JP2012061697A - Liquid ejection head, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】配線基板とアクチュエータ手段との接続をはんだ接合によって行なう場合の接合温度管理が難しく、断線、接合不良などが発生しやすい。
【解決手段】FPC15には、ポリイミドなどからなる基材150上に、駆動信号を伝達する配線である配線電極41、42とは別に、第1金属配線151及び第1の電気配線151とは異なる金属で形成された第2金属配線152が形成され、第1、第2金属配線151、152は、圧電部材12の表面に絶縁膜153を介して設けられた金属膜154と半田156で接合され、第1金属配線151と第2金属配線152との間の熱起電力を測定することで、圧電部材12とFPC15の接合部の温度を測定することができる。
【選択図】図5It is difficult to manage a bonding temperature when a wiring board and an actuator means are connected by solder bonding, and disconnection, defective bonding, and the like are likely to occur.
An FPC 15 is different from a first metal wiring 151 and a first electric wiring 151 on a base material 150 made of polyimide or the like, apart from wiring electrodes 41 and 42 which are wirings for transmitting a driving signal. A second metal wiring 152 made of metal is formed, and the first and second metal wirings 151 and 152 are joined to the surface of the piezoelectric member 12 by a solder 156 and a metal film 154 provided via an insulating film 153. By measuring the thermoelectromotive force between the first metal wiring 151 and the second metal wiring 152, the temperature of the junction between the piezoelectric member 12 and the FPC 15 can be measured.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a liquid discharge head and an image forming apparatus.
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド)からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置(例えばインクジェット記録装置)が知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙(紙に限定するものではなく、OHPなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。)に対して吐出して、画像形成(記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。)を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。 As an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, a copying machine, a plotter, or a complex machine of these, for example, a liquid discharge recording type image forming using a recording head composed of a liquid discharge head (droplet discharge head) that discharges ink droplets. An apparatus (for example, an ink jet recording apparatus) is known. This liquid discharge recording type image forming apparatus means that ink droplets are transported from a recording head (not limited to paper, including OHP, and can be attached to ink droplets and other liquids). Yes, it is also ejected onto a recording medium or a recording medium, recording paper, recording paper, etc.) to form an image (recording, printing, printing, and printing are also used synonymously). And a serial type image forming apparatus that forms an image by ejecting liquid droplets while the recording head moves in the main scanning direction, and a line type head that forms images by ejecting liquid droplets without moving the recording head There are line type image forming apparatuses using
なお、本願において、液体吐出記録方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること(単に液滴を媒体に着弾させること)をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、DNA試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。また、「用紙」とは、材質を紙に限定するものではなく、上述したOHPシート、布なども含み、インク滴が付着されるものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含むものの総称として用いる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を3次元的に造形して形成された像も含まれる。 In the present application, the “image forming apparatus” of the liquid discharge recording method is an apparatus that forms an image by discharging liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, or the like. In addition, “image formation” means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a medium but also giving an image having no meaning such as a pattern to the medium (simply It also means that a droplet is landed on a medium). “Ink” is not limited to ink, but is used as a general term for all liquids capable of image formation, such as recording liquid, fixing processing liquid, and liquid. DNA samples, resists, pattern materials, resins and the like are also included. The term “paper” is not limited to paper, but includes the above-described OHP sheet, cloth, and the like, and means that ink droplets adhere to the recording medium, recording medium, recording paper, recording It is used as a general term for what includes what is called paper. In addition, the “image” is not limited to a planar one, but includes an image given to a three-dimensionally formed image, and an image formed by three-dimensionally modeling a solid itself.
液体吐出ヘッドとしては、液室内の液体であるインクを加圧する圧力を発生するための圧力発生手段(アクチュエータ手段)として圧電などの圧電アクチュエータを用いるもの、電気熱変換手段などのサーマル型アクチュエータを用いるもの、静電型アクチュエータを用いるものなどが知られている。 As the liquid ejection head, a piezoelectric actuator such as a piezoelectric actuator is used as a pressure generating means (actuator means) for generating pressure to pressurize ink, which is a liquid in the liquid chamber, or a thermal actuator such as an electrothermal conversion means is used. And those using electrostatic actuators are known.
そして、液体吐出ヘッドには、複数のアクチュエータ手段を駆動するために選択的に駆動信号を出力するヘッド駆動回路(ヘッドドライバ)と、ヘッドドライバからの駆動信号を各アクチュエータ手段に伝送するFPC(フレキシブル基板、フレキシブルプリントケーブル、フレキシブル配線基板)などの配線基板とを備えている。 The liquid ejection head includes a head drive circuit (head driver) that selectively outputs a drive signal to drive a plurality of actuator means, and an FPC (flexible) that transmits the drive signal from the head driver to each actuator means. Board, flexible printed cable, flexible wiring board) and the like.
従来、吐出する液体の温度を検出ために、FPC上に温度センサを実装したものが知られている(特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known one in which a temperature sensor is mounted on an FPC in order to detect the temperature of liquid to be discharged (Patent Document 1).
ところで、配線基板とアクチュエータ手段との接続をはんだ接合によって行なう場合、接合時の温度管理ははんだごての温度を管理することによって行なっているため、正確な接合温度を計測することができず、断線、接合不良などが発生しやすく、歩留まりが低下しているという課題がある。 By the way, when the connection between the wiring board and the actuator means is performed by solder bonding, since the temperature management at the time of bonding is performed by managing the temperature of the soldering iron, the accurate bonding temperature cannot be measured, There is a problem that disconnection, poor bonding, etc. are likely to occur, and the yield is reduced.
本願発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、配線基板とアクチュエータ手段の接合部の温度を正確に測定できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to enable accurate measurement of the temperature of the joint portion between the wiring board and the actuator means.
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を吐出する圧力を発生させるアクチュエータ手段と、
前記アクチュエータ手段に対する駆動信号を伝達する配線が形成された配線基板と、を備え、
前記配線基板上には、前記駆動信号を伝達する配線とは別に、第1金属配線及び前記第1の電気配線とは異なる金属で形成された第2金属配線が設けられ、
前記第1金属配線及び前記第2金属配線は、前記アクチュエータ手段の表面に設けられた金属膜と接合され、
前記金属膜を介して接続された第1金属配線と前記第2金属配線との間の熱起電力を測定することで、前記アクチュエータ手段の温度を測定可能とした
構成とした。
In order to solve the above-described problem, a liquid discharge head according to the present invention includes:
Actuator means for generating a pressure for discharging the droplets;
A wiring board on which wiring for transmitting a drive signal to the actuator means is formed,
On the wiring board, apart from the wiring for transmitting the drive signal, a first metal wiring and a second metal wiring formed of a metal different from the first electric wiring are provided,
The first metal wiring and the second metal wiring are joined to a metal film provided on the surface of the actuator means,
The temperature of the actuator means can be measured by measuring the thermoelectromotive force between the first metal wiring and the second metal wiring connected via the metal film.
本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を吐出する圧力を発生させるアクチュエータ手段と、
前記アクチュエータ手段に対する駆動信号を伝達する配線が形成された配線基板と、を備え、
前記配線基板上には、前記駆動信号を伝達する配線とは別に、第1金属配線及び前記第1の電気配線とは異なる金属で形成された第2金属配線が設けられ、
前記第1金属配線と前記第2金属配線は一部が積層させて相互に接合され、
前記第1金属配線と前記第2金属配線との間の熱起電力を測定することで、前記アクチュエータ手段の温度を測定可能とした
構成とした。
The liquid discharge head according to the present invention includes:
Actuator means for generating a pressure for discharging the droplets;
A wiring board on which wiring for transmitting a drive signal to the actuator means is formed,
On the wiring board, apart from the wiring for transmitting the drive signal, a first metal wiring and a second metal wiring formed of a metal different from the first electric wiring are provided,
The first metal wiring and the second metal wiring are partially laminated and bonded to each other,
The temperature of the actuator means can be measured by measuring the thermoelectromotive force between the first metal wiring and the second metal wiring.
ここで、前記第1金属配線は、前記駆動信号を伝達する配線と同じ金属で形成されている構成とできる。 Here, the first metal wiring may be formed of the same metal as the wiring that transmits the driving signal.
また、前記第1金属配線及び前記第2金属配線は前記アクチュエータ手段に対する複数箇所に設けられている構成とできる。 The first metal wiring and the second metal wiring may be provided at a plurality of locations with respect to the actuator means.
本発明に係る画像形成装置は、
本発明に係る液体吐出ヘッドと、
前記熱起電力を測定する手段と、
前記測定された前記熱起電力から前記アクチュエータ手段の温度を検出する検出手段と、を備えている
構成とした。
An image forming apparatus according to the present invention includes:
A liquid ejection head according to the present invention;
Means for measuring the thermoelectromotive force;
Detecting means for detecting the temperature of the actuator means from the measured thermoelectromotive force.
本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、配線基板上には、駆動信号を伝達する配線とは別に、第1金属配線及び第1の電気配線とは異なる金属で形成された第2金属配線が設けられ、第1金属配線及び第2金属配線は、アクチュエータ手段の表面に設けられた金属膜と接合され、金属膜を介して接続された第1金属配線と第2金属配線との間の熱起電力を測定することで、前記アクチュエータ手段の温度を測定可能とした構成としたので、配線基板とアクチュエータ手段との接合部の温度を正確に測定することができる。 According to the liquid ejection head according to the present invention, the second metal wiring formed of a metal different from the first metal wiring and the first electric wiring is provided on the wiring board, separately from the wiring for transmitting the drive signal. The first metal wiring and the second metal wiring are joined to the metal film provided on the surface of the actuator means, and the heat between the first metal wiring and the second metal wiring connected via the metal film. Since the temperature of the actuator means can be measured by measuring the electromotive force, the temperature of the joint portion between the wiring board and the actuator means can be accurately measured.
本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、配線基板上には、駆動信号を伝達する配線とは別に、第1金属配線及び第1の電気配線とは異なる金属で形成された第2金属配線が設けられ、第1金属配線と第2金属配線は一部が積層させて相互に接合され、第1金属配線と第2金属配線との間の熱起電力を測定することで、アクチュエータ手段の温度を測定可能とした構成としたので、配線基板とアクチュエータ手段との接合部の温度を正確に測定することができる。 According to the liquid ejection head according to the present invention, the second metal wiring formed of a metal different from the first metal wiring and the first electric wiring is provided on the wiring board, separately from the wiring for transmitting the drive signal. The first metal wiring and the second metal wiring are partly laminated and bonded to each other, and the temperature of the actuator means is measured by measuring the thermoelectromotive force between the first metal wiring and the second metal wiring. Therefore, it is possible to accurately measure the temperature of the joint portion between the wiring board and the actuator means.
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液体吐出ヘッドと、前記熱起電力を測定する手段と、前記測定された前記熱起電力から前記アクチュエータ手段の温度を検出する検出手段とを備えている構成としたので、安定した滴吐出を行なうことができるとともに、アクチュエータ手段の駆動時の温度検出も行なうことができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, the liquid ejection head according to the present invention, the means for measuring the thermoelectromotive force, and the detecting means for detecting the temperature of the actuator means from the measured thermoelectromotive force. Therefore, stable droplet ejection can be performed, and temperature detection during driving of the actuator means can also be performed.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明を適用する液体吐出ヘッドの一例について図1ないし図4を参照して説明する。なお、図1は同ヘッドの分解斜視説明図、図2は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向(液室長手方向)に沿う断面説明図、図3は同ヘッドの圧電アクチュエータのノズル配列方向(液室短手方向)に沿う断面説明図、図4は同じく配線基板(透過状態で図示)との接合を説明する側面説明図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. An example of a liquid discharge head to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 is an exploded perspective view of the head, FIG. 2 is a cross-sectional view along a direction (liquid chamber longitudinal direction) orthogonal to the nozzle arrangement direction of the head, and FIG. 3 is a nozzle arrangement direction of piezoelectric actuators of the head. Cross-sectional explanatory drawing along the (liquid chamber short side direction), FIG. 4 is also a side explanatory drawing for explaining the bonding with the wiring board (shown in a transparent state).
この液体吐出ヘッドは、SUS基板で形成した流路基板(液室基板)1と、この流路基板1の下面に接合した振動板部材2と、流路基板1の上面に接合したノズル板3とを有し、これらによって液滴(液体の滴)を吐出する複数のノズル4がそれぞれノズル連通路5を介して連通する個別流路としての複数の液室(加圧液室、圧力室、加圧室、流路などとも称される。)6、液室6にインクを供給する供給路を兼ねた流体抵抗部7、この流体抵抗部7を介して液室6と連通する連通部8を形成し、連通部8に振動板部材2に形成した供給口9を介して後述するフレーム部材17に形成した共通液室10からインクを供給する。
The liquid discharge head includes a flow path substrate (liquid chamber substrate) 1 formed of a SUS substrate, a
流路基板1は、流路板1Aと連通板1Bとを接着して構成している。この流路基板1は、SUS基板を、酸性エッチング液を用いてエッチング、あるいは打ち抜き(プレス)などの機械加工することで、連通路5、加圧液室6、流体抵抗部7などの開口をそれぞれ形成している。なお、流路基板1としてはシリコン基板などを用いることもできる。
The
振動板部材2は各液室6に対応してその壁面を形成する各振動領域(ダイアフラム部)2aを有し、振動領域2aの面外側(液室6と反対面側)に島状凸部2bが設けられている。そして、振動板部材2の島状凸部2b側に、振動領域2aを変形させる駆動手段(アクチュエータ手段、圧力発生手段)としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ100を配置している。
The
この圧電アクチュエータ100は、ベース部材13上に接着剤50にて接合した複数(ここでは2つとする)の積層型圧電部材12を有し、圧電部材12にはハーフカットダイシングによって溝31を加工して1つの圧電部材12に対して複数の圧電柱12A、12Bを所定の間隔で櫛歯状に形成している。なお、圧電部材12の圧電柱12A、12Bは、同じものであるが、駆動波形を与えて駆動させる圧電柱を駆動圧電柱12A、駆動波形を与えないで単なる支柱として使用する圧電柱を非駆動圧電柱12Bとして区別している。また、圧電部材12の端部の非駆動圧電柱12Bは共通電極を外部に取り出すために幅広に形成した非駆動圧電柱12Baとしている。そして、駆動圧電柱12Aの上端面(接合面)を振動板部材2の島状凸部2bに接合している。
This
ここで、圧電部材12は、圧電材料層21と内部電極22A、22Bとを交互に積層したものであり、内部電極22A、22Bをそれぞれ端面、即ち圧電部材12の振動板部材2に略垂直な側面に引き出して、この側面に形成された端面電極(外部電極)23、24に接続し、端面電極(外部電極)23、24間に電圧を印加することで積層方向の変位を生じる。ここで、外部電極23を個別外部電極(個別電極)とし、外部電極24を共通外部電極(共通電極)として使用する。外部電極23、24は例えばAuなどの金属膜で形成されている。
Here, the
そして、圧電部材12には駆動圧電柱12Aに駆動信号を与えるための可撓性を有する配線基板としてのFPC15が接続されている。
The
FPC15には、駆動圧電柱12Aの個別電極23に接続する、駆動信号を伝達する配線である個別配線電極41と、端部の非駆動圧電柱12Baに取り出される複数の駆動圧電柱12Aの共通電極24に接続された共通の共通電極部25に接続する共通配線電極42を有している。なお、FPC15は圧電部材12の近傍でベース部材13に図示しないホットメルト接着剤で接着されている。また、FPC15の配線電極41,42と圧電部材12とは半田接合を行なっている。加熱方法としては、ヒーター等を用いた接触加熱方法とレーザー等を用いた非接触加熱方法があるが、レーザーによる接合が好ましく、この場合、ガラス等の剛性部材でFPC15と圧電部材12を密着させて接合させてもよいが、エアー圧によってFPC15と圧電部材12を密着させながらレーザーによって接合する方が好ましい。
The
ノズル板3は、ニッケル(Ni)の金属プレートから形成したもので、エレクトロフォーミング法(電鋳)で製造している。このノズル板3には各液室6に対応して直径10〜35μmのノズル4を形成し、流路板1に接着剤接合している。そして、このノズル板3の液滴吐出側面(吐出方向の表面:吐出面、又は液室6側と反対の面)には撥水層を設けている。
The
さらに、これらの圧電部材12、ベース部材13及びFPC15などで構成される圧電アクチュエータ100の外周側には、エポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成したフレーム部材17を接合している。そして、このフレーム部材17には前述した共通液室10を形成し、更に共通液室10に外部から記録液を供給するための供給口19を形成し、この供給口19は更に図示しないサブタンクやインクカートリッジなどのインク供給源に接続される。
Further, a
このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば押し打ち方式で駆動する場合には、図示しない制御部から記録する画像に応じて駆動圧電柱12Aに20〜50Vの駆動パルス電圧を選択的に印加することによって、パルス電圧が印加された駆動圧電柱12Aが変位して振動板部材2の振動領域2aをノズル板3方向に変形させ、液室6の容積(体積)変化によって液室6内の液体を加圧することで、ノズル板3のノズル4から液滴が吐出される。そして、液滴の吐出に伴って液室6内の圧力が低下し、このときの液流れの慣性によって液室6内には若干の負圧が発生する。この状態の下において、駆動圧電柱12Aへの電圧の印加をオフ状態にすることによって、振動板2が元の位置に戻って液室6が元の形状になるため、さらに負圧が発生する。このとき、共通液室10から液室6内にインクが充填され、次の駆動パルスの印加に応じて液滴がノズル4から吐出される。
In the liquid ejection head configured as described above, for example, when driven by a pushing method, a drive pulse voltage of 20 to 50 V is selectively applied to the drive
なお、液体吐出ヘッドは、上記の押し打ち以外にも、引き打ち方式(振動板2を引いた状態から開放して復元力で加圧する方式)、引き−押し打ち方式(振動板2を中間位置で保持しておき、この位置から引いた後、押出す方式)などの方式で駆動することもできる。
In addition to the above-described pushing, the liquid ejection head is not limited to the pulling method (a method of releasing the
次に、この液体吐出ヘッドに適用した本発明の第1実施形態について図5及び図6を参照して説明する。なお、図5は同実施形態の説明に供する正面説明図、図6は図5のA−A線に沿う断面説明図である。 Next, a first embodiment of the present invention applied to this liquid discharge head will be described with reference to FIGS. 5 is a front explanatory view for explaining the embodiment, and FIG. 6 is a cross-sectional explanatory view taken along the line AA of FIG.
配線基板であるFPC15には、ポリイミドなどからなる基材150上に、駆動信号を伝達する配線である配線電極41、42とは別に、第1金属配線151及び第1の電気配線151とは異なる金属で形成された第2金属配線152が形成されている。
The
第1、第2金属配線151、152を形成する金属としては、例えば、クロメル、アルメル、鉄、銅、ナイクロ、ナイクロシル、白金、白金ロジウム、タングステンレニウム合金、イリジウム、イリジウムロジウム合金、ニクロム、金鉄合金、金コバルト合金を挙げることができる。この場合、第1金属配線151は個別配線電極41と同じ金属で形成することで、第1金属配線151を個別配線電極41とを同一工程で形成することができる。
Examples of the metal forming the first and
そして、第1、第2金属配線151、152は、アクチュエータ手段である圧電部材12の表面に絶縁膜153を介して設けられた金属膜154と半田156で接合されている。絶縁膜153を介することで、アクチュエータ手段を駆動するための電流が第1、第2金属配線151、152に流れることを防止できる。
The first and
このように、第1、第2金属配線151、152がAu電極(金属膜154)に半田156で接合された状態になっていることで、第1、第2金属配線151、152の二つの電気配線が金属膜154に接合された部分でゼーベック効果による熱起電力が発生する。そこで、第1金属配線151と第2金属配線152との間の熱起電力との差が、金属膜154を介して第1金属配線151と第2金属配線152との熱起電力を測定することで算出でき、アクチュエータ手段である圧電部材12とFPC15の接合部の温度を測定することができる。
As described above, the first and
このように、配線基板上には、駆動信号を伝達する配線とは別に、第1金属配線及び第1の電気配線とは異なる金属で形成された第2金属配線が設けられ、第1金属配線及び第2金属配線は、アクチュエータ手段に表面に設けられた金属膜と接合され、金属膜154を介して第1金属配線151と第2金属配線152との間の熱起電力を測定することで、アクチュエータ手段の温度を測定可能とした構成とすることで、配線基板とアクチュエータ手段との接合部の温度を正確に測定することができる。これにより、ヘッド製造工程における接合温度の管理が容易になり、歩留まりの向上を図ることができる。
As described above, on the wiring board, apart from the wiring for transmitting the drive signal, the first metal wiring and the second metal wiring formed of a metal different from the first electric wiring are provided. And the second metal wiring is joined to a metal film provided on the surface of the actuator means, and the thermoelectromotive force between the
次に、本発明の第2実施形態について図7及び図8を参照して説明する。なお、図7は同例の説明に供する圧電アクチュエータの要部正面説明図、図8は同じく圧電柱先端部側から見た上面説明図である。
上記第1実施形態では個別配線電極41とは別に第1金属配線151を設ける構成を説明したが、前述のように個別配線電極41と第1金属配線151は同一材料で形成することもできるため、個別配線電極41と第1金属配線151を兼用することも可能である。この場合、図8に示すように、図6の構成における絶縁膜153をなくし、圧電柱12Aの表面に電気接続用に設けられた外部電極23を金属膜154として利用する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 is an explanatory front view of the main part of the piezoelectric actuator used for the description of the example, and FIG. 8 is an explanatory top view as seen from the distal end side of the piezoelectric column.
In the first embodiment, the configuration in which the
このとき、異なる金属で形成された第2金属配線152は外部電極23を介して第1金属配線151と接続される位置であればどこに設けてもよいが、好ましくは第1金属配線151の近傍で金属膜と接続されることが好ましい。これは、離間距離が大きくなると熱起電力の測定に金属膜自体の抵抗値の影響がでてしまうためである。
At this time, the
そこで、第2金属配線152を設ける位置としては、図7に示すように隣接する非駆動圧電柱12Bの位置に設けることが省スペース化できるため好ましい。このとき、非駆動柱圧電柱12Bに設けられた外部電極23と駆動圧電柱12Aに設けられた外部電極23は互いに導通していないため、第2金属配線152は先端近傍を曲げて第1金属配線151の接続される隣接する駆動圧電柱12Aの外部電極23に接続している。ここでは、第2金属配線152と第1金属配線151の先端を水平方向に並べて接続しているが、第1金属配線151の先端を後退させて先端同士を上下に配置する構成としてよい。
In view of this, it is preferable to provide the
この場合、実際の圧電柱12Aの駆動時には、第2金属配線152側の熱起電力測定回路への接続を切断し、個別配線電極41として機能する第1金属配線151の導電特性が他の個別配線電極41と差異が出ないようにする。
In this case, when the actual
次に、本発明の第3実施形態について図9及び図10を参照して説明する。なお、図9は同実施形態の説明に供する正面説明図、図10は図9のB−B線に沿う断面説明図である。
配線基板であるFPC15には、ポリイミドなどからなる基材150上に、駆動信号を伝達する配線である配線電極41、42とは別に、第1金属配線151及び第1の電気配線151とは異なる金属で形成された第2金属配線152が形成されている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 is a front explanatory view for explaining the embodiment, and FIG. 10 is a cross-sectional explanatory view taken along the line BB of FIG.
The
そして、第1金属配線151と第2金属配線152とは一部が積層されて相互に接合され、第1金属配線151側が半田156で金属膜154に接合されている。金属膜154とアクチュエータ手段である圧電部材12との間には絶縁膜153が介在されている。
The
このように、異種金属からなる金属第1、第2金属配線151、152が相互に接合されていることで、接合部分でゼーベック効果による熱起電力が発生する。そこで、第1金属配線151と第2金属配線152との間の熱起電力を測定することで、アクチュエータ手段である圧電部材12とFPC15の接合部の温度を測定することができる。
As described above, the first and
このように、配線基板上には、駆動信号を伝達する配線とは別に、第1金属配線及び第1の電気配線とは異なる金属で形成された第2金属配線が設けられ、第1金属配線と第2金属配線は一部が積層させて相互に接合され、第1金属配線と第2金属配線との間の熱起電力を測定することで、アクチュエータ手段の温度を測定可能とした構成することで、配線基板とアクチュエータ手段との接合部の温度を正確に測定することができる。これにより、ヘッド製造工程における接合温度の管理が容易になり、歩留まりの向上を図ることができる。 As described above, on the wiring board, apart from the wiring for transmitting the drive signal, the first metal wiring and the second metal wiring formed of a metal different from the first electric wiring are provided. The second metal wiring and the second metal wiring are partly laminated and bonded to each other, and the temperature of the actuator means can be measured by measuring the thermoelectromotive force between the first metal wiring and the second metal wiring. Thereby, the temperature of the junction part of a wiring board and an actuator means can be measured correctly. As a result, the management of the bonding temperature in the head manufacturing process is facilitated, and the yield can be improved.
次に、本発明の第4実施形態について図11を参照して説明する。なお、図11は同例の説明に供する圧電アクチュエータの要部正面説明図である。
前述した第3実施形態では、個別配線電極41とは別に第1金属配線151を設ける構成を示したが、前記第2実施形態と同様に、個別配線電極41と第1金属配線151は同一材料で形成することもできるため、個別配線電極41と第1金属配線151を兼用することも可能である。この場合、図10の構成において絶縁膜153をなくし、圧電柱12の表面に電気接続用に設けられた外部電極23を金属膜154として利用する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is an explanatory front view of a main part of a piezoelectric actuator used for explaining the example.
In the above-described third embodiment, the configuration in which the
このとき、第2金属配線152は個別配線電極41間のスペースに配置(第1金属配線151と個別配線電極41の間)し、温度を測定する部位において第1金属配線151と第2金属配線152を接続させておく。このようにすることにより第2金属配線152の接続用スペースを別途設ける必要がなく省スペースとなる。
At this time, the
この場合、圧電素子柱12Aと接続される側は第1金属配線151とすることにより、実際の圧電柱12Aの駆動時には、他の個別配線電極41と導電特性の差異がないようにすることができる。このとき、第2金属配線152側の熱起電力測定回路への接続を切断する必要があるのは第1実施形態と同様である。
In this case, the side connected to the
次に、本発明の第5実施形態について図12を参照して説明する。なお、図12は同例の説明に供する圧電アクチュエータの要部正面説明図である。
本実施形態では、前記第4実施形態をアクチュエータ手段の複数箇所に適用している。これにより、より正確な接合温度の管理を行うことができる。なお、前記第2実施形態をアクチュエータ手段の複数箇所に適用することもできる。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, FIG. 12 is a principal front explanatory view of a piezoelectric actuator for explaining the example.
In the present embodiment, the fourth embodiment is applied to a plurality of locations of the actuator means. As a result, more accurate management of the bonding temperature can be performed. The second embodiment can be applied to a plurality of locations of the actuator means.
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える本発明に係る画像形成装置の一例について図13及び図14を参照して説明する。なお、図13は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図、図14は同機構部の要部平面説明図である。
この画像形成装置はシリアル型画像形成装置であり、左右の側板221A、221Bに横架したガイド部材である主従のガイドロッド231、232でキャリッジ233を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して矢示方向(キャリッジ主走査方向)に移動走査する。
Next, an example of the image forming apparatus according to the present invention including the liquid discharge head according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a schematic configuration diagram for explaining the overall configuration of the mechanism section of the apparatus, and FIG. 14 is an explanatory plan view of the main part of the mechanism section.
This image forming apparatus is a serial type image forming apparatus, and a
このキャリッジ233には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色のインク滴を吐出するための本発明に係る液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド234を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
The
記録ヘッド234は、それぞれ2つのノズル列を有する液体吐出ヘッド234a、234bを1つのベース部材に取り付けて構成したもので、一方のヘッド234aの一方のノズル列はブラック(K)の液滴を、他方のノズル列はシアン(C)の液滴を、他方のヘッド234bの一方のノズル列はマゼンタ(M)の液滴を、他方のノズル列はイエロー(Y)の液滴を、それぞれ吐出する。なお、ここでは2ヘッド構成で4色の液滴を吐出する構成としているが、各色毎の液体吐出ヘッドを備えることもできる。
The
また、キャリッジ233には、記録ヘッド234のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのサブタンク235a、235b(区別しないときは「サブタンク235」という。)を搭載している。このサブタンク235には各色の供給チューブ236を介して、供給ユニット224によって各色のインクカートリッジ210から各色のインクが補充供給される。
The
一方、給紙トレイ202の用紙積載部(圧板)241上に積載した用紙242を給紙するための給紙部として、用紙積載部241から用紙242を1枚ずつ分離給送する半月コロ(給紙コロ)243及び給紙コロ243に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド244を備え、この分離パッド244は給紙コロ243側に付勢されている。
On the other hand, as a paper feeding unit for feeding the
そして、この給紙部から給紙された用紙242を記録ヘッド234の下方側に送り込むために、用紙242を案内するガイド部材245と、カウンタローラ246と、搬送ガイド部材247と、先端加圧コロ249を有する押さえ部材248とを備えるとともに、給送された用紙242を静電吸着して記録ヘッド234に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト251を備えている。
In order to feed the
この搬送ベルト251は、無端状ベルトであり、搬送ローラ252とテンションローラ253との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向(副走査方向)に周回するように構成している。また、この搬送ベルト251の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ256を備えている。この帯電ローラ256は、搬送ベルト251の表層に接触し、搬送ベルト251の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト251は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ252が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。
The
さらに、記録ヘッド234で記録された用紙242を排紙するための排紙部として、搬送ベルト251から用紙242を分離するための分離爪261と、排紙ローラ262及び排紙コロ263とを備え、排紙ローラ262の下方に排紙トレイ203を備えている。
Further, as a paper discharge unit for discharging the
また、装置本体の背面部には両面ユニット271が着脱自在に装着されている。この両面ユニット271は搬送ベルト251の逆方向回転で戻される用紙242を取り込んで反転させて再度カウンタローラ246と搬送ベルト251との間に給紙する。また、この両面ユニット271の上面は手差しトレイ272としている。
A double-
さらに、キャリッジ233の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド234のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構281を配置している。この維持回復機構281には、記録ヘッド234の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材(以下「キャップ」という。)282a、282b(区別しないときは「キャップ282」という。)と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード283と、増粘したインクを排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け284などを備えている。
Further, a maintenance /
また、キャリッジ233の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘したインクを排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け288を配置し、この空吐出受け288には記録ヘッド234のノズル列方向に沿った開口部289などを備えている。
In addition, in the non-printing area on the other side of the
このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ202から用紙242が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙242はガイド245で案内され、搬送ベルト251とカウンタローラ246との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド247で案内されて先端加圧コロ249で搬送ベルト251に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。
In this image forming apparatus configured as described above, the
このとき、帯電ローラ256に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト251が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト251上に用紙242が給送されると、用紙242が搬送ベルト251に吸着され、搬送ベルト251の周回移動によって用紙242が副走査方向に搬送される。
At this time, a positive output and a negative output are alternately applied to the charging
そこで、キャリッジ233を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド234を駆動することにより、停止している用紙242にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙242を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙242の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙242を排紙トレイ203に排紙する。
Therefore, by driving the
このように、この画像形成装置では本発明に係る液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして備えているので、安定した滴吐出特性が得られ、安定して高画質画像を形成することができる。 Thus, since the image forming apparatus includes the liquid discharge head according to the present invention as a recording head, stable droplet discharge characteristics can be obtained, and a high-quality image can be stably formed.
次に、この画像形成装置における温度検出部について図12のブロック説明図を参照して説明する。
熱起電力計測部601は、前述した第1、第2金属配線151、152で構成される熱電対600で生じる熱起電力を計測する。温度換算部602は、熱起電力計測部601で計測された熱起電力を温度に換算して、この装置全体の制御を司る主制御部500に出力する。
Next, the temperature detection unit in this image forming apparatus will be described with reference to the block explanatory diagram of FIG.
The thermoelectromotive
ここで、装置使用中における熱電対600で生じる熱起電力はアクチュエータ手段の温度に対応するものとなるので、熱起電力を計測して温度換算することで、記録ヘッド234のアクチュエータ手段の温度を検出することができる。そこで、主制御部500は、ヘッドのアクチュエータ手段の温度に応じて駆動波形の電圧を変更するなどの制御を行うことで、より安定した滴吐出を行うことができて、高画質画像を形成することができるようになる。
Here, since the thermoelectromotive force generated in the
なお、上記実施形態では本発明の画像形成装置としてシリアル型画像形成装置を例に説明しているが、ライン型画像形成装置にも同様に実施することができる。また、狭義のインク以外の液体や定着処理液などを用いる画像形成装置にも適用することができる。 In the above embodiment, a serial type image forming apparatus is described as an example of the image forming apparatus of the present invention. However, the present invention can be similarly applied to a line type image forming apparatus. Further, the present invention can be applied to an image forming apparatus using a liquid other than the narrowly defined ink, a fixing processing liquid, or the like.
1 流路板
2 振動板部材
3 ノズル板
4 ノズル
6 個別液室
10 共通液室
12 圧電部材
12A、12B 圧電柱
12Ba 圧電柱
13 ベース部材
15 FPC(配線基板)
23 個別電極
24 共通電極
41 個別配線電極
42 共通配線電極
50 接着剤
151 第1金属電極
152 第2金属電極
154 金属膜
233…キャリッジ
234…記録ヘッド
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記アクチュエータ手段に対する駆動信号を伝達する配線が形成された配線基板と、を備え、
前記配線基板上には、前記駆動信号を伝達する配線とは別に、第1金属配線及び前記第1の電気配線とは異なる金属で形成された第2金属配線が設けられ、
前記第1金属配線及び前記第2金属配線は、前記アクチュエータ手段の表面に設けられた金属膜と接合され、
前記金属膜を介して接続された第1金属配線と前記第2金属配線との間の熱起電力を測定することで、前記アクチュエータ手段の温度を測定可能とした
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 Actuator means for generating a pressure for discharging the droplets;
A wiring board on which wiring for transmitting a drive signal to the actuator means is formed,
On the wiring board, apart from the wiring for transmitting the drive signal, a first metal wiring and a second metal wiring formed of a metal different from the first electric wiring are provided,
The first metal wiring and the second metal wiring are joined to a metal film provided on the surface of the actuator means,
A liquid discharge head characterized in that the temperature of the actuator means can be measured by measuring a thermoelectromotive force between the first metal wiring and the second metal wiring connected via the metal film. .
前記アクチュエータ手段に対する駆動信号を伝達する配線が形成された配線基板と、を備え、
前記配線基板上には、前記駆動信号を伝達する配線とは別に、第1金属配線及び前記第1の電気配線とは異なる金属で形成された第2金属配線が設けられ、
前記第1金属配線と前記第2金属配線は一部が積層させて相互に接合され、
前記第1金属配線と前記第2金属配線との間の熱起電力を測定することで、前記アクチュエータ手段の温度を測定可能とした
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。 Actuator means for generating a pressure for discharging the droplets;
A wiring board on which wiring for transmitting a drive signal to the actuator means is formed,
On the wiring board, apart from the wiring for transmitting the drive signal, a first metal wiring and a second metal wiring formed of a metal different from the first electric wiring are provided,
The first metal wiring and the second metal wiring are partially laminated and bonded to each other,
The liquid discharge head according to claim 1, wherein the temperature of the actuator unit can be measured by measuring a thermoelectromotive force between the first metal wiring and the second metal wiring.
前記熱起電力を測定する手段と、
前記測定された前記熱起電力から前記アクチュエータ手段の温度を検出する検出手段と、を備えている
ことを特徴とする画像形成装置。 A liquid discharge head according to any one of claims 1 to 4,
Means for measuring the thermoelectromotive force;
An image forming apparatus comprising: a detecting unit configured to detect a temperature of the actuator unit from the measured thermoelectromotive force.
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