録ヘッドを駆動するに当た
っては、圧力発生室２を膨張状態に維持する第２の駆動
信号が、駆動振動の印加されていない圧電振動子の振幅
が図７に示した第２許容レベルＬ２を超えない時間領
域、つまり０．７×Ｔa（ｎ＋１／２）≦Ｐwh≦１．３
×Ｔa（ｎ＋１／２）となるように設定されている。な
お、ヘルムホルツ共振周波数が７０ｋＨｚ以下の場合に
あっては、単位時間当りの圧力変化量が小さくなるた
め、圧力発生室２を膨張状態に維持する第２の駆動信号
を上述のように設定する必要がないことは実験により確
認した。
っては、圧力発生室２を膨張状態に維持する第２の駆動
信号が、駆動振動の印加されていない圧電振動子の振幅
が図７に示した第２許容レベルＬ２を超えない時間領
域、つまり０．７×Ｔa（ｎ＋１／２）≦Ｐwh≦１．３
×Ｔa（ｎ＋１／２）となるように設定されている。な
お、ヘルムホルツ共振周波数が７０ｋＨｚ以下の場合に
あっては、単位時間当りの圧力変化量が小さくなるた
め、圧力発生室２を膨張状態に維持する第２の駆動信号
を上述のように設定する必要がないことは実験により確
認した。
【００２９】次に、このように構成された装置の動作の
概略について説明する。外部装置からのタイミング信号
が端子２２に入力すると、タイミング制御回路３６を構
成するワンショットマルチバイブレータＭ１は、予めこ
れに設定されているパルス幅ＰＷ1（Ｐwc1＋Ｐwh1）の
パルス信号（図５（II））を出力する。このパルス信号
によりトランジスタＱ1がオンとなると、初期状態で既
に電位ＶMに充電されているコンデンサＣがトランジス
タＱ2と抵抗Ｒ1とにより定まる一定電流Ｉc1でもって充
電される。この充電によりコンデンサＣの端子電圧が電
源電圧ＶHになると、充電動作が自動的に停止し、以
後、放電されるまでこの電圧ＶHが維持される。
概略について説明する。外部装置からのタイミング信号
が端子２２に入力すると、タイミング制御回路３６を構
成するワンショットマルチバイブレータＭ１は、予めこ
れに設定されているパルス幅ＰＷ1（Ｐwc1＋Ｐwh1）の
パルス信号（図５（II））を出力する。このパルス信号
によりトランジスタＱ1がオンとなると、初期状態で既
に電位ＶMに充電されているコンデンサＣがトランジス
タＱ2と抵抗Ｒ1とにより定まる一定電流Ｉc1でもって充
電される。この充電によりコンデンサＣの端子電圧が電
源電圧ＶHになると、充電動作が自動的に停止し、以
後、放電されるまでこの電圧ＶHが維持される。
【００３０】次ぎにワンショットマルチバイブレータＭ
１のパルス幅ＰＷ1に相当する時間（Ｐwc1＋Ｐwh1）＝
Ｔ1が経過してワンショットマルチバイブレータＭ１が
反転すると、トランジスタＱ1がオフとなり、またワン
ショットマルチバイブレータＭ2からパルス幅ＰＷ2のパ
ルス信号（図５（III））が出力してトランジスタＱ3が
オンとなってコンデンサＣを放電させる。この放電は、
トランジスタＱ4と抵抗Ｒ3とにより定まる一定電流Ｉd
でもってほぼ電圧ＶLに到達するまで継続して行なわれ
る。
１のパルス幅ＰＷ1に相当する時間（Ｐwc1＋Ｐwh1）＝
Ｔ1が経過してワンショットマルチバイブレータＭ１が
反転すると、トランジスタＱ1がオフとなり、またワン
ショットマルチバイブレータＭ2からパルス幅ＰＷ2のパ
ルス信号（図５（III））が出力してトランジスタＱ3が
オンとなってコンデンサＣを放電させる。この放電は、
トランジスタＱ4と抵抗Ｒ3とにより定まる一定電流Ｉd
でもってほぼ電圧ＶLに到達するまで継続して行なわれ
る。
【００３１】ワンショットマルチバイブレータＭ2のパ
ルス幅ＰＷ2に相当する時間（Ｐwd1＋Ｐwh2）が経過し
てワンショットマルチバイブレータＭ2が反転すると、
ワンショットマルチバイブレータＭ3からパルス幅ＰＷ3
のパルス信号（図５（IV））が出力してトランジスタＱ
6がオンとなる。これによりコンデンサＣは、一定電流
Ｉc2で再び充電され、ワンショットマルチバイブレータ
Ｍ3のパルス幅ＰＷ3に相当する時間（Ｐwc2）で決まる
中間電位ＶMに到達し、この電位ＶMで充電が終了し、以
後再びタイミング信号が入力するまでこの電圧が維持さ
れる。
ルス幅ＰＷ2に相当する時間（Ｐwd1＋Ｐwh2）が経過し
てワンショットマルチバイブレータＭ2が反転すると、
ワンショットマルチバイブレータＭ3からパルス幅ＰＷ3
のパルス信号（図５（IV））が出力してトランジスタＱ
6がオンとなる。これによりコンデンサＣは、一定電流
Ｉc2で再び充電され、ワンショットマルチバイブレータ
Ｍ3のパルス幅ＰＷ3に相当する時間（Ｐwc2）で決まる
中間電位ＶMに到達し、この電位ＶMで充電が終了し、以
後再びタイミング信号が入力するまでこの電圧が維持さ
れる。
【００３２】このような充放電により、図５に示したよ
うにな中間電位ＶMから電圧ＶHに一定の勾配で上昇し、
この電圧ＶHを一定時間Ｐwh1を保持し、今度は一定の勾
配でＶLまで降下し、この電圧ＶLを一定時間Ｐwh2を保
持し、さらに再び中間電位ＶMまで上昇する駆動信号が
発生する。
うにな中間電位ＶMから電圧ＶHに一定の勾配で上昇し、
この電圧ＶHを一定時間Ｐwh1を保持し、今度は一定の勾
配でＶLまで降下し、この電圧ＶLを一定時間Ｐwh2を保
持し、さらに再び中間電位ＶMまで上昇する駆動信号が
発生する。
【００３３】次ぎにこのように構成した装置の動作をイ
ンク滴の吐出動作と関連させて説明する。前述したよう
に制御信号発生回路２０は、前の印刷周期の間にスイッ
チングトランジスタ３０、３０、３０、‥‥の選択信号
を転送して、全ての圧電振動子９、９、９‥‥が中間電
位ＶMに充電されている期間にフリップフロップＦ１、
Ｆ１、Ｆ1‥‥にこの選択信号をラッチさせている。そ
の後、タイミング信号が入力し、図５（V）に示す駆動
信号が中間電位ＶMから電圧ＶHまで上昇して圧電振動子
９が充電される。
ンク滴の吐出動作と関連させて説明する。前述したよう
に制御信号発生回路２０は、前の印刷周期の間にスイッ
チングトランジスタ３０、３０、３０、‥‥の選択信号
を転送して、全ての圧電振動子９、９、９‥‥が中間電
位ＶMに充電されている期間にフリップフロップＦ１、
Ｆ１、Ｆ1‥‥にこの選択信号をラッチさせている。そ
の後、タイミング信号が入力し、図５（V）に示す駆動
信号が中間電位ＶMから電圧ＶHまで上昇して圧電振動子
９が充電される。
【００３４】圧電振動子９は、この充電により一定速度
で収縮して圧力発生室３を膨張させる。この圧力発生室
３の膨張によりインク供給口５を介して共通のインク室
４のインクが圧力発生室３に流れ込み、同時にノズル開
口２のメニスカスが圧力発生室３側に引き込まれる。駆
動信号が電圧ＶHに到達した時点で、この電圧が時間Ｐw
h1保持される。そしてこの充電電圧ＶHが維持された状
態では、圧電振動子９は、自己の固有振動周期に基づい
て自由振動を開始する。この振動は固定基板１０を介し
て隣接する他の圧電振動子９に伝搬し、駆動信号が印加
されていない圧電振動子９をも振動させることになる。
で収縮して圧力発生室３を膨張させる。この圧力発生室
３の膨張によりインク供給口５を介して共通のインク室
４のインクが圧力発生室３に流れ込み、同時にノズル開
口２のメニスカスが圧力発生室３側に引き込まれる。駆
動信号が電圧ＶHに到達した時点で、この電圧が時間Ｐw
h1保持される。そしてこの充電電圧ＶHが維持された状
態では、圧電振動子９は、自己の固有振動周期に基づい
て自由振動を開始する。この振動は固定基板１０を介し
て隣接する他の圧電振動子９に伝搬し、駆動信号が印加
されていない圧電振動子９をも振動させることになる。
【００３５】この時間Ｐwh1は、図７の斜線により示さ
れる領域、つまり（Ｔa／２、３／２Ｔa、５／２Ｔa‥
‥）の各時間点を中心に前後０．８乃至１．２の時間長
に設定されているから、この時点でワンショットマルチ
バイブレータＭ１が反転し、ワンショットマルチバイブ
レータＭ２から信号が出力し、圧力発生室３を収縮させ
るための第３の駆動信号がインク滴を吐出させるための
圧力発生室２の圧電振動子９に印加される。
れる領域、つまり（Ｔa／２、３／２Ｔa、５／２Ｔa‥
‥）の各時間点を中心に前後０．８乃至１．２の時間長
に設定されているから、この時点でワンショットマルチ
バイブレータＭ１が反転し、ワンショットマルチバイブ
レータＭ２から信号が出力し、圧力発生室３を収縮させ
るための第３の駆動信号がインク滴を吐出させるための
圧力発生室２の圧電振動子９に印加される。
【００３６】したがって固定基板１０を介して駆動信号
の印加されていない圧電振動子９に伝搬する振動の周期
がほぼ半周期ずれることになり、駆動信号の印加されて
いない圧電振動子９の振動振幅が小さくなり、駆動信号
が印加されていない圧電振動子のノズル開口からインク
滴が吐出することにはならない。
の印加されていない圧電振動子９に伝搬する振動の周期
がほぼ半周期ずれることになり、駆動信号の印加されて
いない圧電振動子９の振動振幅が小さくなり、駆動信号
が印加されていない圧電振動子のノズル開口からインク
滴が吐出することにはならない。
【００３７】これにより、電圧ＶHに充電されていた圧
電振動子９、９、９、‥‥の充電電荷がダイオードＤを
介して放電され、圧電振動子９は伸長して圧力発生室３
を収縮させる。この圧力発生室３の収縮によりインクが
加圧されてノズル開口２からインク滴として吐出する。
電振動子９、９、９、‥‥の充電電荷がダイオードＤを
介して放電され、圧電振動子９は伸長して圧力発生室３
を収縮させる。この圧力発生室３の収縮によりインクが
加圧されてノズル開口２からインク滴として吐出する。
【００３８】インク滴の吐出が終了すると、圧電振動子
９は、再び固有振動周期で自由振動を開始する。この自
由振動は固定基板１０を介して隣接する駆動信号が印加
されていない圧電振動子９に伝搬する。駆動信号が印加
されていない圧電振動子９は、圧力発生室膨張時に生じ
た自由振動にさらに、駆動信号が印加された圧電振動子
９のインク滴吐出後の自由振動に起因する振動の伝搬を
受けて振動振幅が増幅される。しかしながら、この時点
では、駆動信号が印加されていない圧電振動子９の振動
振幅は、インク滴を吐出しない程度の振幅となる時点で
あるから、たとえ複数周期分の振動が継続してもノズル
開口からインク滴を吐出させることにはならない。
９は、再び固有振動周期で自由振動を開始する。この自
由振動は固定基板１０を介して隣接する駆動信号が印加
されていない圧電振動子９に伝搬する。駆動信号が印加
されていない圧電振動子９は、圧力発生室膨張時に生じ
た自由振動にさらに、駆動信号が印加された圧電振動子
９のインク滴吐出後の自由振動に起因する振動の伝搬を
受けて振動振幅が増幅される。しかしながら、この時点
では、駆動信号が印加されていない圧電振動子９の振動
振幅は、インク滴を吐出しない程度の振幅となる時点で
あるから、たとえ複数周期分の振動が継続してもノズル
開口からインク滴を吐出させることにはならない。
【００３９】このようにインク滴を吐出させる圧電振動
子９の収縮、つまり圧力発生室２を膨張させた後の自由
振動に起因する、駆動信号が印加されない圧電振動子９
の振動の振幅が極小値となる時期は、圧電振動子９の固
有振動周期をＴaとすると、図７に示したように圧電振
動子９の収縮が停止した時点から、 Ｔa／２、３Ｔa／２、‥‥、Ｔa（ｎ＋１／２） （ただし、ｎは整数）である。
子９の収縮、つまり圧力発生室２を膨張させた後の自由
振動に起因する、駆動信号が印加されない圧電振動子９
の振動の振幅が極小値となる時期は、圧電振動子９の固
有振動周期をＴaとすると、図７に示したように圧電振
動子９の収縮が停止した時点から、 Ｔa／２、３Ｔa／２、‥‥、Ｔa（ｎ＋１／２） （ただし、ｎは整数）である。
【００４０】そして圧力発生室２を膨張させた後の自由
振動に起因する、駆動信号が印加されない圧電振動子９
の振動によるインク滴が吐出しない振幅には、或程度の
幅があり、ヘルムホルツ共振周波数が７０〜１００ｋＨ
ｚの高い記録ヘッドでは、 ０．８×Ｔa（ｎ＋１／２）乃至１．２×Ｔa（ｎ＋１／
２） の範囲が、また、ヘルムホルツ共振周波数が１００ｋＨ
ｚ以下の記録ヘッドでは、許容レベルが大きく ０．７×Ｔa（ｎ＋１／２）乃至１．３×Ｔa（ｎ＋１／
２） の範囲が有効であることが実験により確認された。
振動に起因する、駆動信号が印加されない圧電振動子９
の振動によるインク滴が吐出しない振幅には、或程度の
幅があり、ヘルムホルツ共振周波数が７０〜１００ｋＨ
ｚの高い記録ヘッドでは、 ０．８×Ｔa（ｎ＋１／２）乃至１．２×Ｔa（ｎ＋１／
２） の範囲が、また、ヘルムホルツ共振周波数が１００ｋＨ
ｚ以下の記録ヘッドでは、許容レベルが大きく ０．７×Ｔa（ｎ＋１／２）乃至１．３×Ｔa（ｎ＋１／
２） の範囲が有効であることが実験により確認された。
【００４１】本発明においては、クロストークをより確
実に防止するために、前述の第２の信号の継続時間Ｐwh
に対する制限と同様に、第１の信号の継続時間Ｐwc、ま
たは第３の信号の継続時間Ｐwdを圧電振動子９の固有振
動Ｔaとの関係で規定することにより、圧力発生室２の
膨張後の圧電振動子９の固有振動の振幅、または圧力発
生室２の収縮時の圧電振動子９の固有振動の振幅を制限
することができる。そして、これら駆動信号が印加され
た圧電振動子９の固有振動が固定基板１０を伝搬して駆
動信号が印加されていない圧電振動子９が振動して圧力
発生室２からインク滴を吐出させる振動振幅は、前述し
たようにヘルムホルツ共振周波数に依存するから、圧力
発生室３にインクを吸引させる第１工程の第１の信号の
時間Ｐwcは、ヘルムホルツ共振周波数が１００ｋＨｚ以
上の記録ヘッドに対しては、 ０．８×（ｎ＋１）×Ｔa≦Ｐwc≦１．２×（ｎ＋１）
×Ｔa （ただし、ｎは整数） に、またヘルムホルツ共振周波数が７０〜１００ｋＨｚ
の記録ヘッドに対しては、 ０．７×（ｎ＋１）×Ｔa≦Ｐwc≦１．３×（ｎ＋１）
×Ｔa （ただし、ｎは整数） となるように設定すればよいことが実験により確認され
た。
実に防止するために、前述の第２の信号の継続時間Ｐwh
に対する制限と同様に、第１の信号の継続時間Ｐwc、ま
たは第３の信号の継続時間Ｐwdを圧電振動子９の固有振
動Ｔaとの関係で規定することにより、圧力発生室２の
膨張後の圧電振動子９の固有振動の振幅、または圧力発
生室２の収縮時の圧電振動子９の固有振動の振幅を制限
することができる。そして、これら駆動信号が印加され
た圧電振動子９の固有振動が固定基板１０を伝搬して駆
動信号が印加されていない圧電振動子９が振動して圧力
発生室２からインク滴を吐出させる振動振幅は、前述し
たようにヘルムホルツ共振周波数に依存するから、圧力
発生室３にインクを吸引させる第１工程の第１の信号の
時間Ｐwcは、ヘルムホルツ共振周波数が１００ｋＨｚ以
上の記録ヘッドに対しては、 ０．８×（ｎ＋１）×Ｔa≦Ｐwc≦１．２×（ｎ＋１）
×Ｔa （ただし、ｎは整数） に、またヘルムホルツ共振周波数が７０〜１００ｋＨｚ
の記録ヘッドに対しては、 ０．７×（ｎ＋１）×Ｔa≦Ｐwc≦１．３×（ｎ＋１）
×Ｔa （ただし、ｎは整数） となるように設定すればよいことが実験により確認され
た。
【００４２】これにより、圧力発生室２の膨張操作に起
因する圧電振動子９の固有振動の伝搬による、駆動信号
を印加しない圧電振動子９の振動の振幅が、前述と同様
にインク滴吐出以下の時点でインク滴吐出時の圧電振動
子９の固有振動の伝搬による振幅の増幅度合を、インク
滴を吐出させない程度に抑えることができる。
因する圧電振動子９の固有振動の伝搬による、駆動信号
を印加しない圧電振動子９の振動の振幅が、前述と同様
にインク滴吐出以下の時点でインク滴吐出時の圧電振動
子９の固有振動の伝搬による振幅の増幅度合を、インク
滴を吐出させない程度に抑えることができる。
【００４３】また、圧力発生室３からインク滴を吐出さ
せる第３の信号の時間Ｐwdは、ヘルムホルツ共振周波数
が１００ｋＨｚ以上の記録ヘッドに対しては、 ０．８×（ｎ＋１）×Ｔa≦Ｐwd≦１．２×（ｎ＋１）
×Ｔa （ただし、ｎは整数） に、またヘルムホルツ共振周波数が７０〜１００ｋＨｚ
の記録ヘッドに対しては、 ０．７×（n＋１）×Ｔa≦Ｐwd≦１．３×（ｎ＋１）ｎ
×Ｔa （ただし、ｎは整数） となるように設定すればよいことが実験により確認され
た。
せる第３の信号の時間Ｐwdは、ヘルムホルツ共振周波数
が１００ｋＨｚ以上の記録ヘッドに対しては、 ０．８×（ｎ＋１）×Ｔa≦Ｐwd≦１．２×（ｎ＋１）
×Ｔa （ただし、ｎは整数） に、またヘルムホルツ共振周波数が７０〜１００ｋＨｚ
の記録ヘッドに対しては、 ０．７×（n＋１）×Ｔa≦Ｐwd≦１．３×（ｎ＋１）ｎ
×Ｔa （ただし、ｎは整数） となるように設定すればよいことが実験により確認され
た。
【００４４】これにより、圧力発生室２の収縮操作に起
因する圧電振動子９の固有振動の伝搬による、駆動信号
を印加しない圧電振動子９の振動の振幅が、前述と同様
にインク滴吐出以下の時点で圧力発生室膨張時の圧電振
動子９の固有振動により継続している振幅の増幅度合
を、インク滴を吐出させない程度に抑えることができ
る。
因する圧電振動子９の固有振動の伝搬による、駆動信号
を印加しない圧電振動子９の振動の振幅が、前述と同様
にインク滴吐出以下の時点で圧力発生室膨張時の圧電振
動子９の固有振動により継続している振幅の増幅度合
を、インク滴を吐出させない程度に抑えることができ
る。
【００４５】上述の駆動信号発生回路２６におけるコン
デンサＣの容量をＣ0、抵抗Ｒ1の抵抗値をＲr１、抵抗
Ｒ２の抵抗値をＲr２、抵抗Ｒ3の抵抗値をＲｒ３、トラ
ンジスタＱ2、Ｑ4、Ｑ7のベース−エミッタ間の電圧を
それぞれＶbe2、Ｖbe4、Ｖbe7とすると、前述した充電
電流Ｉc１、放電電流Ｉd、充電電流Ｉc２、及び充電時
間Ｐwc1、放電時間Ｐwd1、及び充電時間Ｐwc2は、それ
ぞれ Ｉc1＝Ｖbe2／Ｒr1 Ｉd＝Ｖbe4／Ｒr3 Ｐwc＝Ｃ0×（ＶH−ＶM）／Ｉc1 Ｐwd＝Ｃ0×（ＶH−ＶL）／Ｉd となるから、これら第１の信号、及び第３の信号の継続
時間は、中間電位ＶMや、抵抗Ｒ3により簡単に調整する
ことができる。
デンサＣの容量をＣ0、抵抗Ｒ1の抵抗値をＲr１、抵抗
Ｒ２の抵抗値をＲr２、抵抗Ｒ3の抵抗値をＲｒ３、トラ
ンジスタＱ2、Ｑ4、Ｑ7のベース−エミッタ間の電圧を
それぞれＶbe2、Ｖbe4、Ｖbe7とすると、前述した充電
電流Ｉc１、放電電流Ｉd、充電電流Ｉc２、及び充電時
間Ｐwc1、放電時間Ｐwd1、及び充電時間Ｐwc2は、それ
ぞれ Ｉc1＝Ｖbe2／Ｒr1 Ｉd＝Ｖbe4／Ｒr3 Ｐwc＝Ｃ0×（ＶH−ＶM）／Ｉc1 Ｐwd＝Ｃ0×（ＶH−ＶL）／Ｉd となるから、これら第１の信号、及び第３の信号の継続
時間は、中間電位ＶMや、抵抗Ｒ3により簡単に調整する
ことができる。
【００４６】なお、上述の実施例においては中間電位Ｖ
Mを設定し、この中間電位ＶMから充電電圧ＶHまでの電
圧Ｖ1−Ｖ2だけ充電することにより、圧電振動子９の収
縮時の変位量を、膨張時の変位量よりも小さくして、圧
力発生室２の膨張操作に起因する圧電振動子９の固有振
動の振幅を抑えるようにしているが、中間電位ＶMを用
いること無く圧力発生室２を膨張させる駆動信号に適用
しても同様の作用を奏することは明らかである。
Mを設定し、この中間電位ＶMから充電電圧ＶHまでの電
圧Ｖ1−Ｖ2だけ充電することにより、圧電振動子９の収
縮時の変位量を、膨張時の変位量よりも小さくして、圧
力発生室２の膨張操作に起因する圧電振動子９の固有振
動の振幅を抑えるようにしているが、中間電位ＶMを用
いること無く圧力発生室２を膨張させる駆動信号に適用
しても同様の作用を奏することは明らかである。
【００４７】なお、上述の実施例においては、充電によ
り圧力発生室が膨張し、また放電により収縮する記録ヘ
ッドに例を採って説明したが、放電により圧力発生室が
膨張し、また充電により収縮する記録ヘッドに対しても
同様に適用できることは明らかである。
り圧力発生室が膨張し、また放電により収縮する記録ヘ
ッドに例を採って説明したが、放電により圧力発生室が
膨張し、また充電により収縮する記録ヘッドに対しても
同様に適用できることは明らかである。
【００４８】図９は、このような記録ヘッドの一実施例
を示すもので、図中符号４０は第１の蓋板で、厚さ１０
μｍ程度のジルコニアの薄板から構成され、その表面
に、後述する圧力発生室４１に対向するように駆動電極
４２が形成されている。この駆動電極４２の表面にＰＺ
Ｔ等からなる圧電振動板４３が形成されている。
を示すもので、図中符号４０は第１の蓋板で、厚さ１０
μｍ程度のジルコニアの薄板から構成され、その表面
に、後述する圧力発生室４１に対向するように駆動電極
４２が形成されている。この駆動電極４２の表面にＰＺ
Ｔ等からなる圧電振動板４３が形成されている。
【００４９】圧力発生室４１は、圧電振動板４３のたわ
み振動を受けて収縮、膨張してノズル開口４４からイン
ク滴を吐出し、またインク供給口４５を介して共通のイ
ンク室４６のインクを吸引する。
み振動を受けて収縮、膨張してノズル開口４４からイン
ク滴を吐出し、またインク供給口４５を介して共通のイ
ンク室４６のインクを吸引する。
【００５０】４７は、スペーサで、圧力発生室４１を形
成するのに適した厚さ、例えば１５０μｍのジルコニア
（ＺｒＯ2）などのセラミックス板に通孔を穿設して構
成されていて、後述する第２の蓋体４８と第１の蓋体４
０とにより両面を封止されて前述の圧力発生室４１を形
成している。
成するのに適した厚さ、例えば１５０μｍのジルコニア
（ＺｒＯ2）などのセラミックス板に通孔を穿設して構
成されていて、後述する第２の蓋体４８と第１の蓋体４
０とにより両面を封止されて前述の圧力発生室４１を形
成している。
【００５１】４８は、第２の蓋体で、やはりジルコニア
等のセラミック板に後述するインク供給口４５と圧力発
生室４１とを接続する連通孔４９と、圧力発生室１１の
インクをノズル開口４４に向けて吐出するインク吐出口
５０を穿設して構成され、スペーサ４７の他面に固定さ
れている。
等のセラミック板に後述するインク供給口４５と圧力発
生室４１とを接続する連通孔４９と、圧力発生室１１の
インクをノズル開口４４に向けて吐出するインク吐出口
５０を穿設して構成され、スペーサ４７の他面に固定さ
れている。
【００５２】これら各部材４０、４７、４８は、粘土状
のセラミックス材料を所定の形状に成形し、これを積層
して焼成することにより接着剤を使用することなくアク
チュエータユニット５１に纏められている。
のセラミックス材料を所定の形状に成形し、これを積層
して焼成することにより接着剤を使用することなくアク
チュエータユニット５１に纏められている。
【００５３】５２は、インク供給口形成基板で、アクチ
ュエータユニット５１の固定基板を兼ねるとともに、イ
ンクカートリッジとの接続部材も設けることができるよ
うに、耐インク性を備えた不錆鋼等の金属やセラミック
スにより構成されている。
ュエータユニット５１の固定基板を兼ねるとともに、イ
ンクカートリッジとの接続部材も設けることができるよ
うに、耐インク性を備えた不錆鋼等の金属やセラミック
スにより構成されている。
【００５４】このインク供給口形成基板５２には、圧力
発生室４１側の一端側に後述する共通のインク室４６と
圧力発生室４１とを接続するインク供給口４５が設けら
れ、また圧力発生室４１の他端側にはノズル開口４４と
アクチュエータユニット５１のインク吐出口５０とを接
続する連通孔５３が設けられている。
発生室４１側の一端側に後述する共通のインク室４６と
圧力発生室４１とを接続するインク供給口４５が設けら
れ、また圧力発生室４１の他端側にはノズル開口４４と
アクチュエータユニット５１のインク吐出口５０とを接
続する連通孔５３が設けられている。
【００５５】５４は、共通のインク室形成基板で、共通
のインク室４６を形成するに適した厚み、例えば１５０
μｍのステンレス鋼などの耐蝕性を備えた板材に、共通
のインク室４６の形状に対応する通孔と、ノズルプレー
ト５５のノズル開口４４とインク吐出口５０とを接続す
る連通孔５６を穿設して構成されている。
のインク室４６を形成するに適した厚み、例えば１５０
μｍのステンレス鋼などの耐蝕性を備えた板材に、共通
のインク室４６の形状に対応する通孔と、ノズルプレー
ト５５のノズル開口４４とインク吐出口５０とを接続す
る連通孔５６を穿設して構成されている。
【００５６】これらインク供給口形成基板５２、共通の
インク室形成基板５４、及びノズルプレート５５は、そ
れぞれの間に熱溶着フィルムや接着剤等からなる接着層
Ｓ、Ｓにより流路ユニット５７に纏められている。
インク室形成基板５４、及びノズルプレート５５は、そ
れぞれの間に熱溶着フィルムや接着剤等からなる接着層
Ｓ、Ｓにより流路ユニット５７に纏められている。
【００５７】この流路ユニット５７のインク供給口形成
基板５２の表面に、接着剤によりアクチュエータユニッ
ト５１を固定することにより記録ヘッドが構成されてい
る。
基板５２の表面に、接着剤によりアクチュエータユニッ
ト５１を固定することにより記録ヘッドが構成されてい
る。
【００５８】このような構成により、圧電振動子４３が
予め所定電位に充電されて収縮している状態で、放電が
行なわれると圧力発生室４１が膨張して、共通のインク
室４６のインクがインク供給口４５を経由して圧力発生
室４１に流れ込む。所定時間の間、つまり駆動信号が印
加されていない隣接の圧電振動子がメニスカスを圧力発
生室４１に引き込む側に変位するまで放電電位を保持し
た後、圧電振動子４３を充電する。
予め所定電位に充電されて収縮している状態で、放電が
行なわれると圧力発生室４１が膨張して、共通のインク
室４６のインクがインク供給口４５を経由して圧力発生
室４１に流れ込む。所定時間の間、つまり駆動信号が印
加されていない隣接の圧電振動子がメニスカスを圧力発
生室４１に引き込む側に変位するまで放電電位を保持し
た後、圧電振動子４３を充電する。
【００５９】このような圧力発生室の膨張、収縮の過程
が終了した時点で圧電振動子４３に生じる固有振動は、
前述と同様に駆動信号が印加されていない圧電振動子４
３に伝搬するから、意図しないインク滴が吐出するおそ
れがあるが、上述した実施例と同様に圧力発生室４１の
膨張過程の時間、膨張状態を保持する時間、または収縮
過程の時間を調整することにより、駆動信号が印加され
ない圧力発生室からのインク滴の吐出を防止することが
できる。
が終了した時点で圧電振動子４３に生じる固有振動は、
前述と同様に駆動信号が印加されていない圧電振動子４
３に伝搬するから、意図しないインク滴が吐出するおそ
れがあるが、上述した実施例と同様に圧力発生室４１の
膨張過程の時間、膨張状態を保持する時間、または収縮
過程の時間を調整することにより、駆動信号が印加され
ない圧力発生室からのインク滴の吐出を防止することが
できる。
【００６０】また、上述の実施例においては各信号の出
力時点をワンショットマルチバイブレータにより制御し
ているが、マイクロコンピュータ等他のタイミング制御
手段を使用できることは明らかである。
力時点をワンショットマルチバイブレータにより制御し
ているが、マイクロコンピュータ等他のタイミング制御
手段を使用できることは明らかである。
【００６１】
【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、及びインク供給口を介して共通のインク室
に連通し、へルムホルツ共振周波数を備えた圧力発生室
と、圧力発生室を膨張、収縮させる固有振動周期Ｔaを
備えた圧電振動子とからなるインクジェット式記録ヘッ
ドと、圧力発生室を拡大させる第１の信号、圧力発生室
を膨張状態に維持する第２の信号、及び膨張状態にある
圧力発生室を収縮させてノズル開口からインク滴を吐出
させる第３の信号とを出力するとともに、第２の信号の
継続時間Ｐwhを、記録ヘッドのヘルムホルツ共振周波数
が７０〜１００ｋＨｚの場合には、０．７×Ｔa（ｎ＋
１／２）≦Ｐwh≦１．３×Ｔa（ｎ＋１／２）となるよ
うに、また記録ヘッドのヘルムホルツ共振周波数が１０
０ｋＨｚ以上の場合には、０．８×Ｔa（ｎ＋１／２）
≦Ｐwh≦１．２×Ｔa（ｎ＋１／２）（ただし、ｎは整
数）に設定された駆動信号発生手段とを備えたので、圧
力発生室を膨張させる第１の信号が印加されてから、こ
の膨張による振動が駆動信号の印加されない隣接の圧電
振動子に伝搬したとしても、この振動の位相に対して逆
位相の関係となる振動を誘起させるタイミングで圧力発
生室を収縮させてインク滴を吐出させることができて、
固定基板を介して伝搬する振動に起因するクロストーク
を防止することができる。
ノズル開口、及びインク供給口を介して共通のインク室
に連通し、へルムホルツ共振周波数を備えた圧力発生室
と、圧力発生室を膨張、収縮させる固有振動周期Ｔaを
備えた圧電振動子とからなるインクジェット式記録ヘッ
ドと、圧力発生室を拡大させる第１の信号、圧力発生室
を膨張状態に維持する第２の信号、及び膨張状態にある
圧力発生室を収縮させてノズル開口からインク滴を吐出
させる第３の信号とを出力するとともに、第２の信号の
継続時間Ｐwhを、記録ヘッドのヘルムホルツ共振周波数
が７０〜１００ｋＨｚの場合には、０．７×Ｔa（ｎ＋
１／２）≦Ｐwh≦１．３×Ｔa（ｎ＋１／２）となるよ
うに、また記録ヘッドのヘルムホルツ共振周波数が１０
０ｋＨｚ以上の場合には、０．８×Ｔa（ｎ＋１／２）
≦Ｐwh≦１．２×Ｔa（ｎ＋１／２）（ただし、ｎは整
数）に設定された駆動信号発生手段とを備えたので、圧
力発生室を膨張させる第１の信号が印加されてから、こ
の膨張による振動が駆動信号の印加されない隣接の圧電
振動子に伝搬したとしても、この振動の位相に対して逆
位相の関係となる振動を誘起させるタイミングで圧力発
生室を収縮させてインク滴を吐出させることができて、
固定基板を介して伝搬する振動に起因するクロストーク
を防止することができる。
【図１】本発明のインクジェット記録装置に使用するイ
ンクジェット式記録ヘッドの一実施例を示す断面図であ
る。
ンクジェット式記録ヘッドの一実施例を示す断面図であ
る。
【図２】本発明のインクジェット式記録装置の一実施例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図３】同上装置における制御信号発生回路の一実施例
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【図４】同上装置における駆動信号発生回路の一実施例
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図５】図（I）乃至（VIII）はぞれぞれ同上装置の動
作を示す波形図である。
作を示す波形図である。
【図６】駆動信号を規定する各パラメータを示す図であ
る。
る。
【図７】クロストークを生じさせないための第２の信号
の継続時間を示す図である。
の継続時間を示す図である。
【図８】図（I）乃至（IV）は、それぞれ駆動信号を示
す波形図、隣接する圧電振動子に第１の信号だけを印加
した場合の駆動信号が印加されていない圧電振動子の振
動を示す波形図、隣接する圧電振動子に第３の信号だけ
を印加した場合の駆動信号が印加されていない圧電振動
子の振動を示す波形図、及び隣接する圧電振動子に駆動
信号を印加した場合の駆動信号が印加されていない圧電
振動子の振動を示す波形図である。
す波形図、隣接する圧電振動子に第１の信号だけを印加
した場合の駆動信号が印加されていない圧電振動子の振
動を示す波形図、隣接する圧電振動子に第３の信号だけ
を印加した場合の駆動信号が印加されていない圧電振動
子の振動を示す波形図、及び隣接する圧電振動子に駆動
信号を印加した場合の駆動信号が印加されていない圧電
振動子の振動を示す波形図である。
【図９】本発明が適用可能な記録ヘッドの他の実施例を
示す図である。
示す図である。
【図１０】圧電振動子の一例を示す図である。
【図１１】図（I）乃至（III）は、それぞれ駆動信号の
一例を示す波形図、駆動信号が印加された圧電振動子の
変位を示す線図、及び駆動信号が印加されていない圧電
振動子の振動を拡大して示す線図である。
一例を示す波形図、駆動信号が印加された圧電振動子の
変位を示す線図、及び駆動信号が印加されていない圧電
振動子の振動を拡大して示す線図である。
１ ノズルプレート ２ ノズル開口 ３ 圧力発生室 ８ 弾性板 ９ 圧電振動子
Claims (3)
- 【請求項１】 ノズル開口、及びインク供給口を介して
共通のインク室に連通し、へルムホルツ共振周波数を備
えた圧力発生室と、該圧力発生室を膨張、収縮させる固
有振動周期Ｔaを備えた圧電振動子とからなるインクジ
ェット式記録ヘッドと、 前記圧力発生室を拡大させる第１の信号と、前記圧力発
生室を膨張状態に維持する第２の信号と、膨張状態にあ
る前記圧力発生室を収縮させて前記ノズル開口からイン
ク滴を吐出させる第３の信号とを出力するとともに、 前記第２の信号の継続時間Ｐwhを、前記記録ヘッドのヘ
ルムホルツ共振周波数が７０〜１００ｋＨｚの場合に
は、 ０．７×Ｔa（ｎ＋１／２）≦Ｐwh≦１．３×Ｔa（ｎ＋
１／２） となるように、また前記記録ヘッドのヘルムホルツ共振
周波数が１００ｋＨｚ以上の場合には、 ０．８×Ｔa（ｎ＋１／２）≦Ｐwh≦１．２×Ｔa（ｎ＋
１／２） （ただし、ｎは整数）に設定された駆動信号発生手段と
を備えたインクジェット式記録装置。 - 【請求項２】 前記駆動信号発生手段が、第１の信号の
継続時間Ｐwcを、 前記第１の信号の継続時間Ｐwcを、前記記録ヘッドのヘ
ルムホルツ共振周波数が７０〜１００ｋＨｚの場合に
は、 ０．７×Ｔa（ｎ＋１）≦Ｐwc≦１．３×Ｔa（ｎ＋１） となるように、また前記記録ヘッドのヘルムホルツ共振
周波数が１００ｋＨｚ以上の場合には、 ０．８×Ｔa（ｎ＋１）≦Ｐwc≦１．２×Ｔa（ｎ＋１） （ただし、ｎは整数）に設定された駆動信号発生手段と
を備えたインクジェット式記録装置。 - 【請求項３】 前記第３の信号の継続時間Ｐwhを、前記
記録ヘッドのヘルムホルツ共振周波数が７０〜１００ｋ
Ｈｚの場合には、 ０．７×Ｔa（ｎ＋１）≦Ｐwd≦１．３×Ｔa（ｎ＋１） となるように、また前記記録ヘッドのヘルムホルツ共振
周波数が１００ｋＨｚ以上の場合には、 ０．８×Ｔa（ｎ＋１）≦Ｐwd≦１．２×Ｔa（ｎ＋１） （ただし、ｎは整数）に設定された駆動信号発生手段と
を備えたインクジェット式記録装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8195624A JPH1016211A (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | インクジェット式記録装置 |
| US08/888,327 US6092886A (en) | 1996-07-05 | 1997-07-03 | Ink jet recording apparatus |
| DE69725390T DE69725390T2 (de) | 1996-07-05 | 1997-07-04 | Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung und Verfahren zum Antreiben derselben |
| EP97111367A EP0816081B1 (en) | 1996-07-05 | 1997-07-04 | Ink jet recording apparatus and method of driving the same |
| HK98105293A HK1006086A1 (en) | 1996-07-05 | 1998-06-15 | Ink jet recording apparatus and method of driving the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8195624A JPH1016211A (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | インクジェット式記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1016211A true JPH1016211A (ja) | 1998-01-20 |
Family
ID=16344272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8195624A Withdrawn JPH1016211A (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | インクジェット式記録装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6092886A (ja) |
| EP (1) | EP0816081B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1016211A (ja) |
| DE (1) | DE69725390T2 (ja) |
| HK (1) | HK1006086A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6478395B2 (en) | 1999-12-01 | 2002-11-12 | Seiko Epson Corporation | Liquid jetting apparatus |
| JP2006027036A (ja) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Ricoh Printing Systems Ltd | インクジェットプリントヘッドの駆動方法 |
| US7198676B2 (en) | 2002-02-20 | 2007-04-03 | Seiko Epson Corporation | Device manufacturing apparatus and method, and driving method for device manufacturing apparatus |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3909940B2 (ja) * | 1997-12-16 | 2007-04-25 | ブラザー工業株式会社 | インク液滴噴射方法及びその装置 |
| JPH11170521A (ja) * | 1997-12-17 | 1999-06-29 | Brother Ind Ltd | インク滴噴射方法及びその装置 |
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| US6276772B1 (en) * | 1998-05-02 | 2001-08-21 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Ink jet printer using piezoelectric elements with improved ink droplet impinging accuracy |
| GB2338927B (en) * | 1998-07-02 | 2000-08-09 | Tokyo Electric Co Ltd | A driving method of an ink-jet head |
| GB2338928B (en) | 1998-07-02 | 2000-08-09 | Tokyo Electric Co Ltd | A driving method of an ink-jet head |
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