JP4694727B2 - ヘッドチップユニット及びインクジェット式記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、プリンタ、ファックスなどに適用されるインクジェットヘッドを具備するヘッドチップユニット及びインクジェット式記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複数のノズルからインクを吐出する記録ヘッドを具備するヘッドユニットを搭載し、被記録媒体に文字や画像を記録するインクジェット式記録装置が知られている。かかるインクジェット式記録装置では、記録ヘッドが被記録媒体に対向するように、ヘッドチップユニットがヘッドホルダに設けられてインクジェットヘッドが構成され、このインクジェットヘッドはキャリッジに搭載されて被記録媒体の搬送方向とは直交する方向に走査される。
【０００３】
このような記録ヘッドの一例の分解斜視図を図１１に、また、要部断面を図１２に示す。図１１及び図１２に示すように、圧電セラミックプレート１０１には、複数の溝１０２が並設され、各溝１０２は、側壁１０３で分離されている。各溝１０２の長手方向一端部は圧電セラミックプレート１０１の一端面まで延設されており、他端部は、他端面までは延びておらず、深さが徐々に浅くなっている。また、各溝１０２内の両側壁１０３の開口側表面には、長手方向に亘って、駆動電界印加用の電極１０５が形成されている。
【０００４】
圧電セラミックプレート１０１の溝１０２の開口側には、カバープレート１０７が接着剤１０９を介して接合されている。カバープレート１０７には、各溝１０２の浅くなった他端部と連通する凹部となるインク室１１１と、このインク室１１１の底部から溝１０２とは反対方向に貫通するインク供給口１１２とを有する。
【０００５】
また、圧電セラミックプレート１０１とカバープレート１０７との接合体の溝１０２が開口している端面には、ノズルプレート１１５が接合されており、ノズルプレート１１５の各溝１０２に対向する位置にはノズル開口１１７が形成されている。
【０００６】
なお、圧電セラミックプレート１０１のノズルプレート１１５とは反対側でカバープレート１０７とは反対側の面には、配線基板１２０が固着されている。配線基板１２０には、各電極１０５とボンディングワイヤ１２１等で接続された配線１２２が形成され、この配線１２２の一端が記録ヘッドを駆動するための駆動ＩＣが搭載された駆動回路（図示なし）に接続されている。そして、駆動回路からこの配線１２２を介して電極１０５に駆動電圧を印加できるようになっている。
【０００７】
このように構成される記録ヘッドでは、インク供給口１１２から各溝１０２内にインクを充填し、所定の溝１０２の両側の側壁１０３に電極１０５を介して所定の駆動電界を作用させると、側壁１０３が変形して所定の溝１０２内の容積が変化し、これにより、溝１０２内のインクがノズル開口１１７から吐出する。
【０００８】
例えば、図１３に示すように、溝１０２ａに対応するノズル開口１１７からインクを吐出する場合には、その溝１０２ａ内の電極１０５ａ，１０５ｂに正の駆動電圧を印加すると共にそれぞれに対向する電極１０５ｃ，１０５ｄを接地するようにする。これにより、側壁１０３ａ，１０３ｂには溝１０２ａから外側に向かう方向の駆動電界が作用し、これが圧電セラミックプレート１０１の分極方向と直交すれば、圧電厚みすべり効果により側壁１０３ａ，１０３ｂが溝１０２ａから外側方向に変形し、溝１０２ａ内の容積が増大し、それを戻すことで溝内１０２ａ内の容積が縮小して圧力が増加し、ノズル開口１１７からインクが吐出する。
【０００９】
しかしながら、このようなインクジェットヘッドを具備するヘッドチップユニットでは、水性インク等の導電性インクを使用した場合に、溝１０２内で対向する電極１０５がインクによって導通してしまい正常な駆動ができないという問題がある。
【００１０】
このため、水性インク等の導電性インクを使用するインクジェットヘッドでは、インク吐出に使用する溝を一つ置きとして、ノズル開口に連通してインクを吐出に使用する溝をチャンバ、インク吐出に使用せずにインクを充填しない溝をダミーチャンバとする。そして、チャンバの両側壁の内面に設けられた電極を全チャンバで同電位とする共通電極とし、チャンバの両側壁の外面の電極をチャンバを選択的に駆動する個別電極とすることでチャンバの両側の側壁に電界を印加でき、チャンバからインクを吐出させることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような導電性インク用のインクジェットヘッドでは、チャンバの側壁を幅方向外側に撓み変形させて元の位置に戻すだけで、導電性インクを吐出させているため、インクを高速で吐出させたり、高粘度のインクを吐出する場合は、吐出時の側壁の変形量を大きくする必要があるが、側壁の変形量を大きくするとメニスカスが破壊されてしまうという問題がある。
【００１２】
また、このように側壁の変形量を大きくするには、大きな駆動電圧の駆動パルスで駆動する必要があり、吐出の安定性が悪いという問題がある。
【００１３】
さらに、駆動信号の駆動電圧を正及び負の電圧を用いた両電源で駆動させて、側壁をチャンバに対して外側と内側の両方向に撓み変形させてインクを吐出する方法も提案されているが、この両電源による駆動では、駆動パルスの波高値は少なくて済むが、駆動回路及び電源回路が複雑になってしまい、高コストになってしまうという問題がある。
【００１４】
本発明は、このような事情に鑑み、ヘッドを低電圧で駆動すると共にインク吐出安定性を向上したヘッドチップユニット及びインクジェット式記録装置を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、圧電セラミックプレートにノズル開口に連通し、インクの充填されたチャンバと、前記インクの充填されないダミーチャンバとを交互に並設すると共に各チャンバ及びダミーチャンバの両側の側壁に電極を設けて、当該チャンバ内の電極を共通電極とすると共に各ダミーチャンバ内の電極を個別電極として各チャンバの両側の側壁に駆動電界を印加するヘッドチップユニットにおいて、前記個別電極に接続されて各個別電極に駆動信号を出力する個別電極用駆動部と、前記共通電極に接続されて当該共通電極に駆動信号を出力する共通電極用駆動部とを有する駆動回路を具備することを特徴とするヘッドチップユニットにある。
【００１６】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記個別電極用駆動部及び前記共通電極用駆動部から出力される駆動信号が正又は負の何れか一方の駆動電圧を付与するためのものであることを特徴とするヘッドチップユニットにある。
【００１７】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記共通電極用駆動部から出力される駆動信号は、前記個別電極用駆動部による側壁への電界の印加に連続して逆方向の電界を印加するものであることを特徴とするヘッドチップユニットにある。
【００１８】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記共通電極用駆動部から出力される駆動信号により電界を印加しない側壁に対応する個別電極には、当該共通電極用駆動部から出力される駆動信号と同一の駆動信号を前記個別電極用駆動部から同時に出力することを特徴とするヘッドチップユニットにある。
【００１９】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記インクが導電性のインクからなることを特徴とするヘッドチップユニットにある。
【００２０】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記共通電極に与える前記共通電極用駆動部は、駆動波形が所定の電圧までの立ち上がり又は立ち下がりの何れか一方又はその両方の時間を制御するバッファー回路を含むことを特徴とするヘッドチップユニットにある。
【００２１】
本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様のヘッドチップユニットを具備することを特徴とするインクジェット式記録装置にある。
【００２２】
かかる本発明によると、低い駆動電圧で側壁の変形量を大きくすることができると共にインク吐出特性を向上することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るヘッドチップユニットの分解斜視図であり、図２はヘッドチップの分解斜視図であり、図３は、ヘッドチップユニットの製造工程の一例を示す斜視図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態のヘッドチップユニット１０は、ヘッドチップ１１と、このヘッドチップ１１の一方面側に設けられるベースプレート１２と、ヘッドチップ１１の他方面側に設けられるヘッドカバー１３と、ヘッドチップ１１を駆動するための駆動回路３１が搭載された配線基板３０とを有する。
【００２６】
まず、ヘッドチップ１１について詳しく説明する。図２に示すように、ヘッドチップ１１を構成する圧電セラミックプレート１６には、ノズル開口２５に連通してインクを吐出する圧力室であるチャンバ１７と、インクの充填されないダミーチャンバ１８とが交互に並設されており、チャンバ１７とダミーチャンバ１８とは側壁１９で分離されている。
【００２７】
各チャンバ１７及びダミーチャンバ１８の長手方向一端部は、圧電セラミックプレート１６の一端面まで延設されており、他端部は、他端面まで延びておらず、深さが徐々に浅くなっている。
【００２８】
また、各チャンバ１７及びダミーチャンバ１８の開口側表面には、長手方向に亘って駆動電界印加用の電極２０が形成されている。
【００２９】
この電極２０の内、チャンバ１７の両側の側壁１９の内面に設けられた電極２０は、チャンバ１７内のインクが水性インク等の導電性インクの場合、導通してしまうため各チャンバ１７内で同電位とすると共に詳しくは後述する配線パターンによってチャンバ１７の全てにおいて同電位となるように接続された共通電極２０ａとなっている。
【００３０】
また、電極２０の内、チャンバ１７の両側の側壁１９の各チャンバ１７の共通電極２０ａに対向して外面、すなわちダミーチャンバ１８内に設けられた一対の電極２０は、各チャンバ１７毎に独立した駆動信号を与えることができる個別電極２０ｂとなっている。
【００３１】
また、圧電セラミックプレート１６に形成されるチャンバ１７及びダミーチャンバ１８は、円盤状のダイスカッターにより形成され、深さが徐々に浅くなった部分は、ダイスカッターの形状を利用して形成される。また、各チャンバ１７及びダミーチャンバ１８内に形成される電極２０は、例えば、公知の斜め方向からの蒸着により形成される。
【００３２】
圧電セラミックプレート１６のチャンバ１７及びダミーチャンバ１８の開口側には、インク室プレート２１が接合されている。インク室プレート２１には、各チャンバ１７の浅くなった他端部のみと連通する凹部となるインク室２２と、このインク室２２の底部からチャンバ１７とは反対方向に貫通するインク供給口２３とを有する。
【００３３】
このインク室プレート２１のインク室２２には、チャンバ１７の浅くなった他端部のみが連通しており、ダミーチャンバ１８にはインク室２２内のインクが充填されず相対する個別電極２０ｂ同士が連通しないようになっている。
【００３４】
詳しくは、インク室プレート２１と圧電セラミックプレート１６との間にチャンバ１７に対向する位置にチャンバ１７と同等の幅のスリット３９を有するスリット板３８を設け、このスリット板３８によりチャンバ１７とインク室２２とだけを連通するようにしている。このスリット板３８によって、ダミーチャンバ１８内にはインクが充填されず、ダミーチャンバ１８内の個別電極２０ｂは互いに導通しないようになっている。
【００３５】
ここで、本実施形態では、各チャンバ１７は、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のインクに対応したグループに分かれており、インク室２２及びインク供給口２３は、それぞれ４つずつ設けられている。
【００３６】
なお、インク室プレート２１は、セラミックプレート、金属プレートなどで形成することができるが、圧電セラミックプレート１６との接合後の変形等を考えると、熱膨張率の近似したセラミックプレートを用いるのが好ましい。
【００３７】
また、圧電セラミックプレート１６とインク室プレート２１との接合体のチャンバ１７及びダミーチャンバ１８が開口している端面には、ノズルプレート２４が接合されており、ノズルプレート２４の各チャンバ１７に対向する位置にはノズル開口２５が形成されており、ノズルプレート２４によってダミーチャンバ１８は封止されている。
【００３８】
本実施形態では、ノズルプレート２４は、圧電セラミックプレート１６とインク室プレート２１との接合体のチャンバ１７及びダミーチャンバ１８が開口している端面の面積よりも大きくなっている。このノズルプレート２４は、ポリイミドフィルムなどに、例えば、エキシマレーザ装置を用いてノズル開口２５を形成したものである。また、図示しないが、ノズルプレート２４の被印刷物に対向する面には、インクの付着等を防止するために撥水性を有する撥水膜が設けられている。
【００３９】
なお、本実施形態では、圧電セラミックプレート１６とインク室プレート２１との接合体のチャンバ１７及びダミーチャンバ１８が開口している端部の周囲には、ノズル支持プレート２６が配置されている。このノズル支持プレート２６は、ノズルプレート２４の接合体端面の外側と接合されて、ノズルプレート２４を安定して保持するためのものである。
【００４０】
このような構成のヘッドチップ１１は、まず、圧電セラミックプレート１６とインク室プレート２１とをスリット板３８を挟持するように接合し、その接合体の端面にノズルプレート２４を接合する。次いで、ノズルプレート２４の外側面、及び圧電セラミックプレート１６とインク室プレート２１との接合体にノズル支持プレート２６を嵌合接着することにより形成される。
【００４１】
以下に、このようなヘッドチップ１１を用いた本実施形態のヘッドチップユニット１０について説明する。
【００４２】
図１及び図３に示すように、本実施形態のヘッドチップユニット１０は、ヘッドチップ１１を構成する圧電セラミックプレート１６のノズル開口２５側とは反対側の端部には個別電極２０ｂ及び共通電極２０ａからなる電極２０に接続される図示しない配線パターンが形成されており、この配線パターンには異方性導電膜２７を介してフレキシブルケーブル２８が接合される。
【００４３】
また、圧電セラミックプレート１６とインク室プレート２１との接合体のノズル支持プレート２６の後端側には、圧電セラミックプレート１６側のアルミニウム製のベースプレート１２と、インク室プレート２１側のヘッドカバー１３とが組み付けられる。ベースプレート１２とヘッドカバー１３とは、ベースプレート１２の係止孔１２ａにヘッドカバー１３の係止シャフト１３ａを係合することにより固定され、両者で圧電セラミックプレート１６とインク室プレート２１との接合体を挟持する。ヘッドカバー１３には、インク室プレート２１のインク供給口２３のそれぞれに連通するインク導入路２９が設けられている。
【００４４】
また、図３（ａ）に示すように、圧電セラミックプレート１６の後端側に突出したベースプレート１２上には配線基板３０が固着される。ここで、配線基板３０上にはヘッドチップ１１を駆動するための駆動ＩＣを有する駆動回路３１が搭載され、駆動回路３１とフレキシブルケーブル２８とが異方性導電膜３２を介して接続される。これにより、図３（ｂ）のヘッドチップユニット１０が完成する。
【００４５】
ここで、駆動回路３１と電極２０との配線について説明する。なお、図４は、駆動回路とヘッドチップとの配線の接続状態を示す概略図である。
【００４６】
図示するように、駆動回路３１には、外部からの電源と、印刷信号等の外部信号とが外部配線１６１を介して入力されている。詳しくは、電源及び外部信号１６０は、外部配線１６１を配線基板３０上に設けられた配線パターンに異方性導電膜等を介して接続することで、外部から駆動回路３１に入力されている。
【００４７】
また、駆動回路３１には、個別電極用駆動部からの複数の端子３３ｂと、共通電極用駆動部からの端子３３ａとが設けられており、この個別電極用駆動部からの各端子３３ｂはそれぞれチャンバ１７の一対の個別電極２０ｂにフレキシブルケーブル２８を介して接続されており、共通電極駆動部からの端子３３ａは全てのチャンバ１７の共通電極２０ａにフレキシブルケーブル２８を介して接続されている。
【００４８】
このように接続することによって、駆動回路３１の個別電極用駆動部から各個別電極２０ｂには、各チャンバ１７毎に独立した駆動信号が出力され、共通電極用駆動部から全ての共通電極２０ａには、同一の駆動信号が出力されるようになっている。
【００４９】
ここで、各チャンバ１７からインク滴を吐出又は不吐出させる際の駆動回路３１から出力される駆動波形について詳細に説明する。
【００５０】
図５は、圧電セラミックプレートの断面図及び個別電極と共通電極とに付与される駆動波形である。
【００５１】
ここで、チャンバ１７ａからインク滴を吐出させる際に、共通電極２０ａに付与される駆動波形１５１は、駆動波形Ｂ及びＥの領域の波形で共通電極２０ａに正の駆動電圧を印加するもので、この際、駆動波形１５０ａは接地されている。これにより、側壁１９に電界が印加され側壁１９がチャンバ１７ａに対して外側に変形する。
【００５２】
本実施形態では、チャンバ１７ａ〜１７ｃの個別電極２０ｂに出力する駆動波形１５０ａ〜１５０ｃは、駆動波形１５１のＢ領域又はＥ領域の波形に連続する波形をＣ領域又はＦ領域に有するものである。これにより、個別電極２０ｂに付与された駆動波形１５０ａ〜１５０ｃによって駆動されたチャンバ１７ａ〜１７ｃの側壁１９に逆の電界が連続して印加され、側壁１９はチャンバ１７ａ〜１７ｃの内方に向かって変形する。
【００５３】
すなわち、図５に示す駆動波形によって、チャンバ１７ａからＣ領域及びＦ領域において２つのインク滴を吐出させる際に、チャンバ１７ａの両側の側壁には、共通電極２０ａに電圧が印加され、連続して個別電極２０ｂに電圧が印加されることによって、側壁１９は、チャンバ１７に対して外側に撓み変形した後に連続して内側に撓み変形することでインク滴が吐出されている。
【００５４】
このように共通電極２０ａに電圧を印加する駆動信号を出力するので、インクを吐出しないチャンバ１７ｂ及び１７ｃに与える影響を相殺するため、インクを吐出しないチャンバ１７ｂ及び１７ｃに対応する個別電極２０ｂには、共通電極２０ａに出力される信号に同期してＢ領域及びＥ領域で波形を出力するようにする。すなわち、本実施形態では、チャンバ１７ｂの個別電極２０ｂに出力される駆動波形１５０ｂのＢ領域と、チャンバ１７ｃの個別電極２０ｂに出力される駆動波形１５０ｃのＥ領域とで、共通電極２０ａに付与される駆動波形１５１のＣ領域及びＦ領域と同一の波形が印加される。
【００５５】
また、ここで、図５に示した駆動波形１５０ａによりチャンバ１７ａからインク滴を吐出する際の側壁１９の動きを図６に示す。なお、図６は、圧電セラミックプレートの断面図である。
【００５６】
まず、図５の駆動波形１５０ａのＡ領域では、個別電極２０ｂ及び共通電極２０ａに電圧が印加されず、図６（ａ）に示すように、側壁１９に電界が印加されないため側壁１９は変形せず、駆動待ちの状態となる。
【００５７】
次に、図５の駆動波形１５０ａのＢ領域では、図６（ｂ）に示すように、共通電極２０ａに駆動電圧が印加されることでチャンバ１７ａの側壁１９ａ、１９ｂに電界が印加され、側壁１９ａ及び１９ｂは互いに外側に離れるように変形し、チャンバ１７ａ内の容積が大きくなる。このとき、チャンバ１７ａ内には、インク室２２からインクが補充される。
【００５８】
次に、図５の駆動波形１５０ａのＣ領域では、図６（ｃ）に示すように、共通電極２０ａに駆動電圧が印加されず、共通電極２０ａが接地された状態となり、逆に個別電極２０ｂに駆動電圧が印加されることで、側壁に図６（ｂ）とは逆の電界が印加され、側壁１９ａ、１９ｂは図６（ｂ）の状態から互いに内側に接近するように変形する。これにより、チャンバ１７ａの容積が縮小してチャンバ１７ａ内の圧力が増加し、ノズル開口２５からインク滴が吐出される。
【００５９】
そして、図５の駆動波形１５０ａのＤ領域では、個別電極２０ｂ及び共通電極２０ａ共に電圧が印加されず、側壁１９は変形しない駆動待ちの状態となる。その後、図５の駆動波形１５０ａのＥ〜Ｇ領域では、上述した駆動波形１５０ａのＢ〜Ｄ領域と同様の工程を繰り返すことでインク滴が再度吐出される。
【００６０】
このように、共通電極２０ａに図示するような駆動波形で電圧を印加することによって、低い電圧で側壁１９の変形量を多くして、安定したインク滴を吐出させることができる。また、個別電極２０ｂ及び共通電極２０ａに印加する駆動電圧が低くても側壁１９を大きく変形させることができるため、駆動時のコストを低減することができる。
【００６１】
（実施形態２）
図７は、実施形態２に係るバッファー回路の回路図及び駆動波形である。
【００６２】
本実施形態では、駆動回路３１の共通電極用駆動部によって共通電極２０ａに駆動電圧を印加する際に、所定電圧まで印加する時間を制御するバッファー回路を設けた以外、上述した実施形態１と同様である。
【００６３】
図示するバッファー回路３７は、共通電極用駆動部により駆動電圧を印加する際に、所定の電圧まで印加する時間を遅延させるものであり、詳しくは、図示するように共通電極用駆動部の駆動波形の立ち上がり及び立ち下がり曲線を緩やかに変化させるものである。
【００６４】
このバッファー回路３７のａからは、共通電極用駆動部からの駆動波形が入力され、このバッファー回路３７によってｂでは駆動波形の立ち上がりが遅延され、ｃではａから入力された駆動波形の立ち下がりが遅延される。
【００６５】
そしてｄでは、バッファー回路３７のｂとｃとの駆動波形を合わせた駆動波形、すなわち、立ち上がり及び立ち下がりが遅延された駆動波形となり、この駆動波形が共通電極２０ａに付与される。
【００６６】
このようなｄの駆動波形を用いて側壁１９を変形させると、側壁１９がチャンバ１７に対して内側に所定時間で徐々に変形させ、さらに所定時間で徐々に元の状態に変形させる。
【００６７】
このバッファー回路３７を個別電極用駆動部に設けることによって、各個別電極２０ｂ毎にバッファー回路３７を設ける必要がなく、所定電圧まで立ち上がる時間、又は所定電圧からの立ち下がる時間を制御することができる。これにより各側壁１９の動きを、インク粘度等の特性やインク吐出環境等に合わせて容易に制御して綺麗なインク滴を吐出することができる。また、インク吐出特性を向上して印刷品質を向上することができると共に低コストで製造することができる。
【００６８】
なお、本実施形態では、共通電極用駆動部からの駆動波形の立ち上がり及び立ち下がりの両方の時間を遅延させるバッファー回路３７を設けるようにしたが、これに限定されず、例えば、インク特性等により、駆動波形の立ち上がり又は立ち下がりの何れか一方を遅延させるようにしてもよい。
【００６９】
また、本実施形態では、バッファー回路３７を別途設けるようにしたが、これに限定されず、例えば、上述した実施形態１の駆動回路３１内に組み込んで使用するようにしてもよい。
【００７０】
（他の実施形態）
以上、実施形態１及び２について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。
【００７１】
上述した実施形態１及び２の個別電極用駆動部及び共通電極用駆動部を有する駆動回路では、従来の絶縁性インクを吐出するヘッドチップユニット等に搭載された駆動回路を流用することにより製造コストを低減することができる。
【００７２】
ここで、駆動回路の一例を図８に示す。なお、図８は、駆動回路の一例を示す概略図である。
【００７３】
図示するように、駆動回路３１Ａは、従来のヘッドチップユニットに搭載される駆動回路である個別電極用駆動部３４と、別途設けられた共通電極用駆動部３５とからなる。
【００７４】
個別電極用駆動部３４は複数の端子３６を有し、この複数の端子３６の内、何れか一つの端子３６ａ以外の端子３６ｂは、各個別電極２０ｂに接続されて、個別電極用駆動部３４から各個別電極２０ｂに駆動信号を出力している。
【００７５】
また、複数の端子３６の何れか一つの端子３６ａは、共通電極用駆動部３５に接続され、この共通電極用駆動部３５の出力側は共通電極２０ａに接続されている。この個別電極用駆動部３４によると、端子３６ｂから出力された共通電極２０ａ用の駆動波形は、共通電極用駆動部３５によって側壁１９に印加した電界に連続して逆の電界を側壁１９に印加するように、タイミングをずらした駆動波形とすることができる。
【００７６】
また、上述した実施形態１では、チャンバ１７とダミーチャンバ１８とを同様の深さの溝として形成したが、これに限定されず、例えば、ダミーチャンバの深さをチャンバよりも深くしてもよい。
【００７７】
このようなヘッドチップユニット１０は、インクカートリッジを保持するタンクホルダに組み付けられてヘッドユニット７０が形成される。
【００７８】
このタンクホルダの一例を図９に示す。図９に示すタンクホルダ６０は、一方面が開口した略箱形形状をなし、インクカートリッジが着脱自在に保持可能なものである。また、底壁上面には、インクカートリッジの底部に形成された開口部であるインク供給口と連結する連結部６１が設けられている。連結部６１は、例えば、ブラック（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のインク毎に設けられている。連通部６１内には図示しないインク流路が形成され、その開口となる連結部６１の先端には、フィルタ６２が設けられている。また、連結部６１内に形成されたインク流路は底壁の裏面側まで連通して形成され、各インク流路は、タンクホルダ６０の裏面側に設けられた流路基板６３内の図示しないインク流路を介して流路基板６３の側壁に開口するヘッド連結口６４に連通する。このヘッド連結口６４はタンクホルダ６０の側面側に開口し、当該側壁の底部には、上述したヘッドチップユニット１０を保持するヘッドチップユニット保持部６５が設けられている。ヘッドチップユニット保持部６５は、配線基板３０上に設けられた駆動回路３１を包囲する略コ字状に立設された包囲壁６６と、包囲壁６６内にあってヘッドチップユニット１０のベースプレート１２及び配線基板３０に設けられた係止孔３０ａと係合する係合シャフト６７が立設されている。
【００７９】
従って、このヘッドチップユニット保持部６５にヘッドチップユニット１０を搭載してヘッドユニット７０が完成する。このとき、ヘッドカバー１３に形成されたインク導入路２９が流路基板６３のヘッド連結口６４に連結される。これにより、タンクホルダ６０の連結部６１を介してインクカートリッジから導入されたインクは、流路基板６３内のインク流路を通ってヘッドチップユニット１０のインク導入路２９に導入され、インク室２２及びチャンバ１７内に充填される。
【００８０】
また、このように形成されたヘッドユニット７０は、例えば、インクジェット式記録装置のキャリッジに搭載されて使用される。この使用態様の一例の概略を図１０に示す。
【００８１】
図１０に示すように、キャリッジ７１は、一対のガイドレール７２ａ及び７２ｂ上に軸方向に移動自在に搭載されており、ガイドレール７２の一端側に設けられてキャリッジ駆動モータ７３に連結されたプーリ７４ａと、他端側に設けられたプーリ７４ｂとに掛け渡されたタイミングベルト７５を介して搬送される。キャリッジ７１の搬送方向と直交する方向の両側には、ガイドレール７２ａ及び７２ｂに沿ってそれぞれ一対の搬送ローラ７６及び７７が設けられている。これらの搬送ローラ７６及び７７は、キャリッジ７１の下方に当該キャリッジ７１の搬送方向とは直交する方向に被記録媒体Ｓを搬送するものである。
【００８２】
キャリッジ７１上には、上述したヘッドユニット７０が搭載され、このヘッドユニット７０には上述したインクカートリッジを着脱自在に取付可能である。
【００８３】
このようなインクジェット式記録装置によると、被記録媒体Ｓを送りつつキャリッジ７１をその送り方向とは直交方向に走査することにより、ヘッドチップによって被記録媒体Ｓ上に文字及び画像を記録することができる。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、個別電極に駆動信号を入力すると共に共通電極にも駆動信号を入力することで、低い駆動電圧で側壁の変形量を大きくすることができ、駆動時のコストを低減することができると共に綺麗なインク滴を吐出してインク吐出特性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るヘッドチップユニットの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るヘッドチップの分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態１に係るヘッドチップユニットの組み立て工程を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る駆動回路とヘッドチップとの配線の接合を示す概略図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る圧電セラミックプレートの断面図及び駆動波形を示す図である。
【図６】本発明の実施形態１に係るヘッドチップの側壁の変形例を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態２に係るバッファー回路及びその各所の駆動波形を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る駆動回路の他の例を示す図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係るヘッドユニットの組み立て工程を示す斜視図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係るインクジェット式記録装置の概略斜視図である。
【図１１】従来技術に係るヘッドチップの概要を示す概略斜視図である。
【図１２】従来技術に係るヘッドチップの概要を示す断面図である。
【図１３】従来技術に係るヘッドチップの概要を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ ヘッドチップユニット
１１ ヘッドチップ
１２ ベースプレート
１３ ヘッドカバー
１６ 圧電セラミックプレート
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ チャンバ
１８ ダミーチャンバ
１９、１９ａ、１９ｂ 側壁
２０ 電極
２０ａ 共通電極
２０ｂ 個別電極
２４ ノズルプレート
３０ 配線基板
３１ 駆動回路
３３ａ、３３ｂ 端子
３４ 個別電極用駆動部
３５ 共通電極用駆動部
３６、３６ａ、３６ｂ 端子
３７ バッファー回路
３８ スリット板
６０ タンクホルダ
７０ ヘッドユニット
１５０ａ〜１５０ｃ、１５１、１５２ａ〜１５２ｃ、１５３ 駆動波形
１６０ 電源及び外部信号
１６１ 外部配線

Claims (7)

1. 圧電セラミックプレートに、ノズル開口に連通しインクの充填されたチャンバと、前記インクの充填されないダミーチャンバとを交互に並設すると共に各チャンバ及びダミーチャンバの両側の側壁に電極を設けて、当該チャンバ内の電極を共通電極とすると共に各ダミーチャンバ内の電極を個別電極として各チャンバの両側の側壁に駆動電界を印加するヘッドチップユニットにおいて、
   前記個別電極に接続されて各個別電極に個別駆動信号を出力する個別電極用駆動部と、前記共通電極に接続されて当該共通電極に共通駆動信号を出力する共通電極用駆動部とを有する駆動回路を具備し、
   前記共通駆動信号により前記側壁が前記チャンバの外側に変形することで前記チャンバにインクが補充され、前記個別駆動信号により前記側壁が前記チャンバの内側に変形することで前記ノズル開口からインクを吐出するとともに、
   前記チャンバのうちインクを吐出しないチャンバでは、当該チャンバに対応する共通電極に前記共通電極用駆動部から共通駆動信号を出力するとともに、当該チャンバに対応する個別電極に前記共通駆動信号と同一の信号を前記個別電極用駆動部から前記共通駆動信号の出力と同時に出力することにより、前記側壁が前記チャンバの外側に変形しないことを特徴とするヘッドチップユニット。
2. 前記個別駆動信号及び前記共通駆動信号が正又は負の何れか一方の駆動電圧を付与するためのものであることを特徴とする請求項１に記載のヘッドチップユニット。
3. 前記個別駆動信号は、前記共通電極用駆動部による側壁への電界の印加に連続して逆方向の電界を印加するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のヘッドチップユニット。
4. 前記共通駆動信号と前記個別駆動信号はともに矩形波信号であって、前記共通駆動信号のパルス幅は前記個別駆動信号のパルス幅よりも短いことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のヘッドチップユニット。
5. 前記インクが導電性のインクからなることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のヘッドチップユニット。
6. 前記共通電極用駆動部は、前記共通駆動信号が所定の電圧までの立ち上がり又は立ち下がりの何れか一方又はその両方の時間を制御するバッファー回路を含むことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のヘッドチップユニット。
7. 請求項１〜６の何れかのヘッドチップユニットを具備することを特徴とするインクジェット式記録装置。

Images