JP2002347245A - Inkjet printer - Google Patents
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- JP2002347245A JP2002347245A JP2001156599A JP2001156599A JP2002347245A JP 2002347245 A JP2002347245 A JP 2002347245A JP 2001156599 A JP2001156599 A JP 2001156599A JP 2001156599 A JP2001156599 A JP 2001156599A JP 2002347245 A JP2002347245 A JP 2002347245A
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- diaphragm
- voltage
- individual electrode
- semiconductor switch
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複雑な回路構成を必要とせずに、画素の多値
化および印字出力の高速化を図ることができるようにす
る。
【解決手段】 一定電位に保持されて外方向へ屈撓可能
な振動板27を一部に有する圧力室20と、圧力室20
と外部とを連通させるノズル16と、所定間隔のギャッ
プ36を有して各振動板に対向配置された個別電極33
と、振動板27と個別電極33との間に電圧を印加する
電源とを備えるインクジェットプリンタで、半導体スイ
ッチを個別電極33に接続するとともに、半導体スイッ
チの導通/非導通を選択的に切り替えるようにした。こ
れにより、電源によって振動板27と個別電極33との
間へ印加する電圧の波形を変調するとともに、振動板2
7と個別電極33との間への電圧の印加/非印加を制御
する。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To increase the number of pixels and to increase the speed of printing output without requiring a complicated circuit configuration. SOLUTION: A pressure chamber 20 partially having a vibrating plate 27 which is held at a constant potential and can be bent outward, and a pressure chamber 20
And a separate electrode 33 disposed opposite to each diaphragm with a gap 36 at a predetermined interval.
And a power supply for applying a voltage between the vibration plate 27 and the individual electrode 33, the semiconductor switch is connected to the individual electrode 33, and the conduction / non-conduction of the semiconductor switch is selectively switched. did. This modulates the waveform of the voltage applied between the diaphragm 27 and the individual electrode 33 by the power supply,
The voltage application / non-application between the electrode 7 and the individual electrode 33 is controlled.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタに関する。The present invention relates to an ink jet printer.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、優れた静寂性、高速印字への対応
能力、あるいは、入手が容易な普通紙が使用可能である
ことによる利便性等の種々の利点を有することから、イ
ンクジェットヘッドを搭載したインクジェットプリンタ
が広く普及している。2. Description of the Related Art In recent years, an ink jet head has been installed because it has various advantages such as excellent silence, ability to cope with high-speed printing, and convenience by using easily available plain paper. Inkjet printers are widely used.
【0003】インクジェットプリンタの中でも、印字に
際して必要なインク液滴だけを吐出する、いわゆる、オ
ンデマンド方式のインクジェットプリンタは、インクを
不必要に消費することなく、これにより不要なインクの
回収も不要であることから、現在のインクジェットヘッ
ドを用いた印字方式の主流となっている。[0003] Among the ink jet printers, a so-called on-demand type ink jet printer that discharges only ink droplets necessary for printing does not consume ink unnecessarily and thus does not need to collect unnecessary ink. For this reason, the current printing method using an inkjet head is the mainstream.
【0004】インクジェットプリンタには、例えば、外
方向へ屈撓可能な振動板を一部に有する圧力室と、この
圧力室と外部とを連通させるノズルと、各振動板から所
定間隔のギャップを有して各振動板に対向配置された個
別電極とを有するインクジェットヘッドを備えて、駆動
信号源から出力した電圧を振動板と個別電極との間に印
加することにより静電気力を発生させ、この静電気力に
より振動板を圧力室の外方向へ一端屈撓させてから元の
位置に復帰させることによる圧力室内の体積変化を利用
して、ノズルからインク液滴を吐出させるものがある。[0004] The ink jet printer has, for example, a pressure chamber partially having a diaphragm that can be bent outward, a nozzle for communicating the pressure chamber with the outside, and a gap at a predetermined interval from each diaphragm. An ink jet head having individual electrodes opposed to each of the diaphragms, and applying a voltage output from a drive signal source between the diaphragm and the individual electrodes to generate an electrostatic force. There is a type in which ink droplets are ejected from nozzles by using a volume change in a pressure chamber caused by bending a diaphragm once outward in a pressure chamber by a force and then returning the diaphragm to an original position.
【0005】上述のようにしてノズルからインク液滴を
吐出させるためには、振動板と個別電極との間に台形状
のパルス電圧を印加する(図4参照)。In order to eject ink droplets from the nozzles as described above, a trapezoidal pulse voltage is applied between the diaphragm and the individual electrodes (see FIG. 4).
【0006】このようなインクジェットプリンタには、
例えば、特開平7−214771号公報に開示されてい
るように、振動板と個別電極とを含む充電回路および放
電回路を設け、インク液滴の吐出に際しては、それぞれ
の回路により充電動作と放電動作とを独立して行うこと
によって、振動板と個別電極との間に印加する電圧の波
形を台形状とするようにしたものがある。[0006] In such an ink jet printer,
For example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-214771, a charging circuit and a discharging circuit including a diaphragm and an individual electrode are provided. Is performed independently so that the waveform of the voltage applied between the diaphragm and the individual electrode is trapezoidal.
【0007】また、上述したように、静電気力を利用し
てインク液滴の吐出を行うインクジェットヘッドでは、
例えば、圧電素子や発熱素子を用いてインク液滴の吐出
を行うインクジェットヘッドと比較して、印字に際して
必要とするエネルギーが少なく、省電力化を図ることが
可能になる。Further, as described above, in an ink jet head that discharges ink droplets by using electrostatic force,
For example, compared with an ink jet head that discharges ink droplets using a piezoelectric element or a heating element, less energy is required for printing, and power saving can be achieved.
【0008】ところで、近年、印字出力する画像のさら
なる高精細化が要望されている。印字出力する画像の高
精細化としては、画素の多値化が必須となる。[0008] In recent years, there has been a demand for higher definition of an image to be printed out. In order to increase the definition of an image to be printed out, it is necessary to increase the number of pixels.
【0009】画素を多値化する方法としては、例えば、
個々のインク液滴の径を変調する方法がある。インク液
滴の径は、個別電極と振動板との間に印加する電圧の波
形の形状を変化させることにより変調することが可能で
あり、実験的に、個別電極と振動板との間に印加する電
圧の立ち下がり時間、電圧波高値、または立ち下がり時
間と電圧波高値の両方をそれぞれ独立して調整すること
で波形の形状が変化することが判っている。As a method of multi-valued pixels, for example,
There is a method of modulating the diameter of each ink droplet. The diameter of the ink droplet can be modulated by changing the shape of the waveform of the voltage applied between the individual electrode and the diaphragm, and can be experimentally applied between the individual electrode and the diaphragm. It has been found that the shape of the waveform changes by independently adjusting the fall time of the applied voltage, the voltage peak value, or both the fall time and the voltage peak value.
【0010】また、画素を多値化する別の方法として
は、例えば、一画素あたりのドット数を変調することに
より画素を多値化する方法がある。As another method of multi-valued pixels, for example, there is a method of multi-valued pixels by modulating the number of dots per pixel.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】ところで、電圧波高値
を変化させる場合、個別電極と振動板との間に印加する
電圧の立ち下がり時間を変化させる場合と比較して、イ
ンク滴径の変化の感度が高く、言い換えれば制御が難し
くなり、製造する上での調整が微妙なものとなり製造工
程上のコストアップを免れない。By the way, when the voltage peak value is changed, the change in the ink droplet diameter is smaller than when the fall time of the voltage applied between the individual electrode and the diaphragm is changed. The sensitivity is high, in other words, the control becomes difficult, and the adjustment in manufacturing becomes delicate, so that the cost in the manufacturing process is unavoidable.
【0012】ところが、特開平7−214771号公報
に開示された技術では、個別電極と振動板との間に印加
する電圧の電圧波高値を変更することができるが、立ち
下がり時間を変化させることができない。However, in the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-214771, the voltage peak value of the voltage applied between the individual electrode and the diaphragm can be changed, but the fall time is changed. Can not.
【0013】また、一画素あたりのドット数を変調する
ことにより画素を多値化する方法では、一画素あたり複
数のインク液滴が必要になるため、従来のインクジェッ
トプリンタでは印字スピードの高速化が困難となる。In the method of multi-valued pixels by modulating the number of dots per pixel, a plurality of ink droplets are required for each pixel. It will be difficult.
【0014】この対策として、従来のインクジェットプ
リンタで、一画素あたりのドット数を変調することによ
り画素を多値化する方法で印字スピードの高速化に対応
する場合、インク液滴の一回の吐出周期の間に吐出周期
よりも周期の短い2つのパルスを生成することができる
処理速度の速い回路が必要となるため、コストパフォー
マンス性が低下する。As a countermeasure, in a conventional ink-jet printer, when the printing speed is increased by modulating the number of dots per pixel to make the pixels multi-valued, one ejection of ink droplets is performed. Since a circuit having a high processing speed capable of generating two pulses having a shorter cycle than the ejection cycle during the cycle is required, cost performance is reduced.
【0015】本発明は、複雑な回路構成を必要とせず
に、画素の多値化および印字出力の高速化を図ることが
できるインクジェットプリンタを得ることを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ink jet printer capable of multi-valued pixels and high-speed printing without requiring a complicated circuit configuration.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明のイ
ンクジェットプリンタは、一定電位に保持されて外方向
へ屈撓可能な振動板を一部に有する圧力室と、前記圧力
室と外部とを連通させるノズルと、所定間隔のギャップ
を有して前記各振動板に対向配置された個別電極と、前
記振動板と前記個別電極との間に電圧を印加する電源
と、前記個別電極に接続されて前記電源により前記振動
板と前記個別電極との間へ印加する電圧の導通/非導通
を選択的に切り替える半導体スイッチと、を備える。According to the first aspect of the present invention, there is provided an ink-jet printer comprising a pressure chamber partially including a vibrating plate which is held at a constant potential and is capable of flexing outwardly; A nozzle that communicates with each other, an individual electrode having a gap at a predetermined interval, opposed to each of the diaphragms, a power supply that applies a voltage between the diaphragm and the individual electrode, and a connection to the individual electrode. A semiconductor switch for selectively switching conduction / non-conduction of a voltage applied between the diaphragm and the individual electrode by the power supply.
【0017】したがって、電源によって振動板と個別電
極との間へ印加する電圧の波形を変調することで、イン
ク液滴の径を変調することが可能になる。また、半導体
スイッチの導通/非導通を選択的に切り替えることで、
振動板と個別電極との間への電圧の印加/非印加の制御
の高速化を図ることができる。Therefore, the diameter of the ink droplet can be modulated by modulating the waveform of the voltage applied between the diaphragm and the individual electrode by the power supply. Also, by selectively switching the conduction / non-conduction of the semiconductor switch,
Control of application / non-application of voltage between the diaphragm and the individual electrode can be speeded up.
【0018】請求項2記載の発明は、請求項1記載のイ
ンクジェットプリンタにおいて、前記半導体スイッチ
は、CMOSアナログスイッチである。According to a second aspect of the present invention, in the ink jet printer according to the first aspect, the semiconductor switch is a CMOS analog switch.
【0019】したがって、半導体スイッチとして汎用性
の高いCMOSアナログスイッチを用いることにより、
コストパフォーマンス性の向上を図ることが可能にな
る。また、CMOSアナログスイッチは、IC化が容易
であるため、多チャンネル化を図ることが可能になる。Therefore, by using a highly versatile CMOS analog switch as a semiconductor switch,
Cost performance can be improved. Further, since the CMOS analog switch can be easily integrated into an IC, it is possible to increase the number of channels.
【0020】請求項3記載の発明は、請求項1記載のイ
ンクジェットプリンタにおいて、前記半導体スイッチ
は、PMOSトランジスタであり、前記電源は、前記振
動板の電位以上の電圧を印加する。According to a third aspect of the present invention, in the inkjet printer according to the first aspect, the semiconductor switch is a PMOS transistor, and the power supply applies a voltage higher than a potential of the diaphragm.
【0021】したがって、半導体スイッチとしてPMO
Sトランジスタを用いて、振動板と個別電極との間に振
動板の電位以上の電圧を印加することにより、振動板と
個別電極との間に印加する電圧の波形を立ち上がりと立
ち下がりとで異ならせることが可能になる。これによっ
て、実用上簡易な構成で請求項1記載の発明の作用を得
ることが可能になる。Therefore, PMO is used as a semiconductor switch.
By applying a voltage equal to or higher than the potential of the diaphragm between the diaphragm and the individual electrode using the S transistor, if the waveform of the voltage applied between the diaphragm and the individual electrode is different between the rise and fall It is possible to make it. This makes it possible to obtain the effect of the first aspect of the invention with a practically simple configuration.
【0022】請求項4記載の発明は、請求項1記載のイ
ンクジェットプリンタにおいて、前記半導体スイッチ
は、NMOSトランジスタであり、前記電源は、前記振
動板の電位以下の電圧を印加する。According to a fourth aspect of the present invention, in the inkjet printer according to the first aspect, the semiconductor switch is an NMOS transistor, and the power supply applies a voltage equal to or lower than the potential of the diaphragm.
【0023】したがって、半導体スイッチとしてNMO
Sトランジスタを用いて、振動板と個別電極との間に振
動板の電位以下の電圧を印加することにより、振動板と
個別電極との間に印加する電圧の波形を立ち上がりと立
ち下がりとで異ならせることが可能になる。これによっ
て、実用上簡易な構成で請求項1記載の発明の作用を得
ることが可能になる。Therefore, NMO is used as a semiconductor switch.
By applying a voltage equal to or lower than the potential of the diaphragm between the diaphragm and the individual electrode using the S transistor, if the waveform of the voltage applied between the diaphragm and the individual electrode is different between the rising and the falling, It is possible to make it. This makes it possible to obtain the effect of the first aspect of the invention with a practically simple configuration.
【0024】[0024]
【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態につい
て図1ないし図7を参照して説明する。本実施の形態
は、パーソナルコンピュータ等のホスト機に接続され、
ホスト機から伝送された印字データに基づいた印字を行
うインクジェットプリンタへの適用例を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment is connected to a host machine such as a personal computer,
An application example to an ink jet printer that performs printing based on print data transmitted from a host machine will be described.
【0025】図1は、本発明の第1の実施の形態のイン
クジェットプリンタを概略的に示す縦断側面図である。
インクジェットプリンタ1のケーシング2には、シート
状の記録材として用紙を積層保持する給紙トレイ3が装
着される給紙口4と、手差しによる用紙の給紙を受け付
ける手差しトレイ5と、印字済みの用紙が排紙される排
紙トレイ6とが設けられている。給紙口4、手差しトレ
イ5には、積層保持する用紙を、後述する用紙搬送路7
へ給紙するための給紙機構8が設けられている。FIG. 1 is a vertical sectional side view schematically showing an ink jet printer according to a first embodiment of the present invention.
The casing 2 of the ink jet printer 1 has a paper feed port 4 in which a paper feed tray 3 for stacking and holding paper as a sheet-like recording material is mounted, a manual feed tray 5 for receiving paper feeding by manual feeding, and a printed paper tray. A paper discharge tray 6 from which paper is discharged is provided. In the paper feed port 4 and the manual feed tray 5, the paper to be stacked and held is stored in a paper transport path 7 described later.
A paper feed mechanism 8 for feeding paper to the paper is provided.
【0026】なお、図1は、給紙口4に給紙トレイ3が
装着された状態を示している。FIG. 1 shows a state in which the paper feed tray 3 is mounted on the paper feed port 4.
【0027】特に図示しないが、ケーシング2には、電
源スイッチや各種操作キー、エラーメッセージ等を表示
するディスプレイ等が設けられている。Although not shown, the casing 2 is provided with a power switch, various operation keys, a display for displaying an error message, and the like.
【0028】ケーシング2の上面には、支軸9を回動中
心としてケーシング2から離反する方向へ回動自在な上
カバー10が設けられている。An upper cover 10 is provided on the upper surface of the casing 2 so as to be rotatable about the support shaft 9 in the direction away from the casing 2.
【0029】ケーシング2内には、給紙口4または手差
しトレイ5からプリンタ部11を経由して排紙トレイ6
へ至る用紙搬送路7が形成されている。用紙搬送路7中
には、給紙トレイ3または手差しトレイ5から給紙され
た用紙を搬送する搬送機構12が設けられている。In the casing 2, a paper output port 6 or a manual feed tray 5 is connected to a paper output tray 6 via a printer unit 11.
The paper transport path 7 is formed. A transport mechanism 12 that transports the paper fed from the paper feed tray 3 or the manual feed tray 5 is provided in the paper transport path 7.
【0030】プリンタ部11は、図示しないモータによ
って主走査方向(図1中紙面垂直方向)に往復動自在なキ
ャリッジ13、キャリッジ13に搭載されたインクジェ
ットヘッド14、インクジェットヘッド14に供給する
インクを保持するインクカートリッジ15等によって構
成されている。The printer unit 11 holds a carriage 13 which can reciprocate in a main scanning direction (a direction perpendicular to the paper of FIG. 1) by a motor (not shown), an ink jet head 14 mounted on the carriage 13, and ink to be supplied to the ink jet head 14. And the like.
【0031】キャリッジ13は、非印字時には、主走査
方向の端部側で印字実行を待機している。公知の技術で
あるため図示および説明を省略するが、キャリッジ13
の待機位置には、後述するインクジェットヘッド14の
ノズル16のキャッピングや、ノズル16およびノズル
16周辺のクリーニング等を行う信頼性維持装置が設け
られている。During non-printing, the carriage 13 waits for printing at the end in the main scanning direction. Although it is a known technique, its illustration and description are omitted.
At the standby position, there is provided a reliability maintaining device that performs capping of the nozzle 16 of the inkjet head 14 to be described later, cleaning of the nozzle 16 and the vicinity of the nozzle 16, and the like.
【0032】図2はインクジェットヘッド14を示す縦
断側面図、図3はその縦断正面図である。インクジェッ
トヘッド14は、積層状態で接合された基板17,1
8、個別電極基板19を主体として構成されている。FIG. 2 is a vertical sectional side view showing the ink jet head 14, and FIG. 3 is a vertical sectional front view thereof. The ink-jet head 14 includes substrates 17 and 1 joined in a stacked state.
8, the individual electrode substrate 19 is mainly configured.
【0033】基板17と個別電極基板19、あるいは、
基板17と個別電極基板19とは、100℃の高温下で
接合を行う直接接合や、各々の境界面に金等のバインダ
ーを介在させて接合する共晶接合等によって接合されて
いる。The substrate 17 and the individual electrode substrate 19, or
The substrate 17 and the individual electrode substrate 19 are joined by direct joining at a high temperature of 100 ° C. or eutectic joining in which a binder such as gold is interposed at each boundary surface.
【0034】基板17には、基板18が接合されること
により、圧力室20を形成する圧力凹部21、リザーバ
22を形成するリザーバ凹部23、ノズル16を形成す
るノズル凹部24、および、オリフィス25を形成する
オリフィス凹部26とが形成されている。圧力凹部21
の底部には、振動板27が設けられている。ノズル凹部
24は、基板17の端面部と圧力凹部21とを連通さ
せ、圧力凹部21およびリザーバ凹部23よりも幅が細
く深さも浅く形成されている。オリフィス凹部26は、
圧力凹部21とリザーバ凹部23と連通させ、圧力凹部
21およびリザーバ凹部23よりも幅が細く深さも浅く
形成されている。The substrate 17 is joined to the substrate 18 to form a pressure recess 21 forming a pressure chamber 20, a reservoir recess 23 forming a reservoir 22, a nozzle recess 24 forming a nozzle 16, and an orifice 25. An orifice recess 26 to be formed is formed. Pressure recess 21
The diaphragm 27 is provided at the bottom of the. The nozzle recess 24 communicates the end face of the substrate 17 with the pressure recess 21 and is formed to be narrower and shallower than the pressure recess 21 and the reservoir recess 23. The orifice recess 26
The pressure concave portion 21 and the reservoir concave portion 23 are communicated with each other, and are formed to be narrower and shallower than the pressure concave portion 21 and the reservoir concave portion 23.
【0035】本実施の形態の基板17は、P型シリコン
に対して異方性エッチングを施すことにより形成されて
いる。異方性エッチングに際しては、エッチングレート
が低くなるように、振動板27となる部分に高濃度ボロ
ンがドープされる。これによって、板厚の寸法精度が良
好に維持された振動板27を得ることができる。The substrate 17 of this embodiment is formed by performing anisotropic etching on P-type silicon. At the time of anisotropic etching, high-concentration boron is doped into a portion to be the vibration plate 27 so as to lower the etching rate. Thereby, it is possible to obtain the vibration plate 27 in which the dimensional accuracy of the plate thickness is well maintained.
【0036】また、基板17には、基板17に接地電位
を与え(アースする)、振動板27を一定電位に保持する
ための共通電極28が設けられている。本実施の形態の
共通電極28は、基板17の表面にスパッタリングされ
たアルミニウム等の金属を、シンタリング(熱拡散)する
ことによって形成されている。これにより、共通電極2
8と基板17との間での導電性を良好に確保し、基板1
7と共通電極28とをオーミックコンタクトさせること
ができる。The substrate 17 is provided with a common electrode 28 for applying a ground potential (grounding) to the substrate 17 and maintaining the diaphragm 27 at a constant potential. The common electrode 28 of the present embodiment is formed by sintering (thermal diffusion) a metal such as aluminum sputtered on the surface of the substrate 17. Thereby, the common electrode 2
8 between the substrate 8 and the substrate 17 and the substrate 1
7 and the common electrode 28 can be in ohmic contact.
【0037】基板18のリザーバ凹部23に対向する位
置には、基板18を板厚方向に貫通するインク供給孔2
9が形成されている。インク供給孔29には、インクカ
ートリッジ15に連通する図示しないチューブが連通さ
れる接続パイプ30が接続されている。The ink supply hole 2 penetrating the substrate 18 in the thickness direction is provided at a position facing the reservoir concave portion 23 of the substrate 18.
9 are formed. A connection pipe 30 to which a tube (not shown) communicating with the ink cartridge 15 is connected is connected to the ink supply hole 29.
【0038】基板17の基板18と反対側に接合される
個別電極基板19は、基板層31と誘電体層32と個別
電極33とを順次接合することにより構成されている。
本実施の形態では、個別電極基板19はP型シリコンに
よって形成されているが、個別電極基板19を形成する
材料はこれに限るものではなく、個別電極基板19と基
板17との接合に際して個別電極基板19に加えられる
熱に耐えられる材料であればよい。The individual electrode substrate 19 joined to the substrate 17 on the side opposite to the substrate 18 is formed by sequentially joining a substrate layer 31, a dielectric layer 32, and individual electrodes 33.
In the present embodiment, the individual electrode substrate 19 is formed of P-type silicon, but the material for forming the individual electrode substrate 19 is not limited to this. Any material that can withstand the heat applied to the substrate 19 may be used.
【0039】基板層31は、基板17と同種類のP型シ
リコンにより形成されている。基板層31の誘電体層3
2と反対側の端面には、基板層電極取出部34が接続さ
れている。基板層電極取出部34の表面は、個別電極1
9の表面にスパッタリングされたアルミニウム等の金属
を、シンタリング(熱拡散)することによって形成されて
いる。The substrate layer 31 is formed of the same type of P-type silicon as the substrate 17. Dielectric layer 3 of substrate layer 31
The substrate layer electrode extraction portion 34 is connected to the end face opposite to 2. The surface of the substrate layer electrode extraction portion 34 is
9 is formed by sintering (thermal diffusion) a metal such as aluminum sputtered on the surface of the substrate 9.
【0040】誘電体層32は、基板層31の一端面側を
被覆する酸化膜の層である。誘電体層32は、等方性エ
ッチングによって、基板17に接合される接合部35が
基板17側へ突出するような形状となるように形成され
ている。これによって、基板17と誘電体層32の接合
部35とを接合した場合に、個別電極33との間に所定
間隔のギャップ36が形成される。このギャップ36
は、後述する気体層37を形成するものであり、本実施
の形態では0.2μmに設定されている。The dielectric layer 32 is a layer of an oxide film that covers one end surface of the substrate layer 31. The dielectric layer 32 is formed by isotropic etching so that a bonding portion 35 bonded to the substrate 17 projects into the substrate 17 side. As a result, when the substrate 17 and the bonding portion 35 of the dielectric layer 32 are bonded, a gap 36 having a predetermined interval is formed between the substrate 17 and the individual electrode 33. This gap 36
Forms a gas layer 37 described later, and is set to 0.2 μm in the present embodiment.
【0041】個別電極33は、基板17と誘電体層32
とが接合された状態で、各振動板27にそれぞれ対向す
るように設けられている。個別電極33は、後述する駆
動回路38に接続されており、駆動回路38の動作によ
って適宜電圧が印加される。本実施の形態の個別電極3
3は、誘電体層32の表面に成膜したTiNに対して、
各振動板27にそれぞれ対向するようなパターンでパタ
ーニング処理することにより形成されている。The individual electrodes 33 are formed on the substrate 17 and the dielectric layer 32.
Are provided so as to face each of the vibration plates 27 in a state where they are joined. The individual electrode 33 is connected to a drive circuit 38 described later, and a voltage is appropriately applied by the operation of the drive circuit 38. Individual electrode 3 of the present embodiment
3 is for TiN formed on the surface of the dielectric layer 32,
It is formed by performing a patterning process with a pattern facing each of the vibration plates 27.
【0042】上述した振動板27と個別電極33との間
に形成されるギャップ36は、基板17と個別電極基板
19との間に設けられた封止剤39によって閉塞され
て、外部と隔絶された気体層37を形成する。封止剤3
9は、例えば、エポキシ樹脂等によって形成される接着
剤である。The gap 36 formed between the vibration plate 27 and the individual electrode 33 is closed by a sealant 39 provided between the substrate 17 and the individual electrode substrate 19, and is isolated from the outside. A gas layer 37 is formed. Sealant 3
9 is an adhesive formed of, for example, an epoxy resin or the like.
【0043】ここに、振動板27と個別電極33と気体
層37とによって、容量性のアクチュエーター部40が
形成される。詳細は後述するが、アクチュエーター部4
0には、振動板27と個別電極33との間に電圧を印加
する電源としての駆動信号源41が接続されている(図
6参照)。公知の技術であるため図示および説明を省略
するが、駆動信号源41は、マイコンを内蔵しており、
出力する電圧の波形を任意に変調することができるもの
である。Here, a capacitive actuator section 40 is formed by the vibration plate 27, the individual electrodes 33, and the gas layer 37. Although details will be described later, the actuator unit 4
A drive signal source 41 as a power supply for applying a voltage between the diaphragm 27 and the individual electrode 33 is connected to 0 (see FIG. 6). Although not shown and described because it is a known technique, the drive signal source 41 has a built-in microcomputer,
The waveform of the output voltage can be arbitrarily modulated.
【0044】また、個別電極33の表面には、個別電極
33の表面を被覆する保護層42が設けられている。保
護層42は、個別電極33の表面に成膜した二酸化珪素
(SiO2)をパターニングすることにより形成されてい
る。これにより、印字に際して屈撓された振動板27の
当接による個別電極33の損傷を防止することができ
る。On the surface of the individual electrode 33, a protective layer 42 for covering the surface of the individual electrode 33 is provided. The protective layer 42 is formed of silicon dioxide formed on the surface of the individual electrode 33.
It is formed by patterning (SiO 2 ). Accordingly, it is possible to prevent the individual electrodes 33 from being damaged due to the contact of the flexed diaphragm 27 during printing.
【0045】このようなインクジェットプリンタ1で
は、印字に際して、駆動信号源41から出力した電圧
を、駆動回路38によりインクジェットヘッド14の個
別電極33に対して選択的に印加する。個別電極33に
電圧を印加すると、電圧が印加された個別電極33とこ
の個別電極33に対向する振動板27との間に静電気力
が発生して、電圧が印加された個別電極33に対向する
振動板27が圧力室20の外方へ屈撓する。振動板27
が圧力室20の外方へ屈撓することにより、圧力室20
内の体積が増加し、圧力室20内の体積増加により圧力
室20内に負圧が発生する。この負圧によって、インク
供給孔29およびチューブを介して、インクカートリッ
ジ15から圧力室20内にインクが供給される。一定時
間経過後に個別電極33への電圧の印加を停止すると、
屈撓されていた振動板27が自身の復元力によって初期
位置に急激に復帰する。これにより、振動板27の屈撓
により増加していた圧力室20内の体積が急激に減少
し、圧力室20内に供給されているインクが加圧されて
ノズル16からインク液滴が吐出する。In such an ink jet printer 1, at the time of printing, the voltage output from the drive signal source 41 is selectively applied to the individual electrodes 33 of the ink jet head 14 by the drive circuit 38. When a voltage is applied to the individual electrode 33, an electrostatic force is generated between the individual electrode 33 to which the voltage is applied and the diaphragm 27 facing the individual electrode 33, and opposes the individual electrode 33 to which the voltage is applied. The vibration plate 27 bends outward from the pressure chamber 20. Diaphragm 27
Bends outwardly of the pressure chamber 20 so that the pressure chamber 20
The volume inside the pressure chamber 20 increases, and a negative pressure is generated in the pressure chamber 20 due to the increase in the volume inside the pressure chamber 20. By this negative pressure, ink is supplied from the ink cartridge 15 into the pressure chamber 20 via the ink supply hole 29 and the tube. When the application of the voltage to the individual electrode 33 is stopped after a certain period of time,
The flexed diaphragm 27 suddenly returns to its initial position by its own restoring force. As a result, the volume in the pressure chamber 20 that has increased due to the bending of the vibration plate 27 sharply decreases, and the ink supplied into the pressure chamber 20 is pressurized and the ink droplets are ejected from the nozzle 16. .
【0046】上述したインク液滴の吐出に際しては、振
動板27と個別電極33との間に、図4に示すような、
台形形状のパルス電圧を印加している。台形形状のパル
ス電圧とは、具体的に、電圧の印加を開始すると、振動
板27の電位と同じアース電位から電圧波高値Vhまで
立ち上がり時間trをかけて徐々に上昇し、電圧波高値
Vhのままで一定時間経過後、個別電極33への電圧の
印加を停止すると、電圧波高値Vhからアース電位まで
立ち下がり時間tfをかけて徐々に下降する波形を有す
る電圧である。At the time of discharging the ink droplets described above, between the vibration plate 27 and the individual electrodes 33, as shown in FIG.
A trapezoidal pulse voltage is applied. Specifically, the trapezoidal pulse voltage means that when voltage application is started, the voltage gradually rises from the same ground potential as the potential of the diaphragm 27 to the voltage peak value Vh with a rise time tr, and the voltage peak value Vh When the application of the voltage to the individual electrode 33 is stopped after a lapse of a certain period of time, the voltage has a waveform that gradually falls from the voltage peak value Vh to the ground potential with a fall time tf.
【0047】ここで、図5は、インク液滴の吐出体積v
と立ち下がり時間tfとの関係を示す相関図である。立
ち下がり時間tfが、時間t0から時間t1の間では、
ノズル16から外部に吐出されるインク液滴の吐出体積
vは、一定である。この時間t1は、圧力室20の応答
速度によって決定され、以降この時間t1を応答時間t
1という。立ち下がり時間tfが、応答時間t1より長
い場合は、ノズル16から外部に吐出されるインク液滴
の吐出体積vは、立ち下がり時間tfに応じて決定さ
れ、立ち下がり時間tfが長くなるほど減少し、立ち下
がり時間tfが所定時間以上に長くなると吐出体積vは
0となる。FIG. 5 shows the ejection volume v of the ink droplet.
FIG. 6 is a correlation diagram showing a relationship between the time and the fall time tf. When the fall time tf is between the time t0 and the time t1,
The ejection volume v of the ink droplet ejected from the nozzle 16 to the outside is constant. This time t1 is determined by the response speed of the pressure chamber 20, and thereafter this time t1 is referred to as the response time t.
One. When the fall time tf is longer than the response time t1, the ejection volume v of the ink droplet ejected from the nozzle 16 to the outside is determined according to the fall time tf, and decreases as the fall time tf becomes longer. When the fall time tf becomes longer than a predetermined time, the ejection volume v becomes zero.
【0048】特に図示しないが、インク液滴の吐出体積
を良好に制御するためには、立ち下がり時間tfが、時
間t2より短い範囲であることが別の実験により判って
いる。この時間t2を、吐出限界時間t2という。Although not particularly shown, it has been found from another experiment that the fall time tf is shorter than the time t2 in order to control the ejection volume of the ink droplets well. This time t2 is referred to as a discharge limit time t2.
【0049】これにより、振動板27と個別電極33と
の間に印加する電圧値を、立ち下がり時間tfが応答時
間t1から吐出限界時間t2の間となるように制御する
ことで、インク液滴の径を変調することができることに
なる。By controlling the voltage value applied between the vibration plate 27 and the individual electrode 33 so that the fall time tf is between the response time t1 and the ejection limit time t2, the ink droplet is controlled. Can be modulated.
【0050】本実施の形態では、振動板27と個別電極
33との間に印加する電圧を出力する駆動信号源41
は、マイコンの駆動制御により出力する電圧の波形を任
意に変調することができるものであるため、インク液滴
の径を精度良く変調することができる。これによって、
画素の多値化を図ることができ、印字出力した画像の高
精細化を図ることができる。In the present embodiment, a drive signal source 41 for outputting a voltage applied between the diaphragm 27 and the individual electrode 33
Since it is possible to arbitrarily modulate the waveform of the voltage output by drive control of the microcomputer, it is possible to accurately modulate the diameter of the ink droplet. by this,
The pixels can be multi-valued, and the printed and printed image can be enhanced.
【0051】ここで、図6は、インクジェットプリンタ
1が備える駆動回路38および駆動回路38によって駆
動制御される各部の電気的接続を概略的に示すブロック
図である。駆動回路38は、アクチュエーター部40
と、アクチュエーター部40に接続された半導体スイッ
チとしてのCMOS(Complementary Metal Oxide Semic
onductor)アナログスイッチ43と、CMOSアナログ
スイッチ43を駆動制御するアナログスイッチ制御回路
44とを備えている。FIG. 6 is a block diagram schematically showing a drive circuit 38 included in the ink jet printer 1 and the electrical connections of the components that are driven and controlled by the drive circuit 38. The drive circuit 38 includes an actuator unit 40
And a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) as a semiconductor switch connected to the actuator section 40.
An on-ductor analog switch 43 and an analog switch control circuit 44 for controlling the driving of the CMOS analog switch 43 are provided.
【0052】CMOSアナログスイッチ43は、NMO
S(N-channel MOS)トランジスタ45とPMOS(P-chan
nel MOS)トランジスタ46とによって構成される相補型
の金属酸化物半導体である。The CMOS analog switch 43 is an NMO
S (N-channel MOS) transistor 45 and PMOS (P-chan
nel MOS) transistor 46 and a complementary metal oxide semiconductor.
【0053】CMOSアナログスイッチ43には、アク
チュエーター部40の個別電極33が接続されている。
また、CMOSアナログスイッチ43のアクチュエータ
ー部40と反対側には、NMOSトランジスタ45およ
びPMOSトランジスタ46を介して、アクチュエータ
ー部40に印加する電圧を出力する上述の駆動信号源4
1が接続されている。The individual electrodes 33 of the actuator section 40 are connected to the CMOS analog switch 43.
On the opposite side of the CMOS analog switch 43 from the actuator section 40, the drive signal source 4 for outputting a voltage to be applied to the actuator section 40 via an NMOS transistor 45 and a PMOS transistor 46.
1 is connected.
【0054】本実施の形態のCMOSアナログスイッチ
43は、アナログスイッチ制御回路44の制御によっ
て、NMOSトランジスタ45のゲート端子に駆動信号
源41から出力された電位を印加し、PMOSトランジ
スタ46のゲート端子を接地電位とする(アースする)こ
とにより導通状態とされる。また、CMOSアナログス
イッチ43は、アナログスイッチ制御回路44の制御に
よって、PMOSトランジスタ46のゲート端子に駆動
信号源41から出力された電位を印加し、NMOSトラ
ンジスタ45のゲート端子を接地電位とする(アースす
る)ことにより非導通状態とされる。The CMOS analog switch 43 of the present embodiment applies the potential output from the drive signal source 41 to the gate terminal of the NMOS transistor 45 under the control of the analog switch control circuit 44, and connects the gate terminal of the PMOS transistor 46 to the gate terminal. By setting it to the ground potential (grounding), it is made conductive. The CMOS analog switch 43 applies the potential output from the drive signal source 41 to the gate terminal of the PMOS transistor 46 under the control of the analog switch control circuit 44, and sets the gate terminal of the NMOS transistor 45 to the ground potential (earth). ) To make a non-conductive state.
【0055】本実施の形態のCMOSアナログスイッチ
43におけるNMOSトランジスタ45およびPMOS
トランジスタ46は、閉状態でのCMOSアナログスイ
ッチ43の抵抗が、インクジェットヘッド14のインピ
ーダンスに比べて無視できる程度に小さくなるように、
十分に長いチャンネル長とされている。これにより、C
MOSアナログスイッチ43が導通状態にある場合の個
別電極33の電位を、駆動信号源41の電位とほぼ同等
にすることができる。The NMOS transistor 45 and the PMOS in the CMOS analog switch 43 of the present embodiment
The transistor 46 is provided so that the resistance of the CMOS analog switch 43 in the closed state is negligibly small compared to the impedance of the inkjet head 14.
The channel length is set to be sufficiently long. Thereby, C
The potential of the individual electrode 33 when the MOS analog switch 43 is conductive can be made substantially equal to the potential of the drive signal source 41.
【0056】アナログスイッチ制御回路44は、複数の
PMOSトランジスタ44a,44b,44c,44
d、によって構成される。各トランジスタには動作を可
能にするように電源p1,p2等が与えられている。P
MOSトランジスタ44a、44b及び44c,44d
によって論理回路NOTが形成され、印字データに応じ
て45及び46を動作させる。The analog switch control circuit 44 includes a plurality of PMOS transistors 44a, 44b, 44c, 44
d. Each transistor is supplied with power supplies p1, p2, etc. so as to enable operation. P
MOS transistors 44a, 44b and 44c, 44d
Forms a logic circuit NOT, and operates 45 and 46 according to the print data.
【0057】アナログスイッチ制御回路44に対して、
「吐出」の印字データが入力されると、PMOSトラン
ジスタ44aがOFFとされる。これに伴い、論理回路
NOTの働きにより、PMOSトランジスタ46のゲー
ト端子に接地電位が与えられ、NMOSトランジスタ4
5のゲート端子に駆動信号源41からの電位が与えられ
る。For the analog switch control circuit 44,
When the print data of "ejection" is input, the PMOS transistor 44a is turned off. As a result, the ground potential is applied to the gate terminal of the PMOS transistor 46 by the operation of the logic circuit NOT, and the NMOS transistor 4
The gate terminal 5 is supplied with a potential from the drive signal source 41.
【0058】一方、アナログスイッチ制御回路44に対
して、「非吐出」の印字データが入力されると、PMO
Sトランジスタ44aがONとされて、PMOSトラン
ジスタ44bのゲート端子に接地電位が与えられ、PM
OSトランジスタ46のゲート端子に駆動信号源41か
らの電位が与えられる。On the other hand, when "non-ejection" print data is input to the analog switch control circuit 44, the PMO
The S transistor 44a is turned on, the ground potential is applied to the gate terminal of the PMOS transistor 44b,
The potential from the drive signal source 41 is applied to the gate terminal of the OS transistor 46.
【0059】図7は、印字データの出力タイミングと、
駆動信号源41から出力される電圧の波形と、アクチュ
エーター部40の振動板27と個別電極33との間に印
加される電圧の波形との関係を示すタイミングチャート
である。FIG. 7 shows the output timing of print data,
5 is a timing chart showing a relationship between a waveform of a voltage output from a drive signal source 41 and a waveform of a voltage applied between a diaphragm 27 and an individual electrode 33 of an actuator unit 40.
【0060】伝送された印字データが「吐出」である場
合、アナログスイッチ制御回路44によって、CMOS
アナログスイッチ43が導通状態とされる。When the transmitted print data is “ejection”, the analog switch control circuit 44
The analog switch 43 is turned on.
【0061】これにより、駆動信号源41から出力され
た電圧+VがNMOSトランジスタ45のゲート端子に
印加され、PMOSトランジスタ46のゲート端子が接
地電位とされる。これによって、振動板27と個別電極
33との間に電圧が印加される。As a result, the voltage + V output from the drive signal source 41 is applied to the gate terminal of the NMOS transistor 45, and the gate terminal of the PMOS transistor 46 is set to the ground potential. Thus, a voltage is applied between the diaphragm 27 and the individual electrode 33.
【0062】ここで、駆動信号源41から出力した電圧
を、アナログスイッチ制御回路44により駆動制御され
て導通/非導通の応答速度の速いCMOSアナログスイ
ッチ43を介して、振動板27と個別電極33との間に
印加することにより、複雑な回路構成を設ける必要な
く、1画素当たりのドット数の変調に際しての高速化を
図ることができる。これによって、画素の多値化を図る
ことができ、画像の高精細化を図ることができる。Here, the voltage output from the drive signal source 41 is controlled by the analog switch control circuit 44 and the diaphragm 27 and the individual electrode 33 are driven via the CMOS analog switch 43 having a high response speed of conduction / non-conduction. , The speed of modulation of the number of dots per pixel can be increased without having to provide a complicated circuit configuration. Thus, multi-valued pixels can be achieved, and high definition of an image can be achieved.
【0063】このとき、駆動信号源41からの電圧の出
力タイミングを、印字データの出力からアナログスイッ
チ制御回路44の切り替え制御によるCMOSアナログ
スイッチ43の導通/非導通の状態遷移の時間に合わせ
ることで、駆動信号源41から出力した電圧を振動板2
7と個別電極33との間により良好に印加することがで
きる。At this time, the output timing of the voltage from the drive signal source 41 is adjusted to the conduction / non-conduction state transition time of the CMOS analog switch 43 by the switching control of the analog switch control circuit 44 from the output of the print data. The voltage output from the drive signal source 41 is
7 and the individual electrodes 33 can be applied better.
【0064】一方、伝送された印字データが「非吐出」
である場合、アナログスイッチ制御回路44によって、
CMOSアナログスイッチ43が非導通状態とされる。On the other hand, if the transmitted print data is “non-discharge”
, The analog switch control circuit 44
The CMOS analog switch 43 is turned off.
【0065】これにより、駆動信号源41から出力され
た電圧+VがPMOSトランジスタ46のゲート端子に
印加され、NMOSトランジスタ45のゲート端子が接
地電位とされる。これによって、振動板27と個別電極
33との間には、電圧が印加されないので、振動板27
の屈撓は生じず、したがってノズル16からのインク液
滴の吐出も行われない。As a result, the voltage + V output from the drive signal source 41 is applied to the gate terminal of the PMOS transistor 46, and the gate terminal of the NMOS transistor 45 is set to the ground potential. As a result, no voltage is applied between the diaphragm 27 and the individual electrode 33,
Of the ink droplets from the nozzles 16.
【0066】また、汎用性が高く、IC化が容易である
CMOSアナログスイッチ43を半導体スイッチとして
用いることにより、コストパフォーマンス性の向上を図
るとともに、回路を複雑化することなく多チャンネル化
を図ることができる。In addition, by using the CMOS analog switch 43, which is highly versatile and easy to implement as an IC, as a semiconductor switch, it is possible to improve cost performance and increase the number of channels without complicating the circuit. Can be.
【0067】次に、本発明の第2の実施の形態について
図8ないし図10を参照して説明する。本実施の形態
は、インク液滴の径を変調させない印字を行うインクジ
ェットプリンタに適用されるものであり、CMOSアナ
ログスイッチ43に代えてPMOSトランジスタのみが
設けられている。なお、第1の実施の形態と同一部分は
同一符号で示し、説明も省略する。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The present embodiment is applied to an ink-jet printer that performs printing without modulating the diameter of ink droplets, and is provided with only a PMOS transistor instead of the CMOS analog switch 43. Note that the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0068】図8は、本発明の第2の実施の形態のイン
クジェットプリンタが備える駆動回路の一部を示すブロ
ック図である。本実施の形態の駆動回路47では、駆動
信号源41とアクチュエーター部40との間に、導通/
非導通の応答速度の速いPMOSトランジスタ50が半
導体スイッチとして設けられている。FIG. 8 is a block diagram showing a part of a drive circuit provided in an ink jet printer according to a second embodiment of the present invention. In the drive circuit 47 of the present embodiment, the conduction / connection between the drive signal source 41 and the actuator section 40 is established.
A non-conductive PMOS transistor 50 having a high response speed is provided as a semiconductor switch.
【0069】図9は、PMOSトランジスタ50が導通
状態にある場合の、PMOSトランジスタ50の両端で
あるB−B間における電圧と抵抗との関係を示す相関図
である。PMOSトランジスタ50が導通状態にある場
合のB−B間における抵抗をON抵抗とすると、B−B
間におけるPMOSトランジスタ50の電圧とON抵抗
とは、反比例関係にある。FIG. 9 is a correlation diagram showing the relationship between the voltage and the resistance between BB at both ends of the PMOS transistor 50 when the PMOS transistor 50 is conducting. If the resistance between B and B when the PMOS transistor 50 is in the conductive state is the ON resistance, then B-B
The voltage of the PMOS transistor 50 and the ON resistance between them are in inverse proportion.
【0070】PMOSトランジスタ50のON抵抗は、
B−B間に電圧が印加されることによる電圧の立ち上が
りに際して、ON抵抗とアクチュエーター部40の容量
とにより表わされる時定数が、振動板27と個別電極3
3との間に印加する電圧の目的とする波形における立ち
上がり時間tr(図6参照)での時定数に等しくなるよう
に設定されている。The ON resistance of the PMOS transistor 50 is
When the voltage rises due to the application of a voltage between B and B, the time constant represented by the ON resistance and the capacitance of the actuator unit 40 is changed by the diaphragm 27 and the individual electrode 3.
3 is set so as to be equal to the time constant at the rise time tr (see FIG. 6) in the target waveform of the voltage applied between the first and third waveforms.
【0071】また、PMOSトランジスタ50のON抵
抗は、B−B間への電圧の印加を停止することによる電
圧の立ち下がりに際して、ON抵抗とアクチュエーター
部40の容量とにより表わされる時定数が、振動板27
と個別電極33との間に印加する電圧の目的とする波形
における立ち下がり時間tf(図6参照)の時定数に等し
くなるように設定されている。The time constant represented by the ON resistance and the capacitance of the actuator section 40 varies with the ON resistance of the PMOS transistor 50 when the voltage falls due to the stop of the application of the voltage between B and B. Board 27
It is set to be equal to the time constant of the fall time tf (see FIG. 6) in the target waveform of the voltage applied between the voltage and the individual electrode 33.
【0072】具体的に、PMOSトランジスタ50のO
N抵抗は、実験等によって、PMOSトランジスタ50
のチャンネル長および幅を調整して最適な値を得ること
によって、上記のPMOSトランジスタ50を実現して
いる。Specifically, the O of the PMOS transistor 50
The N resistance is determined by the PMOS transistor 50 by experiments or the like.
The above-described PMOS transistor 50 is realized by adjusting the channel length and the width of the transistor to obtain an optimum value.
【0073】図10は、印字データの出力タイミング
と、駆動信号源41から出力される電圧の波形と、振動
板27と個別電極33との間に印加される電圧の波形と
の関係を示すタイミングチャートである。FIG. 10 is a timing chart showing the relationship between the output timing of print data, the waveform of the voltage output from the drive signal source 41, and the waveform of the voltage applied between the diaphragm 27 and the individual electrode 33. It is a chart.
【0074】本実施の形態では、印字データが出力され
てから、アナログスイッチ制御回路44によりPMOS
トランジスタ50の導通/非導通状態が切り替わる遷移
時間経過してから、駆動信号源41が出力する電圧の波
形は矩形波である。In this embodiment, after the print data is output, the analog switch control circuit 44 controls the PMOS
The waveform of the voltage output from the drive signal source 41 is a rectangular wave after the transition time when the conduction / non-conduction state of the transistor 50 is switched has elapsed.
【0075】伝送された印字データが「吐出」である場
合、アナログスイッチ制御回路44によって、PMOS
トランジスタ50が導通状態とされ、駆動信号源41か
ら出力された電圧がPMOSトランジスタ50のゲート
端子に印加されて、振動板27と個別電極33との間に
電圧が印加される。When the transmitted print data is “discharge”, the analog switch control circuit 44
The transistor 50 is turned on, the voltage output from the drive signal source 41 is applied to the gate terminal of the PMOS transistor 50, and a voltage is applied between the diaphragm 27 and the individual electrode 33.
【0076】このとき、ON抵抗値を上述したように調
整したPMOSトランジスタ50を用いているため、駆
動信号源41から出力される電圧が矩形波である場合に
も、振動板27と個別電極33との間に理想的な波形の
電圧を印加することができる。At this time, since the PMOS transistor 50 whose ON resistance value is adjusted as described above is used, even when the voltage output from the drive signal source 41 is a rectangular wave, the diaphragm 27 and the individual electrodes 33 are used. , A voltage having an ideal waveform can be applied.
【0077】これにより、格別な駆動信号源41を用い
ることなくインク液滴の径を一定寸法に管理するととも
に、複雑な回路構成を設ける必要なく、1画素当たりの
ドット数の変調に際しての高速化を図ることができる。
これによって、画素の多値化を図ることができ、画像の
高精細化を図ることができる。As a result, the diameter of the ink droplet can be controlled to a constant size without using a special drive signal source 41, and it is possible to speed up the modulation of the number of dots per pixel without having to provide a complicated circuit configuration. Can be achieved.
Thus, multi-valued pixels can be achieved, and high definition of an image can be achieved.
【0078】なお、本実施の形態では、PMOSトラン
ジスタ50を使用したが、これに限るものではなく、P
MOSトランジスタ50に代えて、NMOSトランジス
タ(図6参照)を用いてもよい。In this embodiment, the PMOS transistor 50 is used. However, the present invention is not limited to this.
Instead of the MOS transistor 50, an NMOS transistor (see FIG. 6) may be used.
【0079】特に図示しないが、NMOSトランジスタ
を用いる場合にも、NMOSトランジスタの両端に、振
動板27の電位と等しいかそれ以下の電圧が印加される
ことによる電圧の立ち上がりおよび立ち下がりに際して
の、NMOSトランジスタのON抵抗とアクチュエータ
ー部40の容量とにより表わされるそれぞれの時定数
を、チャンネル長、幅を調整することによって最適化し
ておく。Although not specifically shown, even when an NMOS transistor is used, the NMOS transistor may be used at the time of rising and falling of the voltage due to the application of a voltage equal to or lower than the potential of the diaphragm 27 to both ends of the NMOS transistor. The respective time constants represented by the ON resistance of the transistor and the capacitance of the actuator section 40 are optimized by adjusting the channel length and width.
【0080】[0080]
【発明の効果】請求項1記載の発明のインクジェットプ
リンタによれば、一定電位に保持されて外方向へ屈撓可
能な振動板を一部に有する圧力室と、圧力室と外部とを
連通させるノズルと、所定間隔のギャップを有して各振
動板に対向配置された個別電極と、振動板と個別電極と
の間に電圧を印加する電源と、個別電極に接続されて電
源により振動板と個別電極との間へ印加する電圧の導通
/非導通を選択的に切り替える半導体スイッチと、を備
えて、電源によって振動板と個別電極との間へ印加する
電圧の波形を変調してインク液滴の径を変調すること
で、画素の多値化を図ることができ、印字出力した画像
の高精細化を図ることができる。また、半導体スイッチ
の導通/非導通の選択的な切り替えによって振動板と個
別電極との間への電圧の印加/非印加の制御をすること
で、複雑な回路構成を設ける必要なく、画素の多値化を
図るための1画素当たりのドット数の変調に際しての高
速化を図ることができる。According to the ink jet printer of the first aspect of the present invention, a pressure chamber partially having a diaphragm kept at a constant potential and capable of flexing outwardly is communicated with the pressure chamber and the outside. Nozzle, an individual electrode disposed opposite to each diaphragm with a predetermined gap, a power source for applying a voltage between the diaphragm and the individual electrode, and a diaphragm connected to the individual electrode and powered by the power source. A semiconductor switch that selectively switches between conduction and non-conduction of a voltage applied to the individual electrode, wherein a power supply modulates a waveform of a voltage applied between the diaphragm and the individual electrode to form an ink droplet. By modulating the diameter of the pixel, it is possible to achieve multi-valued pixels, and it is possible to increase the definition of a printed image. In addition, by controlling the application / non-application of a voltage between the diaphragm and the individual electrode by selectively switching the conduction / non-conduction of the semiconductor switch, it is not necessary to provide a complicated circuit configuration and the number of pixels can be increased. It is possible to increase the speed at the time of modulating the number of dots per pixel for achieving a value.
【0081】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載のインクジェットプリンタにおいて、半導体スイッチ
として汎用性が高く、IC化が容易であるCMOSアナ
ログスイッチを用いることにより、コストパフォーマン
ス性の向上を図るとともに、回路を複雑化することなく
多チャンネル化を図ることができる。According to the second aspect of the present invention, in the ink jet printer according to the first aspect, a CMOS analog switch which has high versatility and is easily integrated into a semiconductor is used as a semiconductor switch, thereby improving cost performance. In addition, it is possible to increase the number of channels without complicating the circuit.
【0082】請求項3記載の発明によれば、請求項1記
載のインクジェットプリンタにおいて、半導体スイッチ
としてPMOSトランジスタを用いて、振動板と個別電
極との間に振動板の電位以上の電圧を印加することによ
り、振動板と個別電極との間に印加する電圧の波形を立
ち上がりと立ち下がりとで異ならせることが可能になる
ので、実用上簡易な構成で請求項1記載の発明の効果を
得ることができる。According to the third aspect of the present invention, in the ink jet printer according to the first aspect, a voltage higher than the potential of the diaphragm is applied between the diaphragm and the individual electrode by using a PMOS transistor as a semiconductor switch. This makes it possible to make the waveform of the voltage applied between the diaphragm and the individual electrode different between the rise and fall, so that the effect of the invention described in claim 1 can be obtained with a practically simple configuration. Can be.
【0083】請求項4記載の発明によれば、請求項1記
載のインクジェットプリンタにおいて、半導体スイッチ
としてNMOSトランジスタを用いて、振動板と個別電
極との間に振動板の電位以下の電圧を印加することによ
り、振動板と個別電極との間に印加する電圧の波形を立
ち上がりと立ち下がりとで異ならせることが可能になる
ので、実用上簡易な構成で請求項1記載の発明の効果を
得ることが可能になる。According to the fourth aspect of the present invention, in the ink jet printer according to the first aspect, a voltage equal to or lower than the potential of the diaphragm is applied between the diaphragm and the individual electrode by using an NMOS transistor as a semiconductor switch. This makes it possible to make the waveform of the voltage applied between the diaphragm and the individual electrode different between the rise and fall, so that the effect of the invention described in claim 1 can be obtained with a practically simple configuration. Becomes possible.
【図1】本発明の第1の実施の形態のインクジェットプ
リンタを概略的に示す縦断側面図である。FIG. 1 is a vertical sectional side view schematically showing an ink jet printer according to a first embodiment of the present invention.
【図2】インクジェットヘッドを示す縦断側面図であ
る。FIG. 2 is a vertical sectional side view showing an ink jet head.
【図3】その縦断正面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional front view thereof.
【図4】駆動信号源が出力する電圧の波形の一例を示す
説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of a waveform of a voltage output from a drive signal source.
【図5】インク液滴の吐出体積vと立ち下がり時間tf
との関係を示す相関図である。FIG. 5 shows a discharge volume v of ink droplets and a fall time tf.
FIG. 6 is a correlation diagram showing a relationship with the following.
【図6】駆動回路および駆動回路によって駆動制御され
る各部の電気的接続を概略的に示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram schematically showing a drive circuit and an electrical connection of each unit driven and controlled by the drive circuit.
【図7】印字データの出力タイミングと、駆動信号源か
ら出力される電圧の波形と、アクチュエーター部の振動
板と個別電極との間に印加される電圧の波形との関係を
示すタイミングチャートである。FIG. 7 is a timing chart showing a relationship between print data output timing, a voltage waveform output from a drive signal source, and a voltage waveform applied between a diaphragm and an individual electrode of an actuator unit. .
【図8】本発明の第2の実施の形態のインクジェットプ
リンタが備える駆動回路の一部を示すブロック図であ
る。FIG. 8 is a block diagram illustrating a part of a drive circuit included in an inkjet printer according to a second embodiment of the present invention.
【図9】PMOSトランジスタが導通状態にある場合
の、PMOSトランジスタのB−B間における電圧と抵
抗との関係を示す相関図である。FIG. 9 is a correlation diagram showing a relationship between a voltage and a resistance between BB of the PMOS transistor when the PMOS transistor is in a conductive state.
【図10】印字データの出力タイミングと、駆動信号源
から出力される電圧の波形と、振動板と個別電極との間
に印加される電圧の波形との関係を示すタイミングチャ
ートである。FIG. 10 is a timing chart showing a relationship among print data output timing, a voltage waveform output from a drive signal source, and a voltage waveform applied between a diaphragm and an individual electrode.
1 インクジェットプリンタ 16 ノズル 20 圧力室 27 振動板 33 個別電極 41 電源 43 半導体スイッチ、CMOSアナログス
イッチ 50 半導体スイッチ、PMOSトランジス
タDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ink jet printer 16 Nozzle 20 Pressure chamber 27 Vibration plate 33 Individual electrode 41 Power supply 43 Semiconductor switch, CMOS analog switch 50 Semiconductor switch, PMOS transistor
Claims (4)
な振動板を一部に有する圧力室と、 前記圧力室と外部とを連通させるノズルと、 所定間隔のギャップを有して前記各振動板に対向配置さ
れた個別電極と、 前記振動板と前記個別電極との間に電圧を印加する電源
と、 前記個別電極に接続されて前記電源により前記振動板と
前記個別電極との間へ印加する電圧の導通/非導通を選
択的に切り替える半導体スイッチと、を備えるインクジ
ェットプリンタ。A pressure chamber partially including a diaphragm that is held at a constant potential and can bend outwardly; a nozzle that communicates the pressure chamber with the outside; and a gap having a predetermined interval. An individual electrode opposed to each diaphragm; a power source for applying a voltage between the diaphragm and the individual electrode; and a power source connected to the individual electrode and connected between the diaphragm and the individual electrode by the power source. And a semiconductor switch that selectively switches between conduction and non-conduction of a voltage applied to the inkjet printer.
グスイッチである請求項1記載のインクジェットプリン
タ。2. The ink jet printer according to claim 1, wherein said semiconductor switch is a CMOS analog switch.
ジスタであり、 前記電源は、前記振動板の電位以上の電圧を印加する請
求項1記載のインクジェットプリンタ。3. The ink jet printer according to claim 1, wherein said semiconductor switch is a PMOS transistor, and said power supply applies a voltage higher than a potential of said diaphragm.
ジスタであり、 前記電源は、前記振動板の電位以下の電圧を印加する請
求項1記載のインクジェットプリンタ。4. The ink jet printer according to claim 1, wherein said semiconductor switch is an NMOS transistor, and said power supply applies a voltage lower than a potential of said diaphragm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001156599A JP2002347245A (en) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | Inkjet printer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001156599A JP2002347245A (en) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | Inkjet printer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002347245A true JP2002347245A (en) | 2002-12-04 |
Family
ID=19000592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001156599A Pending JP2002347245A (en) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | Inkjet printer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002347245A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019077088A (en) * | 2017-10-24 | 2019-05-23 | キヤノン株式会社 | Liquid discharge device |
-
2001
- 2001-05-25 JP JP2001156599A patent/JP2002347245A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019077088A (en) * | 2017-10-24 | 2019-05-23 | キヤノン株式会社 | Liquid discharge device |
| JP7027116B2 (en) | 2017-10-24 | 2022-03-01 | キヤノン株式会社 | Liquid discharge device |
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