JP2009184291A - 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制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 インクの吐出回数が増大しても画質の劣化を抑制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制御方法を提供する。
【解決手段】 外部電圧の大きさを制御し、この電圧を駆動電圧として出力する電圧制御部７１と、駆動電圧をパルス状の電圧に変換し、このパルス状の駆動電圧を複数の駆動電極に選択的に印加する切替回路７３とを備え、電圧制御部７１は、圧電アクチュエータ４４からのインクの液滴の吐出回数を計測する吐出回数計測手段７４を有し、吐出回数計測手段によって計測された吐出回数に基づいて駆動電圧の大きさを決定する。
【選択図】 図５

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制御方法に関するものである。

従来から、インクを吐出して被記録媒体にインク滴を着弾させるインクジェット記録装置が利用されている。
これらインクジェット記録装置の中には、インクタンクやインクカートリッジなどからインク供給管を介し、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ものがある。インクジェットヘッドとしては、複数のノズルを配列したノズルプレートと、インクが充填される複数の溝部が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圧電アクチュエータとを備えたものが知られている。圧電アクチュエータには、溝部の両側壁に電極部が設けられている。この電極部に駆動電圧を印加すると溝部の容積が変化し、これにより、溝部に充填されたインクがノズルを介して吐出される。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、パーソナルコンピュータ（パソコン）からの印刷指示信号に基づいてインクジェットヘッドからのインクの吐出回数を計測し、この吐出回数に基づいてインクタンクやインクカートリッジなどのインク残量を判別する技術が提案されている。このようにすることで、インクタンクへのインク充填時期やインクカートリッジの交換時期をユーザー側で容易に判断することが可能になる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−１３０６３８号公報

しかしながら、上述の従来技術にあっては、インクジェットヘッドの圧電アクチュエータが吐出動作を繰り返すことによって特性が劣化してしまい、被記録媒体に記録される画質が劣化してしまうという課題がある。
具体的に図１０、図１１に基づいて説明する。図１０は、縦軸をインクの吐出滴量（ドロップボリューム）とし、横軸を吐出回数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１１は、縦軸をインクの吐出速度とし、横軸を吐出回数とした場合のインクの吐出速度の変化を示すグラフである。

図１０に示すように、圧電アクチュエータは吐出動作を繰り返すことによって、インクの吐出滴量が減少する。このため、吐出回数が増大すると、インク残量が十分であるにも関わらず画像が薄くなったり、かすれてしまったりなどの画質劣化が生じる。
また、図１１に示すように、圧電アクチュエータは吐出動作を繰り返すことによって、インクの吐出速度が遅くなる。このため、吐出回数が増大すると、キャリッジが所定の距離を移動するまでの時間と、インクがノズルプレートを介して吐出されてから被記録媒体に着弾するまでの時間とでずれが生じてしまい、画像がぼやけるなどの画質劣化が生じる。

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、インクの吐出回数が増大しても画質の劣化を抑制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、インクが充填される複数の溝部を有する圧電アクチュエータと、前記複数の溝部のそれぞれに設けられ前記圧電アクチュエータを駆動させる複数の駆動電極とを備え、前記圧電アクチュエータを駆動させることで前記複数の溝部からノズルを介してインクの液滴を吐出させるインクジェットヘッドであって、外部から入力される電圧の大きさを制御し、この電圧を駆動電圧として出力する電圧制御手段と、前記駆動電圧をパルス状の電圧に変換し、このパルス状の駆動電圧を前記複数の駆動電極に選択的に印加する切替手段とを備え、前記電圧制御手段は、前記圧電アクチュエータからのインクの液滴の吐出回数を計測する吐出回数計測手段を有し、前記吐出回数計測手段によって計測された吐出回数に基づいて前記駆動電圧の大きさ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、吐出回数計測手段の計測回数に応じて、圧電アクチュエータを駆動させるための駆動電圧の大きさを変更することができる。

請求項２に記載した発明は、前記電圧制御手段は、前記吐出回数計測手段によって計測された吐出回数と前記駆動電圧を補正する補正値との対応関係を示す電圧補正テーブルを有し、前記補正値を、前記吐出回数計測手段によって計測された吐出回数と前記電圧補正テーブルとを参照して求め、これによって求められた前記補正値に基づいて前記駆動電圧を補正することを特徴とする。
このように構成することで、インクの吐出回数に対応する駆動電圧の補正値を容易に求めることができ、この求めた補正値からインクの吐出回数毎の駆動電圧を容易に決定することができる。

請求項３に記載した発明は、前記圧電アクチュエータ、または前記圧電アクチュエータの近傍の何れかに、この圧電アクチュエータの温度を検出する温度センサを設け、前記電圧制御手段に、前記温度センサによって検出された温度と予備駆動電圧との対応関係を示す温度テーブルを設け、前記予備駆動電圧を、前記温度センサによって検出された温度と前記温度テーブルとを参照して求め、これによって求められた予備駆動電圧と前記補正値とに基づいて前記駆動電圧の大きさを決定することを特徴とする。
このように、圧電アクチュエータの温度を検出することで、圧電アクチュエータの溝部に充填されているインクの温度を検出することができる。このため、インクの吐出回数に加えてインクの温度変化を考慮して駆動電圧を決定することができる。

請求項４に記載した発明は、前記電圧制御手段は、前記複数の溝部全体の吐出回数を計測し、これら吐出回数の合計に基づいて前記駆動電圧の大きさ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、各溝部に設けられている駆動電極を個々に制御する必要がない場合にあっては、電圧制御手段の回路構成を簡略化することができる。

請求項５に記載した発明は、前記電圧制御手段は、前記複数の溝部それぞれの吐出回数を個別に計測し、各溝部の吐出回数に基づいて、前記複数の駆動電極に印加する駆動電圧を各々決定することを特徴とする。
このように構成することで、圧電アクチュエータに複数設けられている溝部毎に駆動電圧を制御することが可能になる。

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と、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を備え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、インクの吐出回数が増大しても画質の劣化を抑制することができるインクジェット記録装置を提供することが可能になる。

請求項７に記載した発明は、インクが充填される複数の溝部を有する圧電アクチュエータと、前記複数の溝部のそれぞれに設けられ前記圧電アクチュエータを駆動させる複数の駆動電極とを備え、前記圧電アクチュエータを駆動させることで前記複数の溝部からノズルを介してインクの液滴を吐出させるインクジェットヘッドの制御方法であって、外部から入力される電圧の大きさを制御し、この電圧を駆動電圧として出力する電圧制御工程と、前記駆動電圧をパルス状の電圧に変換し、このパルス状の駆動電圧を前記複数の駆動電極に選択的に印加する切替工程とを備え、前記電圧制御工程は、前記圧電アクチュエータからのインクの液滴の吐出回数を計測する吐出回数計測工程を有し、前記吐出回数計測工程によって計測された吐出回数に基づいて前記駆動電圧の大きさを決定することを特徴とする。
このような制御方法とすることで、インクの吐出回数が増大して圧電アクチュエータが劣化した場合であっても、駆動電圧の補正により画質の劣化を抑制することができる。

請求項８に記載した発明は、前記電圧制御工程は、前記複数の溝部全体の吐出回数を計測し、これら吐出回数の合計に基づいて前記駆動電圧の大きさを決定することを特徴とする。
このような制御方法とすることで、画質の劣化を抑制しつつインクジェットヘッドの制御を簡易化することができる。

請求項９に記載した発明は、前記電圧制御工程は、前記複数の溝部それぞれの吐出回数を個別に計測し、各溝部の吐出回数に基づいて、前記複数の駆動電極に印加する駆動電圧を各々決定することを特徴とする。
このような制御方法とすることで、画質を向上させることが可能になる。

請求項１に記載した発明によれば、吐出回数計測手段の計測回数に応じて、圧電アクチュエータを駆動させるための駆動電圧の大きさを変更することができる。このため、インクの吐出回数が増大しても画質の劣化を抑制することができる。

請求項２に記載した発明によれば、インクの吐出回数に対応する駆動電圧の補正値を容易に求めることができ、この求めた補正値からインクの吐出回数毎の駆動電圧を容易に決定することができる。このため、電圧制御手段の回路構成を簡略化することが可能になる。

請求項３に記載した発明によれば、圧電アクチュエータの温度を検出することで、圧電アクチュエータの溝部に充填されているインクの温度を検出することができる。このため、インクの吐出回数に加えてインクの温度変化を考慮して駆動電圧を決定することができる。
ここで、インクの粘度はインクの温度によって変化する。すなわち、インクの粘度はインクの温度が高ければ高いほど低下する特性を有している。このため、圧電アクチュエータの温度に関わらず駆動電圧を一定にしてしまうと、各温度によって、インクの吐出速度や吐出滴量が異なることになる。
よって、圧電アクチュエータの温度変化に応じて予備駆動電圧を変化させ、さらに、この予備駆動電圧を吐出回数に応じて補正することで駆動電圧を決定することで、より高品質な画像を提供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、各溝部に設けられている駆動電極を個々に制御する必要がない場合にあっては、電圧制御手段の回路構成を簡略化することができる。
また、請求項５に記載した発明によれば、圧電アクチュエータに複数設けられている溝部毎に駆動電圧を制御することが可能になるので、高精度なインクの吐出速度や吐出滴量の制御を行うことができる。
これらのことから、ユーザーの要望に応じてインクジェット記録装置の機種のバリエーションを増加することが可能になる。

請求項６に記載した発明によれば、インクの吐出回数が増大しても画質の劣化を抑制することができるインクジェット記録装置を提供することが可能になる。

請求項７に記載した発明によれば、インクの吐出回数が増大して圧電アクチュエータが劣化した場合であっても、駆動電圧の補正により画質の劣化を抑制することができる。

請求項８に記載した発明によれば、画質の劣化を抑制しつつインクジェットヘッドの制御を簡易化することができる。

請求項９に記載した発明によれば、画質を向上させることが可能になるので、高品質なインクジェット記録装置を提供することができる。

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はインクジェットヘッド３が主走査方向に移動する所謂シリアル型のインクジェット記録装置であって、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。
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部材２７が設けられている。流路部材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（図５参照）を構成する切替回路７３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、インクを貯留する貯留室を有する圧力緩衝器３８が設けられている。圧力緩衝器３８の下部には、貯留室と連通するインク連通管３９が設けられている。
インク連通管３９は、Ｏリングを介して、流路部材２７の連結部３０に連結されている。
一方、圧力緩衝器３８の上部には、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。
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を介して圧力緩衝器３８内の貯留室に取り込まれ、さらに、所定量のインクが、インク連通管３９および流路部材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、略長方形状の圧電アクチュエータ４４を備えている。圧電アクチュエータ４４は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）から成るものである。圧電アクチュエータ４４は、この上面に短手方向に延びる長溝４５を有している。長溝４５は、横断面が矩形状に形成されており、圧電アクチュエータ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、圧電アクチュエータ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、不図示のフレキシブル基板により制御回路３２に電気的に接続されている。
また、圧電アクチュエータ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、圧電アクチュエータ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や親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、圧電アクチュエータ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、圧電アクチュエータ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、圧電アクチュエータ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、圧電アクチュエータ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、圧電アクチュエータ４４とカバープレート５５を接合したものに、ノズルプレート５１が接合される。さらにノズルプレート５１を支持するノズル支持プレート５７が接合され、インクジェットヘッドチップ２６を構成している。

このような構成のもと、圧力緩衝器３８内の貯留室から、インク連通管３９及び連結部３０を介して所定量のインクが流路部材２７に供給される。また、流路部材２７はインクジェットヘッドチップ２６の開口部５６と連通しており、流路部材２７は連結部３０から開口部５６へインクを行き渡らせることができる図示しない構造となっている。この構造によって、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、流路部材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の容積が増加・減少して長溝４５内の圧力が減少・増加するので、ノズルプレート５１のノズル開口部５２からインクが吐出される。
また、圧電アクチュエータ４４には、温度センサであるサーミスタ６１（図５参照）が設けられている。サーミスタ６１は、圧電アクチュエータ４４の温度に応じた電圧を出力するようになっている。このサーミスタ６１は、制御回路３２に電気的に接続されている。

ここで、インクを吐出する際、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は圧電アクチュエータ４４から吐出されるインクの吐出回数を計測し、この吐出回数に基づいて駆動電圧の大きさを決定するものであって、配線基板３５に搭載されている。
より詳しく、図５、図６に基づいて説明する。図５に示すように、制御回路３２は、駆動電圧を出力するための電圧制御部７１と、圧電アクチュエータ４４の温度を検出する温度検出部７２と、駆動電圧を複数の駆動電極部５０に選択的に印加する切替回路７３とを備えている。

温度検出部７２はサーミスタ６１に接続されており、温度検出回路７９とＡ／Ｄ変換回路８０とで構成されている。
温度検出回路７９はサーミスタ６１から入力された出力信号（抵抗値）に基づいて、圧電アクチュエータ４４の温度を検出し、Ａ／Ｄ変換回路８０を介して電圧制御部７１に出力している。Ａ／Ｄ変換回路８０は、コンバータやコンパレータなどが用いられ、温度検出回路７９から出力されたアナログ信号をデジタル信号化するためのものである。

電圧制御部７１は、インクの吐出回数を計測する吐出回数計測手段７４と、駆動電圧を補正するための電圧補正テーブル７５、および温度テーブル７６と、これら吐出回数計測手段７４、電圧補正テーブル７５、および温度テーブル７６の各種データに基づいて駆動電圧の大きさを決定する電圧決定部７７と、外部から入力される外部電圧の大きさを電圧決定部７７によって決定された電圧の大きさに変換し、これを駆動電圧として出力する電圧出力部７８とで構成されている。

吐出回数計測手段７４は、不図示のパソコンからの印刷指示の信号に基づいて圧電アクチュエータ４４の各長溝４５から吐出されるインクの吐出回数を計測し、この計測結果を電圧決定部７７に出力している。
電圧補正テーブル７５は、吐出回数計測手段７４によって計測された吐出回数と駆動電圧を補正する補正値とを対応付けたテーブルであって電圧決定部７７に接続されている。

具体的に、図６に基づいて、電圧補正テーブル７５について説明する。同図は、縦軸を駆動電圧（Ｖ）とし、横軸をインクの吐出回数（回）とした場合の駆動電圧の変化の一例を示すグラフである。このグラフのように、補正値は吐出回数が大きくなればなるほど駆動電圧を大きくするように設定されている。電圧決定部７７は、吐出回数計測手段７４によって計測された吐出回数と電圧補正テーブル７５とを参照して駆動電圧を補正する。
したがって、補正値を、例えば、吐出回数が大きくなればなるほど、「０．０１」、「０．０２」・・・と増大していくように設定し、電圧決定部７７において吐出回数に対応する補正値を駆動電圧に加算するようにしてもよい。また、補正値を、例えば、吐出回数が大きくなればなるほど、「１．０１」、「１．０２」・・・と増大していくように設定し、電圧決定部７７において吐出回数に対応する補正値を駆動電圧に乗じる、つまり、駆動電圧に、吐出回数に対応する補正値（１．０１、１．０２、・・・）をかけて、これを真の駆動電圧とするようにしてもよい。

なお、補正値の数値はあくまで参考値であって、この数値は使用状況に応じて適宜変更可能なことはいうまでもない。また、図６においては、電圧補正テーブル７５は、各吐出回数に応じて補正値を順次増大して駆動電圧を徐々に大きくするように構成されているが、この他に、吐出回数に複数の閾値（例えば、１億回、２億回など）を段階的に設け、吐出回数が各閾値を超えた場合に補正値を増大して駆動電圧を段階的に大きくするように構成してもよい。

さらに、補正値を設定するにあたり、圧電アクチュエータ４４の各長溝４５の吐出回数を計測してこれを合計し、この合計した吐出回数に基づいて補正値を設定してもよいし、それぞれ長溝４５毎に吐出回数を計測して長溝４５毎にそれぞれ補正値を設定してもよい。合計した吐出回数に基づいて補正値を設定する場合にあっては、全ての駆動電極部５０に同じ大きさの駆動電圧（補正された駆動電圧）が印加される。一方、長溝４５毎にそれぞれ補正値を設定する場合にあっては、駆動電極部５０毎に、これに対応する補正値で補正された駆動電圧が各々印加される。

図５に示すように、温度テーブル７６は、温度検出部７２によって検出された温度と駆動電圧とを対応付けたテーブルであって電圧決定部７７に接続されている。
ここで、圧電アクチュエータ４４の長溝４５に充填されているインクは、この温度によってインクの粘度が異なる。そこで、安定してインクを吐出するために、圧電アクチュエータ４４の温度、つまり、インクの温度に応じて駆動電圧を決定する必要がある。具体的には、温度テーブル７６は、温度検出部７２によって検出された温度が上昇すればするほど駆動電圧が小さくなるように設定されている。

電圧決定部７７には、電圧補正テーブル７５や温度テーブル７６などの他に温度検出部７２が接続されている。電圧決定部７７は、温度検出部７２によって検出された圧電アクチュエータ４４の温度と温度テーブル７６とを参照して駆動電圧の大きさを決定している。

ここで、電圧決定部７７は、温度テーブル７６を参照して求めた駆動電圧を予備駆動電圧とし、この予備駆動電圧を電圧補正テーブル７５を参照して求めた補正値で補正している。そして、予備駆動電圧を補正値で補正した値を真の駆動電圧の大きさとしている。すなわち、駆動電圧は圧電アクチュエータ４４の温度とインクの吐出回数とに基づいて決定されるようになっている。
電圧決定部７７で決定した駆動電圧の大きさは、出力電圧値指令信号として電圧出力部７８に出力される。電圧出力部７８は、電圧決定部７７から出力された信号に基づいて外部電圧を駆動電圧に変換し、切替回路７３に出力する。

なお、出力電圧値指令信号の出力タイミングとしては、インク非吐出時が望ましい。つまり、不図示のパソコンなどからの印刷指示により用紙Ｓにインクを吐出させ、キャリッジ７が主走査方向に移動している間は、電圧決定部７７から電圧出力部７８に出力電圧値指令信号を出力させない。この場合、電圧決定部７７は、パソコンなどから印刷指示信号が出力される以前の駆動電圧を切替回路７３に出力する。一方、印刷指示などの出力信号に基づいてキャリッジ７が移動を開始する直前、または、キャリッジ７が主走査方向に移動してガイドレール８の端部に位置している時、電圧決定部７７から電圧出力部７８に出力電圧値指令信号を出力させる。この動作はすなわち、キャリッジ７が移動している状態で電圧の補正を行わないことを示している。このように構成することで、駆動電圧の補正はインク非吐出時のみに実行されるため、インク吐出動作中に電圧補正が実行されることを防止し、駆動電圧の変化によって印刷結果に極端な濃度差が生じてしまうことを防止することができる。

切替回路７３は、電圧制御部７１から出力される駆動電圧をパルス状に変換している。また、切替回路７３は、パソコンなどからの印刷指示に基づいて、パルス状の駆動電圧を圧電アクチュエータ４４の複数の駆動電極部５０に選択的に印加している。

次に、図５、図７に基づいてインクジェットヘッド３の動作、および圧電アクチュエータ４４への駆動電圧の制御手順について説明する。
まず、不図示のパソコンなどから印刷指示の信号が出力されたか否かを判断する（ＳＴ１）。
印刷指示の信号が出力されていない場合、つまり、ＳＴ１における判断が「Ｎｏ」である場合、再びＳＴ１の判断を行う。
一方、印刷指示の信号が出力された場合、つまり、ＳＴ１における判断が「Ｙｅｓ」である場合、サーミスタ６１から出力される出力信号（抵抗値）に基づいて、温度検出部７２で圧電アクチュエータ４４の温度を検出する（ＳＴ２）。

次に、温度検出部７２によって検出された温度と電圧制御部７１の温度テーブル７６とを参照して電圧決定部７７で予備駆動電圧を決定する（ＳＴ３）。
続いて、電圧決定部７７で予備駆動電圧を電圧補正テーブル７５に記憶されている補正値で補正し、この補正した値を真の駆動電圧に決定する（ＳＴ４、電圧制御工程）。
なお、このときに使用される補正値は、前回の印刷時までに吐出回数計測手段７４によって計測された吐出回数と、電圧補正テーブルとを参照して決定する。また、インクジェットヘッド３を交換などした場合にあっては、吐出回数計測手段７４によって計測された吐出回数はリセットされる。

次に、電圧決定部７７で決定した駆動電圧を出力電圧値指令信号として出力し、この出力信号に基づいて、電圧出力部７８が外部電圧を駆動電圧に変換して出力する（ＳＴ５、電圧制御工程）。
そして、切替回路７３によって、駆動電圧がパルス状の電圧に変換されると共に、このパルス状の電圧を印刷指示の信号に基づいて複数の駆動電極部５０に選択的に印加される。これによって、用紙Ｓにインク滴が吐出され、印刷が開始する（ＳＴ６、切替工程）。

印刷が開始されると当時に、吐出回数計測手段７４によって圧電アクチュエータ４４（長溝４５）から吐出されるインクの吐出回数を計測する（ＳＴ７、吐出回数計測工程）。
なお、この吐出回数の計測は、パソコンなどから印刷指示の信号に基づいて計測されているものであるから、ここでは実際に印刷指示の信号に基づく圧電アクチュエータの駆動動作（吐出動作）がどの程度（何回）実行されているかをモニタしている。
続いて、電圧決定部７７において、吐出回数計測手段７４によって計測された吐出回数と、電圧制御部７１の電圧補正テーブル７５とを参照して補正値を決定する（ＳＴ８）。

次に、非インク吐出時、つまり、キャリッジ７が移動端であるガイドレール８の端部に位置しているか否かを判断する（ＳＴ９）。
インクが吐出されている状態でキャリッジ７が移動中であるとき、つまり、ＳＴ９における判断が「Ｎｏ」である場合、再びＳＴ７に戻り、引き続き吐出回数計測手段７４によって吐出回数を計測する。
一方、インクが吐出されておらず、キャリッジ７が移動端に位置している場合、つまり、ＳＴ９における判断が「Ｙｅｓ」である場合、印刷が終了したか否かの判断を行う（ＳＴ１０）。

印刷が終了していない場合、つまり、ＳＴ１０における判断が「Ｎｏ」である場合、再びＳＴ２に戻り、圧電アクチュエータ４４の温度を検出する。
ここで、ＳＴ１０における判断が「Ｎｏ」である場合において、ＳＴ２まで戻らずに、ＳＴ４に戻るようにしてもよい。つまり、圧電アクチュエータ４４の温度変化による予備駆動電圧の変更は行わず、吐出回数の増大による補正値の変更のみ行って駆動電圧の大きさを決定してもよい。
一方、印刷が終了した場合、つまり、ＳＴ１０における判断が「Ｙｅｓ」である場合には、印刷を終了する（ＳＴ１１）。

したがって、上述の実施形態によれば、吐出回数計測手段７４によってインクの吐出回数を計測し、この吐出回数と電圧制御部７１の電圧補正テーブル７５とを参照して駆動電圧（予備駆動電圧）を補正する補正値を求めることができる。すなわち、吐出回数計測手段７４の計測回数に応じて圧電アクチュエータ４４を駆動させるための駆動電圧の大きさを変更することができる。このため、インクの吐出回数が増大しても画質の劣化を抑制することができる。

具体的に図８、図９に示す。図８は縦軸をインクの吐出滴量（ドロップボリューム）とし、横軸を吐出回数とした場合の駆動電圧を補正した後のインクの吐出滴量の変化を示すグラフである。図９は、縦軸をインクの吐出速度とし、横軸を吐出回数とした場合の駆動電圧を補正した後のインクの吐出速度の変化を示すグラフである。
図８に示すように、吐出動作を繰り返しても、インクの吐出回数に応じて駆動電圧を補正することで、インクの吐出滴量の減少が従来よりも抑制できていることが確認できる。
また、図９に示すように、吐出動作を繰り返しても、インクの吐出速度の低下を抑制できていることが確認できる。
すなわち、本発明をもちいることによって、インクの安定した吐出を実現し、吐出回数に関らず、高品質な画質を提供することができる。

さらに、上述の実施形態によれば、電圧制御部７１に電圧補正テーブル７５を設けることでインクの吐出回数に対応する駆動電圧の補正値を容易に求めることができ、この求めた補正値からインクの吐出回数別の駆動電圧を容易に決定することができる。このため、電圧制御部７１の回路構成を簡略化することが可能になる。

また、圧電アクチュエータ４４にサーミスタ６１を設け、このサーミスタ６１からの出力信号に基づいて温度検出部７２でサーミスタ６１の温度を検出している。そして、この検出された温度と温度テーブル７６とを参照して予備駆動電圧を決定し、この予備駆動電圧を駆動電圧として補正値で補正している。このため、インクの吐出回数に加えて圧電アクチュエータ４４の温度変化、つまり、長溝４５に充填されているインクの温度変化を考慮して駆動電圧を決定することができる。よって、より高品質な画像を提供することが可能になる。

さらに、インクの吐出回数に応じた補正値を設定するにあたり、圧電アクチュエータ４４の各長溝４５の吐出回数を計測してこれを合計し、この合計した吐出回数に基づいて補正値を設定してもよいし、それぞれ長溝４５毎に吐出回数を計測して長溝４５毎にそれぞれ補正値を設定してもよい。合計した吐出回数に基づいて補正値を設定する場合にあっては、全ての駆動電極部５０に同じ大きさの駆動電圧（補正された駆動電圧）が印加される。一方、長溝４５毎にそれぞれ補正値を設定する場合にあっては、駆動電極部５０毎に、これに対応する補正値で補正された駆動電圧が印加される。
このため、各長溝４５に設けられている駆動電極部５０を個々に制御する必要がない場合にあっては、電圧制御部７１の回路構成を簡略化することができる。また、複数の駆動電極部５０毎に駆動電圧を制御し、より高精度にインクの吐出速度や吐出滴量の制御を行うこともできる。よって、ユーザーの要望に応じてインクジェット記録装置１の機種のバリエーションを増加することが可能になる。

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、圧電アクチュエータ４４に温度センサであるサーミスタ６１を設けた場合について説明した（図５参照）。しかしながら、これに限られるものではなく、圧電アクチュエータ４４の近傍であって圧電アクチュエータ４４の温度を検出可能な位置にサーミスタ６１や、サーミスタ６１に代わって熱電対を設けてもよい。例えば、インクジェットヘッド３を構成する流路部材２７や配線基板３５などにサーミスタ６１や熱電対を設けてもよい。

さらに、上述の実施形態では、インクの吐出回数から補正値を求める手段として電圧補正テーブル７５を用いる一方、圧電アクチュエータ４４の温度から予備駆動電圧（駆動電圧）を求める手段として温度テーブル７６を用いる場合について説明した。しかしながら、これらに限られるものではなく、電圧補正テーブル７５や温度テーブル７６に代わって演算式を用いて補正値や予備駆動電圧を求めてもよい。

そして、上述の実施形態では、インクジェット記録装置１は、キャリッジ７にインクジェットヘッド３を固定し、インクジェットヘッド３が主走査方向に移動する、所謂シリアル型のインクジェット記録装置であ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をインクジェットヘッドが移動不能に固定されている、所謂ライン式のインクジェット記録装置としてもよい。

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制御回路のブロック図である。 本発明の実施形態における駆動電圧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ジェットヘッドの動作、および圧電アクチュエータへの駆動電圧の制御手順を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における駆動電圧を補正した後の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駆動電圧を補正した後のインクの吐出速度の変化を示すグラフである。 従来のインクの吐出滴量の変化を示すグラフである。 従来のインクの吐出速度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
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）
２１ 搬入ローラ（搬送手段）
２２ 搬出ローラ（搬送手段）
３２ 制御回路
２６ インクジェットヘッドチップ
４４ 圧電アクチュエータ
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）
７１ 電圧制御部（電圧制御手段）
７２ 温度検出部
７３ 切替回路（切替手段）
７４ 吐出回数計測手段
７５ 電圧補正テーブル
７６ 温度テーブル
７７ 電圧決定部
７８ 電圧出力部
７９ 温度検出回路
Ｓ 用紙（被記録媒体）

Claims (9)

1. インクが充填される複数の溝部を有する圧電アクチュエータと、
   前記複数の溝部のそれぞれに設けられ前記圧電アクチュエータを駆動させる複数の駆動電極とを備え、
   前記圧電アクチュエータを駆動させることで前記複数の溝部からノズルを介してインクの液滴を吐出させるインクジェットヘッドであって、
   外部から入力される電圧の大きさを制御し、この電圧を駆動電圧として出力する電圧制御手段と、
   前記駆動電圧をパルス状の電圧に変換し、このパルス状の駆動電圧を前記複数の駆動電極に選択的に印加する切替手段とを備え、
   前記電圧制御手段は、
   前記圧電アクチュエータからのインクの液滴の吐出回数を計測する吐出回数計測手段を有し、
   前記吐出回数計測手段によって計測された吐出回数に基づいて前記駆動電圧の大きさを決定することを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記電圧制御手段は、前記吐出回数計測手段によって計測された吐出回数と前記駆動電圧を補正する補正値との対応関係を示す電圧補正テーブルを有し、
   前記補正値を、前記吐出回数計測手段によって計測された吐出回数と前記電圧補正テーブルとを参照して求め、これによって求められた前記補正値に基づいて前記駆動電圧を補正す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. 前記圧電アクチュエータ、または前記圧電アクチュエータの近傍の何れかに、この圧電アクチュエータの温度を検出する温度センサを設け、
   前記電圧制御手段に、前記温度センサによって検出された温度と予備駆動電圧との対応関係を示す温度テーブルを設け、
   前記予備駆動電圧を、前記温度センサによって検出された温度と前記温度テーブルとを参照して求め、これによって求められた予備駆動電圧と前記補正値とに基づいて前記駆動電圧の大きさを決定することを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
4. 前記電圧制御手段は、前記複数の溝部全体の吐出回数を計測し、これら吐出回数の合計に基づいて前記駆動電圧の大きさを決定する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. 前記電圧制御手段は、前記複数の溝部それぞれの吐出回数を個別に計測し、各溝部の吐出回数に基づいて、前記複数の駆動電極に印加する駆動電圧を各々決定する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と、
   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を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
7. インクが充填される複数の溝部を有する圧電アクチュエータと、
   前記複数の溝部のそれぞれに設けられ前記圧電アクチュエータを駆動させる複数の駆動電極とを備え、
   前記圧電アクチュエータを駆動させることで前記複数の溝部からノズルを介してインクの液滴を吐出させるインクジェットヘッドの制御方法であって、
   外部から入力される電圧の大きさを制御し、この電圧を駆動電圧として出力する電圧制御工程と、
   前記駆動電圧をパルス状の電圧に変換し、このパルス状の駆動電圧を前記複数の駆動電極に選択的に印加する切替工程とを備え、
   前記電圧制御工程は、
   前記圧電アクチュエータからのインクの液滴の吐出回数を計測する吐出回数計測工程を有し、
   前記吐出回数計測工程によって計測された吐出回数に基づいて前記駆動電圧の大きさを決定することを特徴とするインクジェットヘッドの制御方法。
8. 前記電圧制御工程は、前記複数の溝部全体の吐出回数を計測し、これら吐出回数の合計に基づいて前記駆動電圧の大きさを決定することを特徴とする請求項７に記載のインクジェットヘッドの制御方法。
9. 前記電圧制御工程は、前記複数の溝部それぞれの吐出回数を個別に計測し、各溝部の吐出回数に基づいて、前記複数の駆動電極に印加する駆動電圧を各々決定することを特徴とする請求項７に記載のインクジェットヘッドの制御方法。
   

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