(57)【要約】【課題】消費電力を増大させることなく、高精細かつ高速に記録を行うことができる静電吐出型インクジェットヘッドを提供する。【解決手段】行方向に配置された複数の個別電極の第１駆動電極は各行毎に相互に接続され、列方向に配置された複数の個別電極の第２駆動電極は各列毎に相互に接続されている。画像の記録時に、例えば１つの行の個別電極の第１駆動電極をハイインピーダンス状態かつ残りの全ての行の個別電極の第１駆動電極をグランドレベルとし、全ての列の個別電極の第２駆動電極を、画像データに応じて高電圧レベルまたはグランドレベルとすることを、各行の個別電極の第１駆動電極について順次繰り返し行うことにより、インクの吐出／非吐出を制御する。【選択図】図２
2004058505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯電した微粒子成分を含むインクを用い、画像データに応じて、第１および第２の方向に対し２次元的に配置された複数の個別電極に所定の電圧を印加することにより、静電力を利用して前記インクの吐出／非吐出を制御し、前記画像データに対応した画像を記録媒体上に記録する静電吐出型インクジェットヘッドであって、
ヘッド基板と、前記個別電極毎に２層電極構造に設けられた第１および第２駆動電極と、前記個別電極毎に前記ヘッド基板上に配置されたインクガイドと、前記個別電極毎に前記インクガイドの配置に対応する位置に貫通孔が開孔された絶縁性基板とを備え、
前記ヘッド基板と前記絶縁性基板は所定の間隔を離して配置され、これらのヘッド基板と絶縁性基板との間には前記インクの流路が形成され、前記インクガイドは、前記絶縁性基板に開孔された貫通孔を通過し、その先端部分が前記絶縁性基板の前記記録媒体側の面の表面よりも突出され、前記第１駆動電極は、前記インクの流路よりも前記絶縁性基板側に配置され、前記第２駆動電極は、前記第１駆動電極よりも前記ヘッド基板側に配置され、前記第１の方向に配置された複数の個別電極の第１駆動電極は前記第１の方向の各並び毎に相互に接続され、前記第２の方向に配置された複数の個別電極の第２駆動電極は前記第２の方向の各並び毎に相互に接続され、
前記画像の記録時に、前記第１の方向の１つの並びの前記個別電極の第１駆動電極をハイインピーダンス状態かつ前記第１の方向の残りの全ての並びの前記個別電極の第１駆動電極をグランドレベルとし、前記第２の方向の全ての並びの前記個別電極の第２駆動電極を、前記画像データに応じて高電圧レベルまたはグランドレベルとすることを、前記第１の方向の各並びの前記個別電極の第１駆動電極について順次繰り返し行う、もしくは前記第２の方向の１つの並びの前記個別電極の第２駆動電極をハイインピーダンス状態かつ前記第２の方向の残りの全ての並びの前記個別電極の第２駆動電極をグランドレベルとし、前記第１の方向の全ての並びの前記個別電極の第１駆動電極を、前記画像データに応じて高電圧レベルまたはグランドレベルとすることを、前記第２の方向の各並びの前記個別電極の第２駆動電極について順次繰り返し行うことにより、前記インクの吐出／非吐出を制御することを特徴とする静電吐出型インクジェットヘッド。
【請求項２】
帯電した微粒子成分を含むインクを用い、画像データに応じて、第１および第２の方向に対し２次元的に配置された複数の個別電極に所定の電圧を印加することにより、静電力を利用して前記インクの吐出／非吐出を制御し、前記画像データに対応した画像を記録媒体上に記録する静電吐出型インクジェットヘッドであって、
ヘッド基板と、前記個別電極毎に２層電極構造に設けられた第１および第２駆動電極と、前記個別電極毎に前記ヘッド基板上に配置されたインクガイドと、前記個別電極毎に前記インクガイドの配置に対応する位置に貫通孔が開孔された絶縁性基板とを備え、
前記ヘッド基板と前記絶縁性基板は所定の間隔を離して配置され、これらのヘッド基板と絶縁性基板との間には前記インクの流路が形成され、前記インクガイドは、前記絶縁性基板に開孔された貫通孔を通過し、その先端部分が前記絶縁性基板の前記記録媒体側の面の表面よりも突出され、前記第１駆動電極は、前記インクの流路よりも前記絶縁性基板側に配置され、前記第２駆動電極は、前記第１駆動電極よりも前記ヘッド基板側に配置され、前記第１の方向に配置された複数の個別電極の第１駆動電極は前記第１の方向の各並び毎に相互に接続され、前記第２の方向に配置された複数の個別電極の第２駆動電極は前記第２の方向の各並び毎に相互に接続され、
前記個別電極は、前記第１の方向の並びの数よりも前記第２の方向の並びの数の方が多く配置され、前記画像の記録時に、前記第１の方向の１つの並びの前記個別電極の第１駆動電極をオンかつ前記第１の方向の残りの全ての並びの前記個別電極の第１駆動電極をオフとし、前記第２の方向の全ての並びの前記個別電極の第２駆動電極を、前記画像データに応じてオンまたはオフとすることを、前記第１の方向の各並びの前記個別電極の第１駆動電極について順次繰り返し行う、もしくは前記個別電極は、前記第２の方向の並びの数よりも前記第１の方向の並びの数の方が多く配置され、前記画像の記録時に、前記第２の方向の１つの並びの前記個別電極の第２駆動電極をオンかつ前記第２の方向の残りの全ての並びの前記個別電極の第２駆動電極をオフとし、前記第１の方向の全ての並びの前記個別電極の第１駆動電極を、前記画像データに応じてオンまたはオフとすることを、前記第２の方向の各並びの前記個別電極の第２駆動電極について順次繰り返し行うことにより、前記インクの吐出／非吐出を制御することを特徴とする静電吐出型インクジェットヘッド。
【請求項３】
帯電した微粒子成分を含むインクを用い、画像データに応じて、第１および第２の方向に対し２次元的に配置された複数の個別電極に所定の電圧を印加することにより、静電力を利用して前記インクの吐出／非吐出を制御し、前記画像データに対応した画像を記録媒体上に記録する静電吐出型インクジェットヘッドであって、
ヘッド基板と、前記個別電極毎に２層電極構造に設けられた第１および第２駆動電極と、前記個別電極毎に前記ヘッド基板上に配置されたインクガイドと、前記個別電極毎に前記インクガイドの配置に対応する位置に貫通孔が開孔された絶縁性基板とを備え、
前記ヘッド基板と前記絶縁性基板は所定の間隔を離して配置され、これらのヘッド基板と絶縁性基板との間には前記インクの流路が形成され、前記インクガイドは、前記絶縁性基板に開孔された貫通孔を通過し、その先端部分が前記絶縁性基板の前記記録媒体側の面の表面よりも突出され、前記第１駆動電極は、前記インクの流路よりも前記絶縁性基板側に配置され、前記第２駆動電極は、前記第１駆動電極よりも前記ヘッド基板側に配置され、前記第１の方向に配置された複数の個別電極の第１駆動電極は前記第１の方向の各並び毎に相互に接続され、前記第２の方向に配置された複数の個別電極の第２駆動電極は前記第２の方向の各並び毎に相互に接続され、前記個別電極の前記第１の方向の並びは、少なくとも１つの並びを含む複数のグループに分割され、
前記画像の記録時に、複数の前記グループについて同時に、前記第１の方向の１つの並びの前記個別電極の第１駆動電極をオンかつ前記第１の方向の残りの全ての並びの前記個別電極の第１駆動電極をオフとし、前記第２の方向の全ての並びの前記個別電極の第２駆動電極を、前記画像データに応じてオンまたはオフとすることを、前記第１の方向の各並びの前記個別電極の第１駆動電極について順次繰り返し行う、もしくは前記第２の方向の１つの並びの前記個別電極の第２駆動電極をオンかつ前記第２の方向の残りの全ての並びの前記個別電極の第２駆動電極をオフとし、前記第１の方向の全ての並びの前記個別電極の第１駆動電極を、前記画像データに応じてオンまたはオフとすることを、前記第２の方向の各並びの前記個別電極の第２駆動電極について順次繰り返し行うことにより、前記インクの吐出／非吐出を制御することを特徴とする静電吐出型インクジェットヘッド。
【請求項４】
前記画像の記録時に、前記第１の方向の１つの並びの前記個別電極の第１駆動電極をハイインピーダンス状態かつ前記第１の方向の残りの全ての並びの前記個別電極の第１駆動電極をグランドレベルとし、前記第２の方向の全ての並びの前記個別電極の第２駆動電極を、前記画像データに応じて高電圧レベルまたはグランドレベルとすることを、前記第１の方向の各並びの前記個別電極の第１駆動電極について順次繰り返し行う、もしくは前記第２の方向の１つの並びの前記個別電極の第２駆動電極をハイインピーダンス状態かつ前記第２の方向の残りの全ての並びの前記個別電極の第２駆動電極をグランドレベルとし、前記第１の方向の全ての並びの前記個別電極の第１駆動電極を、前記画像データに応じて高電圧レベルまたはグランドレベルとすることを、前記第２の方向の各並びの前記個別電極の第２駆動電極について順次繰り返し行うことにより、前記インクの吐出／非吐出を制御する請求項２または３に記載の静電吐出型インクジェットヘッド。
【請求項５】
さらに、前記第１駆動電極の前記第１の方向の並びの間には、前記画像の記録時に所定の一定電圧レベルにバイアスされるガード電極が設けられ、
前記画像の記録時に、前記第２の方向の１つの並びの前記個別電極の第２駆動電極をハイインピーダンス状態かつ前記第２の方向の残りの全ての並びの前記個別電極の第２駆動電極をグランドレベルとし、前記第１の方向の全ての並びの前記個別電極の第１駆動電極を、前記画像データに応じて高電圧レベルまたはグランドレベルとすることを、前記第２の方向の各並びの前記個別電極の第２駆動電極について順次繰り返し行う、もしくは前記第２の方向の１つの並びの前記個別電極の第２駆動電極をオンかつ前記第２の方向の残りの全ての並びの前記個別電極の第２駆動電極をオフとし、前記第１の方向の全ての並びの前記個別電極の第１駆動電極を、前記画像データに応じてオンまたはオフとすることを、前記第２の方向の各並びの前記個別電極の第２駆動電極について順次繰り返し行うことにより、前記インクの吐出／非吐出を制御する請求項１〜４のいずれかに記載の静電吐出型インクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電力によりインクの吐出を制御する静電吐出型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】
静電吐出型インクジェット記録方式は、帯電した微粒子成分を含むインクを用い、画像データに応じて、インクジェットヘッドの個別電極に所定の電圧を印加することにより、静電力を利用してインクの吐出を制御し、画像データに対応した画像を記録媒体上に記録する方式である。この静電吐出型インクジェット記録方式を採用する記録装置として、例えば特開平１０−２３０６０８号公報に開示のインクジェット記録装置が知られている。
【０００３】
図９は、上記公報に開示のインクジェット記録装置のインクジェットヘッドの概略構成を表す一例の概念図である。同図に示すインクジェットヘッド７０は、上記公報に開示のインクジェットヘッド記録装置のインクジェットヘッドを構成する１つの個別電極のみを概念的に表したものであり、ヘッド基板１２と、インクガイド１４と、絶縁性基板１６と、駆動電極７２と、対向電極２２とを備えている。
【０００４】
ここで、インクガイド１４は、ヘッド基板１２の上に配置されており、その中央部分には、図中上下方向にインク案内溝２６となる切り欠きが形成されている。また、絶縁性基板１６には、インクガイド１４の配置に対応する位置に貫通孔２８が開孔されている。インクガイド１４は、絶縁性基板１６に開孔された貫通孔２８を通過し、その先端部分が絶縁性基板１６の図中上側の面の表面よりも上部に突出されている。
【０００５】
また、駆動電極７２は、絶縁性基板１６に開孔された貫通孔２８の周囲を囲むように、絶縁性基板１６の図中上側の面の表面に、個別電極毎にリング状に設けられている。また、ヘッド基板１２と絶縁性基板１６は所定の間隔を離して配置されており、両者の間にはインクの流路３０が形成されている。また、対向電極２２は、インクガイド１４の先端部分に対向する位置に配置され、記録媒体Ｐは、対向電極２２の図中下側の面の表面に配置されている。
【０００６】
また、図１０は、駆動電極のドライバの一例の構成概念図である。同図に示すドライバ７４は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３４と、抵抗素子３６，３８とを備えている。ＦＥＴ３４のドレインは駆動電極７２に接続され、そのソースはグランドに接続され、そのゲートにはコントロール信号が入力されている。また、抵抗素子３６は、高圧電源と駆動電極７２との間に接続され、抵抗素子３８は、コントロール信号とグランドとの間に接続されている。
【０００７】
ドライバ７４では、画像データに応じてコントロール信号がハイレベルまたはローレベルに変化する。コントロール信号がハイレベルになるとＦＥＴ３４はオンし、駆動電極７２はグランドレベルとなる。一方、コントロール信号がローレベルになるとＦＥＴ３４はオフし、駆動電極７２は高圧電源の高電圧レベルとなる。すなわち、駆動電極７２は、画像データ（コントロール信号）に応じて、グランドレベルと高電圧レベルとの間で頻繁にスイッチングされる。
【０００８】
記録時には、図中右側から左側へ向かって、駆動電極７２に印加される高電圧レベルと同極性に帯電した微粒子成分を含むインクが循環される。
【０００９】
駆動電極７２がグランドレベルの状態では、インクガイド１４の先端部分近傍の電界強度が低く、インクはインクガイド１４の先端部分からは飛び出さない。この時、インクの一部は、毛細管現象により、インクガイド１４に形成されたインク案内溝２６に沿って、絶縁性基板１６の図中上側の面の表面よりも上方まで上昇する。
【００１０】
一方、駆動電極７２に高電圧レベルが印加されると、インクガイド１４のインク案内溝２６に沿って上昇し、絶縁性基板１６の図中上側の面の表面よりも上方に上昇したインクは反発力によってインクガイド１４の先端部分から飛び出し、マイナスの電圧レベルにバイアスされている対向電極２２に引っ張られて記録媒体Ｐ上に付着する。
【００１１】
こうして、インクジェットヘッド７０と対向電極２２上に配置された記録媒体Ｐとを相対的に移動させながら記録を行うことにより、記録媒体Ｐに、画像データに対応する画像が記録される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高精細かつ高速性が要求される記録装置の場合、必然的に、１ライン分の画像を同時に記録可能なラインヘッドが必要となる。例えば、１２００ｄｐｉ（ドット／インチ）で６０ｐｐｍ（ページ／分）の記録装置の場合、幅１０インチの記録媒体に画像を記録可能なラインヘッドには、１ライン分の画素数に相当する１２０００個という膨大な数の個別電極と、個々の個別電極を駆動する同数の駆動回路が必要となる。
【００１３】
この場合、ラインヘッドは、ライン方向に対して、物理的に極めて高密度に個別電極および駆動回路を実装する必要がある。駆動回路は、例えば約６００Ｖ程度の高電圧を使用するため、個別電極および駆動回路を高密度に配置すると放電の危険性が高くなる。従って、高密度実装と高電圧を両立させることは極めて困難なことである。
【００１４】
また、上記駆動回路では、個別電極当り１ｍＡの電流が流れるとすると、１２０００個では最大１２Ａの電流が流れる。従って、スイッチングされる高電圧が６００Ｖの場合、消費電力は７．２ｋＷとなる。高圧電源の効率が１００％であるとしても、電源としてＡＣ２００Ｖ、３６Ａが必要となるが、それでもＡ４の記録媒体に単色の画像しか記録できないことになり、システムとしては余りにも非現実的である。
【００１５】
上記駆動回路のように、スイッチングにＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を使用する場合、スイッチング速度を保つためには、原理的に、ある程度の電流をＦＥＴに流すことが要求される。これに対し、駆動電極は微小なリング状電極であるため、吐出そのものによる消費電流は多くても５０ｎＡ程度と極めて小さい。すなわち、高圧電源から供給される電流のほとんどはＦＥＴのスイッチングのために消費されているわけである。
【００１６】
本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、消費電力を増大させることなく、高精細かつ高速に記録を行うことができる静電吐出型インクジェットヘッドを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、帯電した微粒子成分を含むインクを用い、画像データに応じて、第１および第２の方向に対し２次元的に配置された複数の個別電極に所定の電圧を印加することにより、静電力を利用して前記インクの吐出／非吐出を制御し、前記画像データに対応した画像を記録媒体上に記録する静電吐出型インクジェットヘッドであって、
ヘッド基板と、前記個別電極毎に２層電極構造に設けられた第１および第２駆動電極と、前記個別電極毎に前記ヘッド基板上に配置されたインクガイドと、前記個別電極毎に前記インクガイドの配置に対応する位置に貫通孔が開孔された絶縁性基板とを備え、
前記ヘッド基板と前記絶縁性基板は所定の間隔を離して配置され、これらのヘッド基板と絶縁性基板との間には前記インクの流路が形成され、前記インクガイドは、前記絶縁性基板に開孔された貫通孔を通過し、その先端部分が前記絶縁性基板の前記記録媒体側の面の表面よりも突出され、前記第１駆動電極は、前記インクの流路よりも前記絶縁性基板側に配置され、前記第２駆動電極は、前記第１駆動電極よりも前記ヘッド基板側に配置され、前記第１の方向に配置された複数の個別電極の第１駆動電極は前記第１の方向の各並び毎に相互に接続され、前記第２の方向に配置された複数の個別電極の第２駆動電極は前記第２の方向の各並び毎に相互に接続され、
前記画像の記録時に、前記第１の方向の１つの並びの前記個別電極の第１駆動電極をハイインピーダンス状態かつ前記第１の方向の残りの全ての並びの前記個別電極の第１駆動電極をグランドレベルとし、前記第２の方向の全ての並びの前記個別電極の第２駆動電極を、前記画像データに応じて高電圧レベルまたはグランドレベルとすることを、前記第１の方向の各並びの前記個別電極の第１駆動電極について順次繰り返し行う、もしくは前記第２の方向の１つの並びの前記個別電極の第２駆動電極をハイインピーダンス状態かつ前記第２の方向の残りの全ての並びの前記個別電極の第２駆動電極をグランドレベルとし、前記第１の方向の全ての並びの前記個別電極の第１駆動電極を、前記画像データに応じて高電圧レベルまたはグランドレベルとすることを、前記第２の方向の各並びの前記個別電極の第２駆動電極について順次繰り返し行うことにより、前記インクの吐出／非吐出を制御することを特徴とする静電吐出型インクジェットヘッドを提供するものである。
【００１８】
また、本発明は、帯電した微粒子成分を含むインクを用い、画像データに応じて、第１および第２の方向に対し２次元的に配置された複数の個別電極に所定の電圧を印加することにより、静電力を利用して前記インクの吐出／非吐出を制御し、前記画像データに対応した画像を記録媒体上に記録する静電吐出型インクジェットヘッドであって、
ヘッド基板と、前記個別電極毎に２層電極構造に設けられた第１および第２駆動電極と、前記個別電極毎に前記ヘッド基板上に配置されたインクガイドと、前記個別電極毎に前記インクガイドの配置に対応する位置に貫通孔が開孔された絶縁性基板とを備え、
前記ヘッド基板と前記絶縁性基板は所定の間隔を離して配置され、これらのヘッド基板と絶縁性基板との間には前記インクの流路が形成され、前記インクガイドは、前記絶縁性基板に開孔された貫通孔を通過し、その先端部分が前記絶縁性基板の前記記録媒体側の面の表面よりも突出され、前記第１駆動電極は、前記インクの流路よりも前記絶縁性基板側に配置され、前記第２駆動電極は、前記第１駆動電極よりも前記ヘッド基板側に配置され、前記第１の方向に配置された複数の個別電極の第１駆動電極は前記第１の方向の各並び毎に相互に接続され、前記第２の方向に配置された複数の個別電極の第２駆動電極は前記第２の方向の各並び毎に相互に接続され、
前記個別電極は、前記第１の方向の並びの数よりも前記第２の方向の並びの数の方が多く配置され、前記画像の記録時に、前記第１の方向の１つの並びの前記個別電極の第１駆動電極をオンかつ前記第１の方向の残りの全ての並びの前記個別電極の第１駆動電極をオフとし、前記第２の方向の全ての並びの前記個別電極の第２駆動電極を、前記画像データに応じてオンまたはオフとすることを、前記第１の方向の各並びの前記個別電極の第１駆動電極について順次繰り返し行う、もしくは前記個別電極は、前記第２の方向の並びの数よりも前記第１の方向の並びの数の方が多く配置され、前記画像の記録時に、前記第２の方向の１つの並びの前記個別電極の第２駆動電極をオンかつ前記第２の方向の残りの全ての並びの前記個別電極の第２駆動電極をオフとし、前記第１の方向の全ての並びの前記個別電極の第１駆動電極を、前記画像データに応じてオンまたはオフとすることを、前記第２の方向の各並びの前記個別電極の第２駆動電極について順次繰り返し行うことにより、前記インクの吐出／非吐出を制御することを特徴とする静電吐出型インクジェットヘッドを提供する。
【００１９】
また、本発明は、帯電した微粒子成分を含むインクを用い、画像データに応じて、第１および第２の方向に対し２次元的に配置された複数の個別電極に所定の電圧を印加することにより、静電力を利用して前記インクの吐出／非吐出を制御し、前記画像データに対応した画像を記録媒体上に記録する静電吐出型インクジェットヘッドであって、
ヘッド基板と、前記個別電極毎に２層電極構造に設けられた第１および第２駆動電極と、前記個別電極毎に前記ヘッド基板上に配置されたインクガイドと、前記個別電極毎に前記インクガイドの配置に対応する位置に貫通孔が開孔された絶縁性基板とを備え、
前記ヘッド基板と前記絶縁性基板は所定の間隔を離して配置され、これらのヘッド基板と絶縁性基板との間には前記インクの流路が形成され、前記インクガイドは、前記絶縁性基板に開孔された貫通孔を通過し、その先端部分が前記絶縁性基板の前記記録媒体側の面の表面よりも突出され、前記第１駆動電極は、前記インクの流路よりも前記絶縁性基板側に配置され、前記第２駆動電極は、前記第１駆動電極よりも前記ヘッド基板側に配置され、前記第１の方向に配置された複数の個別電極の第１駆動電極は前記第１の方向の各並び毎に相互に接続され、前記第２の方向に配置された複数の個別電極の第２駆動電極は前記第２の方向の各並び毎に相互に接続され、前記個別電極の前記第１の方向の並びは、少なくとも１つの並びを含む複数のグループに分割され、
前記画像の記録時に、複数の前記グループについて同時に、前記第１の方向の１つの並びの前記個別電極の第１駆動電極をオンかつ前記第１の方向の残りの全ての並びの前記個別電極の第１駆動電極をオフとし、前記第２の方向の全ての並びの前記個別電極の第２駆動電極を、前記画像データに応じてオンまたはオフとすることを、前記第１の方向の各並びの前記個別電極の第１駆動電極について順次繰り返し行う、もしくは前記第２の方向の１つの並びの前記個別電極の第２駆動電極をオンかつ前記第２の方向の残りの全ての並びの前記個別電極の第２駆動電極をオフとし、前記第１の方向の全ての並びの前記個別電極の第１駆動電極を、前記画像データに応じてオンまたはオフとすることを、前記第２の方向の各並びの前記個別電極の第２駆動電極について順次繰り返し行うことにより、前記インクの吐出／非吐出を制御することを特徴とする静電吐出型インクジェットヘッドを提供する。
【００２０】
ここで、前記画像の記録時に、前記第１の方向の１つの並びの前記個別電極の第１駆動電極をハイインピーダンス状態かつ前記第１の方向の残りの全ての並びの前記個別電極の第１駆動電極をグランドレベルとし、前記第２の方向の全ての並びの前記個別電極の第２駆動電極を、前記画像データに応じて高電圧レベルまたはグランドレベルとすることを、前記第１の方向の各並びの前記個別電極の第１駆動電極について順次繰り返し行う、もしくは前記第２の方向の１つの並びの前記個別電極の第２駆動電極をハイインピーダンス状態かつ前記第２の方向の残りの全ての並びの前記個別電極の第２駆動電極をグランドレベルとし、前記第１の方向の全ての並びの前記個別電極の第１駆動電極を、前記画像データに応じて高電圧レベルまたはグランドレベルとすることを、前記第２の方向の各並びの前記個別電極の第２駆動電極について順次繰り返し行うことにより、前記インクの吐出／非吐出を制御するのが好ましい。
【００２１】
さらに、前記第１駆動電極の前記第１の方向の並びの間には、前記画像の記録時に所定の一定電圧レベルにバイアスされるガード電極が設けられ、
前記画像の記録時に、前記第２の方向の１つの並びの前記個別電極の第２駆動電極をハイインピーダンス状態かつ前記第２の方向の残りの全ての並びの前記個別電極の第２駆動電極をグランドレベルとし、前記第１の方向の全ての並びの前記個別電極の第１駆動電極を、前記画像データに応じて高電圧レベルまたはグランドレベルとすることを、前記第２の方向の各並びの前記個別電極の第２駆動電極について順次繰り返し行う、もしくは前記第２の方向の１つの並びの前記個別電極の第２駆動電極をオンかつ前記第２の方向の残りの全ての並びの前記個別電極の第２駆動電極をオフとし、前記第１の方向の全ての並びの前記個別電極の第１駆動電極を、前記画像データに応じてオンまたはオフとすることを、前記第２の方向の各並びの前記個別電極の第２駆動電極について順次繰り返し行うことにより、前記インクの吐出／非吐出を制御するのが好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下に、添付の図面に示す好適実施例に基づいて、本発明の静電吐出型インクジェットヘッドを詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明を適用する静電吐出型インクジェットヘッドの一実施例の構成概念図および概略斜視図である。同図に示す静電吐出型インクジェットヘッド１０は、帯電された顔料等の微粒子成分を含むインクを静電力により吐出させて、画像データに対応する画像を記録媒体Ｐ上に記録するものであり、ヘッド基板１２と、インクガイド１４と、絶縁性基板１６と、第１および第２の駆動電極１８，２０と、対向電極２２とを備えている。
【００２４】
なお、図１に示す例は、インクジェットヘッド１０を構成する１つの個別電極のみを表したものである。詳細は後述するが、本発明を適用するインクジェットヘッドは、２次元的に配置された複数の個別電極を備える。本発明を適用してラインヘッドまたはラインヘッドの少なくとも一部を備えるインクジェットヘッドを構成することが可能である。また、本発明を適用するインクジェットヘッドは、モノクロおよびカラーのどちらにも対応可能である。
【００２５】
図示例のインクジェットヘッド１０において、インクガイド１４は、個別電極毎にヘッド基板１２の上に配置されており、その中央部分には、図中上下方向にインク案内溝２６となる切り欠きが形成されている。また、絶縁性基板１６には、インクガイド１４の配置に対応する位置に貫通孔２８が開孔されている。インクガイド１４は、絶縁性基板１６に開孔された貫通孔２８を通過し、その先端部分が絶縁性基板１６の図中上側の面の表面よりも上部に突出されている。
【００２６】
なお、インクガイド１４の先端部分は、対向電極２２側へ向かうに従って次第に細く略三角形（ないしは台形）に成形されており、その最先端部のインクが吐出される部分には金属が蒸着されている。この金属蒸着は必須ではないが、これにより、インクガイド１４最先端部の誘電率が実質的に無限大となり、強電界を生じさせやすくできるという効果があるので、金属蒸着を行うのが好ましい。なお、インクガイド１４の形状は適宜変更してもよい。
【００２７】
ヘッド基板１２と絶縁性基板１６は所定の間隔を離して配置されており、両者の間にはインクの流路３０が形成されている。また、対向電極２２は、インクガイド１４の先端部分に対向する位置に配置されており、記録媒体Ｐは、対向電極２２の図中下側の面の表面に配置されている。対向電極２２は、記録時には、第２駆動電極２０に印加される高電圧と逆極性のマイナスの電圧レベルに常時バイアスされる。
【００２８】
続いて、第１駆動電極１８は、絶縁性基板１６に開孔された貫通孔２８の周囲を囲むように、絶縁性基板１６の図中上側の面の表面に、個別電極毎にリング状に設けられている。また、行方向（主走査方向）に配置された複数の第１駆動電極１８は相互に接続される。一方、第２駆動電極２０は、絶縁性基板１６に開孔された貫通孔２８の周囲を囲むように、絶縁性基板１６の図中下側の面の表面に、個別電極毎にリング状に設けられている。また、列方向（副走査方向）に配置された複数の第２駆動電極２０は相互に接続される。
【００２９】
記録時には、本実施形態の場合、１つの第１駆動電極１８のみが高電圧レベルまたはハイインピーダンス状態（オン状態）とされ、残りの全ての第１駆動電極１８はグランドレベル（オフ状態）に駆動される。また、全ての第２駆動電極２０が、画像データに応じて、高電圧レベルまたはグランドレベルに駆動される。なお、別の実施形態として、第１および第２の駆動電極１８，２０を逆の状態に駆動してもよい。
【００３０】
上記のように、第１および第２の駆動電極１８，２０は、２層電極構造とされ、マトリクス状に配置される。これらの第１および第２の駆動電極１８，２０により、各々の個別電極におけるインクの吐出／非吐出が制御される。すなわち、第１駆動電極１８が高電圧レベルまたはフローティングで、かつ第２駆動電極２０が高電圧レベルの場合にはインクが吐出し、第１駆動電極１８または第２駆動電極２０の一方がグランドレベルの場合にはインクは吐出しない。
【００３１】
図２は、第１および第２の駆動電極の配置を表す一実施例の概念図である。同図に示すように、例えばインクジェットヘッド１０が１５個の個別電極を備える場合、１５個の個別電極は、主走査方向の１行当り５個（１，２，３，４，５）ずつ並べられ、かつ副走査方向に３行（Ａ，Ｂ，Ｃ）に配置される。記録時には、同一行に配置された５個の第１駆動電極１８は同時かつ同一電圧レベルに駆動される。同様に、同一列に配置された３個の第２駆動電極２０は同時かつ同一電圧レベルに駆動される。
【００３２】
本発明を適用するインクジェットヘッド１０において、複数の個別電極は、行方向および列方向に対して２次元的に配置される。
【００３３】
図２に示すインクジェットヘッドの場合、図３に一例を示すように、第１駆動電極１８のＡ行の５個の個別電極は、行方向に対して所定の間隔を離して配置される。Ｂ行およびＣ行についても同様である。また、Ｂ行の５個の個別電極は、Ａ行に対して、列方向に所定の間隔を離して、かつ、行方向に対して、それぞれＡ行の５個の個別電極とＣ行の５個の個別電極との間に配置される。同様に、Ｃ行の５個の個別電極は、Ｂ行に対して、列方向に所定の間隔を離して、かつ、行方向に対して、それぞれＢ行の５個の駆動電極とＡ行の５個の駆動電極との間に配置される。
【００３４】
このように、第１駆動電極１８の各行に含まれる個別電極をそれぞれ行方向にずらして配置することにより、記録媒体Ｐに記録される１行を、行方向に３分割している。
【００３５】
すなわち、記録媒体Ｐに記録される１行は、行方向に対して、第１駆動電極１８の行数に相当する複数のグループに分割され、時分割で順次記録される。例えば、図２および図３に示す例の場合、第１駆動電極１８のＡ，Ｂ，Ｃ行を順次記録することにより、記録媒体Ｐ上に１行分の画像が記録される。この場合、上記のように、記録媒体Ｐに記録される１行は行方向に３分割され、時分割により順次記録が行われる。
【００３６】
従って、本発明の採用するマトリクス駆動方式では、行方向に対して分割記録を行うので記録速度は第１駆動電極１８の行数に応じて低下するが、駆動回路のドライバ数を削減することができ、その実装面積を削減することができるという利点がある。また、詳細は後述するが、本発明では、必要に応じて、記録速度とドライバ数を適宜決定することもできるため、システムに応じて、最適な記録速度と駆動回路の実装面積を得ることができるという利点もある。
【００３７】
なお、本実施形態のインクジェットヘッド１０では、第１および第２の駆動電極１８，２０からなる２層電極構造としているが、これに限定されず、２層以上何層の駆動電極を使用してもよい。
【００３８】
続いて、第１および第２の駆動電極１８，２０の配置について説明する。
【００３９】
第１駆動電極１８は、インクの流路３０よりも絶縁性基板１６側に配置する必要がある。また、第２駆動電極２０は、第１駆動電極１８よりもヘッド基板１２側に配置する必要がある。なお、本発明において、第１駆動電極１８が行方向を駆動し、かつ第２駆動電極２０が列方向を駆動するのか、または、第１駆動電極１８が列方向を駆動し、かつ第２駆動電極２０が行方向を駆動するのかは適宜決定すればよい。
【００４０】
また、画像の記録時に、インクに含まれる微粒子成分と同極性の電圧レベルにバイアスされ、微粒子成分を絶縁性基板１６側へ付勢する泳動電極を設けてもよい。この泳動電極は、インクの流路３０よりもヘッド基板１２側に配置する必要がある。また、泳動電極は、個別電極の位置よりもインク流路３０の上流側に配置する方が好ましい。この泳動電極により、吐出するインクに含まれる微粒子成分の濃度を所定濃度に安定させることができる。
【００４１】
なお、第１および第２の駆動電極１８，２０と泳動電極の配置は、上記の通り、互いの位置関係を満足していれば何ら限定されることはない。例えば、第１および第２の駆動電極１８，２０を絶縁性基板１６の図中上面と下面に配置してもよいし、両者あるいは一方を絶縁性基板１６の内部に配置してもよい。また、第２駆動電極２０および泳動電極も、ヘッド基板１２の図中上面または下面の表面に配置してもよいし、その内部に配置してもよい。
【００４２】
続いて、第１および第２の駆動電極１８，２０の駆動回路について説明する。
【００４３】
図４は、駆動電極の駆動回路の構成を表す一実施例のブロック概念図である。同図に示す駆動回路４０は、第１および第２の駆動電極１８，２０の駆動を制御するものであり、画像メモリ４４と、画像切り出し部４６と、マスタークロック生成部４８と、主走査アドレス制御部５０と、副走査ライン制御部５２と、ラインセレクタ５４と、高圧電源５６と、列および行のドライバ５８，６０とを備えている。
【００４４】
図示例の駆動回路４０において、画像メモリ４４は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）４２等の装置から供給される１画面分の画像データを保持する。画像メモリ４４から出力される画像データは、画像切り出し部４６へ供給される。
【００４５】
マスタークロック生成部４８は、この駆動回路４０の動作タイミングを制御するマスタークロックを生成する。マスタークロックは、主走査アドレス制御部５０、副走査ライン制御部５２および副走査駆動部６２へ供給され、これらの部位は、マスタークロックに同期して動作する。
【００４６】
主走査アドレス制御部５０は、主走査方向のどの列の第２駆動電極２０をオン（すなわち、高電圧レベル）にし、どの列の第２駆動電極２０をオフ（すなわち、グランドレベル）にするのかを制御する。また、副走査ライン制御部５２は、副走査方向のどの行の第１駆動電極１８をオン（すなわち、ハイインピーダンス状態または高電圧レベル）にし、どの行の第１駆動電極１８をオフ（すなわち、グランドレベル）にするのかを制御する。
【００４７】
上記主走査アドレス制御部５０および副走査ライン制御部５２における演算は、各個別電極の配置状態やインクジェットヘッド１０と記録媒体Ｐとの相対的な移動速度等に基づいて行われる。
【００４８】
画像切り出し部４６は、上記主走査アドレス制御部５０および副走査ライン制御部５２による演算結果に基づいて、画像メモリ４４から、行ドライバ６０によってオン（すなわち、高電圧レベルまたはハイインピーダンス状態）される行ｉに対応する複数の画像データを読み出す。この画像データは、列データとして列ドライバ５８へ並列に供給される。この画像データにより、行ｉに対応する第２駆動電極２０の列の駆動が制御される。
【００４９】
副走査ライン制御部５２は、一度に１つの行だけをオンするように、かつ全ての行を順次オンするように制御する。ラインセレクタ５４は、副走査ライン制御部５２による演算結果に基づいて、オンする行を高電圧レベルまたはハイインピーダンス状態とし、残りの全てのオフする行をグランドレベルとする複数の制御信号を出力する。この制御信号は行ドライバ６０へ供給され、これにより、全ての第１駆動電極１８の行の駆動が制御される。
【００５０】
高圧電源５６は、行および列のドライバ５８，６０へ高電圧レベルを供給する。列ドライバ５８は、画像切り出し部４６から供給される画像データに基づいて、対応する第２駆動電極２０を高電圧レベルまたはグランドレベルのどちらかに駆動する。また、行ドライバ６０は、ラインセレクタ５４から供給される制御信号に基づいて、オンする行を高電圧レベルまたはハイインピーダンス状態とし、残りの全ての行をグランドレベルに駆動する。
【００５１】
また、図４には、副走査駆動部６２も併せて示してある。本実施形態のインクジェットヘッド１０はラインヘッドであり、副走査駆動部６２は、インクジェットヘッド１０と記録媒体Ｐを列方向に相対的に移動させる。
【００５２】
なお、駆動回路４０の回路構成は何ら限定されず、同様の機能を果す別の構成の回路を使用してもよい。また、図４に示す駆動回路４０の各構成要件の具体的な回路構成も何ら限定されず、同様の機能を果すどのような構成の回路を使用してもよい。
【００５３】
続いて、行ドライバ６０について一例を挙げて説明する。
【００５４】
図５は、行ドライバの一実施例の構成概念図である。同図に示すドライバ６０は、オープンドレイン型のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３４と、抵抗素子３８とを備えている。ＦＥＴ３４のドレインは第１駆動電極１８に接続され、そのソースはグランドに接続され、そのゲートにはコントロール信号が入力されている。また、抵抗素子３８は、コントロール信号とグランドとの間に接続されている。
【００５５】
行ドライバ６０では、画像データに応じてコントロール信号がハイレベルまたはローレベルに変化する。コントロール信号がハイレベルになるとＦＥＴ３４はオンし、第１駆動電極１８はグランドレベルとなる。一方、コントロール信号がローレベルになるとＦＥＴ３４はオフし、第１駆動電極１８はハイインピーダンス（フローティング）状態となる。すなわち、第１駆動電極１８は、上記ラインセレクタ５４から供給される制御信号（コントロール信号）に応じて、グランドレベルとハイインピーダンスとの間でスイッチングされる。
【００５６】
なお、行ドライバ６０は図示例の構成のものに限定されず、第１駆動電極１８の電位を、グランドレベルとハイインピーダンスとの間でスイッチングできるものであればどのような構成の回路を使用してもよい。また、本実施形態では、スイッチング素子としてＦＥＴ３４を使用しているが、これも限定されず、例えばバイポーラトランジスタを使用するなど、従来公知のスイッチング素子はいずれも利用可能である。
【００５７】
また、行ドライバ６０により、第１駆動電極１８を高電圧レベルとグランドレベルとの間でスイッチングする場合、および列ドライバ５８は、例えば図１０に示す構成の回路を使用することが可能である。この場合も、ドライバは図示例のものに限定されず、第１および第２の駆動電極１８，２０を、グランドレベルと高電圧レベルとの間でスイッチングできるものであればどのような構成の回路を使用してもよい。
【００５８】
次に、本実施形態のインクジェットヘッド１０の動作を説明する。なお、以下の説明は、第１駆動電極１８を、グランドレベルとハイインピーダンス状態との間でスイッチングする場合を例に挙げて行う。
【００５９】
図示例のインクジェットヘッド１０では、記録時に、図示しないポンプ等により、図１中インク流路３０の内部を右側から左側へ向かって、第２駆動電極２０に印加される高電圧レベルと同極性に帯電した顔料等の微粒子成分を含むインクが循環される。
【００６０】
図６（ａ）に示すように、例えば第２駆動電極２０が６００Ｖの高電圧レベルの場合であっても、第１駆動電極１８がグランドレベルの状態ではインクガイド１４の先端部分近傍の電界強度が低く、インクはインクガイド１４の先端部分からは飛び出さない。この時、インクの一部は、毛細管現象により、インクガイド１４に形成されたインク案内溝２６に沿って上昇し、絶縁性基板１６の図中下側の面の表面よりも上方まで上昇する。
【００６１】
一方、図６（ｂ）に示すように、第１駆動電極１８がハイインピーダンス状態になると、インクガイド１４の先端部分近傍の電界強度が高くなる。この時、インクガイド１４のインク案内溝２６に沿って上昇し、絶縁性基板１６の図１中下側の面の表面よりも上方に上昇したインクは反発力によってインクガイド１４の先端部分から飛び出し、例えば−１．５ｋＶにバイアスされている対向電極２２に引っ張られて記録媒体Ｐ上に付着する。
【００６２】
上記のようにして、インクジェットヘッド１０と対向電極２２上に配置された記録媒体Ｐとを相対的に移動させながら記録を行うことにより、記録媒体Ｐに、画像データに対応する画像が記録される。
【００６３】
なお、第１駆動電極１８を、グランドレベルと高電圧レベルとの間でスイッチングさせる場合の動作もほとんど同じである。既に述べたように、本発明を適用するインクジェットヘッド１０では、第１駆動電極１８または第２駆動電極２０の一方がグランドレベルの場合にはインクが吐出せず、第１駆動電極１８がハイインピーダンス状態または高電圧レベルで、かつ第２駆動電極２０が高電圧レベルの場合にだけインクが吐出する。
【００６４】
すなわち、本発明を適用するインクジェットヘッド１０では、インクの吐出時と非吐出時において、電界強度が明確に異なる２つの状態が得られるようにすることが重要な点である。従って、第１および第２の駆動電極１８，２０の配置（位置関係）、第１および第２駆動電極１８，２０に印加する高電圧レベル、対向電極２２のバイアス電圧、絶縁性基板１６の厚さ、インクガイド１４の形状、インク案内溝２６の広さ等の関連するパラメータを適宜決定すればよい。
【００６５】
本発明を適用するインクジェットヘッド１０において、第１駆動電極１８をハイインピーダンス状態とグランドレベルの間でスイッチングする場合、記録時に、ＦＥＴ３４で高電圧をスイッチングしないので、ＦＥＴ３４のスイッチングのために大電力を消費しないという利点がある。従って、高精細かつ高速性が要求されるインクジェットヘッドにおいても、消費電力を大幅に削減することができる。
【００６６】
また、本発明を適用するインクジェットヘッド１０では、個別電極を２次元的に配置し、マトリクス駆動するため、行ドライバ６０および列ドライバ５８の個数を大幅に削減することができる。従って、駆動回路４０の実装面積および消費電力を大幅に削減することができる。また、個別電極間を比較的余裕をもって配置することができるため、電極間での放電の危険性を極めて低減することができ、高密度実装と高電圧を安全に両立させることができる。
【００６７】
ところで、一般的に、記録速度とドライバの個数（実装面積）とは相反する関係にある。従って、本発明を適用するインクジェットヘッド１０では、ドライバの個数を削減することにより実装面積や消費電力は減るが、第１駆動電極１８の行数に応じて記録速度は低下する。上記実施形態において、より記録速度を向上させるためには、ドライバの個数を増やす必要があるが、この場合には、上記の通り実装面積や消費電力が増大する。
【００６８】
本発明を適用して、個別電極を２次元的に配置し、マトリクス駆動する場合に、上記実施形態のように、個別電極の配置の行列比を１対１にすれば、ドライバの個数を最小値とすることができる。例えば、従来技術の欄で説明したように、１２０００個の個別電極を備えるラインヘッドの場合、その配置の行列比を１対１とし、１１０行×１１０列に個別電極を配置することにより、必要なドライバの個数を最小の２２０個とすることができる。
【００６９】
これに対し、従来通り、駆動電極の１つ１つにドライバを設けることにより、記録速度を最速とすることができる。この場合、１２０００個の個別電極を備えるラインヘッドには１２０００個のドライバが必要であり、駆動回路の実装面積も消費電力も大きく、現実的なシステムではないことは説明した通りである。従って、必要に応じて、ドライバの個数を適宜調整し、システムに応じて、記録速度および実装面積を最適化するのが好ましい。
【００７０】
本発明を適用して、個別電極を２次元的に配置し、これをマトリクス駆動する場合に、個別電極の配置の行列比が１対１の場合よりも記録速度を向上させるためには、上記実施形態の場合、行方向の１行に含まれる個別電極の個数を増やし、逆に列方向に含まれる個別電極の個数を減らす方が好ましい。また、第１駆動電極１８の行を、それぞれ１つまたは複数の行を含む複数のグループに分割し、これら複数のグループについて同時に記録可能とするのが好ましい。
【００７１】
例えば、上記１１０行×１１０列の配置を、（１１０／４≒２８）行×（１１０×４＝４４０）列とする。この場合、１行当りの個別電極数は４４０個となる。本発明を適用するインクジェットヘッド１０が、幅１０インチの記録媒体Ｐに画像を記録可能なラインヘッドである場合には、個別電極間のピッチは約２．３ｍｍの４分の１の５００μｍ程度となるが、行数が約４分の１となるので、記録速度は約４倍となる。
【００７２】
従来のインクジェットヘッドのように、各々の個別電極を駆動するドライバをそれぞれ備える単純駆動方式の場合、個々の個別電極と各々対応するドライバとを接続する配線を、個別電極間に引き回す必要がある。従って、高密実装の場合には、個別電極間で放電の危険性が大きい。これに対し、本発明のように、マトリクス駆動方式の場合、個別電極間に配線を引き回す必要がないので、放電の危険性が極めて少ないという利点がある。
【００７３】
なお、上記実施形態では、行数を４分の１にし、列数を４倍にしているが、本発明はこれに限定されず、上記のように、必要に応じて行数および列数を適宜変更するのが好ましい。例えば、上記実施形態の場合とは逆に、第２駆動電極２０により列方向の個別電極を順次駆動し、第１駆動電極１８により、画像データに応じて行方向の個別電極を駆動する場合、個別電極の列数よりも行数の方を多くするのが好ましい。
【００７４】
続いて、第１駆動電極１８の全ての行を複数のグループに分割する場合について説明する。例えば、第１駆動電極１８の全ての行を分割せず１つのグループとした場合、１度に第１駆動電極１８の１行分の記録しか行うことができない。図７（ａ）に示すように、例えばＡ行〜Ｈ行までの８行からなるインクジェットヘッドにおいて、Ａ行〜Ｈ行の８行を１つのグループとした場合、Ａ行〜Ｈ行まで１行ずつ順番に記録を行うことになる。
【００７５】
これに対し、全ての行を２つのグループに分割すると、１度に第１駆動電極１８の２行分の記録を行うことができる。例えば、図７（ｂ）に示すように、同図（ａ）に示すインクジェットヘッドにおいて、Ａ行〜Ｄ行までの４行を第１のグループとし、Ｅ行〜Ｈ行までの４行を第２のグループとした場合、Ａ行とＥ行の２行を同時に記録することができる（１−１〜５−１と１−２〜５−２を同時に駆動する）。同様に、Ｂ行とＦ行、Ｃ行とＧ行、Ｄ行とＨ行をそれぞれ同時に記録することができる。
【００７６】
この場合、第１駆動電極１８の行を２つのグループに分割しているので、列ドライバの個数は２倍、すなわち駆動回路の実装面積および消費電力も２倍となるが、記録速度を２倍に向上させることができる。
【００７７】
また、４つのグループに分割すると、１度に４行分の記録を行うことができる。例えば、図７（ｃ）に示すように、Ａ行とＢ行の２行を第１のグループとし、Ｃ行とＤ行を第２のグループ、Ｅ行とＦ行を第３のグループ、Ｇ行とＨ行を第４のグループとした場合、Ａ行、Ｃ行、Ｅ行およびＧ行の４行を同時に記録することができる（１−１〜５−１、１−２〜５−２、１−３〜５−３および１−４〜５−４を同時に駆動する）。同様に、Ｂ行、Ｄ行、Ｆ行およびＨ行も同時に記録することができる。
【００７８】
この場合、第１駆動電極１８の行を４つのグループに分割しているので、列ドライバの個数は４倍となるが、記録速度を４倍に向上させることができる。
【００７９】
このように、第１駆動電極１８の行を、少なくとも１つの行を含む複数のグループに分割し、これら複数のグループについて同時に記録可能とすることにより、わずかなドライバを追加するだけで、記録速度を数倍に向上させることができる。なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、第１駆動電極１８の行をいくつのグループに分割してもよい。
【００８０】
また、個別電極を高密度に配置すると、隣接する個別電極の状態によって自分自身の個別電極の発生する電界が影響を受け、記録品質に悪影響を及ぼす場合がある。
【００８１】
例えば、上記実施形態のように、上層（対向電極２２側）の第１駆動電極１８の行を順次オンし、画像データに応じて、下層（ヘッド基板１２側）の第２駆動電極２０をオン／オフした場合、第２駆動電極２０が画像データに応じて駆動されるため、列方向のそれぞれの個別電極を中心として、その両側の個別電極は、高電圧レベルまたはグランドレベルに頻繁に変化する。
【００８２】
しかし、行方向は、第１駆動電極１８の１行毎に駆動され、行方向のそれぞれの個別電極を中心として、その両側の個別電極の第１駆動電極１８は常にグランドレベルになるため、この両側の個別電極の行がガード電極の役割を果す。このように、上層の第１駆動電極１８で各行を順次オンし、画像データに応じて下層の第２駆動電極２０を駆動することにより、隣接する個別電極の影響を排除することができ、記録品質を向上させることができる。
【００８３】
一方、下層の第２駆動電極２０を１列毎に順次駆動し、画像データに応じて、上層の第１駆動電極１８を駆動するようにすることも可能である。すなわち、行列の並びを逆にすることも可能である。この場合、図８に示すように、第１駆動電極１８の各行の間にガード電極６４を設けるのが好ましい。これにより、記録時にガード電極６４を所定のガード電位、例えばグランドレベルにバイアスすることにより、隣接する個別電極の影響を排除することができる。
【００８４】
本発明の静電吐出型インクジェットヘッドは、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明の静電吐出型インクジェットヘッドについて詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【００８５】
【発明の効果】
以上詳細に説明した様に、本発明によれば、駆動電極をハイインピーダンス状態とグランドレベルの間でスイッチングする場合、スイッチングのために大電力を消費しないので、高精細かつ高速性が要求されるインクジェットヘッドにおいても、消費電力を大幅に削減することができる。また、本発明によれば、個別電極を２次元的に配置し、マトリクス駆動するため、ドライバの個数を大幅に削減することができ、駆動回路の実装面積および消費電力を大幅に削減することができる。また、本発明によれば、個別電極間を比較的余裕をもって配置することができるため、電極間での放電の危険性を極めて低減することができ、高密度実装と高電圧を安全に両立させることができる。また、本発明によれば、個別電極の配列の行数および列数を適宜調整することにより、あるいは行方向の個別電極を複数のグループに分割することにより、最適な記録速度と実装面積を得ることができる。また、本発明によれば、ガード電極を設けることにより、隣接する個別電極による影響を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）および（ｂ）は、本発明を適用する静電吐出型インクジェットヘッドの一実施例の構成概念図および概略斜視図である。
【図２】本発明で用いられる第１および第２の駆動電極の配置を表す一実施例の概念図である。
【図３】本発明で用いられる個別電極の配置を表す一実施例の概念図である。
【図４】本発明で用いられる駆動電極の駆動回路の構成を表す一実施例のブロック概念図である。
【図５】本発明で用いられる行ドライバの一実施例の構成概念図である。
【図６】（ａ）は、本発明を適用する静電吐出型インクジェットヘッドにおけるインクの非吐出時の状態、（ｂ）は、本発明を適用する静電吐出型インクジェットヘッドにけるインクの吐出時の状態を表す一実施例の概念図である。
【図７】（ａ）は、第１駆動電極の行を分割していない状態、（ｂ）および（ｃ）は、第１駆動電極の行をそれぞれ２つおよび４つのグループに分割した状態を表す一実施例の概念図である。
【図８】本発明で用いられるガード電極の配置を表す一実施例の構成概念図である。
【図９】従来の静電吐出型インクジェットヘッドの一例の構成概念図である。
【図１０】従来の静電吐出型インクジェットヘッドの個別電極のドライバの一例の構成概念図である。
【符号の説明】
１０，７０　静電吐出型インクジェットヘッド
１２　ヘッド基板
１４　インクガイド
１６　絶縁性基板
１８，２０，７２　駆動電極
２２　対向電極
２６　インク案内溝
２８　貫通孔
３０　インクの流路
３４　ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）
３６，３８　抵抗素子
４０　駆動回路
４２　ＰＣ（パーソナルコンピュータ）
４４　画像メモリ
４６　画像切り出し部
４８　マスタークロック生成部
５０　主走査アドレス制御部
５２　副走査ライン制御部
５４　ラインセレクタ
５６　高圧電源
５８，６０，７４　ドライバ
６２　副走査駆動部
６４　ガード電極
Ｐ　記録媒体
【図１】
2004058505.tif 000003
【図２】
2004058505.tif 000004
【図３】
2004058505.tif 000005
【図４】
2004058505.tif 000006
【図５】
2004058505.tif 000007
【図６】
2004058505.tif 000008
【図７】
2004058505.tif 000009
【図８】
2004058505.tif 000010
【図９】
2004058505.tif 000011
【図１０】
2004058505.tif 000012