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JP2001205798A - Ink jet recorder, and method for driving ink jet recording head - Google Patents

Ink jet recorder, and method for driving ink jet recording head

Info

Publication number
JP2001205798A
JP2001205798A JP2000021058A JP2000021058A JP2001205798A JP 2001205798 A JP2001205798 A JP 2001205798A JP 2000021058 A JP2000021058 A JP 2000021058A JP 2000021058 A JP2000021058 A JP 2000021058A JP 2001205798 A JP2001205798 A JP 2001205798A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink jet
temperature
jet recording
drive signal
piezoelectric
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000021058A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsuyoshi Kitahara
強 北原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2000021058A priority Critical patent/JP2001205798A/en
Publication of JP2001205798A publication Critical patent/JP2001205798A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent deterioration in print quality regardless of variation in the quantity of load on each piezoelectric oscillator constituting an oscillator unit. SOLUTION: The ink jet recorder comprises a means 30 for detecting the temperature of each oscillator unit 2, means 44 for generating a plurality of drive signals depending on the temperature, a switching means 28 for delivering a drive signal to each piezoelectric oscillator 11 in response to a print signal, and a control means 40 for selecting the drive signal of the drive signal generating means 44 based on a temperature signal, wherein a drive signal suitable for driving the piezoelectric oscillator 11 in an optimal state is supplied by detecting the temperature of the oscillator unit 2 with high accuracy.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術の分野】本発明は、軸方向に伸縮す
る圧電振動子によりインク圧を変化させてノズル開口か
らインク滴を発生させるインクジェット記録ヘッドを用
いた記録装置、より詳細には圧電振動子の温度変化によ
る印字品質の低下を防止する技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording apparatus using an ink jet recording head which generates ink droplets from nozzle openings by changing ink pressure by a piezoelectric vibrator which expands and contracts in the axial direction. The present invention relates to a technique for preventing a decrease in print quality due to a temperature change of a child.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、特開平5-104715号公報に示され
たような縦振動モードの圧電振動子をインクジェット記
録ヘッドの駆動に使用すると、圧電振動子と振動板との
当接面積を極めて小さくできるため、1ユニット当たり
180DPI以上の解像度を実現できる。縦振動モード
の圧電振動子は、固定基板に一定ピッチで取付けて振動
子ユニットに纏められ、フレキシブルケーブルを介して
駆動回路から個々の圧電振動子に個別的に駆動信号が供
給される。このような圧電振動子を圧力発生手段に使用
するインクジェット記録ヘッドにあっては、圧電定数
が、図11に示したように温度の影響を受けて、温度が
上昇するにつれて変位量が大きくなる関係上、インク滴
の吐出特性、つまりインク滴のインク量や飛行速度が印
刷負荷に大きく左右され、印刷品質が低下するという問
題がある。このような問題を解消するため、特開平6-34
0074号公報に見られるように記録ヘッドの温度を推定、
検出し、温度に対応して駆動信号のレベル等、圧電振動
子に供給する駆動エネルギを制御することが提案されて
いる。
2. Description of the Related Art For example, when a piezoelectric vibrator in a longitudinal vibration mode as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-104715 is used for driving an ink jet recording head, the contact area between the piezoelectric vibrator and the diaphragm is extremely reduced. Since the size can be reduced, a resolution of 180 DPI or more can be realized per unit. The piezoelectric vibrators in the longitudinal vibration mode are mounted on a fixed substrate at a constant pitch and assembled into a vibrator unit, and drive signals are individually supplied from a drive circuit to the individual piezoelectric vibrators via a flexible cable. In an ink jet recording head using such a piezoelectric vibrator as a pressure generating means, the piezoelectric constant is affected by the temperature as shown in FIG. 11, and the displacement increases as the temperature rises. In addition, there is a problem that the ejection characteristics of the ink droplets, that is, the ink amount and the flying speed of the ink droplets are greatly affected by the printing load, and the printing quality is degraded. To solve such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-34
No. 0074, estimating the temperature of the recording head,
It has been proposed to detect and control the drive energy supplied to the piezoelectric vibrator, such as the level of a drive signal, according to the temperature.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高密度
で、しかも高速印刷に用られる記録ヘッドの圧電振動子
ユニットは、1つの固定基板に多数の圧電振動子を70
乃至150μm程度(180〜360dpi)のピッチ
で固定して構成されているため、振動子ユニット構成し
ている個々の圧電振動子は、それぞれの負荷に応じて温
度が上昇し、結果として記録ヘッド構成している複数の
ノズル開口の相互から吐出されるインク滴のインク量や
飛行速度にばらつきが生じ、印刷品質が低下するという
問題がある。そのうえ、カラー印字が可能な記録ヘッド
にあっては上述の構成をとる圧電振動子ユニットが複数
同一のホルダに収容されているため、これら圧電振動子
ユニット間でもばらつきが生じ、印刷品質が低下すると
いう問題がある。本発明はこのような問題に鑑みてなさ
れたものであってその目的とするところは、振動子ユニ
ットを構成する各圧電振動子の負荷量のばらつき、さら
には振動子ユニット間のばらつきによる印字品質の変動
や低下を防止することができるインクジェット記録装置
を提供することである。また本発明の他の目的は、複数
の圧電振動子ユニットを同一のホルダに収容した記録ヘ
ッドの駆動方法を提案することである。
However, a high-density piezoelectric vibrator unit of a recording head used for high-speed printing has a large number of piezoelectric vibrators mounted on one fixed substrate.
In this case, the temperature of each of the piezoelectric vibrators constituting the vibrator unit increases according to the load, and as a result, the recording head configuration There is a problem in that the ink amount and the flying speed of ink droplets ejected from each other among the plurality of nozzle openings vary, and print quality is degraded. In addition, in a recording head capable of performing color printing, since the plurality of piezoelectric vibrator units having the above-described configuration are accommodated in the same holder, variations occur between these piezoelectric vibrator units, and the print quality deteriorates. There is a problem. The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a printing unit that has a variation in the amount of load of each of the piezoelectric vibrators constituting a vibrator unit, and further, a print quality due to a variation between the vibrator units. It is an object of the present invention to provide an ink jet recording apparatus capable of preventing fluctuation and reduction of the ink jet recording. Another object of the present invention is to propose a method of driving a recording head in which a plurality of piezoelectric vibrator units are housed in the same holder.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、軸方向に伸縮する圧電振動
子を複数、前記圧電振動子の熱伝導体となる固定基板に
固定した複数の振動子ユニットと、ノズル開口に連通す
る圧力発生室を形成する流路ユニットとをヘッドホルダ
に固定して構成されたインクジェット記録ヘッドと、前
記各振動子ユニットの温度を検出する温度検出手段と、
温度に対応して複数の駆動信号を発生することができる
駆動信号発生手段と、前記駆動信号発生手段の駆動信号
を印刷信号に対応して各圧電振動子に選択的に出力する
スイッチング手段と、前記温度検出手段からの信号に基
づいて前記駆動信号発生手段の駆動信号を選択させる制
御手段とを備える。
According to the present invention, there is provided a piezoelectric vibrator comprising: a plurality of piezoelectric vibrators which expand and contract in the axial direction; and a plurality of piezoelectric vibrators fixed to a fixed substrate serving as a heat conductor of the piezoelectric vibrators. An ink jet recording head configured by fixing a vibrator unit and a flow path unit forming a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening to a head holder, and a temperature detecting unit that detects a temperature of each vibrator unit. ,
A drive signal generating means capable of generating a plurality of drive signals corresponding to the temperature, and a switching means for selectively outputting a drive signal of the drive signal generating means to each piezoelectric vibrator in accordance with a print signal, Control means for selecting a drive signal of the drive signal generation means based on a signal from the temperature detection means.

【0005】[0005]

【作用】固定基板が各圧電振動子で発生した熱を吸収す
る熱バッファとして機能し、発熱量の少ない圧電素子を
昇温させて、圧電振動子全体の温度を均一化させ、各振
動子ユニットの温度を高い精度で検出する。この検出さ
れた温度に基づいて、圧電振動子を最適な状態で駆動す
るのに適した駆動信号を選択する。
The fixed substrate functions as a heat buffer for absorbing the heat generated by each piezoelectric vibrator, and raises the temperature of the piezoelectric element generating a small amount of heat, thereby making the temperature of the entire piezoelectric vibrator uniform, and each vibrator unit. Temperature with high accuracy. Based on the detected temperature, a drive signal suitable for driving the piezoelectric vibrator in an optimal state is selected.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】図1は、本発明のインクジェット
記録装置に使用されるインクジェット記録ヘッドの一実
施例を示すものであって、この実施例においては5列の
ノズル開口列1が形成され、それぞれのノズル開口列に
対応するように5体の圧電振動子ユニット2がヘッドホ
ルダ3に収容されている。
FIG. 1 shows an embodiment of an ink jet recording head used in an ink jet recording apparatus according to the present invention. In this embodiment, five nozzle opening rows 1 are formed. The five piezoelectric vibrator units 2 are accommodated in the head holder 3 so as to correspond to the respective nozzle opening rows.

【0007】図2は上述の一つのノズル開口のでの断面
構造を示すものであって、流路ユニット4は、ノズル開
口5を一定ピッチで穿設したノズルプレート6と、ノズ
ル開口5に連通する圧力発生室7、これにインク供給口
8を介してインクを供給するリザーバ9を備えた流路形
成基板10と、圧電振動ユニット2の縦振動モードの各
圧電振動子11の先端に当接して圧力発生室7の容積を
膨張、縮小させる弾性板12とを一体に積層して構成さ
れている。
FIG. 2 shows a cross-sectional structure of one of the nozzle openings described above. The flow channel unit 4 communicates with the nozzle plate 6 in which the nozzle openings 5 are formed at a constant pitch and the nozzle openings 5. The pressure generating chamber 7, a flow path forming substrate 10 having a reservoir 9 for supplying ink to the pressure generating chamber 7 via an ink supply port 8, and the front end of each piezoelectric vibrator 11 in the vertical vibration mode of the piezoelectric vibration unit 2 are brought into contact with each other. An elastic plate 12 for expanding and reducing the volume of the pressure generating chamber 7 is integrally laminated.

【0008】流路ユニット4は、高分子材料の射出成形
等により構成されたヘッドホルダ3の開口面14に、ま
た圧電振動ユニット2は外部からの駆動信号を伝達する
フレキシブルケーブル15に接続された上で収容室16
に収容され、それぞれのヘッドホルダ3との当接面を接
着剤により固定されノズルプレート側にシールド材を兼
ねる枠体17を挿入して記録ヘッドに構成されている。
このヘッドホルダ3には、外部のインクタンクに連通す
るインク誘導路18が形成されていて、その先端が流路
ユニット4のインク導入口19に接続されている。
The flow path unit 4 is connected to an opening surface 14 of the head holder 3 formed by injection molding of a polymer material, and the piezoelectric vibration unit 2 is connected to a flexible cable 15 for transmitting an external drive signal. Above accommodation room 16
The recording head is formed by inserting a frame 17 which also serves as a shield material on the nozzle plate side, with a contact surface with each head holder 3 fixed by an adhesive.
The head holder 3 is formed with an ink guide path 18 communicating with an external ink tank, and the tip thereof is connected to an ink inlet 19 of the flow path unit 4.

【0009】振動子ユニット2を構成する縦振動モード
の圧電振動子11は、この実施例では一方の極となる内
部電極20と、他方の極となる内部電極21とを圧電材
料22を介してサンドイッチ状に積層し、一方の内部電
極20を先端側に、また他方の内部電極21を後端側に
露出させて、各端面でセグメント電極23、及び共通電
極24に接続した圧電定数d31のものとして構成され、
圧力発生室5の配列ピッチに一致させて固定基板25に
固定されて図3に示したようにユニット2に纏められて
いる。
In the embodiment, the piezoelectric vibrator 11 of the longitudinal vibration mode constituting the vibrator unit 2 has an internal electrode 20 as one pole and an internal electrode 21 as the other pole via a piezoelectric material 22 in this embodiment. One having a piezoelectric constant d31 which is laminated in a sandwich shape and has one internal electrode 20 exposed on the front end side and the other internal electrode 21 exposed on the rear end side, and connected to the segment electrode 23 and the common electrode 24 at each end face. Configured as
The pressure generating chambers 5 are fixed to a fixed substrate 25 so as to match the arrangement pitch of the pressure generating chambers 5 and are assembled in the unit 2 as shown in FIG.

【0010】このような圧電振動子11、11’は、一
枚の圧電振動板を、その一端を固定基板25に固定し
て、ダイシングソー等の刃具により固定領域を残すよう
に所定のピッチでスリットSを形成して製造される。な
お、図3において符号11’、11’は、それぞれ圧電
振動子ユニット2を流路ユニット4の所定の位置に位置
決めするためのダミーの圧電振動子を示す。
In such a piezoelectric vibrator 11, 11 ', one piezoelectric vibrating plate is fixed at one end to a fixed substrate 25, and is fixed at a predetermined pitch by a cutting tool such as a dicing saw so as to leave a fixed area. It is manufactured by forming a slit S. In FIG. 3, reference numerals 11 ′ and 11 ′ denote dummy piezoelectric vibrators for positioning the piezoelectric vibrator unit 2 at a predetermined position of the flow path unit 4.

【0011】そしてスリットSは、図4に示したように
刃具Dの先端が固定基板25側となり、後端が上方とな
るように傾けて形成することにより、隣接する圧電振動
子11の緩衝を防止しつつ、しかも固定基板25との良
好な熱伝導を確保することができる。
As shown in FIG. 4, the slit S is formed so that the front end of the cutting tool D is on the fixed substrate 25 side and the rear end is on the upper side, so that the adjacent piezoelectric vibrator 11 is buffered. In addition to this, good heat conduction with the fixed substrate 25 can be ensured.

【0012】このように構成された圧電振動子ユニット
2は、圧電振動子11の先端に接着剤を塗布した後、流
路ユニット4に当接され、固定基板25を接着剤層26
によりヘッドホルダ3に固定して記録ヘッドに構成され
ている。
The piezoelectric vibrator unit 2 configured as described above applies an adhesive to the tip of the piezoelectric vibrator 11 and then comes into contact with the flow path unit 4 to fix the fixed substrate 25 to the adhesive layer 26.
To form a recording head fixed to the head holder 3.

【0013】フレキシブルケーブル15には、駆動信号
発生手段からの駆動信号を印刷信号に対応させて各圧電
振動子11に選択的に印加するトランスミッションゲー
ト等のスイッチング手段28が実装され、このスイッチ
ング手段28を介して各圧電振動子11に駆動信号が供
給される。スイッチング手段28は、露出面を高い熱伝
導性を備えたモールド剤や接着剤層29を介して固定基
板25と熱伝導関係を形成するように配置、固定されて
いる。
The flexible cable 15 is provided with switching means 28 such as a transmission gate for selectively applying a drive signal from the drive signal generating means to each of the piezoelectric vibrators 11 in accordance with a print signal. A drive signal is supplied to each of the piezoelectric vibrators 11 via. The switching means 28 is disposed and fixed such that the exposed surface thereof forms a heat conductive relationship with the fixed substrate 25 via a mold agent or an adhesive layer 29 having high thermal conductivity.

【0014】これら圧電振動子11は、熱伝導率の高い
接着材により固定基板25に固定されていて、インク滴
吐出時の誘電体損等による熱を速やかに固定基板25に
吸収される。一方、固定基板25は、少なくとヘッドホ
ルダ3を構成している材料や圧電材料22よりも熱伝導
率の高い材料、例えば金属により構成されて、その熱容
量が全ての圧電振動子11の熱容量よりも大きくなるよ
うにその体積が選択され、さらに圧電振動子11の温度
を検出できる位置にはサーミスタなどの温度検出手段3
0が熱伝導関係を形成するように接着剤層31を介して
固着されている。
These piezoelectric vibrators 11 are fixed to the fixed substrate 25 with an adhesive having a high thermal conductivity, and the fixed substrate 25 quickly absorbs heat due to dielectric loss or the like when ejecting ink droplets. On the other hand, the fixed substrate 25 is made of at least a material having a higher thermal conductivity than the material constituting the head holder 3 or the piezoelectric material 22, for example, a metal, and the heat capacity thereof is higher than that of all the piezoelectric vibrators 11. The temperature of the piezoelectric vibrator 11 is detected at a position where the temperature of the piezoelectric vibrator 11 can be detected.
0 are fixed via an adhesive layer 31 so as to form a heat conductive relationship.

【0015】この実施例によれば、ホストなどから印刷
信号が入力し、圧電振動子1に印加されると、圧電振動
子11、11、11…が駆動信号により充電され、収縮
して圧力発生室7を膨張させる。これによりリザーバ9
のインクがインク供給口8を介して圧力発生室7に流入
する。所定時間が経過した段階で、圧電振動子11の電
荷が放電されると、圧電振動子11が元の状態に伸長、
復元して圧力発生室7を収縮させてノズル開口5からイ
ンク滴を吐出させる。
According to this embodiment, when a print signal is input from a host or the like and applied to the piezoelectric vibrator 1, the piezoelectric vibrators 11, 11, 11... The chamber 7 is expanded. This allows the reservoir 9
Flows into the pressure generating chamber 7 through the ink supply port 8. When the electric charge of the piezoelectric vibrator 11 is discharged at the stage when a predetermined time has elapsed, the piezoelectric vibrator 11 expands to its original state,
The ink droplets are ejected from the nozzle openings 5 by restoring and contracting the pressure generating chamber 7.

【0016】このように圧電振動子11が充電、放電を
繰返すと、圧電振動子を構成している圧電材料22が誘
電体損によりその駆動デューティに応じて発熱し、温度
が上昇する。各圧電振動子11で発生した熱は、固定基
板25に伝導される。
When the piezoelectric vibrator 11 repeatedly charges and discharges, the piezoelectric material 22 constituting the piezoelectric vibrator generates heat in accordance with the drive duty due to dielectric loss, and the temperature rises. The heat generated by each piezoelectric vibrator 11 is conducted to the fixed substrate 25.

【0017】そして固定基板25を固定しているヘッド
ホルダ3の熱伝導率が固定基板25よりも低く抑えられ
ているため、各圧電振動子11で発生した熱は、ヘッド
ホルダ3に流れ込むよりも、固定基板25の伝導作用に
よりその並び方向に均一化される。これにより、固定基
板25が一種の熱バッファとして機能するため、駆動デ
ューティが低くて温度の低い圧電振動子11は、固定基
板25から熱の供給を受けて温度が上昇し、結果として
振動子ユニット2を構成する全ての圧電振動子11、1
1、11、‥‥の温度が可及的に均一化される。
Since the thermal conductivity of the head holder 3 to which the fixed substrate 25 is fixed is kept lower than that of the fixed substrate 25, the heat generated by each piezoelectric vibrator 11 flows more than the heat flowing into the head holder 3. Is uniformed in the arrangement direction by the conductive action of the fixed substrate 25. Accordingly, since the fixed substrate 25 functions as a kind of heat buffer, the piezoelectric vibrator 11 having a low drive duty and a low temperature receives the supply of heat from the fixed substrate 25 and increases in temperature. 2, all the piezoelectric vibrators 11, 1
The temperatures of 1, 11, and ‥‥ are made as uniform as possible.

【0018】したがって、各圧電振動子11、11、1
1、‥‥相互間での特性のばらつきが可及的に小さくな
る。したがって、単一の温度検出手段30を用いても圧
電振動子の温度を高い精度で検出することができる。
Therefore, each of the piezoelectric vibrators 11, 11, 1
(1) Variation in characteristics among each other becomes as small as possible. Therefore, the temperature of the piezoelectric vibrator can be detected with high accuracy even if a single temperature detecting means 30 is used.

【0019】これにより、固定基板25に設けられた温
度検出手段30により各振動子ユニット2ごとの温度に
応じて駆動信号を調整することにより、温度変化及び駆
動デューティのばらつきに関わりなく、すべてのノズル
開口列から均一にインク滴を吐出させて高い品質で印刷
を行うことができる。
By adjusting the drive signal in accordance with the temperature of each transducer unit 2 by the temperature detecting means 30 provided on the fixed substrate 25, all of the drive signals can be adjusted regardless of the temperature change and the drive duty variation. Printing can be performed with high quality by uniformly discharging ink droplets from the nozzle opening row.

【0020】また、個々の圧電振動子11、11、1
1、‥‥で発生した熱は、固定基板25により均一化さ
れた後、ヘッドホルダ3に伝達され、ヘッドホルダ3の
表面から大気に放散され、またヘッドホルダ3のインク
誘導路18を印刷に伴って流れるインクに吸収され、記
録ヘッド全体が過熱するのを防止される。
The individual piezoelectric vibrators 11, 11, 1
The heat generated in (1) and (2) is transmitted to the head holder 3 after being made uniform by the fixed substrate 25, and is radiated from the surface of the head holder 3 to the atmosphere, and the ink guide path 18 of the head holder 3 is used for printing. It is absorbed by the ink that flows with it and prevents the entire recording head from overheating.

【0021】図5は、上述の構成を採る記録ヘッドに適
した駆動装置の一実施例を示すものであって、ROM4
1、RAM42、及びCPU43から構成される印刷制
御手段40は、記録ヘッドを構成する複数の振動子ユニ
ット2、2、2‥‥の固定基板25のそれぞれに設けら
れた温度検出手段30からの信号を受け、予め複数の駆
動信号が選択可能に設定されている駆動信号発生手段4
4から、各振動子ユニット2、2、2、‥‥に最適な駆
動信号を選択して出力させるように構成されている。
FIG. 5 shows an embodiment of a driving device suitable for a recording head having the above-described configuration.
1, a RAM 42, and a print control unit 40 composed of a CPU 43 are provided with a signal from a temperature detection unit 30 provided on each of the fixed substrates 25 of the plurality of transducer units 2, 2, 2 # constituting the recording head. And a plurality of drive signal generation means 4 in which a plurality of drive signals are previously set to be selectable.
4, a drive signal optimal for each of the transducer units 2, 2, 2,... Is selected and output.

【0022】駆動信号発生手段44は、図6(a)、
(b)に示したようにインク滴を吐出させるための電圧
を低温用の電圧V1を高温用の電圧V2よりも高く設定
したり、また図7(a)、(b)に示したように駆動信
号の継続時間T1、T2の長短、つまりパルス幅を変え
て構成されている。さらには、各信号の立ち上がりや立
ち下がりの電圧変化率を変えても、圧電振動子11の変
位特性を調整することができる。
The drive signal generating means 44 is provided as shown in FIG.
As shown in FIG. 7B, the voltage for ejecting the ink droplet is set to be higher than the low-temperature voltage V1 than the high-temperature voltage V2, or as shown in FIGS. 7A and 7B. The drive signal has different durations T1 and T2, that is, different pulse widths. Furthermore, the displacement characteristics of the piezoelectric vibrator 11 can be adjusted even when the voltage change rate of the rise or fall of each signal is changed.

【0023】このような構成により、同一の記録ヘッド
を構成している振動子ユニット相互間で負荷量にばらつ
きが生じても、それぞれの振動子ユニット2の温度検出
手段30の信号に基づいて駆動信号発生手段44から最
適な駆動信号を選択してスイッチング手段28に供給し
て、図示しないホストからの印刷信号に対応させて個々
の圧電振動子11を変位させて、規定の状態でインク滴
を吐出させる。なお、振動子ユニット2の温度は、規定
の上限温度を越えたような場合には、印刷制御手段40
は印刷動作を停止させて、圧電振動子等の破損などを防
止する。
With such a configuration, even if the load amount varies among the vibrator units constituting the same recording head, the vibrator unit is driven based on the signal of the temperature detecting means 30 of each vibrator unit 2. An optimal driving signal is selected from the signal generating means 44 and supplied to the switching means 28, and the individual piezoelectric vibrators 11 are displaced in accordance with a print signal from a host (not shown), so that ink droplets are formed in a prescribed state. Discharge. If the temperature of the vibrator unit 2 exceeds the specified upper limit temperature, the print control unit 40
Stops the printing operation to prevent the piezoelectric vibrator or the like from being damaged.

【0024】図8は、本発明の他の実施例を示すもので
あって、この実施例においては、スイッチング手段28
の前段にタイミング調整手段45が接続されていて、図
9(b)に示したように高温用の駆動信号は、図9
(a)の低温用の駆動信号に対して時間Δtだけ遅延さ
せてからスイッチング手段28に出力させるように構成
されている。
FIG. 8 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, the switching means 28 is used.
9 is connected to the timing adjusting means 45 at the preceding stage, and as shown in FIG.
The configuration is such that the switching signal 28 is output after delaying the drive signal for low temperature of FIG.

【0025】これにより、圧電振動子11の温度変化に
よるインク滴のインク量の補正と、温度によるインク滴
の飛行速度の変動、つまり高温時にはインク滴の飛行速
度が上昇することによるインク滴の着弾位置の変動とを
補正して、印刷品質の低下を確実に防止することができ
る。
As a result, the ink amount of the ink droplet is corrected by the temperature change of the piezoelectric vibrator 11, and the flying speed of the ink droplet fluctuates due to the temperature. By correcting the position fluctuation, it is possible to reliably prevent the print quality from deteriorating.

【0026】なお、上述の実施例においては、固定基板
の一方の面に圧電振動子を配列、固定しているが、図1
0に示したように両面に圧電振動子11、11を配列
し、また固定基板25の一方の面にのみ温度検出手段温
度30を取付けても、同様の作用を奏する。
In the above-described embodiment, the piezoelectric vibrators are arranged and fixed on one surface of the fixed substrate.
As shown in FIG. 0, the same effect can be obtained by arranging the piezoelectric vibrators 11 on both surfaces and attaching the temperature detecting means temperature 30 to only one surface of the fixed substrate 25.

【0027】また、上述の実施例においては、固定基板
に温度検出手段を取り付けて圧電振動子の温度を検出す
るようにしているが、前述したように圧電振動子11は
その温度により圧電乗数が変化するから、圧電振動子に
流れ込む電流の値や、変化率は、圧電定数、つまり静電
容量温度により変化する。したがって圧電振動子11の
電流の変化形態を検出すれば温度を間接的に測定するこ
とができる。
In the above-described embodiment, the temperature of the piezoelectric vibrator is detected by attaching the temperature detecting means to the fixed substrate. As described above, the piezoelectric vibrator 11 has a piezoelectric multiplier depending on the temperature. Therefore, the value of the current flowing into the piezoelectric vibrator and the rate of change change according to the piezoelectric constant, that is, the capacitance temperature. Therefore, the temperature can be indirectly measured by detecting the change form of the current of the piezoelectric vibrator 11.

【0028】さらに、スイッチング手段28を構成する
トランスミッションゲートは、通常、半導体の集積回路
として構成されていて、そこには温度を検出用のダイオ
ードも作り付けられているから、このダイオードの温度
特性を検出することにより振動子ユニット2の温度を検
出することができる。
Further, the transmission gate constituting the switching means 28 is usually constructed as a semiconductor integrated circuit, and a diode for detecting the temperature is also provided therein, so that the temperature characteristic of the diode is detected. By doing so, the temperature of the vibrator unit 2 can be detected.

【0029】なお、上述の実施例においては、内部電極
21、22を伸縮方向に形成した圧電定数d31のものに
例を採って説明したが、伸縮方向と直交する方向に内部
電極を設けた、圧電定数d33の圧電振動子を用いた振動
子ユニットに適用しても同様の作用を奏する。
In the above-described embodiment, an example has been described in which the internal electrodes 21 and 22 have the piezoelectric constant d31 formed in the expansion and contraction direction. However, the internal electrodes are provided in a direction orthogonal to the expansion and contraction direction. A similar effect can be obtained when applied to a vibrator unit using a piezoelectric vibrator having a piezoelectric constant d33.

【0030】また、上述の実施例においてフレキシブル
ケーブル15にトランスミッションゲート等のスイッチ
ング手段28を実装して、これを固定基板25に熱伝導
関係を形成するように配置しているが、外部からの印刷
信号を駆動信号に変換する半導体回路からなる駆動信号
生成手段を、スイッチング手段28と同様の手法により
実装し、固定基板25に熱伝導関係を形成するように配
置、固定しても同様の作用を奏する。
In the above-described embodiment, the switching means 28 such as a transmission gate is mounted on the flexible cable 15 and the switching means 28 is arranged on the fixed substrate 25 so as to form a heat conduction relationship. The same operation can be achieved even if the drive signal generating means composed of a semiconductor circuit for converting a signal into a drive signal is mounted in the same manner as the switching means 28 and is arranged and fixed on the fixed substrate 25 so as to form a heat conduction relationship. Play.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、軸方向に伸縮する圧電振動子を複数、圧電振動子の
熱伝導体となる固定基板に固定した複数の振動子ユニッ
トと、ノズル開口に連通する圧力発生室を形成する流路
ユニットとをヘッドホルダに固定して構成されたインク
ジェット記録ヘッドと、各振動子ユニットの温度を検出
する温度検出手段と、温度に対応して複数の駆動信号を
発生することができる駆動信号発生手段と、駆動信号発
生手段の駆動信号を印刷信号に対応して各圧電振動子に
選択的に出力するスイッチング手段と、温度検出手段か
らの信号に基づいて駆動信号発生手段の駆動信号を選択
させる制御手段とを備えたので、固定基板の良好な熱伝
導特性により圧電振動子全体の温度を均一化させつつ、
各振動子ユニットの温度を高い精度で検出して、圧電振
動子を最適な状態で駆動するのに適した駆動信号を選択
して、圧電振動子ユニット間や、圧電振動子間の圧電定
数のばらつきに起因するインク滴吐出特性のばらつきを
防止することができる。
As described above, according to the present invention, a plurality of vibrator units each having a plurality of piezoelectric vibrators which expand and contract in the axial direction fixed to a fixed substrate serving as a heat conductor of the piezoelectric vibrator, and a nozzle opening An ink jet recording head configured by fixing a flow path unit forming a pressure generating chamber communicating with a head holder to a head holder, temperature detecting means for detecting the temperature of each vibrator unit, and a plurality of drives corresponding to the temperature A driving signal generating means capable of generating a signal, a switching means for selectively outputting a driving signal of the driving signal generating means to each piezoelectric vibrator corresponding to a print signal, and a signal from the temperature detecting means. Control means for selecting the drive signal of the drive signal generation means, so that the temperature of the entire piezoelectric vibrator is made uniform by the good heat conduction characteristics of the fixed substrate,
The temperature of each transducer unit is detected with high accuracy, and a drive signal suitable for driving the piezoelectric transducers in an optimal state is selected, and the piezoelectric constant between the piezoelectric transducer units and between the piezoelectric transducers is determined. Variations in the ink droplet ejection characteristics due to the variations can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の記録装置に使用するインクジェット記
録ヘッドの一実施例を示す組み立て斜視図である。
FIG. 1 is an assembled perspective view showing one embodiment of an ink jet recording head used in a recording apparatus of the present invention.

【図2】同上記録ヘッドを、1つの圧力発生室での断面
構造で示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the recording head in a cross-sectional structure in one pressure generating chamber.

【図3】同上記録ヘッドを構成する振動子ユニットの一
実施例を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing one embodiment of a vibrator unit constituting the recording head.

【図4】圧電振動子を分離するスリットを形成する際の
波割線を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a severance line when a slit for separating a piezoelectric vibrator is formed.

【図5】本発明の記録装置の一実施例を示すブロック図
である。
FIG. 5 is a block diagram showing an embodiment of the recording apparatus of the present invention.

【図6】図(a)、(b)は、それぞれ低温時、及び高
温時での駆動に適した駆動信号の一実施例を示す波形図
である。
FIGS. 6A and 6B are waveform diagrams showing an example of a drive signal suitable for driving at a low temperature and at a high temperature, respectively.

【図7】図(a)、(b)は、それぞれ低温時、及び高
温時での駆動に適した駆動信号の一実施例を示す波形図
である。
FIGS. 7A and 7B are waveform diagrams showing an embodiment of a drive signal suitable for driving at a low temperature and at a high temperature, respectively.

【図8】本発明の記録装置の他の実施例を示すブロック
図である。
FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment of the recording apparatus of the present invention.

【図9】図(a)、(b)は、それぞれ低温時、及び高
温時での駆動に適した駆動信号の一実施例を示す波形図
である。
FIGS. 9A and 9B are waveform diagrams showing an example of a driving signal suitable for driving at a low temperature and at a high temperature, respectively.

【図10】本発明の他の実施例を、圧電振動子ユニット
の構造で示す図である。
FIG. 10 is a view showing another embodiment of the present invention in the structure of a piezoelectric vibrator unit.

【図11】圧電振動子の温度と変位量との関係の一例を
示す線図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a relationship between a temperature and a displacement amount of a piezoelectric vibrator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ノズル開口列 2 圧電振動子ユニット 3 ヘッドホルダ 4 流路ユニット 11 圧電振動子 15 フレキシブルケーブル 25 固定基板 28 スイッチング手段 30 温度検出手段 40 印刷制御手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nozzle opening row 2 Piezoelectric vibrator unit 3 Head holder 4 Flow path unit 11 Piezoelectric vibrator 15 Flexible cable 25 Fixed substrate 28 Switching means 30 Temperature detecting means 40 Printing control means

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 軸方向に伸縮する圧電振動子を複数、前
記圧電振動子の熱伝導体となる固定基板に固定した複数
の振動子ユニットと、ノズル開口に連通する圧力発生室
を形成する流路ユニットとをヘッドホルダに固定して構
成されたインクジェット記録ヘッドと、 前記各振動子ユニットの温度を検出する温度検出手段
と、 温度に対応して複数の駆動信号を発生することができる
駆動信号発生手段と、 前記駆動信号発生手段の駆動信号を印刷信号に対応して
各圧電振動子に選択的に出力するスイッチング手段と、 前記温度検出手段からの信号に基づいて前記駆動信号発
生手段の駆動信号を選択させる制御手段とを備えたイン
クジェット記録装置。
1. A flow forming a plurality of piezoelectric vibrators extending and contracting in an axial direction, a plurality of vibrator units fixed to a fixed substrate serving as a heat conductor of the piezoelectric vibrators, and a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening. An ink jet recording head configured by fixing a path unit to a head holder; temperature detecting means for detecting a temperature of each of the vibrator units; a drive signal capable of generating a plurality of drive signals corresponding to the temperature Generating means; switching means for selectively outputting a drive signal of the drive signal generating means to each piezoelectric vibrator in accordance with a print signal; driving of the drive signal generating means based on a signal from the temperature detecting means An ink jet recording apparatus comprising: a control unit for selecting a signal.
【請求項2】前記駆動信号発生手段が、温度に対応して
電圧値、パルス幅、電圧変化率のいずれかが異なる駆動
信号を生成する請求項1に記載のインクジェット記録装
置。
2. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said drive signal generating means generates a drive signal having any one of a voltage value, a pulse width, and a voltage change rate corresponding to a temperature.
【請求項3】 前記温度検出手段からの信号に基づいて
前記駆動信号を前記振動子ユニットごとに出力するタイ
ミングを調整するタイミング調整手段を備えた請求項1
に記載のインクジェット記録装置。
3. A timing adjusting means for adjusting timing for outputting the drive signal for each of the transducer units based on a signal from the temperature detecting means.
3. The ink jet recording apparatus according to claim 1.
【請求項4】 前記スイッチング手段が前記各振動子ユ
ニットの各圧電振動子に駆動信号を供給するフィルム状
ケーブルに実装され、前記固定基板に熱伝導関係を形成
するように固定されている請求項1記載のインクジェッ
ト記録装置。
4. The switching means is mounted on a film-like cable for supplying a drive signal to each of the piezoelectric vibrators of each of the vibrator units, and is fixed to the fixed substrate so as to form a heat conduction relationship. 2. The ink jet recording apparatus according to 1.
【請求項5】前記温度検出手段が前記固定基板に取付け
られた温度センサーにより構成されている請求項1に記
載のインクジェット記録装置。
5. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said temperature detecting means comprises a temperature sensor attached to said fixed substrate.
【請求項6】前記温度検出手段が、前記スイッチング手
段に内蔵されているダイオードにより構成されている請
求項5に記載のインクジェット記録装置。
6. An ink jet recording apparatus according to claim 5, wherein said temperature detecting means comprises a diode built in said switching means.
【請求項7】前記温度検出手段が、前記圧電振動子に流
れ込む電流値を検出する回路手段により構成されている
請求項1に記載のインクジェット記録装置。
7. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said temperature detecting means comprises circuit means for detecting a current value flowing into said piezoelectric vibrator.
【請求項8】前記温度検出手段により規定値以上の温度
が検出された場合に、前記印刷制御手段が記録動作を停
止する請求項1に記載のインクジェット記録装置。
8. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said printing control means stops a recording operation when a temperature equal to or higher than a specified value is detected by said temperature detecting means.
【請求項9】 前記固定基板が、前記複数の圧電振動子
全体の熱容量よりも大きくなるように構成されている請
求項1に記載のインクジェット記録装置。
9. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the fixed substrate is configured to have a larger heat capacity than the whole of the plurality of piezoelectric vibrators.
【請求項10】 前記固定基板が、前記圧電振動子より
も熱伝導率が高い材料により構成されている請求項1に
記載のインクジェット記録装置。
10. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the fixed substrate is made of a material having a higher thermal conductivity than the piezoelectric vibrator.
【請求項11】 前記圧電振動子が、その前記固定基板
側の端部が連続するように1枚の圧電振動板を歯割して
構成されている請求項1乃至3のいずれかに記載のイン
クジェット記録装置。
11. The piezoelectric vibrator according to claim 1, wherein one of the piezoelectric vibrating plates is divided so that an end of the piezoelectric vibrator on the fixed substrate side is continuous. Ink jet recording device.
【請求項12】 前記固定基板の両面に、それぞれ複数
の圧電振動子が固定されている請求項1に記載のインク
ジェット記録装置。
12. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein a plurality of piezoelectric vibrators are fixed on both surfaces of the fixed substrate.
【請求項13】 軸方向に伸縮する圧電振動子を複数、
前記圧電振動子の熱伝導体となる固定基板に固定した複
数の振動子ユニットと、ノズル開口に連通する圧力発生
室を形成する流路ユニットとをヘッドホルダに固定して
構成されたインクジェット記録ヘッドの駆動方法におい
て、 前記各振動子ユニットの温度に対応した駆動信号を選択
する工程と、 前記選択された駆動信号を印刷信号に対応して各圧電振
動子に選択的に出力する工程とからなるインクジェット
記録ヘッドの駆動方法。
13. A plurality of piezoelectric vibrators which expand and contract in the axial direction,
An ink jet recording head configured by fixing a plurality of vibrator units fixed to a fixed substrate serving as a heat conductor of the piezoelectric vibrator and a flow path unit forming a pressure generating chamber communicating with a nozzle opening to a head holder The method according to claim 1, further comprising: selecting a drive signal corresponding to the temperature of each of the vibrator units; and selectively outputting the selected drive signal to each of the piezoelectric vibrators in accordance with a print signal. A method for driving an ink jet recording head.
【請求項14】 駆動信号が前記振動子ユニットの温度
に対応して電圧値、パルス幅、電圧変化率のいずれかが
変化される請求項13に記載のインクジェット記録ヘッ
ドの駆動方法。
14. The method according to claim 13, wherein the drive signal changes one of a voltage value, a pulse width, and a voltage change rate according to the temperature of the vibrator unit.
【請求項15】 前記振動子ユニットごとに温度に対応
して前記駆動信号の前記圧電振動子への出力のタイミン
グを調整する工程を含む請求項13に記載のインクジェ
ット記録ヘッドの駆動方法。
15. The method according to claim 13, further comprising the step of adjusting the timing of outputting the drive signal to the piezoelectric vibrator in accordance with the temperature for each of the vibrator units.
【請求項16】 前記振動子ユニットの温度を、前記圧
電振動子に流れ込む電流値に基づいて検出する請求項1
3に記載のインクジェット記録ヘッド駆動方法。
16. The temperature of the vibrator unit is detected based on a current value flowing into the piezoelectric vibrator.
4. The method for driving an inkjet recording head according to item 3.
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