JP2004195958A

JP2004195958A - インクジェット装置

Info

Publication number: JP2004195958A
Application number: JP2003334651A
Authority: JP
Inventors: Steven R Slotto; アールスロットスティーヴン; Brian E Sonnichsen; イーソニッチセンブライアン; David L Knierim; エルニアリムディヴィッド
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2004-07-15
Also published as: BR0304242A; EP1431035A1; US20040113991A1

Abstract

【課題】プリントヘッドの温度を制御するために、プリントヘッドの温度を検出する。
【解決手段】インクジェット印刷装置のプリントヘッドの液滴放出装置は、液滴発生器と、温度センサとを有する。各液滴発生器は、セラミック圧電トランスジューサのような圧電トランスジューサ３９を使用している。例えば、圧電トランスジューサはチタン酸鉛ジルコニウム（ＰＺＴ）からなる。プリントヘッドアセンブリに含まれる温度センサ（図３：２３９）は、圧電トランスジューサと同一の圧電材料からなる。ヒータ（図５：１５３）は、圧電温度センサ（２３９）から供給される温度情報に従ってよって制御される。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般的にはインクジェット印刷に関し、詳述すれば温度センサを含むインクジェット装置に関する。

印刷された媒体を生成するためのドロップ（液滴）・オン・デマンドインクジェット技術は、プリンタ、プロッタ、及びファクシミリ装置のような商業的な製品に使用されてきた。概述すれば、インクジェット画像は、プリントヘッドまたはプリントヘッドアセンブリ内に設けられている複数の液滴発生器によって放出されたインク滴を、受像体表面に選択的に配置することによって形成される。例えば、プリントヘッドアセンブリ及び受像体表面は相互に運動させられ、液滴発生器は、例えば適切なコントローラによって適切な時点に液滴を放出するように制御される。受像体表面は、転写部材表面であることも、または紙のような印刷媒体であってもよい。転写部材表面である場合には、その上に印刷された画像は、その後に紙のような出力印刷媒体へ転写される。

プリントヘッドの温度を制御するために、プリントヘッドの温度を検出することは有用である。

上記課題を解決するため、本発明は、流体チャンネル及び流体チャンバが形成されている基体と、基体に取り付けられている複数の圧電トランスジューサと、圧電トランスジューサと同一の材料で形成されている温度センサとを備えていることを特徴とする液滴放出装置を提供する。

図１にブロック図で示すドロップ（液滴）・オン・デマンド印刷装置の実施例は、コントローラ１０とプリントヘッドアセンブリ２０を含み、プリントヘッドアセンブリ２０には複数の液滴放出用液滴発生器３０（図２）を含むことができる。コントローラ１０は、各液滴発生器へそれぞれの駆動信号を供給することによって液滴発生器を選択的に付勢する。各液滴発生器は、セラミック圧電トランスジューサのような、圧電トランスジューサ３９（図２）を使用している。特定の例として、圧電トランスジューサはチタン酸鉛ジルコニウム（ＰＺＴ）からなることができる。プリントヘッドアセンブリは更に、圧電トランスジューサと同一の圧電材料からなる少なくとも１つの圧電温度センサ２３９（図３）を含む。ヒータ１５３（図５）は、圧電温度センサ２３９から供給される温度情報に従ってコントローラ１０によって制御される。

図２に概要を示す液滴発生器３０の実施例は、図１に示す印刷装置のプリントヘッドアセンブリ２０内に使用することができる。液滴発生器３０は、マニホルドやインク溜めやその他のインク収容構造からインク３３を受ける入口チャンネル３１を含む。インク３３は、一方の側を、例えば可撓性ダイヤフラム３７によって境界をなす圧力すなわちポンプチャンバ３５内へ流入する。圧電トランスジューサ３９は、可撓性ダイヤフラム３７に取り付けられ、例えば、圧力チャンバ３５上に重ねることができる。圧電トランスジューサ３９は、例えば電極４３の間に配置されている圧電層４１を含み、これらの電極４３はコントローラ１０から液滴の発射及び非発射信号を受ける。圧電層４１は、例えばチタン酸鉛ジルコニウム（ＰＺＴ）からなることができる。圧電トランスジューサ３９を作動させると、インクは圧力チャンバ３５から液滴形成用出力チャンネル４５へ流れ、そこからインク滴４９が受像媒体４８（例えば、転写部材表面である）へ向かって放出される。出力チャンネル４５は、ノズルまたはオリフィス４７を含む。

インク３３は溶融した、または相変化した固体インクであることができ、圧電トランスジューサは例えば撓み（曲げ）モードで動作させることができる。

図３は、図１に示す印刷装置のプリントヘッドアセンブリ２０内に使用することができる圧電温度センサ２３９の実施例の概要図である。圧電温度センサ２３９は、例えば、複数の電極１４３の間に配置されている圧電層１４１を含む。電極１４３は、温度情報をコントローラ１０へ供給する。圧電温度センサ２３９は、液滴発生器３０（図２）の圧力トランスジューサ３９と類似であることができ、また圧電層１４１は、圧電トランスジューサ３９の圧電層４１と同一の材料である。図４のグラフに示されているように温度と共に変化する圧電温度センサ２３９のキャパシタンス（容量値）が、コントローラ１０によって感知されて温度が検知され、プリントヘッドアセンブリ２０の温度が制御される。

図５は、複数の液滴発生器３０（図２）を例えば液滴発生器のアレイとして実現することができるインクジェットプリントヘッドアセンブリ２０の実施例の概要を示す側面図である。このインクジェットプリントヘッドアセンブリは、流体チャンネル層（すなわち下部構造部）１３１と、流体チャンネル層１３１に取付けられているダイヤフラム層１３７と、ダイヤフラム層１３７に取り付けられているトランスジューサ層１３９とを含む。流体チャンネル層１３１は、液滴発生器３０の流体チャンネル及びチャンバを構成し、一方ダイヤフラム層１３７は、液滴発生器のダイヤフラムを構成している。トランスジューサ層１３９は、液滴発生器３０の圧電トランスジューサ３９及び少なくとも１つの圧電温度センサ２３９（図３）を実現する。

例として、ダイヤフラム層１３７は、ステンレス鋼のような金属プレートまたはシートからなり、流体チャンネル層１３１に取り付けられ、または結合されている。別の例として、流体チャンネル層１３１は複数のラミネートされたプレートまたはシートからなることができる。

図６は、各々が図２の圧電トランスジューサ３９及び図３の圧電温度センサ２３９と実質的に同じ技法で電極間に層状に配置されている圧電層からなる圧電回路構造３３９のアレイを含むトランスジューサ層１３９の実施例の概要を示す平面図である。圧電回路３３９のアレイは、例えば第１の電極層、圧電層、及び第２の電極層からなる層状構造体に切溝を入れること（カーフィング）によって形成させることができる。複数の圧電回路構造３３９が圧電トランスジューサ３９として使用されており、一方少なくとも１つの圧電回路構造体３３９が圧電温度センサ２３９として使用されている。圧電回路３３９のアレイは全体として矩形であるようにでき、圧電センサ２３９はそのアレイの、長手方向に離間した一方の、または両方の端に配置することができる。

図５において、プリントヘッドアセンブリ２０は、更に、圧電トランスジューサ３９及び温度センサ２３９をコントローラ１０に相互接続する相互接続層１５１を含む。ヒータ層１５３は、相互接続層１５１上に配置することができる。

以上に本発明をその実施例について説明したが、本発明は本発明の思想及び範囲内で変化及び変更を考案できることが理解されよう。

ドロップ（液滴）・オン・デマンド液滴放出装置の実施例のブロック図である。図１の液滴放出装置内に使用することができる液滴発生器の実施例の概要図である。図１の液滴放出装置内に使用することができる圧電温度センサの実施例の概要図である。図３の圧電温度センサのキャパシタンス対温度特性を示すグラフである。インクジェットプリントヘッドアセンブリの実施例の概要側面図である。図５のインクジェットプリントヘッドアセンブリのトランスジューサ層の実施例の概要平面図である。

符号の説明

１０コントローラ
２０プリントヘッドアセンブリ
３０液滴発生器
３１入口チャンネル
３３インク
３５圧力（ポンプ）チャンバ
３７ダイヤフラム
３９圧電トランスジューサ
４１圧電層
４３電極
４５液滴形成用出力チャンネル
４７ノズル（オリフィス）
４８受入れ媒体
４９インク滴
１３１流体チャンネル層
１３７ダイヤフラム層
１３９トランスジューサ層
１４１圧電層
１４３電極
１５１相互接続層
１５３ヒータ（層）
２３９圧電温度センサ
３３９圧電回路構造

Claims

液滴放出装置であって、
流体チャンネル及び流体チャンバが形成されている基体と、
前記基体に取り付けられている複数の圧電トランスジューサと、
前記圧電トランスジューサと同一の材料で形成されている温度センサと
を備えていることを特徴とする液滴放出装置。
前記各圧電トランスジューサは、第１の接触部と第２の接触部との間に配置されている圧電材料からなることを特徴とする請求項１に記載の液滴放出装置。
前記温度センサは、第１の接触部と第２の接触部との間に配置されている圧電材料からなることを特徴とする請求項１に記載の液滴放出装置。
前記圧電トランスジューサ及び前記温度センサは、第１の接触層と第２の接触層と該第１及び第２接触層の間に配置されている圧電層とからなる層状構造体に切溝を入れることによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の液滴放出装置。
前記圧電トランスジューサ及び前記温度センサは、セラミック材料からなることを特徴とする請求項１に記載の液滴放出装置。
前記圧電トランスジューサ及び前記温度センサは、チタン酸鉛ジルコニウムからなることを特徴とする請求項１に記載の液滴放出装置。
前記基体に熱的に連結されているヒータを更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の液滴放出装置。
前記基体は、ダイヤフラム層を含むことを特徴とする請求項１に記載の液滴放出装置。
前記基体は、ステンレス鋼ダイヤフラム層を含むことを特徴とする請求項１に記載の液滴放出装置。
前記基体は、複数の板からなることを特徴とする請求項１に記載の液滴放出装置。