JP3252627B2 - Printing apparatus and driving method thereof - Google Patents
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J2/01—Ink jet
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- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14314—Structure of ink jet print heads with electrostatically actuated membrane
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はアクチュエータに静電気
を用いたインクジェットヘッドの駆動方法及びその装
置、特にそのアクチュエータを構成する振動板に残留す
る残留電荷の影響を排除することに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for driving an ink-jet head using static electricity for an actuator, and more particularly to eliminating the influence of residual charges remaining on a diaphragm constituting the actuator.
【0002】[0002]
【従来の技術】インクジェットプリンタは、記録時の騒
音が極めて小さいこと、高速印字が可能であること、イ
ンクの自由度が高く安価な普通紙を使用できることなど
多くの利点を有する。この中でも記録の必要な時にのみ
インク液滴を吐出する、いわゆるインク・オン・デマン
ド方式が、記録に不要なインク液滴の回収を必要としな
いため、現在主流となっている。2. Description of the Related Art Ink jet printers have many advantages such as extremely low noise during recording, high-speed printing, and the use of inexpensive plain paper with a high degree of freedom of ink. Among them, the so-called ink-on-demand method, which discharges ink droplets only when recording is necessary, is currently the mainstream because it does not require collection of ink droplets unnecessary for recording.
【0003】従来のインク・オン・デマンド方式の駆動
方法には例えば特公平2−24218号公報に開示され
ている駆動方法がある。この駆動方法においては、イン
ク噴射圧力を発生する圧力室の容積を変化させる圧電素
子を備え、圧電素子には待機状態で圧電素子の分極電圧
と同方向の電気的パルスが印加され、圧電素子を充電し
て圧力室の容積を減少させておき、インク噴射時には圧
電素子を徐々に放電させて圧力室の容積を増大させた後
に、再び圧電素子に電気的パルスを印加して圧電素子を
急速に充電させ、圧力室の容積を減少させることにより
ノズルからインクを噴射させている。そして、この駆動
方法においては、インク液滴を低電圧で最も効率良く噴
射させるために、圧力室へのインクの吸入時に起きるイ
ンク系の減衰振動の極大値近傍で圧電素子に再び電圧を
印加し急速に圧力室の容積を減少させている。As a conventional ink-on-demand driving method, there is a driving method disclosed in Japanese Patent Publication No. 24218/1990. In this driving method, a piezoelectric element that changes the volume of a pressure chamber that generates ink ejection pressure is provided, and an electric pulse in the same direction as the polarization voltage of the piezoelectric element is applied to the piezoelectric element in a standby state, and the piezoelectric element is turned on. After charging, the volume of the pressure chamber is reduced, and at the time of ink jetting, the piezoelectric element is gradually discharged to increase the volume of the pressure chamber. The ink is ejected from the nozzles by charging and reducing the volume of the pressure chamber. In this driving method, in order to eject ink droplets most efficiently at a low voltage, a voltage is applied again to the piezoelectric element in the vicinity of the maximum value of the damping vibration of the ink system that occurs when the ink is sucked into the pressure chamber. The pressure chamber volume is rapidly decreasing.
【0004】一方、アクチュエータの駆動に静電気力を
用いたインクジェットヘッドには、例えばUSP4,5
20,375号に開示されている構造が知られている。On the other hand, an ink jet head using an electrostatic force for driving an actuator includes, for example, US Pat.
The structure disclosed in JP 20,375 is known.
【0005】USP4,520,375号には、主に絶
縁手段により間隔をあけて対向する2枚のキャパシター
プレートからなるとキャパシターと、インクを収容する
リザーバとからなり、キャパシタープレートの内一枚が
例えばシリコンの半導体製の薄い振動板を形成し、キャ
パシターに時間的に変化する電圧を印加することによ
り、振動板に機械的振動を生じさせ、振動板の動きに応
答して、例えばインクの様な液体をノズルより吐出させ
る液体噴射装置が開示されている。[0005] US Pat. No. 4,520,375 discloses that a capacitor mainly comprises two capacitor plates opposed to each other at an interval by an insulating means and a reservoir for accommodating ink. By forming a thin diaphragm made of silicon semiconductor and applying a time-varying voltage to the capacitor, a mechanical vibration is generated in the diaphragm, and in response to the movement of the diaphragm, for example, ink such as ink is formed. A liquid ejecting apparatus that ejects liquid from a nozzle is disclosed.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述の従来のインクジ
ェットヘッドの駆動方法はアクチュエータに圧電素子を
用いたインク・オン・デマンド方式のものには最適な方
法の一つである。The above-mentioned conventional method of driving an ink jet head is one of the most suitable methods for an ink-on-demand type using a piezoelectric element as an actuator.
【0007】しかし、USP4,520,375号に示
されるアクチュエータの駆動に静電気力を用いたインク
ジェットヘッドをインク・オン・デマンド方式で駆動さ
せる場合、上述の圧電素子によるものの駆動方法を単純
に適用したのでは、以下に述べるような問題を生じ、実
用化が困難であった。However, when an ink jet head using electrostatic force for driving an actuator disclosed in US Pat. No. 4,520,375 is driven by an ink-on-demand method, the above-described driving method using a piezoelectric element is simply applied. In this case, the following problems occurred, and it was difficult to put it to practical use.
【0008】アクチュエータに静電気を用いたインクジ
ェットヘッドは、圧電素子を用いたものと異なり、振動
板と個別電極間にパルス電圧を印加した後に、振動板及
び電極間の誘電体に電荷が残留し、この残留電荷が作り
出す電界により振動板と個別電極との相対変位量が低下
する。この相対変位量が低下は、インク液滴の吐出量や
インクスピードの低下等の吐出不良の原因となり、例え
ば印字濃度や画素ずれ等の印刷品質不良や画素抜け等の
信頼性の低下を招くという問題点があった。In an ink jet head using static electricity for an actuator, unlike a device using a piezoelectric element, after a pulse voltage is applied between a diaphragm and an individual electrode, electric charges remain on a dielectric between the diaphragm and the electrode. The relative displacement between the diaphragm and the individual electrodes is reduced by the electric field generated by the residual charges. The decrease in the relative displacement amount causes a discharge failure such as a decrease in the discharge amount of the ink droplet or the ink speed, and causes a reduction in the reliability such as a print quality defect such as a print density or a pixel shift or a pixel omission. There was a problem.
【0009】そして更に、残留電荷は後述するように、
過去の印加電圧の履歴によってその大きさが異なるとい
う性質を示すため、振動板と個別電極との相対変位量は
一義的に定まらず不安定になり、その結果として、イン
ク液滴の吐出量や吐出速度等が不安定になり、いずれに
しても、印字濃度や画素ずれ等の印刷品質不良や画素抜
け等、信頼性が低下する要因となっていた。Further, as will be described later, the residual charge
Due to the characteristic that the magnitude differs depending on the history of the applied voltage in the past, the relative displacement between the diaphragm and the individual electrode is undefined and unstable, and as a result, the ejection amount of the ink droplet and the Ejection speed and the like become unstable, and in any case, print quality is poor such as print density and pixel shift, and pixels are missing.
【0010】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的は、下記の3点にあ
る。The present invention has been made to solve such a problem, and has the following three objects.
【0011】 振動板−電極間に蓄積される残留電荷
がインクジェットヘッドの駆動に与える悪影響を排除
し、振動板と個別電極との相対変位量を安定なものにす
るインクジェットヘッドの駆動方法及びその装置を提供
し、良好な印字品質を得るようにした印刷装置を及びそ
の駆動方法を提供すること。A method and apparatus for driving an ink-jet head that eliminates the adverse effect of residual charges accumulated between the diaphragm and the electrode on driving of the ink-jet head and stabilizes the relative displacement between the diaphragm and the individual electrodes. To provide a printing apparatus and a driving method for the same, which can obtain good printing quality.
【0012】 振動板−電極間に蓄積される残留電荷
がインクジェットヘッドの駆動に与える悪影響を排除す
る回復手段が、短時間で確実に実行され、回復手段の実
行により、多くの時間が費やされることなく、印字速度
が低下することのない高速度で印刷可能な印刷装置及び
その駆動方法を提供すること。The recovery means for eliminating the adverse effect of the residual charge accumulated between the diaphragm and the electrode on the driving of the ink jet head is reliably executed in a short time, and much time is consumed by the execution of the recovery means. To provide a printing device capable of printing at a high speed without lowering the printing speed, and a driving method thereof.
【0013】 振動板−電極間に蓄積される残留電荷
がインクジェットヘッドの駆動に与える悪影響を排除す
る回復手段を行うことにより、インクジェットヘッドが
壊れてしまう又は、寿命が短くなる等、信頼性の低下に
関わる不具合の生じない印刷装置を提供すること。[0013] By performing recovery means for eliminating the adverse effect of the residual charge accumulated between the diaphragm and the electrode on the driving of the inkjet head, the reliability of the inkjet head is reduced, such as breakage of the inkjet head or shortening of its life. To provide a printing device that does not cause problems related to the printing.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明の印刷装置は、ノ
ズルと、該ノズルに連通するインク流路と、該流路の一
部に設けられた振動板と、該振動板に対向して設けられ
た電極とからなるアクチュエータと、前記振動板を静電
気力により変形させ、前記ノズルから記録のためのイン
ク液滴を吐出させる駆動手段とを有し、前記駆動手段
が、記録時に、前記アクチュエータに、前記振動板を静
電気力により撓ませるための第1の電圧を印加する電圧
印加手段と、前記第1の電圧とは、極性が異なり、かつ
前記振動板が前記電極に接触する電圧値以上の大きさの
第2の電圧を、前記アクチュエータに印加する残留電荷
除去手段とを有することを特徴とする。前記アクチュエ
ータの前記振動板と、前記電極間には、絶縁層が形成さ
れており、前記振動板の好ましい材質は、シリコンであ
り、好ましい前記絶縁層は、シリコンの熱酸化膜からな
り、前記電極の好ましい材質は、ITO膜である。A printing apparatus according to the present invention comprises a nozzle, an ink flow path communicating with the nozzle, a vibrating plate provided in a part of the flow path, and a vibrating plate opposed to the vibrating plate. an actuator comprising a electrodes provided, electrostatic the diaphragm
Driving means for deforming by virtue of force to eject ink droplets for recording from the nozzles, wherein the driving means causes the actuator to statically move the diaphragm during recording.
Voltage applying means for applying a first voltage for bending by an electric force, and a second voltage having a polarity different from that of the first voltage and having a magnitude equal to or greater than a voltage value at which the diaphragm contacts the electrode. And a residual charge removing means for applying the voltage to the actuator. An insulating layer is formed between the vibration plate of the actuator and the electrode, and a preferable material of the vibration plate is silicon, and the preferable insulation layer is made of a thermal oxide film of silicon, and the electrode Is preferably an ITO film.
【0015】また、本発明の印刷装置の駆動方法は、ノ
ズルと、該ノズルに連通するインク流路と、該流路の一
部に設けられた振動板と、該振動板に対向して設けられ
た電極とからなるアクチュエータとを有し、前記振動板
を静電気力により変形させ、前記ノズルからインク液滴
を吐出し、記録を行う印刷装置の駆動方法において、通
常の記録時には、前記振動板を静電気力により変形させ
る第1の電圧を印加し、所定時に、前記振動板の変位量
を安定させるために、前記第1の電圧とは、極性が異な
り、かつ前記振動板が前記電極に接触する電圧値以上の
大きさの第2の電圧を印加することを特徴とする。前記
第2の電圧は、1ドット若しくは1行印字する毎に、印
加されても良いし、前記ノズルの回復処理動作を行うと
きに、印加してもよい。Further, in the method of driving a printing apparatus according to the present invention, there is provided a nozzle, an ink flow path communicating with the nozzle, a vibration plate provided in a part of the flow path, and a vibration plate provided facing the vibration plate. And an actuator composed of a plurality of electrodes, wherein the diaphragm is deformed by electrostatic force , and ink droplets are ejected from the nozzles to perform recording. A first voltage that deforms the diaphragm by an electrostatic force is applied, and at a predetermined time, in order to stabilize the amount of displacement of the diaphragm, the polarity is different from that of the first voltage, and the diaphragm contacts the electrode. A second voltage having a magnitude equal to or higher than the voltage value to be applied is applied. The second voltage may be applied every time one dot or one line is printed, or may be applied when performing the nozzle recovery processing operation.
【0016】[0016]
【作用】本発明においては、インクジェットヘッドの振
動板と個別電極間に順方向の電気パルスを印加すること
により、振動板とこれに対向して配置された個別電極と
の間に静電気力による引力が働き、この静電気力によっ
て振動板を変形させる。次にその電気パルスを解除する
ことにより、振動板の復元力によりインク液滴をノズル
孔より吐出させる。In the present invention, by applying a forward electric pulse between the diaphragm of the ink jet head and the individual electrodes, an attractive force is generated between the diaphragm and the individual electrodes arranged opposite thereto by electrostatic force. Works, and the diaphragm is deformed by the electrostatic force. Next, by releasing the electric pulse, ink droplets are ejected from the nozzle holes by the restoring force of the diaphragm.
【0017】ところが、電気パルスを解除しても振動板
と個別電極との間の電荷が残留し、その残留電荷が作り
出す電界のため、振動板が完全に復元せずに撓みを含む
ことになる。それでは、振動板と個別電極との相対変位
量が低下し、駆動時間とともに、インク液滴の吐出量や
吐出速度等も低下し、印字濃度や画素ずれ等の印刷品質
不良や画素抜け等の不具合が生じることになる。、本発
明においては、駆動時の電圧とは極性の異なる電圧(以
下リフレッシュ電圧と呼ぶ)を、例えば、1ライン印字
動作を行った後に、印加することにより、駆動電圧を印
加することにより蓄積された残留電荷を消滅させてい
る。このため、振動板と個別電極との相対変位量は低下
しない。However, even if the electric pulse is released, electric charges remain between the diaphragm and the individual electrodes, and the electric field generated by the residual charges causes the diaphragm to bend without being completely restored. . Then, the relative displacement amount between the diaphragm and the individual electrode decreases, the ejection amount and the ejection speed of the ink droplets decrease along with the driving time, and the printing density is poor and the printing quality is poor such as the pixel shift, and the defect such as the missing pixel. Will occur. In the present invention, a voltage having a polarity different from the voltage at the time of driving (hereinafter referred to as a refresh voltage) is applied, for example, by performing a one-line printing operation, thereby accumulating the applied voltage. The residual charge has disappeared. Therefore, the relative displacement between the diaphragm and the individual electrodes does not decrease.
【0018】更に、振動板が個別電極に接触する電圧値
(以下当接電圧と呼ぶ)以上の大きさのリフレッシュ電
圧を印加すれば、短時間で、振動板に蓄えられた残留電
荷が、消滅し、これにより、残留電荷による振動板の撓
みは、短時間でなくなり、リフレッシュ電圧を印加する
ために、多くの時間が費やされ、印字速度が低下するこ
とがない。Further, if a refresh voltage having a voltage higher than a voltage value at which the diaphragm comes into contact with the individual electrode (hereinafter referred to as a contact voltage) is applied, the residual charges stored in the diaphragm disappear in a short time. Accordingly, the deflection of the diaphragm due to the residual charge is eliminated in a short time, and much time is spent for applying the refresh voltage, and the printing speed does not decrease.
【0019】また、本発明の印刷装置は、シリコン製の
振動板と、個別電極間には、シリコンの熱酸化膜からな
る電気的・機械的ストレスに強い絶縁層が形成されてお
り、駆動電圧、もしくはリフレッシュ電圧がアクチュエ
ータに印加されたとき、振動板は、熱酸化膜を介して個
別電極に接触するため、短絡によってアクチュエータが
破壊されることがなく、更に個別電極が、耐電圧性に優
れたITO膜で形成されているため、長期の駆動におい
てもヘッドが破壊される不具合が生じにくい。In the printing apparatus of the present invention, an insulating layer made of a thermal oxide film of silicon, which is resistant to electrical and mechanical stress, is formed between the silicon diaphragm and the individual electrodes. Alternatively, when a refresh voltage is applied to the actuator, the vibration plate contacts the individual electrode via the thermal oxide film, so that the actuator is not broken by a short circuit, and the individual electrode has excellent withstand voltage. Since the head is formed of a thin ITO film, a problem that the head is broken even during long-term driving hardly occurs.
【0020】[0020]
【実施例】図2は本発明の一実施例におけるインクジェ
ットヘッドの分解斜視図である。本実施例はインク液滴
を基板の端部に設けたノズル孔から吐出させるエッジイ
ジェクトタイプの例を示すものであるが、基板の上面部
に設けたノズル孔からインク液滴を吐出させるフェイス
イジュクトタイプでもよい。図3は組み立てられたイン
クジェットヘッド全体の断面側面図、図4は図3のA−
A線矢視図である。本実施例のインクジェットヘッド1
0は次に詳述する構造を持つ3枚の基板1、2、3を重
ねて接合した積層構造となっている。FIG. 2 is an exploded perspective view of an ink jet head according to an embodiment of the present invention. This embodiment shows an example of an edge eject type in which ink droplets are ejected from a nozzle hole provided at an end of a substrate. It may be an object type. FIG. 3 is a cross-sectional side view of the entire assembled inkjet head, and FIG.
It is an arrow A view. Inkjet head 1 of this embodiment
Reference numeral 0 denotes a laminated structure in which three substrates 1, 2, and 3 having a structure described in detail below are stacked and joined.
【0021】中間の第1の基板1は、シリコン基板であ
り、複数のノズル孔4を構成するように、基板1の表面
に一端より平行に等間隔で形成された複数のノズル溝1
1と、各々のノズル溝11に連通し、底壁を振動板5と
する吐出室6を構成することになる凹部12と、凹部1
2の後部に設けられたオリフィス7を構成することにな
るインク流入口のための細溝13と、各々の吐出室6に
インクを供給するための共通のインクキャビティ8を構
成することになる凹部14とを有する。また、振動板5
の下部には後述する電極を装着するため振動室9を構成
することになる凹部15が設けられている。本実施例で
は、各オリフィス7は、主に流路抵抗を増加させるた
め、また、細溝の一つが詰まったとしてもインクジェッ
トヘッドの正常な動作を保つために、3つの平行な細溝
13から形成されてる。The intermediate first substrate 1 is a silicon substrate, and has a plurality of nozzle grooves 1 formed at equal intervals in parallel from one end on the surface of the substrate 1 so as to form a plurality of nozzle holes 4.
1 and a recess 12 communicating with each nozzle groove 11 to form a discharge chamber 6 having a diaphragm 5 as a bottom wall;
2, a narrow groove 13 for an ink inlet, which forms an orifice 7 provided in the rear part, and a concave portion, which forms a common ink cavity 8 for supplying ink to each discharge chamber 6. 14. Also, the diaphragm 5
Is provided with a concave portion 15 for forming a vibration chamber 9 for mounting an electrode to be described later. In the present embodiment, each orifice 7 has three parallel narrow grooves 13 mainly for increasing the flow path resistance and maintaining the normal operation of the ink jet head even if one of the narrow grooves is clogged. It is formed.
【0022】本実施例においては、振動板5とこれに対
向して配置される電極との対向間隔、即ちギャップ部1
6の長さG(図3参照、以下「ギャップ長」と記す。)
が、凹部15の深さと電極の厚さとの差になるように、
間隔保持手段を第1の基板1の下面に形成した振動室用
の凹部15により構成している。また、別の例として凹
部の形成は第2の基板2の上面でもよい。ここでは、凹
部15の深さをエッチングにより0.6μmとしてい
る。なお、ノズル溝11のピッチは0.72mmであ
り、その幅は70μmである。In the present embodiment, the gap between the diaphragm 5 and the electrode arranged opposite thereto, that is, the gap 1
6, a length G (see FIG. 3, hereinafter referred to as "gap length")
Is the difference between the depth of the recess 15 and the thickness of the electrode,
The spacing means is constituted by a recess 15 for the vibration chamber formed on the lower surface of the first substrate 1. Further, as another example, the concave portion may be formed on the upper surface of the second substrate 2. Here, the depth of the concave portion 15 is set to 0.6 μm by etching. The pitch of the nozzle grooves 11 is 0.72 mm, and the width thereof is 70 μm.
【0023】また、第1の基板1への共通電極17の付
与については、半導体及び電極である金属の材料による
仕事関数の大小が重要であり、本実施例では共通電極材
料にはチタンを下付けとし白金、またはクロムを下付け
とし金を使用しているが、本実施例に限定されるもので
はなく、半導体及び電極材料の特性により別の組合わせ
でもよい。また、本実施例で用いられる半導体材料の抵
抗率は8〜12Ωcmである。In addition, in providing the common electrode 17 to the first substrate 1, it is important that the work function of the semiconductor and the metal material as the electrode is large. In this embodiment, titanium is used as the common electrode material. Although platinum or chromium is used as an undercoat and gold is used as an undercoat, the present invention is not limited to this embodiment, and another combination may be used depending on the characteristics of the semiconductor and the electrode material. The resistivity of the semiconductor material used in this embodiment is 8 to 12 Ωcm.
【0024】第1の基板1の下面に接合される下側の第
2の基板2にはホウ珪酸系ガラスを使用し、この第2の
基板2の接合によって振動室9を構成するとともに、第
2の基板2上の振動板5に対応する各々の位置に、金を
0.1μmスパッタし、振動板5とほぼ同じ形状に金パ
ターンを形成して個別電極21としている。個別電極2
1はリード部22及び端子部23を持つ。更に、電極端
子部23を除きパイレックススパッタ膜を全面に0.2
μm被覆して絶縁層24を形成し、インクジェットヘッ
ド駆動時の絶縁破壊、ショートを防止するための膜を形
成している。The lower second substrate 2 joined to the lower surface of the first substrate 1 is made of borosilicate glass. The vibration chamber 9 is formed by joining the second substrate 2, At each position corresponding to the vibration plate 5 on the second substrate 2, gold is sputtered at 0.1 μm, and a gold pattern is formed in substantially the same shape as the vibration plate 5 to form an individual electrode 21. Individual electrode 2
1 has a lead portion 22 and a terminal portion 23. Further, a Pyrex sputtered film is formed on the entire surface except for the electrode terminal portions 23 by 0.2.
The insulating layer 24 is formed by coating with a thickness of μm, and a film for preventing dielectric breakdown and short circuit when the inkjet head is driven is formed.
【0025】第1の基板1の上面に接合される上側の第
3の基板3は、第2の基板2と同じくホウ珪酸系ガラス
を用いている。この第3の基板3の接合によって、ノズ
ル孔4、吐出室6、オリフィス7及びインクキャビティ
8が構成される。そして、第3の基板3にはインクキャ
ビティ8に連通するインク供給口31が設けられる。イ
ンク供給口31は接続パイプ32及びチューブ33を介
して図示しないインクタンクに接続される。The upper third substrate 3 bonded to the upper surface of the first substrate 1 is made of borosilicate glass, like the second substrate 2. By joining the third substrate 3, the nozzle hole 4, the discharge chamber 6, the orifice 7, and the ink cavity 8 are formed. The third substrate 3 is provided with an ink supply port 31 communicating with the ink cavity 8. The ink supply port 31 is connected to an ink tank (not shown) via a connection pipe 32 and a tube 33.
【0026】次に、第1の基板1と第2の基板2を温度
300〜500℃、電圧500〜800Vの印加で陽極
接合し、また同条件で第1の基板1と第3の基板3を接
合し、図3のようにインクジェットヘッドを組み立て
る。陽極の接合後に、振動板5と第2の基板2上の個別
電極21との間に形成されるギャップ長さGは、凹部1
5の深さと個別電極21の厚さとの差であり、本実施例
では0.5μmとしてある。また、振動板5と個別電極
21上の絶縁層24との空隙間隔G1は0.3μmとな
っている。Next, the first substrate 1 and the second substrate 2 are anodically bonded at a temperature of 300 to 500 ° C. and a voltage of 500 to 800 V, and the first substrate 1 and the third substrate 3 And an ink jet head is assembled as shown in FIG. The gap length G formed between the vibration plate 5 and the individual electrode 21 on the second substrate 2 after the bonding of the anode is equal to the concave length 1
5 and the thickness of the individual electrode 21, which is 0.5 μm in the present embodiment. The gap G1 between the diaphragm 5 and the insulating layer 24 on the individual electrode 21 is 0.3 μm.
【0027】上記のようにインクジェットヘッドを組み
立てた後は、共通電極17と個別電極21の端子部23
間にそれぞれ配線101により駆動回路102を接続
し、インクジェットプリンタを構成する。インク103
は、図示しないインクタンクよりインク供給口31を経
て第1の基板1の内部に供給され、インクキャビティ
8、吐出室6等を満たしている。そして、吐出室6のイ
ンクは、図3に示されるように、インクジェットヘッド
10の駆動時にノズル孔4よりインク液滴104となっ
て吐出され、記録紙105に印字される。After assembling the ink jet head as described above, the common electrode 17 and the terminal portions 23 of the individual electrodes 21 are formed.
A driving circuit 102 is connected between the wirings 101 by wirings 101 to form an ink jet printer. Ink 103
Is supplied from the ink tank (not shown) to the inside of the first substrate 1 through the ink supply port 31, and fills the ink cavity 8, the discharge chamber 6, and the like. Then, as shown in FIG. 3, the ink in the ejection chamber 6 is ejected as ink droplets 104 from the nozzle holes 4 when the inkjet head 10 is driven, and is printed on the recording paper 105.
【0028】次に上記のように構成された本実施例の電
気的接続について説明する。Next, the electrical connection of this embodiment configured as described above will be described.
【0029】金属−絶縁層−半導体層からなる構造、い
わゆるMIS構造において、印加電圧の極性により、電
流の値に大きな差がある場合と差のない場合が生ずるこ
とが、空間電荷層(空乏層ともいう)の影響から現象と
して知られている。基板材質である半導体がP形シリコ
ンの場合は、基板電極側にプラス電圧をかけた時は導体
とみなせるが、マイナス電圧をかけた時は空間電荷層の
存在により導体とはみなせずに容量を持つことがわかっ
ている。In a structure composed of a metal-insulating layer-semiconductor layer, that is, a so-called MIS structure, depending on the polarity of an applied voltage, there are cases where there is a large difference between current values and a case where there is no difference between the current value and the space charge layer (depletion layer). This effect is also known as a phenomenon. When the semiconductor as the substrate material is P-type silicon, when a positive voltage is applied to the substrate electrode side, it can be regarded as a conductor, but when a negative voltage is applied, the capacitance is not considered as a conductor due to the presence of the space charge layer. I know I have.
【0030】図5は本実施例における振動板と個別電極
の部分拡大詳細図であり、電荷の様子を模式化して示し
たものである。第1の基板1にP形シリコンを用い、第
1の基板1(振動板5)側、すなわち共通電極17をプ
ラス極性、個別電極21側をマイナス極性になるように
駆動回路102に接続し、共通電極17と個別電極21
に駆動回路102によりパルス電圧を印加した場合であ
る。FIG. 5 is a partially enlarged detailed view of the diaphragm and the individual electrodes in this embodiment, and schematically shows the state of electric charges. P-type silicon is used for the first substrate 1 and connected to the drive circuit 102 so that the first substrate 1 (diaphragm 5) side, that is, the common electrode 17 has a positive polarity and the individual electrode 21 side has a negative polarity, Common electrode 17 and individual electrode 21
Is a case in which a pulse voltage is applied by the drive circuit 102 to the pulse voltage.
【0031】P形シリコンはボロンをドープしており、
電子がドープされたボロンの数だけ不足するので、ドー
プ量と等しい正孔を持っていることが知られている。P
形シリコン中の正孔19は共通電極17のプラス電荷に
より、絶縁層26側へ反発させられる。この正孔19の
移動により、アクセプター(イオン化したボロン)は、
基板電極17から電荷の供給を受けるので、第1の基板
1内には正孔の流れが生じ、空間電荷層を発生せず導体
とみなすことができる。また個別電極21側はマイナス
電荷が帯電され、この結果、印加したパルス電圧が振動
板5を撓ませるに充分な静電気による吸引力を発生す
る。したがって、振動板5は個別電極21側へ撓むこと
になる。P-type silicon is doped with boron,
It is known that electrons have holes equal to the doping amount, because electrons are deficient in the number of doped boron. P
The holes 19 in the shaped silicon are repelled toward the insulating layer 26 by the positive charge of the common electrode 17. Due to the movement of the holes 19, the acceptor (ionized boron) becomes
Since charge is supplied from the substrate electrode 17, holes flow in the first substrate 1 and can be regarded as a conductor without generating a space charge layer. In addition, the individual electrode 21 is charged with a negative charge, and as a result, the applied pulse voltage generates an attractive force due to static electricity sufficient to deflect the diaphragm 5. Therefore, the diaphragm 5 bends toward the individual electrode 21.
【0032】図6及び図7は図5の振動板と個別電極と
の間にある誘電体の残留電荷に着目した模式図であり、
図6は図5と同様に電圧を印加したときの状態を示して
おり、図7はその電界を取り去ったときの状態を示して
いる。次に、残留電荷の発生を図6及び図7を参照しな
がら説明する。図6及び図7において、前述したように
振動板5は半導体であり、共通電極17は金属で形成さ
れ、それらは、オーミック接続されている。FIGS. 6 and 7 are schematic diagrams focusing on the residual charges of the dielectric between the diaphragm and the individual electrodes of FIG.
FIG. 6 shows a state when a voltage is applied similarly to FIG. 5, and FIG. 7 shows a state when the electric field is removed. Next, generation of a residual charge will be described with reference to FIGS. 6 and 7, as described above, the diaphragm 5 is a semiconductor, the common electrode 17 is formed of metal, and they are ohmic-connected.
【0033】この振動板5は絶縁層26で覆われてい
る。そして、個別電極21に形成された絶縁層24はギ
ャップ16を介して絶縁層26と対向しており、これら
の絶縁層26、ギャップ16及び絶縁層24は全体とし
て絶縁層27を形成している。従って、ここでは振動板
5と個別電極21とによって構成される平行平板コンデ
ンサ内に誘電体が介在したモデルとしてとらえることが
できる。誘電体は保護膜絶縁層24,26に相当する。
平行平板に電圧を印加すると、誘電体は図6に示すよう
に印加電界を打ち消すような方向(電界とは逆方向に)
の分極28を発生する。この分極28のほとんどは印加
電圧を切り、コンデンサに蓄えられた電荷を抵抗46を
介して放電すると短い時間で消滅する。放電後から分極
が消滅するまでの遅れ時間を緩和時間といい、分極の種
類によって大きく異なる。The diaphragm 5 is covered with an insulating layer 26. The insulating layer 24 formed on the individual electrode 21 faces the insulating layer 26 via the gap 16, and the insulating layer 26, the gap 16, and the insulating layer 24 form an insulating layer 27 as a whole. . Therefore, it can be considered here as a model in which a dielectric is interposed in a parallel plate capacitor constituted by the diaphragm 5 and the individual electrodes 21. The dielectric corresponds to the protective film insulating layers 24 and 26.
When a voltage is applied to the parallel flat plate, the direction of the dielectric is such that the applied electric field cancels out (as opposed to the electric field) as shown in FIG.
The polarization 28 is generated. Most of the polarization 28 disappears in a short time when the applied voltage is cut off and the electric charge stored in the capacitor is discharged through the resistor 46. The delay time from the discharge to the disappearance of the polarization is called the relaxation time, which varies greatly depending on the type of polarization.
【0034】本実施例の振動板5と個別電極21の内部
の誘電体(絶縁層)の分極の場合には、緩和時間の短い
原子分極や電子分極以外に、イオン分極や界面分極と呼
ばれる比較的分極緩和時間の長い分極成分を含んでい
る。イオン分極は絶縁層内部のNa+,K+,B+等が
印加電界に沿って移動することによって発生するもので
あり、界面分極は、誘電体が不均質構造である場合、誘
電率の異なる媒質が接触する境界面に発生する分極であ
り、酸化シリコンと純シリコンの境界面に生ずるもので
ある。このため、本実施例の振動板5と個別電極21の
内部の誘電体(24,26)は、図7に示すように、電
界の繰返し印加もしくは長時間の連続印加により分極の
一部が完全に消失せず分極が長時間にわたって残る。こ
れにより誘電体は残留分極29を有するようになり、振
動板5−電極21間に残留する分極が作り出す残留電界
Pが振動板5と個別電極21との相対変位量の低下を招
く。In the case of the polarization of the dielectric (insulating layer) inside the vibration plate 5 and the individual electrode 21 of this embodiment, in addition to the atomic polarization and the electron polarization having a short relaxation time, a comparison called ionic polarization or interface polarization is made. It contains a polarization component having a long polarization relaxation time. Ionic polarization is caused by the movement of Na +, K +, B +, etc. in the insulating layer along the applied electric field. When the dielectric has a heterogeneous structure, media having different dielectric constants come into contact with each other. The polarization is generated at the interface between the silicon oxide and the pure silicon. For this reason, as shown in FIG. 7, a part of the polarization of the dielectric 5 (24, 26) inside the diaphragm 5 and the individual electrode 21 in this embodiment is completely reduced by repeated application of the electric field or continuous application for a long time. Polarization does not disappear for a long time. As a result, the dielectric has remanent polarization 29, and the residual electric field P generated by the polarization remaining between the diaphragm 5 and the electrode 21 causes a reduction in the relative displacement between the diaphragm 5 and the individual electrodes 21.
【0035】図8は振動板と個別電極の撓みを経時的に
示した図である。図8(a)は振動板5と個別電極21
間に電圧を印加していない状態であり、図示のように振
動板5と個別電極21とは平行になっている。図8
(b)は振動板5と個別電極17に電圧を印加したとき
の状態であり、図示のように振動板5は撓む。ここでは
その撓みの量をΔV1とする。次に、図8(c)は振動
板5と個別電極17に蓄えられた電荷を放電した後の状
態であり、放電後も、残留電荷が作り出す残留電界によ
り振動板5が撓んでおり、例えばその撓みの量をΔV2
とする。従って、振動板5と個別電極21との相対変位
量はΔV1−ΔV2となり、相対変位量が低下すること
が分かる。FIG. 8 is a diagram showing the deflection of the diaphragm and the individual electrodes over time. FIG. 8A shows the diaphragm 5 and the individual electrodes 21.
In this state, no voltage is applied therebetween, and the diaphragm 5 and the individual electrodes 21 are parallel to each other as shown in the figure. FIG.
(B) is a state when a voltage is applied to the diaphragm 5 and the individual electrodes 17, and the diaphragm 5 is bent as shown in the figure. Here, the amount of the bending is defined as ΔV1. Next, FIG. 8C shows a state after the electric charges stored in the diaphragm 5 and the individual electrodes 17 have been discharged. Even after the discharge, the diaphragm 5 is bent by the residual electric field generated by the residual charges. The amount of deflection is ΔV2
And Therefore, the relative displacement between the diaphragm 5 and the individual electrode 21 is ΔV1−ΔV2, and it can be seen that the relative displacement is reduced.
【0036】このような振動板5と個別電極21との相
対変位量の低下は、上述のように、インク液滴の吐出量
やインクスピード低下等の吐出不良の原因となり、イン
クジェットプリンタの信頼性や印刷品質に悪影響を及ぼ
してしまう。そこで、本実施例においては後述するよう
に振動板5と個別電極21との間に図6とは逆方向の電
界を印加することにより、上述の残留電荷を消滅させて
いる。Such a decrease in the relative displacement between the vibration plate 5 and the individual electrode 21 causes a discharge failure such as a drop in the amount of ink droplets or a drop in the ink speed, as described above, and the reliability of the ink jet printer. And adversely affect print quality. Therefore, in the present embodiment, as described later, the above-described residual charges are eliminated by applying an electric field between the diaphragm 5 and the individual electrodes 21 in a direction opposite to that in FIG.
【0037】図1は本発明の一実施例のインクジェット
プリンタの概念図である。図において、202はインク
ジェットヘッドを移動させたり、紙等の印刷媒体を移動
させたりする駆動モータ、203はインクジェットヘッ
ド10及び駆動モータ202を主な構成要素としたプリ
ンタである。このプリンタ203はインクジェットヘッ
ド10や印刷媒体を駆動モータ202により移動しなが
ら、インクジェットヘッド10よりインクを吐出して印
刷媒体に到達せしめることにより文字や画像を印刷す
る。204は計時手段であり、時間の計測を行う。20
6はノズルの目詰りの回復処理を制御するノズルの目詰
り回復処理手段である。207は入力手段であり、21
0は印刷の制御や入力手段207からの入力信号を受け
て各種の演算制御を行う印刷演算制御手段210であ
る。この印刷演算制御手段210は計時手段204を起
動するための初期化信号や、プリンタ203を制御する
ための印刷制御信号を出力したり、各種の制御を行う。
211は記憶手段であり、印刷演算制御手段210の演
算処理の際に用いられる各種のデータが格納される。2
12は振動板の残留電荷除去手段であり、後述するよう
に振動板の残留電荷に対する回復処理を行うために、振
動板回復処理制御信号を出力する。FIG. 1 is a conceptual diagram of an ink jet printer according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 202 denotes a drive motor for moving an ink jet head or a print medium such as paper, and reference numeral 203 denotes a printer having the ink jet head 10 and the drive motor 202 as main components. The printer 203 prints characters and images by ejecting ink from the inkjet head 10 to reach the print medium while moving the inkjet head 10 and the print medium by the drive motor 202. Reference numeral 204 denotes a time measuring means for measuring time. 20
Reference numeral 6 denotes nozzle clogging recovery processing means for controlling the nozzle clogging recovery processing. 207 is an input means;
Reference numeral 0 denotes a print operation control unit 210 that performs various types of operation control in response to print control and an input signal from the input unit 207. The print calculation control unit 210 outputs an initialization signal for activating the clock unit 204, a print control signal for controlling the printer 203, and performs various controls.
Reference numeral 211 denotes a storage unit that stores various types of data used when the print operation control unit 210 performs an operation process. 2
Numeral 12 denotes a diaphragm residual charge removing unit, which outputs a diaphragm recovery processing control signal in order to perform a recovery processing on the residual charge of the diaphragm as described later.
【0038】213はインクジェットヘット10の駆動
制御回路であり、図9の回路構成からなっている。この
駆動制御回路213にはノズル回復処理制御信号、印刷
制御信号及び振動板回復処理制御信号が入力され、これ
らの制御信号に基いてインクジェットヘット10の駆動
を制御する。214は駆動モータ202の駆動制御回路
であり、ノズル回復処理制御信号、印刷制御信号及び振
動板回復処理制御信号が入力され、これらの制御信号に
基いて駆動モータ202の駆動を制御する。A drive control circuit 213 for the ink jet head 10 has the circuit configuration shown in FIG. The drive control circuit 213 receives a nozzle recovery processing control signal, a print control signal, and a diaphragm recovery processing control signal, and controls the driving of the inkjet head 10 based on these control signals. A drive control circuit 214 for the drive motor 202 receives a nozzle recovery processing control signal, a print control signal, and a diaphragm recovery processing control signal, and controls the drive of the drive motor 202 based on these control signals.
【0039】図9はインクジェットヘッド10の駆動制
御回路の構成を示した図である。この駆動制御回路21
3は、図示のように、制御回路215及び駆動回路10
2aから構成されている。駆動回路102aはトランジ
スタ106〜109及び増幅器110〜113から構成
されている。制御回路215はノズル回復処理制御信
号、印刷制御信号及び振動板回復処理制御信号が入力さ
れ、それらの制御信号に基いてパルス電圧P1〜P4を
増幅器110〜113に適宜出力し、増幅器110〜1
13の出力によりにトランジスタ106〜109が駆動
され、その結果、振動板5と個別電極21によって構成
されるコンデンサ114に電荷がチャージされ又はデス
チャージすることにより、インク液滴104がノズル孔
4から吐出される。ここで、抵抗115は放電速度を決
める抵抗で、抵抗116は充電速度を決める抵抗であっ
て、各々の抵抗値及びコンデンサ114の容量で充放電
の時定数が定まる。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a drive control circuit of the ink jet head 10. As shown in FIG. This drive control circuit 21
3, the control circuit 215 and the drive circuit 10
2a. The drive circuit 102a includes transistors 106 to 109 and amplifiers 110 to 113. The control circuit 215 receives the nozzle recovery processing control signal, the print control signal, and the diaphragm recovery processing control signal, and outputs pulse voltages P1 to P4 to the amplifiers 110 to 113 as appropriate based on the control signals.
13, the transistors 106 to 109 are driven. As a result, the capacitor 114 formed by the diaphragm 5 and the individual electrode 21 is charged or discharged, so that the ink droplet 104 is discharged from the nozzle hole 4. Discharged. Here, the resistor 115 is a resistor that determines the discharging speed, and the resistor 116 is a resistor that determines the charging speed. The time constant of charging and discharging is determined by each resistance value and the capacity of the capacitor 114.
【0040】図10は上述のインクジェットヘッド10
を搭載したプリンタの概要図である。300は記録紙1
05を搬送するプラテン、301は内部にインクを貯蔵
するインクタンクであり、インク供給チューブ306を
介してインクジェットヘッド10にインクを供給する。
302はキャリッジであり、インクジェットヘッド10
を記録紙105の搬送方向と直行する方向に移動させ
る。303はポンプであり、インクジェットヘッド10
のインク吐出不良等の場合、キャップ304、廃インク
回収チューブ308を介してインクを吸引し、排インク
溜305に回収する機能を果たしている。FIG. 10 shows the ink jet head 10 described above.
FIG. 1 is a schematic diagram of a printer equipped with a printer. 300 is the recording paper 1
A platen 301 for transporting the ink jet head 05 supplies ink to the inkjet head 10 via an ink supply tube 306.
Reference numeral 302 denotes a carriage, which is the ink jet head 10
Is moved in a direction perpendicular to the conveying direction of the recording paper 105. Reference numeral 303 denotes a pump,
In the case of a defective ink ejection, the function of sucking ink through the cap 304 and the waste ink collecting tube 308 and collecting the ink in the discharged ink reservoir 305 is achieved.
【0041】図11は図1の実施例のインクジェットプ
リンタの制御方法を示したフローチャートであり、図1
2はそのサブルーチンを示したフローチャートである。
図12において、(a)はノズル回復動作のサブルーチ
ンを示し、(b)は印刷動作のサブルーチンを示してい
る。まず、ステップS0において印刷演算制御手段21
0の指示に基いてプリンタ機構部等のイニシャライズが
実行される。このとき、計時手段204のリセットも同
時に行われ計時がスタートする。次のステップS1にお
いて、電源投入直後のノズル回復動作を行う。このノズ
ル回復動作は、図12(a)のノズル回復動作のサブル
ーチンのステップSS1〜SS3に示される一連の処理
によりなされる。FIG. 11 is a flowchart showing a control method of the ink jet printer of the embodiment of FIG.
2 is a flowchart showing the subroutine.
In FIG. 12, (a) shows a subroutine of a nozzle recovery operation, and (b) shows a subroutine of a printing operation. First, in step S0, the print operation control unit 21
The initialization of the printer mechanism and the like is executed based on the instruction of 0. At this time, the resetting of the timer 204 is also performed at the same time, and the timer starts. In the next step S1, a nozzle recovery operation immediately after power-on is performed. This nozzle recovery operation is performed by a series of processes shown in steps SS1 to SS3 of the nozzle recovery operation subroutine of FIG.
【0042】まず、ステップSS1において駆動モータ
202を駆動することによりインクジェットヘッド10
を搭載したキャリッジ302を待機位置からキャップ3
04の位置へ移動する。次に、ステップSS2において
ノズルの回復動作、即ちリフレッシュを行う。このノズ
ルのリフレッシュとは、インクジェットヘッド10のノ
ズル部の増粘したインク等のインク吐出不良の原因とな
る不良インクを排出するために、全ノズルに対応する振
動板5を駆動することにより、全てのノズルからインク
を所定回数吐出させることである。通常、各ノズルにつ
いて10発〜200発の吐出を行い、増粘した不良イン
クをノズル外に排出する。このリフレッシュの吐出回数
は計時手段204の設定時間によって予め決められる。
このノズルのリフレシュ終了後、ステップSS3におい
て再び待機位置へキャリッジ302を復帰させて、一連
のリフレッシュ動作を終了する。なお、電源投入時は、
一般的に長時間ヘッドが使用されていない可能性が高い
ので160発〜200発のインク吐出が実行される。First, in step SS1, the drive motor 202 is driven to drive the ink jet head 10
When the carriage 302 with the
Move to position 04. Next, in step SS2, a nozzle recovery operation, that is, refresh is performed. This nozzle refresh is performed by driving the diaphragms 5 corresponding to all nozzles in order to discharge defective ink that causes ink discharge failure such as thickened ink in the nozzle portion of the inkjet head 10. Is ejected a predetermined number of times from the nozzles. Usually, 10 to 200 shots are ejected from each nozzle, and the thickened defective ink is discharged outside the nozzles. The number of times of this refresh ejection is determined in advance by the set time of the timer 204.
After the refresh of the nozzle is completed, the carriage 302 is returned to the standby position again in step SS3, and a series of refresh operations is completed. When turning on the power,
Generally, there is a high possibility that the head has not been used for a long time, so that 160 to 200 ink ejections are performed.
【0043】ノズルのリフレッシュ動作の終了後、計時
手段204は所定時間を計測し始める。ステップS2に
おいて、計時手段204が所定の時間を計測したかどう
かを判断するために、タイマーアップ信号の有無を判断
する。ここで、タイマーアップ信号が発生していた場合
には、ステップS8のノズル回復動作に進み、図12
(a)のノズル回復動作のサブルーチンに示されるリフ
レッシュ動作を行って次のステップS3に進む。タイマ
ーアップ信号が発生していない場合にはそのままステッ
プS3に進む。このステップS3においては印刷を行う
か否かの判断を行う。印刷を行わない場合にはステップ
S2に戻る。印刷を行う場合には、ステップS4におい
て計時手段204をリセットした後に、ステップS5に
おいて印刷動作を実行する。After the end of the nozzle refresh operation, the timer 204 starts measuring a predetermined time. In step S2, it is determined whether or not a timer up signal is present in order to determine whether or not the timer 204 measures a predetermined time. Here, if the timer up signal has been generated, the process proceeds to the nozzle recovery operation of step S8, and FIG.
The refresh operation shown in the nozzle recovery operation subroutine (a) is performed, and the process proceeds to the next step S3. If the timer-up signal has not been generated, the process proceeds directly to step S3. In this step S3, it is determined whether or not to perform printing. If printing is not performed, the process returns to step S2. When printing is performed, after the timer 204 is reset in step S4, the printing operation is executed in step S5.
【0044】この印刷動作は、図12(b)の印刷動作
のサブルーチンのステップSS10〜SS16で示され
る一連の動作によりなされる。ステップSS10におい
て計数値n=1と設定し、ステップSS11においてキ
ャリッジ302を1ドット分移動する。そして、ステッ
プSS12,SS13において印字データに基づいた指
定ドットインクを吸引して吐出する。そして、ステップ
SS14において、ステップSS12、SS13で駆動
された特定の振動板5のみについて、リフレシュ(残留
電荷の消滅)を行う。次のステップSS15において計
数値n=n+1としてインクリメントし、ステップSS
16においてnが最終ドットであるかどうかを判断し、
最終ドットでない場合にはステップSS11に戻って上
述の処理が繰り返される。最終ドットであった場合には
印刷動作を終了し、ステップS6においてキャリッジ3
02を再び待機位置へ復帰させて、ステップS7におい
て所定量だけ紙送りをする。そして、ステップS9にお
いて処理を続行するかどうかを判断し、続行する場合に
はステップS2に戻って上述の処理を繰り返す。続行し
ない場合には全ての処理を終了する。This printing operation is performed by a series of operations shown in steps SS10 to SS16 of the subroutine of the printing operation in FIG. In step SS10, the count value n is set to 1, and in step SS11, the carriage 302 is moved by one dot. Then, in steps SS12 and SS13, the designated dot ink based on the print data is sucked and discharged. Then, in step SS14, refresh (disappearance of residual charges) is performed only on the specific diaphragm 5 driven in steps SS12 and SS13. In the next step SS15, the count value is incremented as n = n + 1.
At 16 it is determined whether or not n is the last dot,
If it is not the last dot, the process returns to step SS11 and the above processing is repeated. If it is the last dot, the printing operation ends, and in step S6, the carriage 3
02 is returned to the standby position again, and the paper is fed by a predetermined amount in step S7. Then, it is determined in step S9 whether or not to continue the processing. If the processing is to be continued, the process returns to step S2 and the above-described processing is repeated. If not to continue, all processing is terminated.
【0045】図13は、図1、図9及び図12の実施例
の動作を示したタイミングチャートである。ここでは待
機状態において、抵抗Rを介してコンデンサ114を放
電状態に保持するため、パルス電圧P4が印加されてト
ランジスタ108がオンになっているものとする。ま
ず、aの区間において、パルス電圧P1,P4が供給さ
れてトランジスタ108,107がオン状態になり、振
動板5に正の電圧が印加され、電極21に負の電圧が印
加される。これによりコンデサ114に順方向の電荷が
チャージされ、振動板5が静電気による吸引力により個
別電極21側に撓んだ状態になり、吐出室6の圧力が減
少し、インク103がインクキャビテイ8からオリフイ
ス7を通じて吐出室6内に補給される。FIG. 13 is a timing chart showing the operation of the embodiment shown in FIGS. 1, 9 and 12. Here, in the standby state, in order to hold the capacitor 114 in the discharged state via the resistor R, it is assumed that the pulse voltage P4 is applied and the transistor 108 is turned on. First, in the section a, the pulse voltages P1 and P4 are supplied, the transistors 108 and 107 are turned on, a positive voltage is applied to the diaphragm 5, and a negative voltage is applied to the electrode 21. As a result, the capacitor 114 is charged with forward charges, the diaphragm 5 is bent toward the individual electrode 21 by the attraction force of static electricity, the pressure in the ejection chamber 6 is reduced, and the ink 103 is removed from the ink cavity 8. It is supplied into the discharge chamber 6 through the orifice 7.
【0046】その後、bのホ−ルド区間を経過すると、
区間cにおいて、パルス電圧P2,P4が供給されてト
ランジスタ106,108がオン状態になり、コンデン
サ104に蓄積された電荷が急速にデスチャージされ
る。その結果、振動板5と個別電極21との間に働いて
いた静電気による吸引力がなくなり、振動板5は自己の
持つ剛性により復元する。この振動板5の復元により、
吐出室6内の圧力が急速に上昇し、ノズル孔4からイン
ク液滴104を記録紙105に向けて吐出する。この
後、dの区間において示すように、振動板5のリフレッ
シュがなされる。ここでは、パルス電圧P2,P3が供
給されてトランジスタ106,109がオン状態にな
り、振動板5に負の電圧、個別電極21に正の電圧が印
加される。振動板5と個別電極21によって構成される
コンデンサ114には電荷がチャージされる。しかし、
これは通常の印刷動作の場合の逆電圧であり、充電の方
向は逆になっている。これにより、図7の残留電荷が消
滅することになる。その後、e区間において、再び電荷
を放電すると、残留電荷は消滅し残っていないので、振
動板5は図8(c)のように撓んでおらず完全に復元す
る。故に次の区間a2,b2,c2を経て再び吐出され
るインク吐出量は前回吐出されたインク吐出量とほぼ一
致する。本実施例においては、このように1ドット毎に
振動板5と個別電極21との間に生成する残留電荷を消
滅させながら、インク液滴104を吐出させている。Thereafter, when the hold section of b elapses,
In the section c, the pulse voltages P2 and P4 are supplied, the transistors 106 and 108 are turned on, and the charge accumulated in the capacitor 104 is rapidly discharged. As a result, the suction force due to the static electricity acting between the diaphragm 5 and the individual electrode 21 disappears, and the diaphragm 5 is restored by its own rigidity. Due to the restoration of the diaphragm 5,
The pressure in the discharge chamber 6 rapidly rises, and the ink droplets 104 are discharged from the nozzle holes 4 toward the recording paper 105. Thereafter, as shown in a section d, the diaphragm 5 is refreshed. Here, the pulse voltages P2 and P3 are supplied, the transistors 106 and 109 are turned on, and a negative voltage is applied to the diaphragm 5 and a positive voltage is applied to the individual electrodes 21. Electric charges are charged to the capacitor 114 formed by the diaphragm 5 and the individual electrodes 21. But,
This is a reverse voltage in a normal printing operation, and the charging direction is reversed. As a result, the residual charges in FIG. 7 disappear. Thereafter, in the section e, when the electric charge is discharged again, the residual electric charge disappears and remains, so that the diaphragm 5 is completely restored without being bent as shown in FIG. 8C. Therefore, the amount of ink ejected again through the next sections a2, b2, and c2 substantially matches the amount of ink ejected last time. In the present embodiment, the ink droplets 104 are ejected while eliminating the residual charge generated between the diaphragm 5 and the individual electrode 21 for each dot as described above.
【0047】なお、本実施例においてはP形半導体基板
を基板として用いたが、N形半導体基板を基板として用
いた場合には、駆動回路102aとインクジェットヘッ
ド10との接続配線はP形半導体の場合とは逆とする必
要がある。In this embodiment, the P-type semiconductor substrate is used as the substrate. However, when the N-type semiconductor substrate is used as the substrate, the connection wiring between the drive circuit 102a and the ink jet head 10 is made of a P-type semiconductor. It is necessary to reverse the case.
【0048】図14は図1の実施例のインクジェットプ
リンタの他の制御方法を示したフローチャートであり、
図15はそのサブルーチンを示したフローチャートであ
る。図15において、(a)はノズル回復動作のサブル
ーチンを示し、(b)は印刷動作のサブルーチンを示し
ている。本実施例においては、1行毎に振動板の回復動
作を行なわせるようにしている。図14のステップS4
とステップ5との間に振動板をリフレッシュさせるため
のステップSS12が挿入されており、このステップに
おいて上述の実施例の振動板のリフレッシュがなされ
る。このため、図15の印刷動作のサブルーチンは図1
2のステップSS12が削除されており、その他の処理
は同じである。FIG. 14 is a flowchart showing another control method of the ink jet printer of the embodiment of FIG.
FIG. 15 is a flowchart showing the subroutine. In FIG. 15, (a) shows a subroutine of a nozzle recovery operation, and (b) shows a subroutine of a printing operation. In this embodiment, the recovery operation of the diaphragm is performed for each row. Step S4 in FIG.
A step SS12 for refreshing the diaphragm is inserted between step 5 and step 5, and in this step, the diaphragm of the above-described embodiment is refreshed. For this reason, the subroutine of the printing operation in FIG.
Step SS12 of Step 2 is deleted, and the other processes are the same.
【0049】図16は図14及び図15の実施例の動作
を示したタイミングチャートである。本実施例において
はキャリッジ302がリターンする毎にa区間において
パルス電圧P2及びP4が供給されてトランジスタ10
6,109がオン状態になり、振動板5及び個別電極2
1に逆電圧が印加され、上述の残留電荷を消滅させてい
る。FIG. 16 is a timing chart showing the operation of the embodiment shown in FIGS. In this embodiment, every time the carriage 302 returns, the pulse voltages P2 and P4 are supplied in the section a, and the transistor 10
6, 109 are turned on, and the diaphragm 5 and the individual electrode 2
1 is applied with a reverse voltage to eliminate the residual charge.
【0050】図17は図1の実施例のインクジェットプ
リンタの更に他の制御方法を示したフローチャートであ
り、図18はそのサブルーチンを示したフローチャート
である。図18において、(a)はノズル/振動板回復
動作のサブルーチンを示し、(b)は印刷動作のサブル
ーチンを示している。本実施例においては、ヘッドノズ
ルの回復動作時に振動板の回復動作も行なわせるように
している。図11のステップS1及びS8は、図17の
ステップS1a及びS8aに対応しており、このステッ
プS1a及びS8aではノズル回復動作だけでなく、振
動板の回復処理も行うようにしている。従って、図18
(a)のノズル/振動板回復動作のサブルーチンでは、
ステップSS1においてキャリッジ302を待機位置に
移動させた後に、次のステップであるステップSS12
において振動板5のリフレッシュを行うようにしてい
る。このため、図18(b)の印刷動作のサブルーチン
は図12のステップSS12が削除されている。FIG. 17 is a flowchart showing another control method of the ink jet printer of the embodiment of FIG. 1, and FIG. 18 is a flowchart showing a subroutine thereof. In FIG. 18, (a) shows a subroutine of a nozzle / diaphragm recovery operation, and (b) shows a subroutine of a printing operation. In this embodiment, the recovery operation of the diaphragm is also performed at the time of the recovery operation of the head nozzle. Steps S1 and S8 in FIG. 11 correspond to steps S1a and S8a in FIG. 17. In steps S1a and S8a, not only the nozzle recovery operation but also the diaphragm recovery processing is performed. Therefore, FIG.
In the subroutine of the nozzle / diaphragm recovery operation of (a),
After moving the carriage 302 to the standby position in step SS1, the next step, step SS12
, The diaphragm 5 is refreshed. Therefore, in the subroutine of the printing operation in FIG. 18B, step SS12 in FIG. 12 is deleted.
【0051】以上に上述した実施例によれば、例えば1
ドットおきに、もしくは1ライン印刷する毎に、また
は、計時に基づいて、周期的に残留電荷を除去すること
により、残留電荷が及ぼす悪影響が避けられるものであ
る。本実施例のこれら各態様は、組み合わせて用いられ
てもよい。この方法で残留電荷を除去することによっ
て、好ましくは、完全に振動板の残留撓みが除かれるこ
とが望ましいが、静電アクチュエータを定められたある
状態にリセットすることによって、完全に振動板の残留
撓みが除かれなくても、すくなくともその残留撓みは一
定となり、振動板の相対変位量も一定となる。残留撓み
が一定であれば、残留撓みに応じて、駆動電圧を増加す
ることによって、インク吐出量、及びインク吐出速度を
簡単に補正することができるという効果を有する。According to the embodiment described above, for example, 1
By removing the residual charge periodically every dot, every time one line is printed, or based on timing, adverse effects of the residual charge can be avoided. These aspects of the present embodiment may be used in combination. It is desirable that the residual deflection of the diaphragm be completely removed by removing the residual electric charges in this manner, but by resetting the electrostatic actuator to a predetermined state, the residual vibration of the diaphragm is completely eliminated. Even if the flexure is not removed, at least the residual flexure is constant, and the relative displacement of the diaphragm is also constant. If the residual deflection is constant, increasing the drive voltage in accordance with the residual deflection has an effect that the ink ejection amount and the ink ejection speed can be easily corrected.
【0052】図19(a)は、図2、図3、図4に示さ
れるヘッド10における他の様態を示す断面図であり、
図19(b)は、図19(a)における要部Aの断面図
である。図19(a)、図19(b)に示されるヘッド
50は、図2、図3、図4に示されるヘッド10と比較
して、以下の点について、仕様が異なる。FIG. 19A is a sectional view showing another mode of the head 10 shown in FIGS. 2, 3 and 4.
FIG. 19B is a cross-sectional view of the main part A in FIG. The head 50 shown in FIGS. 19A and 19B differs from the head 10 shown in FIGS. 2, 3 and 4 in the following specifications.
【0053】まず第1に、図2における中間の第1の基
板1に設けられた凹部15を廃し、第1の基板1の下面
に接合される下側の第2の基板にエッチングにより深さ
0.3μmの凹部18を形成し、この凹部内に、各振動
板5に対応する各々の位置に、ITO(スズを添加した
酸化インジウム)を0.1μmスパッタし、振動板とほ
ぼ同じ形状にITOパターンを形成して個別電極21と
した。First, the concave portion 15 provided in the intermediate first substrate 1 in FIG. 2 is eliminated, and the lower second substrate bonded to the lower surface of the first substrate 1 is etched to a depth. A recess 18 having a thickness of 0.3 μm is formed, and ITO (indium oxide to which tin is added) is sputtered in a thickness of 0.1 μm at each position corresponding to each diaphragm 5 in this recess to form the same shape as the diaphragm. An individual electrode 21 was formed by forming an ITO pattern.
【0054】第2に、図2における第2の基板2上に形
成された絶縁層24を廃し、第1の基板1の共通電極1
7を除く全面に熱酸化膜(SiO2)を0.1μm形成
し、これを、インクジェットヘッド駆動時の絶縁破壊、
ショートを防止するための絶縁層51とした。故に陽極
接合後の振動板5上の絶縁層51と個別電極21との空
隙間隔G1は0.2μmとなっている。Second, the insulating layer 24 formed on the second substrate 2 in FIG.
Thermal oxide film (S i O 2) to 0.1μm formed on the entire surface except for 7, which breakdown during inkjet head drive,
An insulating layer 51 for preventing a short circuit was used. Therefore, the gap G1 between the insulating layer 51 on the diaphragm 5 and the individual electrode 21 after the anodic bonding is 0.2 μm.
【0055】なお、ノズル溝11のピッチは0.07m
mであり、その幅は50μmとし、振動板5の厚みは1
8μmとした。また、振動板5の厚みと空隙間隔G1の
サイズは、駆動電圧、インク液滴の吐出量、吐出速度に
大きく寄与するが、本実施例に示す構造のインクジェッ
トヘッドの場合、振動板5の厚みは、12〜24μm、
空隙間隔G1は、0.15〜0.25μm程度の範囲
が、実用的に好ましい。The pitch of the nozzle grooves 11 is 0.07 m
m, the width is 50 μm, and the thickness of the diaphragm 5 is 1
8 μm. The thickness of the diaphragm 5 and the size of the gap G1 greatly contribute to the driving voltage, the ejection amount of ink droplets, and the ejection speed. In the case of the inkjet head having the structure shown in this embodiment, the thickness of the diaphragm 5 is large. Is 12 to 24 μm,
It is practically preferable that the air gap G1 is in the range of about 0.15 to 0.25 μm.
【0056】図20は、1ノズルから吐出されるインク
液滴104のインク吐出速度Vmを測定した実験結果を
示すグラフである。グラフの縦軸は、インク吐出速度V
mであり、横軸は、振動板5及び個別電極21に逆電圧
(リフレッシュ電圧)を印加するa区間のパルス幅であ
る。ここでは、図9に示される駆動回路を用いて、図1
9に図示したヘッド50を図16に示されるシーケンス
で駆動して、リフレッシュ電圧20V、25V、30
V、35Vについて各々実験を行った。FIG. 20 is a graph showing experimental results obtained by measuring the ink discharge speed Vm of the ink droplet 104 discharged from one nozzle. The vertical axis of the graph is the ink ejection speed V
m, and the horizontal axis represents the pulse width of the section a in which a reverse voltage (refresh voltage) is applied to the diaphragm 5 and the individual electrodes 21. Here, using the driving circuit shown in FIG.
9 is driven in the sequence shown in FIG. 16, and the refresh voltages 20 V, 25 V, 30
An experiment was performed for each of V and 35V.
【0057】図21は前述の実験における駆動時の条件
を示し、振動板5に対する電極21の印加電圧の経時変
化を示すタイミングチャートである。インクを吐出させ
る順方向の電圧は27V、順方向の通電幅40μ秒で通
電周期は333μ秒(3kHz)で駆動し、1行660
パルスのインク吐出後、逆方向の電圧(リフレッシュ電
圧)Vをa秒印加し、この電圧V、パルス幅aを変化さ
せて、インク吐出速度Vmの変化を測定した。FIG. 21 is a timing chart showing conditions at the time of driving in the above-described experiment, and showing a change with time of the voltage applied to the electrode 21 to the diaphragm 5. The forward voltage for ejecting ink is 27 V, the forward current width is 40 μsec, the energization cycle is 333 μsec (3 kHz), and one row is 660.
After the pulse ink ejection, a voltage (refresh voltage) V in the reverse direction was applied for a second, and the voltage V and the pulse width a were changed, and the change in the ink ejection speed Vm was measured.
【0058】このインク吐出速度Vmが小さいと、一回
当たりのインク吐出量もインク吐出速度Vmに比例して
少なくなり、従って、記録紙上のドット径が小さくな
り、記録画像全体の濃度が不足し、いわゆるコントラス
トの乏しい印象をうける。また、インク液滴104は、
1つの球状の液滴となって、飛翔するわけでなく、複数
の球状の液滴が糸を引くようにして飛翔する。このた
め、インク吐出速度Vmが小さいと、先端の液滴以外の
液滴(サテライト)が遅れて記録紙に到達し、記録紙上
に形成されたドット形状が変形し、記録画像全体が、滲
んだシャープさに欠けた印象をうける。また、ヘッド1
0の走査速度を上げると、この傾向は更に顕著になるた
め、印字速度を向上させる点でも、インク吐出速度Vm
が小さいことは不都合であり、好ましくは10m/秒以
上のインク吐出速度が得られることが望ましい。When the ink ejection speed Vm is small, the amount of ink ejected at one time also decreases in proportion to the ink ejection speed Vm, so that the dot diameter on the recording paper becomes small and the density of the entire recorded image becomes insufficient. , So-called poor contrast. The ink droplet 104 is
Instead of flying as a single spherical droplet, a plurality of spherical droplets fly like a string. For this reason, if the ink ejection speed Vm is low, droplets (satellite) other than the droplet at the tip end arrive at the recording paper with a delay, the dot shape formed on the recording paper is deformed, and the entire recorded image is blurred. I get the impression of lack of sharpness. Also, head 1
When the scanning speed of 0 is increased, this tendency becomes more remarkable.
Is inconvenient, and it is desirable that an ink ejection speed of 10 m / sec or more can be obtained.
【0059】404は、振動板5の回復動作を行わなか
った場合のインク吐出速度Vmを示すものである。この
場合も初期には、10m/秒以上のインク吐出速度が得
られるが、インク吐出を行う度に徐々にインク速度は低
下し、約100万回の吐出時点でインク吐出速度は約5
m/秒まで低下し、安定する。Reference numeral 404 denotes the ink ejection speed Vm when the recovery operation of the diaphragm 5 is not performed. In this case as well, an ink ejection speed of 10 m / sec or more can be obtained in the initial stage, but the ink speed gradually decreases every time ink is ejected.
m / sec and stabilizes.
【0060】403、402、401、400は、各々
20V、25V、30V、35Vの逆方向の電圧(リフ
レッシュ電圧)を印加し、振動板5の回復動作を行った
ものである。この時、インク吐出駆動時すなわち、振動
板5、電極21間に順方向の電圧を印加した時、23V
程度で振動板5と電極21は接触した(以下この電圧を
当接電圧と呼ぶ)。図20より、当接電圧23V以上の
電圧で振動板5の回復動作を行ったもの、402、40
1、400は一様に、通電幅aが30μ秒の時に10m
/秒以上のインク吐出速度Vmを実現できたのに対し、
当接電圧23V以下の電圧で振動板5の回復動作を行っ
たもの402は、通電幅aを10秒以上にしても10m
/秒のインク吐出速度Vmを実現できない。また、リフ
レッシュ電圧が25V以上では、例えば、30Vと35
Vでは電圧差に対しインク吐出速度に大きな差異が見ら
れないのに対し、一方当接電圧を跨ぐ20Vと25Vの
ものでは同じ電圧差でも得られるインク吐出速度に大き
な差異があり、リフレッシュ電圧が当接電圧以上で大き
な効果が得られることが判る。Reference numerals 403, 402, 401, and 400 denote voltages obtained by applying reverse voltages (refresh voltages) of 20 V, 25 V, 30 V, and 35 V, respectively, to perform a recovery operation of the diaphragm 5. At this time, at the time of ink ejection driving, that is, when a forward voltage is applied between the diaphragm 5 and the electrode 21, 23 V
The diaphragm 5 and the electrode 21 were in contact with each other (this voltage is hereinafter referred to as a contact voltage). FIG. 20 shows that the recovery operation of the diaphragm 5 was performed at a contact voltage of 23 V or more, 402 and 40.
1, 400 are uniformly 10 m when the conduction width a is 30 μsec.
/ Sec or more ink discharge speed Vm
In the case 402 in which the recovery operation of the diaphragm 5 is performed at a contact voltage of 23 V or less, even if the energizing width a is 10 seconds or more, 10 m
/ M ink discharge speed Vm cannot be realized. When the refresh voltage is 25 V or more, for example, 30 V and 35 V
In the case of V, there is no significant difference in the ink discharge speed with respect to the voltage difference. On the other hand, in the case of 20 V and 25 V across the contact voltage, there is a large difference in the ink discharge speed obtained even with the same voltage difference. It can be seen that a great effect can be obtained at a contact voltage or higher.
【0061】以上の実験結果より、所定の周期で振動板
5が電極21に当接する電圧以上の電圧で所定の時間振
動板5、電極21にリフレッシュ電圧を印加し、振動板
の分極回復処理を行えば、10m/秒のインク吐出速度
を常に安定して得られることが判った。From the above experimental results, a refresh voltage is applied to the diaphragm 5 and the electrode 21 for a predetermined time at a voltage higher than the voltage at which the diaphragm 5 contacts the electrode 21 at a predetermined cycle, and the polarization recovery processing of the diaphragm is performed. It has been found that if this is performed, an ink ejection speed of 10 m / sec can always be obtained stably.
【0062】[0062]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、振動
板と個別電極間にパルス状の駆動電圧を印加することに
より、個別電極とこれに対向して配置された振動板との
間に静電引力を働かせてインク吐出を行うインクジェッ
トヘッドの駆動方法において、上記のパルス電圧とは逆
方向で、かつ振動板が個別電極に接触する駆動電圧(当
接電圧)以上の大きさのリフレッシュ電圧を振動板と個
別電極間に適宜印加することにより、 振動板と個別電極との相対変位量が低下せず、従っ
て、インク液滴の吐出不良の原因がなくなっているの
で、高い印刷品質や信頼性が得られる。As described above, according to the present invention, by applying a pulse-like drive voltage between the diaphragm and the individual electrode, the gap between the individual electrode and the diaphragm arranged opposite to the individual electrode can be obtained. In the method of driving an ink-jet head in which ink is ejected by applying an electrostatic attractive force to the ink jet head, a refresh voltage in a direction opposite to the above-described pulse voltage and equal to or higher than a driving voltage (contact voltage) at which the diaphragm comes into contact with the individual electrode. By appropriately applying a voltage between the diaphragm and the individual electrodes, the relative displacement between the diaphragm and the individual electrodes does not decrease, and therefore, the cause of the ink droplet ejection failure is eliminated. Reliability is obtained.
【0063】 リフレッシュ電圧を短時間印加するこ
とで、低下しつつある振動板と個別電極との相対変位量
が瞬時に確実に回復されるため、回復手段に多くの時間
が費やされることがなく、高速度で印刷可能な印刷装置
を提供できる。By applying the refresh voltage for a short time, the relative displacement amount between the vibrating plate and the individual electrode, which is decreasing, is surely recovered instantaneously, so that much time is not spent on the recovery means. A printing device capable of printing at high speed can be provided.
【0064】また、本発明の印刷装置は、シリコン製の
振動板と、ITO膜で形成された個別電極間には、シリ
コンの熱酸化膜からなる絶縁層が形成されているため、 振動板−電極間に蓄積される残留電荷がインクジェ
ットヘッドの駆動に与える悪影響を排除する回復手段を
行うことにより、インクジェットヘッドが壊れてしまう
又は、寿命が短くなる等、信頼性の低下に関わる不具合
の生じない印刷装置を提供できる。In the printing apparatus of the present invention, an insulating layer made of a silicon thermal oxide film is formed between a silicon diaphragm and an individual electrode formed of an ITO film. By performing a recovery unit that eliminates the adverse effect of the residual charge accumulated between the electrodes on the driving of the inkjet head, the inkjet head is not broken or the lifetime is shortened. A printing device can be provided.
【図1】 本発明の一実施例に係るインクジェットプリ
ンタの概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of an inkjet printer according to one embodiment of the present invention.
【図2】 前記実施例のインクジェットヘッドの分解斜
視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the ink jet head of the embodiment.
【図3】 前記実施例のインクジェットヘッドの断面側
面図である。FIG. 3 is a sectional side view of the ink jet head of the embodiment.
【図4】 図3のA−A線矢視図である。FIG. 4 is a view taken in the direction of arrows AA in FIG. 3;
【図5】 前記実施例の振動板と個別電極の部分詳細模
式図である。FIG. 5 is a partial detailed schematic view of the diaphragm and individual electrodes of the embodiment.
【図6】 図5の振動板及び個別電極の分極に着目した
模式図である。6 is a schematic diagram focusing on the polarization of the diaphragm and the individual electrodes of FIG. 5;
【図7】 図5の振動板及び個別電極の残留分極に着目
した模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram focusing on the residual polarization of the diaphragm and the individual electrodes of FIG. 5;
【図8】 前記実施例における振動板の撓みを経時的に
示した模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing flexure of the diaphragm in the embodiment over time.
【図9】 前記実施例のインクジェットヘッドの駆動制
御回路の構成を示した図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a drive control circuit of the inkjet head of the embodiment.
【図10】 前記実施例のジェットヘッドを搭載したプ
リンタの概要図である。FIG. 10 is a schematic view of a printer equipped with the jet head of the embodiment.
【図11】 図1の実施例のインクジェットプリンタの
制御方法を示したフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing a control method of the ink jet printer of the embodiment of FIG.
【図12】 図11のサブルーチンを示したフローチャ
ートである。FIG. 12 is a flowchart showing a subroutine of FIG. 11;
【図13】 図11の実施例の動作を示すタイミングチ
ャートである。FIG. 13 is a timing chart showing the operation of the embodiment in FIG. 11;
【図14】 図1の実施例のインクジェットプリンタの
他の制御方法を示したフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart illustrating another control method of the ink jet printer of the embodiment of FIG. 1;
【図15】 図14のサブルーチンを示したフローチャ
ートである。FIG. 15 is a flowchart showing a subroutine of FIG. 14;
【図16】 図14の実施例の動作を示したタイミング
チャートである。FIG. 16 is a timing chart showing the operation of the embodiment in FIG.
【図17】 図1の実施例のインクジェットプリンタの
他の制御方法を示したフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart illustrating another control method of the ink jet printer of the embodiment of FIG. 1;
【図18】 図17のサブルーチンを示したフローチャ
ートである。FIG. 18 is a flowchart showing a subroutine of FIG. 17;
【図19】 本発明のインクジェットヘッドの他の様態
を示す断面側面図である。FIG. 19 is a sectional side view showing another embodiment of the ink jet head of the present invention.
【図20】 図19に図示したインクジェットヘッドに
て実験して得られた逆方向の電気パルスの電圧、パルス
幅とインク吐出速度Vmの関係を示すグラフである。20 is a graph showing a relationship between a voltage and a pulse width of an electric pulse in a reverse direction and an ink ejection speed Vm obtained by an experiment using the inkjet head shown in FIG. 19;
【図21】 図20の実験における駆動時の条件を示す
タイミングチャートである。21 is a timing chart showing driving conditions in the experiment of FIG. 20.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小枝 周史 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイ コーエプソン株式会社内 (72)発明者 小林 直樹 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイ コーエプソン株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−344250(JP,A) 特開 平2−162049(JP,A) 特開 平3−159748(JP,A) 特開 平4−344253(JP,A) 特開 平5−50601(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/01 B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shuji Oeda 3-3-5 Yamato, Suwa City, Nagano Prefecture Inside Seiko Epson Corporation (72) Inventor Naoki Kobayashi 3-3-5, Yamato Suwa City, Nagano Prefecture In Seiko Epson Corporation (56) References JP-A-4-344250 (JP, A) JP-A-2-162049 (JP, A) JP-A-3-159748 (JP, A) JP-A-4-344253 (JP, A) JP-A-5-50601 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B41J 2/01 B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/06
Claims (9)
路と、該流路の一部に設けられた振動板と、該振動板に
対向して設けられた電極とからなるアクチュエータとを
有し、前記振動板を静電気力により変形させ、前記ノズ
ルからインク液滴を吐出し、記録を行う印刷装置の駆動
方法において、 通常の記録時には、前記振動板を静電気力により変形さ
せる第1の電圧を印加し、所定時に、前記振動板の変位
量を安定させるために、前記第1の電圧とは、極性が異
なり、かつ前記振動板が前記電極に接触する電圧値以上
の大きさの第2の電圧を印加することを特徴とする印刷
装置の駆動方法。An actuator comprising a nozzle, an ink flow path communicating with the nozzle, a vibration plate provided in a part of the flow path, and an electrode provided to face the vibration plate. and, the vibration plate is deformed by electrostatic force, ejecting ink droplets from the nozzle, in the driving method of the printing apparatus for recording, during normal recording, the first voltage to the vibrating plate is deformed by electrostatic force In order to stabilize the amount of displacement of the diaphragm at a predetermined time, a second voltage having a different polarity from the first voltage and having a magnitude equal to or larger than a voltage value at which the diaphragm contacts the electrode is used. A method for driving a printing apparatus, comprising applying a voltage.
行印字する毎に、印加することを特徴とする請求項1記
載の印刷装置の駆動方法。2. The method according to claim 1, wherein the second voltage is one dot or one dot.
2. The method according to claim 1, wherein the voltage is applied every time line printing is performed.
理動作を行うとき、印加することを特徴とする請求項1
記載の印刷装置の駆動方法。3. The method according to claim 1, wherein the second voltage is applied when performing a recovery operation of the nozzle.
The driving method of the printing apparatus according to the above.
路と、該流路の一部に設けられた振動板と、該振動板に
対向して設けられた電極とからなるアクチュエータと、
前記振動板を静電気力により変形させ、前記ノズルから
記録のためのインク液滴を吐出させる駆動手段とを有
し、 前記駆動手段が、記録時に、前記アクチュエータに、前
記振動板を静電気力により撓ませるための第1の電圧を
印加する電圧印加手段と、 前記第1の電圧とは、極性が異なり、かつ前記振動板が
前記電極に接触する電圧値以上の大きさの第2の電圧
を、前記アクチュエータに印加する残留電荷除去手段と
を有することを特徴とする印刷装置。4. An actuator including a nozzle, an ink flow path communicating with the nozzle, a vibration plate provided in a part of the flow path, and an electrode provided to face the vibration plate,
Driving means for deforming the vibration plate by electrostatic force and discharging ink droplets for recording from the nozzles, wherein the driving means deflects the vibration plate to the actuator by electrostatic force during recording. Voltage applying means for applying a first voltage for applying, a second voltage having a different polarity from the first voltage and having a magnitude equal to or greater than a voltage value at which the diaphragm contacts the electrode, A printing apparatus comprising: a residual charge removing unit that applies a voltage to the actuator.
第2の電圧を、1ドット若しくは1行印字する毎に、印
加することを特徴とする請求項4記載の印刷装置。5. The printing apparatus according to claim 4, wherein the residual charge removing means of the diaphragm applies the second voltage every time one dot or one line is printed.
第2の電圧を、前記ノズルの回復処理動作を行うとき、
印加することを特徴とする請求項4記載の印刷装置。6. The method according to claim 6, wherein the residual charge removing unit of the diaphragm applies the second voltage to perform a recovery process operation of the nozzle.
5. The printing apparatus according to claim 4, wherein the voltage is applied.
記電極間には、絶縁層が形成されていることを特徴とす
る請求項4記載の印刷装置。7. The printing apparatus according to claim 4, wherein an insulating layer is formed between the diaphragm of the actuator and the electrode.
前記絶縁層は、シリコンの熱酸化膜からなることを特徴
とする請求項7記載の印刷装置。8. The material of the diaphragm is silicon,
The printing apparatus according to claim 7, wherein the insulating layer is made of a thermal oxide film of silicon.
徴とする請求項7記載の印刷装置。9. The printing apparatus according to claim 7, wherein said electrode is made of an ITO film.
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