JP2007015177A - インクジェットヘッド、インクジェット記録装置およびインクジェット記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 余分な回路を設けることなく、十分な熱量でインクを加熱することが可能な、小型で信頼性の高いインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】 インクジェットヘッドチップのインクを吐出しないアクチュエータと、インクジェットヘッドチップ２０に駆動信号を送る駆動手段４２と、をつなぐ駆動線４３から給電されるインク加熱用の抵抗素子４５を設け、印刷待機時にこの抵抗素子４５を発熱させることにより、インクを加熱する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、インクカートリッジ等のインク貯留部に貯留されたインクを吐出させるインクジェットヘッド、インクジェット記録装置、およびインクジェット記録方法に関する。

従来より、複数のノズルからインクを吐出させるインクジェットヘッドを用いて被記録媒体に文字や画像を記録するインクジェット記録装置が知られている。かかるインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドが搭載されたキャリッジを被記録媒体に対して主走査方向に移動させながらインクジェットヘッドのノズルからインクを吐出して所定領域にドットのパターンを印刷し、一回の主走査が終わると被記録媒体を副走査方向に所定量移動させ、これらの動作を繰り返すことによって所望の全ての領域の印刷を行うものである。

このようなインクジェット記録装置は家庭・オフィス向けに低価格・高画質のカラープリンタが製品化されており、その生産台数は年々増加している。

また近年では、産業用途に限って言えば大量で安価なカラー印刷出力が必要な場合、揮発性の高い溶剤を用いたインクで紙・フィルム基材に直接カラーインクを吐出させ、フィルム界面やインク受像層を溶解・浸透させ、染料あるいは顔料色素を定着させる方法のインクジェット記録装置が製品化されてきている。これは、屋外に掲示される広告ポスター・看板等に用いる場合には耐候堅牢性や耐摩擦性等が屋内用よりも必要とされるためである。ただし、これらの有機溶剤を含んだインクは揮発性が高いため、人体や環境に悪影響を及ぼす恐れがある。

このような問題から、最近ではインクジェット方式でインクを吐出した後に紫外線や電子線を被記録媒体に照射してインクを硬化させる、紫外線硬化型インクあるいは電子線硬化型インクを用いたインクジェット記録装置が提案されてきている。これらのインクは、タイルなど従来のインクでは印刷できなかった被記録媒体に印刷することができ、被記録媒体を選ばない。また、有機溶剤を用いないために人体や環境に悪影響を与えることがないという利点もあるため、その需要が広がっている。

ところで、インクジェット記録装置によって吐出されるインクの温度が変化すると、インクの粘度が変化し、インク滴の吐出量が変動してしまう。例えば、吐出されるインクの温度が設計上の基準温度よりも高いときには、インク粘度が通常よりも低くなるため標準の駆動電圧でインク滴を吐出させるとインク滴の量が設計値よりも多くなってしまうか、インク滴の飛び散り現象が発生してしまう。反対に、吐出されるインクの温度が基準温度よりも低いときには、インク粘度が通常よりも高くなるため標準の駆動電圧でインク滴を吐出させるとインク滴の量が設計値よりも少なくなってしまうか、インク滴が吐出しなくなってしまう。特に、紫外線硬化型インクあるいは電子線硬化型インクは高粘度のために温度の変化によりその粘度が大きく変化し、それがインクの吐出量に著しく影響し、印刷品質の低下の原因となっている。そのため一般には、インクの吐出時のインク温度を３５度から５０度に保つことが必要である。

そこで、従来ではインクジェットヘッドを加熱して印字品質を安定させるため、ペルチェ素子からなる温度制御部材を設けたインクジェットヘッドが提案されている。（特許文献１）
また、インク吐出に用いる駆動回路の駆動時の余熱を利用してインクを加熱するインクジェットヘッドユニットも提案されている。（特許文献２）
特開２００１−３３４６４５号公報 特開２００３−３２０６７８号公報

しかしながら、特許文献１のようにインクを加熱するためのペルチェ素子をインクジェットヘッドに特別に設けることは、ペルチェ素子専用の回路が必要となり、コスト高になるという問題がある。

一方、特許文献２のようにインク吐出用の駆動回路部の余熱を利用してインクを加熱する場合、専用の回路を設ける必要がないため、配線・回路の簡素化が図られる。しかし、インク吐出用の駆動回路に十分な発熱がある場合には良いが、低消費電力化された場合にはインクを所定温度にするのに時間がかかってしまい、迅速な印刷制御に支障をきたしてしまう。また、特許文献２の方法では、インク吐出用のアクチュエータを必要以上に駆動させる必要があり、ヘッドの信頼性に悪影響を及ぼす恐れがある。

そこで、本発明はこのような事情に鑑み、余分な回路を設けることなく、十分な熱量でインクを加熱することが可能な、小型で信頼性の高いインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第一の態様は、インクを吐出する複数のアクチュエータを有するインクジェットヘッドチップと、前記インクジェットヘッドチップにアクチュエータ駆動用の駆動信号を送る駆動手段と、前記インクジェットヘッドチップのインクを吐出しないアクチュエータと前記駆動手段とをつなぐ駆動線から給電されるインク加熱用の発熱部材と、からなるインクジェットヘッドにある。このため、発熱部材を駆動させるための特別な専用回路を設ける必要がなく、インクジェットヘッドの小型化や低コスト化を図ることができる。

また本発明の第二の態様は、両側にそれぞれ電極が設けられた側壁によって分離されるインク吐出用のアクチュエータを複数並列的に有するインクジェットヘッドチップと、インクジェットヘッドチップにアクチュエータ駆動用の駆動信号を送る駆動手段と、インクジェットヘッドチップのインクを吐出しないアクチュエータと前記駆動手段とをつなぐ駆動線から給電されるインク加熱用の発熱部材と、からなるインクジェットヘッドにある。本発明をシェアドウォール型のインクジェットヘッドに用いることにより、効率的にインクを加熱することができる。

また本発明の第三の態様は、発熱部材がインクジェットヘッドチップの両端に配置されるインクを吐出しないアクチュエータと駆動手段とをつなぐ駆動線から給電されるインクジェットヘッドにある。このため、通常インクの吐出のために駆動させるアクチュエータに、発熱のための余計な駆動信号を与えて歪みを加えることがないため、インクジェットヘッドの信頼性の向上を図ることができる。

また本発明の第四の態様は、発熱部材がインクジェットヘッドチップのすくなくとも
一部を密接状態で支持するヘッド支持部材が設けられていることにある。このため、発熱部材からの熱を、インクジェットヘッドチップ全体に伝え、インクを均等に温めることが出来る。

また、本発明の第五の態様は、インクジェットヘッド内のインクの温度を検出する温度
検出手段を有し、この温度検出手段の検出結果に基づいて発熱部材への給電量を制御するインクジェットヘッドにある。これにより、インクジェットヘッド内のインクの温度を適正に保つことが出来る。

また、本発明の第六の態様は、発熱部材が抵抗素子であることを特徴とするインクジェットヘッドにある。これにより、汎用的で安価な部品を使用して、容易にインクジェットヘッド内のインクを温めることが出来る。

また、本発明の第七の態様は、第一から第六のいずれかの態様のインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドからインクが吐出される被記録媒体を搬送する搬送手段と、からなるインクジェット記録装置にある。これにより、紫外線硬化型インク等粘度の高いインクを用いても、良好な印刷品質の被記録媒体を提供することが出来る。
また、本発明の第八の態様は、第七の態様のインクジェット記録装置のインクジェット記
録方法であって、インクジェットヘッドチップからインクを吐出していない間に、発熱部
材に給電しインクを加熱するインクジェット記録方法にある。これにより、紫外線硬化型
インク等粘度の高いインクに対しても、良好な印字品質で印刷を行うことが出来る。

上述したように本発明のインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置は、余分な回路を設けることなく、十分な熱量でインクを安定的に加熱することが可能である。
また、大きな部品を追加することなく、汎用的で安価な部品を使用して、容易にインクを加熱することができる。

以下、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、実施形態１に係るインクジェットヘッドの斜視図であり、図２はインクジェットヘッドチップの分解斜視図である。また、図３は、本発明の実施形態に係る駆動回路とインクジェットヘッドチップとの配線の接続を示す概略図である
図示するように、本実施形態のインクジェットヘッド１０は、インクジェットヘッドチップ２０と、この一方面側に設けられる流路基板３０と、インクジェットヘッドチップ２０を駆動するための駆動手段である駆動回路４２等が搭載された配線基板４０とを有す。これらの各部材は、それぞれアルミニウム等で出来たヘッド支持部材であるベースプレート５０に固定されている。また、これらの部材同士は、熱伝導性の良い接着剤や両面テープ等で結合され、熱の伝導が良くなるように作られている。

配線基板４０の表面には、駆動回路４２やその他の制御回路等が配設されており、ICチップである駆動回路４２の各端子とインクジェットヘッドチップ２０の各電極２４に接続する駆動線４３とが電気的に導通するように、例えばワイヤボンディング又はワイヤレスボンディング等を介して接続されている。

このような配線基板４０上に設けられた駆動回路４２は、駆動手段として外部からの入力信号に基づいて、電極２４に駆動電圧を印加するように動作する。また、本発明では後述するように、抵抗素子４５の制御も行っている。

インクジェットヘッドチップ２０を構成する圧電セラミックプレート２１は、PZT（チタン酸ジルコン酸鉛）などで出来ており、ノズル開口２８に連通する複数の溝２２が並設され、各溝２２は、側壁２３で隔離されている。各溝２２の長手方向の一端部は圧電セラミックプレート２１の一端部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。また、各溝２２の幅方向両側の側壁２３には、溝２２の開口側に長手方向に亘って駆動電界印加用の電極２４が形成されている。

圧電セラミックプレート２１に形成される各溝２２は、例えば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により形成されている。また、各溝２２内に形成される電極２４は、例えば公知の斜め方向からの蒸着により形成される。このように、本発明のインクジェットヘッドチップ２０は、ＰＺＴで出来た側壁２３とその間の溝２２から成りインクを吐出する、複数のアクチュエータが側壁２３を共有しながら多数並んでいる（シェアドウォール）構造となっている。

また、圧電セラミックプレート２１の溝２２の開口側には、インク室プレート２５が接合されている。インク室プレート２５には、貫通して形成された共通インク室２６が並設された溝２２全体に亘って設けられている。

また、圧電セラミックプレート２１とインク室プレート２５との接合体の一端部は、ノズルプレート２７が接合されており、ノズルプレート２７の各溝２２に対向する位置にはノズル開口２８が形成されている。このノズルプレート２７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２８を形成したものである。また、ノズルプレート２７の被記録媒体に対向する面には、インクの付着等を防止するための撥水性を有する撥水膜が塗布されている。

なお、本実施形態では、圧電セラミックプレート２１とインク室プレート２５との接合体の一端面の周囲には、ノズル支持プレート２９が配置されている。そしてインクジェットヘッドチップ２０は、ノズルプレート２７の外側面および圧電セラミックプレート２１とインク室プレート２５との接合体にノズル支持プレート２９を嵌合接着することにより形成されている。

また、インク室プレート２５の一方面（図２における上面）には、流路基板３０が接合され、共通インク室２６の一方面は、この流路基板３０によって封止されている。具体的には、この流路基板３０はインク室プレート２５の一方面に接着され、図示しないねじ部材等によってベースプレート５０に固定されている。

また、流路基板３０の上面には連結部３１が設けられ、圧力調整部６０に設けられたインク連通管１００とＯリング等を介して接合されている。この圧力調整部の他端側はインクカートリッジ等のインクタンクにインク供給管１０１を介して接続されており、所定量のインクを一時的に貯留する役割を果たしている。

そして、配線基板４０とベースプレート５０の間で、インクジェットヘッドチップ２０に近い位置には、発熱部材として抵抗素子４５が設けられている。この抵抗素子４５の駆動制御については、後に詳細に説明する。

抵抗素子４５はシリコンなどの熱導伝性の良い材料によってベースプレート５０に結合されており、抵抗素子４５からの発熱が効率よくベースプレート５０に伝わるように出来ている。また、本実施形態の抵抗素子４５は一つであるが、これに限定されるものではなく、インクに与えるべき熱量に応じて複数設けることも可能である。

そして、インクジェットヘッドチップ２０の近傍には、サーミスタ等から成る温度センサ４８が設けられている。この温度センサ４８の取り付け位置は、インクジェットヘッドチップ２０から吐出間近なインクの温度を検出できれば、外部やインク供給路内部などその位置は特に限定されない。

このような抵抗素子４５が設けられたインクジェットヘッド１０は、例えばインクジェット記録装置のキャリッジ１１０に搭載して使用される。

ここで、インクジェット記録装置について説明する。なお、図４はインクジェット記録装置の概略斜視図である。

図示するように、色毎に設けられた複数のインクジェットヘッド１０と、このインクジェットヘッド１０が主走査方向に複数並設されて搭載されたキャリッジ１１０と、フレキシブルチューブからなるインク供給管１０１を介してインクを供給するインクカートリッジ１１１とを具備し、キャリッジ１１０は、一対のガイドレール１１２ａ、１１２ｂの長軸方向に移動自在に搭載されている。また、ガイドレール１１２ａ、１１２ｂの一端側には駆動モータ１１３が設けられており、この駆動モータ１１３による駆動力が、当該駆動モータ１１３に連結されたプーリ１１４ａと、ガイドレール１１２ａ、１１２ｂの他端側に設けられたプーリ１１４ｂとの間に掛け渡されたタイミングベルト１１５に伝わり、これによりタイミングベルト１１５の所定の位置に固定されたキャリッジ１１０が搬送されるようになっている。

また、キャリッジ１１０の搬送方向と直交する方向で、破線で示すケースの両端側には、ガイドレール１１２ａ、１１２ｂに沿ってそれぞれ一対の搬送ローラ１１６、１１７が設けられている。これらの搬送ローラ１１６、１１７は、キャリッジ１１０の下方に当該キャリッジ１１０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。
そして、これらの搬送ローラ１１６、１１７によって被記録媒体Sを送りつつキャリッジ１１０をその方向とは直交する方向に走査することにより、インクジェットヘッド１０によって被記録媒体S上に文字および画像等が記録される。

次に、インクジェットヘッド１０におけるインクの加熱について以下に述べる。

まず、インクカートリッジ１１１からインク供給管１０１に供給されたインクは、インクジェットヘッド１０に設けられた流路基板３０などを通過して、インクジェットヘッドチップ２０に充填される。このインクジェットヘッドチップ２０に流入したインクは、駆動回路４２から電力の供給を受けて発熱した抵抗素子４５の熱がベースプレート５０に伝わり、そこからインクジェットヘッドチップ２０に伝わった熱によって加熱される。加熱されて所定温度になったインクは、後述する制御部の駆動信号により変形された溝２２に該当するノズル開口２８からインク滴として吐出される構成になっている。

図３に示したように、本実施形態の駆動回路４２には、外部からの電源と、印刷信号等の外部信号とが図示しない外部配線を介して入力されている。そして、駆動回路４２とインクジェットヘッドチップの各溝２２に設けられた電極２４とは、フレキシブルケーブル等からなる駆動線４３によって接続され、駆動回路４２からの駆動信号を伝えている。また、インクジェットヘッドチップ２０の左右両端の溝に設けられた電極２４ａと２４ｘに駆動信号を送る駆動線４３には、抵抗素子４５が接続されている。

ここで、インクを加熱制御するインクジェット記録装置の制御系について説明する。
図５は、インクジェット記録装置の制御のブロック図である。

本実施形態の制御部８０は、インクジェットヘッド１０に駆動信号を送る駆動制御部８１と、インクの温度を検出する温度検出処理手段８４と、温度検出処理手段８４が検出した上記温度の情報に基づいてインクジェットヘッドチップ２０内のインクの温度を制御する温度制御手段８５とを有する。

温度検出処理手段８４は、インクジェットヘッドチップ２０に接触して設けられている温度センサ４８からの信号によりインクの温度を検出する。
温度制御手段８５は、温度検出処理手段８４が検出したインクジェットヘッドチップ２０内のインクの温度に基づいて駆動制御部８１を制御することにより、駆動回路４２の両端の駆動線４３から抵抗素子４５に発熱信号を送出する。この発熱信号により抵抗素子４５を発熱させ、その発生した熱でインクジェットヘッドチップ２０内のインクが加熱されて、インクの温度は所定温度に制御される。

この温度制御手段８５によって制御される駆動制御部８１は、駆動手段として動作する駆動回路４２の発生する駆動信号の電圧を制御する電圧制御手段８２と、駆動回路４２の発生する駆動振動のパルス幅を制御する波形制御手段８３とを有する。

電圧制御手段８２は、温度検出処理手段８４が検出したインクの温度に応じて駆動回路４２の抵抗素子４５への発熱信号の印加電圧を制御して、インクジェットヘッドチップ２０に適正なインクの吐出を行わせる。

一方、波形制御手段８３は、駆動回路４２が発生する駆動信号のパルス幅を変更する制御を行い、後述するように駆動回路４２に適正な発熱信号を発生させるようにパルス幅を制御する。このように制御された発熱信号によって、抵抗素子４５を発熱させ、この発生する熱でインクジェットヘッドチップ２０内のインクが加熱されて、インクの温度が制御されることによりインクの粘度が調整される。

このような制御部８０は、一般的にインクジェットヘッド１０を搭載したインクジェット記録装置に設けられて、各色毎に設けられた複数のインクジェットヘッド１０を同時に又は独立して制御することができるが、制御部８０を駆動回路４２と共にインクジェットヘッド１０に搭載するようにしてもよい。

ここで、通常の印刷動作について説明する。印刷動作中には、選択的にインク滴を吐出させるノズル開口２８と吐出させないノズル開口２８とがある。

吐出時とは、印刷動作中に選択的にインク滴を吐出させるノズル開口２８に対して、対応する溝２２の側壁２３に設けられている電極２４に駆動電圧を印加して、側壁２３を変形させ、対応するノズル開口２８からインク滴が吐出する状態のときを言う。

これに対して非吐出時とは、印刷動作中に選択的にインク滴を吐出させないノズル開口２８に対応する溝２２の側壁２３の両側に設けられている電極２４に、駆動電圧が側壁の両側で同電位となるような駆動電圧を印加して、対応するノズル開口２８からインク滴が吐出しない状態のときを言う。

以下に、本構成のインクジェットヘッドの作用について説明する。

まず、インクの吐出および抵抗素子の発熱の際のアクチュエータの様子および印加パルスとの関係について、図６および図７を用いて説明する。図６は駆動信号および発熱信号印加時の圧電セラミックプレート側壁の断面図であり、図７は駆動信号および発熱信号の波形図である。図６において、溝２２ａはインクジェットヘッドチップ２０の最左端に位置する溝であり、溝２２ｄの右隣にも同様の溝が続くが、ここでは省略する。また、溝２２ａに設けた電極２４ａにつながった駆動線４３が、インクジェットヘッド２０の最左端の駆動線４３となる。同様に、インクジェットヘッドチップ２０の最右端には図示しない溝２２ｘとその側壁２３に設けた電極２４ｘがあり、そこにつながった駆動線４３が最も右端の駆動線４３となる。

まずインク吐出の前は、図７（i）で示すように駆動電圧を電極２４ａ〜２４ｄに印加
していないので、側壁２３ａ〜２３ｄの変形はない。従ってインクは吐出されない。次に、図７（ii）で示すように、溝２２ｂの電極２４ｂに正の駆動電圧を印加し、その他の電極には駆動電圧を印加しない。すると、図６（ii）で示すように側壁２３ａは溝２２ａ側に、側壁２３ｂは溝２２ｃ側に突出するように変形して溝２２ｂの容積を増加させ、インクの吐出準備を行う。これは、ＰＺＴから成る側壁２３が上下方向に分極されており、電圧を印加すると歪むためである。

次に、図７（iii）において電極２４ａ、２４ｃ、２４ｄに正の駆動電圧を印加し、電極２４ｂには駆動電圧を印加しない。すると図６（iii）に示すように、側壁２３ａと２３ｃが溝２２ｂ側に突出するように変形して溝２２ｂの容積を減少させ、溝内の圧力を増加させることにより、ノズル開口２８からインクが吐出される。

そして、インクが吐出された後は、図７（iv）に示すように電極２４ａ〜２４ｄに駆動
電圧を印加しないので、側壁２３ａ〜２３ｄは基の形に戻る。

次に、図６（iv）〜図６（vi）に示すように溝２２ｃの容積を変えるような駆動電圧の
印加を行い、対応するノズル開口２８からインクを吐出させる。その後、図６（vii）〜図６（ix）に示すように溝２２ｄの容積を変えるような駆動電圧の印加を行い、インクを吐出させる。印刷を続ける場合には、再び図６（i）〜図６（ix）の駆動を連続させることにより、インクの吐出を続けることができる。これらの、駆動電圧の印加時間は、インクジェットヘッドのアクチュエータ各部の寸法やインクの特性で決まるが、一般的なパルス幅は数μｓから数十μｓである。

また、図６に示す一連の駆動からもわかるように、最左端に位置する溝２２ａは左端の側壁２３が変形しないため、インクの吐出を行うことができない。同様に、図示しない最右端に位置する溝２２ｘもインクの吐出を行うことができない。従って図７の電極２４ａ、２４ｘのパルス波形Ａ〜Ｃにも示すとおり、本実施形態のインクジェットヘッド１０の両端の電極２４ａおよび２４ｘはインクの吐出を行わない波形が常に印加されている。そこで、本発明のインクジェットヘッド１０は、このインクの吐出には使わない最端のアクチュエータに設けられた電極２４に発熱信号を与えることでインクを温めることに特徴がある。

本実施形態のインクジェットヘッド１０では、被記録媒体搬送時などの印刷待機時（インク吐出の合間）に、図７のＤ，Ｅで示すような発熱信号を、最端の電極２４ａに入力する。このとき、図６（x）で示すように、側壁２３ａのみ変形しその他の側壁２３の変形
はない。

最端の電極２４に駆動回路４２からの駆動信号を送る駆動線４３には、図３に示したように抵抗素子４５が接続されている。そのためこの発熱信号により、抵抗素子４５から発熱が生じる。この抵抗素子４５からの発熱が、ベースプレート５０に伝わり、ベースプレート５０からインクジェットヘッドチップ２０に熱が伝わることにより、インクジェットヘッドチップ２０内のインクが所定温度に温められる。なお、通常のインク吐出駆動中は電極２４ａと２４ｘには同一の波形が印加されるため、抵抗素子４５には電流が流れず発熱は生じない。

また、本実施形態では最左端の電極２４ａに発熱信号を入力したが、逆に最右端の電極２４ｘに発熱信号を入力し、電極２４ａには信号を入力しないような駆動にすることも可能である。

なお、本実施形態では、抵抗素子４５からの熱を、ベースプレート５０を介してインクジェットヘッドチップ２０に伝えるため、インクジェットヘッドチップ２０全体を均等に加熱することが出来る。また、駆動回路によるオン・オフの電気制御が直接にはインクジェットヘッドチップ２０に伝わらず、ベースプレート５０が中間で保温の役割を果たすため、インクジェットヘッドチップ２０内のインク温度を一定に保つことを容易に行うことが出来る。

このように、本実施形態のインクジェットヘッド１０では、発熱信号入力時に歪むのは最端の側壁２３のみであり、しかも比較的長いパルス長の発熱信号を与えられる。この結果、特許文献２のように、インク吐出用に駆動する側壁２３に細かい発熱信号を頻繁に入力することがないため、インクジェットヘッド１０の信頼性の向上を図ることができる。

駆動回路４２から抵抗素子４５に入力する発熱信号の電圧やパルス幅は、温度センサ４８で検出するインクジェットヘッドチップ２０の温度により、温度制御手段８５によって変えることが出来る。また、発熱信号を入力する時期についても、同様に温度制御手段８５によって、インクジェットヘッドチップ２０内のインクの温度が所定の温度範囲になるように制御される。つまり、温度センサ４８で検知した現在のインクの温度と、印字に最適なインクの所定温度とに大きな差がある場合（例えば、インクジェット記録装置の動作開始直後）には、高電圧や長パルスが与えられる。これに対して、印字途中でインク温度がある程度高い場合には、印刷待機時には常に発熱信号が入力されるわけではなく、インクジェットヘッドチップ２０内のインク温度に応じて、小さな発熱信号が入力されたり、発熱信号の入力自体が行われなかったりする。

このように、本発明のインクジェットヘッド１０では、通常インクの吐出のために変形する側壁２３に、発熱のための余計な駆動信号を与えて歪みを加えることがないため、インクジェットヘッド１０の信頼性の向上を図ることができる。また、発熱手段のための特別な専用回路を設ける必要がないため、インクジェットヘッド１０の小型化や低コスト化を図ることができる。

本実施形態の抵抗素子４５は、ベースプレート５０上でインクジェットヘッドチップ２０の近傍に設けられたが、これに限定されるものではなく、圧力調整部６０の近傍などインク流路周辺に設け、インクがインクジェットヘッドチップ２０に流入する前に温めることも可能である。このようにインク流路内でインクを温めることにより、インクジェットヘッドチップ２０への安定したインクの供給が可能となる。

また、本実施形態では抵抗素子４５に発熱信号を入力することで発熱を生じさせたが、インクを温めるための発熱部材はこれに限定されるものではなく、熱電素子などを用いることも可能である。発熱部材として熱電素子を用いた場合には、インクの加熱のみならず、インク温度が上がりすぎた場合には適宜冷却を行うことも可能である。

また、本実施形態では、両端の電極２４ａ、２４ｘと駆動回路４２とをつなぐ駆動線４３に抵抗素子４５を接続したが、本発明はこれに限定されるものではなく、インクジェットヘッド両端でなくとも、インクの吐出を行わないアクチュエータがある場合には、その電極と駆動回路４２とをつなぐ駆動線４３に抵抗素子４５を接続することも可能である。

また、抵抗素子４５の数は一つに限定されるものではなく、複数の抵抗素子４５を設け、効果的にインクを温めることもできる。

また図８に示すように、抵抗素子４５の発熱信号は駆動回路４２から入力され、抵抗素子４５への電力は外部電源４９から給電されるように、抵抗素子４５がパワートランジスタ８６で駆動される構成としてもよい。このようにパワートランジスタ８６を用いて抵抗素子４５を駆動することにより、通常数十ｍＡしか流せない電流を増幅させることが出来る。

インクジェットヘッドの斜視図 インクジェットヘッドチップの分解斜視図 本発明の実施形態の駆動回路とインクジェットヘッドチップとの配線の接続を 示す概略図 インクジェット記録装置の概略斜視図 インクジェット記録装置の制御のブロック図 駆動信号および発熱信号印加時の圧電セラミックプレート側壁の断面図 駆動信号および発熱信号の波形図 駆動回路とインクジェットヘッドチップとの配線の接続を示す概略図

符号の説明

１０ インクジェットヘッド
２０ インクジェットヘッドチップ
２１ 圧電セラミックプレート
２２ 溝（アクチュエータ）
２３ 側壁
２４ 電極
２８ ノズル開口
３０ 流路基板
４０ 配線基板
４２ 駆動回路（駆動手段）
４３ 駆動線
４５ 抵抗素子（発熱部材）
４８ 温度センサ
４９ 外部電源
５０ ベースプレート（ヘッド支持部材）
６０ 圧力調整部
８０ 制御部
８１ 駆動制御部
８４ 温度検出処理手段
８５ 温度制御部
１０１ インク供給管
１１０ キャリッジ
１１１ インクカートリッジ
１１６ 搬送ローラ
１１７ 搬送ローラ
Ｓ 被記録媒体

Claims (8)

1. インクを吐出する複数のアクチュエータを有するインクジェットヘッドチップと、
   前記インクジェットヘッドチップにアクチュエータ駆動用の駆動信号を送る駆動手段 と、
   前記インクジェットヘッドチップのインクを吐出しないアクチュエータと前記駆動手 段とをつなぐ駆動線から給電されるインク加熱用の発熱部材と、からなるインクジェ ットヘッド。
2. 両側にそれぞれ電極が設けられた側壁によって分離されるインク吐出用のアクチュエ ータを複数並列的に有するインクジェットヘッドチップと、
   前記インクジェットヘッドチップにアクチュエータ駆動用の駆動信号を送る駆動手段 と、
   前記インクジェットヘッドチップのインクを吐出しないアクチュエータと前記駆動手 段とをつなぐ駆動線から給電されるインク加熱用の発熱部材と、からなるインクジェ ットヘッド。
3. 前記発熱部材が、前記インクジェットヘッドチップの両端に配置される前記インクを 吐出しないアクチュエータと前記駆動手段とをつなぐ前記駆動線から給電される請求 項２記載のインクジェットヘッド。
4. 前記発熱部材が、前記インクジェットヘッドチップのすくなくとも一部を密接状態で 支持するヘッド支持部材に設けられている請求項１から３のいずれか１項記載のイン クジェットヘッド。
5. インクジェットヘッド内のインクの温度を検出する温度検出手段を有し、前記温度検 出手段の検出結果に基づいて前記発熱部材への給電量を制御する請求項１から４のい ずれか１項記載のインクジェットヘッド。
6. 前記発熱部材が抵抗素子である請求項１から５のいずれか１項記載のインクジェット ヘッド。
7. 請求項１から６のいずれか１項記載のインクジェットヘッドと、前記インクジェット ヘッドからインクが吐出される被記録媒体を搬送する搬送手段と、からなるインクジ ェット記録装置。
8. 請求項７記載のインクジェット記録装置のインクジェット記録方法であって、前記イ ンクジェットヘッドチップからインクを吐出していない間に、前記発熱部材に給電し インクを加熱するインクジェット記録方法。

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