JP2003139808A - 静電容量測定方法及び静電容量測定装置 - Google Patents

静電容量測定方法及び静電容量測定装置

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JP2003139808A
JP2003139808A JP2001332640A JP2001332640A JP2003139808A JP 2003139808 A JP2003139808 A JP 2003139808A JP 2001332640 A JP2001332640 A JP 2001332640A JP 2001332640 A JP2001332640 A JP 2001332640A JP 2003139808 A JP2003139808 A JP 2003139808A
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JP
Japan
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capacitance
measurement
measuring
channels
electrostatic capacitance
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JP2001332640A
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English (en)
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Yasushi Horii
康司 堀井
Kazumi Furuta
和三 古田
Masahiro Morikawa
雅弘 森川
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は静電容量測定方法及び静電容量測定
装置に関し、各電極間の静電容量を正確に測定すること
ができる静電容量測定方法及び静電容量測定装置を提供
することを目的としている。 【解決手段】 複数チャネルを並列して測定する静電容
量測定方法において、並列して静電容量測定を行なう複
数の測定信号ラインを互いに離して配置するように構成
する。また、測定信号ラインに同軸ケーブルを使用する
ようにする。更に、隣接するチャネルについて渡り配線
をもつようにする。このように構成した結果、各チャネ
ル間の干渉の影響を排除して正確な測定を行なうことが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は静電容量測定方法及
び静電容量測定装置に関し、更に詳しくはインクジェッ
トヘッドの電極間の容量等を測定する静電容量測定方法
及び静電容量測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】インクジェットヘッドからインクを吐出
させる場合には、PZTに電界を印加し、PZTの伸び
縮みを利用してインクを吐出させている。図6はインク
ヘッド10の外観構成図である。図のA面がインク吐出
面であり、ノズル(図示せず)が設けられている。図に
示すように、ノズルの前段には、電界を印加するための
電極1が設けられており、この電極1に与える電界を制
御してインク滴2をノズルから吐出している。
【0003】図7はインク吐出の原理説明図である。図
において、4はPZT、5は該PZT4の表面に形成さ
れた金属蒸着膜である。該金属蒸着膜5に電界(交流電
界)を印加すると、PZT4は(a)に示すように湾曲
する。そして、印加していた電界を0にすると、PZT
4は(b)に示すように元の位置に戻る。PZT4が
(a)の状態から(b)の状態に移行すると、その時の
物理的圧力の変化によりノズル3からインクが吐出す
る。
【0004】このようなインク吐出制御において、各ノ
ズルから均等なインク滴2が吐出されるためには、図7
に示すようなPZT部分の形状精度が各ノズル毎に揃っ
ている必要がある。PZT部分の形状が揃っている場
合、電極間の静電容量はほぼ等しくなる。このことか
ら、PZT部分の形状を調べるために、電極間の静電容
量を測ることが行われている。
【0005】従来、電極間の静電容量を測定するため
に、複数の測定チャネルを持つ測定対象物において、高
速に静電容量測定を行なう方法として、マルチプローブ
を使用して電極を一括コンタクトし、異なる測定用交流
信号周波数をもつ複数の測定系列により同時並列に測定
を行なう方法が知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の測定方
法では、同時並列測定する各系列間で測定用信号として
印加する交流信号の周波数による干渉が発生し、測定値
が変動したり、各測定周波数毎で測定レベルが異なった
りする現象が発生することがある。
【0007】このため、実際の測定に際しては、前記の
変動や測定レベルの差異を回避するような手段を設ける
必要があった。本発明は、このような課題に鑑みてなさ
れたものであって、各電極間の静電容量を正確に測定す
ることができる静電容量測定方法及び静電容量測定装置
を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】(1)請求項1記載の発
明は、複数チャネルを並列して測定する静電容量測定方
法において、並列して静電容量測定を行なう複数の測定
信号ラインを互いに離して配置することを特徴とする。
【0009】このように構成すれば、各チャネル間の干
渉の影響を排除して正確な測定を行なうことができる。 (2)請求項2記載の発明は、前記測定信号ラインに同
軸ケーブルを使用することを特徴とする。
【0010】このように構成すれば、各チャネル間の干
渉の影響を排除して正確な測定を行なうことができる。 (3)請求項3記載の発明は、隣接するチャネルについ
て渡り配線を持つことを特徴とする。
【0011】このように構成すれば、測定器側端子をず
らすことなしに測定が可能となる。 (4)請求項4記載の発明は、複数チャネルを並列して
測定する静電容量測定装置において、並列して静電容量
測定を行なう複数の測定信号ラインを互いに離して配置
することを特徴とする。
【0012】このように構成すれば、各チャネル間の干
渉の影響を排除して正確な測定を行なうことができる。 (5)請求項5記載の発明は、前記測定信号ラインに同
軸ケーブルを使用することを特徴とする。
【0013】このように構成すれば、各チャネル間の干
渉の影響を排除して正確な測定を行なうことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態例を詳細に説明する。図1は本発明の一実施の
形態例を示す構成図である。図9と同一のものは、同一
の符号を付して示す。図において、11は電極に接する
ためのプローブ(探針)が取り付けられたプローブカー
ド、12は該プローブカード11を支持する支持治具で
ある。本発明では複数の電極列をマルチプローバ20で
一括接触している。10はインク吐出用のノズルが形成
されたヘッドで、各電極間にプローブカード11から容
量測定用信号が与えられるようになっている。
【0015】13は該ヘッド10が載置されたXYZ方
向に移動可能なXYZステージ、14は該ステージ13
をXYZ方向に移動させるドライバである。該ドライバ
14は、パソコン50から位置制御信号を受けて、XY
Zステージ13を所定方向に所定位置だけ移動させるよ
うになっている。20はマルチプローバで、プローブカ
ード11、支持治具12、ヘッド10、XYZステージ
13及びドライバ14より構成されている。
【0016】15はプローブカード11とSW(スイッ
チ)コントロールユニット30間を1対1に接続するケ
ーブル、30は所定の電極数単位でスキャニングを行う
スキャナ機能を具備するSWコントロールユニット、4
0は電極間容量を測定するLCRメータである。ここ
で、ケーブル15は、本発明では、互いに離して配置さ
れている。LCRメータは、インダクタンスL、キャパ
シタンスC、及び抵抗Rを測定することができるように
なっている。図に示す例の場合は、例えばピン数(電極
数)70として、No.1〜12ピン、No.12〜2
3ピン、No.23〜34ピン、No.34〜45ピ
ン、No.45〜56ピン、No.56〜70ピンにグ
ループ分け(系列化)されている。このグループ分けさ
れた6つのグループ毎にそれぞれスキャンされ、LCR
メータ40で静電容量が測定される。グループに対応し
て、LCRメータ40もグループ数だけ(即ち6台)設
けられている。これらグループ毎に並列動作が行なわ
れ、LCRメータ40で並列に静電容量測定が行なわれ
る。
【0017】50は各LCRメータ40の出力を受け
て、静電容量を測定して静電容量の正常性を判断する
他、ドライバ14にステージ駆動用信号を与えるパソコ
ン(パーソナル・コンピュータ)である。このように構
成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【0018】プローブカード11の探針(プローブ)を
ヘッド10の電極に確実に接触させる。この結果、ヘッ
ド10の電極とケーブル15とは1対1で繋がることに
なる。SWコントロールユニット30は、各グループ毎
にスキャンして、特定の電極間を選択し、LCRメータ
40に入力する。LCRメータ40は、特定の電極間の
静電容量を測定し、パソコン50に与える。この場合に
おいて、本発明では、ケーブル15が互いに離して配置
されている。
【0019】図2はスキャナの動作説明図である。図に
示すように電極1が例えば1〜70まで設けられてい
る。スイッチSWは、図に示すように先ず1−2、3−
4、5−6というように接点を接続していき、最後に6
9−70間の接続を行ない、それぞれの電極間の静電容
量の測定を行なう。次に、パソコン50がドライバ14
に駆動信号を送り、XYZステージ13を少しだけ移動
させ、2−3、4−5というように位相がずれた接点間
の静電容量の測定を行なう。ここで、電極1−2間、3
−4間等をチャネルと呼ぶことにする。
【0020】このようにして、合計70ピン(全69チ
ャネル)の静電容量測定が終了すると、パソコン50が
ドライバ14を駆動して、XYZステージ13を移動さ
せて、次の71〜140までの電極間の静電容量を、前
述した要領で測定していく。同様の操作を電極の数だけ
繰り返す。
【0021】このような一連の測定の中で、ケーブル1
5を互いに離して配置している。このため、互いのチャ
ネルの干渉を最小限に抑えることができ、正確な静電容
量の測定を行なうことが可能となる。
【0022】また、ケーブル15を同軸ケーブルとする
ことで、各チャネル間の干渉を最小限に抑えて正確な静
電容量の測定を行なうことができる。図3はスキャナの
渡り配線の説明図である。この配線においては、1〜5
までの測定電極をもつヘッドに対して、測定器の測定端
子A1〜A2、B1〜B2、C1〜C2、D1〜D2の
測定端子或いは切り替えスキャナの端子をもつ測定構成
において、図に示すように、各チャネル間には※1〜※
3までの渡り配線が設けられている。このように、渡り
配線を設けることにより、隣り合う電極間の測定を、測
定ラインの切り替えを行なうこと無しに異なる測定端子
に出力することが可能となる。例えば、1〜2電極間、
2〜3電極間は隣り合うが、それぞれA1〜A2、B1
〜B2の異なる端子間へ出力することが可能であり、こ
れにより測定信号線の切り替えを行なうこと無しに隣接
する電極間の測定が可能となる。
【0023】図4はLCRメータの容量測定原理説明図
である。4つの端子Hc、Hp、Lc、Lp間にインピ
ーダンス61が接続される。このインピーダンス61が
電極間容量を表わす。4つの端子Hc、Hp、Lc、L
pが容量測定端子に該当する。インピーダンス61の値
をZとする。インピーダンスZは、実数分と虚数分の加
算値としてRo+jXで表わすことができる。端子Hp
とLp間には電圧測定器62が接続される。そして、周
波数源60から周波数fmの信号が印加される。
【0024】この結果、インピーダンス61には電流が
流れる。この電流はオペアンプUと帰還抵抗Rよりなる
回路を流れる。この結果、オペアンプUの出力ViはA
/D変換器63によりディジタルデータに変換され、続
く同期検波回路64で検波される。同期検波回路64の
サンプリング周波数はfsであるものとする。このよう
に構成された回路の動作を説明すれば、以下の通りであ
る。
【0025】端子間に接続されたインピーダンス61に
は、電流Iが流れる。この電流が帰還抵抗Rを流れるこ
とにより、出力電圧Viが発生するので、I=Vi/R
と表わすことができる。一方、電圧測定器62で測定さ
れた電圧をVとすると、インピーダンスZはZ=V/I
と表わすことができ、 Z=V/I=V/(Vi/R)=R・V/Vi と表され、インピーダンスを測定することができる。イ
ンピーダンスZが測定できれば、静電容量を知ることが
できる。このようにして、電極間の静電容量を測定して
いる。
【0026】図5は並列同時測定時の回路図である。図
4と同一のものは、同一の符号を付して示す。図4に示
す回路が複数個で構成されている。この場合において、
個々の容量測定器の測定用周波数fmを、互いの同期検
波回路64のサンプリング周波数に対して影響を小さく
できる関係、即ち前述したように各系列での測定周波数
を互いに整数の公約数を持たない周波数となるように設
定しておくことが好ましい。この結果、容量測定時の干
渉を小さくすることができる。
【0027】上述の実施の形態例では、インクヘッドの
電極間容量を測定する場合を例にとったが、本発明はこ
れに限るものではなく、他の種類の機器の電極間の容量
を測定する場合にも同様に適用することができる。
【0028】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、以下の効果が得られる。 (1)請求項1記載の発明によれば、各チャネル間の干
渉の影響を排除して正確な測定を行なうことができる。
【0029】(2)請求項2記載の発明によれば、各チ
ャネル間の干渉の影響を排除して正確な測定を行なうこ
とができる。 (3)請求項3記載の発明によれば、測定器側端子をず
らすことなしに測定が可能となる。
【0030】(4)請求項4記載の発明によれば、各チ
ャネル間の干渉の影響を排除して正確な測定を行なうこ
とができる。 (5)請求項5記載の発明によれば、各チャネル間の干
渉の影響を排除して正確な測定を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態例を示す構成図である。
【図2】スキャナの動作説明図である。
【図3】スキャナの渡り配線の説明図である。
【図4】LCRメータの容量測定原理説明図である。
【図5】並列同時測定時の回路図である。
【図6】インクヘッドの外観構成図である。
【図7】インク吐出の原理説明図である。
【符号の説明】
10 ヘッド 11 プローブカード 12 支持治具 13 XYZステージ 14 ドライバ 15 ケーブル 20 マルチプローバ 30 SWコントロールユニット 40 LCRメータ 50 パソコン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森川 雅弘 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ株 式会社内 Fターム(参考) 2C057 AF93 AP82 2G028 AA01 BE10 CG07 DH05 KQ01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数チャネルを並列して測定する静電容
    量測定方法において、 並列して静電容量測定を行なう複数の測定信号ラインを
    互いに離して配置することを特徴とする静電容量測定方
    法。
  2. 【請求項2】 前記測定信号ラインに同軸ケーブルを使
    用することを特徴とする請求項1記載の静電容量測定方
    法。
  3. 【請求項3】 隣接するチャネルについて渡り配線を持
    つことを特徴とする請求項1記載の静電容量測定方法。
  4. 【請求項4】 複数チャネルを並列して測定する静電容
    量測定装置において、 並列して静電容量測定を行なう複数の測定信号ラインを
    互いに離して配置することを特徴とする静電容量測定装
  5. 【請求項5】 前記測定信号ラインに同軸ケーブルを使
    用することを特徴とする請求項4記載の静電容量測定装
    置。
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