(57)【要約】      （修正有）【課題】振動板が周辺液室からの残留振動の伝播により自由振動を起こす薄膜タイプの圧電素子構成の液滴吐出ヘッドにおいて、異常吐出を防止するための制御方法を提供する。【解決手段】複数のノズル孔２０を有するノズル板２と、ノズル孔２０のそれぞれに連通するとともに、共通液室を介して連通された複数の吐出室１４を有する隔壁基板１と、吐出室１４の少なくとも一方の壁を構成する振動板Ａと、振動板Ａの一面に設けた電極８に密接し、かつ複数の吐出室に対応する複数のチャネルに分割され、圧電変位して振動板Ａを変位させる圧電素子Ｂと、を備えた液滴ヘッドの制御方法において、複数のノズル孔２０から液滴を吐出するとき、駆動チャネルを駆動させた際に発生した振動板Ａの自由振動により非駆動チャネルに対応する液室が拡張しないように保持する電位を非駆動チャネルに入力するように電圧源Ｖｓを制御装置Ｃｔｒによって制御する。【選択図】図２
2010214816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル板と、前記ノズル孔のそれぞれに連通するとともに、共通液室を介して連通された複数の吐出室を形成した隔壁基板と、前記吐出室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、前記振動板の一面に設けた振動板側電極に密接し、かつ前記複数の吐出室に対応する複数のチャネルに分割されて設けられ、圧電変位して前記振動板を変位変形させる圧電素子と、を備えた液滴吐出ヘッドの制御方法であって、
前記複数のノズル孔から液滴の吐出を行うとき、駆動チャネルの変位により発生した前記振動板の自由振動により非駆動チャネルに対応する前記吐出室が拡張しないように保持する電位を前記非駆動チャネルに入力するように制御することを特徴とする液滴吐出ヘッドの制御方法。
【請求項２】
前記駆動チャネルを駆動させる際、前記振動板の前記非駆動チャネルに対応する箇所の変形量が前記吐出室の収縮方向への最大変位量と略等しい変位で保持される電位を前記非駆動チャネルに入力することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの制御方法。
【請求項３】
前記振動板の前記非駆動チャネルに対応する箇所の変形による圧電効果電位を検知し、該圧電効果電位をうち消す振動パルスを前記非駆動チャネルに入力することを特徴とする請求項１に記載の液適吐出ヘッドの制御方法。
【請求項４】
液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル板と、前記ノズル孔のそれぞれに連通するとともに、共通液室を介して連通された複数の吐出室を形成した隔壁基板と、前記吐出室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、前記振動板の一面に設けた振動板側電極に密接し、かつ前記複数の吐出室に対応する複数のチャネルに分割されて設けられ、圧電変位して前記振動板を変位変形させる圧電素子と、該圧電素子に電圧を印加する電圧源と、該電圧源を制御する制御手段と、を備えた液滴吐出ヘッドであって、
前記制御手段は、前記複数のノズル孔から液滴の吐出を行うとき、駆動チャネルの変位により発生した前記振動板の自由振動により非駆動チャネルに対応する前記吐出室が拡張しないように保持する電位を前記非駆動チャネルに入力するように前記電圧源を制御することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記制御手段は、前記駆動チャネルを駆動させる際、前記振動板の前記非駆動チャネルに対応する箇所の変形量が前記吐出室の収縮方向への最大変位量と略等しい変位で保持される電位を前記非駆動チャネルに入力するように前記電圧源を制御することを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
前記振動板の前記非駆動チャネルに対応する箇所の変形による圧電効果電位を検知する検知手段を備え、前記制御手段は、前記圧電効果電位をうち消す振動パルスを前記非駆動チャネルに入力するように前記電圧源を制御することを特徴とする請求項４に記載の液適吐出ヘッド。
【請求項７】
インク滴を吐出する液滴吐出ヘッドとこの液滴吐出ヘッドにインクを供給するインクタンクを一体化したインクカートリッジにおいて、前記液滴吐出ヘッドが請求項３又は４に記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項８】
液体吐出ヘッドから液滴を吐出させて画像を形成する画像形成装置において、請求項５に記載の液滴吐出ヘッドを備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液滴吐出ヘッドの制御方法、この制御方法を用いた液適吐出ヘッド、インクカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、記録時の騒音が極めて小さいこと、高速印字が可能であること、インクの自由度が高く安価な普通紙を使用できることなど多くの利点を有する。この中でも記録が必要な時にのみインク液滴を吐出する、いわゆるインク・オン・デマンド方式が、記録に不要なインク液滴の回収を必要としないため、現在主流となってきている。
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像記録装置或いは画像形成装置として用いるインクジェット記録装置において使用する液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドとしては、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する吐出室（加圧液室、圧力室、インク流路等とも称される）と、吐出室内のインクを加圧する圧力を発生する圧力発生手段とを備えて、圧力発生手段で発生した圧力で吐出室内インクを加圧することによってノズルからインク滴を吐出させる。
このような液滴吐出ヘッドとしては、圧力発生手段として圧電素子などの電気機械変換素子を用いて吐出室の壁面を形成している振動板を変形変位させることでインク滴を吐出させるピエゾ型のもの、吐出内に配設した発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いてインクの膜沸騰でバブルを発生させてインク滴を吐出させるバブル型（サーマル型）のものなどがある。ピエゾ型のものにはＤ３３方向の変形を利用した縦振動型、Ｄ３１方向の変形を利用した横振動（ベンドモード）型、更には剪断変形を利用したシェアモード型等がある。その中で近年、半導体プロセスやマイクロマシニング技術の進歩により、パターニング加工技術が確立されていて、かつ、コストの安いＳｉ基板に加圧室及びピエゾ素子を直接形成するアクチュエータ構成が考案されている。
【０００３】
しかし、ピエゾ素子を用いたベンドモード型のアクチュエータは加圧室の壁面を構成する振動板上に直接アクチュエータを形成するため、液室内の圧力変動により振動板が自由振動を起こすことになる。とりわけ印字動作中において非吐出液室へ流路経由で回り込んでくる周辺駆動液室内の残留振動は複数の周辺流路からの残留振動の重畳により異常に大きくなる場合が想定できる。このため、非吐出液室内において振動板が大きく変位したタイミングで吐出信号が入力された場合、異常吐出が発生することがある。このため振動板の自由振動を低減、又は制御する方法及び吐出信号の入力タイミングを上手く設計する方法がピエゾ素子の性能を十分に引き出し、安定した液滴吐出を行なう上で必須となっている。
特許文献１に開示されている液体噴射装置ではノズル列を構成する複数のノズルのうちの少なくとも１つのノズルを除く複数のノズルから液滴が同時に吐出された際、液滴が吐出されなかった少なくとも１つのノズルにおいてメニスカス内残留振動が誘起され、駆動信号中に含まれる複数の吐出パルスのうちの少なくとも一つの吐出パルスについて、その開始時点がメニスカス内残留振動によってメニスカスが圧力室側に最も引き込まれた時点及び残留振動によってメニスカスが圧力室側に最も引き込まれた時点の両方を外すように設定されていることを特徴とする液体噴射装置を開示している。
特許文献２のヘッド駆動方法では画像品質の向上と高速化のために、残留振動の低減やメニスカス振動を低減させるためのパルス印加方法や波形について規定している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１には、隣接するノズルからの吐出により発生した残留振動の流路を経由した残留振動の伝播により非駆動ノズル内のメニスカスが自己振動し、且つその自己振動は吐出ノズル内のものとは異相がずれている為、吐出パルスが入力された際にタイミングがずれて異常吐出を引き起こすため、吐出パルスの立ち上がりタイミングを、メニスカス振動のピークから外すようにする方法が提案されているが、流路を伝播経由した振動の制御は不可能であり、このタイミングを避けた波形設計は事実上不可能である。
また、特許文献２の記載は、薄膜振動板のような隣接ノズルからの回り込みによる異常な残留振動を意識したものではない。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、特に振動板に直接電極及び圧電材を成膜して圧電素子を形成し、圧電素子の横振動モードによる縮み変形を利用して振動板を撓ませる構成のアクチュエータを用いることで、振動板が周辺液室からの残留振動の伝播により自由振動を起こす薄膜タイプの圧電素子構成の液滴吐出ヘッドにおいて、異常吐出を防止するための制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル板と、前記ノズル孔のそれぞれに連通するとともに、共通液室を介して連通された複数の吐出室を形成した隔壁基板と、前記吐出室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、前記振動板の一面に設けた振動板側電極に密接し、かつ前記複数の吐出室に対応する複数のチャネルに分割されて設けられ、圧電変位して前記振動板を変位変形させる圧電素子と、を備えた液滴吐出ヘッドの制御方法であって、前記複数のノズル孔から液滴の吐出を行うとき、駆動チャネルの変位により発生した前記振動板の自由振動により非駆動チャネルに対応する前記吐出室が拡張しないように保持する電位を前記非駆動チャネルに入力するように制御する液滴吐出ヘッドの制御方法を特徴とする。
請求項２の発明は、前記駆動チャネルを駆動させる際、前記振動板の前記非駆動チャネルに対応する箇所の変形量が前記吐出室の収縮方向への最大変位量と略等しい変位で保持される電位を前記非駆動チャネルに入力する請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの制御方法を特徴とする。
請求項３の発明は、前記振動板の前記非駆動チャネルに対応する箇所の変形による圧電効果電位を検知し、該圧電効果電位をうち消す振動パルスを前記非駆動チャネルに入力する請求項１に記載の液適吐出ヘッドの制御方法を特徴とする。
【０００６】
請求項４の発明は、液滴を吐出する複数のノズル孔を有するノズル板と、前記ノズル孔のそれぞれに連通するとともに、共通液室を介して連通された複数の吐出室を形成した隔壁基板と、前記吐出室の少なくとも一方の壁を構成する振動板と、前記振動板の一面に設けた振動板側電極に密接し、かつ前記複数の吐出室に対応する複数のチャネルに分割されて設けられ、圧電変位して前記振動板を変位変形させる圧電素子と、該圧電素子に電圧を印加する電圧源と、該電圧源を制御する制御手段と、を備えた液滴吐出ヘッドであって、前記制御手段は、前記複数のノズル孔から液滴の吐出を行うとき、駆動チャネルの変位により発生した前記振動板の自由振動により非駆動チャネルに対応する前記吐出室が拡張しないように保持する電位を前記非駆動チャネルに入力するように前記電圧源を制御する液滴吐出ヘッドを特徴とする。
請求項５の発明は、前記制御手段は、前記駆動チャネルを駆動させる際、前記振動板の前記非駆動チャネルに対応する箇所の変形量が前記吐出室の収縮方向への最大変位量と略等しい変位で保持される電位を前記非駆動チャネルに入力するように前記電圧源を制御する請求項４に記載の液滴吐出ヘッドを特徴とする。
請求項６の発明は、前記振動板の前記非駆動チャネルに対応する箇所の変形による圧電効果電位を検知する検知手段を備え、前記制御手段は、前記圧電効果電位をうち消す振動パルスを前記非駆動チャネルに入力するように前記電圧源を制御する請求項４に記載の液適吐出ヘッドを特徴とする。
請求項７の発明は、インク滴を吐出する液滴吐出ヘッドとこの液滴吐出ヘッドにインクを供給するインクタンクを一体化したインクカートリッジにおいて、前記液滴吐出ヘッドが請求項３又は４に記載の液滴吐出ヘッドであるインクカートリッジを特徴とする。
請求項８の発明は、液体吐出ヘッドから液滴を吐出させて画像を形成する画像形成装置において、請求項５に記載の液滴吐出ヘッドを備えている画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように構成したので、本発明によれば、高速駆動時においても高品質な画像形成が可能となり、低コストで高性能な液滴吐出ヘッドを製作することがでる。また、この液滴吐出ヘッドを一体化したインクカートリッジ、及びこの液滴吐出ヘッドを搭載したインクジェット記録装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の液滴吐出ヘッドの分解斜視図。
【図２】組み立てられた全体装置の断面図。
【図３】図２に示した箇所近傍の平面図。
【図４】本発明の液滴吐出ヘッドの制御を説明する図。
【図５】図１、３におけるＸ−Ｘにおける断面フロー図。
【図６】図１、３におけるＸ−Ｘにおける断面フロー図。
【図７】本発明の液滴吐出ヘッドを使用したインクカートリッジを示す図。
【図８】本発明に係るインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置を示す図。
【図９】本発明に係るインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施例］
図１は、本発明の液滴吐出ヘッドの分解斜視図であり、一部を断面図で示してある。本実施例はインク液滴を基板の面部に設けたノズル孔から吐出させるサイドシューター方式の例を示すもので図示している。
図２は組み立てられた全体装置の断面図を示すものであり、図１に示した断面Ｘ−Ｘに対応する断面図で、便宜上２つの吐出室のみ示してある。図３は、図２に示した箇所近傍の平面図である。
図１−３を参照して、本発明の液滴吐出ヘッドの構造を詳細に説明する。
本発明の液滴吐出ヘッドは、インク等の液滴を吐出するノズル孔２０を有するノズル基板２と、吐出室１４、振動板Ａ、圧電素子Ｂを形成した液室基板（隔壁基板）１と、圧電素子Ｂと当接し、それを保護しかつ変位を妨げないための圧電素子保護空間２２を配した保護基板３、の３枚の基板を重ねた積層構造となっている。
まず、液室基板１はシリコン基板Ｃ上にＳｉＯ2を介してＳｉが張り合わされたＳＯＩ（Silicon On Insulator)基板を用いている。
本実施例における振動板Ａは、ＳＯＩ基板のＳｉ層表面に酸化膜を形成し、片側面にシリコン酸化膜５、シリコン６、シリコン酸化膜７、及び圧電素子Ｂの下電極（振動板側電極）となる白金膜８の多層構成からなる。
更に圧電素子Ｂとして複数のチャネルに分割（パターニング）された圧電材層９及び上電極（圧電素子側電極）１２が下電極８に順次形成されている。
また、液室基板１には、振動板Ａ、圧電素子Ｂとは反対側からシリコン基板Ｃをエッチングすることにより吐出室１４が形成されている。
【００１０】
次に、ノズル基板２はニッケル高速電鋳法を用いて厚さ３０ミクロンに形成したニッケル基板であり、液室基板１の面部に吐出室１４と連通するようにそれぞれノズル孔２０を有する。
上記のように構成された液滴吐出ヘッドの動作を説明する。
まず、図１に示すインク供給孔２４から共通液室１８を経由して各吐出室１４内にインクが供給される。吐出室１４がインクにより満たされた状態で、図２に示す電圧源Ｖｓによって圧電素子Ｂの上電極１２及び下電極８間に電圧を印加し、これにより横振動モードで圧電素子が（変化し）縮み、圧電素子Ｂと密着している振動板Ａ全体が吐出室１４側に凸形状に変形する。すると、吐出室１４の体積が減少し吐出室１４内の圧力が急激に上昇し、ノズル孔２０よりインク液滴が記録紙４０に向けて吐出される。パルス電圧を連続的に印加してこれを繰り返すことにより、インクを連続的に吐出することが出来る。
【００１１】
次に、本発明の液滴吐出ヘッドの制御方法について説明する。
図４は、本発明の液滴吐出ヘッドの制御を説明する図である。
図４（ａ）は、一つの圧電素子を動作させるための電圧の変化を示す図であり、（ｂ）は、本発明に特徴的な非動作時の圧電素子に印加しておく電圧の変化を示す図である。２つの図の横軸は同じ時間軸を示している。
本実施例において、下電極８を０Ｖに保持し図４（ａ）に示すような吐出信号を上電極１２へ印加すると、適正なパルス幅Ｐｗを設定することで最大の効率でインク滴をノズル孔２０から吐出させることができる。
しかし、振動板Ａ及び圧電素子Ｂ（ＰＺＴアクチュエータ）が薄膜で形成されているため、吐出室１４内の圧力変動により振動板Ａが自由振動を起こし、吐出室１４内に残留振動が長く残留することになる。
発生した残留振動は、共通液室１８を介して周辺の吐出室へ伝播していく。複数のノズル２０から同時にインク吐出を行なった場合は、複数の吐出室１４から発生した残留振動波が時間のズレや位置（距離）の違いによるさまざまな波が重畳を起こして、自由振動をしている非吐出ノズルの振動板を異常に大きく振幅させることが起きる。
特に、非吐出ノズルにおいて振動板Ａが無負荷の場合に、振動板Ａの自由振動により振動板変位が液室拡張方向に大きく変形したタイミングで吐出パルスが入力されると、吐出滴の速度が異常に早くなりミスト状となったり、気泡を巻き込む等、異常吐出を発生させてしまう。
【００１２】
そこで、本発明では、吐出ノズルの動作中は（図４（ａ）において、パルスが立ち上がって最大変位に相当するＶｐｐに到達するまで）、電圧源Ｖｓを制御する制御装置（制御手段）Ｃｔｒによって、非吐出ノズルに対応する上電極１２にスタンバイ電位（図４（ｂ）のＶｐｓ）を印加しておくように制御する。
このように制御すると、吐出室１４内の圧力変動に対しある程度振動板Ａが変形しにくくなり異常吐出が発生し難くなる。
薄膜型アクチュエータの場合、吐出室内の振動を吸収するバネ力は振動板が圧倒的に弱い為、振動板のみが大きく自由振動を起こす。そこで、振動板を駆動する圧電素子に電位を供給し、一定の変形状態にし、振動板Ａをある程度硬く変形させ（剛性を高め）ることにより、液室内圧力を振動板の自由振動だけで吸収・減衰させるのではなく、振動板とメニスカスの両方で圧力変化を吸収させることで吐出室の拡張を防ぎ異常吐出を低減することができる。これによりヘッド構造を変更することなく、駆動方法のみで異常な液滴吐出を低減できる。
【００１３】
更に、非吐出ノズルに対応する上電極１２には振動板Ａを通常駆動時の最大変位に相当する電位（図５（ｂ）のＶｐｐ）を印加し変形状態に保つことで更に異常吐出を低減できる。すなわち、変形量を通常駆動範囲に留めることで信頼性（耐久性）上の異常が発生することも無く、振動板剛性を高めることが出来、液室内圧力を振動板の自由振動だけで吸収・減衰させるのではなく、振動板とメニスカスの両方で圧力変化を吸収させることがより効率的にできるようになる。これによりヘッド構造を変更することなく、駆動方法のみで異常な液滴吐出を低減できる。
さらに、振動板の変形により発生する圧電効果電位（ＰＺＴを変形させることで発生する電位）を図２に示す検知手段Ｓによって測定し、これを打ち消す電圧を上電極１２に印加するように、制御手段Ｃｔｒにより電圧源Ｖｓを制御して積極的に振動板の自由振動を低減させるアクティブ制御を行なうことで、さらに、非吐出ノズルからの異常吐出を解消できる。
なお、かかる液滴吐出ヘッドの制御は、ヘッド自体に設けた制御手段Ｃｔｒによって行ってもよいし、このヘッドを使用する画像形成装置本体の制御部による制御としてもよい。
また、図２では、便宜上で電圧源Ｖｓは、一つのみ記載してあるが、対応する圧電素子それぞれに電圧を印加できるように複数の電圧源Ｖｓが接続されており、制御手段Ｃｔｒによって個々に制御できるものとする。
本発明で用いることができる液滴吐出ヘッドは、インク流路から吐出口にかけての形状が直線的であるエッジシューター方式であっても良いし、インク流路の向きと吐出口の向きが異なるサイドシューター方式であっても良い。
【００１４】
次に、かかる液適吐出ヘッドの製作方法、構成など実施例をあげて詳細に説明する。
図５、６は、図１、３におけるＸ−Ｘにおける断面フロー図である。
本実施例においてはシリコン基板Ｃに振動板材料及び圧電素子材料を成膜していくことでアクチュエータと、これを備えた液適吐出ヘッドを作成していく。
図５（ａ）に示すような、厚み２５０ｕｍの＜１００＞シリコン基板Ｃの表面にシリコン酸化膜５を０．５ｕｍ及びシリコン６を１．０ｕｍを張り合わせたＳＯＩ基板を用いる。ＳＯＩ基板表面にパイロ酸化法によりシリコン酸化膜７を０．６ｕｍ成膜する。
図５（ｂ）に示すように、シリコン酸化膜７上に、圧電素子の下電極８となるＰｔ層をスパッタ法により０．１ｕｍ成膜し、下電極８層としてリソエッチ法によりパターニングを行なう。更にスパッタ法により圧電材層９、上電極１２をそれぞれ１．０ｕｍ、０．１ｕｍずつ成膜する。また、シリコン基板Ｃの反対側の面には、酸化膜ａを別途成膜しておく。
図５（ｃ）に示すように、リソエッチ法により、圧電材層９、上電極１２を同じマスクでパターニングし、吐出室１４に対応する部分に圧電素子部を形成する。
【００１５】
図６（ｄ）に示すように、次にシリコン基板Ｃの反対面にシリコン酸化膜５を形成した際に同時に形成されていたシリコン酸化膜ａをリソエッチ法によりパターニングする。更にこの酸化膜ａをマスクとしてシリコン基板Ｃを誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）ドライエッチングによりエッチングし、吐出室１４、流体抵抗部１５及び共通液室１８となる凹部を形成する。
その後、図６（ｅ）に示すように、スルファミン酸浴で高速電鋳法により製作したノズル基板２を液室基板１の吐出室１４側に接着する。
最後に、図６（ｆ）に示すように、別途シリコン基板にリソエッチ法で圧電素子保護空間２２となる凹部を形成してある保護基板３を製作しておき、液室基板１の振動板面に接着する。
保護基板３は＜１１０＞シリコン基板をＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムヒドロキシド）、ＫＯＨ（水酸化カリウム）などのアルカリエッチング液を用いたウェットエッチングにより加工したものでも良いし、樹脂モールドやメタルインジェクションモールドなどの成型部品で代用しても構わない。この後、図示していないが圧電素子の上電極１２及び下電極８を駆動回路に接続することで本実施例の液滴吐出ヘッドが完成する。
【００１６】
［第２の実施例］
次に、本発明に係るインクカートリッジについて図７を参照して説明する。
このインクカートリッジは、ノズル２０等を有する上記各実施形態のいずれかのインクジェットヘッド６１と、このインクジェットヘッド６１に対してインクを供給するインクタンク６２とを一体化したものである。
このようにインクタンク一体型のヘッドの場合、ヘッドの低コスト化、信頼性向上は、ただちにインクカートリッジ全体の低コスト化、信頼性向上につながるので、上述したように低コスト化、高信頼性化、製造不良低減することで、インクカートリッジの歩留まり、信頼性が向上し、ヘッド一体型インクカートリッジの低コスト化を図れる。
【００１７】
［第３の実施例］
次に、本発明に係るインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置の一例について図８及び図９を参照して説明する。なお、図８は同記録装置の斜視説明図、図９は同記録装置の機構部の側面説明図である。
このインクジェット記録装置は、記録装置本体８１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載した本発明を実施したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部８２等を収納し、装置本体８１の下方部には前方側から多数枚の用紙８３を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい）８４を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙８３を手差しで給紙するための手差しトレイ８５を開倒することができ、給紙カセット８４或いは手差しトレイ８５から給送される用紙８３を取り込み、印字機構部８２によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ８６に排紙する。
印字機構部８２は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド９１と従ガイドロッド９２とでキャリッジ９３を主走査方向に摺動自在に保持し、このキャリッジ９３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する本発明に係るインクジェットヘッドからなるヘッド９４を複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。またキャリッジ９３にはヘッド９４に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ９５を交換可能に装着している。
インクカートリッジ９５は上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッドへインクを供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェットヘッドへ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、記録ヘッドとしてここでは各色のヘッド９４を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘッドでもよい。
【００１８】
ここで、キャリッジ９３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド９１に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド９２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ９３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ９７で回転駆動される駆動プーリ９８と従動プーリ９９との間にタイミングベルト１００を張装し、このタイミングベルト１００をキャリッジ９３に固定しており、主走査モータ９７の正逆回転によりキャリッジ９３が往復駆動される。
一方、給紙カセット８４にセットした用紙８３をヘッド９４の下方側に搬送するために、給紙カセット８４から用紙８３を分離給装する給紙ローラ１０１及びフリクションパッド１０２と、用紙８３を案内するガイド部材１０３と、給紙された用紙８３を反転させて搬送する搬送ローラ１０４と、この搬送ローラ１０４の周面に押し付けられる搬送コロ１０５及び搬送ローラ１０４からの用紙８３の送り出し角度を規定する先端コロ１０６とを設けている。搬送ローラ１０４は副走査モータ１０７によってギヤ列を介して回転駆動される。
そして、キャリッジ９３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１０４から送り出された用紙８３を記録ヘッド９４の下方側で案内する用紙ガイド部材である印写受け部材１０９を設けている。この印写受け部材１０９の用紙搬送方向下流側には、用紙８３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１１１、拍車１１２を設け、さらに用紙８３を排紙トレイ８６に送り出す排紙ローラ１１３及び拍車１１４と、排紙経路を形成するガイド部材１１５、１１６とを配設している。
記録時には、キャリッジ９３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド９４を駆動することにより、停止している用紙８３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙８３を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙８３の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙８３を排紙する。
【００１９】
また、キャリッジ９３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、ヘッド９４の吐出不良を回復するための回復装置１１７を配置している。回復装置１１７はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ９３は印字待機中にはこの回復装置１１７側に移動されてキャッピング手段でヘッド９４をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でヘッド９４の吐出口（ノズル）を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
このように、このインクジェット記録装置においては本発明を実施したインクジェットヘッドを搭載しているので、振動板駆動不良によるインク滴吐出不良がなく、安定したインク滴吐出特性が得られて、画像品質が向上する。
また上記実施例中に記載した膜厚等の数値や材料はこれに限ったものではない。
【符号の説明】
【００２０】
１  液室基板、２  ノズル基板、３  保護基板、５  シリコン酸化膜、６  シリコン、７  シリコン酸化膜、８  下電極、９  圧電材層、１２  上電極、１４  吐出室、１５  流体抵抗部、１８  共通液室、２０  ノズル孔、２２  圧電素子保護空間、２４  インク供給孔、４０  記録紙、６１  インクジェットヘッド、６２  インクタンク、８１  記録装置本体、８１  装置本体、８２  印字機構部、８３  用紙、８４  給紙カセット、８５  トレイ、８６  排紙トレイ、９１  主ガイドロッド、９２  従ガイドロッド、９３  キャリッジ、９４  記録ヘッド、９５  インクカートリッジ、９５  各インクカートリッジ、９７  主走査モータ、９８  駆動プーリ、９９  従動プーリ、１００  タイミングベルト、１０１  給紙ローラ、１０２  フリクションパッド、１０３  ガイド部材、１０４  搬送ローラ、１０５  搬送コロ、１０６  先端コロ、１０７  副走査モータ、１０９  部材、１１１  搬送コロ、１１２  拍車、１１３  排紙ローラ、１１４  拍車、１１５  ガイド部材、１１７  回復装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２００４−０７４４８２公報
【特許文献２】特許第３１９３１２７号
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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