JPH0948119A - ヘッドユニット検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヘッドと駆動回路との接続配線途中に検査端
子を設けることなく接続配線が確実に行われているか簡
便な方法で検査すること。 【構成】 ヘッドユニット１が、正常に接続配線されて
いる時には、電流計５が測定する電流値は、駆動回路３
自身が消費する電流値と、駆動電極と接地電極間に存在
する抵抗と、駆動電極間に存在する抵抗とに流れる電流
値との加算された値となり、制御判定部９は正常と判断
する。しかし、ヘッドユニット１の接続配線に開放部分
があると、駆動回路３自身が消費する電流値だけとな
り、制御判定部９は異常と判定する。また、ヘッドユニ
ット１の接続配線に短絡部分があると、駆動電極と接地
電極間に存在する抵抗あるいは、駆動電極間に存在する
抵抗の値が小さくなり流れる電流値が大きくなり、制御
判定部９は異常と判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヘッドユニット検査装
置に関し、特にアクチュエータであるヘッドと駆動回路
とを電気的に接続してあるヘッドユニットの電気特性を
検査するヘッドユニット検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット式のヘッドユニットは、
図４に示す要部構成になっていた。

【０００３】図５は、図４で説明したインクジェット式
印字ヘッドを用いたヘッドユニットの電気回路の概略図
である。

【０００４】図示しないインク供給源内のインクは、カ
バープレート５０に形成されたインク供給口５１及びマ
ニホールド５２を介して、圧電素子で形成されている隔
壁５３ａ、５３ｂにより区画されたインク室５４ａ、５
４ｂ、５４ｃに充填される。その各インク室５４の端部
を覆うノズルプレート５５には、インク５６の吐出穴と
なるノズル穴５７が設けられている。隔壁５３ａ、５３
ｂには、駆動電極５８ａ、５８ｂと接地電極５９とが設
けられている。これらの駆動電極５８ａ、５８ｂ及び接
地電極５９は、接続点６０に電気的に接続されている。
接続点６０にて接続される配線基板６１に装着された駆
動回路６２から駆動信号がヘッドへ供給される。駆動回
路６２から駆動電極５８ａ、５８ｂに駆動信号が供給さ
れ、接地電極５９がグランドに接続されることにより、
圧電素子で形成された隔壁５３ａ、５３ｂが変形し、イ
ンクを噴射するインク噴射エネルギーがインク室５４ｂ
内のインク５６に発生する。すると、インク５６は、ノ
ズル穴５７よりインク滴となって飛翔し、記録紙に付着
する。駆動回路６２は、配線基板６１に設けられたユニ
ットインターフェース６３から電源６４と制御信号６５
が入力される。

【０００５】上述したように、インクジェット式印字ヘ
ッドを備えるヘッドユニットでは、圧電素子の隔壁５３
ａ、５３ｂに設けられた対向する駆動電極５８ａ、５８
ｂと接地電極５９との間に駆動信号を印加し、圧電素子
に機械的変形をさせ、インク室５４ｂ内のインク５６に
エネルギーを発生してノズル穴５７よりインク滴を吐出
させる。ここで、駆動回路６２からみると、圧電素子に
設けられた駆動電極５８ａ、５８ｂと接地電極５９との
間は、静電容量性と高抵抗性負荷とみなせる。このた
め、圧電素子に設けられた対向する駆動電極５８ａ、５
８ｂと接地電極５９との間の電位差を増すには、駆動回
路６２から電荷を充電する充電電流が必要となる。ま
た、前記電位差を無くすには、駆動電極５８ａ、５８ｂ
と接地電極５９との間の電荷を放電する放電電流を流す
必要がある。

【０００６】このため、ヘッドと配線基板６１との接続
即ち、ヘッドの各電極と駆動回路６２が確実に電気的に
接続されているかどうかの検査が必要である。そのた
め、ヘッドの各電極と駆動回路６２の接続配線途中に開
放短絡検査に用いる検査端子６６を設ける必要があっ
た。検査端子６６の個数は、駆動電極５８から接続点６
０へ引き出された信号線の個数と接地電極５９から接続
点６０に引き出された信号線の個数との和の個数分必要
であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来例のヘッドユニット検査装置では、ヘッド
のノズル数が増加するに従って検査端子６６の個数が増
加し、配線基板６１の面積に対し検査端子の占める面積
が増加するという問題点があった。

【０００８】さらに、検査端子６６を小型化し、狭ピッ
チ化を進めると検査端子６６に接触するコンタクトプロ
ーブの実現が困難になるという問題点もあった。

【０００９】また、ヘッドユニットの小型化を進めて行
くと、ヘッドと駆動回路６２が、極めて接近し検査端子
６６を設ける場所が無くなるという問題点があった。

【００１０】本発明は、上述した従来の問題点を解決
し、ヘッドと駆動回路の接続配線途中に検査端子を設け
ることなく接続配線が確実に行われているか簡便な方法
で検査するヘッドユニット検査装置を提供するものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に請求項１の発明では、アクチュエータに電気信号を印
加することにより、そのアクチュエータが発するエネル
ギーにより文字や図形等を記録するヘッドと、ヘッドを
駆動するための駆動回路とを電気的接続したヘッドユニ
ットの電気特性を検査するヘッドユニット検査装置にお
いて、ヘッドユニットを駆動するための駆動制御部と、
駆動回路に流れる電源電流を測定する電流計と、駆動制
御部を制御し、電流計の測定値を判定するための制御判
定部とを具備する。

【００１２】また請求項２の発明では、請求項１の発明
において駆動制御部は、前記ヘッドユニットを駆動する
ための制御信号を駆動回路へ転送するための制御信号発
生回路を具備する。

【００１３】また請求項３の発明では、前記駆動制御部
の制御信号発生回路は、１つのアクチュエータに対して
１つの制御信号を出力し、前記電流計は前記ヘッドの抵
抗に流れる電流を測定する。

【００１４】また請求項４の発明では、請求項１または
２の駆動制御部の制御信号発生回路が発する制御信号
は、アクチュエータ個々に駆動する。

【００１５】また請求項５の発明では、請求項１または
２の駆動制御部の駆動信号発生回路が発する制御信号
は、アクチュエータ全部を同時に駆動する。

【００１６】そして請求項６の発明は、アクチュエータ
は多数あり、各アクチュエータの発するエネルギーによ
り、インクを噴射し、文字や図形等を記録する。

【００１７】

【作用】上記請求項１の構成のヘッドユニット検査装置
では、制御判定部により制御される駆動制御部がヘッド
ユニットを駆動し、ヘッドを駆動するために駆動回路に
流れる電流を電流計が測定し、測定した電流値に基づい
て制御判定部が、ヘッドと駆動回路との接続配線が正常
かどうか判定する。

【００１８】また請求項２の構成のヘッドユニット検査
装置では、駆動制御部の制御信号発生回路が、ヘッドユ
ニットの駆動回路へ制御信号を転送し、駆動回路が駆動
する。

【００１９】また請求項３の構成のヘッドユニット検査
装置では、前記駆動制御部の制御信号発生回路が、１つ
のアクチュエータに対して１つの制御信号を出力し、前
記電流計が、前記ヘッドの抵抗に流れる電流を測定す
る。

【００２０】また請求項４の構成のヘッドユニット検査
装置では、制御信号発生回路が、個々のアクチュエータ
の接続配線が正常か検査するために、アクチュエータを
個々に駆動する制御信号を発生する。

【００２１】また請求項５の構成のヘッドユニット検査
装置では、制御信号発生回路が、アクチュエータの接続
配線が正常か検査するために、アクチュエータを全部を
同時に駆動する制御信号を発生する。

【００２２】そして請求項６では、アクチュエータは多
数あり、各アクチュエータが発するエネルギーによっ
て、インクが噴射され、文字や図形等が記録される。

【００２３】

【実施例】以下、本発明をインクジェット式のヘッドユ
ニット検査装置に実施した実施例にしたがって説明す
る。但し、従来例と同一の部分については、同一の符号
を付し、その説明を省略する。

【００２４】このヘッドユニット検査装置において、複
数のアクチュエータで構成されたヘッドは、図４で説明
したものと同様な構造のものが使用される。

【００２５】図１は、ヘッドユニット検査装置の電気回
路の概略図である。

【００２６】ヘッドユニット１は、ヘッド２、駆動回路
３、ユニットインターフェース４とこれらを接続配線す
る配線基板で構成されている。

【００２７】ヘッド２は、図４と同様な構成である。

【００２８】駆動回路３は、ユニットインターフェース
４より電源と制御信号を入力されることにより、ヘッド
２を駆動するための電気信号である駆動信号をヘッド２
の各電極へ出力する。

【００２９】ユニットインターフェース４は、電流計５
経由で安定化電源７から電源が入力され、駆動制御部６
より制御信号も入力され、駆動回路３へ入力する。

【００３０】電流計５は、制御判定部９からの測定指令
により、安定化電源７より供給される駆動回路３へ流れ
る電流値を測定する。そして、測定した電流値を制御判
定部９へ出力する。

【００３１】安定化電源７は、電流計５を経由してヘッ
ドユニット１に電源を供給するものである。

【００３２】駆動制御部６は、制御信号発生回路８を包
含し、制御判定部９より出力される指令信号を入力され
ることにより、制御信号発生回路８により指令信号を制
御信号に変換してヘッドユニット１に出力する。

【００３３】次に動作を図２を基に説明する。

【００３４】図２の波形１０、１１、１２で示すシング
ルパルスがヘッド２の各駆動電極毎に順次印加するよう
に指令信号を、制御判定部９により駆動制御部６に出力
する。

【００３５】駆動制御部６に入力された指令信号は、制
御信号発生回路８へ入力され、制御信号として、ヘッド
ユニットインターフェース４へ出力される。

【００３６】そして、ユニットインターフェース４へ入
力された制御信号は、駆動回路３に入力され、駆動回路
３は、図２の波形１０、１１、１２に示すような駆動信
号をヘッド２へ出力する。

【００３７】この時、安定化電源７から、電流計５を経
由してヘッドユニット１に電源が供給される。

【００３８】まず最初に、全駆動電極に電圧が、印加さ
れていない時に、駆動回路３自身で消費する電流値１４
を求める。

【００３９】そして、電流計５は、各駆動電極に電圧が
印加されている間に制御判定部９の測定指令により電流
値を測定し、制御判定部９へ出力する。

【００４０】ヘッドユニット１が、正常に接続配線され
ている時には、電流値は、図２の正常１８の部分に示す
ように駆動回路３自身が消費する電流値１４と、駆動電
極と接地電極との間に存在する抵抗及び駆動電極間に存
在する抵抗に流れる電流値１５との加算された値とな
り、制御判定部９は正常に接続配線されていると判定す
る。

【００４１】しかし、ヘッドユニット１の接続配線に開
放部分があると、駆動電極と接地電極間に存在する抵抗
あるいは駆動電極間に存在する抵抗に流れる電流値１６
が微少値もしくは０となり、図２の開放１９の部分のよ
うにはぼ駆動回路３自身が消費する電流値１４だけとな
り、制御判定部９は、正常に接続配線されていない、つ
まり開放部分があると判定する。

【００４２】また、ヘッドユニット１の接続配線に短絡
部分があると、駆動電極と接地電極間に存在する抵抗あ
るいは駆動電極間に存在する抵抗の値が小さくなり流れ
る電流値１７が大きくなり、図２の短絡２０の部分のよ
うになり、制御判定部９は正常に接続配線されていな
い、つまり短絡部分があると判定する。

【００４３】以上のように、ヘッドユニット１の接続配
線の開放短絡を検査するために接続配線途中に検査端子
を設けることなく接続配線に占められる面積を最小限に
することが可能となる。このため、ヘッドユニット１の
本来のユニットインターフェース４から接続配線の検査
ができるため、ヘッドユニット１の小型化ができ、コス
ト削減を計ることが可能になる。

【００４４】特に各駆動電極毎に順次電圧が印加される
ため、隣接した駆動電極に接続された接続配線異常の検
査に適している。

【００４５】次に、図３の波形３１で示すのように各駆
動電極全部同時に電圧が印加されるような場合の動作を
説明する。

【００４６】制御判定部９によりヘッドの駆動電極に図
３の波形３１で示すように各駆動電極全部同時に電圧が
印加されるような指令信号を駆動制御部６に出力され
る。

【００４７】駆動制御部６に入力された指令信号は、制
御信号発生回路８へ入力され、制御信号としてヘッドユ
ニットインターフェース４へ出力される。

【００４８】そして、ユニットインターフェース４へ入
力された制御信号は、駆動回路３に入力され、駆動回路
３は、図３の波形３１に示すような駆動信号をヘッド２
へ出力する。

【００４９】この時、安定化電源７から、電流計５を経
由してヘッドユニット１に電源が供給される。

【００５０】まず最初に、全駆動電極に電圧が、印加さ
れていない時に、駆動回路３自身で消費する電流値３
３、３６、３９を求める。

【００５１】そして、 電流計５は、各駆動電極に電圧
が印加されている間に制御判定部９の測定指令により電
流値を測定し、制御判定部９へ出力する。

【００５２】ヘッドユニット１が、正常に接続配線され
ている時には、電流値は、図３の正常４１の部分に示す
ように駆動回路３自身が消費する電流値３３と、駆動電
極と接地電極との間に存在する抵抗と駆動電極間に存在
する抵抗に流れる電流値３４との加算された値となり、
制御判定部９は、正常に接続配線されていると判定す
る。

【００５３】しかし、ヘッドユニット１の接続配線に開
放部分があると、駆動電極と接地電極間に存在する抵抗
あるいは、駆動電極間に存在する抵抗に流れる電流値３
７が微少値あるいは０となり、図３の開放４２の部分の
ようにはぼ駆動回路３自身が消費する電流値３６だけと
なり、制御判定部９は、正常に接続配線されていない、
つまり開放部分があるとが判定する。

【００５４】また、ヘッドユニット１の接続配線に短絡
部分があると、駆動電極と接地電極間に存在する抵抗あ
るいは、駆動電極間に存在する抵抗の値が小さくなり流
れる電流値４０が大きくなり、図３の短絡４３の部分の
ようなり、制御判定部９は、正常に接続配線されていな
い、つまり短絡部分があると判定する。

【００５５】以上のように、ヘッドユニット１の接続配
線の開放短絡を検査するために接続配線途中に検査端子
を設けることなく接続配線に占められる面積を最小限に
することが可能となる。このため、ヘッドユニット１の
本来のユニットインターフェース４から接続配線の検査
ができるため、ヘッドユニット１の小型化ができ、コス
ト削減を計ることが可能になる。

【００５６】特に全駆動電極毎に電圧が、同時印加され
るため駆動電極に接続された接続配線と接地電極に接続
された接続配線間異常の検査に適している。

【００５７】なお、上記両実施例では、機械的変位を利
用してインクを噴射するインクジェット式印字ヘッドを
有するヘッドユニット検査装置に本発明を用いたが熱的
変位を利用してインクを噴射するインクジェット式印字
ヘッドやインパクト式印字ヘッドやサーマル式印字ヘッ
ドのヘッドユニット検査装置に本発明を用いても、同様
の効果が得られる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したことから明かなようにヘッ
ドユニット検査装置によれば、ヘッドユニットが消費す
る電流値を測定することにより、ヘッドユニット内の駆
動回路とヘッドとを接続する接続配線の開放短絡検査を
速やかに簡便に検査することが可能となる。また、ヘッ
ドユニットの接続配線の開放短絡を検査するために接続
配線途中に検査端子を設けることなく接続配線に占めら
れる面積を最小限にすることが可能となる。このため、
ヘッドユニットの小型化ができ、コスト削減を計ること
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のヘッドユニット検査装置の
電気回路を示すブロック図である。

【図２】第１の実施例のヘッドユニット検査装置の動作
タイミングを示す説明図である。

【図３】第２の実施例のヘッドユニット検査装置の動作
タイミングを示す説明図である。

【図４】従来及び本実施例のインクジェット式印字ヘッ
ドユニットを示す要部断面図である。

【図５】従来のヘッドユニットの電気回路を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ ヘッドユニット ２ ヘッド ３ 駆動回路 ５ 電流計 ６ 駆動制御部 ８ 制御信号発生回路 ９ 制御判定部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクチュエータに電気信号を印加するこ
   とにより、そのアクチュエータが発するエネルギーによ
   り文字や図形等を記録するヘッドと、前記ヘッドを駆動
   するための駆動回路とを電気的接続したヘッドユニット
   の電気特性を検査するヘッドユニット検査装置におい
   て、 前記ヘッドユニットを駆動するための駆動制御部と、 前記駆動回路に流れる電源電流を測定する電流計と、 前記駆動制御部を制御し、前記電流計の測定値を判定す
   るための制御判定部とを具備することを特徴とするヘッ
   ドユニット検査装置。
2. 【請求項２】 前記駆動制御部は、前記ヘッドユニット
   を駆動するための制御信号を前記駆動回路へ転送するた
   めの制御信号発生回路を具備することを特徴とする請求
   項１記載のヘッドユニット検査装置。
3. 【請求項３】 前記駆動制御部の制御信号発生回路は、
   １つのアクチュエータに対して１つの制御信号を出力
   し、前記電流計は前記ヘッドの抵抗に流れる電流を測定
   することを特徴とする請求項２記載のヘッドユニット検
   査装置。
4. 【請求項４】 前記駆動制御部の制御信号発生回路が発
   する制御信号は、前記アクチュエータ個々に駆動するこ
   とを特徴とする請求項１〜３記載のヘッドユニット検査
   装置。
5. 【請求項５】 前記駆動制御部の駆動信号発生回路が発
   する制御信号は、前記アクチュエータ全部を同時に駆動
   することを特徴とする請求項１〜３記載のヘッドユニッ
   ト検査装置。
6. 【請求項６】 前記アクチュエータは多数あり、各アク
   チュエータの発するエネルギーにより、インクを噴射
   し、文字や図形等を記録することを特徴とする請求項１
   〜５のいずれか記載のヘッドユニット検査装置。