JPH11309850A

JPH11309850A - インクジェットヘッドとその駆動装置およびインクジェット式記録装置

Info

Publication number: JPH11309850A
Application number: JP11943698A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Takada; 久高田; Yasuhisa Fujii; 泰久藤井; Hideo Yasutomi; 英雄保富
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 1999-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】振動板の復元力を増加させることによりイン
クジェットヘッドの駆動周波数の向上を図る。【解決手段】第１電極５６に対し第２電極７２側と反
対側の対向する位置に、間隙を有して第３電極６１を設
け、第１および第２電極５６，７２間に駆動電圧を印加
することによって第２電極７２側に引き付けられていた
振動板５５が、この駆動電圧の遮断により振動板５５自
身の回復力によって戻る際に、第１および第３電極５
６，６１間に補助電圧を印加する。これにより、静電気
力により振動板５５を第２電極７２側と反対側に強制的
に引張ることができ、振動板５５の復元力が増大する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電気力で振動板
を変形させてインクを飛翔させる方式のインクジェット
ヘッドとその駆動装置およびインクジェット式記録装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インクジェット式記録装置に
用いられるインクジェットヘッドの形態の一つに、静電
アクチュエータを利用したものが知られている。

【０００３】このインクジェットヘッドは、次のような
動作原理によりインクを吐出して記録媒体上に画像形成
を行うようにしている。

【０００４】まず、対向する位置に間隙を有して設けら
れた一対の電極間に電圧を印加すると電極間に静電気力
が発生し、この静電気力によって振動板を、ノズルに連
通した加圧室と反対方向に引き付ける。これにより、イ
ンクは共通インク室から加圧室内に引き込まれて充満す
る。そして、対向電極間に印加した電圧を除去すること
により、振動板が自身の剛性による復元力によって元の
位置に戻り、加圧室の容積を急峻に収縮させる。このと
き発生する圧力により、加圧室内に充填されたインク
は、ノズルから液滴として吐出、飛翔し、記録媒体上に
このインク液滴が着弾して画像形成が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
静電アクチュエータを利用したインクジェットヘッドに
あっては、連続印字させる場合における一対の電極間に
所定の電圧を印加する周波数、すなわちインクジェット
ヘッドの駆動周波数を高めてヘッドの応答性を向上させ
ようとしても、おのずと一定の限界があるという問題が
生じていた。

【０００６】つまり、上記従来のインクジェットヘッド
では、振動板を変形させることにより加圧室内のインク
を吐出、飛翔させる構成を採っているので、インクジェ
ットヘッドの駆動周波数を高めようとしても、前記機械
的構成の方が追随できないことが起こり得る。このため
結果的に、インクジェットヘッドの駆動周波数は、加圧
室内のインクの固有振動数および振動板の固有振動数に
より、制限を受けることとなっていた。

【０００７】本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、振動板の復元力
を増加させることによりインクジェットヘッドの駆動周
波数の向上を図ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、ノズルと、該ノズルに連
通した加圧室と、該加圧室内の圧力を変えるための振動
板と、該振動板に設けられた第１電極と、該第１電極に
対し前記加圧室側と反対側の対向する位置に間隙を有し
て設けられた第２電極と、を備え、前記第１および第２
電極間に電圧を印加することにより前記振動板を変形さ
せることで、前記加圧室内のインクを前記ノズルから液
滴として吐出させるインクジェットヘッドにおいて、前
記第１電極に対し前記第２電極側と反対側の対向する位
置に間隙を有して第３電極を設けたことを特徴とする。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、ノズル
と、該ノズルに連通した加圧室と、該加圧室内の圧力を
変えるための振動板と、該振動板に設けられた第１電極
と、該第１電極に対し前記加圧室側と反対側の対向する
位置に間隙を有して設けられた第２電極と、前記第１電
極に対し前記第２電極側と反対側の対向する位置に間隙
を有して設けられた第３電極と、を備え、前記各電極間
に電圧を印加することにより前記振動板を変形させるこ
とで、前記加圧室内のインクを前記ノズルから液滴とし
て吐出させるインクジェットヘッドを駆動するための駆
動装置であって、前記第１および第２電極間に電圧を印
加した状態を保持してから電圧の印加を停止した後、所
定時間内に前記第１および第３電極間に電圧を印加する
振動板駆動手段を備えたことを特徴とする。

【００１０】また、請求項３に記載の発明は、上記請求
項２に記載のインクジェットヘッドの駆動装置におい
て、前記所定時間は、０．１〜１０μｓｅｃであること
を特徴とする。

【００１１】また、請求項４に記載の発明は、ノズル
と、該ノズルに連通した加圧室と、該加圧室内の圧力を
変えるための振動板と、該振動板に設けられた第１電極
と、該第１電極に対し前記加圧室側と反対側の対向する
位置に間隙を有して設けられた第２電極と、前記第１電
極に対し前記第２電極側と反対側の対向する位置に間隙
を有して設けられた第３電極と、前記第１および第２電
極間に電圧を印加した状態を保持してから電圧の印加を
停止した後、所定時間内に前記第１および第３電極間に
電圧を印加する振動板駆動手段と、を備え、前記振動板
駆動手段によって印加された電圧により前記振動板を変
形させることで、前記加圧室内のインクを前記ノズルか
ら液滴として吐出させて記録媒体上に画像形成すること
を特徴とするインクジェット式記録装置である。

【００１２】また、請求項５に記載の発明は、上記請求
項４に記載のインクジェット式記録装置において、前記
所定時間は、０．１〜１０μｓｅｃであることを特徴と
する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の一実施形態であるインクジェットプリンタについて説
明する。図１は、インクジェットプリンタ１の概略構成
を説明するための斜視図である。

【００１４】インクジェットプリンタ１は、用紙やＯＨ
Ｐシートなどの記録媒体である記録シート２に印字する
ものであって、インクジェットヘッド走査系と記録シー
ト送り系とから構成される。

【００１５】インクジェットヘッド走査系は、インクジ
ェット方式のプリントヘッドを単色あるいは複数色（例
えば３色、４色または７色等）分含むヘッドユニット３
と、ヘッドユニット３を保持するキャリッジ４と、キャ
リッジ４を記録シート２の記録面に平行に往復移動させ
るためのスキャンシャフト５及びガイド軸６と、キャリ
ッジ４をガイド軸６に沿って往復駆動するパルスモータ
７と、パルスモータ７の回転をキャリッジ４の往復運動
に変えるためのアイドルプーリ８、タイミングベルト９
とから構成される。

【００１６】一方、記録シート送り系は、記録シート２
を搬送経路に沿って案内するガイド板を兼ねるプラテン
１０と、プラテン１０との間の記録シート２を押さえて
浮きを防止する紙押さえ板１１と、記録シート２を排出
するための排出ローラ１２、排紙押さえローラ１３と、
ヘッドユニット３のインクを吐出するノズル面を洗浄し
インク吐出不良を良好な状態に回復させるメンテナンス
装置１４と、記録シート２を手動で搬送するための紙送
りノブ１５とから構成される。

【００１７】記録シート２は、図示しない手差しあるい
はカットシートフィーダ等の給紙装置によって、ヘッド
ユニット３とプラテン１０とが対向する記録部へ送り込
まれる。この際、図示しない紙送りローラの回転量が制
御され、記録部への搬送が制御される。紙送りローラは
図示しない紙送りモータにより駆動されている。

【００１８】ヘッドユニット３のプリントヘッドには、
後に詳細に説明するインクジェットヘッド３１を用いて
おり、このインクジェットヘッド３１から吐出したイン
ク液滴が記録シート２に着弾して画像形成が行われるよ
うになっている。

【００１９】キャリッジ４は、パルスモータ７、アイド
ルプーリ８、タイミングベルト９により、記録シート２
を横方向に走査（主走査）し、キャリッジ４に取り付け
られたヘッドユニット３は１ライン分の画像を記録す
る。１ライン分の記録が終わるごとに、記録シート２は
縦方向に送られ（副走査）、次のラインへの記録がされ
る。

【００２０】このようにして記録シート２に画像が記録
され、記録部を通過した記録シート２は、その搬送方向
下流側に配置された排出ローラ１２とこれに一定の圧力
で接する排紙押さえローラ１３とによって排出されるよ
うに構成されている。

【００２１】図２は、図１に示したヘッドユニット３の
１色分のインクジェットヘッド３１を含むキャリッジ４
周辺の構成を説明するための斜視図である。

【００２２】キャリッジ４周辺には、インクを収容し通
気口４０４を有するインクカートリッジ４０３と、イン
クカートリッジ４０３を収納するケーシング４０１、ケ
ーシング蓋４０５と、インクカートリッジ４０３を着脱
可能にしつつインクをインクジェットヘッド３１に供給
するインク供給管４０２と、ケーシング蓋４０５を閉じ
た際ケーシング４０１にケーシング蓋４０５を固定する
ためのフック４０６、蓋止め４０７と、インクカートリ
ッジ４０３を収納する向き（矢印Ｄ３の向き）とは反対
の向きにインクカートリッジ４０３を付勢しつつインク
カートリッジ４０３をケーシング蓋４０５との間でケー
シング４０１内に保持する押さえバネ４０８とが設けら
れる。

【００２３】このような構成のキャリッジ４がスキャン
方向（矢印Ｄ１の向き）に移動することによって記録シ
ート２は主走査されることになる。また、記録シート２
が送られることによって副走査方向（矢印Ｄ２の向き）
に印字されることになる。

【００２４】図３は、インクジェットヘッドの構造を示
す分解斜視図、図４は、インクジェットヘッドの平面図
であって、図３に示されるチャンネルプレートを透視し
て示す図、図５は、図４におけるＡ−Ａ線に沿う断面
図、図６は、図４におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図であ
る。

【００２５】図示のように、インクジェットヘッド３１
は、３つの要素の積層構成となっており、加圧室５１、
インク供給室５２、インレット５３、ノズル５４、共通
電極とされる第１電極５６が設けられる振動板５５、お
よび空間５７が形成されたチャンネルプレート５０と、
このチャンネルプレート５０の図示上側を覆う天板６０
と、チャンネルプレート５０に設けられている振動板５
５に設けられた第１電極５６と対向する位置に空間５７
により隔てられた個別電極とされる第２電極７２を配置
するためのガラス基板７０とを有している。

【００２６】このインクジェットヘッド３１のノズル５
４は、図示側面側に設けられている。振動板５５は、ノ
ズル５４からインクを吐出させるために、その変形によ
り加圧室５１の内圧を可変する機能を果たす。また、イ
ンク供給室５２は、加圧室５１へインクを供給するため
にインクを蓄えておき、インレット５３を通ってインク
供給室５２内のインクを加圧室５１へ導くようになって
いる。

【００２７】第１電極５６と第２電極７２との間の空間
５７により形成される電極間ギャップ寸法Ｄ１は、ここ
では０．３μｍとしている。また、振動板５５に設けら
れている第１電極５６は、後述するようにホウ素を拡散
することによって形成した不純物導電層である。

【００２８】この第１電極５６および第２電極７２は、
配線８１，８２によって振動板駆動手段としてのヘッド
吐出駆動部１０５に接続されている。本実施形態では、
第１電極５６からの配線８１はアースされており、ま
た、第２電極７２には配線８２によってヘッド吐出駆動
部１０５からの電圧が印加されるようになっている。そ
して、この第１および第２電極５６、７２間に所定の電
圧を印加することにより、振動板５５を変形させる構成
とされている。

【００２９】本実施形態では特に、図３〜図６に示すよ
うに、第１電極５６に対し第２電極７２側と反対側の対
向する位置に、間隙を有して第３電極６１が設けられて
いる。具体的には、第３電極６１は、天板６０の第１電
極５６と対向する位置に、加圧室５１により隔てられて
個別電極として設けられる。したがって、第１電極５６
と第３電極６１との間の電極間ギャップ寸法は、加圧室
５１の深さによって決まるが、ここでは加圧室５１の深
さは３０μｍとされている。また、第３電極６１もま
た、配線８３によってヘッド吐出駆動部１０５に接続さ
れており、第３電極６１には、配線８３によってヘッド
吐出駆動部１０５からの所定の電圧が印加されるように
なっている。

【００３０】次に、インクジェットヘッドの製造方法に
ついて簡単に説明する。

【００３１】本実施形態において用いたインクジェット
ヘッド３１は、いわゆる半導体装置製造プロセスやマイ
クロマシーン製造プロセスなどを利用して製造させるも
のであり、その方法は様々であるが、ここでは、その一
例について説明する。なお、ここで説明した製造方法以
外の方法により製造されたインクジェットヘッドであっ
ても本発明による駆動装置によって駆動できることは言
うまでもない。

【００３２】まず、チャンネルプレート５０の形成につ
いて説明する。図７は、チャンネルプレートの製造方法
について説明するための図５に対応する断面を工程順に
示した図である。

【００３３】チャンネルプレート５０の形成には、予め
４０μｍ程度にラッピングしたシリコン基板を使用し
て、図７Ａに示すように、シリコン基板１００の全面
に、熱酸化法により酸化膜１０１を形成する。そして、
シリコン基板１００の図示上側表面の酸化膜１０１に、
公知のフォトリソグラフィーおよびドライエッチングに
よって、加圧室５１、インク供給室５２、インレット５
３およびノズル５４の形状を規定するための開口を設
け、図７Ｂに示すように、エッチングマスク１０１ａと
する。

【００３４】次に、パターニングされた酸化膜１０１に
より形成されたエッチングマスク１０１ａを有するシリ
コン基板１００をＫＯＨ溶液により異方性エッチングす
る。ここで使用したシリコン基板１００は、基板表面が
（１１０）面（面方位を示す。以下同様。）または（１
００）面を有するものである。このＫＯＨ溶液による異
方性エッチングは、シリコン基板の（１１１）面が露出
することにより自動的にエッチングが停止するため、前
記エッチングマスク１０１ａの形成時において、ノズル
５４やインレット５３のとなる部分の開口の大きさを調
整することにより、これらの部分におけるエッチング深
さを所望の深さとすることができる。また、加圧室５１
およびインク供給室５２の深さは、これらの部分の開口
の大きさと共に、エッチング時間を調整することで、振
動板５５となる部分の厚さが６．５μｍ程度取れるよう
に設定する。このＫＯＨ溶液によるエッチングによっ
て、加圧室５１、インク供給室５２の側壁部分は（１１
１）面が露出することにより、適度なテーパが形成され
る。その後、エッチングマスクとして使用した酸化膜は
除去する。

【００３５】このようにして、図７Ｃに示すように、加
圧室５１、インク供給室５２、インレット５３、および
ノズル５４がシリコン基板１００に形成される。ここで
形成したチャンネルプレート５０には図４に示されてい
るように、複数の加圧室と複数のノズルが形成されてい
て、１つのヘッドから複数のインク液滴を吐出させるこ
とができるようになっている。

【００３６】また、このシリコン基板１００の裏面側
に、前述した電極間ギャップ寸法Ｄ１が０．３μｍとな
るように、空間５７を上記と同様の方法により形成す
る。これにより、図５等に示すような振動板５５がシリ
コン基板１００に形成されることになる。

【００３７】そして、振動板５５と、この振動板５５部
分に形成される第１電極５６と電気的なコンタクトをと
るための部分とが開口したレジストパターンをフォトリ
ソグラフィーにより形成し、振動板５５とコンタクト部
分にホウ素をイオン注入して、図５に示したように、第
１電極５６およびコンタクトラインとなる不純物拡散層
を形成する。その後、熱酸化工程により、シリコン基板
１００の全面に酸化膜を形成することで、振動板５５の
表面（シリコン基板の裏面側）に絶縁膜を形成する。こ
の絶縁膜は、第２電極７２との短絡を防止するためであ
る。

【００３８】次に、第２電極７２を設けたガラス基板７
０の形成について説明する。このガラス基板７０には、
ホウケイ酸ガラス基板を使用している。そして、図５に
示した状態に接合されたときに、チャンネルプレート５
０の振動板５５が対向する位置およびこれに隣接する所
定位置に、ＩＴＯ（スズを含む酸化インジウム）膜を成
膜する。こうして、ガラス基板７０表面に、第２電極７
２と、この第２電極７２に接続されるコンタクトライン
とを形成する。このとき、複数の加圧室とノズルを有す
るヘッドの場合には、各加圧室ごとに第２電極とそれぞ
れのコンタクトラインとを形成する。

【００３９】その後、電極が形成された面全面に、Ｓｉ
ＦＨ膜やＳｉＯ₂膜等の保護膜を約１μｍ成膜する。こ
の保護膜は、パターン化せず、基板全面に設けて保護膜
とするもので、これにより、周囲の湿度の影響による駆
動電極の劣化を防止する。

【００４０】前記空間５７を形成する際の深さは、第２
電極７２を形成したときに、空間５７における第１電極
５６（絶縁膜表面）から対向する第２電極７２（ＳｉＦ
Ｈ膜表面）までの間隔が０．１〜１μｍ、好ましくはよ
り低い駆動電圧で駆動することができるように、０．１
〜０．５μｍとなるようにする。本実施形態では、空間
５７は、上述した通り、上記第１および第２電極の間隔
が０．３μｍとなるように形成されている。

【００４１】なお、この空間５７は、前記したシリコン
基板１００の振動板５５部分をシリコン基板１００の裏
面（図示下側）からエッチングにより掘り込んで形成す
る代わりに、図５に示した状態に接合されたときに、ガ
ラス基板７０のチャンネルプレート５０の振動板５５が
対向する位置に、所定の深さの凹部を形成するようにし
てもよい。

【００４２】次に、天板６０は、同じくホウケイ酸ガラ
ス基板を使用したものであり、加圧室５２上部にインク
カセットからのインクを導入させるためのインク供給口
６２を形成したものである。

【００４３】そして、この実施形態では、天板６０の下
部にも、チャンネルプレート５０の振動板５５が対向す
る位置およびこれに隣接する所定位置に、ＩＴＯ膜を成
膜する。こうして、天板６０の下面に、第３電極６１
と、この第３電極６１に接続されるコンタクトラインと
が形成されている。また、ここでは、図３に示すよう
に、複数の加圧室とノズルを有するヘッドの場合には、
各加圧室ごとに第３電極とそれぞれのコンタクトライン
とを形成している。

【００４４】以上のようにそれぞれ形成したチャンネル
プレート５０、ガラス基板７０および天板６０を図３に
示したようなサンドイッチ構造となるように、陽極接合
し、振動板５５に形成した不純物拡散層によるコンタク
トラインと、天板６０、ガラス基板７０に形成したコン
タクトラインとにそれぞれ配線８１〜８３を接続して、
インクジェットヘッドが完成する。

【００４５】次に、本実施形態において使用したインク
について説明する。本実施形態で使用したインクの組成
は、下記表１に示すようなもので、黒（Ｋ）、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、およびシアン（Ｃ）の４色の
インクを使用しており、表に示す通り、染料により各色
調整したものであるが、染料に代わり顔料を用いたもの
であっても良い。

【００４６】

【表１】

【００４７】次に、インクジェットプリンタ１の制御部
について説明する。図８は、インクジェットプリンタ１
の制御部の構成を説明するためのブロック図である。

【００４８】インクジェットプリンタ１の制御部は、Ｃ
ＰＵ１０１、ＲＡＭ１０２、ＲＯＭ１０３、データ受信
郭１０４、ヘッド吐出駆動部１０５、ヘッド移動駆動部
１０６、紙送りモータ駆動部１０７、回復系モータ駆動
部１０８、および各種センサ部１０９を含んでいる。

【００４９】全体を制御するＣＰＵ１０１は、必要に応
じてＲＡＭ１０２を用い、ＲＯＭ１０３に記憶されてい
るプログラムを実行する。このプログラムには、ホスト
となるコンピュータ等に接続され記録すべき画像データ
を受信する、データ受信部１０４から読み込まれる画像
データに基づいて、ヘッド吐出駆動部１０５、ヘッド移
動駆動部１０６、紙送りモータ駆動部１０７、各種セン
サ部１０９を制御し記録シート２上に画像を記録するた
めの部分と、必要な際に、各種センサ部１０９からの情
報を処理し、回復系モータ駆動部１０８を制御して、ヘ
ッドユニット３のノズル面を良好な状態に回復させるた
めの部分とが含まれる。

【００５０】ＣＰＵ１０１の制御に基づいて、ヘッド吐
出駆動部１０５は、画像データに対応するパルス電圧を
印加することによりヘッドユニット３内のインクジェッ
トヘッド３１を駆動する。具体的には、ヘッド吐出駆動
部１０５から画像データに対応するパルス電圧が第２お
よび第３電極に所定のタイミングで印加される。なお、
ヘッド吐出駆動部１０５には、図示しない遅延回路、充
放電回路、反転回路、反転増幅回路が含まれる。

【００５１】また、ＣＰＵ１０１の制御に基づいて、ヘ
ッド移動駆動部１０６はヘッドユニット３を保持するキ
ャリッジ４を移動させる駆動モータ７を駆動し、紙送り
モータ駆動部１０７は紙送りローラを駆動する。さら
に、ＣＰＵ１０１の制御に基づいて、回復系モータ駆動
部１０８は、ヘッドユニット３のノズル面を良好な状態
に回復させるために必要なモータ等を駆動する。

【００５２】本発明は、上記のように構成されており、
次に、インクジェットヘッドの動作について説明する。

【００５３】図９は、インク液滴を吐出させる際の振動
板５５の動きを説明するための図である。インク液滴の
吐出を行う場合には、まず、第１電極５６と第２電極７
２との間に駆動電圧を印加し、図９Ａに示すように、こ
の駆動電圧を印加したことによって生じる静電気力によ
って振動板５５を第２電極７２側に引き付ける。これに
より、図示２点鎖線で示すように振動板５５が第２電極
７２側に撓み変形する。このときインク供給室５２内の
インクがインレット５３を通り加圧室５１内に流入す
る。なお、本実施形態では、振動板５５に形成した第１
電極５６をアースとしているので、駆動電圧は、駆動電
極７２に＋の電位（例えば３０Ｖ）を印加している。こ
の駆動電圧により振動板５５には図示する力Ｆ１が作用
する。

【００５４】そして、本実施形態では、ヘッド吐出駆動
部１０５内の各回路に基づく制御により、一定時間（数
μｓｅｃ〜数十μｓｅｃ）駆動電圧を印加した状態で保
持してから、駆動電圧を遮断停止した後、所定時間内
に、第１電極５６と第３電極６１の間に、補助電圧を印
加する。補助電圧は、本実施形態では振動板５５に形成
した第１電極５６をアースとしているので、＋の電位
（例えば３００Ｖ）を第３電極６１に印加する。

【００５５】上記所定時間としては、０．１〜１０μｓ
ｅｃとするのが、エネルギーのロスをなくして効果的な
電圧の印加を行う観点から好ましい。すなわち、０．１
μｓｅｃ未満である場合には、駆動電圧による変形量に
も依るが、振動板５５が復元位置（元の位置）に戻るの
に必要な時間より短いため、振動板５５の復元中に引張
力を与えることになり、エネルギーのロスが生じる（復
元後に引張力を与えるを与える方がロスが少ない）。一
方、１０μｓｅｃより長い場合には、これも駆動電圧に
よる変形量にも依るが、振動板５５が復元位置（元の位
置）を越え、更に１回振幅してしまう時間より長く、１
振幅後に元の位置に戻るタイミングで引張力を与えるこ
とになり、この場合も上記と同様にエネルギーのロスが
生じ、好ましくない。

【００５６】このようにして、前記駆動電圧の印加によ
って第２電極７２側に引き付けられていた振動板５５
が、駆動電圧の遮断により振動板５５自体の回復力によ
って戻るとほぼ同時に、図９Ｂに示すように、前記補助
電圧の印加により、振動板５５には図示する力Ｆ２が作
用する。つまり、振動板５５は、第２電極７２側と反対
側に早く引き戻される。

【００５７】こうして加圧室５１の容積が収縮し、この
とき発生する圧力により、加圧室５１内に充填されたイ
ンクは、ノズル５４から液滴として飛翔し、記録シート
２上に着弾して所定の画像が形成される。

【００５８】このように、本実施形態によれば、第１電
極５６に対し第２電極７２側と反対側の対向する位置
に、間隙を有して第３電極６１を設け、第１および第２
電極５６，７２間に駆動電圧を印加することによって第
２電極７２側に引き付けられていた振動板５５が、この
駆動電圧の遮断により振動板５５自身の回復力によって
戻る際に、第１および第３電極５６，６１間に補助電圧
を印加するようにしたので、静電気力により振動板５５
を第２電極７２側と反対側に強制的に引張ることがで
き、振動板５５の復元力が増大する。

【００５９】これにより、振動板５５自身の剛性による
復元力だけで戻るのに比べて、振動板５５を早く元の位
置に戻すことができ、振動板等の機械的構成の追随性が
増すことになるので、インクジェットヘッドの駆動周波
数を高めることが可能となる。したがって、次の印字の
準備が早くできるので、ヘッドの応答性が向上し、高速
印字が可能になる。

【００６０】また、振動板５５の復元力の増大により、
ノズル５４より吐出するインク液滴の吐出速度は、第３
電極６１を設けない場合に８ｍ／ｓｅｃであったのに比
べ、１０ｍ／ｓｅｃと速くすることができた。これによ
り、インク液滴の吐出から記録媒体上に着弾するまでの
時間差により記録媒体上の着弾位置がずれることが防止
される。すなわちインク液滴の飛翔のばらつきが小さく
なるため、画像むらが防止され、良好な画像の記録を行
うことができる。

【００６１】なお、以上説明した実施形態は、本発明を
限定するために記載されたものではなく、本発明の技術
的思想内において当業者により種々変更が可能である。

【００６２】例えば上述した実施形態では、図３に示し
たように、各加圧室５１ごとに第３電極６１とそれぞれ
のコンタクトラインとを、個別に形成するように構成し
た場合について説明したが、本発明はこのような構成に
限定されるものではなく、第３電極６１のコンタクトラ
インを接続して共通電極とし、前述した補助電圧を全て
の第３電極６１に印加するような構成とすることも可能
である。このようにすれば、ヘッド吐出駆動部１０５内
の各回路の構成が簡易となり、低コスト化を図ることが
できる。

【００６３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、振
動板自身の復元力だけで戻るのに比べて振動板を早く元
の位置に戻すことができ、振動板等の機械的構成の追随
性が増すことになるので、インクジェットヘッドの駆動
周波数を高めることが可能となる。したがって、次の印
字の準備が早くできるので、ヘッドの応答性が向上し、
高速印字が可能になる。また、インク液滴の吐出速度
を、第３電極を設けない場合に比べて速くすることがで
き、これにより、インク液滴の飛翔のばらつきが小さく
なり、良好な画像の記録を行うことができる。

【００６４】また、第１および第２電極間に電圧を印加
した状態を保持してから電圧の印加を停止した後、０．
１〜１０μｓｅｃの時間内に第１および第３電極間に電
圧を印加するようにすれば、エネルギーのロスをなくし
て効果的な電圧の印加を行う観点から好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェットプリンタの概略構成を説明す
るための斜視図である。

【図２】図１に示したヘッドユニットの１色分のイン
クジェットヘッドを含むキャリッジ周辺の構成を説明す
るための斜視図である。

【図３】インクジェットヘッドの構造を示す分解斜視
図である。

【図４】インクジェットヘッドの平面図であって、図
３に示されるチャンネルプレートを透視して示す図であ
る。

【図５】図４におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図６】図４におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図７】チャンネルプレートの製造方法について説明
するための図５に対応する断面を工程順に示した図であ
る。

【図８】インクジェットプリンタの制御部の構成を説
明するためのブロック図である。

【図９】インク液滴を吐出させる際の振動板の動きを
説明するための図である。

【符号の説明】

１…インクジェットプリンタ、２…記録シート（記録媒体）、３…ヘッドユニット、３１…インクジェットヘッド、５１…加圧室、５２…インク供給室、５４…ノズル、５５…振動板、５６…第１電極、５７…空間、６１…第３電極、７２…第２電極、１０５…ヘッド吐出駆動部（振動板駆動手段）。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズルと、該ノズルに連通した加圧室
と、該加圧室内の圧力を変えるための振動板と、該振動
板に設けられた第１電極と、該第１電極に対し前記加圧
室側と反対側の対向する位置に間隙を有して設けられた
第２電極と、を備え、前記第１および第２電極間に電圧
を印加することにより前記振動板を変形させることで、
前記加圧室内のインクを前記ノズルから液滴として吐出
させるインクジェットヘッドにおいて、前記第１電極に対し前記第２電極側と反対側の対向する
位置に間隙を有して第３電極を設けたことを特徴とする
インクジェットヘッド。
【請求項２】ノズルと、該ノズルに連通した加圧室
と、該加圧室内の圧力を変えるための振動板と、該振動
板に設けられた第１電極と、該第１電極に対し前記加圧
室側と反対側の対向する位置に間隙を有して設けられた
第２電極と、前記第１電極に対し前記第２電極側と反対
側の対向する位置に間隙を有して設けられた第３電極
と、を備え、前記各電極間に電圧を印加することにより
前記振動板を変形させることで、前記加圧室内のインク
を前記ノズルから液滴として吐出させるインクジェット
ヘッドを駆動するための駆動装置であって、前記第１および第２電極間に電圧を印加した状態を保持
してから電圧の印加を停止した後、所定時間内に前記第
１および第３電極間に電圧を印加する振動板駆動手段を
備えたことを特徴とするインクジェットヘッドの駆動装
置。
【請求項３】前記所定時間は、０．１〜１０μｓｅｃ
であることを特徴とする請求項２記載のインクジェット
ヘッドの駆動装置。
【請求項４】ノズルと、該ノズルに連通した加圧室
と、該加圧室内の圧力を変えるための振動板と、該振動
板に設けられた第１電極と、該第１電極に対し前記加圧
室側と反対側の対向する位置に間隙を有して設けられた
第２電極と、前記第１電極に対し前記第２電極側と反対
側の対向する位置に間隙を有して設けられた第３電極
と、前記第１および第２電極間に電圧を印加した状態を
保持してから電圧の印加を停止した後、所定時間内に前
記第１および第３電極間に電圧を印加する振動板駆動手
段と、を備え、前記振動板駆動手段によって印加された電圧により前記
振動板を変形させることで、前記加圧室内のインクを前
記ノズルから液滴として吐出させて記録媒体上に画像形
成することを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項５】前記所定時間は、０．１〜１０μｓｅｃ
であることを特徴とする請求項４記載のインクジェット
式記録装置。