(57)【要約】【課題】液体を吐出する駆動素子の連続的遅延変位駆動を可能とし、吐出効率を向上させる。【解決手段】液体を吐出する液体吐出口及び液体供給口を有する圧力室と、前記圧力室の隔壁に形成された薄膜状の圧電体と、前記圧電体を駆動する電極とを備えた液体吐出ヘッドであって、前記電極に駆動信号を供給する電極接続部が前記供給口側に配置され、前記電極が、一つの面内で、前記液体供給口側から前記液体吐出口側へ向かって複数に枝分かれした電極となっていることを特徴とする液体吐出ヘッドを提供することにより前記課題を解決する。【選択図】      図８
2006035500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する液体吐出口及び液体供給口を有する圧力室と、前記圧力室の隔壁に形成された圧電体と、前記圧電体を駆動する電極とを備えた液体吐出ヘッドであって、
前記電極に駆動信号を供給する電極接続部が前記液体供給口側に配置され、
前記電極が、一つの面内で、前記液体供給口側から前記液体吐出口側へ向かって複数に枝分かれした電極となっていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記複数に枝分かれした電極の各抵抗が等しいことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記複数に枝分かれした電極は、前記液体供給口と前記液体吐出口とを結ぶ直線から離れる程、その電極の幅が広くなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
液体を吐出する液体吐出口及び液体供給口を有する圧力室と、前記圧力室の隔壁に形成された圧電体と、前記圧電体を駆動する電極を備えた液体吐出ヘッドにおいて、前記電極に駆動信号を供給する電極接続部を前記供給口側に配置するとともに、前記電極を前記液体供給口側から前記液体吐出口側へ向かって複数に枝分かれさせて、前記電極が前記圧電体を前記液体供給口側から前記液体吐出口側へ向かって遅延変位駆動するように駆動することを特徴とする液体吐出ヘッドの駆動方法。
【請求項６】
前記遅延変位駆動における変位伝播速度を前記液体中の圧力伝播速度に合わせるように駆動することを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッドの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッド駆動方法並びに画像形成装置に係り、特に液体の流れに沿って液体吐出用のアクチュエータを変形させるようにした液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッド駆動方法並びに画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像形成装置として、多数のノズルを配列させたインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）を有するインクジェット記録装置（インクジェットプリンタ）が知られている。このインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドと被記録媒体を相対的に移動させながら、ノズルからインクを液滴として吐出して、被記録媒体上にドットを形成することにより、画像を形成するものである。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置におけるインク吐出方法として、例えば、圧電体（アクチュエータ）の変形によって圧力室（インク室）の一部を構成する振動板を変形させて、圧力室の容積を変化させ、圧力室の容積増大時にインク供給路から圧力室内にインクを導入し、圧力室の容積減少時に圧力室内のインクをノズルから液滴として吐出する圧電方式が知られている。
【０００４】
従来、このようなインクジェット記録装置におけるインクの吐出効率を向上させる方法として、一般的にその変位あるいは発生圧力の大きい積層圧電体を用いる方法や、一つの圧力室に対し複数の圧電体を配置した構造を利用する方法などが提案されている。
【０００５】
例えば、隣り合う圧電材料の壁の間に形成された複数のインク溝を有する圧電アクチュエータ素子を利用したインクジェットプリンタ用圧電ヘッドにおいて、圧電アクチュエータ素子が、圧電材料の壁の両側面に形成された駆動電極を圧電材料の壁の長手方向に少なくとも２つ以上に分割された電極によって構成されるようにし、電界印加によって圧電材料の壁にせん断変形を生じさせて、圧電材料の壁の間に形成されたインク溝を圧力チャンバとして動作させるとともにインク流路として作用させることにより、インクの噴射効率を向上させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【０００６】
また、例えば、圧電部材の変形がノズルから離れた部分からノズルに近い部分に向かって時間のずれをもって順次最大となるように駆動することによって、インクを絞り出すように圧電部材を変形させ、圧電部材の各領域の変形によって発生した圧力波のタイミングを重ねることにより、インク滴の吐出効率を上げるようにしたものが知られている（例えば、特許文献２等参照）。
【０００７】
圧電体層の両面にそれぞれ下電極及び上電極を形成した圧電振動子において、少なくとも上電極が除去された凹部を圧電振動子幅方向に設けることにより、圧電振動子長手方向の張力を低減し、振動板の変形量を向上させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献３等参照）。
【０００８】
また、例えば、圧力発生室をその一端側が他端側及び中央部よりも幅広に形成するとともに、圧力発生室の上面に形成される圧電体を、圧力発生室の一端側の上面に設けられた部分が圧力発生室の中央部の上面に設けられた部分よりも幅広に形成することにより、圧力発生室の他端側から一端側へのインクの逆流を防止して、インク吐出のエネルギー効率を向上させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献４等参照）。
【特許文献１】特開平４−２８４２５３号公報
【特許文献２】特開平１０−７７２号公報
【特許文献３】特開２０００−６３９９公報
【特許文献４】特開２００１−２５３０７０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、例えば上記特許文献１に記載のものは、圧電材料を駆動する電極を少なくとも２つ以上に分割し、１つの圧力室（圧力チャンバ）に複数の圧電体を持たせる構成とし、インク伝播に合わせて、複数の圧電体を構成する各圧電体をそれぞれ独立駆動させることで、吐出力の向上を図っているが、このような方式では複数の圧電体と配線が必要となるため、非常に冗長な手段となってしまうという問題がある。
【００１０】
また、上記特許文献２に記載のものは、インクを絞り出すようにインク吐出時の圧電部材の変形がノズルから離れた圧電部材からノズルに近い部分に向かって時間ずれを持って駆動されるようにするために、長手方向と垂直に抵抗を配置したため、抵抗間の電極部ではほとんど給電の時間差がなく、デジタル的な変位となり、微妙な変位の調整が難しいという問題がある。また、圧電部材の動作が機械的に分離されておらず、領域間同士で干渉のない効率的な遅延動作を得ることが難しく、また圧電部材の変形がインクの流れに沿っていない。
【００１１】
また、上記特許文献３に記載のものは、圧電振動子の長手方向と垂直な方向に凹部を設けるもので、長手方向の剛性を落として撓みを増すことを目的とするものであり、剛性を落とした分、発生力が低下するという問題がある。
【００１２】
さらに、上記特許文献４に記載のものは、ノズル側（他端側）に対して供給側（一端側）の圧力室幅及び圧電体幅が広くなっていることが特徴であるが、圧電体をこのような形状で作成するのが難しく、１列当たりのピッチを通常より広く取らなければならないという問題がある。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、液体を吐出する駆動素子の連続的遅延変位駆動を可能とし、吐出効率を向上させることのできる液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッド駆動方法並びに画像形成装置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】
【００１４】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、液体を吐出する液体吐出口及び液体供給口を有する圧力室と、前記圧力室の隔壁に形成された圧電体と、前記圧電体を駆動する電極とを備えた液体吐出ヘッドであって、前記電極に駆動信号を供給する電極接続部が前記液体供給口側に配置され、前記電極が、一つの面内で、前記液体供給口側から前記液体吐出口側へ向かって複数に枝分かれした電極となっていることを特徴とする液体吐出ヘッドを提供する。
【００１５】
これにより、電極を複数に枝分かれさせることで各電極の幅を狭くして抵抗を増大させて圧電体を供給口から吐出口へ向かって遅延変位駆動させることが可能となり液体の吐出効率を向上させることができる。
【００１６】
また、請求項２に示すように、前記複数に枝分かれした電極の各抵抗が等しいことを特徴とする。
【００１７】
これにより、圧電体の遅延変位が吐出口に向かって均一となるようにすることができる。
【００１８】
また、請求項３に示すように、前記複数に枝分かれした電極は、前記液体供給口と前記液体吐出口とを結ぶ直線から離れる程、その電極の幅が広くなっていることを特徴とする。
【００１９】
これにより、各枝分かれした電極の抵抗を簡便に合わせることができる。
【００２０】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを有することを特徴とする画像形成装置を提供する。      
【００２１】
これにより、液体吐出効率の向上した液体吐出ヘッドにより画像形成できるため、効率的な画像形成が可能となる。
【００２２】
また、同様に前記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、液体を吐出する液体吐出口及び液体供給口を有する圧力室と、前記圧力室の隔壁に形成された圧電体と、前記圧電体を駆動する電極を備えた液体吐出ヘッドにおいて、前記電極に駆動信号を供給する電極接続部を前記供給口側に配置するとともに、前記電極を前記液体供給口側から前記液体吐出口側へ向かって複数に枝分かれさせて、前記電極が前記圧電体を前記液体供給口側から前記液体吐出口側へ向かって遅延変位駆動するように駆動することを特徴とする液体吐出ヘッドの駆動方法を提供する。
【００２３】
これにより、吐出効率良く液体吐出ヘッドを駆動することができる。
【００２４】
また、請求項６に示すように、前記遅延変位駆動における変位伝播速度を前記液体中の圧力伝播速度に合わせるように駆動することを特徴とする。
【００２５】
これにより、圧力室内の液体中の圧力伝播速度と一致した遅延速度で駆動できるため、さらに吐出効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明に係る液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッド駆動方法並びに画像形成装置によれば、圧電体を駆動する電極を複数に枝分かれさせることで各電極の幅を狭くして抵抗を増大させて圧電体を供給口から吐出口へ向かって遅延変位駆動させることが可能となり液体の吐出効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッド駆動方法並びに画像形成装置について詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明に係る液体吐出ヘッドを有する画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一実施形態の概略を示す全体構成図である。
【００２９】
図１に示すように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられた複数の印字ヘッド（液滴吐出ヘッド）１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部と、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６とを備えている。
【００３０】
図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
【００３１】
ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。
【００３２】
複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。
【００３３】
給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
【００３４】
デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラー３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が平面（フラット面）をなすように構成されている。
【００３５】
ベルト３３は、記録紙１６幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（図示省略）が形成されている。図１に示したとおり、ローラー３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー３４が設けられており、この吸着チャンバー３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。      
【００３６】
ベルト３３が巻かれているローラー３１、３２の少なくとも一方にモータ（図示省略）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１の左から右へと搬送される。
【００３７】
縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。
【００３８】
なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
【００３９】
吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
【００４０】
印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている（図２参照）。
【００４１】
図２に示すように、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、本インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。
【００４２】
記録紙１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図１の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。
【００４３】
このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部１２によれば、紙搬送方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の副走査で）記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが紙搬送方向と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
【００４４】
なお、ここで主走査方向及び副走査方向とは、次に言うような意味で用いている。すなわち、記録紙の全幅に対応したノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時、（１）全ノズルを同時に駆動するか、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動するか、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動するか、等のいずれかのノズルの駆動が行われ、用紙の幅方向（記録紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字をするようなノズルの駆動を主走査と定義する。そして、この主走査によって記録される１ライン（帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向という。
【００４５】
一方、上述したフルラインヘッドと記録紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。そして、副走査を行う方向を副走査方向という。結局、記録紙の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。
【００４６】
また本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。
【００４７】
図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
【００４８】
印字検出部２４は、印字部１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。
【００４９】
本例の印字検出部２４は、少なくとも各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。
【００５０】
印字検出部２４は、各色の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。
【００５１】
印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。
【００５２】
多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。
【００５３】
後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
【００５４】
このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（図示省略）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成されている。
【００５５】
また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。
【００５６】
次に、印字ヘッド（液滴吐出ヘッド）について説明する。インク色毎に設けられている各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを表すものとし、図３に印字ヘッド５０の平面透視図を示す。
【００５７】
図３に示すように、本実施形態の印字ヘッド５０は、インクを液滴として吐出するノズル５１、インクを吐出する際インクに圧力を付与する圧力室５２、図示しない共通流路から圧力室５２にインクを供給するインク供給口５３を含んで構成される圧力室ユニット５４が千鳥状の２次元マトリクス状に配列され、ノズル５１の高密度化が図られている。
【００５８】
図３に示す例においては、各圧力室５２を上方から見た場合に、その平面形状は略正方形状をしているが、圧力室５２の平面形状はこのような正方形に限定されるものではない。圧力室５２には、図３に示すように、その対角線の一方の端にノズル５１が形成され、他方の端にインク供給口５３が設けられている。
【００５９】
また、図３中の４−４線に沿った断面図を図４に示す。
【００６０】
図４に示すように、圧力室ユニット５４は、インクを吐出するノズル５１と連通する圧力室５２によって形成され、圧力室５２には、供給口５３を介してインクを供給する共通流路５５が連通するとともに、圧力室５２の一面（図では天面）は振動板５６で構成され、その上部には、振動板５６に圧力を付与して振動板５６を変形させる圧電体５８が接合され、圧電体５８の上面には個別電極５７が形成されている。また、振動板５６は共通電極を兼ねている。
【００６１】
圧電体５８は、共通電極（振動板５６）と個別電極５７によって挟まれており、これら２つの電極５６、５７に駆動電圧を印加することによって変形する。圧電体５８の変形によって振動板５６が押され、圧力室５２の容積が縮小されてノズル５１からインクが吐出されるようになっている。２つの電極５６、５７間への電圧印加が解除されると圧電体５８がもとに戻り、圧力室５２の容積が元の大きさに回復し、共通流路５５から供給口５３を通って新しいインクが圧力室５２に供給されるようになっている。
【００６２】
なお、図４では省略したが、個別電極５７の上側には、これらの電極５６、５７に電気を供給するための配線が形成されたフレキシブル配線基板あるいはリジッド基板等の配線部が形成される。
【００６３】
本発明は、吐出効率を向上させるために、圧力室５２の供給口５３から圧力室５２内に供給されノズル５１から吐出されるインクの流れに沿うように、供給口５３側からノズル５１側へ向かって個別電極パターンを形成したものであり、これについては後で詳しく述べることとする。
【００６４】
また、図５は他の印字ヘッドの構造例を示す平面透視図である。図５に示すように、複数の短尺ヘッド５０’を２次元の千鳥状に配列して繋ぎ合わせて、これらの複数の短尺ヘッド５０’全体で印字媒体の全幅に対応する長さとなるようにして１つの長尺のフルラインヘッドを構成するようにしてもよい。
【００６５】
図６はインクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。インクタンク６０は印字ヘッド５０にインクを供給するための基タンクであり、図１で説明したインク貯蔵／装填部１４に設置される。インクタンク６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、補充口（図示省略）からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を替える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じて吐出制御を行うことが好ましい。なお、図６のインクタンク６０は、先に記載した図１のインク貯蔵／装填部１４と等価のものである。
【００６６】
図６に示したように、インクタンク６０と印字ヘッド５０を繋ぐ管路の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ６２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは印字ヘッド５０のノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。
【００６７】
なお、図６には示さないが、印字ヘッド５０の近傍又は印字ヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。
【００６８】
また、インクジェット記録装置１０には、ノズルの乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ６４と、ノズル面５０Ａの清掃手段としてのクリーニングブレード６６とが設けられている。
【００６９】
これらキャップ６４及びクリーニングブレード６６を含むメンテナンスユニットは、図示を省略した移動機構によって印字ヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から印字ヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。
【００７０】
キャップ６４は、図示しない昇降機構によって印字ヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。昇降機構は、電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、印字ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面５０Ａのノズル領域をキャップ６４で覆うようになっている。
【００７１】
クリーニングブレード６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示を省略したブレード移動機構により印字ヘッド５０のインク吐出面（ノズル面５０Ａ）に摺動可能である。ノズル面５０Ａにインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード６６をノズル面５０Ａに摺動させることでノズル面５０Ａを拭き取り、ノズル面５０Ａを清浄するようになっている。
【００７２】
印字中又は待機中において、特定のノズル５１の使用頻度が低くなり、そのノズル５１近傍のインク粘度が上昇した場合、粘度が上昇して劣化したインクを排出すべく、キャップ６４に向かって予備吐出が行われる。
【００７３】
また、印字ヘッド５０内のインク（圧力室５２内のインク）に気泡が混入した場合、印字ヘッド５０にキャップ６４を当て、吸引ポンプ６７で圧力室５２内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク６８へ送液する。この吸引動作は、初期のインクのヘッドへの装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度が上昇して固化した劣化インクの吸い出しが行われる。
【００７４】
すなわち、印字ヘッド５０は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用の圧電体（積層圧電体５８）が動作してもノズル５１からインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で（積層圧電体５８の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で）、インク受けに向かって積層圧電体５８を動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面５０Ａの清掃手段として設けられているクリーニングブレード６６等のワイパーによってノズル面５０Ａの汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作によってノズル５１内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。
【００７５】
また、ノズル５１や圧力室５２内に気泡が混入したり、ノズル５１内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、以下に述べる吸引動作を行う。
【００７６】
すなわち、ノズル５１や圧力室５２のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル５１内のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、積層圧電体５８を動作させてもノズル５１からインクを吐出できなくなる。このような場合、印字ヘッド５０のノズル面５０Ａに、キャップ６４を当てて圧力室５２内の気泡が混入したインク又は増粘インクをポンプ６７で吸引する動作が行われる。
【００７７】
ただし、上記の吸引動作は、圧力室５２内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きい。したがって、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出を行うことが好ましい。なお、図６で説明したキャップ６４は、吸引手段として機能するとともに、予備吐出のインク受けとしても機能し得る。
【００７８】
また、好ましくは、キャップ６４の内側が仕切壁によってノズル列に対応した複数のエリアに分割されており、これら仕切られた各エリアをセレクタ等によって選択的に吸引できる構成とする。
【００７９】
図７はインクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。
【００８０】
通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（図示省略）を搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなどの磁気媒体を用いてもよい。
【００８１】
システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒーター８９を制御する制御信号を生成する。
【００８２】
モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示に従ってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがって後乾燥部４２等のヒーター８９を駆動するドライバである。
【００８３】
プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（印字データ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ８４を介して印字ヘッド５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
【００８４】
プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図７において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。
【００８５】
ヘッドドライバ８４はプリント制御部８０から与えられる印字データに基づいて各色の印字ヘッド５０の圧電体５８を駆動する。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
【００８６】
印字検出部２４は、図１で説明したように、ラインセンサー（図示省略）を含むブロックであり、記録紙１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部８０に提供するものである。
【００８７】
プリント制御部８０は、必要に応じて印字検出部２４から得られる情報に基づいて印字ヘッド５０に対する各種補正を行うようになっている。
【００８８】
次に、圧力室５２のインクの流れに沿って圧電体５８を駆動するための個別電極５７の電極パターンについて説明する。
【００８９】
図８に、個別電極５７の電極パターンの例を示す。図８の電極パターンは、説明のためにわかり易く大きく簡略化して模式的に示したものであり、実際の電極パターンはこれよりも細かい多数の細い線に分かれている（図９参照）。
【００９０】
図８に示す電極パターンは、図示しないフレキシブルケーブル等に形成される配線部から駆動信号を個別電極５７に供給するための電極接続部としての電極パッド５９を圧力室５２の対角線の一方の端部である左上隅の供給口５３側に有し、この電極パッド５９から供給口５３へ配線５９ａが延び、この配線５９ａは圧力室５２の供給口５３側で交わる２つの辺に沿って２本の分枝に枝分かれし、さらにこの２本の分枝から多数の枝がそれぞれ供給口５３とノズル５１を結ぶ対角線に平行に櫛歯状に枝分かれしている。また、この電極パターンは図８に示すように、供給口５３とノズル５１を結ぶ対角線（中心軸）に関して対称形をなしている。
【００９１】
このように、電極パターンは櫛歯状をなし、各櫛歯状の電極パターンが、圧力室５２の１つの対角線に平行に、供給口５３側からノズル５１側へ向かう向きに形成されている。この電極パターンにより、圧力室５２上に形成された圧電体５８の上には、供給口５３側からノズル５１側に向かって複数に枝分かれした個別電極５７が形成される。
【００９２】
すなわち、圧電体５８上に形成される個別電極５７は、供給口５３側で交わる２つの辺に沿って枝分かれした枝電極５７ｂから、さらにノズル５１側に向かって多数の櫛歯電極５７ａが対角線に平行に枝分かれした櫛歯状を有している。
【００９３】
このように、圧電体５８上には、櫛歯状の個別電極５７が形成される領域と、個別電極５７の各櫛歯電極５７ａ同士の間の、電極が存在しない領域とが形成される。
【００９４】
またこのとき、個別電極５７の複数に枝分かれした各電極の中心軸に関し左右対称な各電極部分（枝電極５７ｂとこれから枝分かれした櫛歯電極５７ａを合わせた「く」の字状の電極）の抵抗が一定となるように形成される。これにより、供給口５３側に配置された電極パッド５９から駆動信号を個別電極５７に供給したとき、駆動電圧が同じように各複数に枝分かれした電極部分に伝わるようにする。
【００９５】
また、各櫛歯電極５７ａの幅方向を狭くすることで櫛歯電極５７ａの抵抗を増大させ、圧電体５８が櫛歯電極５７ａの配置された方向に沿って変位するようにする。いま、各櫛歯電極５７ａは、供給口５３側からノズル５１側へ向かって平行に配置されており、また大まかに言うと、インクは供給口５３からノズル５１へと流れるため、圧電体５８も略インクの流れに沿って変形することとなる。
【００９６】
圧電体５８の変位は、個別電極５７に電圧を印加することによって個別電極５７と共通電極（振動板）５６との間に形成される電界によって発生する。このとき、圧電体５８として、共通電極５６と個別電極５７に挟まれたＰＺＴ等を用いるとこれらは電気回路上はコンデンサと等価である。このコンデンサの静電容量をＣとすると、ヘッドドライバ８４から電極パッド５９を介して個別電極５７に駆動信号が供給されたとき、印加電圧と、個別電極５７の抵抗値Ｒ及びこのコンデンサの静電容量Ｃによって決まる充電電流でこのコンデンサが充電される。
【００９７】
そして、電極パッド５９に駆動信号が供給されたタイミングから個別電極５７の抵抗値Ｒ［Ω］、とコンデンサの静電容量Ｃ［Ｆ］とを乗じた時定数ｔ＝Ｒ×Ｃ［ｓｅｃ］の時間分だけ遅れて個別電極５７に駆動電圧が印加される。
【００９８】
いま図８に示すように、個別電極５７は、供給口５３からノズル５１を結ぶ対角線に沿って平行な各櫛歯電極５７ａ上の各部分において、その部分への電圧印加がそれぞれの時定数分だけ遅れることとなる。これについて以下詳しく説明する。
【００９９】
例えば、個別電極５７の一つの櫛歯電極５７ａ上の点を考えると、電極パッド５９から枝電極５７ｂ及びその櫛歯電極５７ａに沿った電極パッド５９からその点までの距離をｘとし、その距離ｘの点の位置Ｐ（ｘ）について考える。電極パッド５９からこの位置Ｐ（ｘ）までの部分における枝電極５７ｂ及び櫛歯電極５７ａの抵抗値をＲ（ｘ）とする。また、電極パッド５９から位置Ｐ（ｘ）までの枝電極５７ｂ及び櫛歯電極５７ａの部分に対応する圧電体５８の静電容量をＣ（ｘ）とする。
【０１００】
このとき、櫛歯電極５７ａ上の位置Ｐ（ｘ）においては、上記抵抗値Ｒ（ｘ）及び静電容量Ｃ（ｘ）を乗じて得られる時定数ｔ（ｘ）＝Ｒ（ｘ）×Ｃ（ｘ）分だけ、駆動信号が電極パッド５９に供給されたタイミングよりも遅れて所定の電圧が印加されることになる。
【０１０１】
すなわち、櫛歯電極５７ａ上の各位置Ｐ（ｘ）においては、その位置Ｐ（ｘ）（電極パッド５９から枝電極５７ｂ及び櫛歯電極５７ａに沿った距離ｘ）に応じた時定数分だけ、電極パッド５９に駆動信号が供給されたタイミングよりも所定の電圧印加が遅れることとなる。また、電極パッド５９からの距離ｘが大きくなるほど、抵抗値Ｒ（ｘ）及び静電容量Ｃ（ｘ）が大きくなるため、電極パッド５９が設けられている供給口５３側よりもノズル５１に近い側の方が、所定の電圧印加が遅れることになる。
【０１０２】
結局、図８中に矢印で示すように、個別電極５７の櫛歯電極５７ａ上で供給口５３側からノズル５１側へ向かって、時定数に応じてその位置への所定の電圧印加が遅れるため、供給口５３からノズル５１へとインクが流れる方向に沿って圧電体５８が連続的（アナログ的）に順次変位（遅延変位駆動）し、インクの流れに沿った、いわゆるしなり運動を圧力室５２内に発生させることができる。
【０１０３】
このように個別電極５７を供給口５３からノズル５１に向かって櫛歯状に形成することにより、圧電体５８を供給口５３からノズル５１へ向かうインクの流れに沿わせるように連続的に変形させる。これにより、圧力室５２内にしなり運動を発生させ、圧力室５２内のインクを供給口５３側からノズル５１側に絞り出すように圧力室５２が変形する。
【０１０４】
このように本実施形態によればインク吐出効率を向上させることができる。さらに、高粘度のインクを使用する場合のリフィル過程においてリフィルの高速化に好適な、インクを絞り出すようなしなり運動によりインクの充填が可能となる。
【０１０５】
またこのとき、圧電体５８を上記のように遅延変位駆動させて、供給口５３側からノズル５１側に向かって連続的に変形させるだけでなく、その変位が伝わる早さ、すなわち圧電体５８の変位伝播速度をインク中の圧力伝播速度に合わせるようにすることで、さらにインク吐出効率を向上させることができる。
【０１０６】
例えば、インク中の圧力の伝播速度は約１５００［ｍ／ｓ］であり、インクの流れに沿った圧電体５８の変位伝播速度をこれに合わせるように各複数の枝分かれした電極（枝電極５７ｂ及び櫛歯電極５７ａ）の抵抗値を設定して、変位伝播速度を遅延させるようにする。抵抗値の設定は、例えば各櫛歯電極５７ａの線の幅と厚みからその電極の断面積を決定することによって行われる。このように、圧電体５８をインクの流れ方向に沿って変形させるようにし、さらに、インク中の圧力伝播速度に圧電体５８の変位伝播速度を合わせることによって、インク吐出効率をさらに向上させることができる。
【０１０７】
図９に、圧力室上に櫛歯状の個別電極が形成された様子を示す。
【０１０８】
図９に示すように、圧力室５２上には、圧力室５２の外形と略同じ範囲に圧電体５８が形成され、その上に、図９において左上の供給口５３側に形成された電極パッド５９から、圧力室５２の２辺に沿って枝電極５７ｂが形成され、この枝電極５７ｂから、供給口５３とノズル５１を結ぶ図９中一点鎖線で表す対角線（中心軸）に平行な櫛歯電極５７ａが中心軸に関して左右対称に多数形成されている。
【０１０９】
上述したように、櫛歯電極５７ａの幅方向を狭くして抵抗を増大させることにより、供給口５３からノズル５１に向かって圧電体５８を連続的に変形させる。また、このとき、インク中の圧力の伝播速度に圧電体５８の変位の伝播速度を合わせるように、櫛歯電極５７ａの抵抗値を設定する。このとき、中心軸に関して左右対称な枝分かれした電極の部分（枝電極５７ｂから枝分かれした櫛歯電極５７ａの両方を含む「く」の字状の電極）の抵抗値が一定となるようにする。
【０１１０】
これにより、各櫛歯電極５７ａによる圧電体５８の変形が、供給口５３側からノズル５１側に向かって略同じように進み、効率良くインクをノズル５１方向へ絞り出すことができ、吐出効率を向上させることができる。
【０１１１】
櫛歯電極５７ａの抵抗値の設定は、その線幅および厚みから電極の断面積を決定することによって行われるが、製造効率を考慮すると、厚みを一定として幅を調整する方が好ましい。
【０１１２】
このような櫛歯状の個別電極５７を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば圧電体（アクチュエータ）５８上にマスク処理によってパターン形成する方法でもよいし、最初に圧電体５８上に電極膜をベタで付けておき、その後ミリングやサンドブラスト等の方法でベタの電極膜の間を抜いて櫛歯形状を形成するようにしても良い。
【０１１３】
なお、図８では、フレキシブルケーブル上の配線部との電極接続部である電極パッド５９は、供給口５３側の外に形成され、電極パッド５９から供給口５３の上まで配線５９ａが延び、個別電極５７は丁度供給口５３の上で枝分かれしていた。これに対して図９では、電極パッド５９は略供給口５３の上に形成され、ここから個別電極５７が枝分かれしている。本実施形態では、図９のように供給口５３の上及び図８のように供給口５３の外側の両方を含めて供給口側と言うこととする。
【０１１４】
図１０に、他の形状の圧力室に対して形成された櫛歯状の個別電極の例を示す。
【０１１５】
図１０に示すように、この例では圧力室１５２は長方形状をなしており、対向する短辺の一方の中央に供給口１５３、他方の中央にノズル１５１が形成されている。また、圧力室１５２の上部には圧電体（アクチュエータ）１５８が形成され、その供給口１５３側に、ヘッドドライバ８４からの駆動信号を受ける電極接続部である電極パッド１５９が形成されている。
【０１１６】
電極パッド１５９は、供給口１５３が設置されている側の短辺の端から端に至る大きさで形成され、圧電体１５８の上面に、電極パッド１５９からノズル１５１側へ向かって、対向する短辺の中点を結ぶ中心軸（図１０中一点鎖線で表示）に平行に、中心軸に関して左右対称に櫛歯電極１５７ａが多数形成されている。
【０１１７】
各櫛歯電極１５７ａは、前述した例と同様に、中心軸に関し左右対称な櫛歯電極１５７ａのそれぞれの抵抗値が一定となるように形成される。ただしこの場合には、櫛歯電極１５７ａは全て中心軸に平行でかつ同じ長さを有しており、全く同じように形成される。
【０１１８】
そして、ヘッドドライバ８４から電極パッド１５９を介して櫛歯状の個別電極１５７に駆動信号が供給されると、各櫛歯電極１５７ａは供給口１５３側からノズル１５１側に向かって各櫛歯電極１５７ａ上での各位置への所定の電圧印加のタイミングが同じように遅延するようになっている。これによって圧電体１５８の変位も供給口１５３側からノズル１５１側に向かって連続的に移動し、圧力室１５２がいわゆるしなり運動を起こし、インクを供給口１５３側からノズル１５１へ絞り出すように変形する。
【０１１９】
このとき、上記例と同様に、圧電体１５８の変位の伝播速度をインク中の圧力伝播速度に合わせるように、各櫛歯電極１５７ａの抵抗値を設定することにより、インクの流れに合わせて効率良くインクを吐出させることができ、吐出効率をより向上させることができる。
【０１２０】
図１１に、正方形状の圧力室に対して別の電極パターンの個別電極を形成した様子を示す。
【０１２１】
図１１に示す例においては、正方形状の圧力室２５２の左上隅の供給口２５３側に形成された電極パッド２５９から、右下隅の対角上に配置されたノズル２５１側へ向かって、枝状の細線電極２５７ａが多数形成されている。
【０１２２】
各細線電極２５７ａは、電極パッド２５９から枝分かれして、ノズル２５１側へ向かって延び、供給口２５３とノズル２５１を結ぶ対角線を中心軸としてこれに関して左右対称に形成されている。そして、ノズル２５１側で再度１つに結合するようになっている。
【０１２３】
このとき、図１１に示すように、各細線電極２５７ａは対称軸である中心軸に近い側の細線電極２５７ａよりも中心軸から遠い、外側の細線電極２５７ａの方が電極幅が広くなるように形成されている。このように、形成された細線電極２５７ａによって個別電極２５７が構成される。
【０１２４】
このように外側ほど電極幅を広くするのは、電極パッド２５９から分岐して再びノズル２５１側で結合する各細線電極２５７ａにおいて、中心軸に関して左右対称な細線電極２５７ａの抵抗が一定となるようにするためである。
【０１２５】
すなわち、中心軸に近い側の細線電極２５７ａは、ほとんど直線のように真っ直ぐであるが、中心軸から遠くなるにつれて細線電極２５７ａの形状は大きく湾曲して、長さが長くなっている。従って、中心軸に関して左右対称な各細線電極２５７ａ間の抵抗を一定にするためには、中心軸から遠くなって長さが長くなる細線電極２５７ａ程その幅を広くして、中心軸寄りの細線電極２５７ａと抵抗が等しくなるようにする。
【０１２６】
これにより、各細線電極２５７ａによって変形する圧電体２５８の部分の変位の伝播速度を各細線電極２５７ａについて揃えることができ、供給口２５３からノズル２５１に向かうインクの流れに沿ってインクに圧力を加えて効率的にインクを吐出させることができる。
【０１２７】
また、図１１に示すように、中心軸から離れる程、細線電極２５７ａを大きく湾曲するようにすると、各細線電極２５７ａ間の空隙が大きくなるため、その下にある圧電体２５８の部分の変位量が小さくなる。
【０１２８】
そこで、この変位量のバランスを取るために、図１２に示すように、各細線電極２５７ａの途中に、例えば円形上の電極部分２５７ｃを設け、細線電極２５７ａが部分的に大きくなるような部分を形成するようにしてもよい。
【０１２９】
今まで説明した例は、いずれも個別電極がある中心軸に関して左右対称であったが、個別電極は必ずしも中心軸に関して左右対称なものに限定されるものではない。
【０１３０】
次に、左右対称ではない個別電極の例について説明する。
【０１３１】
図１３に非対称な個別電極の一例を示す。図１３に示す例は、圧力室自体が非対称なものである。
【０１３２】
すなわち、図１３に示す圧力室３５２は、平行四辺形状をなしており、その頂角が鋭角となる頂点側に供給口３５３が設けられ、その対角上の反対側の頂点にノズル３５１が設けられている。また供給口３５３側に電極パッド３５９が設けられ、図１１に示した例と同様に、この電極パッド３５９から細線電極３５７ａが枝分かれして、ノズル３５１側に向かって延び、ノズル３５１側で再度１つに結合するようになっている。
【０１３３】
このとき、供給口３５３とノズル３５１を結ぶ対角線に近い部分では細線電極３５７ａは、直線に近く真っ直ぐ延びているが、上記対角線から遠くなる程、平行四辺形状の圧力室３５２の辺に沿って大きく湾曲して、細線電極３５７ａが圧力室３５２の上面全体を被覆するように形成されている。このようにして圧力室３５２の上面に形成された圧電体３５８上に細線電極３５７ａからなる個別電極３５７が形成される。
【０１３４】
また、この例においても、供給口３５３とノズル３５１を結ぶ対角線に近い部分よりもこの対角線から遠い方が細線電極３５７ａの長さが長いため、電極幅は広く形成される。さらに、各細線電極３５７ａ間の空隙が大きいため、図１３では図示していないが、図１２と同様に、細線電極３５７ａの途中に電極が大きくなる部分を設けるようにしてもよい。
【０１３５】
また、図１４に、非対称な個別電極の他の例を示す。この例は、圧力室の形状を長方形状とし、その対角線の一方の端に供給口４５３、他方の端にノズル４５１を形成し、供給口４５３側に電極パッド４５９を形成して、この電極パッド４５９から細線電極４５７ａを枝分かれさせ、ノズル４５１側に向かって延ばし、ノズル４５１側において細線電極４５７ａを再度１つに結合させるようにしたものである。
【０１３６】
結局これは、図１１に示す正方形状の圧力室２５２上に個別電極２５７を形成した例において、図１１の圧力室２５２を左右に引き延ばして長方形にするときに、個別電極２５７も圧力室２５２の変形に伴って連続的に変形させたものと見ることができる。
【０１３７】
従って、図１４に示す例においても、対角線から遠くなる程、細線電極４５７ａの電極幅は広く形成される。また、細線電極４５７ａの途中に円形等の大きな電極部分を設けるようにしてもよい。
【０１３８】
このように、圧力室及び個別電極の形状は、特にある軸に関して左右対称なものには限定されず、圧力室の形状は正方形の他に長方形や平行四辺形でもよい。さらに、これら以外の任意の形状としてもよい。その場合、個別電極は、供給口からノズルへと向かうインクの流れの方向に沿うように、複数に枝分かれさせて形成するようにする。
【０１３９】
このようにインクの流れに沿って電極を配置することにより、圧電体をインクの流れに沿って連続的に変形させることができ、圧力室をいわゆるしなり運動をするように変形させて、インクを供給口側からノズル側に絞り出すように効率良くインクを吐出することができる。このように圧電体の変位領域が連続的（アナログ的）に変位するため、インク吐出性能を最大限に利用することが可能となる。また、吐出後のインクのリフィルについても上記動きをすることにより、効率的なリフィルが可能となる。
【０１４０】
また、以上説明してきた例は、いずれも圧力室の上に圧電体（アクチュエータ）が１層形成され、その上に櫛歯状あるいは細線状に枝分かれした個別電極が形成されたものであったが、本発明はこのようなものに限定されるものではなく、例えば共通電極、圧電体、個別電極、圧電体、・・・と交互に積層されて形成された積層圧電体に対しても、例えば積層圧電体の側面に設けられた各個別電極層への電極接続部である引き出し電極から各個別電極層において個別電極を上記と同様に複数に枝分かれさせるようにして、本発明を適用することができる。
【０１４１】
以下、積層圧電体の例について説明する。
【０１４２】
図１５及び図１６に、圧力室上に形成される積層圧電体の例を示す。
【０１４３】
図１５は、積層圧電体の各層の積層状態がわかるようにその一部を分解して示した斜視図であり、図１６は、積層圧電体の外観を示す斜視図である。また、図１５、１６において、積層圧電体の下に、圧力室及び供給口、ノズルの位置を破線で示す。
【０１４４】
図１５に示すように、圧力室５５２は、上から見た平面形状が長方形（あるいは正方形）をしており、その対向する２つの辺の中点の位置にそれぞれ供給口５５３及びノズル５５１が形成されている。
【０１４５】
積層圧電体５００は、個別電極５５７と共通電極５５６とが交互に積層され、図１５では省略したがその間に圧電体が積層されている。個別電極５５７及び共通電極５５６ともそれぞれ積層圧電体５００の側面に電極接続部である引き出し電極５５７ｄ及び５５６ｄが形成されている。図１５に示すように、個別電極５５７の引き出し電極５５７ｄは供給口５５３側に形成され、共通電極５５６の引き出し電極５５６ｄはノズル５５１側に形成されている。
【０１４６】
図１５に示すように、各層の共通電極５５６は、それぞれ一枚のベタの電極板で形成され、各層の個別電極５５７は、それぞれ引き出し電極５５７ｄが形成されている供給口５５３側からノズル５５１側へ向かって、平行に細く枝分かれした櫛歯状の電極として形成されている。
【０１４７】
図１６に、このような個別電極５５７と共通電極５５６を交互に、その間に圧電体５５８を挟みながら積層して積層圧電体５００を形成した様子を斜視図で示す。
【０１４８】
積層圧電体５００において、各個別電極５５７は、それぞれ供給口５５３側からノズル５５１側へ向かって複数に枝分かれした平行な細い櫛歯状に形成される。このように、各個別電極５５７を、供給口５５３からノズル５５１へのインクの流れに沿うように形成することにより、積層圧電体５００は供給口５５３からノズル５５１方向に向かって連続的に変形する。
【０１４９】
また、このとき、圧電体５５８が複数積層されているため、これらが同時に変形することにより圧力室５５２により大きな吐出圧力を発生させることができる。この大きな発生圧力でインクをその流れに沿ってノズル５５１から押し出すため、高粘度のインクでも効率良く吐出することができる。
【０１５０】
図１５、１６に示した例では、供給口５５３及びノズル５５１はそれぞれ圧力室５５２の対向する２辺の中点に形成されていたが、圧力室５５２の一方の対角線の両端に供給口５５３及びノズル５５１が形成されている場合には、個別電極５５７は前述した図１４あるいは図１１に示したように形成してもよい。この場合、個別電極５５７及び共通電極５５６の電極接続部である引き出し電極５５７ｄ、５５６ｄは、それぞれ積層圧電体５００の角部に形成される。
【０１５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、圧力室の供給口からノズルへのインクの流れに沿うように個別電極を形成して、供給口側からノズル側へ向かって複数の櫛歯形状あるいは細く枝分かれする形状として、電極幅を狭くすることで抵抗を増大させ、圧電体がインク流れ方向に沿って、連続的に遅延変位駆動するようにしてインク吐出効率を向上させることが可能となる。
【０１５２】
以上、本発明の液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッド駆動方法並びに画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一実施形態の概略を示す全体構成図である。
【図２】図１に示したインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図である。
【図３】印字ヘッドの構造例を示す平面透視図である。
【図４】圧力室の構造例を示す、図３中の４−４線に沿った断面図である。
【図５】印字ヘッドの他の例を示す平面図である。
【図６】本実施形態のインクジェット記録装置におけるインク供給系の構成を示した概要図である。
【図７】本実施形態のインクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図である。
【図８】個別電極の電極パターンの例を示す平面図である。
【図９】圧力室上に櫛歯状の個別電極が形成された様子を示す平面図である。
【図１０】他の形状の圧力室に対して形成された櫛歯状の個別電極の例を示す平面図である。
【図１１】正方形状の圧力室に対して別の電極パターンの個別電極を形成した様子を示す平面図である。
【図１２】正方形状の圧力室に対してさらに別の電極パターンの個別電極を形成した様子を示す平面図である。
【図１３】非対称な個別電極の一例を示す平面図である。
【図１４】非対称な個別電極の他の例を示す平面図である。
【図１５】圧力室上に形成される積層圧電体の例を示す分解斜視図である。
【図１６】圧力室上に形成される積層圧電体の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１５４】
１０…インクジェット記録装置、１２…印字部、１４…インク貯蔵／装填部、１６…記録紙、１８…給紙部、２０…デカール処理部、２２…吸着ベルト搬送部、２４…印字検出部、２６…排紙部、２８…カッター、３０…加熱ドラム、３１、３２…ローラー、３３…ベルト、３４…吸着チャンバー、３５…ファン、３６…ベルト清掃部、４０…加熱ファン、４２…後乾燥部、４４…加熱・加圧部、４５…加圧ローラー、４８…カッター、５０…印字ヘッド、５０Ａ…ノズル面、５１…ノズル、５２…圧力室、５３…インク供給口、５４…圧力室ユニット、５５…共通流路、５６…振動板（共通電極）、５７…個別電極、５７ａ…櫛歯電極、５７ｂ…枝電極、５８…圧電体、５９…電極パッド、６０…インクタンク、６２…フィルタ、６４…キャップ、６５…加湿機構、６７…吸引ポンプ、６８…回収タンク、７０…通信インターフェース、７２…システムコントローラ、７４…画像メモリ、７６…モータドライバ、７８…ヒータドライバ、８０…プリント制御部、８２…画像バッファメモリ、８４…ヘッドドライバ、８６…ホストコンピュータ、８８…モータ、８９…ヒータ
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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