(57)【要約】【課題】高集積化の領域おける静電型アクチュエータの効率化を図るために振動板の剛性をどのように設定すれば良いかその指標が必要となっている。【解決手段】液滴を吐出するノズルが連通する吐出室の少なくとも一方の壁を構成し、第１電極として機能する振動板と、この振動板に対してギャップを介して対向配置された第２電極とを有し、第１電極と第２電極との間に駆動電圧を印加することで振動板を静電力により変形させる静電型アクチュエータは、液滴を吐出可能な駆動電圧の最小電圧をＶｍｉｎとし、振動板が対向する面に接触する最小当接電圧をＶｔｈとしたとき、Ｖｔｈ≦Ｖｍｉｎ≦１．２５×Ｖｔｈ、の関係を充足している。【選択図】  図２
2005001258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルが連通する吐出室の少なくとも一方の壁を構成し、第１電極として機能する振動板と、この振動板に対してギャップを介して対向配置された第２電極とを有し、前記第１電極と第２電極との間に駆動電圧を印加することで前記振動板を静電力により変形させる静電型アクチュエータを複数備えた液滴吐出ヘッドにおいて、前記静電型アクチュエータは、最小電圧をＶｍｉｎとし、前記振動板が対向する面に接触する最小当接電圧をＶｔｈとしたとき、Ｖｔｈ≦Ｖｍｉｎ≦１．２５×Ｖｔｈ、の関係を充足していることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えた液体吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドが請求項１に記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項３】
液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えて被記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、前記液滴吐出ヘッドが請求項１に記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は液滴吐出ヘッド、液体吐出装置及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平７−２１４７７０号公報
【特許文献２】特開２００２−４６２７９号公報
【０００３】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像形成装置（画像記録装置）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として、静電型アクチュエータを用いた静電型液滴吐出ヘッドが知られている。
【０００４】
この静電型液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズルが連通する吐出室の少なくとも一方の壁を構成し、第１電極として機能する振動板と、この振動板に対してギャップを介して対向配置された第２電極とを有し、第１電極と第２電極との間に駆動電圧を印加することで振動板を静電力により変形させる静電型アクチュエータを備え、この静電型アクチュエータの振動板の変形によって発生する機械的な力によって吐出室内の液体を加圧することでノズルから液滴を吐出させる。
【０００５】
ところで、静電型アクチュエータは消費電力が低いという特徴を有しているが、他方で、アクチュエータとしての実用域において、発生できる静電力が小さいという短所を有している。これは、第１電極と第２電極の間に発生する静電力Ｆｅが、印加電圧Ｖ、電極間距離ｄ、振動板（第１電極）変位量δとしたとき、次（１）式で表されるように、静電力が対向する第１電極と第２電極の距離ｄの２乗に反比例することにある。
【０００６】
【数１】
2005001258.tif 000003
【０００７】
そこで、静電型アクチュエータを例えばインクジェットヘッドに利用する場合、対向電極間距離ｄをなるべく狭くし、一方で振動板を対向面に接触させる当接駆動方式を採用することで更に効率を上げる方法が採られている。
【０００８】
ここで、当接駆動方式は、図１２（ａ）に示すように、第１の電極である振動板５０１とこれに対向する第２電極である対向電極５０２とをスペーサ部５０３を介して所定のギャップで対向配置し、対向電極５０２上に絶縁膜５０４を形成したアクチュエータ構成において、振動板５０１が対向面（ここでは絶縁膜５０４表面）に接触する以上の電圧を振動板５０１と対向電極５０２間に印加し、印加電圧のＯＦＦ時に振動板５０１が平衡位置に戻る際の復元力を利用してインクを吐出させる方法であり、例えば
【特許文献１】に開示され、吐出量の安定化の点でも有利であることが挙げられている。
【０００９】
なお、これに対して、非当接駆動方式もあり、これは図１２（ｂ）に示すように、振動板５０１が対向面（ここでは絶縁膜５０４表面）に接触しない電圧を振動板５０１と対向電極５０２間に印加し、印加電圧のＯＦＦ時に振動板５０１が平衡位置に戻る際の復元力を利用してインクを吐出させる方法である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電極間距離ｄを狭くするほど、駆動電圧を下げることができるが、一方で振動板の変位量が少なくなって吐出できる液滴量が少なくなる。この場合、電極間距離ｄを大きくするためには、駆動電圧を高くすれば良いが、ドライバＩＣ（駆動回路）のコストなどの観点から駆動電圧にも制約がある。そこで、このようなゲインとロスを踏まえて、仕様特性を満足させるようにアクチュエータのスケールを決めるのであるが、ＯＡ機器に限らず、電気製品の低消費電力化が進み、駆動電圧の増加という手段は採り難い。
【００１１】
そこで、現状では、吐出量の確保という観点も踏まえ、振動板の剛性を下げて、駆動電圧の増加を抑えるという構成が採られ易い。
【００１２】
ここで、電極間に生じる静電エネルギーが全て振動板の変位に変換されると仮定すると、印加電圧ＯＦＦ時の振動板の復元力は、次の（２）式及び（３）式により与えられ、振動板剛性に拠らないことになる。なお、各式中、Ｕは静電エネルギー、Ｃは静電容量、εは誘電率、Ｓは電極面積である。
【００１３】
【数２】
2005001258.tif 000004
【００１４】
【数３】
2005001258.tif 000005
【００１５】
このことは、当接駆動を用いない非当接駆動方式の場合には正しいと考えられる。つまり、静電エネルギーは振動板を撓めるためのエネルギーと、対向する電極間の空間であるＧａｐ空間（ギャップ空間）の気体を圧縮するためのエネルギーに変換され、この両エネルギーは印加電圧をＯＦＦした際に、振動板を平衡位置に戻す復元力のエネルギーにほぼ全て変換される。
【００１６】
しかしながら、実際に振動板剛性のみをパラメータとした静電型インクジェットヘッドを試作し、当接駆動方式を用いて吐出特性を計測すると、振動板剛性により吐出特性が変わることが確認されている。このとき、振動板剛性をどのように採れば最も効率が良いか、必ずしも明らかではない。
【００１７】
一方、インクジェットヘッドのノズル集積度は増加し続けており、今後もこの傾向は変わらないと考えられる。高集積化に対応して、吐出量を維持確保するためには、電極間距離ｄを広くしなければならない。吐出量を一定と仮定すれば、集積度は電極間距離ｄにほぼ反比例し、静電力は電極間距離ｄの２乗に反比例するため、電極間距離ｄの増加と共に静電力の低下は相対的に非常に大きい。したがって、集積度の増加と共に駆動電圧の増加ということも考慮に入れる必要があるが、やはり駆動電圧の増加分は最小限に抑えることが好ましい。
【００１８】
このように静電力がさらに弱まる高集積化の領域において、静電型アクチュエータを利用するためには、アクチュエータの効率、つまり駆動電圧に対して振動板の平衡位置への復元力を追求することは重要であり、その一つとして振動板の剛性をどのように設定すれば良いか、その指標が必要となる。
【００１９】
なお、
【特許文献２】においては振動板の剛性を規定し、０．０２〜５μｍのポリシリコン膜又はアモルファスシリコン膜を振動板に用いるとしている。これは、振動板が０．０２μｍ以下では作製困難であり、５μｍ以上では変位特性が得難いためであるが、このような振動板剛性の規定の仕方では、ヘッドとして十分な機能を得るためには未だ不十分である。
【００２０】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、効率の高い液滴吐出ヘッド、及びこの液滴吐出ヘッドを備えた液体吐出装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記も課題を解決するため、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、静電型アクチュエータは、最小電圧をＶｍｉｎとし、振動板が対向する面に接触する最小当接電圧をＶｔｈとしたとき、Ｖｔｈ≦Ｖｍｉｎ≦１．２５×Ｖｔｈ、の関係を充足する構成とした。なお、最小電圧Ｖｍｉｎは、液滴を吐出するためにヘッド、あるいは、ヘッドを含む装置が利用する最小電圧の意味であり、静電型アクチュエータが液滴を吐出するために、ヘッド、装置として利用する最小電圧のことである。
【００２２】
本発明に係る液体吐出装置及び画像形成装置は、静電型アクチュエータを含む液滴吐出ヘッドを搭載し、この液滴吐出ヘッドが本発明に係る液滴吐出ヘッドである構成としたものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。なお、以下では、簡単のために、静電型アクチュエータの対向する電極間のＧａｐ（ギャップ）内外に気体が存在しない系について説明する。また、静電力による振動板の変位形状を、一様加重による変位形状で代用する。さらに、駆動電圧波形は矩形波として説明する。
【００２４】
静電型アクチュエータにおいては、振動板は或る駆動電圧Ｖ１（以下、これを「当接電圧」という。）以上で対向する面に接触する。このとき、振動板の剛性が大きい程、当接電圧Ｖ１の値は大きくなる。そこで、静電型アクチュエータを当接電圧Ｖ１以上の電圧値の駆動電圧Ｖ２で駆動することを考える。当接駆動方式を用いた場合、同じ駆動電圧Ｖ２であっても、振動板の厚みを薄くする程、振動板の平衡位置への復元力が小さくなることを示す。
【００２５】
静電型アクチュエータに印加された電圧をＯＦＦした際の振動板の平衡位置への戻りについて考える。液滴を吐出する力となる振動板の復元力は、その加速度に比例すると考えられる。つまり、振動板全体の加速度が、振動板の復元力に対応すると考えられる。ここで、後述するように、振動板の各部分の加速度は、振動板の剛性と変位量に依存する。したがって、振動板の或る部分の加速度は、その部分が電極に当接した後は、駆動電圧を上げても増加しないことになる。
【００２６】
そこで、先ず、第１実施形態のヘッド構成について図１を参照して説明する。このヘッドは、流路基板１と、電極基板２と、ノズル基板３とを積層接合した構造としている。流路基板１は、シリコン基板を異方性ウエットエッチングすることでノズル基板３のノズル４が連通する吐出室６及びこの吐出室６の１つの壁面を形成する第１電極を兼ねた振動板１０を形成している。なお、振動板１０に別途第１電極膜を形成する構成とすることもできる。
【００２７】
一方、電極基板２は、シリコン基板１１に熱酸化膜１２を形成し、この熱酸化膜１２に凹部１３を形成し、凹部１３に静電型アクチュエータの個別電極となる第２電極であるＴｉＮ層からなる対向電極１５を形成して、この対向電極１５上に酸化膜１７を形成している。
【００２８】
これらの流路基板１と電極基板２とを接合することで、振動板１０と対向電極１５とが所定のギャップ（Ｇａｐ）１６を介して対向配置されて１つの静電型アクチュエータが構成される。この静電型アクチュエータを複数配置することでマルチノズル型の静電型液滴吐出ヘッドが構成できる。そして、振動板１０と対向電極１５との間に駆動回路１９から駆動電圧を与える。
【００２９】
ここで、静電型アクチュエータの仕様を表１に記載した仕様とし、駆動電圧Ｖをパラメータとして、振動板の変位形状と、振動板の各位置での加速度をレーザードップラー振動計を用いて計測した。このときの駆動電圧波形は、６μｓの幅を持つ矩形波であり、２ｋＨｚの駆動周波数とした。この結果のうち、振動板の変位量を図２に、加速度を図３にそれぞれ示している。
【００３０】
【表１】
2005001258.tif 000006
【００３１】
これらの図２及び図３の結果から振動板の各位置での加速度は、変位量が増加しないと大きくならないことが分かる。また、振動板の或る部分に注目すると、その部分が対向面に接触する当接電圧以上では、その部分の加速度は変化しないことが分かる。
【００３２】
さらに、振動板が電極側対向面に当接した後、更に駆動電圧を上げた場合、振動板の変位形状は図４（ａ）に示すようになる。図４（ａ）に示すように、振動板の短辺方向（ａ方向）の領域を領域ａＡ，ａＢ，ａＣに分ける。このとき領域ａＡ，ａＣの変位形状は、同図（ｂ）に示すように、短辺長がａＡ＋ａＣであるアクチュエータの振動板が当接開始した際の変位形状となる。なお、図４では、説明上、振動板１０１（振動板１０に対応する）、対向電極１０２（対向電極１５に対応する）、絶縁保護膜１０３（保護膜１７に対応する）、支持部１０４（酸化膜１２の凹部１３以外の部分に略対応する）で図示している。
【００３３】
一方、一様加重による変位形状を示す振動板の短辺方向中央部の復元力は、その変位量をδとして次の（４）式で与えられる。なお、（４）式中、Ｆｋ：一様荷重、Ｅ：ヤング率、ｈ：振動板厚み、ａ：振動板短辺幅である。
【００３４】
【数４】
2005001258.tif 000007
【００３５】
ここで、当接電圧Ｖ１＝４１Ｖである表２に記載の仕様を有する静電型アクチュエータを考える。このアクチュエータの振動板短辺方向中央部の復元力は、上記（４）式より、Ｆｋ＝０．３０８ＭＰａである。Ｇａｐ長（ギャップ長）を一定として、振動板厚みを薄くしていった場合に、当接電圧Ｖ１が４１Ｖとなる、つまり、Ｆｋ＝０．３０８ＭＰａとなる振動板短辺長を求めた（表３）。次に、各振動板厚みで短辺長が１００μｍである場合に、振動板中央部の当接時の戻り力を（４）式より計算し、表３に併せて示している。
【００３６】
【表２】
2005001258.tif 000008
【００３７】
【表３】
2005001258.tif 000009
【００３８】
この表３の結果より、同一駆動電圧４１Ｖにおいて、振動板厚みが変化した場合の、振動板各部分の復元力を図５に示している。なお、ここでは、振動板厚み＝２μｍである際の短辺方向中央部の復元力を１．０と規格化して表している。
【００３９】
この図５から分かるように、駆動電圧が同一であっても、振動板厚みが薄い程、振動板の復元力は小さくなる。つまり、液滴吐出力が低下する。
【００４０】
次に、第２実施形態のヘッド構成について図６を参照して説明する。このヘッドは、流路基板２１と、アクチュエータ基板２２と、ノズル基板２３とを積層接合した構造としている。流路基板２１は、シリコン基板を異方性ウエットエッチングすることでノズル基板２３のノズル２４が連通する吐出室２６を形成している。
【００４１】
一方、アクチュエータ基板２２は、シリコン基板３１に熱酸化膜３２を形成し、ポリシリコン３３を形成してパターニングすることで第２電極である対向電極３５を形成し、この上に電極保護膜となるＨＴＯ膜３６を形成し、更にギャップ空間を形成するための犠牲層ポリシリコン３７を形成して各チャンネル毎に分割し、その上に、振動板４０を構成する、絶縁膜となるＨＴＯ４１、第１電極となるポリシリコン４２、引張内部応力を有するＳｉ３Ｎ４膜４３、接液層ＨＴＯ４４を順次積層し、最後に犠牲層ポリシリコン３６を除去して振動板４０と対向電極３５との間のギャップ４６を形成し、静電型アクチュエータを構成している。
【００４２】
この静電型アクチュエータを複数配置することでマルチノズル型の静電型液滴吐出ヘッドが構成できる。そして、振動板４０のポリシリコン４２と対向電極３５との間に駆動回路１９から駆動電圧を与える。
【００４３】
そこで、表４に示す仕様の静電型アクチュエータ▲１▼、▲２▼を用いて、振動板短辺方向中央部の変位量と駆動電圧の関係と、印加電圧をＯＦＦした際の振動板短辺方向中央部の加速度と駆動電圧の関係をレーザードップラー振動計を用いて計測した。変位量につき図７に、加速度につき図８にそれぞれ示している。
【００４４】
【表４】
2005001258.tif 000010
【００４５】
ここで、アクチュエータ▲１▼の振動板はアクチュエータ▲２▼よりも、引張内部応力を有するＳｉ３Ｎ４層（膜）が厚いため、振動板剛性が高いものとなっている。計測において、駆動電圧波形は、６μｓの幅を持つ矩形波であり、２ｋＨｚの駆動周波数とした。
【００４６】
これらの図７及び図８から、アクチュエータ▲１▼の振動板が対向面に当接する駆動電圧までは、振動板剛性の低いアクチュエータ▲２▼の振動板戻り時の加速度の方が大きいが、アクチュエータ▲１▼の当接電圧以上では、振動板剛性の高いアクチュエータ▲１▼の振動板戻り時の加速度の方が大きいことが分かる。なお、定量的には、加速度の値が理論的な値からズレているようであるが、これはＧａｐ（ギャップ）内外の気体の影響によるものであると推測される。
【００４７】
以上の説明から、当接駆動方式を用いた場合、液滴吐出ヘッドが液を吐出するために装置として利用する最小駆動電圧をＶｍｉｎ、振動板が対向する面に接触する最小当接電圧をＶｔｈとすると、Ｖｔｈ＝Ｖｍｉｎとなるケースが最も効率が良いと言える。このことは、当接駆動を用いない非当接駆動方式の場合とは大きく異なる結果である。
【００４８】
なお、液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出する目的以外のためにアクチュエータに電圧を印加する場合がある。また、液滴を吐出するためのサポート的な目的でアクチュエータに電圧を印加する場合もある。このような、液滴の吐出を主目的としない電圧値は、上述した最小駆動電圧Ｖｍｉｎの対象ではない。
【００４９】
一方、実際のアクチュエータには仕様に対する製造バラツキが存在するため、これを見込んで当接電圧Ｖｔｈを設定する必要がある。本発明者の実験によると、アクチュエータの当接電圧Ｖｔｈのバラツキは、製造方法により異なるが、Ｖｔｈの１０〜２５％程度となっている。
【００５０】
表５に上記第１実施形態及び第２実施形態の静電型アクチュエータの仕様バラツキを当接電圧を用いて示している。ヘッドはシリコンウエハを用いて製造しており、表５には同一ウエハ内且つウエハ間での当接電圧のバラツキ範囲を示している。
【００５１】
【表５】
2005001258.tif 000011
【００５２】
アクチュエータの製造方法，仕様によっても異なると考えられるが、当接電圧のバラツキは上述したように、１０〜２５％程度と考えられる。
【００５３】
したがって、最小駆動電圧Ｖｍｉｎと当接電圧Ｖｔｈとの関係式は、次の（５）式を満たすと最も効率が良いと言える。なお、（５）式における当接電圧Ｖｔｈは上述したような計算値ではなく、実測値である。
【００５４】
【数５】
2005001258.tif 000012
【００５５】
上述した説明において、各実施形態と最終的な（５）式以外ではアクチュエータのギャップの内外には気体が存在しないものとしたが、実際には気体が存在するため、これを考慮する必要がある。
【００５６】
しかしながら、状態方程式ＰＶ＝ｎＲＴより、ギャップ内の気体の圧縮に必要なエネルギー，圧縮された気体が膨張する際のエネルギーは、当接電圧以下では大きく変化し、当接電圧以上では小さい変化しかしないと考えられる。つまり、振動板の剛性以外全て同じ条件の２つのアクチュエータを当接駆動させた場合、同一駆動電圧においてアクチュエータの振る舞いに寄与するエアーの影響は定量的に概略同程度と見なすことができる。
【００５７】
また、上記説明では、静電力による振動板の変位形状を、一様加重による変位形状で代用した。勿論、静電型アクチュエータにおける静電場は一様加重では表せるものではなく、定量的には十分な代用ではないが、定性的には上記説明がそのまま通用する。
【００５８】
振動板剛性が低く、対向する電極間のトータルの実効絶縁膜厚みがエアーギャップ長に対して或る程度厚くなると、振動板短辺方向の中央部の変位量は、図９に示すようになる。つまり、Ｖｔｈ前後での急峻な変位量の増加が無くなる。このような場合は、液滴を吐出させることのできる最小電圧を（５）式のＶｔｈとして扱うことが好ましい。
【００５９】
なお、図９の結果を与えた静電型アクチュエータの仕様を表６に示している。また、この静電型アクチュエータの製造方法は第１実施形態のものと同様である。
【００６０】
【表６】
2005001258.tif 000013
【００６１】
次に、本発明に係るインクジェットヘッドを搭載した画像形成装置であるインクジェット記録装置の一例について図１０及び図１１を参照して説明する。なお、図１０は同記録装置の斜視説明図、図１１は同記録装置の機構部の側面説明図である。
【００６２】
このインクジェット記録装置は、記録装置本体２１１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２１２等を収納し、装置本体２１１の下方部には前方側から多数枚の用紙２１３を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい。）２１４を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙２１３を手差しで給紙するための手差しトレイ２１５を開倒することができ、給紙カセット２１４或いは手差しトレイ２１５から給送される用紙２１３を取り込み、印字機構部２１２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２１６に排紙する。
【００６３】
印字機構部２１２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２２１と従ガイドロッド２２２とでキャリッジ２２３を主走査方向に摺動自在に保持し、このキャリッジ２２３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２２４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２２３にはヘッド２２４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２２５を交換可能に装着している。
【００６４】
インクカートリッジ２２５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２２４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。
【００６５】
ここで、キャリッジ２２３は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド２２１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２２２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ２２３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ２２７で回転駆動される駆動プーリ２２８と従動プーリ２２９との間にタイミングベルト２３０を張装し、このタイミングベルト２３０をキャリッジ２２３に固定しており、主走査モーター２２７の正逆回転によりキャリッジ２２３が往復駆動される。
【００６６】
一方、給紙カセット２１４にセットした用紙２１３をヘッド２２４の下方側に搬送するために、給紙カセット２１４から用紙２１３を分離給装する給紙ローラ２３１及びフリクションパッド２３２と、用紙２１３を案内するガイド部材２３３と、給紙された用紙２１３を反転させて搬送する搬送ローラ２３４と、この搬送ローラ２３４の周面に押し付けられる搬送コロ２３５及び搬送ローラ２３４からの用紙２１３の送り出し角度を規定する先端コロ２３６とを設けている。搬送ローラ２３４は副走査モータ２３７によってギヤ列を介して回転駆動される。
【００６７】
そして、キャリッジ２２３の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ２３４から送り出された用紙２１３を記録ヘッド２２４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２３９を設けている。この印写受け部材２３９の用紙搬送方向下流側には、用紙２１３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ２４１、拍車２４２を設け、さらに用紙２１３を排紙トレイ２１６に送り出す排紙ローラ２４３及び拍車２４４と、排紙経路を形成するガイド部材２４５，２４６とを配設している。
【００６８】
記録時には、キャリッジ２２３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド２２４を駆動することにより、停止している用紙２１３にインクを吐出して１行分を記録し、用紙２１３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２１３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２１３を排紙する。
【００６９】
また、キャリッジ２２３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、ヘッド２２４の吐出不良を回復するための回復装置２４７を配置している。回復装置２４７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２２３は印字待機中にはこの回復装置２４７側に移動されてキャッピング手段でヘッド２２４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。
【００７０】
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２２４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。
【００７１】
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、効率的な滴吐出を行うことができるので、高密度で高画質の画像を形成できるインクジェット記録装置が実現可能である。
【００７２】
なお、インクジェット記録装置あるいは液滴吐出装置における最小電圧Ｖｍｉｎは、インクあるいは液滴を吐出するために装置として利用する最小駆動電圧であり、前述したように液滴の吐出を主目的としない電圧は対象外である。
【００７３】
また、上記実施形態においては、本発明に係る液滴吐出ヘッドをインクジェットヘッドに適用したが、インク以外の液体の滴、例えば、パターニング用の液体レジストを吐出する液滴吐出ヘッド、遺伝子分析試料を吐出する液滴吐出ヘッドなどにも適用することできる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る液滴吐出ヘッドによれば、静電型アクチュエータは液滴を吐出可能な駆動電圧の最小電圧をＶｍｉｎとし、振動板が対向する面に接触する最小当接電圧をＶｔｈとしたとき、Ｖｔｈ≦Ｖｍｉｎ≦１．２５×Ｖｔｈ、の関係を充足しているので、効率的な滴吐出を行うことができる。
【００７５】
本発明に係る液体吐出装置によれば、本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えているので、効率的な滴吐出を行うことができる。また、本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えているので、効率的な滴吐出を行うことができて、高密度高画質の画像形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における液滴吐出ヘッドのヘッド構成の説明に供する振動板短辺方向に沿う断面説明図
【図２】同実施形態のヘッド構成における振動板変位形状の説明に供する説明図
【図３】同実施形態のヘッド構成における加速度形状の説明に供する説明図
【図４】当接駆動方式における振動板変位形状の説明に供する説明図
【図５】計算による加速度の変化の説明に供する説明図
【図６】本発明の第２実施形態における液滴吐出ヘッドのヘッド構成の説明に供する振動板短辺方向に沿う断面説明図
【図７】同実施形態における振動板変位量の説明に供する説明図
【図８】同じく加速度の変化の説明に供する説明図
【図９】他の実施形態における変位量の説明に供する説明図
【図１０】本発明に係る液滴吐出ヘッドを搭載した画像形成装置の一例を示す斜視説明図
【図１１】同装置の機構部の側面説明図
【図１２】静電型アクチュエータの当接駆動方式及び非当接駆動方式の説明に供する説明図
【符号の説明】
１…流路板、２…電極基板、３…ノズル基板、４…ノズル、６…吐出室、１０…振動板、１５…対向電極、１６…ギャップ、２１…流路基板、２２…アクチュエータ基板、３５…対向電極、４０…振動板、４４…ギャップ、２２４…記録ヘッド。
【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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