JP4163285B2

JP4163285B2 - Inkjet head drive apparatus and inkjet recording apparatus

Info

Publication number: JP4163285B2
Application number: JP11670798A
Authority: JP
Inventors: 英雄保富; 楠東野
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 2008-10-08
Anticipated expiration: 2018-04-27
Also published as: JPH11300955A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静電アクチュエータを利用したインクジェットヘッドの駆動装置およびこのインクジェットヘッドとその駆動装置とを設けたインクジェット式記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式の記録装置に用いられるインクジェットヘッドの形態の一つに、静電アクチュエータを利用したものがある。
【０００３】
このような静電アクチュエータを利用したインクジェットヘッドは、インクが吐出されるノズルと連通した加圧室内にインクを導き、この加圧室内に設けられている振動板を一つの電極（第１電極と称する）として、この第１電極と対向する位置にごく僅かな空間を設けて第２電極を配設し、第１電極と第２電極との間に電圧を印加することにより、第１および第２電極間に生じる静電気力によって振動板を変形させて加圧室内の圧力を変化させ、加圧室内に充填されたインクをノズルから液滴として吐出、飛翔させ、記録媒体上にこのインク液滴を着弾させて画像形成に用いているものである。
【０００４】
このような静電アクチュエータを利用したインクジェットヘッドの駆動装置は、基本的には、第１および第２電極間に電圧を印加するものであり、この電圧の印加により、振動板が加圧室を広げる方向に変形し、そして、駆動装置が印加していた電圧を急激に遮断することで、振動板が元に戻ることにより加圧室内の圧力が高くなって、インク液滴がノズルから突出する。
【０００５】
このような駆動装置による駆動において、以前から、電圧印加後、第１および第２電極間に電荷が残留し、これにより画像むらが発生するといった問題があった。これは、インクジェットヘッドからインク液滴を吐出させる際に連続的にインクジェットヘッドを動作させて印字する場合と、連続的に印字せずに非動作時間が長くなる場合とで、電極に残留した電荷量が異なるため、駆動電圧を印加による振動板の変形量に違いがでてしまい、インクの吐出量や吐出速度が変わって、画像にむらができてしまうものである。
【０００６】
このような現象を防止するための最も単純な方法としては、インクジェットヘッドの振動板に設けた第１電極を直接アースすることにより電圧の印加を遮断した後に残留する電荷を逃がす方法がある。
【０００７】
また、特開平８−７２２３７号公報には、非動作中のインクジェットヘッドの第１および第２電極間を短絡させて、非動作中のインクジェットヘッド周辺の電極への電圧の印加やその他の電気的ノイズによる影響を防止するための技術が開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、インクジェット式の記録装置におけるインクジェットヘッドの動作周期、すなわち、ある印字動作から次の印字動作までの期間を考えた場合、電極をアースしたり、また、非動作中に第１、第２電極間を短絡させただけでは、インクジェットヘッドの動作周期内で完全に残留電荷を消去仕切れないことが分かってきた。
【０００９】
これは、インクジェットヘッドの構造、特に振動板を動作させるための電極部分の構造に由来するものである。静電アクチュエータを利用したインクジェットヘッドの振動板は、半導体装置製造プロセスを利用したマイククロマシーン技術により製作するため、振動板と振動板に設けられた第１電極はシリコン基板から形成されており、さらに、第１電極の表面には、第２電極と直接接触した場合でも第１、第２電極間が短絡しないように絶縁膜が形成されている。このため、振動板部分には半導体内に生じる空乏層や絶縁膜などによる静電容量が存在し、この部分に、動作中に印加した電圧によって残留電荷が蓄積される。そして、この残留電荷を消去するためには、振動板部分の静電容量を放電させる必要があり、この放電にかかる時間は、静電容量の時定数によって決まるため、例えば絶縁膜として酸化膜を形成した場合には、その比誘電率が比較的高く、概算で、１．０１４ｓｅｃもの時間が必要となる（この時間Ｔは、Ｔ＝ε^RC、（ただし、ε＝４、Ｒ＝１×１０¹⁰、Ｃ＝１×１０^-12により算出））。
【００１０】
現在多くのインクジェット式のプリンタ（静電アクチュエータを利用したもの限らず）においては、１つのインクジェットヘッドにおいて連続的に印字させる場合、その動作間隔は、長いものでも２５０〜５００μｓｅｃ程度であり、上記のような残留電荷の消去にかかる時間よりはるかに短く、連続的に印字を行う場合には、残留電荷を完全に消去することができない。
【００１１】
したがって、ある印字から次の印字までの間隔が短い場合とそれが長い場合とで、電極に蓄積されている残留電荷の度合いが異なるため、駆動電圧を印加したときの振動板の変形量が違って来て、そのためにインク吐出量が変わり、印字した画素ごとに濃度やドットの大きさが変わってしまい、再現した画像にむらができるなどの問題は、完全に解決するまでに至っていないのである。
【００１２】
このような現象は、前記公報の技術のように、非動作中において第１、第２電極間を短絡させたとしても同様であり、連続印字する場合の非動作時間では残留電荷が完全に抜け切れないため、非動作時間の長さによって、電極に残留している電荷の度合いが異なるため、残留電荷に起因した画質劣化の問題は解決できない。
【００１３】
そこで、本発明の第１の目的は、第１電極および／または第２電極での残留電荷による画質劣化を防止することができるインクジェットヘッドの駆動装置を提供することである。また、本発明の第２の目的は、上記のようなインクジェットヘッドの駆動装置を設けたインクジェット式の記録装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記する手段により達成される。
【００１５】
（１）ノズルと、該ノズルに連通した加圧室と、該加圧室内の圧力を変えるための振動板と、該振動板に設けられた第１電極と、該第１電極と対向する位置に空間を隔てて設けられた第２電極と、を有し、前記第１および第２電極間に電圧を印加することにより前記振動板を変形させることで、前記加圧室内のインクを前記ノズルから液滴として吐出させるインクジェットヘッドを駆動するための駆動装置であって、前記第１および第２電極間に、前記ノズルから前記インクを吐出させるための駆動電圧を印加する駆動電圧印加手段と、前記インクジェットヘッド周囲の湿度を測定する湿度測定手段と、前記駆動電圧とは別に、前記第１および第２電極間に、前記駆動電圧より絶対値が低く、かつ、前記駆動電圧印加より前記湿度測定手段が測定した湿度に基づいて決定された所定時間前に、前記ノズルから前記インクが吐出しない程度の予備電圧を印加する予備電圧印加手段と、を有することを特徴とするインクジェットヘッドの駆動装置。
【００１７】
（２）前記所定時間は、１０〜２５０μｓｅｃであることを特徴とするインクジェットヘッドの駆動装置。
【００１９】
（３）ノズルと、該ノズルに連通した加圧室と、該加圧室内の圧力を変えるための振動板と、該振動板に設けられた第１電極と、該第１電極と対向する位置に空間を隔てて設けられた第２電極と、前記第１および第２電極間に、前記ノズルから前記加圧室内に蓄えられたインクを吐出させるために前記振動板を変形させる駆動電圧を印加する駆動電圧印加手段と、前記インクジェットヘッド周囲の湿度を測定する湿度測定手段と、前記駆動電圧とは別に、前記第１および第２電極間に、前記駆動電圧より絶対値が低く、かつ、前記駆動電圧印加より前記湿度測定手段が測定した湿度に基づいて決定された所定時間前に、前記ノズルから前記インクが吐出しない程度の予備電圧を印加する予備電圧印加手段と、を有することを特徴とするインクジェット式記録装置。
【００２１】
（４）前記所定時間は、１０〜２５０μｓｅｃであることを特徴とするインクジェット式記録装置。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して、本発明の一実施の形態を説明する。
【００２４】
実施形態１
図１は、本実施形態１において使用したインクジェットヘッドの構造を示す断面図である。
【００２５】
このインクジェットヘッド３１は、図示側面側に設けられているノズル５４、ノズル５４からインクを吐出させるためにその内圧を可変する振動板５５を備えた加圧室５１、加圧室５１へインクを供給するためにインクを蓄えておくインク供給室５２、インク供給室５２内のインクを加圧室５１へ導くインレット５３、および振動板５５に設けられた第１電極５６と対向する位置に空間７１により隔てられた第２電極である駆動電極７２からなる。
【００２６】
第１電極５６と駆動電極７２との間の空間７１は、本実施形態１では０．３μｍとしている。また、振動板５５に設けられている第１電極５６は、後述するようにホウ素を拡散することによって形成した不純物導電層である。駆動電極７２は配線８０によって、後述する駆動回路からの電圧が印加されるようになっている。
【００２７】
そして、この第１電極５６および駆動電極７２との間に電圧を印加することにより、振動板５５を変形して、加圧室５１内の圧力を変えることでインク液滴をノズル５４から吐出させている。
【００２８】
図２は、インク液滴を吐出させる際の振動板５５の動きを示す図面である。インク液滴の吐出は、まず、後述する駆動回路の制御により、駆動電圧を印加する直前、所定時間以内に、インクが突出することのない程度の電圧（これを予備電圧と称する）を第１電極５６と駆動電極７２の間に印加する。その後、第１電極５６と駆動電極７２との間にインクを吐出させるために、駆動電圧を印加して、図２Ａに示すように、駆動電圧を印加したことによって生じる静電気力によって振動板５５を駆動電極７２側に引き付ける。これにより、図示点線で示すように振動板５５が駆動電極７２側に撓み変形する。このときインク供給室５２内のインクがインレット５３を通り加圧室５１内に流入する。なお、本実施形態１では、振動板５５に形成した第１電極５６をアースされるようにしているので、駆動電圧は、駆動電極７２に＋の電位を印加している。この駆動電圧により振動板５５に作用する力Ｆ１は、Ｆ１＝１／２・｛εｒεｏＳ（Ｖ／ｄ）²｝（ただし式中、εｒは第１電極および第２電極（駆動電極）間の比誘電率、εｏは真空の比誘電率、Ｓは電極の面積、Ｖは電圧、ｄは第１電極および第２電極（駆動電極）間の長さである）により算出される。
【００２９】
そして、前記駆動電圧を急激に遮断することで、図２Ｂに示すように、振動板５５自体の回復力によって、振動板５５が元に位置に戻ることにより、急激に加圧室５１内部が加圧されて、インク液滴がノズル５４から吐出する。
【００３０】
このように、インク液滴吐出のための駆動電圧の印加に先立ち、一定の電圧を予備電圧として印加することで、第１電極５６には、駆動電圧の印加前に、常に一定の電荷量が電極に蓄積されて、かつ、その電荷量は、ある印字から次の印字までの非動作時間が異なる場合でも同じとなる。このため、インクジェットヘッドの動作履歴によらず、吐出させるインク液滴の量や吐出速度を同じにすることができる。したがって、印字されるドットの濃度や大きさがインクジェットヘッドの動作状態によって変わることなく良好な画像を再現することができるようになる。
【００３１】
次に、このような振動板５５の変形動作を制御する駆動回路について説明する。
【００３２】
図３は、駆動回路の構成を示す回路ブロック図である。
【００３３】
この駆動回路２００は、インクジェットヘッドの振動板５５を動作させるために駆動電極７２に印加する電圧パルスを作り出す駆動電圧印加手段、およびこの駆動電圧の印加の直前に駆動電極７２に予備電圧であるプレパルスを印加する予備電圧印加手段として機能する。
【００３４】
この駆動回路２００の構成は、図３に示すように、駆動回路全体の制御、および前記した予備電圧と駆動電圧の印加タイミングを制御している制御回路２０１と、予備電圧であるプレパルスを発生するプレパルス発生回路２０２と、オペアンプやトランジスタ、抵抗などにより、既存の増幅回路として構成された印加電圧増幅回路２０３よりなる。ここで、コンデンサとして図示したものが、第１電極５６および駆動電極７２である。
【００３５】
この駆動回路２００の動作を図４に示す各部の出力波形を参照して説明する。まず、制御回路２０１では、IN端子に、インクドットを記録媒体に印字するための信号であるプリント制御信号が入力されると、このプリント制御信号のパルスを検出して、プレパルス発生回路２０２に対してプレパルスを発生するように指示する。これにより図４Ａに示すように、予め決められた定電圧のプレパスルが発生され、そのまま駆動電極７２に印加される。
【００３６】
また、プリント制御信号のパルスを検出した制御回路２０１では、内蔵されているタイマーを動作させて、一定時間経過後、駆動信号パルスを発生し、この駆動振動パルスが増幅回路２０３により増幅されて、図４Ｂに示すような波形の駆動電圧パルスが駆動電極７２に印加される。このとき印加される駆動電圧パルスは図４Ｂに示したように、徐々に立ち上がり、急激に立ち下がるようなパルスとしている。これにより、立ち上がりのときには、徐々に駆動電極７２に電圧が印加されて、加圧室５１内へのインクの流入がスムーズになる。一方、立ち下がりにおいては、急激に電圧が遮断されることで、振動板が急激に元に戻り、加圧室５１内の圧力が急に高くなるようにしてインク液滴の突出速度を向上させる。
【００３７】
このような駆動電圧パルスは、基本波形としてこのようなパルス波形と相似した駆動信号パルスを制御回路２０１内で作り出し、これを増幅回路２０３によって増幅することで、駆動電極７２に印加している。
【００３８】
これにより、１つのドットを印字する際に駆動電極７２に印加される電圧は、図４Ｃに示すように、始めにプレパルスが印加され、その後所定時間後に駆動電圧パルスが印加されることになる。
【００３９】
なお、上記プレパルスの印加は、インクジェットヘッドの構造にもよるが、例えば１つのインクジェットヘッドにおいて複数のノズルが形成されて、複数のドットを一度に印字できるように構成されたインクジェットヘッドの場合には、インクジェットヘッド３１の電極構造として、振動板５５側に設けた第１電極５６は、全てのノズル５４に対して共通とし、駆動電極７２のみ各ノズル５４に対応して独立となっている。そこで、予備電圧であるプレパルスの印加は、実際に印字するノズルに関わりなく、各ノズルに対応した全ての駆動電極７２に印加するようにしている。したがって、特定のノズルについては、印字を実行しないとき（駆動電圧を印加しない）でも、予備電圧が印加されることになる。
【００４０】
このように印字の有無に関わらず、全ての駆動電極に予備電圧を印加することで、駆動電圧の印加量（印加する電圧値）の決定に際しては、予備電圧印加後、その予備電圧による残留電荷量を元に決定することで、インクジェットヘッドの非動作時間の長さに関わりなく、常に一定のドットを印字することができる。本実施形態１では、予備電圧として＋５Ｖ、駆動電圧としては振動板５５が駆動電極７２に接触するのに必要な電圧が２０Ｖであるので、余裕を見て＋２２Ｖ印加するようにしている。
【００４１】
また、予備電圧印加後、駆動電圧を印加するまでの所定時間は、本実施形態１では、常に一定の時間となるようにしている。この所定時間は、インクジェットヘッドの構造、特に、空間７１や電極の大きさによっても異なるが、予備電圧印加後、この予備電圧によって残留する電荷が完全に消えない程度の時間とし、例えば１０〜２５０μｓｅｃ程度が好ましい。これは、１０μｓｅｃ未満の場合には、蓄積された電荷量が高くなり過ぎ、駆動電圧印加時の振動板の変位量が過多になりドット径が大きくなり過ぎるために好ましくない。一方、２５０μｓｅｃを越える場合には、蓄積された電荷量が低くなり過ぎ、また、あまり長い時間とした場合にはプリンタとしてこの駆動装置を用いた場合には、変位量が過少になり、ドット径が小さくなり過ぎるため好ましくない。すなわち、所定時間を１０〜２５０μｓｅｃに保つことで振動板の変位量のばらつき（ドット径のばらつき）に繋がらないような電荷の蓄積量を制御することができる。またこれは、駆動履歴をなくす効果がある。なお、本実施形態１では、この所定時間を図４Ｃに示されているように５０μｓｅｃとしている。
【００４２】
次に、前述したインクジェットヘッドの製造方法について簡単に説明する。
【００４３】
上記本実施形態１において用いたインクジェットヘッド３１は、いわゆる半導体装置製造プロセスやマイクロマシーン製造プロセスなどを利用して製造されるものであり、その方法は様々であるが、ここでは、その一例について説明する。なお、ここで説明した製造方法以外の方法により製造されたインクジェットヘッドであっても本発明による駆動装置によって駆動できることは言うまでもない。
【００４４】
図１に示したインクジェットヘッド３１は、３つの構成要素からなり、図１を参照すれば、加圧室５１、インク供給室５２、インレット５３、ノズル５４、および振動板５５からなるチャネルプレート５０と、このチャネルプレート５０の図示上側を覆う天板６０と、チャネルプレート５０に設けられている振動板５５の対向する位置に空間７１を設けて駆動電極７２を配置するためのガラス基板７０とからなる。
【００４５】
まず、チャネルプレート５０の形成について説明する。チャネルプレート５０の形成には、予め１００μｍ程度にラッピングしたシリコン基板を使用して、図５Ａに示すように、シリコン基板１００の全面に、熱酸化法により酸化膜１０１を形成する。そして、シリコン基板１００の図示上側表面の酸化膜１０１に、公知のフォトリソグラフィーおよびドライエッチングによって、加圧室５１、インク供給室５２、インレット５３およびノズル５４の形状を規定するための開口を設け、図５Ｂに示すように、エッチングマスク１０１ａとする。
【００４６】
次に、パターニングされた酸化膜１０１により形成されたエッチングマスク１０１ａを有するシリコン基板１００をＫＯＨ溶液により異方性エッチングする。ここで使用したシリコン基板１００は、基板表面が（１１０）面または（１００）面を有するものである。このＫＯＨ溶液による異方性エッチングは、シリコン基板の（１１１）面が露出することにより自動的にエッチングが停止するため、前記エッチングマスク１０１ａの形成時において、ノズル５４やインレット５３となる部分の開口の大きさを調整することにより、これらの部分におけるエッチング深さを所望の深さとすることができる。また、加圧室５１およびインク供給室５２の深さは、これらの部分の開口の大きさと共に、エッチング時間を調整することで、振動板５５となる部分の厚さが６．５μｍ程度となるようにする。このＫＯＨ溶液によるエッチングによって、加圧室５１、インク供給室５２の側壁部分は（１１１）面が露出することにより、適度なテーパが形成される。その後、エッチングマスクとして使用した酸化膜は除去する。
【００４７】
このようにして、図５Ｃ、および図６に示すように、加圧室５１、インク供給室５２、インレット５３、ノズル５４、さらに振動板５５がシリコン基板１００に形成される。ここで形成したチャネルプレート５０には図６に示されているように、複数の加圧室と複数のノズルが形成されていて、１つのヘッドから複数のインク液滴を吐出させることができるようになっている。なお、図６は加圧室５１、インク供給室５２、インレット５３、ノズル５４などが形成されたシリコン基板表面の平面図であり、図５は、図６のＡ−Ａ線に沿った断面を工程順に示した図面である。
【００４８】
そして、このシリコン基板１００の裏面側に、振動板５５とこの振動板５５部分に形成される第１電極５６と電気的なコンタクトをとるための部分（不図示）が開口したレジストパターンをフォトリソグラフィーにより形成し、振動板５５とコンタクト部分にホウ素をイオン注入して、図５Ｃに示したように、第１電極５６およびコンタクトラインとなる不純物拡散層を形成する。その後、熱酸化工程により、シリコン基板１００の全面に酸化膜を形成することで、振動板５５の表面（シリコン基板の裏面側）に絶縁膜５７を形成する。この絶縁膜５７は、駆動電極７２との短絡を防止するためである。
【００４９】
次に、駆動電極７２を設けたガラス基板７０の形成について説明する。このガラス基板７０には、ホウケイ酸ガラス基板を使用して、図１に示した状態に接合されたときに、チャネルプレート５０の振動板５５が位置する部分に所定の深さの凹部をエッチングにより形成し、この凹部内とこの凹部から連なるコンタクトラインを形成するためにＩＴＯ膜を成膜して、リフトオフにより、凹部内に駆動電極７２、ガラス基板表面にこの駆動電極７２と接続されるコンタクトラインを形成する。このとき、複数の加圧室とノズルを有するヘッドの場合には、各加圧室ごとに駆動電極とそれぞれのコンタクトラインを形成する。
【００５０】
その後、電極が形成された面全面にＳｉＦＨ膜を約１μｍ成膜する。このＳｉＦＨ膜は、パターン化せず、基板全面に設けて保護膜とするもので、これにより、周囲の湿度の影響による駆動電極の劣化を防止する。
【００５１】
前記凹部を形成する際の深さは、駆動電極７２を形成したときに、空間７１における第１電極５６（絶縁膜表面）から対向する駆動電極７２（ＳｉＦＨ膜表面）までの間隔が０．１〜１μｍ、好ましくはより低い駆動電圧で駆動することができるように、０．１〜０．５μｍとなるようにする。本実施形態１では、上述した通り、空間７１は０．３μｍとなるように、凹部を形成している。
【００５２】
なお、この空間７１は、ガラス基板７０に凹部を形成する代わりに、前記したシリコン基板１００の振動板５５部分をシリコン基板１００の裏面（図示下側）からエッチングにより空間７１が形成される分だけ掘り込んでも良い。この場合、ガラス基板７０には凹部を形成することなく、駆動電極７２およびそのコンタクトラインをＩＴＯにより形成する。
【００５３】
次に、天板６０は、同じくホウケイ酸ガラス基板を使用して、加圧室５２上部にインクカセットからのインクを導入させるためのインク供給口（不図示）を形成したものである。
【００５４】
以上のようにそれぞれ形成したチャネルプレート５０、ガラス基板７０および天板６０を図１に示したようなサンドイッチ構造となるように、陽極接合し、振動板５５に形成した不純物拡散層によるコンタクトラインと、ガラス基板７０に形成したコンタクトラインにそれぞれ配線を接続して、インクジェットヘッドが完成する。
【００５５】
次に、本実施形態１において使用したインクについて説明する。
本実施形態で使用したインクの組成は、下記表１に示すようなもので、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、およびシアン（Ｃ）の４色のインクを使用しており、表に示す通り、染料により各色調整したものであるが、染料に代わり顔料を用いたものであっても良い。
【００５６】
【表１】

【００５７】
実施形態２
本実施形態２は、前述した実施形態１において予備電圧印加後、駆動電圧を印加するまでの所定時間をインクジェットヘッド周囲の相対湿度に基づいて決定するようにしたものである。なお、インクジェットヘッドの構成、および駆動回路のうち湿度に基づく制御以外の部分の構成などについては、実施形態１と同様であるので、ここでは、これらの構成についての説明は省略する。
【００５８】
このように、インクジェットヘッド周囲の湿度により所定時間を決定するのは、電極に蓄積された電荷の消失速度がインクジェットヘッド周囲の湿度によって変わるためである。
【００５９】
このために、本実施形態２では、湿度センサをインクジェットヘッド近傍に設け、この湿度センサからの信号を元に、予備電圧印加後、駆動電圧を印加するまでの所定時間を決定することとし、ここでは、相対湿度７０％を境界として、相対湿度７０％以上のときには、所定時間を１０〜１００μｓｅｃとし、一方、相対湿度が７０％未満のときには、所定時間を１００〜２５０μｓｅｃ、あるいは相対湿度が非常に低くなるような場合には１００〜５００μｓｅｃとしている。
【００６０】
これは、相対湿度が７０％以上のときには、湿度が高いために電極に蓄積された電荷が逃げやすいので、所定時間を短くすることで、駆動電圧印加時において常に一定の電荷が蓄積された状態を保つようにしたものである。ここで、１０μｓｅｃより短い場合には、蓄積された電荷量が高くなり過ぎ、駆動電圧印加時の振動板の変位量が過多になりドット径が大きくなり過ぎるために好ましくない。またこれは、湿度の影響によらず、蓄積された電荷の放出は１０μｓｅｃ未満では、飽和して変化しないためである。
【００６１】
一方、１００μｓｅｃを越えて所定時間を長くした場合には、湿度が高いために予備電圧の印加により蓄積された電荷が逃げ切ってしまい、予備電圧を印加することにより常に一定の電荷が蓄積された状態を保つことができなくなる。
【００６２】
また、相対湿度が７０％未満のときには、相対湿度が比較的低く、空気が乾燥しているために、電極に蓄積された電荷が逃げ難いため、所定時間を長くとり、予備電圧の印加によって蓄積された電荷をある程度を逃がして常に一定の電荷が蓄積された状態で駆動電圧を印加することができるようにしたものである。ここで、１００μｓｅｃより短い場合には、相対湿度が低いために蓄積された電荷がほとんど残っており電極の電荷量が高すぎて好ましくない。一方、５００μｓｅｃを越えて長くした場合には、蓄積された電荷量が低く、また、あまり長い時間とした場合にはプリンタとしてこの駆動装置を用いた場合には、変位量が過少になり、ドット径が小さくなり過ぎるため好ましくない。すなわち、所定時間を湿度に応じて変更することで、振動板の変位量のばらつき（ドット径のばらつき）に繋がらないような電荷の蓄積量を制御することができるのである。またこれは、駆動履歴をなくす効果がある。
【００６３】
具体的には、図７に示す回路により、インクジェットヘッドの近傍に配設した湿度センサ２１１によりインクジェットヘッド周囲の相対湿度を検出して、検出した湿度に応じた電圧を出力するようにし、この出力電圧値から実施形態１において示した図２の制御回路２０１内において、この出力電圧値が一定の値、ここでは、相対湿度７０％に対応した電圧値を越えたか否かにより、相対湿度７０％に対応した電圧値を越えているときには、所定時間を１０〜１００μｓｅｃとし、一方、相対湿度が７０％に対応した電圧値未満のときには、所定時間を１００〜５００μｓｅｃとしている。
【００６４】
なお、湿度センサとしては、このようなアナログ回路のほか、デジタル湿度センサを使用しても良い。
【００６５】
このように、湿度センサを設けて、インクジェットヘッド周囲の相対湿度により所定時間を決定することで、インクジェットヘッド周囲の温度や湿度の変化によるインク液滴の吐出量や吐出速度が変化することなく、これらを常に一定に保つことができ、周囲の環境変化による画像むらの発生を抑えることが可能となる。
【００６６】
なお、本実施形態２では、上述のように相対湿度７０％を基準として所定時間を変えているが、これに限らずより厳密に、例えば１０％ごと、あるいは２０％、３０％ごとなど複数の基準を設けて、所定時間を変更するようにしても良い。
【００６７】
実施形態３
本実施形態３は、インクジェットヘッドの構造が前述した実施形態１において示した図１の構造と異なるのみであり、駆動装置の構成は実施形態１または実施形態２と同様である。
【００６８】
図８は、本実施形態３において使用したインクジェットヘッドの構成を示す断面図である。
【００６９】
このインクジェットヘッド３２は、インク液滴を吐出させるノズルの位置を図示上側に設けた以外は、その他の基本的な構成は実施形態１において使用したインクジェットヘッド３１と同様である。すなわち、このインクジェットヘッド３２は、図示上側に設けられているノズル５８、ノズル５８からインクを吐出させるためにその内圧を可変する振動板５５を備えた加圧室５１、加圧室５１へインクを供給するためにインクを蓄えておくインク供給室５２、インク供給室５２内のインクを加圧室へ導くインレット５３、および振動板５５に対向する位置に空間７１により隔てられた駆動電極７２からなる。そして、実施形態１同様に、振動板５５には、ホウ素を拡散することによって形成した第１電極５６が形成されていて、この第１電極５６および第２電極である駆動電極７２との間に電圧を印加することにより、振動板５５を変形して、加圧室５１内の圧力を変えることでインク液滴をノズル５８から吐出させている。このインクジェットヘッド３２は実際の使用時においては、ノズル５８が下向きとなって使用される。
【００７０】
なお、このようなインクジェットヘッド３２の製造は、天板６０にノズル５８を公知のＮｉ電鋳法で形成し、また、ガラス基板７０側からインク供給口９０を形成した以外は、前述したインクジェットヘッド３１の製造と同様である。
【００７１】
このように、ノズル５８の位置を図示上側、すなわち、振動板５５と対向する位置に設けたことにより、振動板５５の変形による加圧室５１内のインク水頭圧（圧力）がインク吐出方向と同じ方向となるため、インク吐出の際の手助けとなり前述した実施形態１の構造より、少ない振動板５５の変形量で、同じ吐出速度を得ることができる。また、このように振動板５５と対向する位置にノズル５８を設けたことにより、１つのヘッドに複数のノズルを設けた場合、各ノズルにかかる圧力が均等となる。
【００７２】
このインクジェットヘッド３２を、前述の実施形態１または２において説明した駆動回路２００と同様の駆動回路によって、インク液滴を吐出させる場合、駆動電圧は１８Ｖで済む。したがって、このように振動板５５と対向する位置にノズルを設けることで、より駆動電圧の絶対値を下げることが可能となる。
【００７３】
実施形態４
本実施形態４は、本発明のインクジェット式記録装置であって、上述した実施形態１のインクジェットヘッドと、実施形態２のように湿度センサを設けた駆動回路とを用いたインクジェットプリンタである。
【００７４】
図９は、インクジェットプリンタ１の概略構成を説明するための斜視図である。
【００７５】
インクジェットプリンタ１は、用紙やＯＨＰシートなどの記録媒体である記録シート２に印字するものであって、インクジェットヘッド走査系と記録シート送り系とから構成される。
【００７６】
インクジェットヘッド走査系は、インクジェット方式のプリントヘッドを７色分含むヘッドユニット３と、ヘッドユニット３を保持するキャリッジ４と、キャリッジ４を記録シート２の記録面に平行に往復移動させるためのスキャンシャフト５及びガイド軸６と、キャリッジ４をガイド軸６に沿って往復駆動するパルスモータ７と、パルスモータ７の回転をキャリッジ４の往復運動に変えるためのアイドルプーリ８、タイミングベルト９とから構成される。
【００７７】
一方、記録シート送り系は、記録シート２を搬送経路に沿って案内するガイド板を兼ねるプラテン１０と、プラテン１０との間の記録シート２を押さえて浮きを防止する紙押さえ板１１と、記録シート２を排出するための排出ローラ１２、排紙押さえローラ１３と、ヘッドユニット３のインクを吐出するノズル面を洗浄しインク吐出不良を良好な状態に回復させるメンテナンス装置１４と、記録シート２を手動で搬送するための紙送りノブ１５とから構成される。
【００７８】
記録シート２は、図示しない手差しあるいはカットシートフィーダ等の給紙装置によって、ヘッドユニット３とプラテン１０とが対向する記録部へ送り込まれる。この際、図示しない紙送りローラの回転量が制御され、記録部での搬送が制御される。紙送りローラは図示しない紙送りモータにより駆動されている。
【００７９】
ヘッドユニット３のプリントヘッドには、既に詳細に説明した実施形態１のインクジェットヘッド３１を用いており、このインクジェットヘッド３１から吐出したインク液滴が記録シート２に着弾して画像形成が行われる。なお、プリントヘッドには、実施形態１のインクジェットヘッド３１に代えて、実施形態３のインクジェットヘッド３２を用いても良い。
【００８０】
キャリッジ４は、パルスモータ７、アイドルプーリ８、タイミングベルト９により、記録シート２を横方向に走査（主走査）し、キャリッジ４に取り付けられたヘッドユニット３は１ライン分の画像を記録する。１ライン分の記録が終わるごとに、記録シート２は縦方向に送られ（副走査）、次のラインへの記録がされる。
【００８１】
このようにして記録シート２に画像が記録され、記録部を通過した記録シート２は、その搬送方向下流側に配置された排出ローラ１２とこれに一定の圧力で接する排紙押さえローラ１３とによって排出される。
【００８２】
図１０は、図９に示したヘッドユニット３の１色分のインクジェットヘッド３１を含むキャリッジ４周辺の構成を説明するための斜視図である。
【００８３】
キャリッジ４周辺には、インクを収容し通気口４０４を有するインクカートリッジ４０３と、インクカートリッジ４０３を収納するケーシング４０１、ケーシング蓋４０５と、インクカートリッジ４０３を着脱可能にしつつインクをインクジェットヘッド３１に供給するインク供給管４０２と、ケーシング蓋４０５を閉じた際ケーシング４０１にケーシング蓋４０５を固定するためのフック４０６、蓋止め４０７と、インクカートリッジ４０３を収納する向き（矢印Ｄ３の向き）とは反対の向きにインクカートリッジ４０３を付勢しつつインクカートリッジ４０３をケーシング蓋４０５との間でケーシング４０１内に保持する押さえバネ４０８とが設けられる。
【００８４】
このような構成のキャリッジ４がスキャン方向（矢印Ｄ１の向き）に移動することによって記録シート２は主走査されることになる。また、記録シート２が送られることによって副走査方向（矢印Ｄ２の向き）に印字されることになる。
【００８５】
図１１は、このインクジェットプリンタの制御系の構成を示すブロック図である。
【００８６】
インクジェットプリンタの制御系は、各部に対して必要な電圧の電力を供給する電源制御回路２１と、図示しないコンピュータなどからのプリントデータを受信して、記録シート上に画像形成を行う際に、各部を制御するプリント制御回路２２と、プリント制御回路２２からの信号によりインクジェットヘッド３１を駆動する駆動回路２００と、プリント制御回路２２からの信号によりパルスモータ７や紙送りモータ（不図示）を駆動する装置駆動制御回路２３よりなる。
【００８７】
ここでプリンタ制御回路２２は、図示しないコンピュータなどからのプリントデータを受信し、受信したプリントデータにしたがった画像を記録シート２上に再現するために、紙送りやプリンタヘッド３の送り量を制御すると共に、これらの動きに合わせて、画像を記録するためのインクをインクジェットヘッド３１から吐出させるためのプリント制御信号を駆動回路２００に対して出力する。
【００８８】
駆動回路２００は、前述した実施形態２のように、図３に示した駆動回路２００に湿度センサ２１１を設けて、相対湿度により予備電圧の印加から駆動電圧印加までの所定時間を決定するようにしたものである。この駆動回路２００は、プリント制御回路２２からのプリント制御信号を受けると、実施形態１において説明したように、駆動回路２００内の制御回路２０１（図３参照）がプレパルスを印加するするようにプレパルス発生回路２０２（図３参照）を動作させ、駆動電極７２にプレパルス（予備電圧）を印加する。そして、湿度センサ２１１からの信号を元にインクジェットヘッド周囲の相対湿度に応じた所定時間後、駆動電極７２に駆動電圧パルスを印加する。
【００８９】
なお、駆動回路２００としては、実施形態１に示した湿度センサを有しない駆動回路を用いても良い。
【００９０】
このように、インクジェットプリンタに実施形態１または３において説明したインクジェットヘッド、および実施形態１または２の駆動回路を用いることにより、電極、特に振動板に設けられた第１電極に残留する電荷量の変化に影響されない良好な画像を記録再現することができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、請求項ごとに以下のような効果を奏する。
【００９２】
請求項１記載の本発明によれば、ノズルからインクを吐出させるために印加する駆動電圧の他に、インクが吐出しない程度の予備電圧を駆動電圧印加より所定時間前に印加することとし、この所定時間を、インクジェットヘッドの近傍に湿度測定手段を設けて、測定された相対湿度を元に決定することとしたので、インクジェットヘッド周囲の相対湿度の変化によって第１および／または第２電極に蓄積された残留電荷の消失速度が変化するような場合でも、インクジェットヘッド周囲の相対湿度の変化に関わりなく、常に一定量の電荷が第１および／または第２電極に残留した状態で駆動電圧を印加することができる。したがって、インクジェットヘッド周囲の温度や湿度などの環境が変化した場合でもインクの吐出量や吐出速度を一定に保つことができる。
【００９４】
請求項２記載の本発明によれば、前記所定時間を１０〜２５０μｓｅｃとしたので、前記予備電圧の印加後、蓄積された電荷が消失する前に駆動電圧を印加することができ、予め第１および／または第２電極にある程度電荷が蓄積された状態を元にして、駆動電圧の印加量を決定することができるようになり、インクジェットヘッドの動作状態や履歴によらず、何時でも同じ駆動電圧の印加でインクの吐出量や吐出速度を一定に保つことができる。
【００９６】
請求項３記載の本発明によれば、ノズルからインクを吐出させるために印加する駆動電圧の他に、インクが吐出しない程度の予備電圧を駆動電圧印加より所定時間前に印加することとし、この所定時間を、インクジェットヘッドの近傍に湿度測定手段を設けて、測定された相対湿度を元に決定することとしたので、インクジェットヘッド周囲の相対湿度の変化によって第１および／または第２電極に蓄積された残留電荷の消失速度が変化するような場合でも、インクジェットヘッド周囲の相対湿度の変化に関わりなく、常に一定量の電荷が第１および／または第２電極に残留した状態で駆動電圧を印加することができる。したがって、インクジェットヘッド周囲の温度や湿度などの環境が変化した場合でもインクの吐出量や吐出速度を一定に保つことができるようになり、良好な画像の記録、再現が可能となる。
【００９８】
請求項４記載の本発明によれば、前記所定時間を１０〜２５０μｓｅｃとしたので、前記予備電圧の印加後、蓄積された電荷が消去する前に駆動電圧を印加することができ、予め第１および／または第２電極にある程度電荷が蓄積された状態を元にして、駆動電圧の印加量を決定することができるようになり、インクジェットヘッドの動作状態や履歴によらず、何時でも同じ駆動電圧の印加でインクの吐出量や吐出速度を一定に保つことができるようになり、良好な画像の記録、再現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１のインクジェットヘッドの構成を示す断面図である。
【図２】振動板の動きを説明するための図面である。
【図３】本発明を適用した駆動回路の構成を示す回路ブロック図である。
【図４】出力波形を説明するための図面である。
【図５】インクジェットヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図６】インクジェットヘッド内のチャネルプレートの平面図である
【図７】実施形態２おける駆動回路に用いる湿度センサを示す回路図である。
【図８】実施形態３のインクジェットヘッドの構成を示す断面図である。
【図９】インクジェットプリンタの概略構成を説明するための斜視図である。
【図１０】インクジェットプリンタのキャリッジ周辺の構成を説明するための斜視図である。
【図１１】インクジェットプリンタの制御系の構成を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
３１…インクジェットヘッド、
５１…加圧室、
５２…インク供給室、
５３…インレット、
５４，５８…ノズル、
５５…振動板、
５６…第１電極、
７１…空間、
７２…駆動電極、
２００…駆動回路、
２０１…制御回路、
２０２…プレパルス発生回路、
２０３…印加電圧増幅回路、
２１１…湿度センサ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet head driving apparatus using an electrostatic actuator and an ink jet recording apparatus provided with the ink jet head and the driving apparatus.
[0002]
[Prior art]
One of the forms of an ink jet head used in an ink jet recording apparatus is one that uses an electrostatic actuator.
[0003]
An ink jet head using such an electrostatic actuator guides ink into a pressurizing chamber communicating with a nozzle from which ink is ejected, and a diaphragm provided in the pressurizing chamber is connected to one electrode (first electrode and first electrode). By providing a very small space at a position facing the first electrode and disposing the second electrode, and applying a voltage between the first electrode and the second electrode, The diaphragm is deformed by the electrostatic force generated between the two electrodes to change the pressure in the pressurizing chamber, and the ink filled in the pressurizing chamber is ejected and ejected as droplets from the nozzle. Is used for image formation.
[0004]
An ink jet head drive device using such an electrostatic actuator basically applies a voltage between the first and second electrodes, and the application of this voltage causes the diaphragm to open the pressurizing chamber. By deforming in the direction of spreading and abruptly shutting off the voltage applied by the driving device, the pressure in the pressurizing chamber increases due to the return of the diaphragm, and the ink droplets protrude from the nozzles. .
[0005]
In the driving by such a driving device, there has been a problem that after the voltage application, charges remain between the first and second electrodes, thereby causing image unevenness. This is because when the ink droplets are ejected from the ink jet head, the ink jet head is continuously operated for printing, and when the ink is not continuously printed and the non-operation time becomes long, the charge remaining on the electrode Since the amount is different, the amount of deformation of the diaphragm due to the application of the drive voltage is different, and the amount of ink discharged and the discharge speed are changed, resulting in unevenness in the image.
[0006]
As the simplest method for preventing such a phenomenon, there is a method in which the remaining charge is released after the voltage application is cut off by directly grounding the first electrode provided on the vibration plate of the inkjet head.
[0007]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-72237 discloses a short circuit between the first and second electrodes of the non-operating ink jet head to apply a voltage to the electrodes around the non-operating ink jet head and to perform other electrical operations. A technique for preventing the influence of noise is disclosed.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in consideration of the operation cycle of the ink jet head in the ink jet recording apparatus, that is, the period from one printing operation to the next printing operation, the first and second electrodes are grounded and the first and second electrodes are not operated. It has been found that the residual charge cannot be completely erased and partitioned within the operation cycle of the inkjet head only by short-circuiting the gap.
[0009]
This is derived from the structure of the inkjet head, particularly the structure of the electrode portion for operating the diaphragm. Since the diaphragm of the inkjet head using the electrostatic actuator is manufactured by the microphone chroma machine technology using the semiconductor device manufacturing process, the diaphragm and the first electrode provided on the diaphragm are formed of a silicon substrate, Further, an insulating film is formed on the surface of the first electrode so that the first and second electrodes are not short-circuited even when they are in direct contact with the second electrode. For this reason, the diaphragm portion has a capacitance due to a depletion layer or an insulating film generated in the semiconductor, and residual charges are accumulated in this portion by the voltage applied during operation. In order to erase this residual charge, it is necessary to discharge the electrostatic capacity of the diaphragm portion. Since the time required for this discharge is determined by the time constant of the electrostatic capacity, for example, an oxide film is used as an insulating film. When formed, the relative dielectric constant is relatively high, and approximately 1.014 sec is required as a rough estimate (this time T is T = ε^RC(However, ε = 4, R = 1 × 10^Ten, C = 1 × 10^-12Calculated by :)).
[0010]
In many ink jet printers (not limited to those using an electrostatic actuator), when continuous printing is performed with one ink jet head, the operation interval is about 250 to 500 μsec, even if it is long. When the printing is performed continuously for much shorter than the time required for erasing such residual charges, the residual charges cannot be completely erased.
[0011]
Therefore, the amount of residual charge accumulated in the electrodes differs depending on whether the interval from one print to the next is short or long, so the amount of deformation of the diaphragm when a drive voltage is applied differs. As a result, the amount of ink discharged has changed, and the density and dot size have changed for each printed pixel, resulting in unevenness in the reproduced image. .
[0012]
Such a phenomenon is the same even when the first and second electrodes are short-circuited during non-operation as in the technique of the above publication, and the residual charge is completely lost during the non-operation time for continuous printing. Since it cannot be cut off, the degree of charge remaining on the electrode varies depending on the length of the non-operation time, so that the problem of image quality degradation caused by the remaining charge cannot be solved.
[0013]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, a first object of the present invention is to provide an ink jet head driving apparatus capable of preventing image quality deterioration due to residual charges at the first electrode and / or the second electrode. The second object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus provided with the ink jet head driving apparatus as described above.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is achieved by the following means.
[0015]
  (1) A nozzle, a pressurizing chamber communicating with the nozzle, a diaphragm for changing the pressure in the pressurizing chamber, a first electrode provided on the diaphragm, and a position facing the first electrode A second electrode provided with a space therebetween, and deforming the diaphragm by applying a voltage between the first and second electrodes, thereby allowing the ink in the pressurizing chamber to pass through the nozzles. A driving device for driving an ink jet head to be ejected as droplets from a driving voltage applying means for applying a driving voltage for ejecting the ink from the nozzle between the first and second electrodes;Humidity measuring means for measuring the humidity around the inkjet head;Apart from the drive voltage, between the first and second electrodes,The absolute value is lower than the driving voltage, and a predetermined time determined based on the humidity measured by the humidity measuring means from the driving voltage application,And a preliminary voltage applying unit configured to apply a preliminary voltage that does not discharge the ink from the nozzle.
[0017]
  (2) The ink jet head driving apparatus, wherein the predetermined time is 10 to 250 [mu] sec.
[0019]
  (3) A nozzle, a pressurizing chamber communicating with the nozzle, a diaphragm for changing the pressure in the pressurizing chamber, a first electrode provided on the diaphragm, and a space at a position facing the first electrode A drive for applying a driving voltage for deforming the diaphragm so that ink stored in the pressurizing chamber is ejected from the nozzle between the second electrode provided at a distance from the first electrode and the second electrode Voltage applying means;Humidity measuring means for measuring the humidity around the inkjet head;Apart from the drive voltage, between the first and second electrodes,The absolute value is lower than the driving voltage, and a predetermined time determined based on the humidity measured by the humidity measuring means from the driving voltage application,And an auxiliary voltage applying unit that applies a preliminary voltage that does not discharge the ink from the nozzle.
[0021]
  (4The ink jet recording apparatus is characterized in that the predetermined time is 10 to 250 μsec.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0024]
Embodiment 1
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the ink jet head used in the first embodiment.
[0025]
The ink-jet head 31 supplies ink to the pressurizing chamber 51, which includes a nozzle 54 provided on the side surface in the drawing, and a vibration plate 55 that varies the internal pressure in order to eject ink from the nozzle 54. In order to store the ink, the ink supply chamber 52 for storing ink, the inlet 53 for guiding the ink in the ink supply chamber 52 to the pressurizing chamber 51, and the first electrode 56 provided on the vibration plate 55 are positioned in a space 71. It consists of a drive electrode 72 which is a second electrode separated.
[0026]
The space 71 between the first electrode 56 and the drive electrode 72 is 0.3 μm in the first embodiment. The first electrode 56 provided on the diaphragm 55 is an impurity conductive layer formed by diffusing boron as will be described later. A voltage from a drive circuit described later is applied to the drive electrode 72 by a wiring 80.
[0027]
Then, by applying a voltage between the first electrode 56 and the drive electrode 72, the diaphragm 55 is deformed, and the pressure in the pressurizing chamber 51 is changed to cause ink droplets to be ejected from the nozzle 54. ing.
[0028]
FIG. 2 is a diagram illustrating the movement of the diaphragm 55 when ejecting ink droplets. In the ejection of ink droplets, first, a voltage that does not cause ink to protrude within a predetermined time immediately before application of a drive voltage (hereinafter referred to as a reserve voltage) is controlled by a drive circuit described later. The voltage is applied between the electrode 56 and the drive electrode 72. Thereafter, in order to eject ink between the first electrode 56 and the drive electrode 72, a drive voltage is applied, and as shown in FIG. 2A, the diaphragm 55 is moved by the electrostatic force generated by applying the drive voltage. Attract to the drive electrode 72 side. As a result, the diaphragm 55 is bent and deformed toward the drive electrode 72 as shown by the dotted line in the figure. At this time, ink in the ink supply chamber 52 flows into the pressurizing chamber 51 through the inlet 53. In the first embodiment, since the first electrode 56 formed on the diaphragm 55 is grounded, a positive potential is applied to the drive electrode 72 as the drive voltage. The force F1 acting on the diaphragm 55 by this drive voltage is F1 = 1/2 · {εrεoS (V / d)²(Where εr is the relative permittivity between the first electrode and the second electrode (drive electrode), εo is the relative permittivity of vacuum, S is the area of the electrode, V is the voltage, d is the first electrode and the second electrode) It is a length between two electrodes (drive electrodes)).
[0029]
Then, as shown in FIG. 2B, by suddenly cutting off the drive voltage, the inside of the pressurizing chamber 51 is suddenly added by returning the diaphragm 55 to the original position by the restoring force of the diaphragm 55 itself. The ink droplet is ejected from the nozzle 54 under pressure.
[0030]
As described above, by applying a constant voltage as a preliminary voltage prior to the application of the drive voltage for ink droplet ejection, the first electrode 56 always has a constant charge amount before the drive voltage is applied. The amount of charge accumulated in the electrode is the same even when the non-operation time from one printing to the next printing is different. For this reason, the amount of ink droplets to be ejected and the ejection speed can be made the same regardless of the operation history of the inkjet head. Therefore, it is possible to reproduce a good image without changing the density and size of the printed dots depending on the operation state of the inkjet head.
[0031]
Next, a drive circuit that controls the deformation operation of the diaphragm 55 will be described.
[0032]
FIG. 3 is a circuit block diagram showing the configuration of the drive circuit.
[0033]
The drive circuit 200 includes a drive voltage applying unit that generates a voltage pulse to be applied to the drive electrode 72 in order to operate the diaphragm 55 of the inkjet head, and a pre-pulse that is a preliminary voltage applied to the drive electrode 72 immediately before the application of the drive voltage. Functions as a preliminary voltage applying means for applying.
[0034]
As shown in FIG. 3, the configuration of the drive circuit 200 generates a pre-pulse that is a reserve voltage and a control circuit 201 that controls the entire drive circuit and controls the application timing of the reserve voltage and the drive voltage. A pre-pulse generation circuit 202 and an applied voltage amplification circuit 203 configured as an existing amplification circuit by an operational amplifier, a transistor, a resistor, and the like are included. Here, what is illustrated as a capacitor is the first electrode 56 and the drive electrode 72.
[0035]
The operation of the drive circuit 200 will be described with reference to the output waveforms of the respective parts shown in FIG. First, when a print control signal, which is a signal for printing ink dots on a recording medium, is input to the IN terminal, the control circuit 201 detects a pulse of the print control signal and sends it to the pre-pulse generation circuit 202. To generate a prepulse. As a result, as shown in FIG. 4A, a predetermined constant voltage pre-pulse is generated and applied to the drive electrode 72 as it is.
[0036]
In addition, the control circuit 201 that detects the pulse of the print control signal operates a built-in timer to generate a drive signal pulse after a predetermined time has elapsed, and the drive vibration pulse is amplified by the amplifier circuit 203. A drive voltage pulse having a waveform as shown in FIG. 4B is applied to the drive electrode 72. The drive voltage pulse applied at this time is a pulse that gradually rises and falls sharply as shown in FIG. 4B. Thereby, at the time of start-up, a voltage is gradually applied to the drive electrode 72, and the inflow of ink into the pressurizing chamber 51 becomes smooth. On the other hand, at the falling edge, the voltage is suddenly cut off, so that the vibration plate is suddenly restored, and the pressure in the pressurizing chamber 51 is suddenly increased to improve the ink droplet protruding speed. .
[0037]
Such a drive voltage pulse is applied to the drive electrode 72 by generating a drive signal pulse similar to the pulse waveform as a basic waveform in the control circuit 201 and amplifying it by the amplifier circuit 203.
[0038]
As a result, as shown in FIG. 4C, a pre-pulse is applied to the drive electrode 72 when printing one dot, and then a drive voltage pulse is applied after a predetermined time.
[0039]
The application of the pre-pulse depends on the structure of the inkjet head. For example, in the case of an inkjet head configured such that a plurality of nozzles are formed in one inkjet head and a plurality of dots can be printed at once. As the electrode structure of the inkjet head 31, the first electrode 56 provided on the vibration plate 55 side is common to all the nozzles 54, and only the drive electrode 72 is independent corresponding to each nozzle 54. Therefore, the pre-pulse, which is a preliminary voltage, is applied to all the drive electrodes 72 corresponding to each nozzle regardless of the nozzle that actually prints. Therefore, a reserve voltage is applied to a specific nozzle even when printing is not executed (no drive voltage is applied).
[0040]
In this way, by applying the preliminary voltage to all the drive electrodes regardless of whether or not printing is performed, when determining the amount of applied drive voltage (voltage value to be applied), the residual charge due to the preliminary voltage is applied after the preliminary voltage is applied. By determining the amount based on the amount, it is possible to always print a fixed dot regardless of the length of the non-operation time of the inkjet head. In the first embodiment, the reserve voltage is + 5V, and the drive voltage is 20V that is necessary for the diaphragm 55 to come into contact with the drive electrode 72. Therefore, + 22V is applied with a margin.
[0041]
In addition, in the first embodiment, the predetermined time from the application of the preliminary voltage to the application of the drive voltage is always a constant time. The predetermined time varies depending on the structure of the inkjet head, particularly the space 71 and the size of the electrode. However, after the preliminary voltage is applied, the predetermined time is such a time that the remaining electric charge is not completely removed by the preliminary voltage. The degree is preferred. If it is less than 10 μsec, the accumulated charge amount becomes too high, and the displacement amount of the diaphragm when the drive voltage is applied becomes excessive and the dot diameter becomes too large. On the other hand, if it exceeds 250 μsec, the accumulated charge amount becomes too low, and if this time is too long, if this drive device is used as a printer, the amount of displacement becomes too small, and the dot diameter Is not preferable because it becomes too small. That is, by maintaining the predetermined time at 10 to 250 μsec, it is possible to control the amount of accumulated charge that does not lead to variation in the displacement amount of the diaphragm (variation in dot diameter). This also has the effect of eliminating the drive history. In the first embodiment, the predetermined time is 50 μsec as shown in FIG. 4C.
[0042]
Next, a method for manufacturing the above-described inkjet head will be briefly described.
[0043]
The inkjet head 31 used in the first embodiment is manufactured using a so-called semiconductor device manufacturing process, a micromachine manufacturing process, and the like, and there are various methods. Here, an example thereof will be described. To do. Needless to say, even an inkjet head manufactured by a method other than the manufacturing method described herein can be driven by the driving device according to the present invention.
[0044]
The ink jet head 31 shown in FIG. 1 includes three components. Referring to FIG. 1, a channel plate 50 including a pressurizing chamber 51, an ink supply chamber 52, an inlet 53, a nozzle 54, and a vibration plate 55, The top plate 60 that covers the upper side of the channel plate 50 in the figure, and the glass substrate 70 on which the drive electrode 72 is arranged by providing a space 71 at a position facing the diaphragm 55 provided on the channel plate 50. .
[0045]
First, the formation of the channel plate 50 will be described. For forming the channel plate 50, a silicon substrate lapped to about 100 μm in advance is used, and as shown in FIG. 5A, an oxide film 101 is formed on the entire surface of the silicon substrate 100 by a thermal oxidation method. Then, an opening for defining the shape of the pressurizing chamber 51, the ink supply chamber 52, the inlet 53, and the nozzle 54 is provided in the oxide film 101 on the upper surface of the silicon substrate 100 in the drawing by known photolithography and dry etching, As shown in FIG. 5B, an etching mask 101a is used.
[0046]
Next, the silicon substrate 100 having the etching mask 101a formed by the patterned oxide film 101 is anisotropically etched with a KOH solution. The silicon substrate 100 used here has a (110) plane or a (100) plane on the substrate surface. The anisotropic etching using the KOH solution automatically stops when the (111) plane of the silicon substrate is exposed. Therefore, when the etching mask 101a is formed, openings in portions that become the nozzles 54 and the inlets 53 are opened. By adjusting the size, the etching depth in these portions can be set to a desired depth. In addition, the depth of the pressurizing chamber 51 and the ink supply chamber 52 is adjusted by adjusting the etching time together with the size of the opening of these portions, so that the thickness of the portion serving as the diaphragm 55 becomes about 6.5 μm. Like that. By etching with this KOH solution, the side walls of the pressurizing chamber 51 and the ink supply chamber 52 are exposed to the (111) plane, so that an appropriate taper is formed. Thereafter, the oxide film used as the etching mask is removed.
[0047]
In this manner, as shown in FIGS. 5C and 6, the pressurizing chamber 51, the ink supply chamber 52, the inlet 53, the nozzle 54, and the vibration plate 55 are formed on the silicon substrate 100. As shown in FIG. 6, the channel plate 50 formed here has a plurality of pressurizing chambers and a plurality of nozzles so that a plurality of ink droplets can be ejected from one head. It has become. 6 is a plan view of the surface of the silicon substrate on which the pressurizing chamber 51, the ink supply chamber 52, the inlet 53, the nozzle 54, and the like are formed. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. It is drawing shown in process order.
[0048]
A resist pattern in which a portion (not shown) for making electrical contact with the vibration plate 55 and the first electrode 56 formed on the vibration plate 55 is opened on the back surface side of the silicon substrate 100 by photolithography. Then, boron is ion-implanted into the diaphragm 55 and the contact portion, and as shown in FIG. 5C, the first electrode 56 and the impurity diffusion layer serving as the contact line are formed. Thereafter, an insulating film 57 is formed on the surface of the diaphragm 55 (the back side of the silicon substrate) by forming an oxide film on the entire surface of the silicon substrate 100 by a thermal oxidation process. This insulating film 57 is for preventing a short circuit with the drive electrode 72.
[0049]
Next, formation of the glass substrate 70 provided with the drive electrode 72 will be described. A borosilicate glass substrate is used as the glass substrate 70. When bonded to the state shown in FIG. 1, a recess having a predetermined depth is etched into a portion of the channel plate 50 where the diaphragm 55 is located. An ITO film is formed to form a contact line in the recess and continuous from the recess, and a drive line 72 is connected in the recess and the drive electrode 72 is connected to the glass substrate surface by lift-off. Form. At this time, in the case of a head having a plurality of pressure chambers and nozzles, a drive electrode and a respective contact line are formed for each pressure chamber.
[0050]
Thereafter, a SiFH film is formed to a thickness of about 1 μm on the entire surface on which the electrodes are formed. This SiFH film is not patterned and is provided on the entire surface of the substrate as a protective film, thereby preventing the drive electrode from being deteriorated due to the influence of ambient humidity.
[0051]
The depth at which the concave portion is formed is such that when the drive electrode 72 is formed, the distance from the first electrode 56 (insulating film surface) to the opposing drive electrode 72 (SiFH film surface) in the space 71 is 0.1. ˜1 μm, preferably 0.1˜0.5 μm so that it can be driven with a lower driving voltage. In the first embodiment, as described above, the recesses are formed so that the space 71 is 0.3 μm.
[0052]
The space 71 is formed by etching the vibration plate 55 portion of the silicon substrate 100 from the back surface (lower side in the drawing) of the silicon substrate 100 instead of forming a recess in the glass substrate 70. You can dig. In this case, the drive electrode 72 and its contact line are formed of ITO without forming a recess in the glass substrate 70.
[0053]
Next, the top plate 60 is formed by forming an ink supply port (not shown) for introducing the ink from the ink cassette into the upper portion of the pressurizing chamber 52 using the same borosilicate glass substrate.
[0054]
The channel plate 50, the glass substrate 70, and the top plate 60 formed as described above are anodically bonded so as to have a sandwich structure as shown in FIG. Then, wirings are respectively connected to the contact lines formed on the glass substrate 70 to complete the ink jet head.
[0055]
Next, the ink used in Embodiment 1 will be described.
The composition of the ink used in the present embodiment is as shown in Table 1 below, using four color inks of black (K), yellow (Y), magenta (M), and cyan (C). As shown in the table, each color is adjusted with a dye, but a pigment may be used instead of the dye.
[0056]
[Table 1]

[0057]
Embodiment 2
In the second embodiment, a predetermined time until the drive voltage is applied after the preliminary voltage is applied in the first embodiment is determined based on the relative humidity around the inkjet head. Note that the configuration of the inkjet head and the configuration of the drive circuit other than the control based on humidity are the same as those in the first embodiment, and thus the description of these configurations is omitted here.
[0058]
Thus, the reason why the predetermined time is determined by the humidity around the ink jet head is that the rate of disappearance of the charges accumulated in the electrodes changes depending on the humidity around the ink jet head.
[0059]
For this reason, in the second embodiment, a humidity sensor is provided in the vicinity of the ink jet head, and based on a signal from the humidity sensor, a predetermined time until the drive voltage is applied after the preliminary voltage is applied is determined. Then, with a relative humidity of 70% as a boundary, when the relative humidity is 70% or more, the predetermined time is 10 to 100 μsec. On the other hand, when the relative humidity is less than 70%, the predetermined time is 100 to 250 μsec, or the relative humidity is very high. When it becomes low, it is set to 100 to 500 μsec.
[0060]
This is because when the relative humidity is 70% or higher, the humidity is high, and the charge accumulated on the electrode is easily escaped. Therefore, by shortening the predetermined time, a constant charge is always accumulated when the drive voltage is applied. Is to keep Here, if it is shorter than 10 μsec, the accumulated charge amount becomes too high, and the displacement amount of the diaphragm when the drive voltage is applied becomes excessive, so that the dot diameter becomes too large. This is because the discharge of the accumulated electric charge is saturated and does not change if it is less than 10 μsec, regardless of the influence of humidity.
[0061]
On the other hand, when the predetermined time is extended beyond 100 μsec, the accumulated charge escapes due to the application of the reserve voltage due to high humidity, and a constant charge is always accumulated by applying the reserve voltage. Can not keep up.
[0062]
Also, when the relative humidity is less than 70%, the relative humidity is relatively low and the air is dry, so that the charge accumulated in the electrodes is difficult to escape. The drive voltage can be applied in a state in which a certain amount of accumulated charge is released and a constant charge is always accumulated. Here, when it is shorter than 100 μsec, since the relative humidity is low, most of the accumulated charge remains, which is not preferable because the charge amount of the electrode is too high. On the other hand, when the length is longer than 500 μsec, the accumulated charge amount is low. When the driving device is used as a printer when the time is too long, the amount of displacement becomes too small. Since the diameter becomes too small, it is not preferable. That is, by changing the predetermined time according to the humidity, it is possible to control the amount of accumulated charge that does not lead to variation in the displacement amount of the diaphragm (variation in dot diameter). This also has the effect of eliminating the drive history.
[0063]
Specifically, the circuit shown in FIG. 7 detects the relative humidity around the inkjet head by a humidity sensor 211 disposed in the vicinity of the inkjet head, and outputs a voltage corresponding to the detected humidity. In the control circuit 201 of FIG. 2 shown in FIG. 2 according to the first embodiment, the relative humidity is 70% depending on whether or not the output voltage value exceeds a certain value, in this case, the voltage value corresponding to the relative humidity of 70%. When the voltage value corresponding to is exceeded, the predetermined time is 10 to 100 μsec. On the other hand, when the relative humidity is less than 70%, the predetermined time is 100 to 500 μsec.
[0064]
In addition to the analog circuit, a digital humidity sensor may be used as the humidity sensor.
[0065]
Thus, by providing a humidity sensor and determining the predetermined time based on the relative humidity around the inkjet head, the ejection amount and ejection speed of the ink droplets due to changes in the temperature and humidity around the inkjet head do not change, These can always be kept constant, and it is possible to suppress the occurrence of image unevenness due to changes in the surrounding environment.
[0066]
In the second embodiment, the predetermined time is changed on the basis of the relative humidity of 70% as described above. However, the present invention is not limited to this, and more strictly, for example, every 10%, every 20%, every 30%, and the like. A predetermined time may be changed by providing a reference.
[0067]
Embodiment 3
In the third embodiment, the structure of the inkjet head is only different from the structure of FIG. 1 shown in the first embodiment described above, and the configuration of the driving device is the same as that of the first or second embodiment.
[0068]
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the ink jet head used in the third embodiment.
[0069]
The ink jet head 32 is the same as the ink jet head 31 used in the first embodiment except that the nozzle position for ejecting ink droplets is provided on the upper side in the figure. That is, the inkjet head 32 has a nozzle 58 provided on the upper side in the drawing, a pressurizing chamber 51 having a diaphragm 55 that changes the internal pressure in order to eject ink from the nozzle 58, and ink to the pressurizing chamber 51. An ink supply chamber 52 for storing ink for supply, an inlet 53 for guiding ink in the ink supply chamber 52 to the pressure chamber, and a drive electrode 72 separated by a space 71 at a position facing the vibration plate 55. . As in the first embodiment, the diaphragm 55 is provided with a first electrode 56 formed by diffusing boron, and between the first electrode 56 and the drive electrode 72 as the second electrode. By applying a voltage, the diaphragm 55 is deformed, and the pressure in the pressurizing chamber 51 is changed to eject ink droplets from the nozzles 58. The ink jet head 32 is used with the nozzle 58 facing downward in actual use.
[0070]
The inkjet head 32 is manufactured in the above-described inkjet head except that the nozzle 58 is formed on the top plate 60 by a known Ni electroforming method and the ink supply port 90 is formed from the glass substrate 70 side. It is the same as that of manufacture of 31.
[0071]
Thus, by providing the position of the nozzle 58 on the upper side in the drawing, that is, the position facing the vibration plate 55, the ink head pressure (pressure) in the pressurizing chamber 51 due to the deformation of the vibration plate 55 is changed to the ink discharge direction. Since they are in the same direction, the same ejection speed can be obtained with less deformation amount of the diaphragm 55 than in the structure of the first embodiment described above, which assists in ink ejection. Further, by providing the nozzle 58 at a position facing the vibration plate 55 in this way, when a plurality of nozzles are provided in one head, the pressure applied to each nozzle becomes equal.
[0072]
When ink droplets are ejected from the inkjet head 32 by a drive circuit similar to the drive circuit 200 described in the first or second embodiment, the drive voltage may be 18V. Therefore, the absolute value of the drive voltage can be further lowered by providing the nozzle at the position facing the diaphragm 55 in this way.
[0073]
Embodiment 4
The fourth embodiment is an ink jet printer that uses the ink jet head of the first embodiment described above and a drive circuit provided with a humidity sensor as in the second embodiment.
[0074]
FIG. 9 is a perspective view for explaining a schematic configuration of the ink jet printer 1.
[0075]
The ink jet printer 1 prints on a recording sheet 2 which is a recording medium such as paper or an OHP sheet, and includes an ink jet head scanning system and a recording sheet feeding system.
[0076]
The ink jet head scanning system includes a head unit 3 including seven ink jet print heads, a carriage 4 that holds the head unit 3, and a scan shaft for reciprocating the carriage 4 parallel to the recording surface of the recording sheet 2. 5 and a guide shaft 6, a pulse motor 7 for reciprocating the carriage 4 along the guide shaft 6, an idle pulley 8 for changing the rotation of the pulse motor 7 into a reciprocating motion of the carriage 4, and a timing belt 9. The
[0077]
On the other hand, the recording sheet feeding system includes a platen 10 that also serves as a guide plate for guiding the recording sheet 2 along the conveyance path, a paper pressing plate 11 that presses the recording sheet 2 between the platen 10 and prevents floating, and a recording A discharge roller 12 for discharging the sheet 2, a paper discharge pressing roller 13, a maintenance device 14 for cleaning the nozzle surface of the head unit 3 that discharges ink and recovering defective ink discharge to a good state, and a recording sheet 2. It comprises a paper feed knob 15 for manual conveyance.
[0078]
The recording sheet 2 is sent to a recording unit where the head unit 3 and the platen 10 are opposed to each other by a sheet feeding device such as a manual feed or a cut sheet feeder (not shown). At this time, the rotation amount of a paper feed roller (not shown) is controlled, and the conveyance in the recording unit is controlled. The paper feed roller is driven by a paper feed motor (not shown).
[0079]
The print head of the head unit 3 uses the inkjet head 31 of the first embodiment described in detail above, and ink droplets ejected from the inkjet head 31 land on the recording sheet 2 to form an image. The print head may be the ink jet head 32 of the third embodiment instead of the ink jet head 31 of the first embodiment.
[0080]
The carriage 4 scans the recording sheet 2 in the horizontal direction (main scanning) by the pulse motor 7, the idle pulley 8, and the timing belt 9, and the head unit 3 attached to the carriage 4 records an image for one line. Each time recording for one line is completed, the recording sheet 2 is sent in the vertical direction (sub-scanning) and recorded on the next line.
[0081]
In this way, the image is recorded on the recording sheet 2, and the recording sheet 2 that has passed through the recording unit is discharged by the discharge roller 12 disposed on the downstream side in the transport direction and the discharge pressing roller 13 that contacts the discharge roller 12 with a constant pressure. Discharged.
[0082]
FIG. 10 is a perspective view for explaining a configuration around the carriage 4 including the inkjet heads 31 for one color of the head unit 3 shown in FIG.
[0083]
In the vicinity of the carriage 4, an ink cartridge 403 that contains ink and has a vent hole 404, a casing 401 that houses the ink cartridge 403, a casing lid 405, and an ink cartridge 403 that is detachable and supplies ink to the inkjet head 31. The direction opposite to the direction in which the ink supply pipe 402, the hook 406 for fixing the casing lid 405 to the casing 401 when the casing lid 405 is closed, the lid stopper 407, and the ink cartridge 403 are accommodated (direction of arrow D3) A pressing spring 408 that holds the ink cartridge 403 in the casing 401 between the casing lid 405 and the ink cartridge 403 is provided.
[0084]
When the carriage 4 having such a configuration moves in the scanning direction (the direction of the arrow D1), the recording sheet 2 is main-scanned. Further, when the recording sheet 2 is fed, printing is performed in the sub-scanning direction (direction of the arrow D2).
[0085]
FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the control system of the ink jet printer.
[0086]
The control system of the ink-jet printer receives each print data from a power supply control circuit 21 that supplies power of a necessary voltage to each unit and a computer (not shown) and forms each image on a recording sheet. A print control circuit 22 for controlling the print, a drive circuit 200 for driving the inkjet head 31 by a signal from the print control circuit 22, and a pulse motor 7 and a paper feed motor (not shown) by a signal from the print control circuit 22. A device drive control circuit 23 is provided.
[0087]
Here, the printer control circuit 22 receives print data from a computer or the like (not shown), and controls the paper feed and the feed amount of the printer head 3 in order to reproduce an image according to the received print data on the recording sheet 2. At the same time, a print control signal for ejecting ink for recording an image from the inkjet head 31 is output to the drive circuit 200 in accordance with these movements.
[0088]
As in the second embodiment described above, the drive circuit 200 is provided with the humidity sensor 211 in the drive circuit 200 shown in FIG. 3 so that the predetermined time from the application of the preliminary voltage to the application of the drive voltage is determined based on the relative humidity. It is a thing. When the drive circuit 200 receives the print control signal from the print control circuit 22, as described in the first embodiment, the pre-pulse is applied so that the control circuit 201 (see FIG. 3) in the drive circuit 200 applies the pre-pulse. The generation circuit 202 (see FIG. 3) is operated to apply a prepulse (preliminary voltage) to the drive electrode 72. Then, a drive voltage pulse is applied to the drive electrode 72 after a predetermined time corresponding to the relative humidity around the inkjet head based on the signal from the humidity sensor 211.
[0089]
As the drive circuit 200, a drive circuit that does not have the humidity sensor described in Embodiment 1 may be used.
[0090]
As described above, by using the ink jet head described in the first or third embodiment and the drive circuit of the first or second embodiment for the ink jet printer, the amount of electric charge remaining on the electrode, particularly the first electrode provided on the vibration plate, can be reduced. A good image that is not affected by the change can be recorded and reproduced.
[0091]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, the following effects are obtained for each claim.
[0092]
  According to the first aspect of the present invention, in addition to the drive voltage applied to eject ink from the nozzles, a reserve voltage that does not eject ink is applied.Since the predetermined time is applied before the driving voltage is applied, and the humidity measurement means is provided in the vicinity of the inkjet head and the relative humidity around the inkjet head is determined. Even when the rate of disappearance of the residual charge accumulated in the first and / or second electrodes changes due to a change in humidity, a constant amount of charge is always kept in the first and the second regardless of the change in relative humidity around the inkjet head. In other words, the drive voltage can be applied while remaining on the second electrode. Therefore, even when the environment such as the temperature and humidity around the inkjet head changes, the ink discharge amount and discharge speed can be kept constant.
[0094]
  Claim2According to the present invention described above, since the predetermined time is 10 to 250 μsec, the driving voltage can be applied after the preliminary voltage is applied and before the accumulated electric charge disappears. The amount of drive voltage applied can be determined based on the state in which a certain amount of charge is accumulated in the second electrode, and the same drive voltage can be applied at any time regardless of the operating state and history of the inkjet head. The ink discharge amount and discharge speed can be kept constant.
[0096]
  Claim3According to the described invention, in addition to the drive voltage applied to eject ink from the nozzles, the ink is not ejected.ofReserve voltageSince the predetermined time is applied before the driving voltage is applied, and the humidity measurement means is provided in the vicinity of the inkjet head and the relative humidity around the inkjet head is determined. Even when the rate of disappearance of the residual charge accumulated in the first and / or second electrodes changes due to a change in humidity, a constant amount of charge is always kept in the first and the second regardless of the change in relative humidity around the inkjet head. In other words, the drive voltage can be applied while remaining on the second electrode. Accordingly, even when the environment such as temperature and humidity around the ink jet head changes, the ink discharge amount and discharge speed can be kept constant.As a result, good image recording and reproduction are possible.
[0098]
  Claim4According to the present invention described above, since the predetermined time is 10 to 250 μsec, the driving voltage can be applied after the preliminary voltage is applied and before the accumulated charges are erased. The amount of drive voltage applied can be determined based on the state in which a certain amount of charge is accumulated in the second electrode, and the same drive voltage can be applied at any time regardless of the operating state and history of the inkjet head. The ink discharge amount and discharge speed can be kept constant, and a good image can be recorded and reproduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an inkjet head according to a first embodiment.
FIG. 2 is a drawing for explaining the movement of a diaphragm.
FIG. 3 is a circuit block diagram showing a configuration of a drive circuit to which the present invention is applied.
FIG. 4 is a diagram for explaining an output waveform;
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the inkjet head.
FIG. 6 is a plan view of a channel plate in the inkjet head.
FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a humidity sensor used in a drive circuit according to a second embodiment.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an inkjet head according to a third embodiment.
FIG. 9 is a perspective view for explaining a schematic configuration of the ink jet printer.
FIG. 10 is a perspective view for explaining a configuration around a carriage of the ink jet printer.
FIG. 11 is a block diagram for explaining a configuration of a control system of the ink jet printer.
[Explanation of symbols]
31. Inkjet head,
51: Pressurization chamber,
52 ... Ink supply chamber,
53. Inlet,
54, 58 ... Nozzle,
55 ... diaphragm,
56 ... first electrode,
71 ... space,
72 ... Driving electrode,
200 ... Drive circuit,
201 ... control circuit,
202 ... Pre-pulse generation circuit,
203 ... Applied voltage amplification circuit,
211 ... Humidity sensor.

Claims

A nozzle, a pressurizing chamber communicating with the nozzle, a diaphragm for changing the pressure in the pressurizing chamber, a first electrode provided on the diaphragm, and a space facing the first electrode. A second electrode provided at a distance, and by deforming the diaphragm by applying a voltage between the first and second electrodes, ink in the pressurizing chamber is dropped from the nozzle. A driving device for driving an inkjet head to be discharged as
Drive voltage application means for applying a drive voltage for discharging the ink from the nozzle between the first and second electrodes;
Humidity measuring means for measuring the humidity around the inkjet head;
Separately from the drive voltage, the absolute value is lower than the drive voltage between the first and second electrodes , and a predetermined time before determined based on the humidity measured by the humidity measuring means from the drive voltage application And a preliminary voltage applying means for applying a preliminary voltage to the extent that the ink is not ejected from the nozzles.

2. The ink jet head driving apparatus according to claim 1, wherein the predetermined time is 10 to 250 [mu] sec.

A nozzle, a pressurizing chamber communicating with the nozzle, a diaphragm for changing the pressure in the pressurizing chamber, a first electrode provided on the diaphragm, and a space facing the first electrode. A driving voltage for applying a driving voltage for deforming the diaphragm so as to eject ink stored in the pressurizing chamber from the nozzle between the second electrode provided at a distance and the first and second electrodes. Applying means;
Humidity measuring means for measuring the humidity around the inkjet head;
Separately from the drive voltage, the absolute value is lower than the drive voltage between the first and second electrodes , and a predetermined time before determined based on the humidity measured by the humidity measuring means from the drive voltage application And an auxiliary voltage applying means for applying a preliminary voltage that does not discharge the ink from the nozzle.

4. The ink jet recording apparatus according to claim 3 , wherein the predetermined time is 10 to 250 [mu] sec.