JPH1177997A - インクジェットプリンタヘッド - Google Patents
インクジェットプリンタヘッドInfo
- Publication number
- JPH1177997A JPH1177997A JP24711197A JP24711197A JPH1177997A JP H1177997 A JPH1177997 A JP H1177997A JP 24711197 A JP24711197 A JP 24711197A JP 24711197 A JP24711197 A JP 24711197A JP H1177997 A JPH1177997 A JP H1177997A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- switching element
- potential
- piezoelectric element
- ink
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スイッチング素子として薄膜トランジスタ素
子を備えたインクジェットプリンタヘッドにおいて、圧
電素子を高速に充電し、インクを吐出させることを可能
とする。また、低消費電力化、薄膜トランジスタ素子の
経時信頼性の向上を実現する。 【解決手段】 インクを吐出するための駆動電位が、圧
電素子の一方の電極に印加され、圧電素子の他方の電極
が、スイッチング素子の一方の電極に接続され、スイッ
チング素子の他方の電極が、特定の電位に接続されてい
る。
子を備えたインクジェットプリンタヘッドにおいて、圧
電素子を高速に充電し、インクを吐出させることを可能
とする。また、低消費電力化、薄膜トランジスタ素子の
経時信頼性の向上を実現する。 【解決手段】 インクを吐出するための駆動電位が、圧
電素子の一方の電極に印加され、圧電素子の他方の電極
が、スイッチング素子の一方の電極に接続され、スイッ
チング素子の他方の電極が、特定の電位に接続されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタヘッド、特に、多ノズル化・高密度化・低コスト
化を実現する、スイッチング素子として薄膜トランジス
タ素子を備えた、インクジェットプリンタヘッドの駆動
回路に関する。
リンタヘッド、特に、多ノズル化・高密度化・低コスト
化を実現する、スイッチング素子として薄膜トランジス
タ素子を備えた、インクジェットプリンタヘッドの駆動
回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】多ノズル化・高密度化・低コスト化を実
現するインクジェットプリンタヘッドとして、スイッチ
ング素子として薄膜トランジスタ素子を備えたインクジ
ェットプリンタヘッドが挙げられる。
現するインクジェットプリンタヘッドとして、スイッチ
ング素子として薄膜トランジスタ素子を備えたインクジ
ェットプリンタヘッドが挙げられる。
【０００３】従来のインクジェットプリンタヘッドおよ
びその駆動回路に関して調査するために、日本特許情報
機構のＰＡＴＯＬＩＳにより、以下の検索式をもちいて
検索したところ、２７件がヒットした。
びその駆動回路に関して調査するために、日本特許情報
機構のＰＡＴＯＬＩＳにより、以下の検索式をもちいて
検索したところ、２７件がヒットした。
【０００４】インクジェットプリンタ＊回路 これら全てを精査したところ、駆動回路に関する特許と
して、特開平０７００１７３１、特開平０７０６０９６
１、特開平０８１０４００７等があった。ただし、スイ
ッチング素子と圧電素子との接続について、詳しく注目
した特許は無かった。そこで、本発明の発明者は、現在
使用されているインクジェットプリンタヘッドについ
て、独自に調査したところ、従来のインクジェットプリ
ンタヘッドとは、次のようなものである。
して、特開平０７００１７３１、特開平０７０６０９６
１、特開平０８１０４００７等があった。ただし、スイ
ッチング素子と圧電素子との接続について、詳しく注目
した特許は無かった。そこで、本発明の発明者は、現在
使用されているインクジェットプリンタヘッドについ
て、独自に調査したところ、従来のインクジェットプリ
ンタヘッドとは、次のようなものである。
【０００５】図５に、従来のインクジェットプリンタヘ
ッドの等価回路図示す。インクを吐出するための駆動電
位１４が、スイッチング素子１１の一方の電極に印加さ
れ、スイッチング素子１１の他方の電極が、圧電素子１
２の一方の電極に接続され、圧電素子１２の他方の電極
が、接地電位に接続されている。スイッチング素子１１
に、制御電圧１３が印加され、選択的にスイッチング素
子１１が導通状態になる。選択されたスイッチング素子
１１に対しては、駆動電位１４が圧電素子１２に印加さ
れ、インクを吐出する。
ッドの等価回路図示す。インクを吐出するための駆動電
位１４が、スイッチング素子１１の一方の電極に印加さ
れ、スイッチング素子１１の他方の電極が、圧電素子１
２の一方の電極に接続され、圧電素子１２の他方の電極
が、接地電位に接続されている。スイッチング素子１１
に、制御電圧１３が印加され、選択的にスイッチング素
子１１が導通状態になる。選択されたスイッチング素子
１１に対しては、駆動電位１４が圧電素子１２に印加さ
れ、インクを吐出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図６に、従来のインク
ジェットプリンタヘッドの動作電位図を示す。選択され
たスイッチング素子１１では、制御電圧１３としてオン
電位４１が印加される。そして、最高電位がＶ１である
駆動電位４２が印加される。圧電素子１２に印加される
電位が駆動電位４２にほぼ追随するように、スイッチン
グ素子１１は設計されるため、ソース電位、ドレイン電
位とも、駆動電位４２とおよそ等しい電位となる。下図
は、スイッチング素子１１の、ソースドレイン間電圧の
小さいときの、およその出力特性４３である。上図の条
件の場合、動作範囲は、４４で示した範囲となる。すな
わち、０からＶ１までの電圧が印加される。実際には、
ソースドレイン間電圧は時間的に変化するので、特定の
ソースドレイン間電圧の場合の出力特性４３で評価する
ことは間違っているが、定性的には上記の議論は正し
い。。
ジェットプリンタヘッドの動作電位図を示す。選択され
たスイッチング素子１１では、制御電圧１３としてオン
電位４１が印加される。そして、最高電位がＶ１である
駆動電位４２が印加される。圧電素子１２に印加される
電位が駆動電位４２にほぼ追随するように、スイッチン
グ素子１１は設計されるため、ソース電位、ドレイン電
位とも、駆動電位４２とおよそ等しい電位となる。下図
は、スイッチング素子１１の、ソースドレイン間電圧の
小さいときの、およその出力特性４３である。上図の条
件の場合、動作範囲は、４４で示した範囲となる。すな
わち、０からＶ１までの電圧が印加される。実際には、
ソースドレイン間電圧は時間的に変化するので、特定の
ソースドレイン間電圧の場合の出力特性４３で評価する
ことは間違っているが、定性的には上記の議論は正し
い。。
【０００７】出力特性４３をみ見ればわかるように、動
作範囲４４で示した電圧範囲のうち、低電圧側では、ド
レイン電流が極めて小さくなる。そのため、圧電素子１
２を十分高速に充電し、インクを吐出することが困難と
なる可能性がある。この影響は、結晶トランジスタに比
べて、駆動能力の低い、薄膜トランジスタに対して、顕
著になる。
作範囲４４で示した電圧範囲のうち、低電圧側では、ド
レイン電流が極めて小さくなる。そのため、圧電素子１
２を十分高速に充電し、インクを吐出することが困難と
なる可能性がある。この影響は、結晶トランジスタに比
べて、駆動能力の低い、薄膜トランジスタに対して、顕
著になる。
【０００８】そこで、本発明の第１の目的は、スイッチ
ング素子として薄膜トランジスタ素子を備えたインクジ
ェットプリンタヘッドにおいても、圧電素子を高速に充
電し、インクを吐出させることを可能とすることであ
る。
ング素子として薄膜トランジスタ素子を備えたインクジ
ェットプリンタヘッドにおいても、圧電素子を高速に充
電し、インクを吐出させることを可能とすることであ
る。
【０００９】また、圧電素子１２によりインクを吐出す
るためには、高電圧を必要とする場合も多く、消費電力
が増大したり、スイッチング素子１１の経時信頼性が問
題となったりすることがある。
るためには、高電圧を必要とする場合も多く、消費電力
が増大したり、スイッチング素子１１の経時信頼性が問
題となったりすることがある。
【００１０】そこで、本発明の第２の目的は、消費電力
を低減し、スイッチング素子１１の経時信頼性を向上す
ることである。
を低減し、スイッチング素子１１の経時信頼性を向上す
ることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項記載の本発明は、
スイッチング素子および圧電素子を備え、スイッチング
素子に印加される電位を制御することにより、選択的に
圧電素子に電圧が印加され、インクを吐出する、インク
ジェットプリンタヘッドにおいて、インクを吐出するた
めの駆動電位が、圧電素子の一方の電極に印加され、圧
電素子の他方の電極が、スイッチング素子の一方の電極
に接続され、スイッチング素子の他方の電極が、特定の
電位に接続されていることを特徴とする、インクジェッ
トプリンタヘッドである。
スイッチング素子および圧電素子を備え、スイッチング
素子に印加される電位を制御することにより、選択的に
圧電素子に電圧が印加され、インクを吐出する、インク
ジェットプリンタヘッドにおいて、インクを吐出するた
めの駆動電位が、圧電素子の一方の電極に印加され、圧
電素子の他方の電極が、スイッチング素子の一方の電極
に接続され、スイッチング素子の他方の電極が、特定の
電位に接続されていることを特徴とする、インクジェッ
トプリンタヘッドである。
【００１２】本構成によれば、スイッチング素子として
薄膜トランジスタ素子を備えたインクジェットプリンタ
ヘッドにおいても、圧電素子を高速に充電し、インクを
吐出させることが可能となる。また、消費電力の低減、
スイッチング素子の経時信頼性の向上が実現する。
薄膜トランジスタ素子を備えたインクジェットプリンタ
ヘッドにおいても、圧電素子を高速に充電し、インクを
吐出させることが可能となる。また、消費電力の低減、
スイッチング素子の経時信頼性の向上が実現する。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を、図面に基づいて説明する。
態を、図面に基づいて説明する。
【００１４】（実施例）図１に、本発明の実施例に関す
るインクジェットプリンタヘッドの等価回路図示す。イ
ンクを吐出するための駆動電位１４が、圧電素子１２の
一方の電極に印加され、圧電素子１２の他方の電極が、
スイッチング素子１１の一方の電極に接続され、スイッ
チング素子１１の他方の電極が、接地電位に接続されて
いる。スイッチング素子１１に、制御電圧１３が印加さ
れ、選択的にスイッチング素子１１が導通状態になる。
選択されたスイッチング素子１１に対しては、圧電素子
１２の他方の電極が接地電位に接続されるので、駆動電
位１４が圧電素子１２に印加され、インクを吐出する。
また、選択されなかったスイッチング素子１１に対して
は、圧電素子１２の他方の電極がフローティングとなる
ため、駆動電位１４が圧電素子１２に有効に印加され
ず、インクの吐出が抑制される。
るインクジェットプリンタヘッドの等価回路図示す。イ
ンクを吐出するための駆動電位１４が、圧電素子１２の
一方の電極に印加され、圧電素子１２の他方の電極が、
スイッチング素子１１の一方の電極に接続され、スイッ
チング素子１１の他方の電極が、接地電位に接続されて
いる。スイッチング素子１１に、制御電圧１３が印加さ
れ、選択的にスイッチング素子１１が導通状態になる。
選択されたスイッチング素子１１に対しては、圧電素子
１２の他方の電極が接地電位に接続されるので、駆動電
位１４が圧電素子１２に印加され、インクを吐出する。
また、選択されなかったスイッチング素子１１に対して
は、圧電素子１２の他方の電極がフローティングとなる
ため、駆動電位１４が圧電素子１２に有効に印加され
ず、インクの吐出が抑制される。
【００１５】図２に、本発明の実施例に関するインクジ
ェットプリンタヘッドの駆動回路図を示す。シフトレジ
スタ２１から順次パルスが出力され、これに対応して、
選択信号発生回路２６から印刷しようとする画像に関す
る信号が出力されて、ラッチ回路２２にサンプリングさ
れる。ラッチ回路２２の出力は、バッファ回路２３によ
り駆動能力が向上し、スイッチング素子２４の制御電位
１３を供給する。駆動電位発生回路２７からは、駆動電
位１４が供給される。
ェットプリンタヘッドの駆動回路図を示す。シフトレジ
スタ２１から順次パルスが出力され、これに対応して、
選択信号発生回路２６から印刷しようとする画像に関す
る信号が出力されて、ラッチ回路２２にサンプリングさ
れる。ラッチ回路２２の出力は、バッファ回路２３によ
り駆動能力が向上し、スイッチング素子２４の制御電位
１３を供給する。駆動電位発生回路２７からは、駆動電
位１４が供給される。
【００１６】図３に、本発明の実施例に関するインクジ
ェットプリンタヘッドの構造図を示す。インクは、イン
クタンク３５、リザーバ３６、キャビティ３７を通っ
て、圧電素子３４により吐出される。圧電素子３４の駆
動は、ＦＰＣ３１、薄膜トランジスタ基板３２、引出電
極３３を通じて行われる。
ェットプリンタヘッドの構造図を示す。インクは、イン
クタンク３５、リザーバ３６、キャビティ３７を通っ
て、圧電素子３４により吐出される。圧電素子３４の駆
動は、ＦＰＣ３１、薄膜トランジスタ基板３２、引出電
極３３を通じて行われる。
【００１７】図４に、本発明の実施例に関するインクジ
ェットプリンタヘッドの動作電位図を示す。選択された
スイッチング素子１１では、制御電圧１３としてオン電
位４１が印加される。なお、ここでは、スイッチング素
子１１として、ｎチャネル型の電界効果型トランジスタ
を想定しているが、それ以外のスイッチング素子でもよ
い。そして、駆動電位４２が印加される。圧電素子１２
に印加される電位が駆動電位４２にほぼ追随するよう
に、スイッチング素子１１は設計されるため、ソース電
位、ドレイン電位とも、駆動電位４２とおよそ等しい電
位となる。下図は、スイッチング素子１１の、ソースド
レイン間電圧の小さいときの、およその出力特性４３で
ある。上図の条件の場合、動作範囲は４４で示した範囲
となる。すなわち、Ｖ１付近の電位のみが印加される。
実際には、ソースドレイン間電圧は時間的に変化するの
で、特定のソースドレイン間電圧の場合の出力特性４３
で評価することは正確ではないが、定性的には上記の議
論は正しい。。
ェットプリンタヘッドの動作電位図を示す。選択された
スイッチング素子１１では、制御電圧１３としてオン電
位４１が印加される。なお、ここでは、スイッチング素
子１１として、ｎチャネル型の電界効果型トランジスタ
を想定しているが、それ以外のスイッチング素子でもよ
い。そして、駆動電位４２が印加される。圧電素子１２
に印加される電位が駆動電位４２にほぼ追随するよう
に、スイッチング素子１１は設計されるため、ソース電
位、ドレイン電位とも、駆動電位４２とおよそ等しい電
位となる。下図は、スイッチング素子１１の、ソースド
レイン間電圧の小さいときの、およその出力特性４３で
ある。上図の条件の場合、動作範囲は４４で示した範囲
となる。すなわち、Ｖ１付近の電位のみが印加される。
実際には、ソースドレイン間電圧は時間的に変化するの
で、特定のソースドレイン間電圧の場合の出力特性４３
で評価することは正確ではないが、定性的には上記の議
論は正しい。。
【００１８】出力特性４３を見ればわかるように、低電
圧側ではドレイン電流が極めて小さくなるが、動作範囲
４４は高電位側のみであり、この範囲ではドレイン電流
は大きい。このため、圧電素子１２を十分高速に充電
し、インクを吐出することが可能となる。なお選択され
ないスイッチング素子１１に対しても、リーク電流とな
るドレイン電流が若干増加するが、もともと極めて微少
な電流なので、特性の劣化は見られない。
圧側ではドレイン電流が極めて小さくなるが、動作範囲
４４は高電位側のみであり、この範囲ではドレイン電流
は大きい。このため、圧電素子１２を十分高速に充電
し、インクを吐出することが可能となる。なお選択され
ないスイッチング素子１１に対しても、リーク電流とな
るドレイン電流が若干増加するが、もともと極めて微少
な電流なので、特性の劣化は見られない。
【００１９】また、逆の見方をすると、同一の吐出能力
を得たままで、低電圧化が可能となる。故に、低消費電
力化、高信頼性化が可能となる。
を得たままで、低電圧化が可能となる。故に、低消費電
力化、高信頼性化が可能となる。
【００２０】これら効果は、結晶トランジスタに比べ
て、駆動能力および経時信頼性の低い、薄膜トランジス
タに対して、顕著になる。すなわち、スイッチング素子
が、非晶質シリコン薄膜トランジスタ素子、摂氏６００
度以下の低温プロセスで形成された多結晶シリコン薄膜
トランジスタ素子または摂氏６００度以上の高温プロセ
スで形成された多結晶シリコン薄膜トランジスタ素子で
ある場合に、効果が顕著になる。
て、駆動能力および経時信頼性の低い、薄膜トランジス
タに対して、顕著になる。すなわち、スイッチング素子
が、非晶質シリコン薄膜トランジスタ素子、摂氏６００
度以下の低温プロセスで形成された多結晶シリコン薄膜
トランジスタ素子または摂氏６００度以上の高温プロセ
スで形成された多結晶シリコン薄膜トランジスタ素子で
ある場合に、効果が顕著になる。
【図１】本発明の実施例に係るインクジェットプリンタ
ヘッドの等価回路図。
ヘッドの等価回路図。
【図２】本発明の実施例に係るインクジェットプリンタ
ヘッドの駆動回路図。
ヘッドの駆動回路図。
【図３】本発明の実施例に係るインクジェットプリンタ
ヘッドの構造図。
ヘッドの構造図。
【図４】本発明の実施例に係るインクジェットプリンタ
ヘッドの動作電位図。
ヘッドの動作電位図。
【図５】従来のインクジェットプリンタヘッドの等価回
路図。
路図。
【図６】従来のインクジェットプリンタヘッドの動作電
位図。
位図。
１１ スイッチング素子 １２ 圧電素子 １３ 制御電位 １４ 駆動電位 ２１ シフトレジスタ ２２ ラッチ回路 ２３ バッファ回路 ２４ スイッチング素子 ２５ 圧電素子 ２６ 選択信号発生回路 ２７ 駆動電位発生回路 ３１ ＦＰＣ ３２ 薄膜トランジスタ基板 ３３ 引出電極 ３４ 圧電素子 ３５ インクタンク ３６ リザーバ ３７ キャビティ ４１ オン電位 ４２ 駆動電位 ４３ 出力特性 ４４ 動作範囲
Claims (1)
- 【請求項１】 スイッチング素子および圧電素子を備
え、前記スイッチング素子に印加される電位を制御する
ことにより、選択的に前記圧電素子に電圧が印加され、
インクを吐出する、インクジェットプリンタヘッドにお
いて、 インクを吐出するための駆動電位が、前記圧電素子の一
方の電極に印加され、前記圧電素子の他方の電極が、前
記スイッチング素子の一方の電極に接続され、前記スイ
ッチング素子の他方の電極が、特定の電位に接続されて
いることを特徴とする、インクジェットプリンタヘッ
ド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24711197A JPH1177997A (ja) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | インクジェットプリンタヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24711197A JPH1177997A (ja) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | インクジェットプリンタヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1177997A true JPH1177997A (ja) | 1999-03-23 |
Family
ID=17158608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24711197A Withdrawn JPH1177997A (ja) | 1997-09-11 | 1997-09-11 | インクジェットプリンタヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1177997A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019130823A (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置 |
-
1997
- 1997-09-11 JP JP24711197A patent/JPH1177997A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019130823A (ja) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | セイコーエプソン株式会社 | 液体吐出装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041207 |