JP2009166303A - 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ヘッドのインク吐出滴量制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 大型化を抑制しつつ、インクの圧力変動によるインクの吐出滴量の変化を確実に防止することができ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ヘッドのインク吐出滴量制御方法を提供する。
【解決手段】 インクの液滴を吐出するための複数のノズル開口部と、インクが充填される複数の長溝が複数のノズル開口部のそれぞれに対応するように並設されているアクチュエータと、複数の長溝をそれぞれ連通させる流路基板２７と、流路基板２７にインクを供給するためのインク連通管３９とを備えたインクジェットヘッド３において、インク連通管３９の流出部にあるチーズ継手３８に、複数の長溝に充填されているインクの圧力を検出するインク圧力センサ７５を設けると共に、インク圧力センサ７５の検出結果に基づいてインクの吐出滴量を制御する制御部を設けた。
【選択図】図２

Description

この発明は、ノズルよりインク滴を吐出して被記録媒体に画像や文字を記録す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ヘッドのインク吐出滴量制御方法に関するものである。

現在、記録紙等の被記録媒体にインク滴を吐出して画像や文字等の記録を行うインクジェット方式の記録装置が数多く提供されている。この種の記録装置は、インクタンクまたはインクカートリッジからインク供給管を介してキャリッジに搭載されたインクジェットヘッドにインクを供給している。そして、キャリッジを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の液滴を被記録媒体に吐出すると共に、被記録媒体を副走査方向に移動させることで被記録媒体に記録を行うようになっている。

ここで、キャリッジが移動することでインク供給管が脈動し、インク供給管内のインクがキャリッジの移動と共にインク供給管内で移動してインク移動時に発生する慣性による圧力差でインクジェットヘッドのノズル面におけるインクの圧力変動が大きくなってしまう場合がある。このような場合、インクの吐出滴量（ドロップボリューム）が変化してしまい、濃度ムラとなって被記録媒体に記録される画像や文字の品質が低下してしまうおそれがある。そこで、インクの慣性による圧力変動を緩和するため、インク供給管の途中にエアダンパを設け、インクの圧力変動を緩和する技術が提案されている。このエアダンパは、インクをある程度貯留できるキャビティを有しており、このキャビティにインク供給管から流出されたインクが流れ込むことにより、インクの圧力変動が緩和されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特公平７−１２１５８３号公報

しかしながら、キャリッジの移動に伴うインクの圧力変動が大きい場合には、エアダンパの容量も大きくする必要があるという課題がある。とりわけ、インクジェット記録装置の記録幅が大きい、大型のインクジェット記録装置にあっては、インク供給管の長さも長く設定しなければならないので、インク供給管が大きく脈動し、インクの圧力変動が大きくなる。
また、エアダンパに代わって、インクタンクまたはインクカートリッジとインクジェットヘッドとの間にサブタンクを設けることも考えられる。しかしながら、ノズル面のインクの圧力を負圧に保つために取り付け場所に制約を受けてしまうと共に、サブタンクの設置スペースを確保すべくインクジェット記録装置が大型化してしまうという課題がある。

そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、大型化を抑制しつつ、インクの圧力変動によるインクの吐出滴量の変化を確実に防止することができ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ヘッドのインク吐出滴量制御方法を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、インクの液滴を吐出するための複数のノズルと、前記インクが充填される複数の溝部が前記複数のノズルのそれぞれに対応するように並設されているアクチュエータと、前記複数の溝部をそれぞれ連通させる共通インク室と、前記共通インク室に前記インクを供給するためのインク供給管とを備えたインクジェットヘッドにおいて、前記共通インク室、または前記インク供給管に、前記複数の溝部に充填されている前記インクの圧力を検出するインク圧力センサを設けると共に、前記インク圧力センサの検出結果に基づいて前記インクの吐出滴量を制御する制御部を設けたことを特徴とする。
この場合、請求項２に記載した発明のように、前記アクチュエータは、印加電圧に応じて前記複数の溝部の容積をそれぞれ変化させて前記インクを前記ノズルを介して吐出させる駆動電極部を有し、前記制御部は、前記インク圧力センサの検出結果に基づいて前記駆動電極部への前記印加電圧を変化させてもよい。
また、請求項３に記載した発明のように、前記アクチュエータは、印加電圧に応じて前記複数の溝部の容積をそれぞれ変化させて前記インクを前記ノズルを介して吐出させる駆動電極部を有し、前記制御部は、パルス信号を発生させて前記駆動電極部にパルス状の印加電圧を印加させると共に、前記インク圧力センサの検出結果に基づいてパルス幅を変化させてもよい。
このように構成することで、インクが充填されている溝部の圧力を検出するインク圧力センサの検出結果に基づいてインクの吐出滴量を制御することができる。より具体的には、インクの液滴を吐出するにあたって、インク圧力センサの検出結果に基づいてアクチュエータの駆動電極部への印加電圧を制御し、溝部の容積の変化度合いを制御することができる。
また、インク圧力センサによって、インクの吐出滴量を制御するので、エアダンパやサブタンクを設ける必要がなくなる。

請求項４に記載した発明は、前記インク圧力センサを前記共通インク室に設けたことを特徴とする。
このように構成することで、アクチュエータの溝部内におけるインクの圧力を正確に検出することができる。

請求項５に記載した発明は、前記インク圧力センサを前記インク供給管の流出部に設けたことを特徴とする。
このように構成することで、インクの液滴を吐出することによる溝部の圧力変動のノイズをインク圧力センサによって検出してしまうことを抑制することができる。

請求項６に記載した発明は、請求項１〜請求項５の何れかに記載のインクジェットヘッドを筐体内に設けると共に、前記筐体内に、被記録媒体を予め決められた方向に搬送する搬送手段と、前記被記録媒体の搬送方向に交差する方向に沿って前記インクジェットヘッドを往復移動させる移動手段と、前記インクジェットヘッドに供給する前記インクを貯留するためのインクタンクとを設け、前記インクジェットヘッドの前記共通インク室と前記インクタンクとを前記インク供給管で連結したことを特徴とするインクジェット記録装置とした。
このように構成することで、移動手段が移動することでインク供給管が脈動し、これに伴ってインクの圧力変動が生じた場合であっても、インクの圧力変動の大きさに関わらず、小型で被記録媒体への記録を高画質に行うことができるインクジェット記録装置を提供できる。

請求項７に記載した発明は、前記筐体内に大気圧を検出するための大気圧センサを設け、前記大気圧センサの検出結果を基準値とし、この基準値に基づいて前記印加電圧の変化の度合いを決定することを特徴とする。
このように構成することで、例えば晴れの日や曇りの日など、インクジェット記録装置の利用環境の変化によってインクの圧力変動が生じた場合であっても、適正な吐出滴量を保つことができる。

請求項８に記載した発明は、インクの液滴を吐出するための複数のノズルと、前記インクが充填される複数の溝部が前記複数のノズルのそれぞれに対応するように並設されているアクチュエータと、印加電圧に応じて前記複数の溝部の容積をそれぞれ変化させて前記インクを前記ノズルを介して吐出させる駆動電極部と、前記複数の溝部をそれぞれ連通させる共通インク室と、前記共通インク室に前記インクを供給するためのインク供給管とを備え、前記共通インク室、または前記インク供給管に、前記複数の溝部に充填されている前記インクの圧力を検出するインク圧力センサを設けたインクジェットヘッドのインク吐出滴量制御方法であって、前記複数の溝部に充填されている前記インクの圧力を検出するインク圧力検出工程と、前記インク圧力センサの検出結果に基づいて前記駆動電極部への印加電圧を決定する印加電圧決定工程と、前記印加電圧決定工程に基づいて決定した印加電圧を前記駆動電極に印加する電圧印加工程とを有することを特徴とするインクジェットヘッドのインク吐出滴量制御方法とした。

請求項１、請求項２、および請求項３に記載した発明によれば、インクが充填されている溝部の圧力を検出するインク圧力センサの検出結果に基づいてインクの吐出滴量を制御することができる。より具体的には、インクの液滴を吐出するにあたって、インク圧力センサの検出結果に基づいてアクチュエータの駆動電極部への印加電圧を制御し、溝部の容積の変化度合いを制御することができる。このため、キャリッジの移動に伴ってインクの圧力変動が生じた場合であってもインクの吐出滴量を一定に保つことが可能になる。
また、インク圧力センサによって、インクの吐出滴量を制御するので、従来のようにエアダンパやサブタンクを設ける必要がなくなる。このため、被記録媒体への記録幅が大きく、インクの圧力変動が大きいものであってもインクジェット記録装置の大型化を抑制することが可能になる。

請求項４に記載した発明によれば、アクチュエータの溝部内におけるインクの圧力を正確に検出することができるので、インクの圧力変動が生じた場合であってもより確実にインクの吐出滴量を一定に保つことが可能になる。

請求項５に記載した発明によれば、インクの液滴を吐出することによる溝部の圧力変動のノイズをインク圧力センサによって検出してしまうことを抑制することができる。このため、制御部にノイズ除去用のフィルタを設けなくてもインクの吐出滴量を制御することが可能になり、制御部の構成を簡素化することができる。

請求項６に記載した発明によれば、移動手段が移動することでインク供給管が脈動し、これに伴ってインクの圧力変動が生じた場合であっても、インクの圧力変動の大きさに関わらず、小型で被記録媒体への記録を高画質に行うことができるインクジェット記録装置を提供できる。

請求項７に記載した発明によれば、例えば晴れの日や曇りの日など、インクジェット記録装置の利用環境の変化によってインクの圧力変動が生じた場合であっても、適正な吐出滴量を保つことができる。このため、より高画質なインクジェット記録装置を提供できる。

請求項８に記載した発明によれば、インクの圧力変動の大きさに関わらず、確実にインクの吐出滴量を制御することができる。

次に、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、インクジェット記録装置１は、本体としての装置本体部２と、色ごとに設けられた複数のインクジェットヘッド３とを備えている。
装置本体部２は、略直方体形状の筐体６を備えている。筐体６内には、この幅方向（長手方向）Ｗに延びる一対のガイドレール８が設けられている。これらガイドレール８には、複数のインクジェットヘッド３が固定されたキャリッジ７が設けられている。すなわち、キャリッジ７は、ガイドレール８によって、幅方向Ｗに往復動可能に支持されている。

キャリッジ７は、平板状の基台７ａを備えている。基台７ａには、インクジェットヘッド３が固定されている。また、基台７ａには、この基台７ａから立ち上げられた立ち上がり壁部７ｂが設けられている。立ち上がり壁部７ｂには、配線基板５が設けられている。
配線基板５には、インクジェット記録装置１の各部品を作動させるための様々な電子部品が設けられている。

また、筐体６内の幅方向Ｗの一端部には、モータ１１が設けられている。モータ１１の出力軸は、筐体６の奥行方向（短手方向）Ｄに向けられている。モータ１１の出力軸には、プーリ１２が設けられている。一方、筐体６内の幅方向の他端部にもプーリ１３が対向配置されている。そして、プーリ１２，１３にわたって、タイミングベルト１４が設けられている。タイミングベルト１４には、キャリッジ７が固定されている。
このような構成のもと、モータ１１を駆動すると、プーリ１２，１３およびタイミングベルト１４を介して、キャリッジ７が幅方向Ｗに往復動するようになっている。

また、筐体６内の他端部には、インクを供給するインクカートリッジ（インクタンク）１７が設けられている。インクカートリッジ１７は、キャリッジ７に取り付けられたインクジェットヘッド３に、フレキシブルチューブからなるインク供給管１８を介して接続されている。そして、インクカートリッジ１７から、インク供給管１８を介して、インクジェットヘッド３に各種インクを供給するようになっている。

さらに、筐体６の一端部の前面および後背面には、互いに対向して配置された不図示の開口部が設けられている。筐体６内の一端部のうち、前面の開口部に対向する位置には、長手方向Ｗに延びる一対の搬出ローラ２２が設けられている。一方、後背面の開口部に対向する位置には、長手方向Ｗに延びる一対の搬入ローラ２１が設けられている。
このような構成のもと、後背面の開口部から用紙（被記録媒体）Ｓが挿入され、搬入ローラ２１および搬出ローラ２２を駆動することにより、用紙Ｓが前面の開口部から排出されるようになっている。

図２に示すように、インクジェットヘッド３は、長方形状の取付基盤２５を備えている。取付基盤２５は、キャリッジ７の基台７ａに不図示のネジを介して取り付けられている。取付基盤２５の上面には、後述するインクジェットヘッドチップ２６が取り付けられている。インクジェットヘッドチップ２６の上面には、その長手方向の全長にわたって延びる長方形状の流路基板２７が設けられている。流路基板２７の上面のうち、その長手方向の中央部には、連結部３０が設けられている。

また、取付基盤２５には、この取付基盤２５から立ち上げられた長方形状のベースプレート３１が設けられている。ベースプレート３１は、アルミニウムなどで形成されている。
ベースプレート３１の一方の主面（インクジェットヘッドチップ２６側に配された主面）には、配線基板３５が設けられている。配線基板３５には、インクジェットヘッドチップ２６の種々の制御を行う制御回路３２が搭載されている。

また、ベースプレート３１の上端には、一方の主面側に延びる支持部３７が設けられている。支持部３７には、ステー３６を介してインク連通管３９が支持されている。
インク連通管３９の上端には、貯留室と連通するインク取込口４２が設けられている。インク取込口４２には、インク供給管１８が取り付けられている。
一方、インク連通管３９の下端は、チーズ継手３８を介して流路基板２７の連結部３０に連結されている。チーズ継手３８には、後述するインクジェットヘッドチップ２６の長溝４５内に充填されているインクの圧力を検出するためのインク圧力センサ７５が取り付けられている。すなわち、このインク圧力センサ７５は、インク連通管３９の流出部に設けられた状態になっている。
このような構成のもと、インクカートリッジ１７からインク供給管１８を介して、インクが供給されると、このインクはインク取込口４２、インク連通管３９、および流路基板２７を介して、インクジェットヘッドチップ２６に供給されるようになっている。

図３、図４に示すように、インクジェットヘッドチップ２６は、略長方形状のアクチュエータ４４を備えている。アクチュエータ４４は、圧電性を有する、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）から成るものである。アクチュエータ４４の上面には、その短手方向に延びる長溝４５が形成されている。長溝４５は、横断面が矩形状に形成されており、アクチュエータ４４の長手方向の全長にわたって複数並設されている。すなわち、長溝４５は、側壁４６によってそれぞれ区分けされている。長溝４５の底面は、図４に示すように、アクチュエータ４４の前方側から短手方向の略中央部まで延びる前方平坦面４４ａと、この前方平坦面４４ａの後部から後方側に向かって深さが漸次浅くなるような傾斜面４４ｂと、この傾斜面４４ｂの後部から後方側に向かって延びる後方平坦面４４ｃとで構成されている。なお、長溝４５の後端部は、不図示の封止部により封止されている。

長溝４５内には、板状に延びる駆動電極部５０が設けられている。すなわち、側壁４６の両主面の上端部寄りにそれぞれ駆動電極部５０が蒸着により設けられている。駆動電極部５０は、不図示のワイヤにより制御回路３２に電気的に接続されている。
また、アクチュエータ４４の前端面４４ｄには、ポリイミドからなるノズルプレート５１が設けられている。ノズルプレート５１の一方の主面は、アクチュエータ４４への接合面とされ、他方の主面には、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。

また、ノズルプレート５１には、その長手方向に所定の間隔（長溝４５のピッチと同等の間隔）を空けて複数のノズル開口部５２が形成されている。ノズル開口部５２は、ポリイミドフィルムなどのノズルプレート５１に、例えば、エキシマレーザ装置を用いて形成される。これらノズル開口部５２は、それぞれ長溝４５に一致して配置されている。

さらに、アクチュエータ４４の上面には、長方形状のカバープレート５５が設けられている。カバープレート５５の短手方向の長さ寸法は、アクチュエータ４４の短手方向の長さ寸法よりも短く設定されている。そして、カバープレート５５の前端面５５ａと、アクチュエータ４４の前端面４４ｄとは面一になっている。
カバープレート５５には、その長手方向に延びる矩形状の開口部５６が形成されている。この開口部５６は、アクチュエータ４４の長手方向の全体の長溝４５にわたって延ばされている。すなわち、全ての長溝４５が開口部５６を介して外方に開放され、開口部５６によって各長溝４５がそれぞれ連通した状態になっている。また、アクチュエータ４４の後背面には、長方形状のノズル支持プレート５７が嵌合接着されている。

このような構成のもと、インクカートリッジ１７からインク供給管１８、インク連通管３９、チーズ継手３８、および連結部３０を介して所定量のインクが流路基板２７に供給されると、これらインクは、開口部５６を介して、長溝４５内に送り込まれるようになっている。すなわち、長溝４５はインクが充填されるインク室として機能する一方、流路基板２７は各長溝４５をそれぞれ連通させる共通インク室として機能する。
そして、駆動電極部５０に駆動電圧を印加すると圧電厚み滑り効果により長溝４５の側壁４６が変形する。これにより、長溝４５の容積が減少して長溝４５内の圧力が増加するので、ノズルプレート５１のノズル開口部５２からインク滴が吐出される。

ここで、駆動電極部５０に印加される駆動電圧は、制御回路３２によって制御されている。制御回路３２は、チーズ継手３８に設けられたインク圧力センサ７５による検出結果に基づいて駆動電極部５０への印加電圧を決定するようになっている。
より詳しく、図５に基づいて説明する。同図に示すように、制御回路３２は、ノイズフィルタ７６と、圧力検出手段７７と、駆動電圧制御部８１と、駆動パルス出力部８２とを備えている。

インク圧力センサ７５は、インク連通管３９の流出部の圧力値を検出し、ノイズフィルタ７６へ信号を出力する。ノイズフィルタ７６でノイズカットされた信号は、圧力検出手段７７へ出力され圧力値を検出する。さらに圧力検出手段７７から圧力値を駆動電圧制御部８１に出力する。
駆動電圧制御部８１は圧力検出手段７７によって検出された圧力値に基づいて駆動電極部５０への印加電圧を決定し、この印加電圧を駆動電極部５０に出力するものである。駆動電圧制御部８１は、電圧補正テーブル７８と、駆動電圧出力部７９と、電圧補正部８０とを備えている。

電圧補正テーブル７８は圧力検出手段７７から入力される各圧力値と、補正係数（％）とを対応付けたテーブルである。補正係数は、各圧力値に応じて駆動電圧出力部７９から出力される駆動電圧に乗じる値である。
より具体的には、電圧補正テーブル７８は、所望の基準圧力値、望ましくは大気圧よりも５０ｍｂ程度負圧となる値を基準圧力値とし、この基準圧力値に対して圧力検出手段７７から入力される圧力値が大きい場合には補正係数が１００％未満となるように設定されている。一方、圧力検出手段７７から圧力値が小さい場合には補正係数が１００％以上となるように設定されている。

駆動電圧出力部７９は、不図示のパーソナルコンピュータ（パソコン）などから出力される印字データに基づいて所定の駆動電極部５０に選択的に駆動電圧を出力する。
電圧補正部８０は、駆動電圧出力部７９から入力される駆動電圧に電圧補正テーブル７８にて決定した補正係数（％）を乗じて演算し、真の駆動電圧値を決定する。そして、決定した真の駆動電圧を駆動パルス出力部８２に出力している。
駆動パルス出力部８２は、電圧補正部８０から入力された真の駆動電圧に基づいて所定のパルス状の駆動電圧を生成し、この駆動電圧を駆動電極部５０に出力している。
したがって、インク圧力センサ７５（圧力検出手段７７）により検出されたインクの圧力値に応じて長溝４５の容積の変形量が変化するようになっている。

より詳しく、図６、図７に基づいて説明する。
図６は、縦軸をインクの吐出滴量（インクボリューム）とし、横軸をインクの圧力とした場合のインクの吐出滴量の変化を示すグラフである。図７は、縦軸をインクの吐出滴量とし、横軸を駆動電極部５０に印加する駆動電圧とした場合のインクの吐出滴量の変化を示すグラフである。

図６に示すように、インクの吐出滴量は、インクの圧力が高ければ高いほど多くなる。また、図７に示すように、駆動電圧が高ければ高いほどインクの吐出滴量が多くなる。つまり、駆動電圧が高いほどアクチュエータ４４の長溝４５の容積変化量が大きくなるので、インクの吐出滴量が多くなる。
このため、制御回路３２にあっては、圧力検出手段７７によって検出される圧力値が所望の基準圧力値よりも高い場合、インクの吐出滴量が多くなってしまうので、駆動電圧を小さくして長溝４５の容積変化量を小さくするように設定されている。一方、圧力検出手段７７によって検出される圧力値が所望の基準圧力値よりも低い場合、駆動電圧を大きくして長溝４５の容積変化量を大きくするように設定されている。

ここで、用紙Ｓに印字を行う場合、用紙Ｓの排出動作に同期してキャリッジ７が幅方向Ｗに往復移動するようになっている（図１参照）。このとき、キャリッジ７が移動することでインク供給管１８内のインクがキャリッジ７の移動と共にインク供給管１８が脈動し、インク供給管１８内で移動してインク移動時に発生する慣性によってインクの圧力変動が生じる。すなわち、インク圧力センサ７５による出力信号が変動するタイミングは、キャリッジ７が移動した場合などのタイミングと一致することになる。

また、この他にインク圧力センサ７５による出力信号が変動する場合として、インク滴を吐出するタイミングが挙げられる。すなわち、ノズルプレート５１のノズル開口部５２からインク滴を吐出する際、長溝４５の側壁４６を変形させるので、この長溝４５の変形によりインクの圧力変動が生じる。
このように、インク滴を吐出する際に生じる圧力変動を圧力検出手段７７によって検出してしまうと、駆動パルス出力部８２から適正な駆動電圧を出力することが困難になり、インク滴を一定量で吐出し難くなる。そこで、制御回路３２には、インク圧力センサ７５と圧力検出手段７７との間にノイズフィルタ７６が設けられている。

このノイズフィルタ７６は電気的なフィルタであって、ノズルプレート５１のノズル開口部５２からインク滴を吐出する際、長溝４５の側壁４６を変形することにより生じる長溝４５内のインクの圧力変動を除去するものである。すなわち、キャリッジ７が移動することで生じるインク供給管１８内のインクの圧力変動の波形は、キャリッジ７の移動距離を考慮するとインク供給管１８が大きく脈動するので緩やかで大きな変動波形となる。これに対し、インク滴を吐出する際に生じる圧力変動は、長溝４５の変形によるものなので急激で小さな変動波形となる。このことは、駆動電極部５０に印加される駆動電圧がパルス状であることからもいえる。
このため、ノイズフィルタ７６は、これによって除去される変動波形が急激で小さな変動波形に限定できるように構成されている。これにより、キャリッジ７が移動することで生じるインク供給管１８内の圧力変動のみを圧力検出手段７７によって検出することが可能になる。

また、インクの吐出滴量の調整は長溝４５の容積を変化させることで行われるものであるから、長溝４５に充填されているインクの圧力をインク圧力センサ７５によって検出することが好ましい。しかしながら、このインク圧力センサ７５をアクチュエータ４４の長溝４５に設けてしまうと、上述したようにインク滴を吐出する際の圧力変動を検出し易くなってしまう。このため、インク連通管３９の流出部にインク圧力センサ７５を設け、ここで検出されるインクの圧力値を長溝４５に充填されているインクの圧力値としている。なお、圧力検出手段７７によって検出された圧力値を補正し、この補正した圧力値を電圧補正テーブル７８に出力するようにしてもよい。このようにすることで、長溝４５に充填されているインクの圧力値をより正確な値にすることも可能である。

次に、図８〜図１０に基づいて、インクジェット記録装置１の動作について説明する。
まず、キャリッジ７が停止状態、つまり、インクジェット記録装置１に接続された不図示のパソコンなどから印刷の指示がない状態で長溝４５に充填されているインクの圧力をインク圧力センサ７５によって検出する。そして、この検出されたインクの圧力を基準圧力値として設定する。
次に、不図示のパソコンなどから印刷が指示されると、用紙Ｓの排出動作に同期してキャリッジ７が幅方向Ｗに移動を開始する。
このとき、インク圧力センサ７５によって長溝４５に充填されているインクの圧力が検出される（インク圧力検出工程）。

インクの圧力は、キャリッジ７が移動することでインク供給管１８内のインクがキャリッジ７の移動と共にインク供給管１８内で移動する。
図８は、縦軸を圧力とし、横軸を時間とした場合のインク連通管３９の流出部において計測した長溝４５内のインクの圧力変動の一例を示すグラフである。同図に示すように、キャリッジ７が１往復する間のうちの往路にあっては、長溝４５内のインクの圧力がプラス側に大きく変動する。一方、キャリッジ７の復路にあっては、長溝４５内のインクの圧力がマイナス側に大きく変動する。なお、フラットな状態にある圧力値がキャリッジ７の移動前の基準圧力値である。

インク圧力センサ７５によって検出された信号は、制御回路３２に出力される。インク圧力センサ７５からの出力信号は、制御回路３２の圧力検出手段７７によって検出される。
次に、圧力検出手段７７により検出された圧力値に応じて駆動電極部５０に印加する駆動電圧を決定する（印加電圧決定工程）。

具体的には、まず、圧力検出手段７７により検出された圧力値に応じて電圧補正テーブル７８によって補正係数を決定する。続いて、印字データ（不図示）に基づいて駆動電圧出力部７９から所定の印加電圧を出力する。そして、電圧補正部８０によって、駆動電圧出力部７９からの所定の印加電圧に電圧補正テーブル７８の補正係数を乗じ、駆動パルス出力部８２から駆動電極部５０に選択的に駆動電圧を出力する（電圧印加工程）。

図９は、図８に対応して駆動電極部５０に印加される駆動電圧（補正電圧）が変化する一例を示すグラフであって、縦軸を補正電圧とし、横軸を時間としている。同図に示すように、駆動電圧は図８に示すインクの圧力変動に対して、この圧力変動をキャンセルするように駆動電極部５０に印加される。すなわち、インクの圧力が所定の基準圧力値よりも低くなった場合にあっては、駆動電圧を大きく設定し、基準圧力値よりも大きくなった場合にあっては駆動電圧を小さく設定する。

続いて、駆動パルス出力部８２から出力された駆動電圧がアクチュエータ４４の駆動電極部５０に出力される。すると、アクチュエータ４４の側壁４６が歪み、長溝４５の容積が変化する。長溝４５の容積が変化することによって、長溝４５内に充填されていたインクがノズルプレート５１のノズル開口部５２を介して吐出される。これによって、用紙Ｓの表面にインク滴が着弾する。
すなわち、装置本体部２の後方側から前方側へ奥行方向Ｄに用紙Ｓを送り出しながら、キャリッジ７を幅方向Ｗに移動させ、適正なタイミングで適正なインク液滴を吐出することにより、用紙Ｓに所定の印字が行われる。

図１０は、縦軸をインクの吐出滴量（インクボリューム）とし、横軸を時間とした場合のインクの吐出滴量の変化の一例を示すグラフであって、（ａ）は駆動電極部５０に印加する駆動電圧をインク圧力センサ７５の検出結果に基づいて制御回路３２で補正した場合を示し、（ｂ）は従来のように駆動電圧を補正しない場合を示す。
図１０（ａ）に示すように、駆動電圧を制御回路３２によって補正した場合では、キャリッジ７が移動した場合であってもインクの吐出滴量が一定となる。これに対し、図１０（ｂ）に示すように、駆動電圧を補正しない場合では、キャリッジ７の移動に伴って生じるインクの圧力変動によって吐出滴量が不安定となる。

したがって、上述の実施形態によれば、インク連通管３９と連結部３０との間に設けられたチーズ継手３８にインク圧力センサ７５を設置し、このインク圧力センサ７５によってアクチュエータ４４の長溝４５に充填されたインクの圧力を検出することができる。そして、この圧力値に応じて制御回路３２の電圧補正テーブル７８で補正係数を決定し、電圧補正部８０によって補正された駆動電圧を駆動パルス出力部８２から駆動電極部５０に出力している。このため、インク圧力センサ７５の検出結果に基づいて駆動電極部５０への印加電圧を制御し、長溝４５の容積の変化度合いを制御することができる。よって、キャリッジ７の移動に伴ってインクの圧力変動が生じた場合であってもインクの吐出滴量を一定に保つことが可能になる。

また、インク圧力センサ７５によって、インクの吐出滴量を制御するので、従来のようにエアダンパやサブタンクを設ける必要がなくなる。このため、用紙Ｓへの記録幅が大きく、インク供給管１８の脈動が大きくなってインクの圧力変動が大きくなる場合であってもインクジェット記録装置１の大型化を抑制することが可能になる。

さらに、インク圧力センサ７５をインク連通管３９の流出部であるチーズ継手３８に設けている。つまり、アクチュエータ４４の長溝４５に充填されているインクの圧力を検出可能な位置で、且つインクの吐出動作による長溝４５の圧力変動のノイズを検出し難い位置にインク圧力センサ７５を設けている。このため、確実にインクの吐出滴量を制御回路３２によって制御することが可能になる。
ここで、制御回路３２には、ノイズ除去用のノイズフィルタ７６が設けられているが、インク圧力センサ７５をノイズを検出し難いチーズ継手３８に設けているので、制御回路３２からノイズフィルタ７６を省いてもよい。このノイズフィルタ７６を設けることによって、より確実にノイズを除去することが可能になり、より確実にキャリッジ７の移動に伴う圧力変動のみをインク圧力センサ７５によって検出することが可能になることはいうまでもない。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
また、上述の実施形態では、電圧補正部８０が駆動電圧出力部７９から入力される駆動電圧に電圧補正テーブル７８にて決定した補正係数に応じた駆動電圧を演算している場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、電圧補正部８０によって駆動電圧出力部７９から入力される駆動電圧のパルス幅を決定するように設定してもよい。

具体的に図１１に基づいて説明する。
図１１は、縦軸をインクの吐出滴量とし、横軸を駆動電圧のパルス幅とした場合のインクの吐出滴量の変化を示すグラフである。同図に示すように、駆動電圧のパルス幅が大きくなると共に、インクの吐出滴量も増大する。そして、インクの吐出滴量はパルス幅が所定値Ｐを超えると減少に転じる。
すなわち、パルス幅を変更することでインクの吐出適量を調整することが可能になる。例えば、図１１における領域Ｒにおいては、駆動電圧のパルス幅が大きくなればなるほどインクの吐出滴量が増大するので、この領域Ｒでパルス幅を短くすればインクの吐出滴量が減少し、パルス幅を長くすればインクの吐出滴量が増大することになる。このため、電圧補正テーブル７８においては、圧力検出手段７７の各圧力値とパルス幅を変更するための補正係数（％）とを対応付ける。そして、電圧補正部８０において、駆動電圧出力部７９から入力される駆動電圧のパルス幅に補正係数を乗じて、駆動電極部５０への駆動電圧の印加時間（パルス幅）を調整する。このようにすることでインクの圧力変動によるインクの吐出滴量のばらつきを抑えることが可能になる。なお、パルス幅の調整は、図１１における領域Ｒ内に限られるものではないことはいうまでもない。

さらに、上述の実施形態では、制御回路３２の電圧補正テーブル７８で駆動電圧出力部７９から出力される駆動電圧に乗じる補正係数を決定し、駆動電極部５０に印加される駆動電圧を調整する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、電圧補正テーブル７８に代えて演算回路を用いて駆動電圧を調整してもよい。この場合、制御回路３２に電圧補正テーブル７８を設けずに、電圧補正部８０に演算回路を設ける。そして、圧力検出手段７７によって検出された圧力値と、駆動電圧出力部７９から出力される駆動電圧に基づいて電圧補正部８０で演算を行い、真の駆動電圧を決定する。

そして、上述の実施形態では、キャリッジ７が停止状態、つまり、印刷の指示がない状態でインク圧力センサ７５によってアクチュエータ４４の長溝４５に充填されているインクの圧力をインク連通管３９の流出部において検出し、この検出されたインクの圧力を基準圧力値として設定する場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、インクジェット記録装置１の筐体２内に大気圧を検出するための大気圧センサ８５を設け（図１参照）、この大気圧センサ８５によって検出された圧力値（大気圧）を基準圧力値として設定してもよい。
この場合、インク圧力センサ７５により検出されたインクの圧力を大気圧である基準圧力値と比較し、電圧補正テーブル７８によって補正係数を決定するように構成する。

より詳しくは、アクチュエータ４４の長溝４５に充填されているインクの圧力値は、大気圧よりも５０ｍｂ程度負圧となるのが望ましい圧力値であるから、電圧補正テーブル７８にあっては、圧力検出手段７７から入力される圧力値が（大気圧―５０ｍｂ）よりも大きい場合には正係数を１００％未満に設定する。一方、圧力検出手段７７から入力される圧力値が（大気圧―５０ｍｂ）よりも小さい場合には補正係数を１００％以上に設定する。
このように構成することで、例えば、インクカートリッジ１７に貯留されているインクの残量が変化することによって長溝４５に充填されているインクの圧力値が変動した場合であっても、駆動電極部５０に適正な駆動電圧を印加させることができ、より確実にインクの吐出滴量を一定に保つことが可能になる。
さらに、例えば晴れの日や曇りの日など、インクジェット記録装置１の利用環境の変化によってインクの圧力変動が生じた場合であっても、適正なインクの吐出滴量を保つことができる。

また、上述の実施形態では、インク供給管１８の流出部に存在するチーズ継手３８にインク圧力センサ７５を設けた場合について説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、共通インク室として機能している流路基板２７にインク圧力センサ７５を設けてもよい。この場合、制御回路３２にノイズ除去用のノイズフィルタ７６が設けられているので、圧力検出手段７７により検出精度が低下することがない。これに加え、チーズ継手３８にインク圧力センサ７５を設けるよりもインク圧力センサ７５の設置位置が長溝４５に近づくので、より正確に長溝４５に充填されているインクの圧力値を検出することが可能になる。

本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置の斜視図である。 本発明の実施形態におけるインクジェットヘッドの斜視図である。 本発明の実施形態におけるインクジェットヘッドチップの分解斜視図である。 本発明の実施形態におけるインクジェットヘッドチップの一部を拡大した分解斜視図である。 本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置を機能ごとに示すブロック図である。 本発明の実施形態におけるインクの吐出滴量の変化を示すグラフである。 本発明の実施形態におけるインクの吐出滴量の変化を示すグラフである。 本発明の実施形態におけるインクの圧力変動の一例を示すグラフである。 図８に対応して駆動電極部に印加される駆動電圧が変化する一例を示すグラフである。 本発明の実施形態におけるインクの吐出滴量の変化の一例を示し、（ａ）は駆動電極部に印加する駆動電圧をインク圧力センサの検出結果に基づいて制御回路で補正した場合のグラフ、（ｂ）は従来のように駆動電圧を補正しない場合のグラフである。 本発明の実施形態におけるインクの吐出滴量の変化を示すグラフである。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
２ 装置本体部
３ インクジェットヘッド
６ 筐体
７ キャリッジ（移動手段）
８ ガイドレール（移動手段）
１１ モータ（移動手段）
１２，１３ プーリ（移動手段）
１４ タイミングベルト（移動手段）
１７ インクカートリッジ（インクタンク）
１８ インク供給管
２１ 搬入ローラ（搬送手段）
２２ 搬出ローラ（搬送手段）
２６ インクジェットヘッドチップ
２７ 流路基板（共通インク室）
３２ 制御回路（制御部）
３８ チーズ継手（流出部）
３９ インク連通管（インク供給管）
４４ アクチュエータ
４５ 長溝（溝部）
５０ 駆動電極部
５１ ノズルプレート
５２ ノズル開口部（ノズル）
７５ インク圧力センサ
７７ 圧力検出部
７８ 電圧補正テーブル
７９ 駆動電圧出力部
８０ 電圧補正部
８１ 駆動電圧制御部（制御部）
８２ 駆動パルス出力部
８５ 大気圧センサ

Claims (8)

1. インクの液滴を吐出するための複数のノズルと、
   前記インクが充填される複数の溝部が前記複数のノズルのそれぞれに対応するように並設されているアクチュエータと、
   前記複数の溝部をそれぞれ連通させる共通インク室と、
   前記共通インク室に前記インクを供給するためのインク供給管とを備えたインクジェットヘッドにおいて、
   前記共通インク室、または前記インク供給管に、前記複数の溝部に充填されている前記インクの圧力を検出するインク圧力センサを設けると共に、
   前記インク圧力センサの検出結果に基づいて前記インクの吐出滴量を制御する制御部を設けたことを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記アクチュエータは、印加電圧に応じて前記複数の溝部の容積をそれぞれ変化させて前記インクを前記ノズルを介して吐出させる駆動電極部を有し、
   前記制御部は、前記インク圧力センサの検出結果に基づいて前記駆動電極部への前記印加電圧を変化させることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
3. 前記アクチュエータは、印加電圧に応じて前記複数の溝部の容積をそれぞれ変化させて前記インクを前記ノズルを介して吐出させる駆動電極部を有し、
   前記制御部は、パルス信号を発生させて前記駆動電極部にパルス状の印加電圧を印加させると共に、前記インク圧力センサの検出結果に基づいてパルス幅を変化させることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
4. 前記インク圧力センサを前記共通インク室に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のインクジェットヘッド。
5. 前記インク圧力センサを前記インク供給管の流出部に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のインクジェットヘッド。
6. 請求項１〜請求項５の何れかに記載のインクジェットヘッドを筐体内に設けると共に、
   前記筐体内に、
   被記録媒体を予め決められた方向に搬送する搬送手段と、
   前記被記録媒体の搬送方向に交差する方向に沿って前記インクジェットヘッドを往復移動させる移動手段と、
   前記インクジェットヘッドに供給する前記インクを貯留するためのインクタンクとを設け、
   前記インクジェットヘッドの前記共通インク室と前記インクタンクとを前記インク供給管で連結したことを特徴とするインクジェット記録装置。
7. 前記筐体内に大気圧を検出するための大気圧センサを設け、
   前記大気圧センサの検出結果を基準値とし、この基準値に基づいて前記印加電圧の変化の度合いを決定することを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
8. インクの液滴を吐出するための複数のノズルと、
   前記インクが充填される複数の溝部が前記複数のノズルのそれぞれに対応するように並設されているアクチュエータと、
   印加電圧に応じて前記複数の溝部の容積をそれぞれ変化させて前記インクを前記ノズルを介して吐出させる駆動電極部と、
   前記複数の溝部をそれぞれ連通させる共通インク室と、
   前記共通インク室に前記インクを供給するためのインク供給管とを備え、
   前記共通インク室、または前記インク供給管に、前記複数の溝部に充填されている前記インクの圧力を検出するインク圧力センサを設けたインクジェットヘッドのインク吐出滴量制御方法であって、
   前記複数の溝部に充填されている前記インクの圧力を検出するインク圧力検出工程と、
   前記インク圧力センサの検出結果に基づいて前記駆動電極部への印加電圧を決定する印加電圧決定工程と、
   前記印加電圧決定工程に基づいて決定した印加電圧を前記駆動電極に印加する電圧印加工程とを有することを特徴とするインクジェットヘッドのインク吐出滴量制御方法。

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