JP2010228358A - 液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録ヘッド近傍のインク圧力を測定すると共に、記録ヘッドの近傍にポンプを配置して、応答性の良い正確な圧力制御を行うことができる、液滴吐出装置を提供する。
【解決手段】圧力センサＳ３は、ＭＥＭＳ技術を利用した素子であり小型なため、ヘッドユニット６６内のインクジェットヘッド６４の近傍に配置することができる。マイクロポンプＰ３は、ＭＥＭＳ技術を利用した素子であり小型なため、ヘッドユニット６６内のインクジェットヘッド６４及び圧力センサＳ３の近傍に配置することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、液滴吐出装置、特に画像形成装置の記録ヘッド部に備えられた記録ヘッドのノズルから液滴を吐出させるための液滴吐出装置に関する。

一般に、画像形成装置の記録ヘッド部に備えられた記録ヘッドに液体を供給し、ノズルから当該液体の液滴を記録媒体に吐出して画像を形成させる液滴吐出装置がある。このような液滴吐出装置の例として、インクジェットヘッドのノズルからインクを吐出するインクジェット記録装置が挙げられる。当該インクジェット記録装置において、インクジェットヘッドから液滴を吐出する液滴吐出装置の例を図８に示す。

図８に示した液滴吐出装置１２０では、インクジェットヘッド６４内部のインク室（図示省略）内のインクの圧力が所定の範囲内になるように制御する。画像形成の開始または終了時においては、インクジェットヘッド６４によるインクの消費が瞬時に開始または終了するためにインク室内のインクの圧力が大きく変動するが、このように負荷変動が厳しい場合であっても、インクの圧力を所定の範囲内に抑えなければならない。

これに対し、インクを供給するためのポンプＰ１、及びインクの圧力をモニタするためのセンサＳ１、Ｓ２に関して、下記のような問題がある。

ポンプＰ１は、一般に、チューブポンプが用いられる場合が多い。この場合、インクの詰まったチューブを断続的にしごいてインクを送り出す方式のため、圧力のリップル（変動）が大きい。また、ポンプＰ１自体が大きく高価なため、高密度実装されたインクジェットヘッド６４の近傍にポンプＰ１を配置することができない。そのため、ポンプＰ１をインクジェットヘッド６４から離間した位置に配置して、インク配管の流路抵抗を利用してリップルを緩和させる方式がとられている。しかしながら、ポンプＰ１とインクジェットヘッド６４との間の流路抵抗が大きいので、制御の応答性が悪く、画像形成を開始または終了した直後の圧力変動を抑えることが難しいという問題がある。

また、形成する画像によっては、複数有るインクジェットヘッド６４、モジュール６５間でインク消費量がばらつくが、ヘッドユニット６６に対してまとめてインクを供給するため、各々個別に制御を行うことができない。

圧力センサＳ１、Ｓ２は、一般に、圧力センサＳ１、Ｓ２自体が大きく高価なため、インクジェットヘッド６４毎に圧力センサＳ１、Ｓ２を配置することができない。そのため、インクジェットヘッド６４から遠いサブタンク１２８、１３２内のインクの圧力を検出する方法がとられている。しかしながら、サブタンク１２８、１３２とヘッドとの間には流路抵抗が存在するため、本来検出すべきインクジェットヘッド６４近傍のインクの圧力を正確に検出することが困難であるという問題がある。

一方、インクを供給するためのポンプとしてマイクロポンプを用いる技術が知られている。特許文献１には、インクジェットプリンタヘッドを含む微量流体吐出装置にＭＥＭＳ技術を利用したアクチュエータによるマイクロポンプを用いる技術が記載されている。また、特許文献２には、インクジェット記録装置において、マイクロポンプによりサブインクタンクにインクを供給する技術が知られている。

特開２００５−２７９７８４号公報 特開２００６−２７２５７７号公報

しかしながら、上記先行技術文献には、単にマイクロポンプを用いることが記載されているのみであり、本来検出すべきインクジェットヘッド近傍のインクの圧力はわからないという問題、及び画像形成を開始または終了した直後に応答性良く圧力変動を抑えることが難しいという問題に対応できない。

本発明は、記録ヘッド近傍のインク圧力を測定すると共に、記録ヘッドの近傍にポンプを配置して、応答性の良い正確な圧力制御を行うことができる、液滴吐出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の液滴吐出装置は、ノズルから液滴を吐出して記録媒体に画像を記録する記録ヘッドを備えた記録ヘッド部と、前記記録ヘッド部から離間した位置に配置されたメインタンクからメインポンプにより前記記録ヘッドに供給される液体の圧力を検知する、前記記録ヘッド部に設けられた圧力センサと、前記圧力センサで検知した前記液体の圧力が一定となるように前記液体の圧力を調整する、前記メインポンプよりも小型の前記記録ヘッド部に設けられた調整用ポンプと、を備える。

記録ヘッド部には、ノズルから液滴を吐出して記録媒体に画像を記録する記録ヘッドが備えられている。液滴を吐出するために用いられる液体は、当該記録ヘッドから離間した位置に配置されたメインタンクからメインポンプにより供給される。

圧力センサは、当該記録ヘッド部に設けられており、メインポンプにより供給される液体の圧力を検知する。調整用ポンプは、当該記録ヘッド部に設けられたメインポンプよりも小型のポンプであり、圧力センサで検知した液体の圧力が一定となるように液体の圧力を調整する。

このように本発明の液滴吐出装置によれば、記録ヘッド部に圧力センサが設けられているため、記録ヘッド近傍のインク圧力を測定すると共に、調整用ポンプも記録ヘッド部に設けられているため、応答性の良い正確な圧力制御を行うことができる。

請求項２に記載の液滴吐出装置は、請求項１に記載の液滴吐出装置において、前記記録ヘッドが、複数のモジュールにより構成されており、前記複数のモジュールが各々に設けられた供給路により前記液体が供給され、前記圧力センサ及び前記調整用ポンプが、前記複数のモジュールの各々に設けられた供給路上に設けられている。

記録ヘッド部が複数のモジュールにより構成されたものとし、当該モジュールが各々に液体が供給される供給路に設けられたものとし、圧力センサ及び調整用ポンプが各々の供給路上に設けられているものとすることができる。

このように各モジュール毎に圧力センサ及び調整用ポンプを設けることにより、より応答性の良い正確な圧力制御を行うことができる。

請求項３に記載の液滴吐出装置は、請求項１または請求項２に記載の液滴吐出装置において、前記調整用ポンプ及び前記圧力センサが、各々ＭＥＭＳ素子である。

このように調整用ポンプ及び圧力センサを小型化に適したＭＥＭＳ素子とすることにより、より記録ヘッドの近傍に調整用ポンプ及び圧力センサを設けることができる。

請求項４に記載の液滴吐出装置において、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液滴吐出装置において、前記調整用ポンプ及び前記圧力センサが、各々ピエゾ素子を有するものである。

このように調整用ポンプ及び圧力センサを、各々ピエゾ素子を有するものとすることにより、より小型化かつ、高性能化することがきる。

請求項５に記載の液滴吐出装置は、前記請求項４に記載の液滴吐出装置において、前記記録ヘッドが、前記ノズルから前記液滴を吐出させるピエゾ素子を有し、前記記録ヘッドと、前記圧力センサと、前記調整用ポンプと、が一体的に形成されている。

記録ヘッドをノズルから液滴を吐出させるピエゾ素子を有するものとすることができる。このように、記録ヘッド、調整用ポンプ、及び圧力センサを、各々ピエゾ素子を有するものとすることにより、一体的に形成することができる。従って、形成が容易になり、また、記録ヘッドの数等の変更に対し、柔軟に対応することができる。

請求項６に記載の液滴吐出装置は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の液滴吐出装置において、前記調整用ポンプと、前記記録ヘッドと、の間に前記圧力センサが設けられている。

圧力センサを調整用ポンプと記録ヘッドとの間に設けることができる。これにより圧力センサをより記録ヘッドの近傍に配置することができる。従って、より記録ヘッド近傍のインク圧力を測定する。

請求項７に記載の液滴吐出装置は、請求項１から請求項６に記載の液滴吐出装置において、前記メインタンクと、前記記録ヘッド部との間に設けられ、前記記録ヘッド部に供給される液体を貯留するサブタンクを備え、前記メインポンプが、前記サブタンク内の圧力が一定となるように前記液体を供給する。

記録ヘッド部に供給される液体を貯留するサブタンクをメインタンクと記録ヘッド部との間に設け、サブタンク内の圧力が一定となるようにメインポンプが液体を供給することができる。

これにより、例えば圧力センサ及び調整用ポンプのみでは対応が困難な、液体の圧力の大きな変動に対して圧力制御を行うことが容易になる。

請求項８に記載の液滴吐出装置は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の液滴吐出装置において、前記メインポンプと前記記録ヘッド部との間で前記液体を循環させる液体循環手段を備える。

メインポンプと記録ヘッド部との間で液体を循環させる循環手段を備えることができる。

以上説明したように、本発明の液滴吐出装置によれば、記録ヘッド近傍のインク圧力を測定すると共に、記録ヘッドの近傍にポンプを配置して、応答性の良い正確な圧力制御を行うことができる、という効果が得られる。

本発明の実施の形態に係る液滴吐出装置により、画像を形成するための液滴が吐出される画像形成装置の一例の概略を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る液滴吐出装置の一例の概略を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態に係るマイクロポンプとして適用可能な進行波型マイクロポンプの一例を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るマイクロポンプとして適用可能なダイアフラム型マイクロポンプの一例を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る圧力センサとして適用可能なダイアフラム型マイクロセンサの一例を示すマイクロセンサの断面図である。 本発明の実施の形態に係る液滴吐出装置におけるインクの圧力制御に関する構成の一例の概略を示す機能ブロック図である。 本実施の形態に係るインクジェットヘッド、マイクロポンプ、及び圧力センサを同一構成する場合における、インクジェットヘッドのダイを俯瞰したイメージ図である。 従来の液滴吐出装置の一例の概略を示す概略構成図である。

以下、図面を参照して 本発明の実施の形態を詳細に説明する。

まず、本発明の実施の形態に係る液滴吐出装置により、画像を形成するための液滴が吐出される画像形成装置について説明する。図１は、当該画像形成装置の一例の概略を示す概略構成図である。

本実施の形態の画像形成装置１０は、記録媒体としての枚葉紙（以下、「用紙」という）の搬送方向上流側に用紙を給紙搬送する給紙搬送部１２、給紙搬送部１２の下流側に用紙の搬送方向に沿って用紙の記録面に処理液を塗布する処理液塗布部１４、用紙の記録面に画像を形成する画像形成部１６、記録面に形成された画像を乾燥させるインク乾燥部１８、乾燥した画像を用紙に定着させる画像定着部２０、及び画像が定着した用紙を排出する排出部２１を備えている。

以下、各処理部について説明する。

（給紙配送部）

給紙搬送部１２には、用紙が積載される積載部２２が設けられており、積載部２２の用紙搬送方向下流側（以下、「下流側」という場合もある）には、当該積載部２２に積載された用紙を一枚ずつ給紙する給紙部２４が設けられている。この給紙部２４によって、給紙された用紙は、複数のローラ対２６で構成された搬送部２８を経て処理液塗布部１４へ搬送される。

（処理液塗布部）

処理液塗布部１４では、処理液塗布ドラム３０が回転可能に配設されている。この処理液塗布ドラム３０には、用紙の先端部を狭持して用紙を保持する保持部材３２が設けられており、当該保持部材３２を介して、処理液塗布ドラム３０の表面に用紙を保持した状態で、処理液塗布ドラム３０の回転によって当該用紙を下流側へ搬送する。

なお、後述する中間搬送ドラム３４、画像形成ドラム３６、インク乾燥ドラム３８、及び画像定着ドラム４０についても、処理液塗布ドラム３０と同様に保持部材３２が設けられている。そして、この保持部材３２によって、上流側のドラムから下流側のドラムへの用紙の受け渡しが行われる。

処理液塗布ドラム３０の上部には、処理液塗布ドラム３０の周方向に沿って、処理液塗布装置４２及び処理液乾燥装置４４が配設されており、処理液塗布装置４２によって、用紙の記録面に処理液が塗布され、処理液乾燥装置４４によって、当該処理液が乾燥する。

ここで、処理液は画像を形成するためのインクと反応して色材（顔料）を凝集し、色材と溶媒を分離促進する効果を有している。処理液塗布装置４２には、処理液が貯留している貯留部４６が設けられており、グラビアローラ４８の一部が処理液に浸されている。

このグラビアローラ４８には、ゴムローラ５０が圧接して配置されており、当該ゴムローラ５０が用紙の記録面（表面）側に接触して処理液が塗布される。また、グラビアローラ４８には、スキージ（図示省略）が接触しており、用紙の記録面に塗布する処理液塗布量を制御する。

一方、処理液乾燥装置４４には、熱風ノズル５４及び赤外線ヒータ５６（以下、「ＩＲヒータ５６」という）が処理液塗布ドラム３０の表面に近接して配設されている。この熱風ノズル５４及びＩＲヒータ５６により、処理液中の水等の溶媒を蒸発させ、固体または薄膜処理液層を用紙の記録面側に形成する。処理液乾燥工程で処理液を薄層化することで、画像形成部１６でインク打滴したドットが用紙表面と接触して必要なドット径が得られると共に、薄層化した処理液と反応して色材凝集し、用紙表面に固定する作用が得られやすい。

このようにして、処理液塗布部１４で記録面に処理液が塗布、乾燥された用紙は、処理液塗布部１４と画像形成部１６との間に設けられた中間搬送部５８へ搬送される。

（中間搬送部）

中間搬送部５８には、中間搬送ドラム３４が回転可能に設けられており、中間搬送ドラム３４に設けられた保持部材３２を介して、中間搬送ドラム３４の表面に用紙を保持し、中間搬送ドラム３４の回転によって当該用紙を下流側へ搬送する。なお中間搬送部７０、中間搬送部７６は、中間搬送部５８と構成が略同一であるため詳細な説明を省略する。

（画像形成部）

画像形成部１６には、画像形成ドラム３６が回転可能に設けられており、画像形成ドラム３６に設けられた保持部材３２を介して、画像形成ドラム３６の表面に用紙を保持し、画像形成ドラム３６の回転によって当該用紙を下流側へ搬送する。

画像形成ドラム３６の上部には、画像形成ドラム３６の表面に近接して、本実施の形態の液滴吐出装置である、シングルパス方式のインクジェットヘッド６４で構成されたヘッドユニット６６が配設されている。当該ヘッドユニット６６では、少なくとも基本色であるＹＭＣＫのインクジェットヘッド６４が画像形成ドラム３６の周方向に沿って配列され、処理液塗布部１４で用紙の記録面に形成された処理液層上にノズルからインクを吐出（打滴）することにより、各色の画像を形成する。なお、インクジェットヘッド６４を備えた本実施の形態の液滴吐出装置１００については詳細を後述する。

処理液はインク中に分散する色材とラテックス粒子とを処理液に凝集する効果を持たせ、用紙上で色材流れ等が発生しない凝集体を形成する。インクと処理液の反応の一例として、処理液内に酸を含有しＰＨダウンにより顔料分散を破壊し、凝集するメカニズムを用いて色材の滲み、各色インク間の混色、及びインク滴の着弾時の液合一等による打滴干渉を回避する。

インクジェットヘッド６４は、画像形成ドラム３６に配置された回転速度を検出するエンコーダ（図示省略）に同期して打滴を行うことで、高精度に着弾位置を決定すると共に、画像形成ドラム３６の振れ、回転軸６８の精度、及びドラム表面速度等に依存せず、打滴ムラを低減することが可能となる。

なお、ヘッドユニット６６は、画像形成ドラム３６の上部から退避可能とされており、インクジェットヘッド６４のノズル面清掃や増粘インク排出等のメンテナンス動作は、当該ヘッドユニット６６を画像形成ドラム３６の上部から退避させることで実施される。

記録面に画像が形成された用紙は、画像形成ドラム３６の回転によって、画像形成部１６とインク乾燥部１８との間に設けられた中間搬送部７０を介してインク乾燥部１８へ搬送される。

（インク乾燥部）

インク乾燥部１８には、インク乾燥ドラム３８が回転可能に設けられており、インク乾燥ドラム３８の上部には、インク乾燥部の表面に近接して、熱風ノズル７２及びＩＲヒータ７４が複数配設されている。

本実施の形態では、一例として、上流側と下流側に熱風ノズル７２が配設されるようにして、熱風ノズル７２と平行配列された一つのＩＲヒータ７４を交互に配設している。これに限らず、例えば、上流側にＩＲヒータ７４を多く配設して上流側で熱エネルギーを多く照射し水分の温度を上昇させ、下流側に熱風ノズル７２を多く配設して、飽和水蒸気を吹き飛ばすようにしても良い。

本実施の形態では、熱風ノズル７２は、熱風の吹き付け角度を用紙の後端側に傾けて配置するようにしている。これにより、熱風ノズル７２による熱風の流れを一方向に集めることができ、また、インク乾燥ドラム３８側へ用紙を押しつけ、当該インク乾燥ドラム３８の表面に用紙を保持させた状態を維持することができる。

熱風ノズル７２及びＩＲヒータ７４による温風によって、用紙の画像形成部では、色材凝集作用により分離された溶媒が乾燥され、薄膜の画像層が形成される。

記録面の画像が乾燥した用紙は、インク乾燥ドラム３８の回転によってインク乾燥部と画像定着部２０との間に設けられた中間搬送部７６を介して画像定着部２０へ搬送される。

（画像定着部）

画像定着部２０には、画像定着ドラム４０が回転可能に設けられており、画像定着部２０では、インク乾燥ドラム３８上で形成された薄層の画像層内のラテックス粒子が加熱及び加圧されて溶融し、用紙上に固着定着する機能を有する。

画像定着ドラム４０の上部には、画像定着ドラム４０の表面に近接して、加熱ローラ７８が配設されている。当該加熱ローラ７８は熱伝導率の良いアルミ等の金属パイプ内にハロゲンランプが組み込まれており、当該加熱ローラ７８によって、ラテックスのガラス転移温度Ｔｇ以上の熱エネルギーが付与される。これにより、ラテックス粒子を溶融し、用紙上の凹凸に押し込み定着を行うと共に、画像表面の凹凸をレベリングし、光沢性を得ることを可能とする。

加熱ローラ７８の下流側には、定着ローラ７９が設けられている。当該定着ローラ７９は、画像定着ドラム４０の表面に圧接した状態で配設され、画像定着ドラム４０との間でニップ力を得るようにしている。このため、定着ローラ７９または画像定着ドラム４０のうち少なくとも一方は表面に弾性層を持ち、用紙に対して均一なニップ幅を持つ構成とする。

以上のような工程により、記録面の画像が定着した用紙は、画像定着ドラム４０の回転によって、画像定着部２０の下流側に設けられた排出部２１側へ搬送される。

なお、本実施の形態では、画像定着部２０について説明したが、インク乾燥部１８で記録面に形成された画像を乾燥・定着させることができれば良いため、当該画像定着部２０を備えない構成としても良い。

次に、本実施の形態の液滴吐出装置について詳細に説明する。図２に、本実施の形態の液滴吐出装置の一例の概略構成図を示す。

本実施の形態の液滴吐出装置１００は、ヘッドユニット６６、メインタンク１０２、循環路１０４、及びサブタンク１０８、１１２等を備えて構成されている。なお、本実施の形態の画像形成装置１０では、備えられているインクの種類の数だけ（本実施の形態ではＹＭＣＫの４色分、すなわち４種類）本構成を備えているが、図２では、インク１色（１種類）分の構成のみを示している。

メインタンク１０２は、ヘッドユニット６６に供給するインクを貯蔵するためのものであり、ヘッドユニット６６から離間した位置に配置されている。インクの消費量が多いような画像を形成する画像形成装置１０では、メインタンク１０２が大きくなるため、ヘッドユニット６６に大きなインクタンクを配置することは好ましくないため、このように離間した位置に配置されている。

循環路１０４は、サブタンク１０８、１１２を介して、ヘッドユニット６６とメインタンク１０２とを接続して、インクを循環させるためのものであり、メインタンク１０２から６６への往路である循環路１０４Ａ及びヘッドユニット６６からメインタンク１０２への復路である循環路１０４Ｂにより形成される。循環路１０４の一例としては、チューブ等が挙げられる。

メインタンク１０２内のインクはチューブポンプＰ１により循環路１０４Ａを通してヘッドユニット６６の近傍に設けられた供給用のサブタンク１０８に配送される。また、画像形成により使用されなかったインクは回収用のサブタンク１１２からメインタンク１０２へチューブポンプＰ２により循環路１０４Ｂを通って配送される。

サブタンク１０８は、メインタンク１０２から循環路１０４Ａを通って配送されてきたインクを貯留し、ヘッドユニット６６への流路をＯＮ／ＯＦＦ制御するバルブユニットＶ１を経由してヘッドユニット６６に供給する。バルブユニットＶ１は、非通電時にサブタンク１０８内のインクがインクジェットヘッド６４を介して外に漏れ出すことを防ぐためのものである。

サブタンク１１２は、ヘッドユニット６６に供給され、画像形成により消費されずに戻ってきたインクを貯留し、メインタンク１０２へ戻すためのものである。サブタンク１０８とサブタンク１１２とは、タンク内のインクの圧力をそれぞれ圧力センサＳ１、Ｓ２で検出して、所定の圧力に調整されるように制御されており、サブタンク１０８とサブタンク１１２との圧力差により、ヘッドユニット６６のインク循環が行われる。

なお、インクの循環量は、画像形成の有無によって変動するが、フル吐出の場合（ベタ画像を形成する場合）でも、所定の循環が行われるようにヘッドユニット６６内の循環流路が設計されている。

ヘッドユニット６６は、複数のモジュール６５により構成されたインクジェットヘッド６４、各モジュール６５にサブタンク１０８から供給されたインクを供給する供給路１１０、各モジュール６５に供給されるインクの圧力を検出する圧力センサＳ３、マイクロポンプＰ３、及びバルブＶ２を含んで構成されている。なお、図２では、３個のモジュール６５を示しているがこれに限らず、１個であっても良いし、さらに多くの個数であっても良い。また、１個のインクジェットヘッド６４を示しているがこれに限らず、複数であっても良い。なお、スループットの高い画像形成を行う場合には、インクジェットヘッド６４を複数備えた構成とすることが好ましい。また、図２中では、３個あるモジュール６５の各々に対しＡ、Ｂ、Ｃをモジュール６５、供給路１１０、マイクロポンプＰ３、圧力センサＳ３、及びバルブユニットＶ２の符号に付加しているが、各々を個別に説明する必要が無い場合は符号を付けずに総称する。

本実施の形態のマイクロポンプＰ３は、ＰＺＴ薄膜のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を利用したピエゾ素子であり、ＰＺＴ薄膜の変位により、サブタンク１０８から供給されるインクをヘッドの近くで加圧する機能を持つものである。

マイクロポンプＰ３としては、比較的リップルの小さい進行波型のマイクロポンプが望ましいが、複数のダイアフラム型マイクロポンプを互いに異なる位相で駆動して液体の圧力のリップルを抑える構成としても良い。進行波型のマイクロポンプは、例えば、特開２００３−２８６９５８号公報に記載されている図３に示す進行波型マイクロポンプが適用可能である。また、例えば、図４に示す特開２００３−２１４３４９号公報に記載されているダイアフラム型マイクロポンプも適用可能である。

なお、マイクロポンプＰ３は、小型であるため、インクに対して大きな圧力をかけられずにインクの圧力の大きな変動の調整が困難な場合があるが、本実施の形態では、サブタンク１０８、１１２のインク圧力に応じてチューブポンプＰ１、Ｐ２が圧力を調整したインクに対して、さらに圧力の調整を行うものであるため、上記のような場合でも、問題は生じない。

また、本実施の形態の圧力センサＳ３も、マイクロポンプＰ３と同様に、ＰＺＴ薄膜のＭＥＭＳ技術を利用した素子である。圧力センサＳ３としては、例えば、特開２００６−３１９９４５号公報に記載されている図５に示す、ダイアフラム型マイクロセンサ等が適用可能である。図５に示したダイアフラム型マイクロセンサでは、ＰＺＴ薄膜の片側の面が雰囲気（大気圧）に接しており、反対側の面が電気的に絶縁性を示す膜を介して、インクに接している構成となっており、インクの圧力が変化すると、ＰＺＴ薄膜の膜形状が変位し、電圧が発生する。従って、当該圧力センサＳ３の出力電圧をモニタすることによりインクの圧力を検出することができる。

インクジェットヘッド６４におけるインクの圧力制御について図６を参照して説明する。図６は、本発明の実施の形態に係るヘッドユニット６６における圧力制御系の一例の機能ブロック図である。圧力センサＳ３で供給路１１０を流れるインクの圧力を検知すると、制御部１１８は、インクジェットヘッド６４に供給されるインクの圧力が一定となるように、マイクロポンプＰ３の駆動を制御する。マイクロポンプＰ３は、制御部１１８の制御に基づいて、供給路１１０を流れるインクを加圧する。なお、制御部１１８の一例としては、ＣＰＵ等を備えた制御回路が挙げられる。

なお、マイクロポンプＰ３と圧力センサＳ３との位置関係は、図２に示したように、圧力センサＳ３をマイクロポンプＰ３よりもインクジェットヘッド６４の近傍に配置することが好ましい。これにより、圧力センサＳ３が、よりインクジェットヘッド６４の近傍になるため、よりノズル面に近い位置の圧力を検知することができる。

以上説明したように、本実施の形態の圧力センサＳ３は、ＭＥＭＳ技術を利用した素子であり小型なため、ヘッドユニット６６内のインクジェットヘッド６４の近傍に配置することができる。従って、ノズル面に近い位置のインクの圧力を検知することができる。

また、本実施の形態のマイクロポンプＰ３は、ＭＥＭＳ技術を利用した素子であり小型なため、ヘッドユニット６６内のインクジェットヘッド６４及び圧力センサＳ３の近傍に配置することができる。従って、応答性の良い正確な圧力制御を行うことができる。

また、従来の場合（図８参照）では、供給側の圧力センサＳ１の圧力が一定になるように、チューブポンプＰ１、Ｐ２によりインクを送り出す、または引き抜くために、チューブポンプＰ１、Ｐ２を正回転または逆回転させなくてはいけない。制御の応答性を高めるためにはチューブポンプＰ１、Ｐ２の回転方向の切り替えを瞬時に行う必要があるが、回転方向の瞬間的な切り替えは、チューブポンプＰ１、Ｐ２に機械的に大きなストレスがかかるという問題があり、その結果、チューブポンプＰ１、Ｐ２の寿命が短くなってしまう。

これに対して本実施の形態では、上記のように応答性の良い正確な圧力制御をおこなうことができるため、チューブポンプＰ１、Ｐ２が正回転から逆回転に回転方向の瞬間的な切り替えを行うことを抑制できる。従って、チューブポンプＰ１、Ｐ２にストレスがかかりにくくなり、寿命が短くなるのを抑制することができる。

また、本実施の形態では、モジュール６５毎に圧力センサＳ３及びマイクロポンプＰ３を備えているため、より正確にインクの圧力を制御することができる。また、これにより従来、供給側に設けられていたバルブユニットＶ２（図８参照）を設ける必要がなくなる。

また、上記、図２では、インクジェットヘッド６４、マイクロポンプＰ３、及び圧力センサＳ３を各々別構成として図示しているが、これに限らない。本実施の形態では、インクジェットヘッド６４に備えられたノズルからインクを吐出させるピエゾアクチュエータ、マイクロポンプＰ３、圧力センサＳ３、及びインクジェットヘッド６４はＰＺＴ薄膜を用いたピエゾ素子であるため、同じ技術を使って、マイクロポンプＰ３、ならびに圧力センサＳ３を構成することができる。同一構成とする場合の例として、インクジェットヘッド６４のダイを俯瞰したイメージ図を図７に示す。図７に示すように、本実施の形態では、インクジェットヘッド６４、マイクロポンプＰ３、及び圧力センサＳ３を同一の製造プロセスにより、モノリシックに一つの基板上に一体的に形成することが可能である。

これにより、画像を記録する幅（インクジェットヘッド６４の数）の増減に対して、柔軟に対応することができる。

また、一般に、インクジェットヘッド６４を駆動するための駆動回路は、インクジェットヘッド６４の近傍に配置される場合が多いが、マイクロポンプＰ３を駆動するための回路及び圧力センサＳ３で発生した電圧を検出するための回路（例えば図６の制御部１１８）を当該駆動回路と同一の電気回路基板上に一体的に構成することが望ましい。

これにより、圧力センサＳ３が発生する微少な電圧を精度よく検出することができる。また、インクジェットヘッド６４毎に制御システムを集約することでインクジェットヘッド６４の数の増減に柔軟に対応することができる。

１０ 画像形成装置
６４ インクジェットラインヘッド
６５ モジュール
６６ ヘッドユニット
１００ 液滴吐出装置
１０２ メインタンク
１０４ 循環路
１０８、１１２ サブタンク
１１０ 供給路
１１８ 制御部
Ｐ３ マイクロポンプ
Ｓ３ 圧力センサ

Claims (8)

1. ノズルから液滴を吐出して記録媒体に画像を記録する記録ヘッドを備えた記録ヘッド部と、
   前記記録ヘッド部から離間した位置に配置されたメインタンクからメインポンプにより前記記録ヘッドに供給される液体の圧力を検知する、前記記録ヘッド部に設けられた圧力センサと、
   前記圧力センサで検知した前記液体の圧力が一定となるように前記液体の圧力を調整する、前記メインポンプよりも小型の前記記録ヘッド部に設けられた調整用ポンプと、
   を備えた液滴吐出装置。
2. 前記記録ヘッドが、複数のモジュールにより構成されており、前記複数のモジュールが各々に設けられた供給路により前記液体が供給され、前記圧力センサ及び前記調整用ポンプが、前記複数のモジュールの各々に設けられた供給路上に設けられている、
   請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記調整用ポンプ及び前記圧力センサが、各々ＭＥＭＳ素子である、
   請求項１または請求項２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記調整用ポンプ及び前記圧力センサが、各々ピエゾ素子を有するものである、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
5. 前記記録ヘッドが、前記ノズルから前記液滴を吐出させるピエゾ素子を有し、
   前記記録ヘッドと、前記圧力センサと、前記調整用ポンプと、は一体的に形成されている、
   前記請求項４に記載の液滴吐出装置。
6. 前記調整用ポンプと、前記記録ヘッドと、の間に前記圧力センサが設けられている、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
7. 前記メインタンクと、前記記録ヘッド部との間に設けられ、前記記録ヘッド部に供給される液体を貯留するサブタンクを備え、
   前記メインポンプが、前記サブタンク内の圧力が一定となるように前記液体を供給する、
   請求項１から請求項６に記載の液滴吐出装置。
8. 前記メインポンプと前記記録ヘッド部との間で前記液体を循環させる液体循環手段を備えた、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。