JPS59115860A - インクジエツト記録装置 - Google Patents
インクジエツト記録装置Info
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- JPS59115860A JPS59115860A JP23084582A JP23084582A JPS59115860A JP S59115860 A JPS59115860 A JP S59115860A JP 23084582 A JP23084582 A JP 23084582A JP 23084582 A JP23084582 A JP 23084582A JP S59115860 A JPS59115860 A JP S59115860A
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- liquid pressure
- flexible membrane
- chamber
- pressure
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- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
- B41J2/17566—Ink level or ink residue control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
- B41J2/17566—Ink level or ink residue control
- B41J2002/17573—Ink level or ink residue control using optical means for ink level indication
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J2/005—Typewriters 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
- B41J2/17566—Ink level or ink residue control
- B41J2002/17586—Ink level or ink residue control using ink bag deformation for ink level indication
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- Ink Jet (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はインクジェット記録装置における記録ヘッド内
又はインク貯蔵タンク内あるいはインク供給系内のイン
クの液圧検知又はインク残量検知に関するものである。
又はインク貯蔵タンク内あるいはインク供給系内のイン
クの液圧検知又はインク残量検知に関するものである。
インクジェット記録装置は、一般に極めて低騒音で高速
記録が可能なほか、安価な普通紙が使え、現像・定着等
の復雑な処理を必要としない利点をもっている。更に小
径ドツトやドツト間隔縮少により高解像力画像記録を可
能とし、漢字・図形などの記録にも有効である。
記録が可能なほか、安価な普通紙が使え、現像・定着等
の復雑な処理を必要としない利点をもっている。更に小
径ドツトやドツト間隔縮少により高解像力画像記録を可
能とし、漢字・図形などの記録にも有効である。
インクジェット記録装置の記録ヘッドについては、従来
いくつかの方式が開発・実用化さnている。
いくつかの方式が開発・実用化さnている。
例えば特公昭53−12138号公報に示さnるような
、オンデマンド方式と呼ばnるインクジェット記録方式
か近年開発さn1注目さnている。こnは記録のための
電気信号に応答して電気パルスが記録ヘッドに印加さn
る都度、圧力室の容積変化によってノズルからインク小
滴を噴射する方式のインクジェット記録装置である。
、オンデマンド方式と呼ばnるインクジェット記録方式
か近年開発さn1注目さnている。こnは記録のための
電気信号に応答して電気パルスが記録ヘッドに印加さn
る都度、圧力室の容積変化によってノズルからインク小
滴を噴射する方式のインクジェット記録装置である。
このオンデマンド方式の特徴は、画像信号に対応して、
必要な時だけインクを噴出するので、不要インクを回収
するシステムが不要となり、このため、インクの消費量
が少なく、高信頼性を得ることが出来、また記録装置自
体も小型軽量で低価格にすることが可能である。また、
別の特徴としては、ひとつの記録ヘッド上に、容易に多
数のチャンネルを実装できるため、高解像力や高速印字
性能を得ることが出来、またカラー化も容易である。
必要な時だけインクを噴出するので、不要インクを回収
するシステムが不要となり、このため、インクの消費量
が少なく、高信頼性を得ることが出来、また記録装置自
体も小型軽量で低価格にすることが可能である。また、
別の特徴としては、ひとつの記録ヘッド上に、容易に多
数のチャンネルを実装できるため、高解像力や高速印字
性能を得ることが出来、またカラー化も容易である。
更に上記方式を実用化したオンデマンド型インクジエツ
ト記録装置として、特公昭54−35936号公報があ
る。こねは、一つの記録ヘッド内に複数のノズルを実装
するという方式をとっている。
ト記録装置として、特公昭54−35936号公報があ
る。こねは、一つの記録ヘッド内に複数のノズルを実装
するという方式をとっている。
第1図および第2図はこの方式を説明する模式的概略図
で、そn’vn断面図および平面図を示す。
で、そn’vn断面図および平面図を示す。
第3図は上記記録方法により7個のノズル系列より成る
具体的構成のインクジェット記録ヘッドである。
具体的構成のインクジェット記録ヘッドである。
第1図ないし3図において、複数のノズルlと、該ノズ
ル1に連通ずる複数の圧力室2と、該圧力室a内にイン
クタンク7からのインクを分配供給する共通の共同イン
ク室3とを備え、かつ上記部分1,2.3が同一面内に
配置された構造をなすものである。
ル1に連通ずる複数の圧力室2と、該圧力室a内にイン
クタンク7からのインクを分配供給する共通の共同イン
ク室3とを備え、かつ上記部分1,2.3が同一面内に
配置された構造をなすものである。
記録用インクはインクタンク7からフィルり6、弁手段
5を経てインク供給管4を通って記録ヘッドの共同イン
ク室3へ供給される。共同インク室3は、画1象のたて
方向の画素に対応する複数のノズル1に連通する複数の
圧力室2に分岐さnる。
5を経てインク供給管4を通って記録ヘッドの共同イン
ク室3へ供給される。共同インク室3は、画1象のたて
方向の画素に対応する複数のノズル1に連通する複数の
圧力室2に分岐さnる。
また各圧力室2の壁の一部には、電子ノ<ルス発生器9
に電気的に接続さnた圧電変換素子8が接着さnている
。圧電変換素子8は、前記発生器9から電気信号を受け
ると圧力室2の内側へ撓むことのできる適当な可撓板で
、例えばピエゾ電気クリスタルから成り、導電性薄膜に
よって圧力室の外壁面に接着さnている。
に電気的に接続さnた圧電変換素子8が接着さnている
。圧電変換素子8は、前記発生器9から電気信号を受け
ると圧力室2の内側へ撓むことのできる適当な可撓板で
、例えばピエゾ電気クリスタルから成り、導電性薄膜に
よって圧力室の外壁面に接着さnている。
この方法においては、電子ノぐルス発生器9からの電気
信号により圧電変換素子8は圧力室2の内方に急激に撓
み、このため生ずる圧力室2の容積の急激な減少は内部
のインクをノズル1からインク小滴として放出、飛翔さ
せ、対向する記録紙上に到達させてドツト記録を達成す
る。インク滴噴射による圧力室2内のインクの減少分は
、共同インク室3内に貯蔵さねたインクが圧力室3内に
流入してこれを細う。また、共同インク室3内のインク
の減少は、共同インク室3の壁の一部をなす可撓膜上0
および該可撓膜10の外部に設けられ。
信号により圧電変換素子8は圧力室2の内方に急激に撓
み、このため生ずる圧力室2の容積の急激な減少は内部
のインクをノズル1からインク小滴として放出、飛翔さ
せ、対向する記録紙上に到達させてドツト記録を達成す
る。インク滴噴射による圧力室2内のインクの減少分は
、共同インク室3内に貯蔵さねたインクが圧力室3内に
流入してこれを細う。また、共同インク室3内のインク
の減少は、共同インク室3の壁の一部をなす可撓膜上0
および該可撓膜10の外部に設けられ。
た液圧検出手段によって圧力減少として検出さnている
。液圧検出手段は、前記可撓膜10の変位置検出部分に
、先端部が接着さnた長い片持梁状のビーム11と、該
ビーム11の基部に設けらねたストレイン・ゲージ12
とから成る。上記液圧検出手段によって共同インク室3
内の液圧が所定下限値以下になったことを検出されると
、電気信号が発せらちで、弁手段5が開状態となりイン
クタンク内のインクがインク供給管4を通って、共同イ
ンク室3内に導入される。また上記液圧検出手段によっ
て検出される共同インク室3内の液圧が所定上限値以上
になると、弁手段は閉状態になり、インクタンク7から
共同インク室3へのインクの流入は停止される。このよ
うにして共同インク室3内のインクの液圧は常時上記上
下限値内に保だわ1、この液圧状態において、ノズル1
からインク滴が安定して噴射を継続することか可能とな
るのである。
。液圧検出手段は、前記可撓膜10の変位置検出部分に
、先端部が接着さnた長い片持梁状のビーム11と、該
ビーム11の基部に設けらねたストレイン・ゲージ12
とから成る。上記液圧検出手段によって共同インク室3
内の液圧が所定下限値以下になったことを検出されると
、電気信号が発せらちで、弁手段5が開状態となりイン
クタンク内のインクがインク供給管4を通って、共同イ
ンク室3内に導入される。また上記液圧検出手段によっ
て検出される共同インク室3内の液圧が所定上限値以上
になると、弁手段は閉状態になり、インクタンク7から
共同インク室3へのインクの流入は停止される。このよ
うにして共同インク室3内のインクの液圧は常時上記上
下限値内に保だわ1、この液圧状態において、ノズル1
からインク滴が安定して噴射を継続することか可能とな
るのである。
尚、前記可撓膜lOは、記録ヘッドの前記共同インク室
3の開口部を給って接着さnて土壁を形成し、該室3内
のインクを密封している。また前記共同インク室3の容
積は、圧力室2の容積変化量に対し充分大きく作らnて
いる。
3の開口部を給って接着さnて土壁を形成し、該室3内
のインクを密封している。また前記共同インク室3の容
積は、圧力室2の容積変化量に対し充分大きく作らnて
いる。
このような共同インク室3と可撓膜l○とは、インクが
満たさnて、インク噴射時に圧力室2の変形によるイン
クの戻り圧力を吸収できるよう構成さnている。即ち、
マルチノズル形式の記録ヘッドにおいては、ひとつのチ
ャネルの圧力室から発生した圧力波が、共同インク室を
経由して別のチャネルの圧力室に波及し別のチャネルの
インク滴の噴射飛翔特性を劣化させる。いわゆるチャネ
ルインターラクションを生ずるが、こちら共同インク室
3および可撓膜10(j、こうした圧力波のまわり込み
を防止することができる。
満たさnて、インク噴射時に圧力室2の変形によるイン
クの戻り圧力を吸収できるよう構成さnている。即ち、
マルチノズル形式の記録ヘッドにおいては、ひとつのチ
ャネルの圧力室から発生した圧力波が、共同インク室を
経由して別のチャネルの圧力室に波及し別のチャネルの
インク滴の噴射飛翔特性を劣化させる。いわゆるチャネ
ルインターラクションを生ずるが、こちら共同インク室
3および可撓膜10(j、こうした圧力波のまわり込み
を防止することができる。
上記のような構成をなす記録ヘッドにおいては、記録ヘ
ッド内のインクの液圧は常に一定に維持ぎ才1ねはなら
ないか、下記の原因により液圧低下を発生することがあ
る。
ッド内のインクの液圧は常に一定に維持ぎ才1ねはなら
ないか、下記の原因により液圧低下を発生することがあ
る。
即ち、記録時にドツト密度の変化に伴なって生じるイン
ク消費量の急私な変化や、インクタンク内のインクの残
量の便化などの原因により、記録ヘッド内のインクの液
圧は変動幅か大きく、こねによってノズルから唄射さn
るインク滴の飛翔特性を安定化させることが困難であっ
た。ひどい時には、インクの補給が消費に追いつかず、
液圧が低下してノズルから気泡を吸い込んで、噴射記録
不能に陥ることもあった。
ク消費量の急私な変化や、インクタンク内のインクの残
量の便化などの原因により、記録ヘッド内のインクの液
圧は変動幅か大きく、こねによってノズルから唄射さn
るインク滴の飛翔特性を安定化させることが困難であっ
た。ひどい時には、インクの補給が消費に追いつかず、
液圧が低下してノズルから気泡を吸い込んで、噴射記録
不能に陥ることもあった。
また、静水圧によるインク供給方式の記録ヘッドにおい
ては、インクタンクと記録ヘッドとをインク供給系によ
って接続した状態では、記録ヘッド内のインクの体積変
化は、記録ヘッドとインクタンクとの間のインクの往来
によって若干吸収さnるが、記録ヘッドを記録装置(プ
リンタ9から取り外して単体どして保存する場合には、
記録ヘッドはインク入口通路は気泡の入らないように密
閉状態になしているから、前述の湿度変化や蒸発により
保存中にノズルからインクが溢n出したり、気泡を吸い
込んだりする。
ては、インクタンクと記録ヘッドとをインク供給系によ
って接続した状態では、記録ヘッド内のインクの体積変
化は、記録ヘッドとインクタンクとの間のインクの往来
によって若干吸収さnるが、記録ヘッドを記録装置(プ
リンタ9から取り外して単体どして保存する場合には、
記録ヘッドはインク入口通路は気泡の入らないように密
閉状態になしているから、前述の湿度変化や蒸発により
保存中にノズルからインクが溢n出したり、気泡を吸い
込んだりする。
更に記録ヘッド内のインクの液圧をほぼ一定に維持させ
る従来の静水圧形式のインク供給方式は、インクタンク
の高さを記録ヘッドの位置に対して一定の高さとなすよ
うにしたもので、インク消費量の変化やインク残量の変
化等に応じて絶えず所定液圧に維持するのは困難である
。まして、温湿度変化や蒸発等の変化に対応してインク
タンクの高さ調整のみで行なうことは殆んど不可能であ
る。
る従来の静水圧形式のインク供給方式は、インクタンク
の高さを記録ヘッドの位置に対して一定の高さとなすよ
うにしたもので、インク消費量の変化やインク残量の変
化等に応じて絶えず所定液圧に維持するのは困難である
。まして、温湿度変化や蒸発等の変化に対応してインク
タンクの高さ調整のみで行なうことは殆んど不可能であ
る。
このため液圧変化によっては前述の如きインク噴射特性
や気泡吸い込みやインク浴出等の問題を生ずる。
や気泡吸い込みやインク浴出等の問題を生ずる。
よって、加圧手段を有するインクタンクから加圧インク
を送出し、インク供給系の連中に設けた弁手段により液
圧を調整して記録ヘッド内にインクを供給する形式のイ
ンクジェット記録装置においても、又はインクタンクか
ら静水圧でインクを直接記幹ヘッド内に供給する形式の
インクジェット記録装置においても、前述のようなイン
ク液圧変化に基ずく諸欠陥を生じることか多い。このた
め記録ヘッド又はインク供給系あるいはインクタンクの
何nかに内蔵されるインクの液圧を絶えず検知し、この
検知信号によって液圧制御や液圧異常4告や更には印字
停止等の処置を速やかに行なわねばならない。
を送出し、インク供給系の連中に設けた弁手段により液
圧を調整して記録ヘッド内にインクを供給する形式のイ
ンクジェット記録装置においても、又はインクタンクか
ら静水圧でインクを直接記幹ヘッド内に供給する形式の
インクジェット記録装置においても、前述のようなイン
ク液圧変化に基ずく諸欠陥を生じることか多い。このた
め記録ヘッド又はインク供給系あるいはインクタンクの
何nかに内蔵されるインクの液圧を絶えず検知し、この
検知信号によって液圧制御や液圧異常4告や更には印字
停止等の処置を速やかに行なわねばならない。
しかるに第1図ないし第3図に示す如き記録ヘッド上に
ビーム11とストレーンゲージ12とから成る液圧検出
手段は検知素子の安定性が乏しく、長期Nr+用いた場
合、検知レベルが変る、素子が微結であるために組立に
精度が要求され、る、素子が高価であり、コスト高にな
る等の欠点があった。
ビーム11とストレーンゲージ12とから成る液圧検出
手段は検知素子の安定性が乏しく、長期Nr+用いた場
合、検知レベルが変る、素子が微結であるために組立に
精度が要求され、る、素子が高価であり、コスト高にな
る等の欠点があった。
本発明は従来の液圧検知手段が持つ欠点を改良し安定し
た、しかも安価に製造できるインク液圧又はインク残量
検知手段を提供することを目的とする。
た、しかも安価に製造できるインク液圧又はインク残量
検知手段を提供することを目的とする。
以下、本発明の実施例により具体的に詳述する。
第4図は、本発明の液圧検出手段を内、蔵した記録ヘッ
ドとインク供給系を示す側断面図であり、第5図はこわ
のA−AI断面図である。記録ヘッドはインク滴を噴射
する少なくとも1個のノズル21と、該ノズル21に連
通するノズルと同数の圧力室22と、該圧力¥22内に
インクカートリッジ27がらのインクを分配供給する共
通の共同インク室23とを備えている。記録用インクは
インクカートリッジ27内に充填されていて、フィルタ
26、弁手段25を介してインク供給管24によって記
録ヘッド内の前記共同インク室23へ供給される。
ドとインク供給系を示す側断面図であり、第5図はこわ
のA−AI断面図である。記録ヘッドはインク滴を噴射
する少なくとも1個のノズル21と、該ノズル21に連
通するノズルと同数の圧力室22と、該圧力¥22内に
インクカートリッジ27がらのインクを分配供給する共
通の共同インク室23とを備えている。記録用インクは
インクカートリッジ27内に充填されていて、フィルタ
26、弁手段25を介してインク供給管24によって記
録ヘッド内の前記共同インク室23へ供給される。
共同インク室23からは、記録画像のたて方向の両案に
対応する複数のノズル21に連通ずル複数の圧力室22
に分岐・供給さnている。
対応する複数のノズル21に連通ずル複数の圧力室22
に分岐・供給さnている。
また、各圧力室22の外壁の一部には電子パルス発生器
29に電気的に接続さnた圧電変換素子28が接着さn
ている。圧電変換素子28は、前記発生器29から電気
信号を受けると圧力室22の内側へ撓むことのできる適
当な成板で、例えばピエゾ電気クリスタルから戎る。
29に電気的に接続さnた圧電変換素子28が接着さn
ている。圧電変換素子28は、前記発生器29から電気
信号を受けると圧力室22の内側へ撓むことのできる適
当な成板で、例えばピエゾ電気クリスタルから戎る。
このように構成さnた記録ヘッドにおいては°、前記発
生器29からの電気信号により圧電変換素子28は圧力
室22の丙、方に急激に撓み、このため生する圧力室2
2の容積の急激な減少は記録ヘッド内のインクをノズル
21からインク滴として射出・飛翔させ、対向する記録
紙p上に到達させてドツト記録を達成する。
生器29からの電気信号により圧電変換素子28は圧力
室22の丙、方に急激に撓み、このため生する圧力室2
2の容積の急激な減少は記録ヘッド内のインクをノズル
21からインク滴として射出・飛翔させ、対向する記録
紙p上に到達させてドツト記録を達成する。
一方、記録ヘッドの前記共同インク室23の上部は開口
部をなしていてn]撓成膜30この開口部を覆って接着
さnて、フレキシブルな土壁を形成して、前記共同イン
ク室23内のインクを密封している。また前記可撓膜3
0の上面にはレギュレー ターフ L/−ム31が接着
さnている。該レギュレーターフレーム31は2カ所の
開口を有す。1つの開口は共同インク室23内の液圧検
知用開口であり、この開口部に前記可撓膜3oの一部が
露出して柔軟・可撓性の液圧検出部3OAを形成してい
る。他の1つの開口は、記録時に共同インク室23内に
生ずる圧力波のまわり込み(チャネルインターラクショ
ン)防止用と記録ヘッド内の液圧調整用として設けられ
、前記可撓膜3oの一部がこの開口より露出して大気と
接して柔軟なレギュレータ部30Bを形成している。
部をなしていてn]撓成膜30この開口部を覆って接着
さnて、フレキシブルな土壁を形成して、前記共同イン
ク室23内のインクを密封している。また前記可撓膜3
0の上面にはレギュレー ターフ L/−ム31が接着
さnている。該レギュレーターフレーム31は2カ所の
開口を有す。1つの開口は共同インク室23内の液圧検
知用開口であり、この開口部に前記可撓膜3oの一部が
露出して柔軟・可撓性の液圧検出部3OAを形成してい
る。他の1つの開口は、記録時に共同インク室23内に
生ずる圧力波のまわり込み(チャネルインターラクショ
ン)防止用と記録ヘッド内の液圧調整用として設けられ
、前記可撓膜3oの一部がこの開口より露出して大気と
接して柔軟なレギュレータ部30Bを形成している。
このように、可撓膜3oの一部は液圧検出部30Aおよ
び圧力波緩衝と液圧調整用のレギュレータ部3QBをな
して、そnぞれ記録ヘッド内のインクの液圧に敏感に応
答して変位できるよう形成さnている。
び圧力波緩衝と液圧調整用のレギュレータ部3QBをな
して、そnぞれ記録ヘッド内のインクの液圧に敏感に応
答して変位できるよう形成さnている。
可撓膜30に使用される材料としては、プラスチック材
料では塩化ビニリデン、ポリエチレンナイロン、ポリプ
ロピレン、などの薄膜単体や積層体が用いらnる。また
これらにアルミニウムなどの金属薄膜を積層又は蒸着等
を施したものも用いられ、る。更に可撓膜30をヘッド
基体およびレギュレータフレーム31に接着後加熱硬化
させたときの熱変形を考慮して、前記可撓膜30を予め
加熱処理することも有効である。
料では塩化ビニリデン、ポリエチレンナイロン、ポリプ
ロピレン、などの薄膜単体や積層体が用いらnる。また
これらにアルミニウムなどの金属薄膜を積層又は蒸着等
を施したものも用いられ、る。更に可撓膜30をヘッド
基体およびレギュレータフレーム31に接着後加熱硬化
させたときの熱変形を考慮して、前記可撓膜30を予め
加熱処理することも有効である。
かかる構成となした共同インク室23上の可撓膜30の
一部をなす液圧検出部3OAの中央部に検知用可動電極
32を接着などで一体化する。一方該電fLili32
に対向して、記録ヘッド上の支持台33に固定さnたも
う一枚の固定電極34を設置する。各′電極32.34
はそ717ぞn導線35.36に接続さn1外部の電気
回路に導通している。
一部をなす液圧検出部3OAの中央部に検知用可動電極
32を接着などで一体化する。一方該電fLili32
に対向して、記録ヘッド上の支持台33に固定さnたも
う一枚の固定電極34を設置する。各′電極32.34
はそ717ぞn導線35.36に接続さn1外部の電気
回路に導通している。
一般に、むき合った一組の電極に電圧を印加すると両電
極は電荷をもつ。電圧■、たくわえる電荷をQとすわば
電極間に発生する静電容量Cは次式で表わさnる。
極は電荷をもつ。電圧■、たくわえる電荷をQとすわば
電極間に発生する静電容量Cは次式で表わさnる。
c = Q/ v
一方、静電容量Cは次式で表わざ才する。
ε S
ここでεは両電極間の誘電率、dは両電極間の距離、S
は電極の面積である。
は電極の面積である。
ここで、第5図に示すように、可撓膜30A上の可動電
極31と、支持台32上の固定電極34と設置し、両電
極間に一定電圧を印加しておくと、共同インク室23内
のインクの液圧変化に応じて可撓膜3OA上の可動電極
32が移動して両電極間の距離dが変化するので、この
静電容量Cを測定することにより液圧を検出することが
できる。
極31と、支持台32上の固定電極34と設置し、両電
極間に一定電圧を印加しておくと、共同インク室23内
のインクの液圧変化に応じて可撓膜3OA上の可動電極
32が移動して両電極間の距離dが変化するので、この
静電容量Cを測定することにより液圧を検出することが
できる。
なお、可撓膜30の液圧検出部3OAのうち、可動電極
32が膜質されていない残りの外周部分は、液圧変化に
応答して敏感に変形し得ることが必須であるので、その
幅があまり小さがったり、また可撓膜の堅さくスティッ
フネスノが大きいと、液圧検出感度が低下するのみなら
ず、液圧と静電容量との対応関係にヒステリシスが発生
し検出精度か低下して好ましくない。
32が膜質されていない残りの外周部分は、液圧変化に
応答して敏感に変形し得ることが必須であるので、その
幅があまり小さがったり、また可撓膜の堅さくスティッ
フネスノが大きいと、液圧検出感度が低下するのみなら
ず、液圧と静電容量との対応関係にヒステリシスが発生
し検出精度か低下して好ましくない。
次に、対向する2個の電極32.34の形状を第6図な
いし第8図に示す。
いし第8図に示す。
第6図は上下に対向する両電極32.34が同一寸法の
ものである。可動電極32に接続する導線35は、ワイ
ヤボンディング又は半田付けあるいは導電性ペイント接
着等で固定され、可撓膜30の動作を妨げないような位
置に配役さねている。また固定電極34には、可動電極
32が近接し、あるいは抑圧さnたときにも、可動電極
32の上記導線35や接点部が破損しないように、その
対応する位置に切欠き部34Aが設けらnている。
ものである。可動電極32に接続する導線35は、ワイ
ヤボンディング又は半田付けあるいは導電性ペイント接
着等で固定され、可撓膜30の動作を妨げないような位
置に配役さねている。また固定電極34には、可動電極
32が近接し、あるいは抑圧さnたときにも、可動電極
32の上記導線35や接点部が破損しないように、その
対応する位置に切欠き部34Aが設けらnている。
第7図は、両電極を異なる形状にしたものである。上方
の固定電極44は可撓膜30の制限を受けることはない
ので、必要に応じ任意に司動電葎32より大きくした例
であり、44Aは上述と同様に設けた切欠き部である。
の固定電極44は可撓膜30の制限を受けることはない
ので、必要に応じ任意に司動電葎32より大きくした例
であり、44Aは上述と同様に設けた切欠き部である。
第8図は、下方の可動電極の変形例である。こわ、は上
述の切欠き部34A又は44Aを設ける代すニ、可動電
極42の一部に段差を設けて、ここに導線35を接続さ
せたものである。
述の切欠き部34A又は44Aを設ける代すニ、可動電
極42の一部に段差を設けて、ここに導線35を接続さ
せたものである。
第9図は可撓膜30の液圧検出部3oAの他の実施例を
示す斜視図である。先ず、可撓膜30手に導電性パター
ン4oを蒸着又はスパッタリング等により形成し、液圧
検出部30Aの中央に可動電極33を導電性接着剤で固
定する。一方、可撓膜30を記録ヘッド基体に固定する
レギュレーターフレーム41(7’) 一部41Aを導
電体となしてここに導線35を接続する。このような構
造にすることによって、導線接続が容易になるばかりで
なく、上方の固定電極34の切欠き部は不要となる利点
が生ずる。
示す斜視図である。先ず、可撓膜30手に導電性パター
ン4oを蒸着又はスパッタリング等により形成し、液圧
検出部30Aの中央に可動電極33を導電性接着剤で固
定する。一方、可撓膜30を記録ヘッド基体に固定する
レギュレーターフレーム41(7’) 一部41Aを導
電体となしてここに導線35を接続する。このような構
造にすることによって、導線接続が容易になるばかりで
なく、上方の固定電極34の切欠き部は不要となる利点
が生ずる。
尚、上述の導線35.36は、可撓膜3oの液圧検出部
3QAの動きを敏感に検出するため、その動きを妨げぬ
ようにフレキシブルでなけれはない。
3QAの動きを敏感に検出するため、その動きを妨げぬ
ようにフレキシブルでなけれはない。
このような導線としては例えば直径50μmの金線又は
アルミ線等の金属細線がよい。
アルミ線等の金属細線がよい。
また、記録時に圧電変換菓子28の変形により、複数の
圧力室22から伝播する圧力波を吸収するために、全千
力室の流入側の幅に亘って、共同インク室2.3上の開
口部を密封するようになした可撓膜3oを、圧力波吸収
用のレギュレータ部30Bとすることが良いが、上述の
液圧検出N5OAを設けることにより、上記30Bの面
積は縮少せざるを得ない。しかし、前記液圧検出部30
Aを共同インク室23の一部であって圧力室22に近い
部分に設けることによって、該3OAは圧力波吸収用の
機能を兼ねることができる。
圧力室22から伝播する圧力波を吸収するために、全千
力室の流入側の幅に亘って、共同インク室2.3上の開
口部を密封するようになした可撓膜3oを、圧力波吸収
用のレギュレータ部30Bとすることが良いが、上述の
液圧検出N5OAを設けることにより、上記30Bの面
積は縮少せざるを得ない。しかし、前記液圧検出部30
Aを共同インク室23の一部であって圧力室22に近い
部分に設けることによって、該3OAは圧力波吸収用の
機能を兼ねることができる。
更に、外部からのノイズ防止のため、液圧検出用の両電
極32.34や導線の周囲は、アースさnたシールド板
で遮蔽するのがより望ましい。
極32.34や導線の周囲は、アースさnたシールド板
で遮蔽するのがより望ましい。
次に、第10図および第11図は本発明による液圧検出
手段の他の実施例であり、第10図は記録ヘッドの共同
インク室部分の断面図であり、第11図は両電極の斜視
図である。即ち上方の固定電極34又は下方の可動電極
52の何nか一方に図示のような誘電体膜51を接着な
どで設ける。
手段の他の実施例であり、第10図は記録ヘッドの共同
インク室部分の断面図であり、第11図は両電極の斜視
図である。即ち上方の固定電極34又は下方の可動電極
52の何nか一方に図示のような誘電体膜51を接着な
どで設ける。
この誘電体膜51の膜厚は、導線35の接続部より厚い
ことが望ましい。このような構成にすることによって、
可撓膜3oの液圧検出部3OAか膨らんで、可動電極5
2が上昇して固定電極34と接触しても、前記誘電体膜
51が介在するから、両電極間の絶縁は保たrる。従っ
て通常記録時の液圧状態において、両電極を極く接近す
るように配置しておいても、パージ(ノズル21内に気
泡もしくは固形物が混在するいわゆる目詰りを生じたと
き、インタンク27がら高液圧インクを記録ヘッドのイ
ンク流路内に圧送して、前記気泡や固形物をノズル21
の外に排出したり、または前記気泡や固形物が生成する
に先だって予め定期的にインクを圧送して目詰りを予防
する手段9などで可撓膜30の液圧検出部3OAが液圧
上昇によって膨らんだときに、両電極34.52が接近
し更に圧接して電極や回路を破損したり、あるいは両電
極の短絡によって弁手段25が誤動作したりすることは
、前記誘電体膜51の介在によって防止することができ
る。また、前記誘電体膜51を設けることにより短絡の
恐nがないから、両電極を近接して配設できるので、静
電容量Cを増し、液圧の検出感度を高くすることができ
る。
ことが望ましい。このような構成にすることによって、
可撓膜3oの液圧検出部3OAか膨らんで、可動電極5
2が上昇して固定電極34と接触しても、前記誘電体膜
51が介在するから、両電極間の絶縁は保たrる。従っ
て通常記録時の液圧状態において、両電極を極く接近す
るように配置しておいても、パージ(ノズル21内に気
泡もしくは固形物が混在するいわゆる目詰りを生じたと
き、インタンク27がら高液圧インクを記録ヘッドのイ
ンク流路内に圧送して、前記気泡や固形物をノズル21
の外に排出したり、または前記気泡や固形物が生成する
に先だって予め定期的にインクを圧送して目詰りを予防
する手段9などで可撓膜30の液圧検出部3OAが液圧
上昇によって膨らんだときに、両電極34.52が接近
し更に圧接して電極や回路を破損したり、あるいは両電
極の短絡によって弁手段25が誤動作したりすることは
、前記誘電体膜51の介在によって防止することができ
る。また、前記誘電体膜51を設けることにより短絡の
恐nがないから、両電極を近接して配設できるので、静
電容量Cを増し、液圧の検出感度を高くすることができ
る。
第12図は本発明の液圧検出手段をインクカートリッジ
に配設し、該カートリッジ内のインク残量を検出する実
施例を示す断面図である。記録用インクを内蔵するイン
ク収容袋の少なくとも一部に可撓膜60を設け、そのほ
ぼ中央に液圧検知用の可動電極62を接着などで固着す
る。一方、インクカートリッジ筐体64の少なくとも一
部で前記可動電極62に対向する位置を導(4)で形成
し、上記の可動電極62と筐体の導体部64との間に静
電容量を発生するようにする。導線65.66は両電t
i1!62.64に接続し外部の駆動回路と導通する。
に配設し、該カートリッジ内のインク残量を検出する実
施例を示す断面図である。記録用インクを内蔵するイン
ク収容袋の少なくとも一部に可撓膜60を設け、そのほ
ぼ中央に液圧検知用の可動電極62を接着などで固着す
る。一方、インクカートリッジ筐体64の少なくとも一
部で前記可動電極62に対向する位置を導(4)で形成
し、上記の可動電極62と筐体の導体部64との間に静
電容量を発生するようにする。導線65.66は両電t
i1!62.64に接続し外部の駆動回路と導通する。
インクカートリッジの一端は弾性体のセプタム61をな
していて、インクコネクタ63と接続し、インク収容袋
内のインクは、インクコネクタ63からインク供給管2
4を通って記録ヘッドに供給される。このような構成を
なすインクカートリッジにおいて、インクの消費に伴な
い前記可撓膜60が低下してゆくと、可動電極62は同
時に低下し、下方の筐体の導体部64に接近し、静電容
量が増大してゆく。そしてインク残量が不十分なレベル
になったときの静電容量値を基準として、この基準値以
上の静電容量に達したとき、警報を発したり、または記
録停止を行なったりするように構成することにより、確
実で安価なインク残量検知機構を達成できる。尚、本実
施例においては、インクは誘電体でなけnばならない。
していて、インクコネクタ63と接続し、インク収容袋
内のインクは、インクコネクタ63からインク供給管2
4を通って記録ヘッドに供給される。このような構成を
なすインクカートリッジにおいて、インクの消費に伴な
い前記可撓膜60が低下してゆくと、可動電極62は同
時に低下し、下方の筐体の導体部64に接近し、静電容
量が増大してゆく。そしてインク残量が不十分なレベル
になったときの静電容量値を基準として、この基準値以
上の静電容量に達したとき、警報を発したり、または記
録停止を行なったりするように構成することにより、確
実で安価なインク残量検知機構を達成できる。尚、本実
施例においては、インクは誘電体でなけnばならない。
もしインクが導電体であると、静電容量は可撓膜60の
高さによらず一定になってしまう。
高さによらず一定になってしまう。
第13図は本発明による液圧検出制御の動作を示す回路
構成図である。発振器OSCは、波形・周波数・振幅が
一定の振動を連続して発生する装置であって、単安定形
マルチバイブレータ(以下モノマルチと略称する)Mに
接続さnている。モノマルチMは、外部パルスをスター
トとして1自分自身の回路定数で決まる時間のみ反転し
、その後最初の状態にもどる回路であり、外づけの抵抗
と静電容量でn[+から数十秒までの広い幅の一定、<
ルスを発生させる。本発明の液圧検出用としては、例え
ばテキサスインスツルーメント社製のSN’74123
型が出力制御が容易で好適であった。
構成図である。発振器OSCは、波形・周波数・振幅が
一定の振動を連続して発生する装置であって、単安定形
マルチバイブレータ(以下モノマルチと略称する)Mに
接続さnている。モノマルチMは、外部パルスをスター
トとして1自分自身の回路定数で決まる時間のみ反転し
、その後最初の状態にもどる回路であり、外づけの抵抗
と静電容量でn[+から数十秒までの広い幅の一定、<
ルスを発生させる。本発明の液圧検出用としては、例え
ばテキサスインスツルーメント社製のSN’74123
型が出力制御が容易で好適であった。
ここで、前記モノマルチMからのノマルス幅ヲ決定する
ための前記外付けの静電容はとして、前記可動電極32
と固定電極34とから成る液圧検出用の検知電極Cを接
続する。即ち、液圧に対応してモノマルチMからのパル
ス列はパルス幅変調さf”Lル。このパルス幅変調され
たパルス列は積分器で平滑化さnる。こわ、により、液
圧に対応した電圧信号が得らnることになる。この積分
器から出力される液圧対応の電圧信号と、設定液圧に対
応する基準電圧信号とを、コンパレータで比較し、その
出力を増1陥して弁手段25の圧電ノクルブヘ印加する
。
ための前記外付けの静電容はとして、前記可動電極32
と固定電極34とから成る液圧検出用の検知電極Cを接
続する。即ち、液圧に対応してモノマルチMからのパル
ス列はパルス幅変調さf”Lル。このパルス幅変調され
たパルス列は積分器で平滑化さnる。こわ、により、液
圧に対応した電圧信号が得らnることになる。この積分
器から出力される液圧対応の電圧信号と、設定液圧に対
応する基準電圧信号とを、コンパレータで比較し、その
出力を増1陥して弁手段25の圧電ノクルブヘ印加する
。
ここで、可撓膜30の液圧検出部30Aの高さが低く、
液圧が設定値以下であるなら、弁手段25の開閉弁が前
記圧電バルブにより開くように動作し、また該液圧検出
部3OAの高さが高く、液圧が設定値以上であるなら、
開閉弁は閉ぢるように動作する。
液圧が設定値以下であるなら、弁手段25の開閉弁が前
記圧電バルブにより開くように動作し、また該液圧検出
部3OAの高さが高く、液圧が設定値以上であるなら、
開閉弁は閉ぢるように動作する。
第14図は本発明による液圧検出制御の他の、実施例に
よる動作を説明する回路構成図であり、こnにより静電
容量の検出精度を向上させることを特徴とするものであ
る。
よる動作を説明する回路構成図であり、こnにより静電
容量の検出精度を向上させることを特徴とするものであ
る。
この回路構成図によれば、モノマルチ周辺の回路を更に
一系統加えたものである。ここで第2の系統の回路にお
いては、固定容量の基準コンデンサooによってモノマ
ルチM2のパルス幅を決定する。このCoの静電容量値
は、制御すべき液圧の設定値もしくは、インク残量検知
の9報時点又は記録停止時点に対応する設定値より若干
低めに定める。また、可変容量の液圧検知用電極Cと固
定容量の基準コンデンサCOとはそnぞnモノマルチ周
辺とM2に接続さr1両系統とも同一の発振器O8Cか
らのクロックで駆動される。尚、こnら両電極0.Co
け湿度係数等が一致するように選定することが望ましい
。
一系統加えたものである。ここで第2の系統の回路にお
いては、固定容量の基準コンデンサooによってモノマ
ルチM2のパルス幅を決定する。このCoの静電容量値
は、制御すべき液圧の設定値もしくは、インク残量検知
の9報時点又は記録停止時点に対応する設定値より若干
低めに定める。また、可変容量の液圧検知用電極Cと固
定容量の基準コンデンサCOとはそnぞnモノマルチ周
辺とM2に接続さr1両系統とも同一の発振器O8Cか
らのクロックで駆動される。尚、こnら両電極0.Co
け湿度係数等が一致するように選定することが望ましい
。
次に両モノマルチMl、M2からの出力パルスは、排他
的論理和回路(Excueive−OR) EX−OR
に入力され1、更に積分器に人力される。このような二
系統構成によって、積分器に入力されるパルスのパルス
幅は、ン゛伎圧変化に対応して変化率の大きいものとな
る。積分器以降の回路構成は第13図と同様である。こ
のように構成することによって、より安定性の高い、高
感度の液圧検出および残量検出のための検出回路を得る
ことができる。
的論理和回路(Excueive−OR) EX−OR
に入力され1、更に積分器に人力される。このような二
系統構成によって、積分器に入力されるパルスのパルス
幅は、ン゛伎圧変化に対応して変化率の大きいものとな
る。積分器以降の回路構成は第13図と同様である。こ
のように構成することによって、より安定性の高い、高
感度の液圧検出および残量検出のための検出回路を得る
ことができる。
第15図は本発明の更に他の実施例を示す。この実施例
はインクとして、導電性インクを使用した場合、そのイ
ンクの導電性を利用して、インクカートリッジ内のイン
クの残量を検知するものである。この実施例におけるイ
ンクカートリッジは第12図に示すものと同様にインク
ジェット記録装置内で使用さnる。
はインクとして、導電性インクを使用した場合、そのイ
ンクの導電性を利用して、インクカートリッジ内のイン
クの残量を検知するものである。この実施例におけるイ
ンクカートリッジは第12図に示すものと同様にインク
ジェット記録装置内で使用さnる。
70はインクカートリッジ筐体てその中にはインクを収
容するインク収容袋71が収容される。
容するインク収容袋71が収容される。
72はインク収容袋71の口金部分(この部分は主要部
がゴムで出来ている)71aを貫通しているニードルで
ある。このニードルはインク通過孔を有する中空のニー
ドルであり、このニードルから、インク輸送管を経て、
記録ヘッドにインクが送ら「、る。73はカートリッジ
筐体73の底部に設は電極である。なお、ニードル72
は合間製であり、電極73に対応する他方の電極をなし
、両電極は第15図(aつに示すように静電容量検出器
に接続さnる。
がゴムで出来ている)71aを貫通しているニードルで
ある。このニードルはインク通過孔を有する中空のニー
ドルであり、このニードルから、インク輸送管を経て、
記録ヘッドにインクが送ら「、る。73はカートリッジ
筐体73の底部に設は電極である。なお、ニードル72
は合間製であり、電極73に対応する他方の電極をなし
、両電極は第15図(aつに示すように静電容量検出器
に接続さnる。
さて、インク収容袋71内にインクが充満しているとき
はインクは電極73の全面積を覆う様に位置しているの
で、このインクが電極として機能し、第15図(aりに
示す電極構造と等価ものとなる。インクが消費さn若干
減少した場合でも、第15図(b)のようになお、イン
クが電極73のほぼ全面を覆っているときは第15図(
b″)に示すようにインクが充満しているときとほぼ等
しいN極構造として機能する。
はインクは電極73の全面積を覆う様に位置しているの
で、このインクが電極として機能し、第15図(aりに
示す電極構造と等価ものとなる。インクが消費さn若干
減少した場合でも、第15図(b)のようになお、イン
クが電極73のほぼ全面を覆っているときは第15図(
b″)に示すようにインクが充満しているときとほぼ等
しいN極構造として機能する。
ところが、インク収容袋内のインクが更に減少し、第1
5図(C)、(d)に示す状態になると、インクは電極
73の一部m1稍しか贋わないようになり、上部電極は
第15図(Cす、(aりに示すように、実質的に小面積
の電極としてしか機能しなくなる。
5図(C)、(d)に示す状態になると、インクは電極
73の一部m1稍しか贋わないようになり、上部電極は
第15図(Cす、(aりに示すように、実質的に小面積
の電極としてしか機能しなくなる。
以上説明した電極碑のの変化は静電容量検出器によって
検出さnる。
検出さnる。
以上述べたように、本発明による静電容赦によ乙液圧検
出手段を用いた非接触位置検出手段によって、゛記録ヘ
ッドやインクカートリッジ又はインク供給系の何nかに
設けたインクと接して変形する可撓膜の変位に基づいて
インク液圧やインク残量を検知し制御することができ、
特に、高感度で検知精度が高く、しがも温度特性に−も
優nS高安定性を有するので、実用上の信頼性・価格性
にも適している。
出手段を用いた非接触位置検出手段によって、゛記録ヘ
ッドやインクカートリッジ又はインク供給系の何nかに
設けたインクと接して変形する可撓膜の変位に基づいて
インク液圧やインク残量を検知し制御することができ、
特に、高感度で検知精度が高く、しがも温度特性に−も
優nS高安定性を有するので、実用上の信頼性・価格性
にも適している。
第1図および第2図はオンデマンド型インクジェット記
録装置の模式的概略図を示し、そnぞゎ断面図および平
面図を示し、第3図は上記インクジェット記録装置の記
録ヘッドの具体的構成を示す斜視図、第4図は本発明に
よるインクジェット記録装置の模式的側断面図、第5図
は本発明による記録ヘッドの液圧検出手段を示す断面図
、第6図ないし第8図は本発明にょる液圧検出用電極の
各種形状を示す図、第9図は本発明にょる可撓膜の液圧
検出手段の他の実施例を示す斜視図、第10図および第
11図は本発明による液圧検出手段の他の実施例を示す
図、第12図は本発明によるインクカートリッジの残量
検出手段を示す断面図、第13図および第14図は本発
明による液圧検出手段の動作を説明する回路構成図、第
15図は本発明の更に他の実施例を示す概略図である。 21・・・ノズル、22・・・圧力室、23・・・共同
インク室、24・・・インク供給管、25・・・弁手段
、27−インクタンク、30.60・・・可撓膜、 3OA・・・液圧検出部、 31・・・レギュレーターフレーム、 32、42.52.62−・・可動電極、34.44.
64・・・固定電極。 代理人 桑原義美
録装置の模式的概略図を示し、そnぞゎ断面図および平
面図を示し、第3図は上記インクジェット記録装置の記
録ヘッドの具体的構成を示す斜視図、第4図は本発明に
よるインクジェット記録装置の模式的側断面図、第5図
は本発明による記録ヘッドの液圧検出手段を示す断面図
、第6図ないし第8図は本発明にょる液圧検出用電極の
各種形状を示す図、第9図は本発明にょる可撓膜の液圧
検出手段の他の実施例を示す斜視図、第10図および第
11図は本発明による液圧検出手段の他の実施例を示す
図、第12図は本発明によるインクカートリッジの残量
検出手段を示す断面図、第13図および第14図は本発
明による液圧検出手段の動作を説明する回路構成図、第
15図は本発明の更に他の実施例を示す概略図である。 21・・・ノズル、22・・・圧力室、23・・・共同
インク室、24・・・インク供給管、25・・・弁手段
、27−インクタンク、30.60・・・可撓膜、 3OA・・・液圧検出部、 31・・・レギュレーターフレーム、 32、42.52.62−・・可動電極、34.44.
64・・・固定電極。 代理人 桑原義美
Claims (1)
- 相対する電極をその間にインクが介在するように配置し
、電極間の静電容量を測ることにより、インク残量又は
インク液圧を検知する検知手段を有することを特徴とす
るインクジェット記録装置、。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23084582A JPS59115860A (ja) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | インクジエツト記録装置 |
US06/559,496 US4604633A (en) | 1982-12-08 | 1983-12-08 | Ink-jet recording apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23084582A JPS59115860A (ja) | 1982-12-23 | 1982-12-23 | インクジエツト記録装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59115860A true JPS59115860A (ja) | 1984-07-04 |
Family
ID=16914184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23084582A Pending JPS59115860A (ja) | 1982-12-08 | 1982-12-23 | インクジエツト記録装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59115860A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01290432A (ja) * | 1988-05-19 | 1989-11-22 | Canon Inc | インク残量検知装置 |
EP0671271A2 (en) * | 1994-03-09 | 1995-09-13 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording apparatus |
US5912684A (en) * | 1990-09-21 | 1999-06-15 | Seiko Epson Corporation | Inkjet recording apparatus |
US6164759A (en) * | 1990-09-21 | 2000-12-26 | Seiko Epson Corporation | Method for producing an electrostatic actuator and an inkjet head using it |
US6168263B1 (en) | 1990-09-21 | 2001-01-02 | Seiko Epson Corporation | Ink jet recording apparatus |
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