JPH0341349B2 - - Google Patents

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JPH0341349B2
JPH0341349B2 JP6913881A JP6913881A JPH0341349B2 JP H0341349 B2 JPH0341349 B2 JP H0341349B2 JP 6913881 A JP6913881 A JP 6913881A JP 6913881 A JP6913881 A JP 6913881A JP H0341349 B2 JPH0341349 B2 JP H0341349B2
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piezoelectric element
mim
nozzles
electrode
ink
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/07Ink jet characterised by jet control

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は圧電素子を使用したインクジエツト印
刷装置に係わり、特にマルチプレクス駆動が可能
なマルチ化されたノズルを有する印刷ヘツドに関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ink jet printing device using piezoelectric elements, and more particularly to a print head having multiple nozzles capable of multiplex driving.

圧電素子を使用したインクジエツト印刷装置の
うち、必要な時にインクの射出を行なうインクオ
ンデマンド型インクジエツトは、高価なポンプ等
が不要で、高電圧も使用しないため、連続噴射型
インクジエツトよりも装置が簡単になるという利
点がある。しかしながら連続噴射型インクジエツ
トにくらべ応答性が遅いという欠点を有する。
Among inkjet printing devices that use piezoelectric elements, the ink-on-demand type inkjet, which ejects ink when it is needed, does not require expensive pumps or other equipment and does not use high voltage, making the device simpler than continuous-jet inkjet. It has the advantage of becoming However, it has the disadvantage that the response is slower than that of a continuous inkjet.

この欠点を除くため多数のノズルを設けた、い
わゆるマルチノズルにすることが考えられる。し
かしながら、見かけ上の装置の記録応答性を上げ
るためにノズルの数を増加させるに従い、ドライ
バの数が増加し、マルチノズルヘツドを搭載した
記録装置が大がかりなものとなり、さらに、所定
のノズルからインクを射出するとき他のノズルも
干渉をうけ誤つたインク射出をしやすくなる問題
を生じた。
In order to eliminate this drawback, it is conceivable to use a so-called multi-nozzle in which a large number of nozzles are provided. However, as the number of nozzles increases to improve the apparent recording responsiveness of the device, the number of drivers increases, making the recording device equipped with a multi-nozzle head bulky, and furthermore, When ink is ejected, other nozzles are also interfered with, resulting in a problem where incorrect ink is easily ejected.

本発明の目的は、かかる欠点を除去し、ノズル
の数を増加させてもドライバの数の増加を抑制で
き、小型で構成が簡易な記録装置を実現できると
共に他のノズルの干渉を防止できるマルチノズル
ヘツドを提供する点にある。
An object of the present invention is to eliminate such drawbacks, to suppress the increase in the number of drivers even when the number of nozzles is increased, to realize a recording device that is compact and simple in configuration, and to prevent interference with other nozzles. The main feature is to provide a nozzle head.

本発明の他の目的はドライバ数を低下すること
のできるマルチノズルヘツドを得ることにある。
Another object of the present invention is to provide a multi-nozzle head that can reduce the number of drivers.

第1図に本発明の一実施例を示す。説明を簡単
にするために4ノズルの場合を示してある。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In order to simplify the explanation, a case with four nozzles is shown.

1はソーダライムガラス製の基板で、エツチン
グによりノズル2、加圧室3、供給準備室4、フ
イルタ5、供給路6が形成されている。7は基板
1と同材質の振動板で高温のもとで基板1に加圧
融着する。8は振動板7上にスパツタにより形成
されたタンタル薄膜、9はタンタル薄膜8の一部
を陽極酸化して作られたTa2O5の絶縁層、10は蒸
着により形成されたアルミ電極であり、タンタル
薄膜8、絶縁層9、アルミ電極10はエツチング
により図に示すような4個のMIM(Metal−
Insulator−Metal)素子11を構成している。
MIM素子については後述する。MIM素子11を
〔j,k〕で表わす。ここでjは1からmまでの
整数、kは1からnまでの整数であり第1図の例
ではm=2、n=2である。MIM素子11のう
ち、図に示すようにM〔J,1〕どうし、M〔k,
2〕どうしのタンタル薄膜8を導電部材12で接
続する。13は圧電素子で、下面にMIM素子11
の各M〔J,k〕に対応する電極14を厚膜印刷
で形成してある。圧電素子13は一体的に作られ
ているが、電極14に対応して、それぞれP〔j,
k〕として個別に表わす。15は圧電素子13の上
面に作られた電極でP〔1,k〕どうし、および
P〔2,k〕どうし共通電極となつている。16は
蒸着により圧電素子13の側面に設けられた薄膜
抵抗で電極14と電極15に接続されている。
Reference numeral 1 designates a substrate made of soda lime glass, on which a nozzle 2, a pressurizing chamber 3, a supply preparation chamber 4, a filter 5, and a supply path 6 are formed by etching. A diaphragm 7 is made of the same material as the substrate 1 and is pressure-fused to the substrate 1 at high temperature. 8 is a tantalum thin film formed by sputtering on the diaphragm 7, 9 is an insulating layer of Ta 2 O 5 made by anodizing a part of the tantalum thin film 8, and 10 is an aluminum electrode formed by vapor deposition. , tantalum thin film 8, insulating layer 9, and aluminum electrode 10 are etched to form four MIMs (Metal-
Insulator-Metal) element 11 is configured.
The MIM element will be described later. The MIM element 11 is represented by [j, k]. Here, j is an integer from 1 to m, k is an integer from 1 to n, and in the example of FIG. 1, m=2 and n=2. Among the MIM elements 11, as shown in the figure, M[J, 1] and M[k,
2] Connecting tantalum thin films 8 to each other with a conductive member 12. 13 is a piezoelectric element, with MIM element 11 on the bottom surface
Electrodes 14 corresponding to each M[J, k] are formed by thick film printing. Although the piezoelectric element 13 is made integrally, P[j,
k]. Reference numeral 15 denotes an electrode formed on the upper surface of the piezoelectric element 13, which serves as a common electrode for P[1,k] and P[2,k]. Reference numeral 16 is a thin film resistor provided on the side surface of the piezoelectric element 13 by vapor deposition and connected to the electrode 14 and the electrode 15.

基板1と振動板7を融着後、MIM素子11を
形成し、圧電素子13を接着することで印刷ヘツ
ドができる。図示されていないインクタンクから
のインクが供給路6を通じて印刷ヘツドに供給さ
れる。インクを射出したノズル2に対応する圧電
素子P〔j,k〕に図示されていない制御回路か
らの信号が印加されると、圧電素子P〔j,k〕
と振動板7の対応する部分が変形し、対応する加
圧室3の内容積を変化させて、ノズル2からイン
クを射出する。
After fusing the substrate 1 and the diaphragm 7, a MIM element 11 is formed and a piezoelectric element 13 is bonded to form a printing head. Ink from an ink tank (not shown) is supplied to the print head through a supply channel 6. When a signal from a control circuit (not shown) is applied to the piezoelectric element P[j,k] corresponding to the nozzle 2 that has ejected the ink, the piezoelectric element P[j,k]
The corresponding portion of the diaphragm 7 is deformed, the internal volume of the corresponding pressurizing chamber 3 is changed, and ink is ejected from the nozzle 2.

第1図でわかるように、ノズルと加圧室を周期
的なピツチで配列しているため、加圧室とノズル
を直接連通できる。そのため、流路のインク慣性
(イナータンス)とインク粘性抵抗を小さくでき
る。一方ノズルピツチが小さくなるにつれ加圧室
3も幅かせまくせざるをえない。従つて圧電素子
の各加圧室に対応する幅もせまくなり駆動電圧が
高くなつてしまう。
As can be seen in FIG. 1, since the nozzles and the pressurizing chambers are arranged at periodic pitches, the pressurizing chambers and the nozzles can be directly communicated with each other. Therefore, ink inertance (inertance) and ink viscous resistance in the flow path can be reduced. On the other hand, as the nozzle pitch becomes smaller, the width of the pressurizing chamber 3 has to be increased. Therefore, the width corresponding to each pressurizing chamber of the piezoelectric element becomes narrower, and the driving voltage becomes higher.

前述した流路インピーダンスが小さいことは、
駆動電圧の増加をおさえる効果を有する。
The small flow path impedance mentioned above means that
This has the effect of suppressing an increase in drive voltage.

第2図に第1図の実施例の駆動回路を示す。こ
こで圧電素子13は等価的にコンデンサで表わさ
れ、それぞれP〔j,k〕で示してある。r〔j,
k〕は圧電素子P〔j,k〕に並列に接続された
放電抵抗で、これは第1図で示した薄膜抵抗16
と、圧電素子13のもれ抵抗からなる。MIM素
子11は第2図において点線で囲つたコンデンサ
CMと抵抗RMとの平列回路で示される。抵抗RM
両端にかかる電圧により変化し、第3図に示すよ
うな非線形な電圧(V)−電流(I)特性を示す。
即ち、印加電圧が小さいときは抵抗値が大きく、
印加電圧が大きくなると抵抗値が小さくなる非線
形の電圧−電流特性を示す。
FIG. 2 shows the drive circuit of the embodiment shown in FIG. Here, the piezoelectric element 13 is equivalently represented by a capacitor, and each is shown as P[j,k]. r[j,
k] is a discharge resistor connected in parallel to the piezoelectric element P[j, k], which is the thin film resistor 16 shown in FIG.
and the leakage resistance of the piezoelectric element 13. The MIM element 11 is a capacitor surrounded by a dotted line in Figure 2.
It is shown as a parallel circuit of C M and resistor R M. The resistor R M changes depending on the voltage applied to both ends, and exhibits a nonlinear voltage (V)-current (I) characteristic as shown in FIG.
In other words, when the applied voltage is small, the resistance value is large;
It exhibits nonlinear voltage-current characteristics in which the resistance value decreases as the applied voltage increases.

第2図において、水平の母線j1,j2をそれ
ぞれ電源電圧Vと接続する接点をJ1,J2と
し、垂直の母線k1,k2をそれぞれ接地する接
点をK1,K2とする。
In FIG. 2, the contacts connecting the horizontal bus bars j1 and j2 to the power supply voltage V are designated as J1 and J2, and the contacts that ground the vertical bus bars k1 and k2, respectively, are designated as K1 and K2.

以上の構成においてその動作を説明する。接点
JによつてONされた母線jと、接点Kによつて
ONされた母線kにより選択された圧電素子P
〔j,k〕に信号が印加され駆動が行なわれる。
このようにすれば、一般的に(m+n)個の接点
で(m×n)個の圧電素子の駆動ができる。この
ようなマルチプレクス駆動では一般に6個以上の
圧電素子の駆動の場合には、接点の数は各々独立
に圧電素子を駆動する場合にくらべ少なくなり有
利である。マルチプレクス駆動で最も問題になる
のは非選択の圧電素子を通じての回り込み回路が
形成され、非選択の圧電素子が駆動されてしまう
ことである 本実施例ではこの回り込みを第3図に示した
MIM素子の印加電圧による抵抗変化を利用して
防ぐ。すなわち選択された圧電素子P〔j,k〕
においては直列に接続されたMIM素子M〔j,
k〕に第3図を示すVon以上の電圧がかかり圧電
素子P〔j,k〕を駆動するに充分な電流が流れ
て圧電素子P〔j,k〕が駆動される。一万非選
択の圧電素子P〔j′,k′〕では直列に接続された
MIM素子〔j′,k′〕にかかる回り込みの電圧が第
3図に示したVoff以下であるようにMIM素子の
特性を選べば回り込み電流は殆んど流れず非選択
の圧電素子P〔j′,k′〕は駆動されない。
The operation of the above configuration will be explained. Bus line j turned on by contact J and contact K
Piezoelectric element P selected by turned ON bus line k
A signal is applied to [j, k] to perform driving.
In this way, it is generally possible to drive (m×n) piezoelectric elements using (m+n) contacts. Such multiplex driving is generally advantageous when six or more piezoelectric elements are driven, since the number of contacts is smaller than when each piezoelectric element is driven independently. The biggest problem with multiplex drive is that a loop circuit is formed through unselected piezoelectric elements, and the unselected piezoelectric elements are driven. In this example, this loop circuit is shown in Figure 3.
This is prevented by using the resistance change due to the applied voltage of the MIM element. That is, the selected piezoelectric element P[j,k]
In, MIM elements M[j,
A voltage higher than Von shown in FIG. 3 is applied to the piezoelectric element P[j, k], and a current sufficient to drive the piezoelectric element P[j, k] flows, thereby driving the piezoelectric element P[j, k]. Ten thousand unselected piezoelectric elements P [j', k'] are connected in series.
If the characteristics of the MIM element are selected so that the wrap-around voltage applied to the MIM elements [j', k'] is less than Voff shown in Figure 3, almost no wrap-around current will flow and the unselected piezoelectric element P [j ′, k′] are not driven.

圧電素子P〔j,k〕が選択され信号が印加さ
れた後、所定の時間経過後、接点JまたはKによ
りOFFされ選択が解除される。圧電素子P〔j,
k〕に充電された電荷は放電抵抗r〔j,k〕を
通じて放電された定常状態にもどる。MIM素子
M〔j,k〕に充電された電荷は内部抵抗RMによ
つて放電される。この場合MIM素子の特性から、
MIM素子の端子電圧が下がるにつれ抵抗が増加
し、放電しにくくなり、定常状態にもどらなくな
ることが心配される。しかしながら、MIM素子
の容量CMを小さくするなどで実用上問題のない
回路が構成できる。
After piezoelectric element P[j,k] is selected and a signal is applied, after a predetermined period of time has elapsed, it is turned off by contact J or K and the selection is canceled. Piezoelectric element P[j,
k] returns to the steady state where it is discharged through the discharge resistor r[j, k]. The charge charged in the MIM element M[j,k] is discharged by the internal resistance R M. In this case, from the characteristics of the MIM element,
There is concern that as the terminal voltage of the MIM element decreases, its resistance will increase, making it more difficult to discharge, and that it will not be able to return to a steady state. However, by reducing the capacitance C M of the MIM element, it is possible to construct a circuit that does not pose any practical problems.

上記実施例でわかるように、ガラス基板に融着
した振動板上にMIM素子を構成し、分割された
電極を有する一体の圧電素子を接着することで、
回り込み回路の発生しないマルチプレクス駆動が
可能なマルチノズルヘツドが作られる。このマル
チノズルヘツドは薄膜技術、厚膜技術によつて高
集積化が極めて容易であるため、安価なマルチノ
ズルヘツドを得ることができる。
As can be seen from the above example, by constructing an MIM element on a diaphragm fused to a glass substrate and bonding an integrated piezoelectric element having divided electrodes,
A multi-nozzle head capable of multiplex driving without generation of wrap-around circuits is created. This multi-nozzle head can be extremely easily integrated to a high degree by using thin film technology or thick film technology, so it is possible to obtain an inexpensive multi-nozzle head.

なお、第1図、第2図においては説明の容易さ
のためm=2、n=2の場合について述べている
が、実用上はたとえばm=10,n=10あるいはm
=50,n=40などのマルチプレクス駆動も可能で
ある。また走査側の母線数nを余り多くすると実
質的な応答性が低下するので、たとえば50×40の
マルチプレクスのかわりに、50×10の印刷ヘツド
を4個ならべるなど、ドライバを増加させて応答
性を早くすることも可能である。
In addition, in FIG. 1 and FIG. 2, the case where m=2 and n=2 is described for ease of explanation, but in practice, for example, m=10, n=10 or m
Multiplex driving such as n = 50 and n = 40 is also possible. Furthermore, if the number of busbars n on the scanning side is too large, the actual response will drop, so increase the number of drivers, such as arranging four 50 x 10 print heads instead of a 50 x 40 multiplex. It is also possible to have sex faster.

第1図の導電部材12としてはハンダ接続、ワ
イヤボンド等が考えられるが、他の工程と同様
に、厚膜、薄膜技術が高集積化に対してはさらに
有利となる。たとえば第4図に3×3のマルチプ
レクスのための導電部材の構成を示す。a図に示
すタンタル薄膜8の上にb図のごとく絶縁厚膜4
0をスクリーン印刷により形成し、さらにc図の
ように導電部材41をスクリーン印刷で形成す
る。もちろんこれらの工程は薄膜技術によつても
達成される。
As the conductive member 12 in FIG. 1, solder connection, wire bonding, etc. can be considered, but as with other processes, thick film and thin film technologies are more advantageous for high integration. For example, FIG. 4 shows a configuration of conductive members for a 3.times.3 multiplex. On top of the tantalum thin film 8 shown in figure a, there is a thick insulating film 4 as shown in figure b.
0 is formed by screen printing, and a conductive member 41 is further formed by screen printing as shown in FIG. Of course, these steps can also be achieved using thin film technology.

なお第2図に示した接点J,Kはトランジスタ
SCRなど各種の半導体素子が使える。以上の説
明より、MIM素子の一方の電極と圧電素子の片
面の電極を接続し、MIM素子の他方の電極と圧
電素子の他面の電極をそれぞれマトリツクス配線
とし、マトリツクス配線にはそれぞれスイツチ手
段を介して図示しない駆動回路を接続することで
マルチプレクス駆動が可能になる。
Note that contacts J and K shown in Figure 2 are transistors.
Various semiconductor devices such as SCR can be used. From the above explanation, one electrode of the MIM element and the electrode on one side of the piezoelectric element are connected, the other electrode of the MIM element and the electrode on the other side of the piezoelectric element are connected as matrix wiring, and each matrix wiring is provided with a switch means. Multiplex driving becomes possible by connecting a drive circuit (not shown) via the drive circuit.

本実施例ではMIM素子の上に、一体的な圧電
素子を接着することで高集積化を容易にしてあり
マルチプレツクス駆動の容易なマルチノズルヘツ
ドが得られる。もちろん一体的な圧電素子の接着
でマルチノズルヘツドを作ること、あるいは
MIM素子を使つてマルチプレクス駆動をするこ
とはそれぞれ単独に使用しても充分利点を有す
る。
In this embodiment, an integrated piezoelectric element is bonded on top of the MIM element to facilitate high integration and provide a multi-nozzle head that can be easily driven in multiplex mode. Of course, it is possible to create a multi-nozzle head by gluing an integral piezoelectric element, or
Multiplex driving using MIM elements has sufficient advantages even when used individually.

なお一体的な圧電素子の接着後、となりへの振
動の影響をおさえるため圧電素子をダイヤモンド
カツタ等で分割することも考えられる。
Note that after adhering the piezoelectric element in one piece, it is also possible to divide the piezoelectric element using a diamond cutter or the like in order to suppress the influence of vibration on neighboring parts.

また圧電素子としてPZT,ZnO等の圧電薄膜
を用いれば高集積化はより容易となる。
Furthermore, if a piezoelectric thin film such as PZT or ZnO is used as the piezoelectric element, high integration becomes easier.

なお第1図に示した放電のための薄膜抵抗16
をなくし、そのかわりに圧電素子13の特性を、
内部もれ電流の多いようにすることも考えられ
る。
Note that the thin film resistor 16 for discharge shown in FIG.
, and instead, the characteristics of the piezoelectric element 13 are changed to
It is also possible to increase the internal leakage current.

以上述べた実施例では基板の片面に振動板を配
置した例を示したが、基板の両面に振動板、
MIM素子、圧電素子を設けることは容易であり、
このようにすればさらに高集積化されたマルチノ
ズルヘツドを得ることができる。
In the embodiment described above, the diaphragm is arranged on one side of the board, but the diaphragm is placed on both sides of the board.
It is easy to install MIM elements and piezoelectric elements,
In this way, a more highly integrated multi-nozzle head can be obtained.

なお以上の実施例では、圧電素子への電圧の印
加とインクの射出の関係については詳しく述べて
いない。本発明の実施において、圧電素子の充電
時にインクが射出されるか、あるいは放電時にイ
ンクが射出されるか、あるいは加圧室の容積を減
少させてインク射出を行うか、または加圧室の容
積を増大させた後もとにもどる時にインクの射出
を行うかなどは、それぞれの場合に最も適した方
法をとれば良く発明の範囲を限定するものではな
い。
Note that in the above embodiments, the relationship between the application of voltage to the piezoelectric element and the ejection of ink is not described in detail. In carrying out the present invention, ink is ejected when the piezoelectric element is charged, ink is ejected when the piezoelectric element is discharged, ink is ejected by reducing the volume of the pressurized chamber, or the volume of the pressurized chamber is Whether or not to eject ink when returning to the original state after increasing the ink may be determined by the method most suitable for each case and does not limit the scope of the invention.

上述した実施例ではガラスの振動板の上に
MIM素子を構成しその上に圧電素子を配置して
いる。コスト的な理由などから、ヘツドをプラス
チツクで作つた場合などには、圧電素子上に
MIM素子を形成しプラスチツクヘツドに接着す
るなども考えられよう。また圧電素子の電極と
MIM素子の電極を同一部材で兼ねるなども考え
られる。
In the embodiment described above, on the glass diaphragm
It constitutes an MIM element and a piezoelectric element is placed on top of it. If the head is made of plastic for cost reasons, etc., the piezoelectric element may be
It would also be possible to form a MIM element and glue it to a plastic head. Also, the electrode of the piezoelectric element
It is also possible to use the same material as the electrodes of the MIM element.

第5図に本発明によるマルチノズルヘツドを応
用した印字の例を示す。a図の印刷ヘツド50は
両面型で、上面と下面のノズルは1ドツト分だけ
水平方向にずれている。記録紙60に対し印刷ヘ
ツド50を矢印Bの方向に移動しながら必要なノ
ズルから、インクを射出することで印字が行なわ
れる。この場合たとえばA4版の紙では、短片側
に印刷ヘツドを配置すると10本/mmの分解能で約
2000本のノズルが必要となる。
FIG. 5 shows an example of printing using the multi-nozzle head according to the present invention. The printing head 50 shown in Figure a is double-sided, with the nozzles on the top and bottom surfaces being offset horizontally by one dot. Printing is performed by ejecting ink from the required nozzles while moving the print head 50 relative to the recording paper 60 in the direction of arrow B. In this case, for example, with A4 size paper, if the print head is placed on the short side, the resolution will be approximately 10 lines/mm.
2000 nozzles are required.

b図では印刷ヘツド50のノズル51,52…
によりノズル配列方向と直角方向に移動して4ド
ツト分の走査を行なう。このようにすればaにく
らべノズル数を1/4にすることができる。このよ
うに印字速度をおさえてノズル数をへらすことが
できる。特にインクオンデマンド型インクジエツ
トの場合には印刷ヘツド自体が非常に軽く、しか
も無接触印字のため、記録紙60を静止させてお
き印刷ヘツド50を矢印cのごとく高速で移動さ
せることができる。したがつてサーマル、放電等
の印刷装置に比較して平面的な走査において有利
である。印刷ヘツド50の走査方向としては、c
図のようにノズル配列方向に揺動させることも考
えられるが、普通は反転時の加速度などからb図
の方が良い。たとえばA4版を10本/mmの分解能
で記録する場合、b図の走査では500本のノズル
を0.5Hzで往復運動させれば4秒で1頁の記録が
できる。この時のヘツドの応答性は約3KHzであ
る。これに対しc図の走査ではb図と同じノズル
数で同時間に記録を行なうとすれば、ヘツド全体
を約1.5KHzで振動させねばならない、振幅は0.4
mm以上必要となりエネルギ的にも、騒音の面から
も問題であり、高密度の記録を高速で行なう場合
はb図のようにノズル配列方向と垂直な移動によ
り記録を行なうことが望しい。
In figure b, nozzles 51, 52, . . . of the printing head 50 are shown.
The nozzle is moved in a direction perpendicular to the nozzle arrangement direction to scan four dots. In this way, the number of nozzles can be reduced to 1/4 compared to a. In this way, the printing speed can be suppressed and the number of nozzles can be reduced. Particularly in the case of an ink-on-demand type inkjet, the printing head itself is very light, and since contactless printing is performed, the printing head 50 can be moved at high speed as shown by arrow c while the recording paper 60 is kept stationary. Therefore, it is advantageous in planar scanning compared to thermal, discharge, etc. printing devices. The scanning direction of the print head 50 is c
Although it is possible to oscillate in the nozzle arrangement direction as shown in the figure, diagram b is usually better due to the acceleration during reversal. For example, when recording an A4 size sheet with a resolution of 10 lines/mm, one page can be recorded in 4 seconds by moving 500 nozzles back and forth at 0.5Hz in the scanning shown in figure b. The response of the head at this time is approximately 3KHz. On the other hand, in the scanning shown in figure c, if recording is performed at the same time with the same number of nozzles as in figure b, the entire head must be vibrated at approximately 1.5 KHz, and the amplitude is 0.4.
mm or more is required, which poses a problem in terms of energy and noise.If high-density recording is to be performed at high speed, it is desirable to perform recording by moving perpendicular to the nozzle arrangement direction as shown in figure b.

以上述べた説明でわかるように本発明によれば
MIM素子を形成した振動板上に一体的な圧電素
子を接着するため、薄膜技術、厚膜技術を有効に
生かせる。そのためマルチプレクス駆動が容易な
高集積化されたマルチノズルヘツドを安価に得る
ことができる。そして、ノズルの数を増加させて
もドライバの数の増加を抑制でき、小型で構成が
簡易な記録装置を実現できると共に、他のノズル
を射出駆動する際に生ずる干渉を防止できるマル
チノズルヘツドを提供できる。
As can be seen from the above explanation, according to the present invention
Since an integrated piezoelectric element is bonded onto the diaphragm on which the MIM element is formed, thin film technology and thick film technology can be effectively utilized. Therefore, a highly integrated multi-nozzle head that is easy to multiplex drive can be obtained at low cost. Furthermore, even if the number of nozzles is increased, the increase in the number of drivers can be suppressed, making it possible to realize a recording device that is compact and simple in configuration, and a multi-nozzle head that can prevent interference that occurs when driving other nozzles to eject. Can be provided.

本発明はインクオンデマンド型だけでなく、連
続噴射型のマルチノズルヘツドにも応用でき、プ
リンタ,プロツタ,フアクシミリ,複写機等広く
用いられる。
The present invention can be applied not only to ink-on-demand type heads but also to continuous jet type multi-nozzle heads, and is widely used in printers, plotters, facsimile machines, copying machines, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す斜視図、第2
図は第1図の実施例の印刷ヘツドを用いた駆動回
路図、第3図はMIM素子の特性図、第4図は導
電部材の実施例を示す図、第5図は本発明の印刷
ヘツドによる印字を示す図である。 1……基板、7……振動板、11……MIM素
子、13……圧電素子、41……導電部材。
Fig. 1 is a perspective view showing one embodiment of the present invention;
The figures are a drive circuit diagram using the printing head of the embodiment shown in Fig. 1, Fig. 3 is a characteristic diagram of the MIM element, Fig. 4 is a diagram showing an embodiment of the conductive member, and Fig. 5 is a diagram of the printing head of the present invention. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Substrate, 7... Vibration plate, 11... MIM element, 13... Piezoelectric element, 41... Conductive member.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 インクを射出する複数のノズルと前記複数の
ノズルにそれぞれ連通した加圧室とを備えた基板
と、前記加圧室の壁を構成し前記基板に接着され
る振動板とを有するマルチノズルヘツドにおい
て、 前記振動板上には、印加電圧が小さいときには
抵抗値が大きく印加電圧が大きくなると抵抗値が
小さくなる非線形の電圧−電流特性を示すコンデ
ンサと抵抗の並列回路で構成されるMIM素子と、
両面に電極を備えた圧電素子とを一対の駆動素子
とし、前記それぞれの加圧室に対応して備え、 前記MIM素子の一方の電極と前記圧電素子の
片面の電極とを接続し、前記MIM素子の他方の
電極と前記圧電素子の他面の電極とはそれぞれマ
トリツクス配線とし、前記マトリツクス配線には
それぞれスイツチ手段を接続し、前記一対の駆動
素子を駆動するマルチプレクス駆動手段を有する
ことを特徴とするマルチノズルヘツド。
[Scope of Claims] 1. A substrate including a plurality of nozzles for ejecting ink and pressurizing chambers each communicating with the plurality of nozzles, and a diaphragm forming a wall of the pressurizing chamber and bonded to the substrate. In the multi-nozzle head, there is provided on the diaphragm a parallel circuit of a capacitor and a resistor that exhibits a nonlinear voltage-current characteristic in which the resistance value is large when the applied voltage is small and the resistance value is small when the applied voltage is large. A MIM element that is
A piezoelectric element having electrodes on both sides is used as a pair of drive elements, and is provided corresponding to each of the pressurizing chambers, one electrode of the MIM element and an electrode on one side of the piezoelectric element are connected, and the MIM The other electrode of the element and the electrode on the other side of the piezoelectric element are each formed into matrix wiring, switch means are connected to each of the matrix wiring, and multiplex driving means is provided for driving the pair of driving elements. Multi-nozzle head.
JP6913881A 1981-05-08 1981-05-08 Multinozzle head Granted JPS57182451A (en)

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JPH0717065B2 (en) * 1986-11-27 1995-03-01 富士ゼロックス株式会社 Inkjet recording device
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