(57)【要約】【課題】圧電材料の隔壁により隔てられた互いに平行する複数のチャンネル列を有し、前記各チャンネルの両面に形成された電極への印加電圧に応じて、前記隔壁を変形せしめてインクを吐出させるインクジェットヘッド装置において、とくに各インク室の隔壁が持つ曲げ剛性の違いから隔壁の変形量が同一でなくなり、その結果としてインク吐出量にバラツキが生じる場合でも、各チャンネルでのインク吐出量を一定にできる構成を提供する。【解決手段】前記隔壁の土台となる基板を圧電材料で形成し、前記基板の外表面の一部、または複数箇所に電極を追加し、前記追加電極への電圧印加にて予め基板を変形させることで、各インク吐出口からのインク吐出量を一定にできる構成とした。【選択図】　図１
2004017516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電材料からなる基板上に圧電素子の圧力隔壁で隔てられた複数のインク室を有し、前記隔壁の両面に形成された電極に電圧を印加することによって、圧力隔壁が剪断モードにて変形しインク室内のインクを圧縮し、前記インクを吐出せしめるインクジェットヘッド装置において、圧力隔壁の並び方向に平行な面である基板端部における外側面のどちらか一方に追加電極を設けて、前記追加電極に電圧を印加させることを特徴とするインクジェットヘッド装置。
【請求項２】
前記請求項１におけるインクジェットヘッド装置において、圧力隔壁の並び方向に平行な面である基板端部における外表面の両側面に追加電極を設けて、この追加電極に電圧を印加させることを特徴とするインクジェットヘッド装置。
【請求項３】
圧力隔壁がインク室を圧縮する時と拡張する時で、前記追加電極に電圧を印加して作る電界ベクトルの向きが異なるように、電極電圧の印加方向を制御できることを特徴とする請求項１乃至請求項２のインクジェットヘッド装置。
【請求項４】
圧電材料からなる基板上に圧電素子の圧力隔壁で隔てられた複数のインク室を有し、前記隔壁の両面に形成された電極に電圧を印加することによって、圧力隔壁が剪断モードにて変形しインク室内のインクを圧縮し、前記インクを吐出せしめるインクジェットヘッド装置において、圧力隔壁の並び方向に垂直な外表面である基板底面に追加電極を設けて、この電極に電圧を印加させることを特徴とするインクジェットヘッド装置。
【請求項５】
前記請求項４において、基板下面に追加する電極が下面全体に形成されていることを特徴とするインクジェットヘッド装置。
【請求項６】
前記請求項４において、基板下面に追加する電極が複数個で形成されていることを特徴とするインクジェットヘッド装置。
【請求項７】
前記請求項６において、基板下面に追加された複数個の電極は、互いに独立して電極電圧を設定できることを特徴とするインクジェットヘッド装置。
【請求項８】
圧力隔壁がインク室を圧縮する時と拡張する時で、前記追加電極に電圧を印加して作る電界ベクトルの向きが異なるように、電極電圧の印加方向を制御できることを特徴とする請求項４乃至７に記載のインクジェットヘッド装置。
【請求項９】
圧電材料からなる基板上に圧電素子の圧力隔壁で隔てられた複数のインク室を有し、前記隔壁の両面に形成された電極に電圧を印加することによって、圧力隔壁が剪断モードにて変形しインク室内のインクを圧縮し、前記インクを吐出せしめるインクジェットヘッド装置において、圧力隔壁の並び方向に平行な面である基板端部における左右ふたつの外側面に追加電極を設け、前記追加電極に印加する電圧値と印加方向を独立して自在に調整できることを特徴とするインクジェットヘッド装置。
【請求項１０】
温度検出手段を用いてインクジェットヘッド装置の温度を検出し、予め装置の温度に応じて前記の追加電極に印加する電圧が定められた計算処理手段により、温度に依存するインク吐出の特性変化が補正できる電圧値を前記の追加電極に印加できる電圧調整手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至９に記載のインクジェットヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッドプリンター用圧電ヘッドに関し、さらに詳細には圧電効果、特に薄板の厚みすべり振動による剪断モード変形を利用したインクジェットヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ノンインパクト・プリンターの主流であるインクジェットヘッド・プリンターでは、アクチュエーターとして圧電素子を用いる場合が多い。この中のひとつに剪断モード方式で駆動されるインクジェットヘッドがあり、その構成は多数の特許明細書ならびに文献他で開示されている。まず剪断モード方式の基本原理について図１２を用いて簡単に説明する。長方形形状の圧電材料で作られた圧力隔壁１が上下を固定されるとき、圧力隔壁の上半分の両面に夫々電極２、３が形成され、これら電極には電源６により電圧が印加され、電界ベクトル４が発生している。なお電界ベクトルは電極間の電位差を表すもので、その方向は高電圧側から低電圧側に向く。この状態にて、圧力隔壁の分極方向５が長手方向ならば、圧力隔壁は略くノ字に変形できるので、インクジェットヘッド装置はこれを応用するものである。具体的に図１３を用いて説明する。圧力隔壁１により隔てられた互いに並行する複数のインク室２１及び空気室２２を有し、前記圧力隔壁の両面の上半分に形成された電極２，３へ電源６から電圧を印加して電界ベクトル４，７を生じせしめ、前記圧力隔壁を変形させ、その変形に伴ってインク室内に充填されているインクをそのインク室外へ吐出させるものである。
次にインクジェットヘッド装置の具体的な構成を、図１４にて説明する。
【０００３】
インクジェットヘッドは、主にダイヤモンドブレード等により切削加工された圧力隔壁が並んだ基板８と、頂部カバー９と、ノズル板１１、プリント配線板１３とで構成される。圧力隔壁は二壁で一対となり、インク室および空気室を構成し、この二室が交互に繰り返し並んでいる。通常、ひとつのインク室とひとつの空気室の組み合わせをチャンネル、基板８の上に圧力隔壁が取り付けられている部材全体をアクチュエーターと呼ぶことが多く、本文でも使用する。
【０００４】
これらチャンネルの深さ１８は、ノズル板付近が最も深く、基板の後端面に近づくに従い浅くなっており、後端面付近にはチャンネルの浅い領域が形成されている。そして各チャンネルの圧力隔壁に上半分には電極１６，１７が蒸着やスパッタなどにより形成されている。またチャンネルの浅い領域においても同様に電極が形成され、基板上面に形成された電極１９，２０とそれぞれ連結している。当然の事ながら、基板および圧力隔壁は圧電材料であり、基板の板厚方向に分極（方向５）されている。
【０００５】
頂部のカバー９は、分極していない圧電材料、または一般的なセラミックス、あるいは樹脂材料等から形成されている。そして、アクチュエーターのチャンネル加工側の上面と頂部カバーの下面とが、エポキシ系接着剤によって接着されている。
【０００６】
アクチュエータの後方には、プリント配線板１３が配置されている。そのプリント配線板に各チャンネルに対応した位置に導電性パターン１４が形成され、導電性パターンと圧力隔壁の電極は、最終的にボンディングワイヤー１５で電気的に接続されている。
【０００７】
以上のような構成のインクジェットヘッドならば、圧力隔壁により隔てられた互いに並行する複数のチャンネルを有し、圧力隔壁の両面に形成された電極に電圧を印可することで圧力隔壁を変形せしめ、その変形にともなってインク室内に充填されているインクを、そのインク室に連通したノズル１２より選択的に吐出させることが可能となる。
【０００８】
ところで、このようなインクジェットヘッドにおいて、各チャンネルの電極に印加される電圧は同一なので、本来はいずれのチャンネルからも同量のインク吐出が行われなければならないが、実際は左右両端部チャンネルの方が、中央チャンネルよりもインク吐出量が少ない（あるいはインク吐出速度が遅い）という現象が発生する。本文では、これを端部効果と呼ぶ。この現象が発生すると、インクジェットヘッドにおける主査方向のドット位置精度が悪化し、そのためハンディングも起きやすくなり、印刷品質が劣化する問題点を有していた。
【０００９】
端部効果の原因は、図１３に示すように、両端部チャンネルの外側には基板の側面部２３が存在することにある。言い換えれば、各チャンネルによって圧力隔壁の曲げ剛性が異なるためとも考えられる。従って、端部チャンネルは与えられた電極電圧の電気エネルギーで基板の側面部を変形させながら、チャンネル自身を変形させる必要があるので、中央チャンネルと比較すると圧力隔壁が変形しづらくなり、結果的にインク吐出量の減少あるいはインク吐出速度の低下となって表れる。
【００１０】
そこで前記端部効果を抑制するために、幾つかの提案が開示されている。例えば図１５に示すように、最も両端部のインク室は電極を形成せず、いわゆるダミーチャンネル２９とする。これにより、電極を有する最両端部は基板の側面部の塊を変形させのでなくダミーチャンネルを変形させるだけで済むので、端部効果が緩和される。あるいは特開平１１−３４３１７に記載の発明では、図１６のように、両端部のチャンネルと基板側面部との間の空気室だけ、通常の空気室より大きな特大空気室３０にしている。この場合も、インク室と基板側面部の距離が離れることにより、基板側面部の影響を受けにくくなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の構成では、最両端部の端部効果は緩和されるものの、その効果は端部チャンネルに限定される。やはり中央から少しでも端部に位置するｎ番目のチャンネルを考えた場合、ｎ番目から中央寄りをみると薄壁の圧力隔壁で構成された構造物しかなく変形し易いように思えるが、ｎ番目から端部方向をみると必ず基板側面部の影響を受けて変形しづらくなった隣接チャンネルが存在している。従って、端部チャンネルの外側よりの空間を大きくしただけでは、やはり全チャンネルの吐出量を同じにすることは難しい。
【００１２】
【発明を解決する手段】
前記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のインクジェットヘッド装置は、圧電材料からなる基板上に圧電素子の圧力隔壁で隔てられた複数のインク室を有し、前記隔壁の両面に形成された電極に電圧を印加することによって、圧力隔壁が剪断モードにて変形しインク室内のインクを圧縮し、前記インクを吐出せしめるインクジェットヘッド装置において、圧力隔壁の並び方向に平行な面である基板端部における外側面のどちらか一方に追加電極を設けて、前記追加電極に電圧を印加させることを特徴とするものであり、追加した側面電極で予め基板側面を変形させておくことで本来のチャンネルの電極に印可された電気エネルギーは全て圧力隔壁を変形せしめるために使用されるので、どのチャンネルにおいても圧力隔壁に同電圧値を印加すれば圧力隔壁は同量だけ変形するので、中央チャンネルの方と端部チャンネルで変形量が異なるような現象を防止でき、高印字品質のインクジェットヘッド装置を提供することができる。
【００１３】
次に、本発明の請求項２に記載のインクジェットヘッド装置は、請求項１において圧力隔壁の並び方向に平行な面である基板端部における外表面の両側面に追加電極を設けて、この追加電極に電圧を印加させることを特徴とするものであり、追加した二つの側面電極で予め基板側面を変形させておくことで本来のチャンネルの電極に印可された電気エネルギーは全て圧力隔壁を変形せしめるために使用されるので、とくに中央チャンネルを中心に両端部チャンネルのインク吐出量が左右対称形で減少する場合に有効である。
【００１４】
次に、本発明の請求項３に記載のインクジェットヘッド装置は、圧力隔壁がインク室を圧縮する時と拡張する時で、前記追加電極に電圧を印加して作る電界ベクトルの向きが異なるように、電極電圧の印加方向を制御できることを特徴とする請求項１乃至請求項２のインクジェットヘッド装置であり、圧力隔壁がインク室を圧縮する時とインク室を拡張する時では基板の側面部の変形状態が逆転するので、追加した電極電圧の印加方向が常時一定の場合に、圧力隔壁がインク室を圧縮する時はインク吐出量を全チャンネルで同じにできるが、圧力隔壁がインク室を拡張する時には各チャンネルでの拡張を助長しすぎることになるため、圧力隔壁がインク室を圧縮する時と拡張する時では前記追加電極の印加方向を逆転する構成が必要である。
【００１５】
次に、本発明の請求項４に記載のインクジェットヘッド装置は、圧電材料からなる基板上に圧電素子の圧力隔壁で隔てられた複数のインク室を有し、前記隔壁の両面に形成された電極に電圧を印加することによって、圧力隔壁が剪断モードにて変形しインク室内のインクを圧縮し、前記インクを吐出せしめるインクジェットヘッド装置において、圧力隔壁の並び方向に垂直な外表面である基板底面に追加電極を設けて、この電極に電圧を印加させることを特徴とするものであり、追加した下面電極で予め基板側面を変形させておくことで本来のチャンネルの電極に印可された電気エネルギーは全て圧力隔壁を変形せしめるために使用されるので、どのチャンネルにおいても圧力隔壁に同電圧値を印加すれば圧力隔壁は同量だけ変形するので、中央チャンネルの方と端部チャンネルで変形量が異なるような現象を防止でき、高印字品質のインクジェットヘッド装置を提供することができる。
【００１６】
次に、本発明の請求項５に記載のインクジェットヘッド装置は、前記請求項４において、基板下面に追加する電極が下面全体に形成されていることを特徴とするものであり、とくに中央チャンネルを中心に両端部チャンネルのインク吐出量が左右対称形で減少する場合に有効である。
【００１７】
次に、本発明の請求項６に記載のインクジェットヘッド装置は、前記請求項４において基板下面に追加する電極が複数個で形成されていることを特徴とするものであり、とくに左端チャンネルから右端チャンネルに進行するに連れてインク吐出量が減少する、あるいは増加するような左右非対称な場合に有効であり、この構成を用いれば全チャンネルのインク吐出量を同じにできる。
【００１８】
次に、本発明の請求項７に記載のインクジェットヘッド装置は、前記請求項６において、基板下面に追加された複数個の電極は、互いに独立して電極電圧を設定できることを特徴とするものであり、各電極の設置場所及び設置面積を変更してもインク吐出量が全チャンネルで同じにならない場合に有効であり、下面に追加した各電極の電圧値を変更することで全チャンネルのインク吐出量を一定することができる。
【００１９】
次に、本発明の請求項８に記載のインクジェットヘッド装置は、圧力隔壁がインク室を圧縮する時と拡張する時で、前記追加電極に電圧を印加して作る電界ベクトルの向きが異なるように、電極電圧の印加方向を制御できることを特徴とする請求項４乃至７に記載のインクジェットヘッド装置であり、圧力隔壁がインク室を圧縮する時とインク室を拡張する時では基板の側面部の変形状態が逆転するので、追加した電極電圧の印加方向が常時一定の場合に、圧力隔壁がインク室を圧縮する時はインク吐出量を全チャンネルで同じにできるが、圧力隔壁がインク室を拡張する時には各チャンネルでの拡張を助長しすぎることになるため、圧力隔壁がインク室を圧縮する時と拡張する時では前記追加電極の印加方向を逆転する構成が必要である。
【００２０】
次に、本発明の請求項９に記載のインクジェットヘッド装置は、圧電材料からなる基板上に圧電素子の圧力隔壁で隔てられた複数のインク室を有し、前記隔壁の両面に形成された電極に電圧を印加することによって、圧力隔壁が剪断モードにて変形しインク室内のインクを圧縮し、前記インクを吐出せしめるインクジェットヘッド装置において、圧力隔壁の並び方向に平行な面である基板端部における左右ふたつの外側面に追加電極を設け、前記追加電極に印加する電圧値と印加方向を独立して自在に調整できることを特徴とするものであり、中央チャンネルを中心に両端部チャンネルのインク吐出量が左右対称形で減少する場合、あるいは左端チャンネルから右端チャンネルに進行するに連れてインク吐出量が減少する場合のどちらの場合にも対応できるように、左右の追加電極の電圧値を調整することで、全チャンネルのインク吐出量を一定にすることが可能となる。
【００２１】
次に、本発明の請求項１０に記載のインクジェットヘッド装置は、温度検出手段を用いてインクジェットヘッド装置の温度を検出し、予め装置の温度に応じて前記の追加電極に印加する電圧が定められた計算処理手段により、温度に依存するインク吐出の特性変化が補正できる電圧値を前記の追加電極に印加できる電圧調整手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至９に記載のインクジェットヘッド装置であり、周辺温度の変化によりインクジェットヘッド装置の温度分布が不均一となる等の理由によりインク吐出量にバラツキが発生した場合においても、予め設定した温度補正ルールに基づき追加電極の電圧値を変更することで、常時、インク吐出量を全チャンネルで一定にすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下に本発明の請求項１乃至請求項３に記載された発明の実施の形態について、図１乃至図４、図８を用いて説明する。
図１において、１は圧電材料からなる圧力隔壁、８も圧電材料からなる基板であり、直方体の圧電材料をダイヤモンドブレード等により切削加工したものである。圧力隔壁の上半分の上面には、蒸着等により電極１６，１７が形成されている。５は圧電材料の分極方向を示しており、図示したように圧力隔壁の板と平行である。基板上には圧力隔壁で隔てられた複数のが並行しており、それぞれインク室２１と空気室２２として機能する。本発明では、インク室と空気室とを組み合わせたものをチャンネルと呼ぶ。また９はカバーであり、セラミックスもしくは樹脂など電気的に絶縁体である。２３は基板側部であり、蒸着他の工法により、この外表面に電極２５を形成し、この電極には電圧が電源２４により印加される。
【００２３】
本発明の特徴は基板側面部に追加電極を付加するところに有り、請求項１の場合は左右のどちらかに一つの追加電極を有し（図は省略）、請求項２の場合は左右の両側面に電極を追加するものである。
【００２４】
図８は、設計の諸事情により、インクジェットヘッド装置が左右非対称となる例を表している。請求項１の発明は、こうした場合を想定したものであり、基板側面の追加電極に左右とも同電圧を印可しても、各チャンネルの変形量が一様にならない場合を想定したものである。
【００２５】
図１に示すように、インク室側の電極１７はプラス電圧を印加し、空気室側の電極１６は０ボルト（接地）と状態とする。この構成で分極方向５が圧力隔壁の方向（ただし紙面上で上方向）ならば、圧力隔壁はインク室を圧縮する方向に変形する。例えば、追加電極がない従来品の場合で、圧力隔壁の板厚が８０μｍ、チャンネル深さ１８が４００μｍ、３０ボルトを印加すれば、圧力隔壁中央での変形量は約２０ナノメータとなる。
【００２６】
次に追加電極の作用を説明する。図１のように圧力隔壁が電極１６，１７から電力供給を受けて変形するのに伴い、微小だが確実に基板下部、および基板側面も変形する。基板は圧電材料であり、基板下部や基板側面には前記変形によって電圧が誘起される。誘起電圧は変形量に比例するので、基板中央びチャンネルの方が端部チャンネルより大きく変形するため、基板下部での誘起電圧にバラツキが生じる。即ち、基板下部にも電位差が発生しており、これが端部効果を複雑にしている。そこで基板側面の追加電極に一定電圧を印加すれば、基板下部の電位差を打ち消すとともに、基板下部や基板側面を予め変形させておくことが出来るので、端部チャンネルの圧力隔壁は基板側部２３を変形させる必要がなくなる。従って、中央チャンネルでも端部チャンネルでも、圧力隔壁の電極に与えられた電気エネルギーは全て圧力隔壁を変形させることに利用できるようになる。これにより各チャンネルでの圧力隔壁の変形は同じとなる。
【００２７】
図４は請求項２に記載したインクジェット装置において、追加電極の有無を比較したものである。縦軸の変形面積は、図３にてハッチングした変形面積２６（ただし左右２個の合計）を表しており、横軸のチャンネル番号を表している。条件としては、チャンネル数は１８個、圧力隔壁の板厚が８０μｍ、チャンネル深さ１８は４００μｍ、圧力隔壁の電極電圧は３０ボルト、基板側面の印加電極は１５ボルトである。なお圧力隔壁がインク室を圧縮する方向に変形する場合の結果である。従来品が端部効果により左右の変形量が減少しているのに対して、本発明のインクジェット装置では全チャンネルでほとんど同じ変形量となっている。
図２はインク室の拡張状態を表したもので、圧縮時とは逆に、空気室側電極を３０ボルト、インク室側電極を０ボルト（接地）にしている。この状態で図１と同じように追加電極を設けると、端部チャンネルの拡張を助長しすぎることになる。そこで、請求項３に記載したように、中央チャンネルと端部チャンネルの圧力隔壁の変形量を同じにするために、図１の状態とは反対向きに電源を印加する必要がある。
【００２８】
このように追加した側面電極で予め基板全体を変形させておくことで、本来のチャンネルの電極に印可された電気エネルギーは全て圧力隔壁を変形せしめるために使用されるので、どのチャンネルにおいても圧力隔壁に同電圧値を印加すれば圧力隔壁は同量だけ変形することが可能となる。
【００２９】
（実施の形態２）
つぎに本発明の請求項４乃至請求項８に記載された発明の実施の形態について、図５乃至図８を用いて説明する。
図５において、１は圧電材料からなる圧力隔壁、８も圧電材料からなる基板であり、直方体の圧電材料をダイヤモンドブレード等により切削加工したものである。圧力隔壁の上半分の上面には、蒸着等により電極１６，１７が形成されている。５は圧電材料の分極方向を示しており、図示したように圧力隔壁の板と平行である。基板上には圧力隔壁で隔てられた複数のが並行しており、それぞれインク室２１と空気室２２として機能する。本発明では、インク室と空気室とを組み合わせたものをチャンネルと呼ぶ。また９はカバーであり、セラミックスもしくは樹脂など電気的に絶縁体である。２３は基板側部であり、この基板底面に蒸着他により電極２８を形成し、この電極には電圧が電源２４により印加される。
【００３０】
本発明の請求項４の特徴は上記の通り、基板底面部に追加電極を付加するところに有り、その作用は実施の形態１にて説明したものと同様である。
本発明の請求項５では、図５に示すように基板下面の全面に追加電極を形成し、請求項６の場合は基板下面に複数個の追加電極を形成（図は省略）、請求項７では請求項６に記載の追加電極に関して各電源の電圧値が互いに独立して調整可能な構成となっている（図７参照）。
【００３１】
図８は、設計の諸事情により、インクジェットヘッド装置が左右非対称となる例を表している。請求項６および請求項７の発明は、こうした場合を想定したものであり、基板下部の底面全体に一様に電極電圧を印加しても、各チャンネルの変形量が一様にならない場合を想定したものである。
また図６はインク室にインクを供給するため、インク室が拡張する方向に圧力隔壁が変形している状態を表しており、この場合の追加電極の電圧値は請求項８に記載のようにインク室を圧縮する時（図５参照）とは逆となっている。こうすることで、実施の形態１で説明したように、チャンネルと端部チャンネルでの圧力隔壁の変形量を同じすることができる。
このように追加した底面電極で予め基板全体を変形させておくことで本来のチャンネルの電極に印可された電気エネルギーは全て圧力隔壁を変形せしめるために使用されるので、どのチャンネルにおいても圧力隔壁に同電圧値を印加すれば圧力隔壁は同量だけ変形することが可能となる。
【００３２】
（実施の形態３）
つぎに本発明の請求項９乃至請求項１０に記載された発明の実施の形態について、図７乃至図１１を用いて説明する。
図９において、１は圧電材料からなる圧力隔壁、８も圧電材料からなる基板であり、直方体の圧電材料をダイヤモンドブレード等により切削加工したものである。圧力隔壁の上半分の上面には、蒸着等により電極１６，１７が形成されている。５は圧電材料の分極方向を示しており、図示したように圧力隔壁の板と平行である。基板上には圧力隔壁で隔てられた複数のが並行しており、それぞれインク室２１と空気室２２として機能する。本発明では、インク室と空気室とを組み合わせたものをチャンネルと呼ぶ。また９はカバーであり、セラミックスもしくは樹脂など電気的に絶縁体である。２３は基板側部であり、蒸着他の工法にて、この外表面の左右両面に電極２５を形成し、この電極にはそれぞれ独立して電圧設定が可能な可変電源２７が接続されている。
【００３３】
図１０は、図９にて追加電極の可変電源を左右同じにして、電圧値を変更したときの比較結果である。このときの条件は、インク室を圧縮する方向に変形、チャンネル数は１８個、圧力隔壁の板厚が８０μｍ、チャンネル深さは４００μｍ、圧力隔壁の電極電圧は３０ボルト、インクジェットヘッド装置は左右対称な形状である。これによれば、圧力隔壁に印加する電極電圧の１／２の電圧、即ち１５ボルトの時が、全ノズルの変形面積が最も揃う事になる。
実施の形態３では左右の追加電極の電圧が自在に調整できる。従って、図８のようにインクジェットヘッド装置の形状が左右で大きく異なる場合でも、左右の追加電極に異なる電圧値を印加すれば、全ノズルの変形面積を揃えることが可能である。
【００３４】
ところで長時間の連続印刷を行う場合、インクジェットヘッド装置自身は発熱し、同時にインクジェットヘッド装置が置かれている環境も温度変化するため、圧電材料の特性が温度変化する恐れがある。この温度変化に伴い各チャンネルの吐出量も温度変化するが、このとき全チャンネルの吐出量が一様に変わることは希であり、各チャンネルの吐出量に応じた補正が必要となる。前記補正を実現する構成としては、追加電極の電圧値を独立して自由に調整できる図９または図７に示したインクジェットヘッド装置がある。ただし図７および図９においては、インクジェットヘッド装置近傍の温度を検出する機能が無いので、図１１に示すような温度補正のアルゴリズムが必要になる。請求項１０では、前述した温度補正機能を包含したインクジェットヘッド装置を提案するものである。
このように追加した側面電極で予め基板全体を変形させておくことで本来のチャンネルの電極に印可された電気エネルギーは全て圧力隔壁を変形せしめるために使用されるので、どのチャンネルにおいても圧力隔壁に同電圧値を印加すれば圧力隔壁は同量だけ変形することが可能であり、とくにインクジェットヘッド装置のインク吐出特性が温度変化する場合においても全チャンネルで同じ吐出量を維持できる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の追加電極によれば、基板側面の影響により、左端チャンネルから右端チャンネルに進行するに連れてインク吐出量が変形することがあっても、基板側面もしくは下面に形成された追加電極に電圧を印加せしめ予め基板全体を変形させることにより、各チャンネルでのインク吐出量を一様に揃えることが可能なインクジェットヘッド装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるインクジェットヘッド装置で、チャンネルからインクが吐出される時の圧力隔壁の変形状態を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるインクジェットヘッド装置で、チャンネルにインクを吸い込むためインク室が拡張している状態を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態１におけるインクジェットヘッド装置で、ハッチングで示した領域を圧力隔壁の変形面積と定義する断面図
【図４】本発明の実施の形態１におけるインクジェットヘッド装置で、従来品と実施の形態１での圧力隔壁の変形面積を比較したグラフ
【図５】本発明の実施の形態２におけるインクジェットヘッド装置で、チャンネルからインクが吐出される時の圧力隔壁の変形状態を示す断面図
【図６】本発明の実施の形態２におけるインクジェットヘッド装置で、チャンネルにインクを吸い込むためインク室が拡張している状態を示す断面図
【図７】本発明の実施の形態２におけるインクジェットヘッド装置で、とくに追加した下面電極が複数個で構成させる場合において、チャンネルからインクが吐出される時の圧力隔壁の変形状態を示す断面図
【図８】従来のインクジェットヘッド装置で、とくに左右が非対称な構成において、チャンネルからインクが吐出される時の圧力隔壁の変形状態を示す断面図
【図９】本発明の実施の形態３におけるインクジェットヘッド装置で、チャンネルからインクが吐出される時の圧力隔壁の変形状態を示す断面図
【図１０】本発明の実施の形態３におけるインクジェットヘッド装置で、基板の左右側面に形成した追加電極に同電圧を印加させる条件で、従来品と実施の形態３での圧力隔壁の変形面積を比較したグラフ
【図１１】本発明の実施の形態３におけるインクジェットヘッド装置で、インク吐出特性が温度変化時の温度補正アルゴリズムに関するブロック構成図
【図１２】剪断モード方式で駆動されるインクジェットヘッド装置において、変形の動作原理を示した概念図
【図１３】従来のインクジェットヘッド装置で、チャンネルからインクが吐出される時の圧力隔壁の変形状態を示す断面図
【図１４】従来のインクジェットヘッド装置の分解斜視図
【図１５】従来のインクジェットヘッド装置において、端部チャンネルの圧力隔壁を変形させ易くするために、両端部にダミーチャンネルを設けた構成の断面図
【図１６】従来のインクジェットヘッド装置において、端部チャンネルの圧力隔壁を変形させ易くするために、両端部に特大の空気室を設けた構成の断面図
【符号の説明】
１　圧力隔壁
２　電極
３　電極
４　電極間で発生する電界ベクトル
５　分極方向
６　電源
７　電極間で発生する電界ベクトル
８　基板
９　カバー
１０　インク供給口
１１　ノズル板
１２　ノズル
１３　プリント配線基板
１４　導電性パターン
１５　ボンディングワイヤー
１６　空気室側電極
１７　インク室側電極
１８　チャンネルの深さ
１９　基板上面部の電極
２０　基板上面部の電極
２１　インク室
２２　空気室
２３　基板側面部
２４　追加電極用の電源
２５　基板側面部の追加電極
２６　変形面積
２７　可変電源
２８　基板底面部の追加電極
２９　ダミーチャンネル
３０　特大空気室
【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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