JPH03251455A - インクジェットプリントヘッド - Google Patents
インクジェットプリントヘッドInfo
- Publication number
- JPH03251455A JPH03251455A JP5010490A JP5010490A JPH03251455A JP H03251455 A JPH03251455 A JP H03251455A JP 5010490 A JP5010490 A JP 5010490A JP 5010490 A JP5010490 A JP 5010490A JP H03251455 A JPH03251455 A JP H03251455A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric transducer
- temperature
- voltage
- displacement
- forming member
- Prior art date
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- Pending
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
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。
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、インク滴を飛翔させ記録紙等の記録媒体上に
インク像を形成するプリンタ等インクジェットプリンタ
のヘッドに関する。
インク像を形成するプリンタ等インクジェットプリンタ
のヘッドに関する。
特公昭６０−８９５３号等に開示されている従来のイン
クジェットプリントヘッドは、複数のノズル開口を有す
るノズル形成部材と、このノズル形成部材の背後に配置
され、インクと直接接触する圧電変換器とを有するもの
である。そして、圧電変換器に電圧を印加することによ
り、圧電変換器を変位させ、その復元力を利用してノズ
ル開口からインク滴を吐出させるようになっている。
クジェットプリントヘッドは、複数のノズル開口を有す
るノズル形成部材と、このノズル形成部材の背後に配置
され、インクと直接接触する圧電変換器とを有するもの
である。そして、圧電変換器に電圧を印加することによ
り、圧電変換器を変位させ、その復元力を利用してノズ
ル開口からインク滴を吐出させるようになっている。
このような構造のヘッドでは、ノズル形成部材と圧電変
換器との間隔を一定精度に保つ為に製造時に間隔を精度
良く造る必要があった。
換器との間隔を一定精度に保つ為に製造時に間隔を精度
良く造る必要があった。
しかしながら、前述した従来のヘッドでは、環境温度変
化による圧電変換器の変位によって、梁状に張り出した
圧電変換器の可動部分とノズル形成部材との間隙が変動
してしまう。即ちノズル形成部材とこれに対向する圧電
変換器の可動部分との間隙は、インク吐出特性に影響を
及ぼすため、微小な間隙を高精度に制御する必要がある
にもかかわらず、旧記間隔の変動によってインク滴の吐
出特性の再現性や精度が得られなくなってしまうという
課題を有していた。
化による圧電変換器の変位によって、梁状に張り出した
圧電変換器の可動部分とノズル形成部材との間隙が変動
してしまう。即ちノズル形成部材とこれに対向する圧電
変換器の可動部分との間隙は、インク吐出特性に影響を
及ぼすため、微小な間隙を高精度に制御する必要がある
にもかかわらず、旧記間隔の変動によってインク滴の吐
出特性の再現性や精度が得られなくなってしまうという
課題を有していた。
そこで、本発明の目的とするところは、この課題を解決
して特性が安定したインクジェットプリントヘッドを提
供することにある。
して特性が安定したインクジェットプリントヘッドを提
供することにある。
」１記課題を解決するために本発明は、記録媒体に対向
するよう配設され複数のノズル開口を有するノズル形成
部材と、このノズル形成部材に対向して配置され、電圧
を印加することにより変位を生ずる圧電変換器とを有し
、ノズル形成部材と圧電変換器との間にインクが充され
るごとく構成されたインクジェットプリントヘッドにお
いて、前記圧電変換器の温度を測定する温度測定部と、
この温度測定部により測定された温度に応じて、温度変
化による圧電変換器の変位を打ち消すだけの補正電圧を
前記圧電変換器に印加する電圧に加えるフィードバック
部とを設けた事を特徴とする。
するよう配設され複数のノズル開口を有するノズル形成
部材と、このノズル形成部材に対向して配置され、電圧
を印加することにより変位を生ずる圧電変換器とを有し
、ノズル形成部材と圧電変換器との間にインクが充され
るごとく構成されたインクジェットプリントヘッドにお
いて、前記圧電変換器の温度を測定する温度測定部と、
この温度測定部により測定された温度に応じて、温度変
化による圧電変換器の変位を打ち消すだけの補正電圧を
前記圧電変換器に印加する電圧に加えるフィードバック
部とを設けた事を特徴とする。
本発明のインフジエラＩ・プリントヘッドによれば、温
度変化による圧電変換器の温度をフィードバックする事
で、温度変化による圧電変換器の変位が補正され、ノズ
ル形成部材と圧電変換器との間隙が所望する一定の間隔
に保たれる。
度変化による圧電変換器の温度をフィードバックする事
で、温度変化による圧電変換器の変位が補正され、ノズ
ル形成部材と圧電変換器との間隙が所望する一定の間隔
に保たれる。
第１図は、本発明によるインクジェットプリントヘッド
の一実施例を示す主要回路構成図である。
の一実施例を示す主要回路構成図である。
同図において、１はヘッド制御回路である。２は圧電変
換器、３は圧電変換器２の温度を測定する温度測定部で
ある。６はフィードバック部であり、温度フィードバッ
ク回路４と、可変電源５とからなっている。温度フィー
ドバック回路４は、温度測定部３によって測定された圧
電変換器２の温度に応じて、温度変化による圧電変換器
２の変位を打ち消すだけの補正電圧を可変電：ｊｇ、５
によって発生させる。７は圧電変換器２に電圧を印加す
るドライブ回路であり、その電圧に、前記可変電源５に
よる補正電圧が加えられる。
換器、３は圧電変換器２の温度を測定する温度測定部で
ある。６はフィードバック部であり、温度フィードバッ
ク回路４と、可変電源５とからなっている。温度フィー
ドバック回路４は、温度測定部３によって測定された圧
電変換器２の温度に応じて、温度変化による圧電変換器
２の変位を打ち消すだけの補正電圧を可変電：ｊｇ、５
によって発生させる。７は圧電変換器２に電圧を印加す
るドライブ回路であり、その電圧に、前記可変電源５に
よる補正電圧が加えられる。
以下、第２図、第３図を参照して詳しく説明する。
第２図は、インクジェットプリントヘッドの主要断面図
である。第２図に示す様に、圧電変換器２は、複数本の
お互いに平行に配設された圧電セラミックスなどの圧電
体１３と、この圧電体１３０片面に形成されたＡｕなと
の薄膜金属からなる電極層１４と、この電極層１４の反
対面に設けられたＦｅ−Ｎｉ合金などの金属層１２とか
ら成る。
である。第２図に示す様に、圧電変換器２は、複数本の
お互いに平行に配設された圧電セラミックスなどの圧電
体１３と、この圧電体１３０片面に形成されたＡｕなと
の薄膜金属からなる電極層１４と、この電極層１４の反
対面に設けられたＦｅ−Ｎｉ合金などの金属層１２とか
ら成る。
圧電変換器２と対向して配設されたノズル開口９を有す
るノズル形成部材８は導電性接着剤１０により接合され
ている。金属層１２例の反対面では、やはり導電性接着
剤１０を介して圧電変換器２の圧電体１３側がベース材
１１に固定されている。
るノズル形成部材８は導電性接着剤１０により接合され
ている。金属層１２例の反対面では、やはり導電性接着
剤１０を介して圧電変換器２の圧電体１３側がベース材
１１に固定されている。
ベース材１１の表面には複数本の圧電体１３に対応する
ようにストライプ状にパターニングされたベース電極１
５が形成され、それぞれが電極層１４と電気的に接続さ
れている。さらにベース材１１上のベース電極１５には
圧電変換器２ヘトライブ回路７からの電圧（印加パルス
）を伝えるために、ベース電極１５に対応する配線パタ
ーンを有するフレキシブル基板（図示せず）が接続され
ている。
ようにストライプ状にパターニングされたベース電極１
５が形成され、それぞれが電極層１４と電気的に接続さ
れている。さらにベース材１１上のベース電極１５には
圧電変換器２ヘトライブ回路７からの電圧（印加パルス
）を伝えるために、ベース電極１５に対応する配線パタ
ーンを有するフレキシブル基板（図示せず）が接続され
ている。
このようなヘッドの動作を第３図（ａ）で説明する。フ
レキシブル基板を介して電極層１４と金属層１２との間
に電圧Ｅ１を印加すると、この間の圧電体１３．Ｉｉが
収縮する、一方、金属層１２は収縮しないため、曲げモ
ーメントが生じ、梁状の圧電変換器２の可動部２ａは第
３図（ａ）−２に示すように厚さ方向に＋δｌだけ変位
する。つぎにこの電圧を解除すると、圧電変換器２の弾
性的な復元力により発生する圧力でノズル開口９からイ
ンク滴が吐出する。
レキシブル基板を介して電極層１４と金属層１２との間
に電圧Ｅ１を印加すると、この間の圧電体１３．Ｉｉが
収縮する、一方、金属層１２は収縮しないため、曲げモ
ーメントが生じ、梁状の圧電変換器２の可動部２ａは第
３図（ａ）−２に示すように厚さ方向に＋δｌだけ変位
する。つぎにこの電圧を解除すると、圧電変換器２の弾
性的な復元力により発生する圧力でノズル開口９からイ
ンク滴が吐出する。
このように、ノズル開口９近傍のインクの圧力を高める
ことてノズル開口９よりインク滴を吐出させるインクジ
ェットプリントヘッドに於いては、ノズル形成部材８と
圧電変換器２との間の距離がインク滴の吐出特性に影響
するため、この距離を均一 且つ適正な値としなければ
ならない。ここで金属層】２にＦｅ−Ｎｉを組成とする
合金を用いるのは、圧電変換器２の可動部２ａの温度変
化による変動の改善を目的としている。すなわち、圧電
体１３の熱膨張係数と一致するようにＦｅとＮｉを主成
とする合金の組成比率をきめることでバイメタル効果に
よる変動の低減を図っている。
ことてノズル開口９よりインク滴を吐出させるインクジ
ェットプリントヘッドに於いては、ノズル形成部材８と
圧電変換器２との間の距離がインク滴の吐出特性に影響
するため、この距離を均一 且つ適正な値としなければ
ならない。ここで金属層】２にＦｅ−Ｎｉを組成とする
合金を用いるのは、圧電変換器２の可動部２ａの温度変
化による変動の改善を目的としている。すなわち、圧電
体１３の熱膨張係数と一致するようにＦｅとＮｉを主成
とする合金の組成比率をきめることでバイメタル効果に
よる変動の低減を図っている。
しかし、実際には第３図（ｂ）に示すように、圧電体］
３と金属層１２の熱膨張曲線は完全には一致しない為、
温度変化によって第３図（ｂ）−２に示す変位−δ２が
発生する。
３と金属層１２の熱膨張曲線は完全には一致しない為、
温度変化によって第３図（ｂ）−２に示す変位−δ２が
発生する。
つまり、圧電変換器２の可動部分２ａとノズル形成部材
８との間隙の管理がインク滴の吐出特性に重要であるが
、温度変化によって前記間隔の変動が生じているのが現
状である。
８との間隙の管理がインク滴の吐出特性に重要であるが
、温度変化によって前記間隔の変動が生じているのが現
状である。
そこで、本実施例は、上記変動をなくすための手段とし
て、第１図に示したように、圧電変換器２の温度を測定
する温度測定部３と、温度に対応した補正電圧を発生さ
せるフィードバック部６とを設けたものである。つまり
第３図（ｃ ） −Ｌに示す様に、温度変化によって発
生する変位量−δ２は温度測定部３によって推定できる
為、その変位を打ち消す大きさの変位量δ２を発生さぜ
る補正電圧（フィードバック電圧）Ｅ２をフィードバッ
ク部６により発生させる事によって、常に温度変化によ
る圧電変換器２の変位量をゼロに保つ事が可能になり、
インク吐出特性を安定させる事が可能になる。なお、温
度フィードバック回路４としては、温度テーブルとして
のメモリ一部とそのメモリー値をフィードバック電圧Ｅ
２に変換するためのＤ／Ａ変換部とを組み合わせる等の
構成が考えられる他、アナログ構成により直接Ａ／Ａ変
換する事も可能であり、その他の構成であっても構わな
い。
て、第１図に示したように、圧電変換器２の温度を測定
する温度測定部３と、温度に対応した補正電圧を発生さ
せるフィードバック部６とを設けたものである。つまり
第３図（ｃ ） −Ｌに示す様に、温度変化によって発
生する変位量−δ２は温度測定部３によって推定できる
為、その変位を打ち消す大きさの変位量δ２を発生さぜ
る補正電圧（フィードバック電圧）Ｅ２をフィードバッ
ク部６により発生させる事によって、常に温度変化によ
る圧電変換器２の変位量をゼロに保つ事が可能になり、
インク吐出特性を安定させる事が可能になる。なお、温
度フィードバック回路４としては、温度テーブルとして
のメモリ一部とそのメモリー値をフィードバック電圧Ｅ
２に変換するためのＤ／Ａ変換部とを組み合わせる等の
構成が考えられる他、アナログ構成により直接Ａ／Ａ変
換する事も可能であり、その他の構成であっても構わな
い。
また、本発明は前述のような片持ちの梁状圧電変換器の
みならず両端を固定する両持ちの梁状圧電変換器の場合
でも有効であることは明らかである。
みならず両端を固定する両持ちの梁状圧電変換器の場合
でも有効であることは明らかである。
以上述べたように、本発明のインクジェットプリントヘ
ッドによれば、圧電変換器の可動部分とノズル形成部材
との間隙が安定する事によりインク滴の吐出特性の再現
性、精度の良好なインクジェットプリントヘッドが得ら
れるという優れた効果を有する。
ッドによれば、圧電変換器の可動部分とノズル形成部材
との間隙が安定する事によりインク滴の吐出特性の再現
性、精度の良好なインクジェットプリントヘッドが得ら
れるという優れた効果を有する。
第１図は本発明のインクジェットプリントヘッドの一実
施例を示す主要回路構成図。第２図は本発明の一実施例
を示すインクジェットプリントヘッドの主要断面斜視図
。第３図は本発明の詳細な説明する為の圧電変換器の概
要図であり、第３図（ａｌ−１，（ａｌ−２・・・電圧
印加時の圧電変換器の変位図 第３図（ｂｌ−１，（ｂｌ−２・・・温度変化時の圧電
変換器の変位図 第３図（Ｃ）−１，（ｃ１２・・・温度フィードバック
電圧印加時の圧電変換器の変位図 である。 １・・・ヘッド制御回路 ２・・・圧電変換器 ３・・・温度測定部 ４・・・温度フィードバック回路 ５・・・可変電源 ６・・・フィードバック部 ７・・・印加パルス（ドライバ回路） ８・・・ノズル形成部材 ９・・・ノズル開口 １０・・・導電性接着剤 １１・・・ベース材 １２・・・金属層 １３・・・圧電体 １４・・・電極層 １５・・・ベース電極 Ｅｌ・・・印加パルス電圧 δＩ・・・電圧Ｅ１による圧電変換器の変位量−δ２・
・・温度変化による圧電変換器の変位量Ｅ２・・・補正
電圧（フィードバック電圧）＋６２・・・フィードバッ
ク電圧Ｅ２による圧電変換器の変位量 以上
施例を示す主要回路構成図。第２図は本発明の一実施例
を示すインクジェットプリントヘッドの主要断面斜視図
。第３図は本発明の詳細な説明する為の圧電変換器の概
要図であり、第３図（ａｌ−１，（ａｌ−２・・・電圧
印加時の圧電変換器の変位図 第３図（ｂｌ−１，（ｂｌ−２・・・温度変化時の圧電
変換器の変位図 第３図（Ｃ）−１，（ｃ１２・・・温度フィードバック
電圧印加時の圧電変換器の変位図 である。 １・・・ヘッド制御回路 ２・・・圧電変換器 ３・・・温度測定部 ４・・・温度フィードバック回路 ５・・・可変電源 ６・・・フィードバック部 ７・・・印加パルス（ドライバ回路） ８・・・ノズル形成部材 ９・・・ノズル開口 １０・・・導電性接着剤 １１・・・ベース材 １２・・・金属層 １３・・・圧電体 １４・・・電極層 １５・・・ベース電極 Ｅｌ・・・印加パルス電圧 δＩ・・・電圧Ｅ１による圧電変換器の変位量−δ２・
・・温度変化による圧電変換器の変位量Ｅ２・・・補正
電圧（フィードバック電圧）＋６２・・・フィードバッ
ク電圧Ｅ２による圧電変換器の変位量 以上
Claims (1)
- 記録媒体に対向するよう配設され複数のノズル開口を
有するノズル形成部材と、このノズル形成部材に対向し
て配置され、電圧を印加することにより変位を生ずる圧
電変換器とを有し、ノズル形成部材と圧電変換器との間
にインクが充されるごとく構成されたインクジェットプ
リントヘッドにおいて、前記圧電変換器の温度を測定す
る温度測定部と、この温度測定部により測定された温度
に応じて、温度変化による圧電変換器の変位を打ち消す
だけの補正電圧を前記圧電変換器に印加する電圧に加え
るフィードバック部とを設けた事を特徴とするインクジ
ェットプリントヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5010490A JPH03251455A (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | インクジェットプリントヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5010490A JPH03251455A (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | インクジェットプリントヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03251455A true JPH03251455A (ja) | 1991-11-08 |
Family
ID=12849773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5010490A Pending JPH03251455A (ja) | 1990-03-01 | 1990-03-01 | インクジェットプリントヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03251455A (ja) |
-
1990
- 1990-03-01 JP JP5010490A patent/JPH03251455A/ja active Pending
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