JPS63197655A - インクジエツトプリンタの駆動方式 - 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】 〔概要〕 本発明は、インク粒子を発生、飛行させる手段として、
共通インク室内のインクに圧力波を生じさせる圧力発生
手段と、共通インク室に連通ずるノズルの近傍でインク
を局部的に加熱してインクを低粘度化させる加熱手段と
を備えたインクジェットプリンタにおいて、圧力発生手
段に投入するエネルギを最小にするとともに、高速化を
実現することを目的としたもので、圧力波のパルス幅を
、共通インク室の一次共振周波数の１／２または１／４
とすることにより目的の達成を図っている。

〔産業上の利用分野〕

本発明はインクジェットプリンタに係り、特に、インク
粒子を発生、飛行させる手段として圧力波発生手段と加
熱手段とを備えたインクジェットプリンタの駆動方式に
関する。

インクジェットプリンタは、印字の静かさや、カラー印
字の容易性等の数々の利点を有していることから、盛ん
に実用化が進められている。

（従来の技術〕 インク粒子発生に圧力波を利用する従来のインクジェッ
トプリンタは、インク供給源からインクの供給を受ける
共通インク室と、該共通インク室に連通ずる複数の圧力
室及びノズルとを備えており、圧力発生手段によって圧
力室内のインクに圧力波を発生させ、これによりノズル
からインク粒子を噴射させて印字を行うようになってい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このようなインクジェットプリンタの圧力室は、その形
状、容量に応じたヘッド固有の共振周波数を持っている
。しかし、ドロップオンデマンド方式の場合には、一定
周波数の圧力波を印加するわけにはいかないので、共振
周波数を用いて投入エネルギを低減させる方法は利用で
きなかった。

また、インク粒子発生後の圧力室内には、上記共振周波
数の振動波である残留圧カー動が残るが、これは、引き
続いてインク粒子を発生させる場合には不都合である。

従って、この残留圧力振動が充分に減衰するまでの開成
のインク粒子を発生できず、このことがプリンタの高速
化の妨げとなっている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、インク粒子発生の制御にインクの粘度制御を
取り入れることによって、一定周波数の圧力波を用いる
ことのできる機構の特性を利用して、上記の問題点を解
決するインクジェットプリンタの駆動方式を提供するも
のである。

そのための手段として、本発明では、インク供給源から
インクの供給を受ける共通インク室と、該共通インク室
に連通ずる複数のノズルとを備えるとともに、前記ノズ
ルからインク粒子を発生。

飛行させる手段として、前記共通インク室内のインクに
常時一定周波数の圧力波を発生させる圧力発生手段と、
インクを前記各ノズルの近傍で選択的に加熱して低粘度
化させる加熱手段とを備えたインクジェットプリンタに
おいて、前記共通インク室の一次共振の波長の１／４の
幅の正のパルス、または該波長の１／２の幅の負のパル
スを、該一次共振の整数倍の一の周期で前記圧力発生手
段に印加する駆動方式の採用により、前記圧力波を発生
させるようにしている。

〔作用〕

上記いずれの駆動方式を用いた場合でも、インク粒子発
生後にヘッド内部に残留圧力振動が起こるが、本方式の
ように、インク室の一次共振の整数倍の一の一定周期で
圧力波を発生している場合は、強制振動であるために、
共通インク室内の圧力減衰を補う量の圧力波を発生する
だけで、一定の圧力波が定常的に維持されることになる
。

なお、インク粒子の発生、飛行は、圧力発生手段駆動用
印加パルスと所定のタイミングを保うて加熱手段を作動
させることにより行われる。

〔実施例〕

以下、図面に関連して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係るインクジェットプリンタの駆動方
式を示す波形図、第２図は本発明を適用するインクジェ
ットプリンタの要部構成を示す斜視図である。

駆動方式の説明に先立って、まず、インクジェットプリ
ンタの要部構成を第２図により説明する。

１はインクジェットプリンタのヘッドで、該ヘッドｌは
、共通インク室４と、該共通インク室４にそれぞれ連通
ずる複数のノズル５と、圧電素子（圧力発生手段）２と
、ヒータ（加熱手段）３とを備えている。

圧電素子２は、共通インク室４内のインクに常時一定周
波数の圧力波を発生させるためのもので、共通インク室
４に対向する位置でヘッド１の外壁上に設けられている
。

ヒータ３は、各ノズル５の近傍でインクを選択的に加熱
するためのもので、各ノズル５の底面上の所定位置にそ
れぞれ配設されている。

次に、このインクジェットプリンタの圧電素子２の駆動
方式を、第１図を用いて説明する。

第１図（ａ）の場合は、最初に加圧し一定時間後に減衰
する駆動方式で、共通インク室４の一次共振の波長の１
／４の幅の正のパルスを該一次共振の整数倍の一の周期
で連続的に印加する。この場合には、共通インク室４内
に、該共通インク室４の一次共振周波と同一モードの圧
力波Ａが発生する。

このように、印加パルスはヘッド自身の圧力応答と一致
したモードとなるため、圧力振幅を最大とすることがで
きる。

また、第１図（ｂｌの場合は、最初に減衰し一定時間後
に加圧する駆動方式で、共通インク室４の一次共振波長
の１／２の幅の負のパルスを該一次共振の整数倍の一の
周期で連続的に印加する。Ｂはこのとき共通インク室４
内に発生する圧力波である。この場合も、圧力振幅を最
大とすることができる。

これらのいずれの駆動方式を用いた場合でも、インク粒
子発生後にヘッド内部に残留圧力振動が起こるが、本方
式のように一定周波数で圧力波を発生している場合には
、強制振動であるために、ヘッド内部の圧力減衰を補う
量の圧力波を発生するだけで、一定の圧力波が定常的に
維持されることになる。すなわち、同一粒子速度を得る
ために圧電素子２に投入するエネルギを最小にすること
ができる。

ヒータ３は、上記の圧電素子２へのパルス印加（圧電素
子２の駆動）と所定のタイミングをとって選択的に駆動
され、これにより、ノズル５のインクが粒子化されてイ
ンク滴６（第２図参照）となって飛行し、印字媒体に対
する印字が行われる。

第３図は第２図の構造のインクジェットプリンタを用い
て第１図（ａ）の駆動方式により行った実験結果を示す
グラフで、横軸には圧電素子２に印加する正パルスの幅
を、縦軸には相対粒子速度をそれぞれとうている。イン
クジェットプリンタの各部寸法は、ａ＝２４ｍｓ、ｂｘ
２０ｓｇｓ＋　　ｃ＝７０＋＊ｗ、ｄ＝０．５＋＋＋ｍ
、ｅ−１００４ｓ、ｆ＝３１８μ＋１１１１ｔ　　ｇ　
”　１８ｓ＋ａ＋で、圧電素子２とヒータ３の駆動波形
はそれぞれ図の上方に付記した通りである。

また、圧電素子２の駆動周波数は３００Ｈｚである。

本図により、波長の１／４のパルス幅２００μｓ付近で
粒子速度が最大となっていることが分がる。これは、パ
ルス圧力波の印加によって圧力波の上昇時間と圧力発生
時間が一致することで、強い圧力波を発生することがで
きるためである。

又、特に図示しなかったが、第１図中）の駆動方式を用
いた場合は、最適パルス幅は波長の１７２すなわち４０
０μｓとなる。

〔発明の効果〕

圧力発生手段に印加するパルスの幅及び周期を上述のよ
うに設定することにより、同一粒子速度を得るために圧
力発生手段に投入するエネルギを最小にすることができ
る。また、粒子速度を高くとることができるため、空気
流等の影響を受けに（く、その結果、ヘッドと印字媒体
間の距離を比較的大きくとることが可能になって、紙粉
等による目すまりが起きにくくなる。さらに、インク粒
子発生後の残留振動の影響が非常に小さいため、プリン
タの高速化も可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）は本発明の実施例のインクジェ
ットプリンタの駆動方式を示す波形図、 第２図は同要部構成を示す斜視図、 第３図は本発明の駆動方式による実験結果を示すグラフ
で、 図中、 １はヘッド、 ２は圧電素子（圧力発生手段）、 ３はヒータ（加熱手段）、 ４は共通インク室、 ５はノズルである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 インク供給源からインクの供給を受ける共通インク室（
   ４）と、該共通インク室にそれぞれ連通する複数のノズ
   ル（５）とを備えるとともに、前記ノズルからインク粒
   子を発生、飛行させる手段として、前記共通インク室内
   のインクに常時一定周波数の圧力波を発生させる圧力発
   生手段（２）と、インクを前記各ノズルの近傍で選択的
   に加熱して低粘度化させる加熱手段（３）とを備えたイ
   ンクジェットプリンタにおいて、 前記共通インク室の一次共振の波長の１／４の幅の正の
   パルスまたは該波長の１／２の幅の負のパルスを、該一
   次共振の整数倍の一の周期で前記圧力発生手段に印加す
   ることにより、前記圧力波を発生させるようにしたこと
   を特徴とするインクジェットプリンタの駆動方式。