JP2003311950A - インクジェット式記録装置及びインクジェット式記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各ノズル開口から吐出されるインクの吐出特
性を安定させることができるインクジェット記録装置及
びインクジェット式記録方法を提供する。 【解決手段】 インクを吐出させる所定のチャンバ２８
ｂ以外のその他のチャンバでインクを吐出可能な少なく
とも一つの待機チャンバ２８ｅの少なくとも一方の側壁
２９ｄ、２９ｅに、予備駆動電界に対応して当該予備駆
動電界と同一方向で発生され且つ当該予備駆動電界より
も発生期間の短い非吐出予備駆動電界を少なくとも含む
待機駆動電界を発生させる待機駆動信号を、インク滴を
吐出させるための駆動電界を発生させる駆動信号と共に
出力して、インク滴を吐出する直前の各チャンバの状態
を均一に保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、プリン
タ、ファックスなどに適用されるインクジェット式記録
装置及びインクジェット式記録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、インクを吐出する複数のノズ
ルを有するインクジェットヘッドを用いて被記録媒体に
文字や画像を記録するインクジェット式記録装置が知ら
れている。かかるインクジェット式記録装置では、イン
クジェットヘッドのノズルが被記録媒体に対向するよう
にヘッドホルダに設けられ、このヘッドホルダはキャリ
ッジに搭載され被記録媒体の搬送方向とは直交する方向
に走査されるようになっている。

【０００３】このようなインクジェットヘッドのヘッド
チップの一例の分解概略を図１３に、また、要部断面を
図１４に示す。

【０００４】図１３及び図１４に示すように、圧電セラ
ミックプレート１０１には、複数のチャンバ１０２が並
設され、各チャンバ１０２は、側壁１０３で分離されて
いる。各チャンバ１０２の長手方向一端部は圧電セラミ
ックプレート１０１の一端面まで延設されており、他端
部は、他端面までは延びておらず、深さが徐々に浅くな
っている。このような各チャンバ１０２内の両側壁１０
３の開口側表面には、長手方向に亘って、駆動電界印加
用の電極１０５が形成されている。

【０００５】また、圧電セラミックプレート１０１のチ
ャンバ１０２の開口側には、カバープレート１０７が接
着剤１０９を介して接合されている。このカバープレー
ト１０７には、各チャンバ１０２の浅くなった他端部と
連通する凹部となる共通インク室１１１と、この共通イ
ンク室１１１の底部からチャンバ１０２とは反対方向に
貫通するインク供給口１１２とを有する。

【０００６】さらに、圧電セラミックプレート１０１と
カバープレート１０７との接合体のチャンバ１０２が開
口している端面には、ノズルプレート１１５が接合され
ており、ノズルプレート１１５の各チャンバ１０２に対
向する位置にはノズル開口１１７が形成されている。

【０００７】なお、圧電セラミックプレート１０１のノ
ズルプレート１１５とは反対側でカバープレート１０７
とは反対側の面には、配線基板１２０が固着されてい
る。配線基板１２０には、各電極１０５とボンディング
ワイヤ１２１等で接続された配線１２２が形成され、こ
の配線１２２を介して電極１０５に駆動電圧を印加でき
るようになっている。

【０００８】このように構成されるヘッドチップでは、
インク供給口１１２から各チャンバ１０２内にインクを
充填し、所定のチャンバ１０２の両側の側壁１０３に電
極１０５を介して所定の駆動電界を作用させると、側壁
１０３が撓み変形してチャンバ１０２内の容積が一時的
に変化し、これにより、チャンバ１０２内のインクがノ
ズル開口１１７から吐出する。

【０００９】例えば、図１５に示すように、チャンバ１
０２ａに対応するノズル開口１１７からインクを吐出す
る場合には、そのチャンバ１０２ａ内の電極１０５ａ、
１０５ｂに正の駆動電圧を印加すると共にそれぞれに対
向する電極１０５ｃ、１０５ｄを接地するようにする。
これにより、側壁１０３ａ、１０３ｂにはチャンバ１０
２ａに向かう方向の駆動電界が作用し、これが圧電セラ
ミックプレート１０１の分極方向と直交すれば、圧電厚
みすべり効果により側壁１０３ａ、１０３ｂがチャンバ
１０２ａ方向に撓み変形し、チャンバ１０２ａ内の容積
が減少してインクに対する圧力が増加し、ノズル開口１
１７からインクが吐出する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のインクジェット式記録装置に搭載されるインク
ジェットヘッドでは、チャンバの並び方向の位置、イン
ク滴の吐出数、あるいはインク滴の吐出頻度等の吐出率
の違いによって、各インク滴の吐出量、吐出スピード等
の吐出特性にばらつきが生じてしまうという問題があ
る。

【００１１】例えば、インクジェットヘッドの端部側に
配置されたチャンバと、その他の位置に配置されたチャ
ンバとでは、インク滴の吐出スピードに差が生じるとい
う問題がある。また、所定のチャンバに連通するノズル
開口から複数のインク滴を連続的に吐出する場合と、待
機状態のチャンバに連通するノズル開口からインク滴を
単発的に吐出する場合とでは、インク滴の吐出スピード
に差が生じてしまうという問題がある。さらに、全ノズ
ル開口からインク滴を吐出する場合と、所定のノズル開
口から単発的にインク滴を吐出する場合とでは、インク
滴の吐出量に差が生じてしまうという問題がある。

【００１２】また、このような問題は、低温環境下、す
なわち、インクの粘度が比較的高いと特に発生しやす
い。

【００１３】本発明は、このような事情に鑑み、各ノズ
ル開口から吐出されるインクの吐出特性を安定させるこ
とができるインクジェット記録装置及びインクジェット
式記録方法を提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の第１の態様は、圧電セラミックプレートにノズル開
口に連通し且つインクの充填されたチャンバを複数並設
すると共に各チャンバの両側の側壁に電極が設けられた
インクジェットヘッドを具備し、前記電極を介して前記
側壁に前記チャンバ内の容積を一時的に増大させる予備
駆動電界と当該予備駆動電界に連続し前記チャンバ内の
容積を一時的に減少させる吐出駆動電界とからなる駆動
電界を発生させることでインクを吐出させるインクジェ
ット式記録装置において、インクを吐出させる所定のチ
ャンバ以外のその他のチャンバでインクを吐出可能な少
なくとも一つの待機チャンバの少なくとも一方の側壁
に、前記予備駆動電界に対応して当該予備駆動電界と同
一方向で発生され且つ当該予備駆動電界よりも発生期間
の短い非吐出予備駆動電界を少なくとも含む待機駆動電
界を発生させる待機駆動信号を、前記駆動電界を発生さ
せる駆動信号と共に出力する駆動手段を具備することを
特徴とするインクジェット式記録装置にある。

【００１５】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記非吐出予備駆動電界のピークが、前記予備駆動
電界のピークと略同一であることを特徴とするインクジ
ェット式記録装置にある。

【００１６】本発明の第３の態様は、第１又は２の態様
において、前記予備駆動電界の発生期間をｘとし、前記
予備駆動電界と前記吐出駆動電界との間隔をｙとしたと
きに、前記吐出駆動電界の発生期間が２ｘ−ｙで表され
る長さであることを特徴とするインクジェット式記録装
置にある。

【００１７】本発明の第４の態様は、第１〜３の何れか
の態様において、前記非吐出予備駆動電界の発生期間
が、前記予備駆動電界の発生期間の１／２以下であるこ
とを特徴とするインクジェット式記録装置にある。

【００１８】本発明の第５の態様は、第４の態様におい
て、前記非吐出予備駆動電界の発生期間が、前記予備駆
動電界の発生期間の１／１０以下であることを特徴とす
るインクジェット式記録装置にある。

【００１９】本発明の第６の態様は、第１〜５の何れか
の態様において、前記待機駆動電界が、前記吐出駆動電
界に対応して当該吐出駆動電界と同一方向で発生される
非吐出駆動電界を含むことを特徴とするインクジェット
式記録装置にある。

【００２０】本発明の第７の態様は、第１〜６の何れか
の態様において、前記待機駆動電界は、インクを吐出す
る直前の待機チャンバに対応して発生させることを特徴
とするインクジェット式記録装置にある。

【００２１】本発明の第８の態様は、第１〜６の何れか
の態様において、前記待機駆動電界は、全ての待機チャ
ンバに対応して発生させることを特徴とするインクジェ
ット式記録装置にある。

【００２２】本発明の第９の態様は、第１〜８の何れか
の態様において、前記待機駆動電界は、前記待機チャン
バの両方の側壁に対応して発生させることを特徴とする
インクジェット式記録装置にある。

【００２３】本発明の第１０の態様は、第１〜９の何れ
かの態様において、前記待機駆動電界は、前記待機チャ
ンバの一方の側壁のみに対応して発生させることを特徴
とするインクジェット式記録装置にある。

【００２４】本発明の第１１の態様は、第１〜１０の何
れかの態様において、前記電極の全てが、前記駆動信号
又は前記待機駆動信号が独立して出力される個別電極で
あることを特徴とするインクジェット式記録装置にあ
る。

【００２５】本発明の第１２の態様は、第１〜１０の何
れかの態様において、前記チャンバ内の相対向する一対
の電極が、前記駆動信号又は前記待機駆動信号が出力さ
れる一対の個別電極であることを特徴とするインクジェ
ット式記録装置にある。

【００２６】本発明の第１３の態様は、第１〜１０の何
れかの態様において、前記チャンバのそれぞれの間に、
前記インクの充填されないダミーチャンバが設けられ該
ダミーチャンバ内の側壁に前記電極が設けられているこ
とを特徴とするインクジェット式記録装置にある。

【００２７】本発明の第１４の態様は、圧電セラミック
プレートにノズル開口に連通し且つインクの充填された
チャンバを複数並設すると共に各チャンバの両側の側壁
に電極が設けられたインクジェットヘッドを具備し、前
記電極を介して前記側壁に前記チャンバ内の容積を一時
的に増大させる予備駆動電界と当該予備駆動電界に連続
し前記チャンバ内の容積を一時的に減少させる吐出駆動
電界とからなる駆動電界を発生させることでインクを吐
出させるインクジェット式記録方法において、インクを
吐出させる所定のチャンバ以外のその他のチャンバでイ
ンクを吐出可能な少なくとも一つの待機チャンバの少な
くとも一方の側壁に、前記予備駆動電界に対応して当該
予備駆動電界と同一方向で発生され且つ当該予備駆動電
界よりも発生期間の短い非吐出予備駆動電界を少なくと
も含む待機駆動電界を発生させる待機駆動信号を、前記
駆動電界を発生させる駆動信号と共に出力することを特
徴とするインクジェット式記録方法にある。

【００２８】本発明の第１５の態様は、第１４の態様に
おいて、前記非吐出予備駆動電界のピークが、前記予備
駆動電界のピークと略同一であることを特徴とするイン
クジェット式記録方法にある。

【００２９】本発明の第１６の態様は、第１４又は１５
の態様において、前記予備駆動電界の発生期間をｘと
し、前記予備駆動電界と前記吐出駆動電界との間隔をｙ
としたときに、前記吐出駆動電界の発生期間が２ｘ−ｙ
で表される長さとすることを特徴とするインクジェット
式記録方法にある。

【００３０】本発明の第１７の態様は、第１４〜１６の
何れかの態様において、前記非吐出予備駆動電界の発生
期間が、前記予備駆動電界の発生期間の１／２以下であ
ることを特徴とするインクジェット式記録方法にある。

【００３１】本発明の第１８の態様は、第１７の態様に
おいて、前記非吐出予備駆動電界の発生期間が、前記予
備駆動電界の発生期間の１／１０以下であることを特徴
とするインクジェット式記録方法にある。

【００３２】本発明の第１９の態様は、第１４〜１８の
何れかの態様において、前記非吐出駆動電界が、前記吐
出駆動電界に対応して当該吐出駆動電界と同一方向で発
生される非吐出駆動電界を含むことを特徴とするインク
ジェット式記録方法にある。

【００３３】本発明の第２０の態様は、第１４〜１９の
何れかの態様において、前記非吐出駆動電界は、インク
を吐出する直前の待機チャンバに対応して発生させるこ
とを特徴とするインクジェット式記録方法にある。

【００３４】本発明の第２１の態様は、第１４〜１９の
何れかの態様において、前記非吐出駆動電界は、全ての
待機チャンバに対応して発生させることを特徴とするイ
ンクジェット式記録方法にある。

【００３５】本発明の第２２の態様は、第１４〜２１の
何れかの態様において、前記非吐出駆動電界を、前記待
機チャンバの両方の側壁に対応して発生させることを特
徴とするインクジェット式記録方法にある。

【００３６】本発明の第２３の態様は、第１４〜２１の
何れかの態様において、前記非吐出駆動電界を、前記待
機チャンバの片側の側壁のみに対応して発生させること
を特徴とするインクジェット式記録方法にある。

【００３７】かかる本発明では、インクを吐出させない
待機チャンバの側壁に待機駆動電界を発生させること
で、インクを吐出させる直前のチャンバの状態を常に一
定の状態に維持できるため、各ノズル開口から吐出され
るインクの吐出特性が安定する。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下に本発明を実施形態に基づい
て詳細に説明する。

【００３９】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１に係るインクジェット式記録装置の概略図である。

【００４０】図１に示すように、本実施形態のインクジ
ェット式記録装置１０は、ヘッドが走査されるシリアル
方式のインクジェット式記録装置であり、インクを吐出
させるインクジェットヘッド２０が設けられたヘッドユ
ニット１００を具備する。このヘッドユニット１００は
キャリッジ１１上に固定されており、キャリッジ１１は
一対のガイドレール１２ａ、１２ｂ上に軸方向に移動自
在に搭載されている。

【００４１】また、ガイドレール１２ａ、１２ｂの一端
側には駆動モータ１３が設けられており、この駆動モー
タ１３による駆動力が、当該駆動モータ１３に連結され
たプーリ１４ａと、ガイドレール１２ａ、１２ｂの他端
側に設けられたプーリ１４ｂとの間に掛け渡されたタイ
ミングベルト１５に沿って移動されるようになってい
る。

【００４２】さらに、キャリッジ１１の搬送方向と直交
する方向の両端部側には、ガイドレール１２ａ、１２ｂ
に沿ってそれぞれ一対の搬送ローラ１６、１７が設けら
れている。これらの搬送ローラ１６、１７は、キャリッ
ジ１１の下方に当該キャリッジ１１の搬送方向とは直交
する方向に被記録媒体Ｓを搬送するものである。

【００４３】そして、これら搬送ローラ１６、１７によ
って被記録媒体Ｓを送りつつキャリッジ１１をその送り
方向とは直交方向に走査することにより、インクジェッ
トヘッド２０によって被記録媒体Ｓ上に文字及び画像等
が記録される。

【００４４】ここで、インクを吐出させるインクジェッ
トヘッドの一例について説明する。なお、図２は、本発
明の実施形態１に係るインクジェットヘッドの分解斜視
図であり、図３は、ヘッドチップの分解斜視図であり、
図４は、インクジェットヘッドの組立工程を示す概略斜
視図である。

【００４５】図２に示すように、本実施形態のインクジ
ェットヘッド２０は、ヘッドチップ２１と、このヘッド
チップ２１の一方面側に設けられるベースプレート２２
と、ヘッドチップ２１の他方面側に設けられるヘッドカ
バー２３と、ヘッドチップ２１を駆動するための駆動回
路２４が搭載された配線基板２５とを有する。

【００４６】まず、ヘッドチップ２１について詳しく説
明する。図３及び図４に示すように、ヘッドチップ２１
を構成する圧電セラミックプレート２６には、ノズル開
口２７に連通してインクを吐出させるチャンバ２８が複
数並設され、各チャンバ２８は、側壁２９で分離されて
いる。

【００４７】各チャンバ２８の長手方向一端部は、圧電
セラミックプレート２６の一端面まで延設されており、
他端部は、他端面までは延びておらず、深さが徐々に浅
くなっている。なお、各チャンバ２８は、例えば、円盤
状のダイスカッターにより形成され、深さが徐々に浅く
なった部分は、ダイスカッターの形状を利用して形成さ
れる。

【００４８】また、各チャンバ２８内の両側の側壁２８
の開口側表面には、長手方向に亘って、チャンバ２８毎
に独立した駆動信号が出力される一対の個別電極３０が
それぞれ形成されている。この一対の個別電極３０は、
例えば、公知の斜め方向からの蒸着によって各チャンバ
２８内の各側壁２９にそれぞれ形成される。

【００４９】さらに、圧電セラミックプレート２６のチ
ャンバ２８の開口側には、インク室プレート３１が接合
されている。このインク室プレート３１には、各チャン
バ２８の浅くなった他端部のみと連通する凹部となるイ
ンク室３２と、このインク室３２の底部からチャンバ２
８とは反対方向に貫通するインク供給口３３とが設けら
れている。

【００５０】ここで、本実施形態では、各チャンバ２８
は、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のインクに対応したグルー
プに分かれており、インク室３２及びインク供給口３３
は、それぞれ４つずつ設けられている。

【００５１】なお、インク室プレート３１は、例えば、
セラミックプレート、金属プレート等で形成することが
できるが、圧電セラミックプレート２６との接合後の変
形等を考えると、熱膨張率の近似したセラミックプレー
トを用いるのが好ましい。

【００５２】また、圧電セラミックプレート２６とイン
ク室プレート３１の接合体とのチャンバ２８が開口して
いる端面には、ノズルプレート３４が接合されている。
このノズルプレート３４の各チャンバ２８に対向する位
置にはノズル開口２７が形成されている。

【００５３】さらに、ノズルプレート３４は、圧電セラ
ミックプレート２６とインク室プレート３１との接合体
のチャンバ２８が開口している端面の面積よりも大きく
なっている。このノズルプレート３４は、ポリイミドフ
ィルムなどに、例えば、エキシマレーザ装置を用いてノ
ズル開口２７を形成したものである。また、図示しない
が、ノズルプレート３４の被印刷物に対向する面には、
インクの付着等を防止するために撥水性を有する撥水膜
が設けられている。

【００５４】なお、本実施形態では、圧電セラミックプ
レート２６とインク室プレート３１との接合体のチャン
バ２８が開口している端部の周囲には、ノズル支持プレ
ート３５が配置されている。このノズル支持プレート３
５は、ノズルプレート３４の接合体端面の外側と接合さ
れて、ノズルプレート３４を安定して保持するためのも
のである。

【００５５】ここで、このようなヘッドチップ２１を具
備するインクジェットヘッド２０について詳細に説明す
る。

【００５６】図２及び図４に示すように、インクジェッ
トヘッド２０は、ヘッドチップ２１を構成する圧電セラ
ミックプレート２６のノズル開口２７側とは反対側の端
部に、例えば、ボンディングワイヤ等を介して一対の個
別電極３０に接続される図示しない配線パターンが形成
されている。

【００５７】また、圧電セラミックプレート２６とイン
ク室プレート３１との接合体のノズル支持プレート３５
の後端側には、圧電セラミックプレート２６側のアルミ
ニウム製のベースプレート２２と、インク室プレート３
１側のヘッドカバー２３とが組み付けられる。このヘッ
ドカバー２３には、インク室プレート３１のインク供給
口３３のそれぞれに連通するインク導入路３６が設けら
れている。

【００５８】そして、ベースプレート２２及びヘッドカ
バー２３は、ベースプレート２２の係止孔２２ａにヘッ
ドカバー２３の係止シャフト２３ａを係合することによ
り固定され、両者で圧電セラミックプレート２６とイン
ク室プレート３１との接合体を挟持する。

【００５９】また、図４（ａ）に示すように、圧電セラ
ミックプレート２６の後端側に突出したベースプレート
２２上には配線基板２５が固着されている。この配線基
板２５上には、ヘッドチップ２１を駆動するための駆動
ＩＣを有する駆動回路２４が搭載され、後述する駆動回
路２４とフレキシブルケーブルとが異方性導電膜３７を
介して接続される。これにより、図４（ｂ）のインクジ
ェットヘッド２０が完成する。

【００６０】さらに、上述したインクジェットヘッド２
０は、インクカートリッジを保持するタンクホルダ４０
に組み付けられてヘッドユニット１００が形成される。

【００６１】ここで、インクジェットヘッド２０を組み
付けるタンクホルダ４０の一例について図５を参照して
説明する。なお、図５は、本実施形態に係るタンクホル
ダの一例を示す概略斜視図である。

【００６２】図５に示すように、タンクホルダ４０は、
一方面が開口した略箱形形状を有し、インクカートリッ
ジが着脱自在に保持可能なものである。

【００６３】また、タンクホルダ４０の底壁上面には、
インクカートリッジの底部に形成された開口部と、イン
ク導入路３６とを連結させる連結部４１が設けられてい
る。この連結部４１は、例えば、ブラック（Ｂ）、イエ
ロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のイ
ンク毎に設けられている。

【００６４】さらに、連結部４１内には図示しないイン
ク流路が形成され、その開口となる連結部４１の先端に
は、フィルタ４２が設けられている。

【００６５】この連結部４１内に形成されたインク流路
は、底壁の裏面側まで連通して形成されており、各イン
ク流路は、タンクホルダ４０の裏面側に設けられた流路
基板４３の側壁に開口するヘッド連結口４４に連通して
いる。

【００６６】また、タンクホルダ４０の側面には、上述
したインクジェットヘッド２０を保持固定するヘッド保
持部４５が設けられている。

【００６７】このようなヘッド保持部４５には、配線基
板２５上に設けられた駆動回路２４を包囲する略コ字状
に立設された包囲壁４６と、この包囲壁４６内にあって
インクジェットヘッド２０のベースプレート２２及び配
線基板２５に設けられた係止孔２２ｂと係合する係合シ
ャフト４７が立設されている。

【００６８】そして、上述したタンクホルダ４０のヘッ
ド保持部４５にインクジェットヘッド２０が搭載される
ことでヘッドユニット１００が完成する。このとき、ヘ
ッドカバー２３に形成されたインク導入路３６は、流路
基板４３のヘッド連結口４４に連結されている。

【００６９】ここで、各チャンバ２８内の側壁２９に設
けられた一対の個別電極３０に駆動信号を出力する駆動
手段を駆動回路２４に表して詳細に説明する。なお、図
６は、駆動回路とヘッドチップとの配線の接続状態を示
す概略図である。

【００７０】図６に示すように、駆動回路２４には、外
部からの電源と、印刷信号等の外部信号とからなる外部
回路５０とが外部配線５１を介して接続されている。こ
れにより、外部信号が外部配線５１を介して外部回路５
０から駆動回路２４に出力される。

【００７１】また、駆動回路２４は、フレキシブルケー
ブル３８を介して各チャンバ２８内の側壁２９に設けら
れた一対の個別電極３０にそれぞれ接続されている。こ
れにより、駆動回路２４に入力された外部信号は、各チ
ャンバ２８内の一対の個別電極３０に駆動信号としてそ
れぞれ出力されることになる。

【００７２】なお、本実施形態では、各チャンバ２８の
側壁２９を形成する圧電セラミックプレート２６の分極
方向は、チャンバ２８の底部からインク室プレート３１
側に向かって各側壁２９が突出する方向と同一方向であ
る。

【００７３】ここで、インクジェット式記録装置１０の
駆動方法について詳細に説明する。なお、図７は、圧電
セラミックプレートの断面図及び一対の個別電極に付与
される駆動波形を示す図であり、図８は、駆動波形の詳
細を説明する図であり、図９は、チャンバの両側の側壁
の動きを説明する圧電セラミックプレートの断面図であ
る。

【００７４】図７に示す駆動波形６０ａ〜６０ｆは、各
チャンバ２８ａ〜２８ｆ内の一対の電極３０にそれぞれ
印加される駆動電圧を示す。また、駆動波形６１は、駆
動波形６０ａ〜６０ｃによってチャンバ２８ｂの両側の
側壁２９ａ、２９ｂに発生させる駆動電界を示す。ま
た、駆動波形６２は、駆動波形６０ｄ〜６０ｆによって
チャンバ２８ｅの両側の側壁２９ｄ、２９ｅに発生させ
る駆動電界を示す。

【００７５】本実施形態では、このような駆動波形６
１、６２によってチャンバ２８ｂ（ノズル開口２７）か
らインク滴を吐出後、連続してチャンバ２８ｂ、２８ｅ
からインク滴を吐出させるようになっている。すなわ
ち、チャンバ２８ｂからインク滴を吐出させる場合は、
チャンバ２８ｅはインクを吐出しない待機状態となり、
この待機状態から続いてチャンバ２８ｂ、２８ｅから同
時にインク滴を吐出させるようになっている。

【００７６】さらに、本実施形態のインク滴を吐出させ
るための駆動電界は、チャンバ２８ｂ、２８ｅ内の容積
を一時的に増大させる予備駆動電界と、予備駆動電界に
連続してチャンバ２８ｂ、２８ｅ内の容積を一時的に減
少させる吐出駆動電界とからなる。なお、予備駆動電界
は、駆動波形６１のＡ及びＥ領域と駆動波形６２のＥ領
域とで表され、吐出駆動電界は、駆動波形６１のＣ及び
Ｇ領域と駆動波形６２のＧ領域とに表されている。

【００７７】ここで、このような予備駆動電界と吐出駆
動電界とのそれぞれの発生期間は、次の関係を満たして
いることが好ましい。すなわち、図８に示すように、予
備駆動電界の発生期間をｘとし、予備駆動電界の発生期
間と吐出駆動電界の発生期間との間隔をｙとしたとき
に、吐出駆動電界の発生期間が２ｘ−ｙで表される長さ
であることが好ましい。これにより、各ノズル開口２７
からインク滴を良好に吐出することができる。

【００７８】一方、駆動波形６１のＣ領域に表された吐
出駆動電界によってチャンバ２８ｂからインク滴を吐出
させる場合、本実施形態では、待機状態のチャンバ２８
ｅの両側の側壁２９ｄ、２９ｅに駆動波形６０ｄ〜６０
ｅによってチャンバ２８ｅからインク滴を吐出させない
程度の待機駆動電界（駆動波形６２のＡ〜Ｃ領域）を発
生させている。

【００７９】このような待機駆動電界は、本実施形態で
は、予備駆動電界に対応して予備駆動電界と同一方向で
発生され且つ予備駆動電界よりも発生期間の短い非吐出
予備駆動電界と、吐出駆動電界に対応して吐出駆動電界
と同一方向で発生される非吐出駆動電界とからなる。な
お、非吐出予備駆動電界は、駆動波形６２のＡ領域に表
されている。また、非吐出駆動電界は、駆動波形６２の
Ｃ領域で表されており、本実施形態では、チャンバ２８
ｂからインクを吐出させた吐出駆動電界（駆動波形６１
のＣ領域）と同一の駆動電界としている。

【００８０】ここで、非吐出予備駆動電界の発生期間
は、予備駆動電界の発生期間の１／２以下、特に、１／
１０以下であることが好ましく、１／１８とするのが最
適である。これにより、非吐出駆動電界との組み合わせ
によっても、インク滴が誤吐出されることなく、所定の
側壁に電界を発生させることができる。

【００８１】また、非吐出予備駆動電界のピークは、予
備駆動電界のピークと略同一であることが好ましい。こ
れにより、予備駆動電界の発生期間を変更することのみ
で、非吐出予備駆動電界を容易に発生させることができ
る。

【００８２】以下、インクを吐出させる際の各チャンバ
の両側の側壁の動きについて詳細に説明する。

【００８３】インク滴が吐出されるチャンバ２８ｂで
は、印刷信号の入力に伴い、駆動波形６０ｂのＡ領域で
チャンバ２８ｂ内の一対の個別電極３０に予備駆動電圧
が印加されて、チャンバ２８ｂの両側の側壁２９ａ、２
９ｂに予備駆動電界が発生する。これにより、チャンバ
２８ｂの各側壁２９ａ、２９ｂが、その略中央部が外側
に向かって離れるように撓み変形してチャンバ２８ｂ内
の容積を一時的に増大させる（図９（ａ）参照）。

【００８４】このとき、チャンバ２８ｅ内の一対の個別
電極３０には非吐出予備駆動電圧が印加されて、チャン
バ２８ｅの両側の側壁２９ｄ、２９ｅには予備駆動電界
よりも発生期間が短い非吐出予備駆動電界が発生する。
これにより、チャンバ２８ｅの各側壁２９ｄ、２９ｅ
も、その略中央部が外側に向かって離れるように撓み変
形するが、その変形量はチャンバ２８ｂの側壁２９ａ、
２９ｂよりも小さい。

【００８５】続いて、駆動波形６０ａ、６０ｃのＣ領域
でチャンバ２８ａ、２８ｃ内に設けられた一対の個別電
極３０に吐出駆動電圧が印加され、チャンバ２８ｂの両
側の側壁２９ａ、２９ｂに吐出駆動電界が発生する。こ
れにより、チャンバ２８ｂの各側壁２９ａ、２９ｂの略
中央部が内側に向かって近接するように撓み変形してチ
ャンバ２８ｂ内の容積が増大している状態から一時的に
減少し、ノズル開口２７からインク滴が吐出される（図
９（ｂ）参照）。

【００８６】一方、チャンバ２８ｂの各側壁２９ａ、２
９ｂに吐出駆動電界を発生させたのと同時に、駆動波形
６０ｄ、６０ｆのＣ領域では、チャンバ２８ｄ、２８ｆ
内の一対の個別電極３０に、チャンバ２８ａ、２８ｃ内
の一対の個別電極３０に印加される吐出駆動電圧と同等
の非吐出駆動電圧が印加されることで、チャンバ２８ｅ
の両側の側壁２９ｄ、２９ｅに非吐出駆動電界を発生さ
せている。これにより、チャンバ２８ｅの各側壁２９
ｄ、２９ｅの略中央部が内側に向かって近接するように
撓み変形してチャンバ２８ｂ内の容積が増大している状
態から、容積が一時的に減少する（図９（ｂ）参照）。
このとき、チャンバ２８ｅの非吐出予備駆動電界による
容積の増加量が、チャンバ２８ｂの予備駆動電界による
増加量よりも小さいため、チャンバ２８ｅ内に充填され
たインクは、チャンバ２８ｅから吐出されることはな
い。

【００８７】その後、インク滴を吐出させたチャンバ２
８ｂの両側の側壁２９ａ、２９ｂに駆動波形６１のＥ及
びＧ領域で表される予備駆動電界と吐出駆動電界とを発
生させると共に、待機状態のチャンバ２８ｅの両側の側
壁２９ｄ、２９ｅに駆動波形６２のＥ及びＧ領域で表さ
れる予備駆動電界と吐出駆動電界とを発生させることに
より、チャンバ２８ｂ、２８ｅ内からインク滴がそれぞ
れ同時に吐出される。

【００８８】このように、チャンバ２８ｂからインク滴
を吐出させた際に、待機状態としたチャンバ２８ｅの両
側の側壁２９ｄ、２９ｅにインク滴を吐出させない程度
の待機駆動電界（非吐出予備駆動電界及び非吐出駆動電
界）を発生させることにより、次のインク滴の吐出時に
は、インク滴を吐出させたチャンバ２８ｂと待機状態の
チャンバ２８ｅとが同じ状態に保持されるため、各チャ
ンバ２８ｂ、２８ｅから吐出されるインクの吐出特性は
略同一となる。

【００８９】以上説明したように、待機状態にあるチャ
ンバ２８ｅの側壁２９ｄ、２９ｅに待機駆動電界を発生
させておくことにより、インク滴を吐出させる直前の各
チャンバの状態を均一に保持することができるため、イ
ンク滴を連続して吐出させるチャンバ２８ｂと、待機状
態からインク滴を吐出させるチャンバ２８ｅとのインク
吐出特性が均一化される。

【００９０】すなわち、一度に複数のインク滴を吐出す
る場合と、比較的少ない数のインク滴を吐出する場合と
でのインク吐出特性の差が小さく抑えられる。また、イ
ンク吐出時の各チャンバ２８の状態を一定に保持できる
ため、チャンバ２８の並設方向の位置の違いによるイン
ク吐出特性のばらつきも防止することができる。

【００９１】したがって、各ノズル開口からは、常に安
定した吐出量及び吐出スピードでインク滴が吐出され、
常に良好な印刷品質を得ることができる。

【００９２】なお、本実施形態では、待機状態のチャン
バ２８ｅの側壁２９ｄ、２９ｅに、非吐出予備駆動電界
と非吐出駆動電界とからなる待機駆動電界を発生させる
ようにしたが、これに限定されず、例えば、図１０に示
すように、駆動波形６０ｄ〜６０ｆによって非吐出予備
駆動電界のみからなる待機駆動電界（駆動波形６２のＡ
〜Ｃ領域）を発生させるようにしてもよい。

【００９３】また、本実施形態では、待機状態のチャン
バの両側の側壁に待機駆動電界を発生させるようにした
が、これに限定されず、少なくとも一方の側壁に発生さ
せればよい。

【００９４】さらに、待機駆動電界は、インクを吐出さ
せる直前の待機状態のチャンバのみに選択的に発生させ
るようにしてもよいが、全ての待機状態のチャンバに常
に発生させるようにしてもよい。

【００９５】このように全ての待機状態のチャンバに常
に待機駆動電界を発生させることにより、低温環境下で
あってもインク粘度の上昇による吐出不良を防止するこ
とができる。これは、インクを吐出する際には、常に全
てのチャンバ２８の側壁２９に電界が変形されることに
より、インクの温度を上昇させてインクの粘度を低下さ
せることができるからである。また、このように待機駆
動電界を発生させることによってインクの粘度を低下さ
せることができるため、比較的粘度の高いインクも用い
ることができ、インクの選択範囲が広がる。

【００９６】ここで、下記の各実施例及び比較例のイン
クジェット式記録装置においてそれぞれインク滴を吐出
させ、チャンバ（ノズル開口）の配列位置とインク吐出
スピードとの関係を調べた。その結果を図１１（ａ）に
示す。

【００９７】（実施例１）実施例１のインクジェット式
記録装置では、所定のチャンバからインク滴を吐出させ
る際に、待機チャンバの側壁に非吐出予備駆動電界と非
吐出駆動電界とからなる待機駆動電界を発生させた。

【００９８】（実施例２）実施例２のインクジェト式記
録装置は、所定のチャンバからインク滴を吐出させる際
に、待機チャンバの側壁に非吐出予備駆動電界のみから
なる待機駆動電界を発生させるようにした以外は、実施
例１のインクジェット式記録装置と同様である。

【００９９】（比較例１）比較例１のインクジェット式
記録装置は、所定のチャンバからインク滴を吐出させる
際に、待機チャンバの側壁に待機駆動電界を発生させる
ことなく停止状態とした以外は、実施例１のインクジェ
ット式記録装置と同様である。

【０１００】図１１（ａ）のグラフに示すように、実施
例１及び２のインクジェット式記録装置では、各ノズル
開口から吐出されるインク滴の吐出スピードの差が比較
的小さい。これに対し、比較例１のインクジェット式記
録装置では、ヘッドの端部側に設けられたノズル開口
（ノズル番号１）から吐出されたインク滴の吐出スピー
ドだけが、他のノズル開口から吐出されたインク滴の吐
出スピードよりも明らかに速くなっていることが分か
る。

【０１０１】この結果から明らかなように、本発明のイ
ンクジェット式記録装置によれば、チャンバの配列位置
に拘わらず、安定したインク吐出特性が得られる。

【０１０２】次に、上記の実施例１及び比較例１のイン
クジェット式記録ヘッドを用いて、全ノズル開口からイ
ンク滴を吐出させた場合のインク滴の吐出量と、１つの
ノズル開口からインク滴を吐出させた場合とのインク滴
の吐出量との差を調べた。その結果を図１１（ｂ）に示
す。

【０１０３】図１１（ｂ）のグラフから明らかなよう
に、実施例１のインクジェット式記録装置では、全ノズ
ルからインク滴を吐出させた場合と、１つのノズル開口
からインク滴を吐出させた場合とのインク滴の吐出量
は、駆動電圧に拘わらずほぼ一致している。これに対
し、比較例１のインクジェット式記録ヘッドでは、１つ
のノズル開口からインク滴を吐出させた場合、全ノズル
開口からインク滴を吐出させた場合と比較して、何れの
駆動電圧でもインク滴の吐出量が２０％以上低下してい
ることが分かる。

【０１０４】この結果から明らかなように、本発明のイ
ンクジェット式記録ヘッドでは、一度に吐出するインク
滴の数に拘わらず、安定したインク吐出特性が得られ
る。

【０１０５】（他の実施形態）以上、本発明の一実施形
態について説明したが、本発明はこのような構成に限定
されるものではない。

【０１０６】例えば、上述の本実施形態では、各チャン
バ２８ａ〜２８ｆ内の側壁２９に一対の個別電極３０を
設けたインクジェットヘッドを例示して説明したが、本
発明のインクジェット式記録装置に搭載されるインクジ
ェットヘッドはこれに限定されるものではない。

【０１０７】例えば、図１２に示すように、各チャンバ
２８ａ〜２８ｆの側壁２９ａ〜２９ｅに駆動信号がそれ
ぞれ独立して出力される個別電極３０Ａを設けたタイプ
のインクジェットヘッドであってもよい。

【０１０８】また、例えば、インクの充填されるチャン
バのそれぞれの間にインクの充填されないダミーチャン
バが設けられたタイプのインクジェットヘッドであって
もよい。なお、このタイプのインクジェットヘッドは、
各チャンバの両側の側壁の分極方向が、上述のタイプの
インクジェットヘッドとは逆方向となる。

【０１０９】このような何れのタイプのインクジェット
ヘッドを用いた場合であっても、待機状態のチャンバの
側壁に待機駆動電界を発生させてインクを吐出させない
程度にチャンバを容積変化させることにより、上述した
実施形態と同様の効果を得ることができる。

【０１１０】また、上述した実施形態では、インクジェ
ットヘッドを走査するシリアル型のインクジェット式記
録装置を例示して説明したが、本発明は、インクジェッ
トヘッドが固定されたライン型のインクジェット式記録
装置等の他のタイプのインクジェット式記録装置にも適
用することができる。

【０１１１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インクを吐出させない待機チャンバの少なくとも一方の
側壁に駆動電界と同一方向で且つ待機チャンバからイン
クを吐出させない程度で且つ予備駆動電界に対応して発
生されこの予備駆動電界よりも発生期間の短い非吐出予
備駆動電界を少なくとも含む待機駆動電界を発生させる
ようにしたので、インクを吐出する際の各チャンバが略
均一な状態に保持される。したがって、各チャンバから
吐出されるインクの吐出安定性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記
録装置の概略図である。

【図２】本発明の実施形態１に係るインクジェットヘッ
ドの分解斜視図である。

【図３】本発明の実施形態１に係るヘッドチップの分解
斜視図である。

【図４】本発明の実施形態１に係るインクジェットヘッ
ドの組立工程を示す斜視図である。

【図５】本発明の実施形態１に係るタンクホルダの一例
を示す概略斜視図である。

【図６】本発明の実施形態１に係るインクジェット式記
録ヘッドの概略構成を示す図である。

【図７】本発明の実施形態１に係る圧電セラミックプレ
ートの断面図及び一対の個別電極に付与される駆動波形
を示す図である。

【図８】本発明の実施形態１に係る駆動波形を示す図で
ある。

【図９】本発明の実施形態１に係るチャンバの両側の動
きを説明する圧電セラミックプレートの断面図である。

【図１０】本発明の実施形態１に係る圧電セラミックプ
レートの断面図及び一対の個別電極に付与される駆動波
形の他の例を示す図である。

【図１１】各実施例及び比較例のインクジェット式記録
装置でのインク吐出特性を示すグラフである。

【図１２】本発明の他の実施形態に係るインクジェット
式記録装置の概略構成を示す図である。

【図１３】従来技術に係るインクジェットヘッドのヘッ
ドチップの概要を示す概略斜視図である。

【図１４】従来技術に係るインクジェットヘッドのヘッ
ドチップの概要を示す断面図である。

【図１５】従来技術に係るインクジェットヘッドのヘッ
ドチップの概要を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ インクジェット式記録装置 ２０ インクジェットヘッド ２１ ヘッドチップ ２２ ベースプレート ２３ ヘッドカバー ２４ 駆動回路 ２５ 配線基板 ２６ 圧電セラミックプレート ２７ ノズル開口 ２８、２８ａ〜２８ｆ チャンバ ２９、２９ａ〜２９ｅ 側壁 ３０ 一対の個別電極 ３０Ａ 個別電極 ３４ ノズルプレート ４０ タンクホルダ ５０ 外部回路 ５１ 外部配線 ６０ａ〜６０ｆ、６１、６２ 駆動波形 １００ ヘッドユニット

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧電セラミックスプレートにノズル開口
   に連通し且つインクの充填されたチャンバを複数並設す
   ると共に各チャンバの両側の側壁に電極が設けられたイ
   ンクジェットヘッドを具備し、前記電極を介して前記側
   壁に前記チャンバ内の容積を一時的に増大させる予備駆
   動電界と当該予備駆動電界に連続し前記チャンバ内の容
   積を一時的に減少させる吐出駆動電界とからなる駆動電
   界を発生させることでインクを吐出させるインクジェッ
   ト式記録装置において、インクを吐出させる所定のチャ
   ンバ以外のその他のチャンバでインクを吐出可能な少な
   くとも一つの待機チャンバの少なくとも一方の側壁に、
   前記予備駆動電界に対応して当該予備駆動電界と同一方
   向で発生され且つ当該予備駆動電界よりも発生期間の短
   い非吐出予備駆動電界を少なくとも含む待機駆動電界を
   発生させる待機駆動信号を、前記駆動電界を発生させる
   駆動信号と共に出力する駆動手段を具備することを特徴
   とするインクジェット式記録装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記非吐出予備駆動
   電界のピークが、前記予備駆動電界のピークと略同一で
   あることを特徴とするインクジェット式記録装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記予備駆動
   電界の発生期間をｘとし、前記予備駆動電界と前記吐出
   駆動電界との間隔をｙとしたときに、前記吐出駆動電界
   の発生期間が２ｘ−ｙで表される長さであることを特徴
   とするインクジェット式記録装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れかにおいて、前記非
   吐出予備駆動電界の発生期間が、前記予備駆動電界の発
   生期間の１／２以下であることを特徴とするインクジェ
   ット式記録装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記非吐出予備駆動
   電界の発生期間が、前記予備駆動電界の発生期間の１／
   １０以下であることを特徴とするインクジェット式記録
   装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５の何れかにおいて、前記待
   機駆動電界が、前記吐出駆動電界に対応して当該吐出駆
   動電界と同一方向で発生される非吐出駆動電界を含むこ
   とを特徴とするインクジェット式記録装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６の何れかにおいて、前記待
   機駆動電界は、インクを吐出する直前の待機チャンバに
   対応して発生させることを特徴とするインクジェット式
   記録装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜６の何れかにおいて、前記待
   機駆動電界は、全ての待機チャンバに対応して発生させ
   ることを特徴とするインクジェット式記録装置。
9. 【請求項９】 請求項１〜８の何れかにおいて、前記待
   機駆動電界は、前記待機チャンバの両方の側壁に対応し
   て発生させることを特徴とするインクジェット式記録装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９の何れかにおいて、前記
    待機駆動電界は、前記待機チャンバの一方の側壁のみに
    対応して発生させることを特徴とするインクジェット式
    記録装置。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０の何れかにおいて、前
    記電極の全てが、前記駆動信号又は前記待機駆動信号が
    独立して出力される個別電極であることを特徴とするイ
    ンクジェット式記録装置。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１０の何れかにおいて、前
    記チャンバ内の相対向する一対の電極が、前記駆動信号
    又は前記待機駆動信号が出力される一対の個別電極であ
    ることを特徴とするインクジェット式記録装置。
13. 【請求項１３】 請求項１〜１０の何れかにおいて、前
    記チャンバのそれぞれの間に、前記インクの充填されな
    いダミーチャンバが設けられ該ダミーチャンバ内の側壁
    に前記電極が設けられていることを特徴とするインクジ
    ェット式記録装置。
14. 【請求項１４】 圧電セラミックプレートにノズル開口
    に連通し且つインクの充填されたチャンバを複数並設す
    ると共に各チャンバの両側の側壁に電極が設けられたイ
    ンクジェットヘッドを具備し、前記電極を介して前記側
    壁に前記チャンバ内の容積を一時的に増大させる予備駆
    動電界と当該予備駆動電界に連続し前記チャンバ内の容
    積を一時的に減少させる吐出駆動電界とからなる駆動電
    界を発生させることでインクを吐出させるインクジェッ
    ト式記録方法において、インクを吐出させる所定のチャ
    ンバ以外のその他のチャンバでインクを吐出可能な少な
    くとも一つの待機チャンバの少なくとも一方の側壁に、
    前記予備駆動電界に対応して当該予備駆動電界と同一方
    向で発生され且つ当該予備駆動電界よりも発生期間の短
    い非吐出予備駆動電界を少なくとも含む待機駆動電界を
    発生させる待機駆動信号を、前記駆動電界を発生させる
    駆動信号と共に出力することを特徴とするインクジェッ
    ト式記録方法。
15. 【請求項１５】 請求項１４において、前記非吐出予備
    駆動電界のピークが、前記予備駆動電界のピークと略同
    一であることを特徴とするインクジェット式記録方法。
16. 【請求項１６】 請求項１４又は１５において、前記予
    備駆動電界の発生期間をｘとし、前記予備駆動電界と前
    記吐出駆動電界との間隔をｙとしたときに、前記吐出駆
    動電界の発生期間が２ｘ−ｙで表される長さとすること
    を特徴とするインクジェット式記録方法。
17. 【請求項１７】 請求項１４〜１６の何れかにおいて、
    前記非吐出予備駆動電界の発生期間が、前記予備駆動電
    界の発生期間の１／２以下であることを特徴とするイン
    クジェット式記録方法。
18. 【請求項１８】 請求項１７において、前記非吐出予備
    駆動電界の発生期間が、前記予備駆動電界の発生期間の
    １／１０以下であることを特徴とするインクジェット式
    記録方法。
19. 【請求項１９】 請求項１４〜１８の何れかにおいて、
    前記非吐出駆動電界が、前記吐出駆動電界に対応して当
    該吐出駆動電界と同一方向で発生される非吐出駆動電界
    を含むことを特徴とするインクジェット式記録方法。
20. 【請求項２０】 請求項１４〜１９の何れかにおいて、
    前記非吐出駆動電界は、インクを吐出する直前の待機チ
    ャンバに対応して発生させることを特徴とするインクジ
    ェット式記録方法。
21. 【請求項２１】 請求項１４〜１９の何れかにおいて、
    前記非吐出駆動電界は、全ての待機チャンバに対応して
    発生させることを特徴とするインクジェット式記録方
    法。
22. 【請求項２２】 請求項１４〜２１の何れかにおいて、
    前記非吐出駆動電界を、前記待機チャンバの両方の側壁
    に対応して発生させることを特徴とするインクジェット
    式記録方法。
23. 【請求項２３】 請求項１４〜２１の何れかにおいて、
    前記非吐出駆動電界を、前記待機チャンバの片側の側壁
    のみに対応して発生させることを特徴とするインクジェ
    ット式記録方法。