JPS63260452A - 液体噴射記録装置 - 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〕 本発明は液体噴射記録装置、特に電気機械変換手段を備
え、オンデマンド方式によって液体噴射記録を行う液体
噴射記録装置に関する。

〔従来の技術〕

液体噴射記録装置は、インクが連続的に導入される圧力
室の周壁部に圧電振動子等の電気機械変換素子を配設し
、この変換素子に分極方向の電圧パルスを印加して歪を
発生させ、圧力室の容積を急激に縮小させ、圧力室の先
端に形成された噴出口よりインク滴を記録面へ飛翔させ
て記録を行うものである。

第３図は従来の液体噴射記録装置を示す模式的断面図及
び第４図は第３図の装置の記録ドツト形成部の縦断面図
である。

第３図において、符号１で示すものは円筒型圧電振動子
で、この円筒型圧電振動子１に内接して液流路２が設け
られている。

これら円筒型圧電振動子ｌ、液流路２は記録ドツト形成
部を構成し、サブタンク６内に封入されている。

サブタンク６は供給チューブ７、吸引チューブ８を介し
て図示を省略した廃液タンクおよびメインタンクと連結
されている。

第３図において、サブタンク６へ供給チューブ７よりイ
ンクが供給され、吸引チューブ８の高さまで供給される
と、余乗インクは吸引チューブ８より廃液タンクへ排出
される。供給チューブ７からは装置の稼動中、常時イン
クが供給されている。

液流路２には、サブタンク６内のインクが導入さている
。この状態で圧電撮動子Ｉにパルス電圧（分極方向の電
圧パルス）が与えられると、液流路２の容積が急激に縮
小し、その際に生じる内圧によって噴出口よりインク滴
が噴出する。以後、圧電振動子にパルス電圧が印加され
る毎にインク滴が噴出する。

次に、第４図において、符号４で示すものは接着剤で、
この接着剤４を介して前記円筒型圧電振動子ｌと液流路
２とが接合されている。

液流路２は円筒型圧電振動子ｌの振動を液流路２内の液
体に伝播させるために比較的硬質の材料、例えばガラス
、金属などから成り、その一端には記録ドツトを吐出す
るためのオリフィス２ａが形成されている。

また、液流路２のもう一方の端部の内側にはフィルタ３
が装着されている。フィルタ３は一定量の流体抵抗を持
ち、液滴吐出時における吐出方向および逆方向への圧力
バランスを適切に保ち液体の流出を調整する機能を果た
す。

以上のように構成された液体噴出記録ヘッドにあっては
、円筒型圧電振動子１の振動が液流路２に伝播し、これ
により液流路２内の液体の圧力変化が生じてオリフィス
２ａから液滴が吐出されてドツト記録が行われる。

以上のように構成された液体噴射記録ヘッドにおいては
、印字品位の向上や記録の高速化のために、液滴吐出安
定性ならびに単位時間当たりに形成される液滴個数の増
加が必要条件としてあげられる。すなわち、長時間にわ
たり、連続的に安定した液滴吐出を行うことができ、か
つ液滴形成周波数、すなわち、単位時間当たりの液滴形
成頻度の高い液体噴射記録ヘッドが望まれる。

液滴吐出の安定性及び液滴形成周波数は、インクの粘度
の影響を受けるため、環境温度により変化する。一般に
、液体の粘度は高温になるほど低下するため、液滴形成
周波数は増大するものの、液滴吐出の安定性は低下する
。逆に、低温下では粘度が増大するため、液滴吐出は安
定するが、液滴形成周波数は低下する。

このため、従来、インクの粘度は、室温において目標の
液滴形成周波数を達成し、かつ高温環境下（４０℃程度
）で液滴吐出の安定性が確保できるような値に設定して
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、このような従来の液体噴射記録装置にあっては
、上記の条件を満たすインクを用いた場合、低温環境下
では粘度が増大するため、液滴形成周波数が低下する。

この結果、記録速度の低下を招き、或いは室温と同等の
液滴形成周波数で駆゛動させた場合に液体吐出部のメニ
スカス面のりフィルが間に合わなくなり、結果として被
記録部材上のドツト径が均一でなくなり、記録品位を低
下させていた。

〔目的〕

本発明の目的は、このような従来技術の問題を解決でき
、低温環境下でも室温と同等の液滴形成周波数を保ち、
高い印字品位及び記録速度が得られる液体噴射記録装置
を提供することである。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は、電気機械変換素子に印加する電圧パルスの立
下がり時間を常温での電圧パルスの立下がり時間よりも
短くすることにより、低温環境下でも常温時と同等の液
滴形成周波数が得られることを可能にし、もって、上記
目的を達成するものである。

〔作用〕

常温時の立下がり時間よりも短（設定された低温時の電
圧パルスは、低温下において記録液の粘度が増大しても
メニスカスを速やかに復帰させる。

それによって、被記録部材上のドツト径が均一になるの
で、記録品位を低下させることがない。

〔実施例〕

以下、第１図及び第２図を参照して本発明を具体的に説
明する。

第１図は本発明による液体噴射記録装置の−実施例を示
す回路図、第２図は本発明による駆動電圧波形図である
。

第１図において、画像信号入力端子１０には抵抗１１を
介してトランジスタ１２のベースが接続され、トランジ
スタ１２のコレクタには抵抗１３を介してトランジスタ
Ｉ４のベースが接続されている。トランジスタ１４のベ
ース・コレクタ間には抵抗１５が接続されている。トラ
ンジスタ１４のエミッタには電源ＶＨが接続され、コレ
クタは抵抗１６を介して電気機械変換素子である圧電振
動子１７が負荷として接続されている。また、トランジ
スタ１４のコレクタには切換スイッチ１８が接続され、
その切換端子とアース間に抵抗１９及び２０が接続され
ている。抵抗１９（Ｒ１）または抵抗２０（Ｒ２）は、
Ｒ２＞Ｒ１の関係にあり、抵抗１９を常温（２５℃）に
用い、抵抗２０を低温下で用いる。

スイッチ１８は、例えばリレー接点を用いることができ
る。リレーを動作させるに際しては、温度センサで雰囲
気温度を検出し、設定温度（例えば５℃）以下になった
ときにプリンタ制御部により駆動するようにすればよい
。

次に、以上の構成における動作について説明する。なお
、初期状態として、切換スイッチ１８は抵抗Ｒ１に接続
されているものとする。

画像信号が入力され、入力端子１０がＨレベルになると
、トランジスタ１２がオンになる。トランジスタ１２の
オンによって、トランジスタ１４のベースに抵抗１３を
介してベース電流が流れ、トランジスタ１４がオンにな
る。トランジスタ１４がオンになることにより、抵抗１
９には、トランジスタ１４のエミッタ電流による電圧降
下を生じる。この抵抗１９に生じた電圧は、抵抗１６を
介して圧電振動子１７に駆動電圧として与えられる。

この駆動電圧は、抵抗１９（２０）と１６及び圧電振動
子１７の保有する静電容量Ｃによって定まるイクスポネ
シャル関数により立下がり時間が決められる６本実施例
においては、抵抗１９と２０を切換えることによってイ
クスボネシャル関数を変更し、立下がり時間を変更して
いる。

第２図に示すように、抵抗１９が選択された場合の駆動
電圧特性は実線の如くであり、抵抗２０が選択された場
合の駆動電圧特性は破線の如くである。破線特性は雰囲
気温度が５℃の例であり、実線特性は２５℃の例である
。

したがって、切換スイッチ１８によって抵抗１９が選択
された場合には実線特性の駆動電圧が圧電素子１７に印
加され、抵抗２０が選択された場合には立下がり時間の
短い破線特性の駆動電圧が圧電素子１７に印加される。

低温環境下では、一般に液体の粘度は、室番等の常温時
よりも増大するため、常温時と同一の駆動電圧を用いた
場合、メニスカスの復帰が遅くなり、液滴形成周波数は
常温時よりも低下する。そこで、低温時に前記の如き立
下がり時間の短い駆動電圧を印加することにより、メニ
スカスを速やかに復帰させ、常温時と同等の液滴形成周
波数を確保することができる。

第１表は圧電素子に室温２５℃と５℃の温度環境のもと
ての液滴形成周波数と電圧パルスの関係を示すものであ
る。

第１表 電圧パルスは１．２５℃においては立下がり時間（１０
〜９０％）９０μｓを用い、５℃においては９０μ５１
６０μｓの２種類を用いている。第１表より明らかなよ
うに、室温（２５℃）で通禽用いる電圧パルスの立下が
り時間を９０μ５（１０−９０％）とすると、環境温度
が５℃まで低下したときには、液体の粘℃が増大するた
め、立下がり時間が９０μｓのままでは液滴形成周波数
は低下する。それに対し、５℃で電圧パルスの立下がり
時間を６０μＳ　（１０−９０％）とすると、メニスカ
スの復帰が速やかになるため、２５℃における立下がり
時間９０μｓの場合とほぼ同等の液滴形成周波数を確保
することができる。

なお、以上の実施例においては、立下がり時間を可変す
る為の抵抗を２段階に切換えるものとしたが、さらに複
数段階に切換え、液滴の吐出の安定性と液滴形成周波数
が最適となる立下がり時間を設定することもできる。

また、圧電振動子３２に円筒型圧電振動子を用いる例を
示したが、このほかランジュバン型、ダイアフラム型等
を用いることもできる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかな如く、本発明によれば、低温環
境下における駆動電圧の立下がり時間を常温時より短く
したので、メニスカスの復帰を速やかにし、低温時に液
体の粘度が増大しても液滴駆動周波数を低下させること
がなく、常に印字品位及び記録速度の高く保つことが可
能な液体噴射記録装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は本発
明における圧電振動子、の駆動電圧波形図、第３図は従
来の液体噴射記録装置の模式的断面図、第４図は第３図
の装置のノズル部の模式的断面図である。 １２．１４−・・・−・−・−・−トランジスタ、１６
．１９．２０−−−−−−・−・−抵抗、１７・−・・
−−−−−−−一圧電振動子、１８−−−−−−・・−
・・−切換スイッチ。 代理人　弁理士　　大　音　康　毅 第１図 波間　□

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電圧パルスを電気機械変換素子に印加し、その際
   に発生する歪を用いてノズル部より液滴を噴出させる液
   滴噴射記録装置において、低温環境下での前記電圧パル
   スの立下がり時間を常温時より短く設定する駆動電圧発
   生手段を設けたことを特徴とする液体噴射記録装置。
2. （２）前記立下がり時間の変更は、圧電振動子に並列接
   続される抵抗値の可変によって行うことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の液体噴射記録装置。