JPH02158348A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、滴状に吐出させたインクを記録紙に付着させ
てドツト単位で記録を行うインクジェットプリンタに関
する。さらに詳しくは、吐出口からインクを吐出させる
ための吐出駆動手段と、この吐出駆動手段を記録用の入
力信号に応じて作動させる吐出制御手段とを備えたイン
クジェットプリンタに関する。

〔従来の技術〕

この種のインクジェットプリンタとしては、次のような
もの等が知られている。

その１つは、ノズルに設けた発熱体による熱エネルギー
でインク中に気泡を発生させ、その気泡の圧力でノズル
内のインクを吐出させる手段を吐出駆動手段として設け
たバブルジェット方式のものである（例えば特公昭６１
−５９９１１号公報）。

他の１つは、ノズル内のインクを加圧するピエゾ素子等
の圧電素子と、ノズル内のインクの逆流を防止するマイ
クロバルブとを設けて吐出駆動手段を構成したマイクロ
バルブ方式のものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、前記従来のインクシェツトプリンタには次の
ような不都合があった。

つまり、今日では、記録の高速化のためのマルチノズル
化と、高品質画像化のための高解像度・多階調再現化と
が強く望まれている５、しかし、前述した前者バブルジ
ェット方式のインクシェツトプリンクによる場合は、高
解像度・多階調再現化の面で難点かぁ−、た。−）まｆ
′）、吐出するインク滴量が一定であ口ｚ：め、ドツト
の大きさを変えてのドツト単位での階調再現化が不可能
で、階調再現法がデイサ法や面積階調法とならざるを得
ず、解像度が低い。

他方、後者のマイクロバルブ方式の一インクジェットプ
リンタによる場合は、階調表現は可能であるものの、マ
ルチノズル化の面で難点があった。つまり、圧電素子の
変形により機械的にインクを加圧するため、インクを確
実に吐出させるには、−室以上の加圧面積が必要である
。

その結果、吐出駆動手段が比較的大きなものとなって、
吐出駆動手段を含むノズルヘッドがバブルジェット方式
のものよりも大きくなる。従って、マルチノズル化した
場合、必ずヘッドが大型化する。

本発明の［」的は、高解像度・多階調再現化およびマル
チ・・スル化のいずれにも好適に対応できるインクンエ
・・・ドブリンクを提供する点にある。

ｉ゛課題解決するための手段〕 本発明による１′ンクジエ・ソトプリンタの特徴構成は
、吐出口からインクを吐出させるための吐出駆動１段と
１．−の吐出手段を記録用の入力（ｉ号に応じで作動さ
せる吐出制御手段とを備えた１′ンクジエ・・・ドブＩ
）〉・夕において、前記吐出駆動手段から吐出口に至る
経路中に経路開閉用のバルブを設け、このバルブの開度
を前記入力信号のうちの画像信号に基づいて調整するた
めのバルブ制御手段を設けてある点にある。

し作　用〕 バルブ制御手段によるバルブの開度の調整により、吐出
駆動手段による吐出量の変更を行うことなく、インクの
吐出量を変更してドツトの大きさを変更できるため、バ
ルブの開度調節制御単独で高解像度・多階調再現を行え
る。これによって、マルチノズル化する際、高解像度・
多階調再現を行えながらも、マルチノズルに対して共通
の１つの吐出駆動手段を設ける構成を採用できるため、
マイクロバルブ方式のインクジェットプリンタであって
も、マルチノズルヘッド小型・コンパクトに構成できる
。

吐出駆動手段による吐出量の変更とバルブの開閉とを組
合せることにより、−層、きめ細かな吐出量制御を行う
ことができるため、より一層、多階調再現性能を勝れた
ものにできる。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて、本発明の詳細な説明する。

第１図および第２図に示すように、第１基板（１）と第
２基板（２）とを、スペーサとなる第３基板（３）を介
して接着し、第２基板（２）にはインクタンク（図示せ
ず）から供給されるインクを第１基板（１）と第２基板
（２）のダイヤフラム部（２Ｘ）との間に形成される加
圧室（Ｒ）に供給するための供給孔（２ａ）を形成する
とともに前記ダイヤフラム部（２ｘ）を介して加圧室（
Ｒ）内のインクを加圧するためのアクチュエータ（４）
を付設し、第１基板（１）には加圧室（Ｒ）内で加圧さ
れたインクを複数の吐出口（１ａ）に導く各別のインク
供給路（ｌｂ）を形成し、もって、前記アクチュエータ
（４）の作動で加圧されたインクを吐出口（１ａ）から
吐出させるインクジェットプリンタの記録ヘッドを構成
しである。

前記供給孔（２ａ）と加圧室（Ｒ）との間には、加圧室
（Ｒ）へのインク供給を制御するための供給制御弁（５
）を設ける一方、加圧室（Ｒ）と複数のインク供給路（
１ｂ）との間には、そのインク供給路（１ｂ）を開閉し
て各吐出口（１ａ）からのインク吐出を制御するための
各別の吐出制御弁（６）を設けてある。

前記供給制御弁（５）は、前記供給孔（２ａ）を開閉自
在な状態で第２基板（２）に一端を固着した片持梁式の
弁体（５Ａ）と、その弁体（５Ａ）に対向する位置の第
１基板（１）に形成した制御電極（５Ｂ）とからなり、
この制御電極（５Ｂ）に電圧を印加することにより、静
電引力で゛０１酷己イ１ご体（５Ａ＋（′）−・椿；を
第１基板（１）側（、τ引き寄せて供給孔（２ａ）芥開
放し、インクタンクからの供給−ゴンクを前ｉ　ｇｌ、
ｌ’、７Ｊ［’１圧室（Ｒ）内に導入するご−と７′）
＼−ｆ−Ｘきｐ：、　Ｊｌ−ニアに構成されている。

また、複数のインク供給路（１ｂ）ごとに設けられた前
記吐出制御弁（６）は、本発明にお（干るバルブであっ
て、第３図にも伯１．ように、それぞれインク供給路（
１ｂ）を開閉目在な状態で第１８板（１）に一端を固着
したポリシリコン製の基体（６ａ）とその基体（６ａ）
の第２基板（２）側に付設置。

たアルミニウム電極（６ｂ）とからちる弁体（６Ａ）、
および、その弁体（６Ａ）に対向する位置の第１２基板
（２）に形成した制御電極（６１１）からなり、この制
御電極（６Ｂ）に電圧を印）ルすることにより、前記ア
ルミニウム電極（６ｂ）との間で生（２る静電リカで前
記弁体（６Ａ）の一端を第２基板（２）側に弓き寄せて
インク供給路（１，ｂ　）を開放し、加圧室（Ｒ）内の
インクを各吐出口（１ａ）に導くことを可能にするよう
に構成されている。

吐出駆動手段である前記アクチュエータ（４）は、第４
図に示すように、圧電材料であるｐｚｒ（チタン酸ジル
ロン酸鉛）の薄板（４Ａ）。

（４Ｂ）の複数を、分極方向を交互にして、かっ、間に
内部電極を挾持した状態で積層し、さらに、両側に信号
入力用の外部電極（４Ｃ）を付設してなり、外部電極（
４Ｃ）を介［−５で各内部電極に電圧を印加することに
より、各ＰＺＴ薄板（４Ａ）、　（４Ｂ）の積層方向へ
の圧力を生じさせて第２基板（２）のダイヤフラム部（
２Ｘ）を変形させ、加圧室（Ｒ）内のインクを加圧する
ことができるように構成されている。

ぞして、上記構成の記録ヘットによる記録を行すにあた
っては、まず、各吐出制御弁（６）の制御電極（６Ｂ）
へ、バルブ制御手段である制御装置（７）のバルブ制御
部（７ａ）から、入力信号のうちの画像信号に基ついて
電圧印加用の制御信号を人力して必要な吐出制御弁（６
）を開放し、その後、入力信号に基づいて制御装置（７
）からの制御信号でアクチュエータ（４）を駆動して加
圧室（Ｒ）内のインクを加圧することにより、前記複数
のインク供給路（１ｂ）のうち、吐出制御弁（６）か開
放状態にあるものを通って、加圧されたインクが吐出口
（１ａ）に達してその吐出口（ｌａ）から滴状に吐出さ
れ、記録紙（図示せず）上に１ライン分の必要な記録ド
ツトが一度に形成されることとなるのである。必要な記
録ドツトの形成が完了すれば、アクチュエータ（４）の
駆動を停止するとともに、開放状態にある吐出制御弁（
６）を閉塞させた後、制御装置（７）からの制御信号で
供給制御弁（５）を開放することによって、新たなイン
クが導入され、次のラインの記録に備える。

すなわち、本例の記録ヘッドは、吐出制御手段である制
御装置（７）による吐出駆動手段であるアクチュエータ
（４）の作動でインクに常に吐出のための駆動力を付与
し続けるとともに、画像信号に応じて必要あるごとにバ
ルブ制御手段（７ａ）で吐出口（１ａ）からインクを吐
出させて記録紙上に記録ドツトを形成する構成となって
いる。

従って、複数の吐出口（１ａ）を有するマルチノズル構
成でありながら、吐出駆動手段としてのアクチュエータ
（４）を各吐出口（ｌａ）に対して共通のものとして設
けるだけで済み、記録ヘッドを小型でコンパクトなもの
にすることかできるのである。

次に、前述した記録ヘッドの作成方法を説明する。

第１基板（１）の作成は、［１］シリコン（１，Ｌ　Ｏ
）のウェハー（ＩＡ）を両面研磨してインク供給路（１
ｂ）を形成する第１工程と、［２］吐出制御弁（６）の
弁体（６Ａ）を形成する第２工程とに分けられる。第１
工程では、まず第５図（イ）に示すように、シリコンウ
ェハー（ＩＡ）の両面ニジリカ［ＳｉＯ□］の熱酸化膜
（ＩＢ）を［１μ］の厚みで形成し、インク供給路（ｌ
ｂ）用のパターニングを施し、次に、第５図（ロ）に示
すように、水酸化カリウム［ＫＯＨ］の３０％の水溶液
を用いて、５０℃でシリコンをエツチングにより除去し
てインク供給孔（１ｂ）を形成する。そして、第２工程
■０ では、まず、第５図（ハ）に示すように、インク供給孔
（１ｂ）が形成されたシリコンウェハー（ＩＡ）にシリ
コンのアルコラードを塗布して酸素雰囲気中で熱処理を
施すことによってシリカ［５ｉ０２］層（ＩＣ）を形成
し、次に、第５図（ニ）に示すように、シリカ層（１Ｃ
）の表面を平坦化してその厚みを［５００人］程度以下
とした後に弁体（６Ａ）の固着部となる部分のシリカ層
（ＩＣ）に窓を形成し、さらに、第５図（ホ）に示すよ
うに、ＣＶＤによるデポジションでポリシリコン（６Ａ
）を［２μ］の厚みに形成するとともにその表面にアル
ミニウム（６Ｂ）を［０，２μ］の厚みで蒸着した後に
弁体（６Ａ）のパターニングを施し、その後、第５図（
へ）に示すように、シリカ層（ＩＣ）をエツチングによ
り除去して弁体（６Ａ）を形成する。

また、第２基板（２）の作成は、［１］シリコン（Ｌ　
Ｏ，０）のウェハー輯ａ）にダイヤフラム部（２Ｘ）と
供給孔（２ａ）を形成する第１工程と、［２］供給制御
弁（５）の弁体（５Ａ）を形成する第２工程とに分けら
れる。第１工程では、まず第６図（イ）に示すように、
シリコンウェハー（２ａ）の作成途中にホロンを注入し
てエッチストップ用のＰ＋層（２Ｂ）を形成した後にエ
ピタキシャル成長によってシリコンウェハー（２Ａ）の
残りの部分を形成し、次に、第６図（Ｄ）に示すように
、第１基板（１）の作成の第１工程と同様に、エツチン
グにより、ダイヤフラム部（２Ｘ）と供給孔（２ａ）と
を形成する。そして、第２工程では、第１基板（１）の
作成の第２工程と同一の工程で、供給制御弁（５）の弁
体（５Ａ）を形成する。

なお、図示はしないが、スペーサとなる第３基板（３）
の作成は、第１基板（１）の作成の第１工程と同様に、
シリコン（１，１，０）のウェハーを両面研磨してシリ
カ［ＳｉＯ□］の熱酸化膜を形成することで行われる。

上述のように各基板（１）、　（２）、　（３）を形成
した後、それらを静電圧接法等の接着方式を用いて互い
に接着し、第２基板（２）のダイヤフラム部（２Ｘ）に
アクチュエータ（４）を固着することによって、記録ヘ
ッドの作成が完了する。

上述した実施例では、複数の吐出口（１ａ）に対して共
通の１つの吐出駆動手段（４）を設けたものであるから
、吐出駆動手段（４）を常に同じ状態で駆動した場合に
は、加圧室（Ｒ）のインクに対する加圧量が常に同じに
なるので、開放状態にある吐出制御弁（６）の数によっ
てひとつひとつの吐出口（１ａ）から吐出されるインク
の量にバラツキが生じ、その結果、画像の品質低下を招
来してしまう。そこで、そのような不都合を回避するた
めに、開放状態にある吐出制御弁（６）の数に応じて、
加圧室（Ｒ）内のインクに対する加圧量を変更するよう
にしである。以下、そのための構成を説明する。

第７図において、（４Ｃ）が前記アクチュエータ（４）
の外部電極、（５Ｂ）が前記供給制御弁（５）の制御電
極、（６Ｂ）が各吐出制御弁（６）ごとの制御電極であ
る。そして、（７）が吐出駆動手段であるアクチュエー
タ（４）を記録用の入力信号に応じて作動させる吐出制
御手段としての制御装置、（７ａ）がその制御装置（７
）に組み込まれて、入力信号のうちの画像信号に基づい
て、バルブである吐出制御弁（６）を開閉するバルブ制
御手段としてのバルブ制御部である。

ホストコンピュータ（図示せず）等から送られて来る入
力信号は、先ずノズル制御回路（８）において演算処理
されてシリアルデータに変換された後、計数回路（９）
を経由してシフトクロック［ＳＣ］に同期してシフトレ
ジスタ（１０）に順次転送され、■ライン分のシリアル
画像信号がシフトレジスタ（１０）に保持される。シフ
トレジスタ（１０）内の１ライン分のシリアル画像信号
は、ノズル制御回路（８）からのラッチ信号［ＬＳ］に
同期してラッチ回路（１１）にラッチされる。そして、
１ラインの記録中“Ｈ”レベルになる各別のアンドゲー
ト（１２）に対するノズル制御回路（８）からのライン
信号［ＬＣ］によって、第１の基準電圧［Ｖｈ、］が与
えられる各別のドライバ（１３）のうちラッチ回路（１
１）からのシリアル画像信号に応じて必要なものが駆動
され、対応する吐出制御弁（６）の制御電圧（６Ｂ）に
記録用の駆動電圧［Ｖｐ］か印加され、その吐出制御弁
（６）が開放される。

一方、計数回路（９）では、シリアル画像信号が通過す
るごとにシフトクロック［ＳＣ］に同期して開放すべき
吐出制御弁（６）の数が計数される。１ライン分のシリ
アル画像信号が通過した後、計数回路（９）で計数累積
された開放吐出制御弁数の情報は、印加電圧制御回路（
１４）に送られ、この印加電圧制御回路（１４）から、
前記開放吐出制御弁数に応じたアクチュエータ（４）へ
の第２基準電圧［■ｈ２］が出力されてドライバ（１５
）に人力される。このドライバ（１５）へは、ノズル制
御回路（８）からのライン信号［ＬＣ］を遅延回路（１
６）に通過させた信号が駆動信号として入力されており
、アクチュエータ（４）の外部電極（４Ｃ）に、必要な
吐出制御弁（６）が開放されるタイミングよりも所定時
間［１］遅れたタイミングで、前記第２の基準電圧［Ｖ
ｈ２］をインク加圧用の駆動電圧［Ｖｄ］として印加す
るように構成されている。

つまり、加圧室（Ｒ）内のインクが加圧された状態では
、吐出制御弁（６）を開放するためには加圧されたイン
クに打ち勝つ力を要し、制御電極（６Ｂ）への大きな電
圧印加を必要とするからで、インクが加圧されるまでの
間に必要な吐出制御弁（６）を開放しておくようにしで
あるのである。

なお、必要な吐出制御弁（６）の開放を、インクへの加
圧と同時に行ってもよい。

さらに、第３の基準電圧［Ｖｈ３］を供給制御弁（５）
の制御電極（５Ｂ）に弁開放用の駆動電圧［Ｖｓ］　と
して印加するためのドライバ（１７）へは、１ラインの
記録中“Ｈ”レベルになるライン信号［ＬＣ］をインバ
ータ（１８）で反転した信号が駆動信号として入力され
ており、その駆動信号が“Ｈ”レベルの間、すなわち記
録を行っていない間、供給制御弁（５）の制御電極（５
Ｂ）への駆動電圧［Ｖｓ］印加で供給制御弁（５）を開
放し、加圧室（Ｒ）内へインクタンクからの新たなイン
クを導入するように構成されている。

上述した各電圧［Ｖｐ］　、　［Ｖｄ］　、　［Ｖｓ］
を各制御５ 御電極（６Ｂ）、　（４Ｃ）、　（５Ｂ）に印加するタ
イミングを、第８図のタイムチャートに示す。そして、
このタイムチャートには、１ラインの記録ごとに、アク
チュエータ（４）の制御電極に印加するインク加圧用の
駆動電圧［Ｖｄ］のレベルを異ならせである様子を併せ
て示しである。

なお、アクチュエータ（４）によるインクに対する加圧
量を開放吐出制御弁に応じて異ならせることで１つの吐
出口（１ａ）からのインク吐出量を一定にして画像の品
質低下を回避するための構成として、上述の実施例では
アクチュエータ（４）の外部電極（４Ｃ）へ印加するイ
ンク加圧用の駆動電圧［Ｖｄ］を、開放吐出制御弁数に
応じて異ならせるものを説明したか、それに替えて、第
９図のタイムチャートに示すように、アクチュエータ（
４）の外部電極（４Ｃ）へインク加圧用の駆動電圧［Ｖ
ｄ］を印加する時間［ｔｄ］を、吐出制御弁（６）を開
放するための記録用の駆動電圧［Ｖｐ］を印加する時間
［ｔｐ］とともに、開放吐出制御弁数に応じて異ならせ
るように構成してもよい。

〔別実施例〕

次に、先の実施例中で言及しなかった本発明の別の実施
例を列記する。

〈１〉先の実施例では、各基板（１）、　（２）、　（
３）をシリコンから形成した例を説明したが、それに替
えて、エポキシ等の各種の樹脂やガラスを用いることが
可能である。また、吐出制御弁（６）の弁体（６Ａ）や
供給制御弁（５）の弁体（５Ａ）を形成する素材として
、ポリシリコンに替えて、シリカ［ＳｉＯ□］、酸化タ
ンタル（Ｖ）［Ｔａ２０５コ、アルミナ［Ａｌ□０−２
窒化ケイ素［５１３Ｎ４］　、　　シリコンオキシナイ
トライド［５ｉＮＯ］等の無機材料、ポリメタクリル酸
メチル［ＰＭＭＡ］　、ポリイミド等の有機高分子材料
、クロム［Ｃｒ］　、モリブデン［Ｍｏ］　、タングス
テン［Ｗ］　、タンタル［Ｔａ］等の金属を用いること
ができる。

〈２〉吐出制御弁（６）の構成は適宜変更可能であり、
次にその数例を列記する。

＜２−Ｄ吐出制御弁（６）に、開放していない状態でイ
ンクがインク供給路（１ｂ）に滲み出るのを防止する機
構を付設する。

（２−１−Ｄ第１０図に示すように、吐出制御弁（６）
の弁体（６Ａ）に対向する箇所の第１基板（１）上に、
インクの浸透を防止するためのフッ化炭素系膜等の疎液
性膜（２０）を設ける。

この疎液性膜（２０）は、ＰＣＶＤ、スパッタ、蒸着等
により形成することが可能である。

＜２−１−２＞第１１図に示すように、吐出制御弁（６
）の弁体（６）において、アルミニウム電極（６ｂ）を
基体（６ａ）の第１基板（１）に対向する部分まで回り
込む状態に形成するとともに、弁体（６Ａ）に対向する
箇所の第１基板（１）上に、第２の制御電極（２１）を
設け、吐出制御弁（６）を開放しない場合に、この第２
の制御引力（２１）に電圧を印加することにより、前記
アルミニウム電極（６ｂ）との間で生じる静電引力で弁
体（６Ａ）の−端を第１基板（１）側に引き寄せて吐出
制御弁（６）の閉塞状態を確実に維持できるように構成
する。なお、図中（２０）は先に（２−１−］、＞で説
明した疎液性膜である。

＜２−２＞吐出制御弁（６）の開閉のための弁体（６Ａ
）の姿勢変更を、制御電極（６Ｂ）への電圧印加で生じ
る静電引力を用いずに行う。

＜２−２−Ｄ第１２図に示すように、吐出制御弁（６）
の弁体（６Ａ）を硬質磁性材料から形成する。

そして、スパッタ、蒸着、電気メツキ等の手法で第１基
板（１）に一端を固着し、成膜後、高磁場中において図
中の矢印方向に着磁する。一方、第２基板（２）には、
多層配線技術を用いてコイル（２２）を付設する。そし
て、吐出制御弁（６）を開放するにあたっては、そのコ
イル（２２）に電流を流すことにより、弁体（６Ａ）を
構成する永久磁石との間で生じる吸引力で前記弁体（６
Ａ）の一端を第２基板（２）側に引き寄せてインク供給
路（１ｂ）を開放し、一方、吐出制御弁（６）を開放し
ない場合には、前記コイル（２２）に開弁時とは逆方向
の電流を流すことにより、弁体（６Ａ）を構成する永久
磁石との間で生じる反発力で前記弁体（６Ａ）の一端を
第１基板（２）側に押し付けてインク供給路（１ｂ）の
閉塞状態を確実に維持できるようにする。

なお、吐出制御弁（６）の開閉を磁力を用いて行う構成
の場合、図示はしないが、弁体（６Ａ）を軟磁性体から
形成するとともに、第２基板（２）上のコイル（２２）
とは別に、第１基板（１）上にもコイルを付設し、一対
のコイルへ流す電流のバランスによって弁体（６Ａ）の
姿勢変更を行わせるようにしてもよい。この構成の場合
、第１基板（１）上に設けるコイルは、複数の弁体（６
Ａ）に対して共通のものとして設けることも可能である
。

＜２−２−２＞第１３図に示すように、吐出制御弁（６
）の弁体（６Ａ）を、ポリフッ化ビニリデン［ＰＶＤＦ
］やチタン酸ジルコン酸鉛［ＰＺＴ］等の圧電材料（２
３）を一対の電極（２４ａ）。

（２４ｂ）で挟んだ構造とする。この弁体（６Ａ）の作
製は、一方の電極（２４ａ）、圧電材料（２３）、他方
の電極（２４ｂ）を順次成膜した後、分極処理を施すこ
とによって行うことができる。そして吐出制御弁（６）
を開放するにあたっては、前記両電極（２４ａ）。

（２４ｂ）間への電圧印加で電界を形成することにより
、逆圧電効果で圧電材料（２３）の一端を第２基板（２
）側に撓ませてインク供給路（ｌｂ）を開放し、一方、
吐出制御弁（６）を開放しない場合には、前記両電極（
２４ａ）、　（２４ｂ）間に開弁時とは逆方向の電界を
形成することにより、同じく逆圧電効果で圧電材料（２
３）の一端を第１基板（１）側に撓ませてインク供給路
（１ｂ）の閉塞状態を確実に維持できるようにする。

＜２−３＞吐出制御弁（６）の弁体（６Ａ）を、第１４
図に示すように両端固定の構成とする。第１４図には、
この弁体（６Ａ）を姿勢変更するための構成として、先
の実施例と同様に、弁体（６Ａ）の第２基板（２）側に
アルミニウム電極（６Ｂ）を付設するとともに第２基板
（２）に制御電極（６Ｂ）を付設したものを示しである
が、その構成は、上述した＜２−１−Ｄないしく２−２
−２＞で説明した種々の構成に変更することか可能であ
る。

〈３〉吐出駆動手段としてのアクチュエータ（４）の構
成も適宜変更可能である。

＜３−Ｄ先の実施例と同様に圧電素子を用いる構成にお
いて、圧電素子として、バイモルフ型やモノモルフ型の
ものを用いる。

＜３−２＞第１５図に示すように、第１基板（１）なら
びに第２基板（２）のダイヤフラム部（２Ｘ）に各別の
電極（２５ａ）、　（２５ｂ）を設け、それら画電極（
２５ａ）、　（２５ｂ）間への電圧印加で生じる静電引
力により、ダイヤプラム部（２Ｘ）を変形させる構成と
する。

＜３−３＞第１６図に示すように、第１基板（１）に磁
性体（２６ａ）を付設するとともに第２基板（２）のダ
イヤフラム部（２Ｘ）に電磁石（２６ｂ）を付設し、そ
の電磁石（２６ｂ）を作動させることで第１基板（１）
に付設の磁性体（２６ａ）との間で生じる磁力により、
ダイヤフラム部（２Ｘ）を変形させる構成とする。

＜３−４＞そのほか、インクに吐出のための駆動力を付
与する構成は既知の種々の手段を用いることができ、例
えば、図示はしないが、インクをポンプによって加圧す
る構成としてもよい。

〈４〉先の実施例では、吐出制御弁（６）の開閉を、単
に吐出口（１ａ）からのインクの吐出と吐出停止とを切
り替えるためだけに用いたものを例にとり、記録画像に
おいて２値再現のみが可能な構成を説明したが、それに
替えて、吐出制御弁（６）の開放時間を画像信号に応じ
て変更することで吐出口（１ａ）からのインク吐出量を
変更し、記録画像における階調再現が可能な構成として
もよい。

〈５〉第１７図及び第１８図に示す実施例は、本発明を
適用した記録ヘッドの別の実施例で、複数の吐出口（１
ａ）を並設したマルチノズル構成において、各吐出口（
１ａ）ごとに各別の吐出制御弁（６）を設けることに加
えて、加圧室を各吐出口（１ａ）ごとに設け、吐出駆動
手段としてのアクチュエータ（４）を各加圧室（Ｒ）ご
とに設けたものである。なお、この実施例の構成におい
ては、加圧室（Ｒ）ならびにアクチュエータ（４）が複
数個になったほかは、先の実施例の第１図及び第２図に
示す構成と同一であり、同一番号を付すのみとし、詳し
い説明は省略する。

この実施例の構成においては、吐出制御弁（６）の開放
時間を画像信号に応じて異ならせ、対応するアクチュエ
ータ（４）の作動時間をそれに合わせて画像信号に応じ
て異ならせるこ七によって、インクの吐出量を吐出口（
ｌａ）ごとに異ならせ、階調再現の可能な画像を得るこ
とのできるものとなっている。

すなわち、第１９図に示すように、ホストコンピュータ
等から送られて来る入力信号は、先ずノズル制御回路（
８）において演算処理されて画素ごとに階調を持ったデ
ジタル信号として出力され、Ｄ／Ａ変換器（２７）でア
ナログ信号に変換される。このアナログ信号は、シフト
クロック［ＳＣ］に同期してアナログシフトレジスタ（
２８）に順次転送され、１ライン分のアナログ画像信号
がアナログシフトレジスタ（２８）に保持される。アナ
ログシフトレジスタ（２８）内の１ライン分のアナログ
画像信号は、画素単位で出力されて変換器（２９）に入
力され、変換器（２９）において電圧に応じた時間幅の
パルスデータに変換される。そして、■ラインの記録中
“Ｈ”レベルになる各別のアントゲ−）（１２）に対す
るノズル制御回路（８）からのライン信号［ＬＣ］によ
って、第１の基準電圧［ｖｈ、］が与えられる各別のド
ライバ（１３）のうち変換器（２９）からのパルスデー
タに応じて必要なものが駆動され、対応する吐出制御弁
（６）の制御電極（６Ｂ）に、各パルスデータの時間幅
にわたって記録用の駆動電圧［Ｖｐ］が印加され、その
吐出制御弁（６）が開放される。

一方、前記パルスデータは各別の遅延回路（１６）に入
力された後、所定時間［１］遅れたタイミングで、前記
各アクチュエータ（４）の制御電極（４Ｃ）に対する各
別のドライバ（１５）に入力され、このドライバ（１５
）に供給される第２の基準電圧［Ｖｈ２］が、対応する
アクチュエータ（４）の制御電極（４Ｃ）に、各パルス
データの時間幅にわたってインク加圧用の駆動電圧［Ｖ
ｄ］として印加され、インクの加圧が行われる。

その結果、インクへの加圧時間の異同とそれに合わせた
吐出制御弁（６）の開放時間の異同とによって、インク
の吐出量が各吐出口（１ａ）ごとに異なることとなり、
記録ドツトの大きさを変更して階調再現を行うことがで
きる。なお、以上の記録動作に伴う各電圧［Ｖｐ］　。

［Ｖｄ］　、　［Ｖｓ］の印加タイミングを第２０図の
タイムチャートに示す。

さらに、図示はしないが、上述の実施例において、次の
ような構成の変更が可能である。

＜５−Ｄ　Ｉライン分の記録中、全てのアクチュエータ
（４）を同時に駆動するとともに、必要な吐出制御弁（
６）のみを前記画像信号に応じたパルスデータの時間幅
にわたって開放する。

＜５−２＞　１ライン分の記録中、全ての吐出制御弁（
６）を同時に開放するとともに、必要なアクチュエータ
（４）のみを前記画像信号に応じたパルスデータの時間
幅にわたって駆動する。

＜５−３＞そのほか、吐出制御弁（６）やアクチュエー
タ（４）等の具体的構成において、先に述べた〈１〉な
いしく３〉の変更が可能である。

〈６〉第２１図及び第２２図に示す実施例は、第１７図
および第１８図に示す構成を利用したさらに別の記録ヘ
ットの実施例である。この実施例では、　′イエロー”
、′マゼンタ”、′シアン”“グラ。ツク”の４色での
記録を行うことができるように、各画素毎に、それら４
色に対応する吐出口（１ａ）、吐出制御弁（６）、アク
チュエータ（４）、供給制御弁（５）を設けたものであ
る。なお、図中、各部分（ｌａ）、　（４）、　（５）
、　（６）は、（ｙ）、　（ｍ）、　（ｓ）、　（ｂ）
の添字を付けることをもって、各色との対応を示しであ
る。

また、この実施例では、第２１図に示すように、吐出口
（Ｉａ）の端部を漏斗状に切り欠き、内部にフッ化炭素
系の疎液性膜をコーティングした構成としてあり、記録
ヘッドへ記録紙を接触させての記録が可能になっている
。その結果、インクの飛翔距離がほぼ一定となり、記録
ドツトの再現性が向上して画質を改善することができる
。

〈７〉第２３図および第２４図は、本発明を適用した記
録ヘットのさらに別の実施例である。この実施例は、第
１図及び第２図に示した実施例の構成を一部変更したも
ので、一対の吐出口（１ａＸ）、　（１ａＹ）とそれに
対応する各別の吐出制御弁（６Ｘ）、　（６Ｙ）とを、
吐出制御弁（６Ｘ）、　（６ｙ）の上流側で連通ずる状
態に設けてある。両社出口（１ａＸ）、　（１ａＹ）ど
うしは、記録時における記録紙の搬送方向に沿った記録
ドツトのピッチと同じ間隔を隔てて形成されている。

この構成では、あるラインの記録時にそのラインの記録
ドツト形成用の１列目の複数の吐出口（１ａＸ）のうち
何れかに詰まり等によるインク吐出不能状態が生じた場
合に、次のラインの記録時に２列目の複数の吐出口（１
ａＹ）のうちの対応するものからインクを吐出すること
によって、記録ドツトの欠けをなくして、忠実な画像の
再現を可能にするようになっている。なお、他の構成は
、先の第１図および第２図に示す構成と同一であるので
、同一番号を付すのみとし、詳しい説明は省略する。

次に、そのための構成を説明すると、第２５図に示すよ
うに、先に説明したバルブ制御部の一対（７ａＸ）、　
（７ａＹ）を、各別の吐出口（１ａＸ）。

（１ａＹ）に対応する吐出制御弁（６Ｘ）、　（６Ｙ）
の集合ごとに設け、１列目の複数の吐出Ｄ（１ａＸ）そ
れぞれの近傍に各別の目詰りセンサ（３２）を設けてあ
る。この目詰りセンサ（３２）は、目Ｊ占りが生じてい
る状態でその出力か“Ｌ゛レールになる。各目詰りセン
サ（３２）からの出力（」、第１のバルブ制御部（７ａ
Ｘ）のアン＋：ケ−ｈ（１２Ｘ）には直接入力され、第
２のバルブ制御部（７ａＹ）のアンドゲートｆ＋２ｙ）
には只転されて入力されるようになっている。、また、
第１のバルブ制御部（７ａＸ）のシフトレジスタ（ＩＯ
Ｘ）のデータ出口を第２のバルブ制御部（７ａＹ）のシ
フトレジスタ（ＩＯＹ）のデータ人口に接続し２である
。

画像の記録にあたっては、まず第１のバルブ制御部（７
ａＸ）のシフトレジスタ（ＩＯＸ）に１ライン分のシリ
アル画像信号が入力され、そのシリアル画像信号に基づ
く必要な吐出制御弁（６Ｘ）の開放で１ライン分の記録
ドツトを記録すべくインクの吐出が行われる。そして、
何れかの吐出口（１ａＸ）に目詰りが生していれば、ア
ンドゲート（１２Ｘ）への入力が“Ｌ”レベルになるの
でインクの吐出は行われない。

次に、記録済のラインの次のラインのシリアル画像信号
が第１のバルブ制御部（７ａＸ）のシフトレジスタ（Ｉ
ＯＸ）に入力されると、記録済のラインのシリアル画像
信号は、第２のバルブ制御部（７ａＹ）のシフトレジス
タ（ＩＯＹ）に転送される。また、それと同時に、記録
紙が１ライン分紙送りされる。そして、１列目の吐出口
（ｌａＸ）から次のラインの記録ドツトを形成すべくイ
ンクの吐出が行われるとともに、１列目の吐出口（１ａ
Ｘ）に目詰りが生じていてインクの吐出が行われなかっ
た記録ドツトに対して、目詰りセンサ（３２）からの出
力信号を反転した“Ｈ”レベルの信号が第２のバルブ制
御部（７ａＹ）のアンドゲート（１２Ｙ）に入力される
ことによって、対応する２列目の吐出口（ｌａＹ）から
のインクの吐出が行われ、その記録ドツトが形成される
こととなる。

つまり、２列設けた吐出口（１ａＸ）、　（１ａＹ）の
対応するものの双方が目詰りを生じる可能性は非常に小
さいので、上述のように構成することによって、加圧室
（Ｒ）ならびに吐出駆動手段としてのアクチュエータ（
４）は共通に設け、単に吐出口（１ａ）を一対設けてそ
れらを各別の吐出制御弁（６Ｘ）、　（６Ｙ）に対する
作動制御で択一的に開放するように構成するだけで、忠
実な画像記録を可能にし、しかも、２列目の吐出口（］
、ａＹ）を用いての欠は記録ドツト形成のためのインク
吐出を、１列目の吐出口（１ａＸ）を用いての次のライ
ンの記録ドツト形成のためのインク吐出と同時に行わせ
ることによって、記録速度が低下することを回避してい
る。

〔発明の効果〕

以上要するに、本発明によれば、シングルノズル、マル
チノズルのいずれであっても、高解像度・多階調再現を
バルブの単独使用で実現でき、より一層勝れた多階調再
現をバルブと吐出駆動手段との併用で実現できる。しか
も、バルブの単独使用で高解像度・多階調再現が実現で
きるため、マルチノズルの場合、マルチノズルに対して
１つの共通の吐出駆動手段を設ける構成を採用できるた
め、マイクロバルブ方式のインクジェットプリンタのよ
うにヘットが大型化し易いものに適用した場合であって
も、マルチノズルヘットを小型・コンパクトに構成でき
る。

従って、シンクルノズルでの高解像度・多階調再現、シ
ングルノズルでのより勝れた高解像度・多階調再現、マ
ルチノズルでの高解像度・多階調再現、マルチノズルで
のより勝れた高解像度・多階調再現のいずれにも容易に
対応でき、特に、マルチノズルでの高解像度・多階調再
現にはコンパクトに対応できるインクジェットプリンタ
を提供できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本発明に係るインクジェットプリ
ンタの実施例を示し、第１図は記録ヘットの断面図、第
２図は記録ヘッドの平面図、第３図は吐出制御弁部分の
拡大断面図、第４図はアクチュエータ部分の拡大断面図
、第５図（イ）ないしくへ）は第１基板の製作工程を示
す断面図、第６図（イ）および（ロ）は第２基板の製作
工程を示す断面図、第７図は制御回路のブロック図、第
８図は吐出制御のタイムチャートである。第９図ないし
第２５図は別の実施例を示し、第９図は吐出制御の別の
実施例のタイムチャート、第１０図ないし第１４図はそ
れぞれ吐出制御弁の別の実施例を示す断面図、第１５図
および第１６図はアクチュエータの別の実施例を示す断
面図、第１７図ないし第２０図は記録ヘットの別の実施
例を示すそれぞれ断面図、平面図、制御回路のブロック
図、吐出制御のタイミングチャート、第２１図および第
２２図は記録ヘッドのさらに別の実施例を示す断面図お
よび平面図、第２３図ないし第２５図は記録ヘッドのさ
らに別の実施例を示すそれぞれ断面図、平面図、制御回
路のブロック図である。 （１ａ）・・・・・・吐出口、（４）・・・・・・吐出
駆動手段、（６）・・・・・・バルブ、（７）・・・・
・・吐出制御手段、（７ａ）・・・・・・バルブ制御手
段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吐出口からインクを吐出させるための吐出駆動手段と、
   この吐出手段を記録用の入力信号に応じて作動させる吐
   出制御手段とを備えたインクジェットプリンタにおいて
   、前記吐出駆動手段から吐出口に至る経路中に経路開閉
   用のバルブを設け、このバルブの開度を前記入力信号の
   うちの画像信号に基づいて調整するためのバルブ制御手
   段を設けてあるインクジェットプリンタ。