JPS61277461A - インクジエツト記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシリアル型等のインクジェット記録装置に関す
る。

〔従来の技術〕

第９図で本発明に係る従来技術のインクジェット記録装
置のヘッド（以下ヘッドと略称する）とヘッドを作動せ
しめる態動系を説明する。１がヘッドを表わし、２がイ
ンクが適宜噴射して対抗紙面上に文字等を形成する複数
個のノズルである。

この複数個のノズル数蝶目標の印字品質によって８又は
９．１６，２４．３２個が一般的である。

５はインク供給口、又は供給源である。４はノズル２と
同数のインクが貯えられる室で外側に圧電素子を貼付し
である。この圧電素子に適宜７０〜２０Ｏボルトの高圧
印加して室４全拡縮せしめて導管５ｔ−介してノズル２
にインクを導く。６は圧電素子を挾む一方の共通電極の
導出線であり、７は各圧電素子の他極の導出線である。

８はインクの粘性等の特性を安定化するヘッド１の温に
制御する丸めの発熱体で、９は温度センナである。この
温度センサ９は発熱体８がポジスタの如き温度によって
抵抗値が急変するものであれば、省略して発熱体自体で
温度センサしても良い。この様にインクジェットプリン
タヘッドは簡単でしかも他のプリンタ方式、例えばワイ
ヤインパクト方式に対して原理的に印字音が発生しない
特徴があり近年コンピュータの端末装置として受入られ
る様になった。

１０はヘッド１とプリンタ装置の固定部とを連絡するフ
レキシブルプリント基板で構成される連絡線である。１
１はプリンタ装置を形成する固定部の回路部を表わす。

１２は電源で図では５ｖと２４Ｖの２電源を示す。１４
は印字データを表わし、１５は印字データ１４ｔ−処理
して印字ドツトデータに変換するデータ処理回路である
。１３は先記した７０Ｖ〜１００ｖの直流高圧を得る昇
圧回路である。１６はデータ処理回路１５の印字ドツト
データを保持するラッチ−路であり、１７はヘッド１の
圧電素子に駆動力を与える駆動回路で昇圧回路１３の高
圧とデータ処理回路１５より発生するイネプル信号１５
ａで後述する駆動波形を形成する。１８はヘッド１の温
度制御する温度制御回路で温度センナ９で温度を検出し
て発熱体８ｔ−ＯＮ−ＯＦ’ＩＰする。

以上が従来技術のインクジェットプリンタヘッドと駆動
系の構成である。

〔発明が解決、しようとする問題点〕

以上の従来技術では、高印字品質を得ようとするとノズ
ル数を増加する必要から連絡線１０を太くすることが必
要とな夛高価になると同時にフレキシビリティが低下す
る。更には゛高圧の０Ｎ−ＯＦＩＦ信号の電磁エネルギ
ーの放射と高圧の安全上の問題点を有する。

そこで本発明の目的はヘッド上に少なくとも駆動回路を
搭載して印字ドツトデータをシリアル、又はノズル数よ
り低減したパラレルシリアル伝送して連絡線数の低減と
高圧の０Ｎ−ＯＦＦ信号を無くすることにある。本発明
の他の目的は上記目的を遂行するにコスト上昇を防止す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のインクジェット記録装置は、インク液に圧力を
加えて吐出する圧力発生手段を備えたヘッド部を移動さ
せて印刷をおこなうインクジェット記録装置において、
前記ヘッド部に高電圧発生手段を搭載し、前記記録装置
の固定部から前記ヘッド部に低電圧を供給して前記高電
圧発生手段によプ高電圧に変換し、前記高電圧を前記圧
力発生手段に印加してインクを噴出し印刷をおこなうこ
とを特徴とする。

具体的には、例えば、インク供給源と複数個のノズルと
の間に複数個の室を設けてこれらの複数個の室を拡縮す
る圧電素子を貼付けたインクジェットプリンタヘッドを
構成要素とするシリアルプリンタ装置に於て、印字デー
タをシリアル、又はパラレルシリアルに取込むシフトレ
ジスタ、このシフトレジスタの出力信号を一斉にラッチ
するラッチ回路、このラッチ出力信号で前記圧電素子を
駆動する高圧駆動回路、及び望ましくはこの高圧駆動回
路に高圧エネルギを供給する直流昇圧（ロ）路とインク
の特性を安定化する温度制御回路を前記インクジェット
プリンタヘッド上に搭載する。そのようにして前記シリ
アルプリンタ装置の固定部と移動する前記インクジェッ
トプリンタヘッド間の連絡する連絡線の数と連絡線上の
高圧エネルギの放射を低減する。

〔作用〕

本発明の上記の構成によれば、連絡線上には高圧の０Ｎ
−ＯＦＩＰ信号がないことから電磁エネルギーの放射は
極めて小さくなる。連絡線の低減により安価になる。ヘ
ッドは貫くな°るが数ワット以下の電力消費である故、
昇圧（ロ）路も小さくて良く他の方式の例えばワイヤド
ツトヘッドに比較してはるかに軽量で移動性は問題にな
らない。安全性扛ヘッド上で高圧部の保護カバで容易に
なる効果もある。

コストは基本的には固定部からの移換であるので上昇を
招くものではない。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例である。第４図と第５図は駆動
回路部の印字ドツトデータの敗込み方式の変形した部分
の具体例と波形を示す。第６図と第７図と轄第１図に示
す昇圧回路の具体例と各部の波形を示す。第８図は本発
明のインクジェットプリンタヘッドを搭載したプリンタ
装置の簡単な例を示す。

さて、第１図で第９図と同じ番号は同じ手段−又は同意
味を有するものとする。２０は新なヘッド番号で、２０
ａが機構部と２０ｂが搭載する回路部を表わす。２１は
集積化した回路部でシリアルデータをクロックで順次デ
ータをシフト記憶するシフトレジスタ２１ａ、このシフ
トレジスタのパラレル出力をラッチ信号でラッチ記憶す
るラッチ（２）路２１ｂ、及び高圧とイネプル信号を受
けて前記ラッチ回路２１ｔ＋の出力を圧電素子４に駆動
電圧を与える駆動回路２１ｃよｐ構成しである。

２４は昇圧回路２４ａと温度制御回路２４ｂを集積化し
た回路部２１とは別の回路部である。この様に別にした
のは回路部２１はノズル２の数によって内部構成数が異
なること、回路部２４はヘッド上でもプリンタの固定部
にも設けても良い自由度を与える為である。２５はコイ
ルでシフトレジスタ２１ａ用のクロックで電流を断続し
て高圧を発生する。２６は整流するダイオドであシ、２
７は脈流の高圧を平滑にするコンデンサーである。

２８は低減したフレキシブル基板からなる連絡線である
。２９は印字ドツトデータ伝送方式ｔ−変更したデータ
処理油路である。尚、第１図で２４７供給を設けである
のは温度制御回路の電流容量を低減する為で５ｖ供給で
も基本的には構わない。

次に第２図と第３図で回路部２１の駆動回路２１ａを詳
細に説明する。

第２図で３４はインバータで第３図の（ａ）のイネプル
信号が”Ｌ＋”の時、トランジスタ３３ｉＯＮさせて抵
抗５２ｔ−介してトランジスタ３０ｉＯＮさせて高圧４
１ｔ−スイッチして、１ｉ１４２　Ｋ高圧を与える。５
１はトランジスタ５０のバイアス抵抗である。３５はノ
ズル２の同数設けた２人力ＡＮＤゲートで共通にイネプ
ル信号を入力とし、他方はラッチ回路２１ｂのパラレル
出力を入力とするものである。ＡＮＤゲート３５はイネ
プル信号が′■”の間ラッチ回路出力のの状態で′Ｈ′
″と１ｘＪ”が決まシトランジスタ３６を第３図の（り
の様に導通せしめる。この時トランジスタ３０は０ＦＩ
ＰＩ、ている故、線７を介して圧電素子に蓄積した電荷
を抵抗３７を介して放電させる。Ｋ４は圧電素子の電極
間の電圧が徐々に低下することから圧縮から解放される
方向に向い振動で中立点を過ぎて膨らむまでになり、こ
の時イネプル信号が切れるとトランジスタ３０がＯＮし
てダイオド３９と抵抗４０を介して急激に高圧を圧電素
子に印加する。この時室４は圧縮されインクはノズル２
から噴射するのである。この圧電素子に印加する駆動波
形を第３図の（ｃ）に示す。印字しない時は圧電素子は
高圧が印加されたままである。駆動波形を第３図の（０
）の様にするのは、室４を急激に戻すとノズル２がら空
気か深く侵入してインクが噴射出来なくなるからである
。尚、ダイオド３９は圧電素子間の電圧変化の影＃を防
止する為である。抵抗４０は数にΩ、抵抗５７は数ｉ　
ｏ、ｘΩである。

更には圧電素子４の等価容量は５０　ＯＦＦ〜１５００
ＰＰ程度である。抵抗３８は１ＭΩ程度のもので電源投
入時に圧電素子４を急激に充電してインクが噴射しない
ように徐々に充電する為である。この時はトランジスタ
５０はＯＦＦが望ましいのでインバータ３４とトランジ
スタ３３との結合は第２図では直流結合で示しであるが
交流結合が望ましい。又μ信号線は増加するが別のイネ
プル信号で待期状態で社トランジスタ３０ｔ−０１ＦＦ
状態にして圧電素子４の光電は抵抗３８で徐々に行う。

尚、第３図のＣの波形小山が示すものは、圧電素子の電
歪よシなる固有振動の鰐起電圧である。

第３図のｄはラッチ信号のタイミング関係を示すもので
ある。

次に第４因と第５−で回路部２１の印字ドツトデータの
取込方式の他の方式を説明する。データ、＜ラレルシリ
アルに取込のである。例えば８ビツトパラレルの５−シ
リアルに敗込んで２４個のノズルを制御するのである。

この様にすると連絡線の数は増加するが完全シリアルの
場合に比較してクロック周波数″ｆｔ８分の１に低減可
で連絡線の電磁放射を軽減出来る。通常の印字スピード
で完全シリアルのクロック周波数は２００　ＫＨ２程で
あるからとの場合は２５　Ｋ１１ｉ！２＋　となる。

第４図でシフトレジスタｔ−構成する素子数は第２図と
は変わらず組合が変化するのでコストには関係ないので
ある。図で４５はモノマルチでラッチ信号で励起されて
イネプル信号を形成する。

４５ａはモノマルチの時定数を足める端子である。

第５図に第４図の各部のタイミング関係を示す。

第６図で第１図に示した外圧回路２４ａの詳細を説明す
る。図では第１図で省略した外付素子も追加して説明す
る。５０はコンデンサーでクロックの取入を交流結合に
してクロック停止時に昇圧回路に過大電流が流れるのを
防止する。５１はリーク抵抗でバッファ５２の入力電位
を安定化させるものである。５３はトランジスタでコレ
クタ抵抗Ｒｅとペース抵抗Ｒｂを設けられている。５４
はディレィドアリップフロップ（以下ＤＦＦと略記する
）でデータ人力り、クロック入力ＯＫ、出力Ｑと互を有
する。

５５は２人力ＡＮＤゲートでバッファ５２を通過したク
ロックとＤＰＦ５４のｉ出力を入力とする。ＡＮＤゲー
ト５５はトランジスタ５６をクロック内申で導通する。

コイル２５は電流がトランジスタ５６のＯＦＦで遮断さ
れる時高圧の反起電圧をトランジスタ５６のコレクタに
発生する。これを繰返してコンデンサー２７に高圧が蓄
積され出力高圧４１は上昇して出力４１ｔ−分圧する抵
抗ＲＡ、とＲ人、の分圧電圧がゼイナダイ第５７の閾値
を超えてトランジスタ５３のペース電ｆｉカｆｉれるよ
うになる。トランジスタ５５°のコレクタは′Ｌ″にな
ｐ、Ｄｙｙ５４はクロックの立上シで取込んでＱ＝″′
Ｌ”となシ、ＡＮＤゲート５５　　も”Ｌ”となシトラ
ンジスタ５６は０ＩＦＦになる。

高圧出力４１が下降するとゼーナダイオド５７はやがて
電流が切れてトランジスタ５３は０ＦＩＰする。ＡＮＤ
ゲート５５ｆ、クロックは返還してトランジスタ５６を
０Ｎ−ＯＦＦさせて再び出力４１Ｆｉ上昇する。この様
にして第６図は高圧出力４１を多少リップルを含んで発
生するのである。

第６図でＤＦＦ５４ｔ−設けたのは第７図に示すＪ：つ
に／ロックに同期してトランジスタ５６ｔ−完全にスイ
ッチング動作させてコレクタ損失を極力小さくする為で
ある。

尚、コイル２５の値は５０〜１００μＨで小さいもので
良い。又変換効率は７０％以上が得られた。

更には、入力クロックが停止するとバッファ５２０入力
はリーク抵抗５１によシ１Ｌ”とな９　ＡＮＤゲート５
５も′Ｌ″となりトランジスタ５６は０ＦＩＰとなシ、
熱破壊よシ保護される。

最後に第８図で本発明に係るインクジェットプリンタヘ
ッドをプリンタ装置に組込んだ場合を簡単に説明する。

６０は印字用紙、６１は印字文字、６２はプラテンであ
る。６５は回転モータと関係性られている駆動輪でベル
ト６４を駆動してこのベルト６４に固着しであるヘッド
２ｏを所足位置に移動させる。ヘッド２０＃２連絡線２
８がコネクタ２８ａでプリンタ装置の固定部１１と接続
する。

６６はインクタンクで管６６ａを介してヘッド２０のイ
ンク供給口３に接続する。

ヘッド２０は機構部２０ａと回路部２ｏｂＩＩＣ分けて
連絡ｔ−６５ａと６５ｂで実行する。機構部２０ａｉ：
ｊ２０ａｌ、２０ａｌ、２０ａｌに分割して２０ａ！　
の間隔でノズルを第８１／（ｂ）の様に配列しである。

１列の場合が望ましいが高密度になると製造上困難にな
る。インク流路の設計、室の大きさ、圧電素子の大きさ
の適切化等が課題になる数分割した。

以上の説明で、図中パイボラトランジスタで説明したも
のは極性と容量さえ考慮すれば、電界効果型トランジス
タでも熱論発明の趣旨を変えるものではない。

なお、以上の実施例において、圧力発生手段がヘッドの
圧力室（又はインク流路等）内に設置した発熱体であっ
てもよい。この場合、ヘッドに高電圧発生手段を搭載し
、発熱体に電気信号を与えることによりインク中にバブ
ルを発生させ、その圧力でインクを吐出させる。

〔発明の効果〕

以上述べた本発明によれば、高圧の０Ｎ−０ＩＦＦ信号
も無くなることから電磁放射の課題が解決される効果が
ある。頁には、外圧（ロ）路もヘッド上に搭載すれば、
安全上の課題も簡単になる効果もある。なお、一般にヘ
ッド上に搭載するものは消費電力が小さいことから軽量
であシヘッドの移動性を損うものではない。

【図面の簡単な説明】

第１囚は本発明になるインクジェット記録装置のヘッド
の実施例である。第２図は本発明のインクジェット記録
装置の駆動回路の詳細を示す図であり、第３図は第２図
の部分の電圧波形を示す。 第４崗は第２図の印字ドツトデータをシリアルで取込む
方式に対してパラレルシリアルで取込場合を示し、第５
図は第４図のタイミング関係を示す。 第６図はヘッド上に搭載する場合の昇圧回路の具体例で
あり、第７図は各部の波形を示す。 第８図（ａ）、（ｂ）は本発明のインクジェット記録装
置の簡単な説明図である。 第９図は従来のプリンタ装置のシステムを示す図である
。 １．２０・・・ヘッド ２・・・ノズル １８．２４ｂ・・・温度制御回路 １７．２１ｃ・・・（高圧）駆動回路 １６．２１ｂ・・・ラッチ回路 ２１ａ・・・シフトレジスタ １５．２４ａ・・・昇圧（ロ）路 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インク液に圧力を加えて吐出する圧力発生手段を備えた
   ヘッド部を移動させて印刷をおこなうインクジェット記
   録装置において、前記ヘッド部に高電圧発生手段を搭載
   し、前記記録装置の固定部から前記ヘッド部に低電圧を
   供給して前記高電圧発生手段により高電圧に変換し、前
   記高電圧を前記圧力発生手段に印加してインクを噴出し
   印刷をおこなうことを特徴とするインクジェット記録装
   置。